6N137 EL26XX সিরিজ ফটোকাপলার ডাটাশিট - ৮-পিন ডিআইপি প্যাকেজ - হাই-স্পিড 10Mbit/s - 5000Vrms আইসোলেশন - বাংলা প্রযুক্তিগত নথি

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

6N137, EL2601, এবং EL2611 হল উচ্চ-গতির, লজিক গেট আউটপুট ফটোকাপলার (অপটোআইসোলেটর)। এই ডিভাইসগুলি একটি ইনফ্রারেড লাইট-এমিটিং ডায়োড (LED) নিয়ে গঠিত, যা একটি স্ট্রোবযোগ্য আউটপুট সহ একটি উচ্চ-গতির ইন্টিগ্রেটেড ফটোডিটেক্টরের সাথে অপটিক্যালি যুক্ত। এগুলি এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যেখানে বৈদ্যুতিক আইসোলেশন এবং উচ্চ-গতির ডিজিটাল সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের প্রয়োজন হয়।

১.১ মূল সুবিধা এবং অবস্থান

এই সিরিজের প্রাথমিক সুবিধা হল এর উচ্চ-গতির কর্মক্ষমতা এবং শক্তিশালী আইসোলেশনের সমন্বয়। 10 Mbit/s পর্যন্ত ডেটা রেটের সাথে, এটি আধুনিক ডিজিটাল কমিউনিকেশন ইন্টারফেসের জন্য উপযুক্ত। ডিভাইসগুলি একটি উচ্চ কমন-মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি (CMTI) প্রদান করে, EL2611 ভেরিয়েন্টটি ন্যূনতম 10 kV/μs এর জন্য রেট করা, যা এগুলিকে কোলাহলপূর্ণ শিল্প পরিবেশের জন্য আদর্শ করে তোলে। লজিক গেট আউটপুট TTL এবং CMOS এর মতো স্ট্যান্ডার্ড লজিক পরিবারের সাথে ইন্টারফেসকে সহজ করে।

১.২ লক্ষ্য অ্যাপ্লিকেশন

এই ফটোকাপলারগুলি এমন অ্যাপ্লিকেশনের লক্ষ্যে রয়েছে যেখানে গ্রাউন্ড লুপ নির্মূল, ডেটা ট্রান্সমিশন সিস্টেমে সিগন্যাল আইসোলেশন এবং পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে নয়েজ ইমিউনিটির প্রয়োজন হয়। সাধারণ ব্যবহারের ক্ষেত্রগুলির মধ্যে রয়েছে:

• সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই এবং মোটর ড্রাইভে আইসোলেশন।
• ডেটা লাইন রিসিভার এবং মাল্টিপ্লেক্সিং সিস্টেম।
• ডিজিটাল সার্কিটে পালস ট্রান্সফরমারের প্রতিস্থাপন।
• কম্পিউটার পারিফেরাল ইন্টারফেস এবং শিল্প নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা।
• সাধারণ-উদ্দেশ্য উচ্চ-গতির লজিক আইসোলেশন।

২. গভীর প্রযুক্তিগত প্যারামিটার বিশ্লেষণ

নিম্নলিখিত বিভাগগুলি ডিভাইসের বৈদ্যুতিক এবং সুইচিং বৈশিষ্ট্যগুলির বিস্তারিত বিভাজন প্রদান করে।

২.১ পরম সর্বোচ্চ রেটিং

এই রেটিংগুলি চাপের সীমা নির্ধারণ করে যার বাইরে স্থায়ী ক্ষতি হতে পারে। মূল প্যারামিটারগুলির মধ্যে রয়েছে:

• ইনপুট ফরোয়ার্ড কারেন্ট (I_F)): সর্বোচ্চ 50 mA।
• সাপ্লাই ভোল্টেজ (V_CC)): সর্বোচ্চ 7.0 V।
• আউটপুট ভোল্টেজ (V_O)): সর্বোচ্চ 7.0 V।
• আইসোলেশন ভোল্টেজ (V_ISO)): 5000 V_rms1 মিনিটের জন্য (পরীক্ষার শর্ত: পিন 1-4 একসাথে শর্ট করা, পিন 5-8 একসাথে শর্ট করা)।
• অপারেটিং তাপমাত্রা (T_OPR)): -40°C থেকে +85°C।
• স্টোরেজ তাপমাত্রা (T_STG)): -55°C থেকে +125°C।

২.২ বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য (ইনপুট)

ইনপুট ইনফ্রারেড LED এর সাথে সম্পর্কিত প্যারামিটার:

• ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ (V_F)): সাধারণত 1.4V, সর্বোচ্চ 1.8V I_F= 10 mA এ।
• রিভার্স ভোল্টেজ (V_R)): সর্বোচ্চ 5.0 V।
• V এর তাপমাত্রা সহগ_F): প্রায় -1.8 mV/°C।
• ইনপুট ক্যাপাসিট্যান্স (C_IN)): সাধারণত 60 pF।

২.৩ বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য (আউটপুট ও ট্রান্সফার)

আউটপুট ডিটেক্টর এবং সামগ্রিক সিগন্যাল ট্রান্সফারের সাথে সম্পর্কিত প্যারামিটার:

• সাপ্লাই কারেন্ট (হাই/লো)): I_CCH(আউটপুট হাই) সাধারণত 7 mA (সর্বোচ্চ 10 mA)। I_CCL(আউটপুট লো) সাধারণত 9 mA (সর্বোচ্চ 13 mA)।
• এনাবল ইনপুট কারেন্ট): I_EHএবং I_ELসাধারণত 1.6 mA এর নিচে।
• লো-লেভেল আউটপুট ভোল্টেজ (V_OL)): সাধারণত 0.35V, নির্দিষ্ট লোড শর্তে সর্বোচ্চ 0.6V (I_CL=13mA)। এটি লজিক-লেভেল সামঞ্জস্যের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার।
• ইনপুট থ্রেশহোল্ড কারেন্ট (I_FT)): একটি লজিক-লো আউটপুট নিশ্চিত করার জন্য প্রয়োজনীয় LED কারেন্ট সাধারণত 2.5 mA, সর্বোচ্চ 5 mA।

২.৪ সুইচিং বৈশিষ্ট্য

এই প্যারামিটারগুলি ফটোকাপলারের গতি কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে, স্ট্যান্ডার্ড শর্তে পরিমাপ করা হয় (V_CC=5V, I_F=7.5mA, C_L=15pF, R_L=350Ω)।

• প্রচার বিলম্ব (t_PHL, t_PLH)): সাধারণত 35-40 ns, হাই-টু-লো এবং লো-টু-হাই ট্রানজিশনের জন্য উভয়ের সর্বোচ্চ 75 ns। এটি 10 Mbit/s ডেটা রেট সক্ষম করে।
• পালস প্রস্থ বিকৃতি): |t_PHL- t_PLH| সাধারণত 5 ns, সর্বোচ্চ 35 ns। সিগন্যাল অখণ্ডতা সংরক্ষণের জন্য কম বিকৃতি ভাল।
• রাইজ/ফল টাইম (t_r, t_f)): আউটপুট রাইজ টাইম সাধারণত 40 ns, যখন ফল টাইম সাধারণত দ্রুততর 10 ns।
• এনাবল প্রচার বিলম্ব): এনাবল (V_E) পিন থেকে আউটপুট পর্যন্ত বিলম্ব সাধারণত 15 ns।
• কমন-মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি (CMTI)): এটি একটি মূল পার্থক্যকারী। 6N137 এর কোন নির্দিষ্ট ন্যূনতম নেই। EL2601 5,000 V/μs গ্যারান্টি দেয়। EL2611 স্ট্যান্ডার্ড পরীক্ষায় 10,000 V/μs এবং প্রস্তাবিত ড্রাইভ সার্কিট (চিত্র 15) সহ 20,000 V/μs গ্যারান্টি দেয়। উচ্চ CMTI আইসোলেশন বাধা জুড়ে নয়েজ কাপলিং প্রতিরোধ করে।

৩. যান্ত্রিক এবং প্যাকেজ তথ্য

৩.১ পিন কনফিগারেশন (৮-পিন ডিআইপি)

ডিভাইসটি একটি স্ট্যান্ডার্ড ৮-পিন ডুয়াল ইন-লাইন প্যাকেজ (DIP) এ দেওয়া হয়।

1. কোন সংযোগ নেই (NC)
2. ইনপুট LED এর অ্যানোড (A)
3. ইনপুট LED এর ক্যাথোড (K)
4. কোন সংযোগ নেই (NC)
5. আউটপুট সাইডের জন্য গ্রাউন্ড (GND)
6. আউটপুট (V_OUT)
7. এনাবল ইনপুট (V_E)
8. আউটপুট সাইডের জন্য সাপ্লাই ভোল্টেজ (V_CC)

৩.২ প্যাকেজ অপশন

ডাটাশিটে প্রশস্ত-লিড স্পেসিং এবং সারফেস-মাউন্ট ডিভাইস (SMD) অপশনে প্রাপ্যতার কথা উল্লেখ করা হয়েছে, যদিও প্রদত্ত অংশে নির্দিষ্ট প্যাকেজ কোড (যেমন, SOIC-8) বিস্তারিতভাবে দেওয়া নেই।

৪. অ্যাপ্লিকেশন নির্দেশিকা এবং ডিজাইন বিবেচনা

৪.১ সমালোচনামূলক ডিজাইন নিয়ম

• বাইপাস ক্যাপাসিটর: একটি 0.1 μF (বা বড়) ক্যাপাসিটর যার ভাল উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বৈশিষ্ট্য রয়েছে (সিরামিক বা সলিড ট্যানটালাম)অবশ্যইপিন 8 (V_CC) এবং 5 (GND) এর মধ্যে সংযুক্ত করতে হবে, যতটা সম্ভব ডিভাইসের কাছাকাছি স্থাপন করতে হবে। স্থিতিশীল অপারেশন এবং নয়েজ কমানোর জন্য এটি অপরিহার্য।
• এনাবল পিন: এনাবল ইনপুট (পিন 7) এর একটি অভ্যন্তরীণ পুল-আপ রেজিস্টর রয়েছে, তাই কোন বাহ্যিক রেজিস্টরের প্রয়োজন নেই। এটিকে লো (<0.8V) ড্রাইভ করলে আউটপুট সক্রিয় হয়। এটিকে হাই (>2.0V) ড্রাইভ করলে ইনপুট LED এর অবস্থা নির্বিশেষে আউটপুট জোর করে হাই হয়ে যায়।
• ইনপুট কারেন্ট: সঠিক সুইচিং নিশ্চিত করতে, প্রয়োজনীয় গতি এবং I_FTপ্যারামিটার অনুযায়ী ইনপুট LED কারেন্ট সেট করা উচিত। একটি সাধারণ অপারেটিং কারেন্ট হল 7.5-10 mA।
• আউটপুট লোড: স্ট্যান্ডার্ড পরীক্ষার শর্ত V_CCএ একটি 350Ω পুল-আপ রেজিস্টর ব্যবহার করে। নির্দিষ্ট সুইচিং সময় পূরণের জন্য সার্কিট ডিজাইনে রেফারেন্স হিসাবে এই মানটি ব্যবহার করা উচিত।

৪.২ ট্রুথ টেবিল (পজিটিভ লজিক)

এনাবল করা হলে ডিভাইসটি একটি নন-ইনভার্টিং বাফার হিসাবে কাজ করে। ট্রুথ টেবিল নিম্নরূপ:

৪.৩ উচ্চ CMTI (EL2611) এর জন্য প্রস্তাবিত সার্কিট

ডাটাশিটের চিত্র 15 EL2611 পরিবারের জন্য সর্বোচ্চ নির্দিষ্ট CMTI 20,000 V/μs অর্জনের জন্য প্রস্তাবিত একটি নির্দিষ্ট ড্রাইভ সার্কিট দেখায়। এই সার্কিটে সাধারণত প্যারাসাইটিক কাপলিং কমানোর জন্য ইনপুট LED ড্রাইভ পথের সতর্ক ব্যবস্থাপনা জড়িত।

৫. কর্মক্ষমতা বক্ররেখা এবং সাধারণ বৈশিষ্ট্য

ডাটাশিটে "সাধারণ ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য বক্ররেখা" বিভাগ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। যদিও পাঠ্য অংশে নির্দিষ্ট গ্রাফ দেওয়া নেই, তবে এই ধরনের বক্ররেখাগুলি সাধারণত ডিজাইনের জন্য সমালোচনামূলক সম্পর্কগুলি চিত্রিত করে:

• কারেন্ট ট্রান্সফার রেশিও (CTR) বনাম ফরোয়ার্ড কারেন্ট: অপটিক্যাল কাপলিং এর দক্ষতা দেখায়।
• প্রচার বিলম্ব বনাম ফরোয়ার্ড কারেন্ট: LED ড্রাইভ কারেন্টের সাথে গতি কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা প্রদর্শন করে।
• আউটপুট ভোল্টেজ বনাম তাপমাত্রা: আউটপুট লজিক লেভেলের তাপীয় স্থিতিশীলতা নির্দেশ করে।
• কমন-মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি বনাম ফ্রিকোয়েন্সি: বিভিন্ন নয়েজ ফ্রিকোয়েন্সি জুড়ে CMTI কর্মক্ষমতা দেখায়।

ডিজাইনারদের তাদের নির্দিষ্ট অপারেটিং শর্ত (তাপমাত্রা, প্রয়োজনীয় গতি) এর জন্য কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করতে এই গ্রাফগুলি পরামর্শ করা উচিত।

৬. সোল্ডারিং এবং হ্যান্ডলিং

পরম সর্বোচ্চ রেটিং 10 সেকেন্ডের জন্য 260°C একটি সোল্ডারিং তাপমাত্রা (T_SOL) নির্দিষ্ট করে। এটি সাধারণ লেড-মুক্ত রিফ্লো সোল্ডারিং প্রোফাইলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এই সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলি হ্যান্ডল করার সময় স্ট্যান্ডার্ড ESD (ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ) সতর্কতা পালন করা উচিত।

৭. প্রযুক্তিগত তুলনা এবং নির্বাচন নির্দেশিকা

6N137, EL2601, এবং EL2611 একটি সাধারণ পিনআউট এবং মূল কার্যকারিতা ভাগ করে কিন্তু একটি মূল স্পেসিফিকেশনে ভিন্ন:

• 6N137: বেস উচ্চ-গতির মডেল। CMTI একটি নির্দিষ্ট ন্যূনতম স্তরে গ্যারান্টি দেওয়া হয় না।
• EL2601: উন্নত মডেল যার ন্যূনতম 5,000 V/μs CMTI গ্যারান্টি দেওয়া হয়।
• EL2611: প্রিমিয়াম মডেল যার ন্যূনতম 10,000 V/μs CMTI গ্যারান্টি দেওয়া হয় (প্রস্তাবিত সার্কিট সহ 20,000 V/μs)।

নির্বাচন পরামর্শ: অনুকূল পরিবেশে সাধারণ-উদ্দেশ্য ডিজিটাল আইসোলেশনের জন্য, 6N137 যথেষ্ট হতে পারে। শিল্প মোটর ড্রাইভ, পাওয়ার ইনভার্টার, বা উচ্চ-ভোল্টেজ সুইচিং নয়েজ (dV/dt) সহ যে কোনও পরিবেশের জন্য, প্রয়োজনীয় নয়েজ ইমিউনিটির উপর ভিত্তি করে EL2601 বা EL2611 নির্বাচন করা উচিত। EL2611 তার বিশেষায়িত ড্রাইভ সার্কিট সহ সর্বোচ্চ রোবাস্টনেস অফার করে।

৮. অপারেশন নীতি

একটি ফটোকাপলার সিগন্যাল ট্রান্সমিশন মাধ্যম হিসাবে আলো ব্যবহার করে গ্যালভানিক আইসোলেশন প্রদান করে। একটি বৈদ্যুতিক সিগন্যাল ইনপুট ইনফ্রারেড LED কে ড্রাইভ করে, যার ফলে এটি আলো নির্গত করে। এই আলো একটি আইসোলেশন ফাঁক (প্রায়শই একটি স্বচ্ছ ডাইইলেকট্রিক) অতিক্রম করে এবং আউটপুট সাইডে একটি লজিক গেট সার্কিটের সাথে সংহত একটি ফটোডিটেক্টরে আঘাত করে। ডিটেক্টর আলোকে আবার বৈদ্যুতিক সিগন্যালে রূপান্তরিত করে, যা তারপর লজিক গেট (এনাবল/ডিসেবল কার্যকারিতা সহ) দ্বারা একটি পরিষ্কার ডিজিটাল আউটপুট তৈরি করার জন্য শর্তযুক্ত হয়। LED এবং ডিটেক্টরের মধ্যে শারীরিক বিচ্ছেদ উচ্চ আইসোলেশন ভোল্টেজ রেটিং প্রদান করে।

৯. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (FAQs)

প্র: এনাবল (V_E) পিনের উদ্দেশ্য কী?

উ: এনাবল পিনটি আউটপুটকে জোর করে একটি হাই অবস্থায় নিয়ে যেতে দেয়, কার্যকরভাবে ইনপুট থেকে সিগন্যাল নিঃশব্দ করে। এটি বাস শেয়ারিং, ফল্ট শর্ত, বা পাওয়ার-সেভিং মোডের জন্য দরকারী হতে পারে।

প্র: আমি কি একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার পিন থেকে সরাসরি ইনপুট LED ড্রাইভ করতে পারি?

উ: সম্ভবত, কিন্তু এটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের আউটপুট কারেন্ট ক্ষমতা এবং ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে। সাধারণ V_F10 mA এ 1.4V। একটি সিরিজ কারেন্ট-লিমিটিং রেজিস্টর সর্বদা প্রয়োজন। নিশ্চিত করুন যে MCU পিন প্রয়োজনীয় I_F(যেমন, পূর্ণ গতির জন্য 7.5-10 mA) সোর্স/সিঙ্ক করতে পারে।

প্র: বাইপাস ক্যাপাসিটর এত সমালোচনামূলক কেন?

উ: অভ্যন্তরীণ ডিটেক্টর সার্কিটের উচ্চ-গতির সুইচিং V_CCলাইনে আকস্মিক কারেন্ট স্পাইক সৃষ্টি করতে পারে। স্থানীয় বাইপাস ক্যাপাসিটর এই ট্রানজিয়েন্ট কারেন্ট সরবরাহ করে, ভোল্টেজ ড্রুপ প্রতিরোধ করে যা আউটপুট গ্লিচ বা মিথ্যা ট্রিগারিং ঘটাতে পারে, এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি নয়েজ শান্ট করতেও সাহায্য করে।

প্র: আমি 6N137, EL2601, এবং EL2611 এর মধ্যে কীভাবে বেছে নেব?

উ: প্রাথমিক পার্থক্যকারী হল কমন-মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি (CMTI)। যদি আপনার অ্যাপ্লিকেশন আইসোলেশন বাধা জুড়ে উল্লেখযোগ্য ভোল্টেজ সুইং জড়িত থাকে (যেমন, একটি মোটর ড্রাইভে), EL2601 বা EL2611 নির্বাচন করুন। কম-নয়েজ সেটিংসে সরল ডিজিটাল আইসোলেশনের জন্য, 6N137 পর্যাপ্ত হতে পারে। সর্বদা আপনার সিস্টেমের নির্দিষ্ট CMTI প্রয়োজনীয়তা উল্লেখ করুন।

১০. অ্যাপ্লিকেশন উদাহরণ এবং ব্যবহারের ক্ষেত্র

কেস ১: আইসোলেটেড RS-485/422 ইন্টারফেস: ফটোকাপলারটি একটি UART-to-RS485 ট্রান্সিভারের ডেটা লাইন (TxD, RxD) এবং/অথবা দিক নিয়ন্ত্রণ লাইন আইসোলেট করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি গ্রাউন্ড লুপ ভেঙে দেয় এবং দীর্ঘ বাস লাইনে ফল্ট থেকে সংবেদনশীল লজিক সাইডকে রক্ষা করে। উচ্চ গতি ডেটা থ্রুপুটে কোন বাধা নিশ্চিত করে।

কেস ২: সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই (SMPS) এ গেট ড্রাইভ আইসোলেশন: একটি হাফ-ব্রিজ বা ফুল-ব্রিজ টপোলজিতে, হাই-সাইড MOSFET/IGBT গেট ড্রাইভারকে একটি ফ্লোটিং সুইচ নোডের সাথে রেফারেন্স করা একটি সিগন্যাল প্রয়োজন। EL2611 এর মতো একটি ফটোকাপলার লো-সাইড কন্ট্রোলার থেকে হাই-সাইড ড্রাইভারে PWM কন্ট্রোল সিগন্যাল প্রেরণ করতে পারে, লেভেল শিফটিং এবং আইসোলেশন উভয়ই প্রদান করে। এর উচ্চ CMTI সুইচিং নোড থেকে বড় dV/dt নয়েজ উপেক্ষা করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

কেস ৩: PLC এর জন্য ডিজিটাল ইনপুট মডিউল: শিল্প প্রোগ্রামেবল লজিক কন্ট্রোলার (PLCs) কঠোর পরিবেশে সেন্সর এবং সুইচ থেকে সিগন্যাল পড়ে। প্রতিটি ডিজিটাল ইনপুট চ্যানেলে ফটোকাপলার ব্যবহার করা হয় ফিল্ড ওয়্যারিং (24V সেন্সর) কে অভ্যন্তরীণ PLC লজিক (3.3V/5V) থেকে আইসোলেট করতে। এগুলি ওভারভোল্টেজ, নয়েজ এবং ওয়্যারিং ত্রুটি থেকে সুরক্ষা প্রদান করে।