6N138 6N139 ফটোকাপলার ডেটাশিট - ৮-পিন ডিআইপি প্যাকেজ - উচ্চ লাভ স্প্লিট ডার্লিংটন - ইংরেজি প্রযুক্তিগত নথি

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

6N138 এবং 6N139 হল উচ্চ-কার্যকারিতা, কম-ইনপুট-কারেন্ট ফটোকাপলার যেগুলো একটি স্প্লিট ডার্লিংটন ফটোট্রানজিস্টর আউটপুট স্টেজ বৈশিষ্ট্যযুক্ত। এই ডিভাইসগুলো খুব উচ্চ কারেন্ট ট্রান্সফার রেশিও (CTR) প্রদানের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা ন্যূনতম ইনপুট ড্রাইভ কারেন্ট দিয়ে নির্ভরযোগ্য সিগন্যাল ট্রান্সমিশন সক্ষম করে। এগুলো একটি স্ট্যান্ডার্ড ৮-পিন ডুয়াল ইন-লাইন প্যাকেজ (DIP)-এ স্থাপন করা হয়েছে, যাতে প্রশস্ত লিড স্পেসিং এবং সারফেস-মাউন্ট কনফিগারেশনের অপশন রয়েছে। প্রাথমিক কাজ হল ইনপুট এবং আউটপুট সার্কিটের মধ্যে বৈদ্যুতিক আইসোলেশন প্রদান করা, যাতে সংবেদনশীল লজিক ভোল্টেজ স্পাইক এবং গ্রাউন্ড লুপ থেকে সুরক্ষিত থাকে।

১.১ মূল সুবিধা এবং লক্ষ্য বাজার

এই ফটোকাপলারগুলোর মূল সুবিধা হল তাদের অসাধারণ উচ্চ সাধারণ CTR যা ২০০০%, যা অতিরিক্ত অ্যামপ্লিফিকেশন ছাড়াই সরাসরি কম-কারেন্ট লজিক সিগন্যালের সাথে ইন্টারফেসিং করতে দেয়। এগুলো প্রধান আন্তর্জাতিক নিরাপত্তা সংস্থা (UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO) দ্বারা সার্টিফাইড এবং ৫০০০ Vrms-এর একটি উচ্চ আইসোলেশন ভোল্টেজ অফার করে। এই বৈশিষ্ট্যগুলো এগুলোকে শিল্প, টেলিযোগাযোগ এবং কম্পিউটিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে যেখানে নয়েজ ইমিউনিটি, নিরাপত্তা আইসোলেশন এবং সিগন্যাল অখণ্ডতা গুরুত্বপূর্ণ। লক্ষ্য বাজারের মধ্যে রয়েছে শিল্প অটোমেশন, পাওয়ার সাপ্লাই ফিডব্যাক লুপ, ডিজিটাল ইন্টারফেস আইসোলেশন এবং কমিউনিকেশন লাইন রিসিভার।

২. প্রযুক্তিগত প্যারামিটার গভীর বিশ্লেষণ

এই বিভাগে ডেটাশিটে উল্লিখিত মূল বৈদ্যুতিক এবং অপটিক্যাল প্যারামিটারের একটি বস্তুনিষ্ঠ ব্যাখ্যা প্রদান করা হয়েছে।

২.১ পরম সর্বোচ্চ রেটিং

এই রেটিংগুলো স্ট্রেস সীমা নির্ধারণ করে যার বাইরে স্থায়ী ক্ষতি হতে পারে। ইনপুট ইনফ্রারেড LED-এর সর্বোচ্চ ক্রমাগত ফরোয়ার্ড কারেন্ট (IF) ২০ mA এবং খুব সংক্ষিপ্ত পালসের (<১ µs) জন্য ১ A পিক ট্রানজিয়েন্ট কারেন্ট সহ্য করতে পারে। আউটপুট ট্রানজিস্টরের সর্বোচ্চ কালেক্টর কারেন্ট (IO) ৬০ mA, এবং এর পাওয়ার ডিসিপেশন (PO) ১০০ mW-এ সীমাবদ্ধ। ডিভাইসটি -৪০°C থেকে +৮৫°C পর্যন্ত পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা পরিসরে কাজ করতে পারে। ৫০০০ Vrms আইসোলেশন ভোল্টেজ একটি মূল নিরাপত্তা প্যারামিটার, যা সমস্ত ইনপুট পিন একসাথে শর্ট করে এবং সমস্ত আউটপুট পিন একসাথে শর্ট করে পরীক্ষা করা হয়।

২.২ বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলো ০°C থেকে ৭০°C-এর বাণিজ্যিক তাপমাত্রা পরিসরে নিশ্চিত করা হয়। ইনপুট LED-এর জন্য, সাধারণ ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ (VF) IF = ১.৬ mA-এ ১.৩V। আউটপুট সেকশন প্যারামিটার 6N138 এবং 6N139-এর মধ্যে সামান্য ভিন্ন। একই অবস্থায় (IF=0mA, VCC=18V) 6N138-এর ১০০ µA-এর তুলনায় 6N139 সাধারণত অফ স্টেটে কম লজিক হাই আউটপুট কারেন্ট (IOH) লিকেজ ০.০১ µA অফার করে। লজিক লো স্টেটে সাপ্লাই কারেন্ট (ICCL) সাধারণত উভয়ের জন্য ০.৬ mA যখন LED ১.৬ mA দিয়ে চালিত হয়।

২.৩ ট্রান্সফার বৈশিষ্ট্য

কারেন্ট ট্রান্সফার রেশিও (CTR) সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার, যা (IC / IF) * ১০০% হিসাবে সংজ্ঞায়িত। 6N139-এর IF=0.5mA-এ সর্বনিম্ন CTR ৪০০% এবং IF=1.6mA-এ ৫০০%। 6N138-এর IF=1.6mA-এ সর্বনিম্ন CTR ৩০০%। উভয়ের সাধারণ মান ২০০০-২৫০০%, যা উচ্চ সংবেদনশীলতা নির্দেশ করে। লজিক লো আউটপুট ভোল্টেজ (VOL) বিভিন্ন লোড অবস্থার অধীনে নির্দিষ্ট করা হয়েছে, সর্বোচ্চ ০.৪V, যা স্ট্যান্ডার্ড TTL এবং CMOS লজিক লেভেলের সাথে সামঞ্জস্য নিশ্চিত করে।

২.৪ সুইচিং বৈশিষ্ট্য

সুইচিং গতি ইনপুট ড্রাইভ কারেন্ট এবং লোড রেজিস্ট্যান্সের উপর নির্ভরশীল। নির্দিষ্ট টেস্ট কন্ডিশনের জন্য প্রোপাগেশন ডিলে টাইম (tPLH, tPHL) প্রদান করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, IF=0.5mA এবং RL=4.7kΩ সহ 6N139-এর সাধারণ tPHL ৫ µs এবং tPLH ১৬ µs। IF 12mA-তে বাড়ানো এবং RL=270Ω দিয়ে গতি যথাক্রমে ০.২ µs এবং ১.৭ µs-এ ব্যাপকভাবে উন্নত করে। 6N138 সাধারণত তার নির্দিষ্ট টেস্ট কন্ডিশনের অধীনে ধীর (IF=1.6mA, RL=2.2kΩ)। কমন মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি (CMTI) উভয় লজিক হাই এবং লো স্টেটের জন্য সর্বনিম্ন ১০০০ V/µs নির্দিষ্ট করা হয়েছে, যা আইসোলেশন ব্যারিয়ার জুড়ে দ্রুত ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্টের বিরুদ্ধে ভাল নয়েজ রিজেকশন নির্দেশ করে।

৩. যান্ত্রিক এবং প্যাকেজ তথ্য

ডিভাইসগুলো একটি স্ট্যান্ডার্ড ৮-পিন DIP প্যাকেজে সরবরাহ করা হয়। পিন কনফিগারেশন নিম্নরূপ: পিন ১: সংযোগ নেই, পিন ২: অ্যানোড, পিন ৩: ক্যাথোড, পিন ৪: সংযোগ নেই, পিন ৫: গ্রাউন্ড (Gnd), পিন ৬: আউটপুট (Vout), পিন ৭: বেস (VB), পিন ৮: সাপ্লাই ভোল্টেজ (VCC)। বেস পিন (৭) ফটোট্রানজিস্টরের বেসে অ্যাক্সেস প্রদান করে, যা স্থিতিশীলতার জন্য ব্যান্ডউইথ ট্রেড অফ করতে একটি স্পিড-আপ রেজিস্টর বা ক্যাপাসিটর সংযোগ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্যাকেজ অপশনের মধ্যে রয়েছে স্ট্যান্ডার্ড DIP, প্রশস্ত-লিড বেন্ড (০.৪-ইঞ্চি স্পেসিং), এবং সারফেস-মাউন্ট লিড ফর্ম (S এবং লো-প্রোফাইল S1)।

৪. সোল্ডারিং এবং অ্যাসেম্বলি নির্দেশিকা

সোল্ডারিং তাপমাত্রার পরম সর্বোচ্চ রেটিং ১০ সেকেন্ডের জন্য ২৬০°C। এটি ওয়েভ বা রিফ্লো সোল্ডারিং প্রক্রিয়ার জন্য সাধারণ। ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ (ESD)-সংবেদনশীল ডিভাইস হ্যান্ডলিংয়ের জন্য স্ট্যান্ডার্ড সতর্কতা পালন করা উচিত। ডিভাইসগুলো -৫৫°C থেকে +১২৫°C-এর নির্দিষ্ট স্টোরেজ তাপমাত্রা পরিসরের মধ্যে অবস্থায় সংরক্ষণ করা উচিত।

৫. প্যাকেজিং এবং অর্ডার তথ্য

পার্ট নম্বর ফরম্যাট অনুসরণ করে: 6N13XY(Z)-V। 'X' হল পার্ট নম্বর (6N138-এর জন্য 8, 6N139-এর জন্য 9)। 'Y' লিড ফর্ম অপশন নির্দেশ করে: স্ট্যান্ডার্ড DIP-এর জন্য নেই (৪৫ ইউনিট/টিউব), প্রশস্ত লিড বেন্ডের জন্য 'M' (৪৫ ইউনিট/টিউব), সারফেস মাউন্টের জন্য 'S', লো-প্রোফাইল সারফেস মাউন্টের জন্য 'S1'। 'Z' SMD পার্টের জন্য টেপ এবং রিল অপশন নির্দিষ্ট করে: 'TA' বা 'TB' (১০০০ ইউনিট/রিল)। 'V' হল VDE অনুমোদনের জন্য একটি ঐচ্ছিক সাফিক্স। ব্যবহারকারীদের অবশ্যই অ্যাসেম্বলি প্রয়োজনীয়তার ভিত্তিতে সঠিক সংমিশ্রণ নির্বাচন করতে হবে।

৬. অ্যাপ্লিকেশন পরামর্শ

৬.১ সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প

ডেটাশিটে বেশ কয়েকটি মূল অ্যাপ্লিকেশন তালিকাভুক্ত করা হয়েছে: ডিজিটাল লজিক গ্রাউন্ড আইসোলেশন, RS-232C লাইন রিসিভার, কম ইনপুট কারেন্ট লাইন রিসিভার, মাইক্রোপ্রসেসর বাস আইসোলেশন এবং কারেন্ট লুপ রিসিভার। তাদের উচ্চ CTR এগুলোকে মাইক্রোকন্ট্রোলার GPIO পিন সরাসরি ইন্টারফেসিং, নয়েজি পরিবেশে সেন্সর সিগন্যাল আইসোলেটিং বা RS-232 বা RS-485-এর মতো সিরিয়াল কমিউনিকেশন লাইনে গ্যালভানিক আইসোলেশন প্রদানের জন্য চমৎকার করে তোলে।

৬.২ ডিজাইন বিবেচনা

1. ইনপুট কারেন্ট লিমিটিং:LED ফরোয়ার্ড কারেন্ট (IF) কে পরম সর্বোচ্চ এবং কাঙ্ক্ষিত অপারেটিং পরিসরের মধ্যে একটি মানে সীমাবদ্ধ করতে একটি বাহ্যিক সিরিজ রেজিস্টর ব্যবহার করতে হবে। প্রয়োজনীয় রেজিস্টর মান হল (Vdrive - VF) / IF। ২.আউটপুট লোডিং:আউটপুট ট্রানজিস্টর একটি কারেন্ট সিঙ্ক হিসাবে কাজ করে। লোড রেজিস্টর (VCC এবং পিন ৬-এর মধ্যে সংযুক্ত) কাঙ্ক্ষিত আউটপুট ভোল্টেজ সুইং এবং সুইচিং গতি সেট করতে বেছে নেওয়া উচিত। একটি ছোট রেজিস্টর গতি বাড়ায় কিন্তু পাওয়ার খরচও বাড়ায়। ৩.গতি বনাম স্থিতিশীলতা:বেস পিন (৭) থেকে গ্রাউন্ডে একটি রেজিস্টর (সাধারণত ১০kΩ থেকে ১MΩ) সংযোগ স্থিতিশীলতা এবং নয়েজ ইমিউনিটি উন্নত করতে পারে কিন্তু CTR কমিয়ে দেবে এবং সুইচিং গতি কমিয়ে দেবে। আরও ফিল্টারিংয়ের জন্য একটি ক্যাপাসিটর সমান্তরালভাবে যোগ করা যেতে পারে। ৪.পাওয়ার সাপ্লাই ডিকাপলিং:ভাল অনুশীলনের মধ্যে নয়েজ দমনের জন্য VCC পিন (৮) এর কাছাকাছি গ্রাউন্ডে একটি ০.১ µF সিরামিক ক্যাপাসিটর স্থাপন করা জড়িত।

৭. প্রযুক্তিগত তুলনা এবং পার্থক্য

6N138/6N139 পরিবারের প্রাথমিক পার্থক্য তার স্প্লিট ডার্লিংটন কনফিগারেশন এবং খুব উচ্চ CTR-এ নিহিত। স্ট্যান্ডার্ড সিঙ্গেল-ট্রানজিস্টর ফটোকাপলার (যেমন, 4N25 সিরিজ) এর তুলনায়, এই ডিভাইসগুলো উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর সংবেদনশীলতা অফার করে, যা এগুলোকে সরাসরি কম-কারেন্ট CMOS লজিক দ্বারা চালিত হতে দেয়। নতুন ডিজিটাল আইসোলেটরের তুলনায়, এগুলো একটি সরল, অ্যানালগ সমাধান অফার করে যা আল্ট্রা-হাই স্পিড বা জটিল প্রোটোকলের প্রয়োজন ছাড়াই মৌলিক আইসোলেশন প্রয়োজন এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অত্যন্ত খরচ-কার্যকর। একটি বেস পিনের প্রাপ্যতা ডিজাইনারদের ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স এবং নয়েজ ইমিউনিটি টেইলর করার জন্য একটি অনন্য স্বাধীনতার ডিগ্রী প্রদান করে।

৮. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (প্রযুক্তিগত প্যারামিটারের ভিত্তিতে)

প্রশ্ন ১: 6N138 এবং 6N139-এর মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?

উত্তর ১: মূল পার্থক্যগুলো তাদের বৈদ্যুতিক স্পেসিফিকেশনে। 6N139 সাধারণত ভাল পারফরম্যান্স অফার করে: একটি উচ্চতর সর্বনিম্ন CTR (IF=1.6mA-এ ৫০০% বনাম ৩০০%), অফ স্টেটে কম আউটপুট লিকেজ কারেন্ট এবং টেস্টের অধীনে সামান্য ভিন্ন সুইচিং বৈশিষ্ট্য। 6N138 হল নিম্ন-স্পেসিফিকেশন বৈকল্পিক।

প্রশ্ন ২: ইনপুট কারেন্ট লিমিটিং রেজিস্টরের মান কীভাবে বেছে নেব?

উত্তর ২: আপনার অ্যাপ্লিকেশন থেকে প্রয়োজনীয় ফরোয়ার্ড কারেন্ট (IF) নির্ধারণ করুন (যেমন, গতি এবং CTR-এর ভাল ভারসাম্যের জন্য ১.৬ mA)। ডেটাশিট থেকে সাধারণ VF পরিমাপ করুন বা ব্যবহার করুন (১.৩V)। যদি আপনার ড্রাইভ ভোল্টেজ 5V হয়, রেজিস্টর R = (5V - 1.3V) / 0.0016A = 2312.5Ω। একটি স্ট্যান্ডার্ড 2.2kΩ রেজিস্টর একটি উপযুক্ত পছন্দ হবে।

প্রশ্ন ৩: আমার ফটোকাপলার কেন ধীরে ধীরে সুইচ করছে?

উত্তর ৩: সুইচিং গতি IF এবং লোড রেজিস্টর RL দ্বারা ব্যাপকভাবে প্রভাবিত হয়। গতি বাড়ানোর জন্য, আপনি করতে পারেন: ক) LED ড্রাইভ কারেন্ট (IF) বাড়ান। খ) আউটপুট কালেক্টরের লোড রেজিস্টর (RL) এর মান কমিয়ে দিন। গ) ঐচ্ছিকভাবে, সঞ্চিত চার্জ অপসারণ করতে একটি ছোট রেজিস্টর দিয়ে গ্রাউন্ডে বেস পিন (৭) ব্যবহার করুন, কিন্তু এটি CTR কমিয়ে দেবে।

প্রশ্ন ৪: "কমন মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি" এর অর্থ কী?

উত্তর ৪: এটি আইসোলেশন ব্যারিয়ারের ইনপুট এবং আউটপুট উভয় পাশে সমানভাবে প্রদর্শিত দ্রুত ভোল্টেজ স্পাইক উপেক্ষা করার ডিভাইসের ক্ষমতা পরিমাপ করে। একটি উচ্চ CMTI (যেমন ১০০০ V/µs) মানে আউটপুট এমন নয়েজের কারণে মিথ্যা টগল করবে না, যা নয়েজি পাওয়ার পরিবেশে গুরুত্বপূর্ণ।

৯. ব্যবহারিক ডিজাইন কেস

কেস: RS-232 কমিউনিকেশনের জন্য একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার UART সিগন্যাল আইসোলেট করা।

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের ৩.৩V UART TX লাইন একটি ভিন্ন গ্রাউন্ড প্লেনে একটি RS-232 ট্রান্সিভার চিপের সাথে সংযোগ করার আগে আইসোলেট করা প্রয়োজন। একটি 6N139 ব্যবহার করা যেতে পারে। মাইক্রোকন্ট্রোলার পিন একটি 1kΩ রেজিস্টরের মাধ্যমে LED চালায় (IF ~ (3.3V-1.3V)/1k = 2mA)। আউটপুট কালেক্টর (পিন ৬) RS-232 চিপের VCC (5V) এর সাথে একটি 4.7kΩ পুল-আপ রেজিস্টরের মাধ্যমে RS-232 চিপের ইনপুট পিনের সাথে সংযুক্ত। স্থিতিশীলতার জন্য বেস পিন (৭) খোলা রাখা হয় বা একটি বড় রেজিস্টর (যেমন, 1MΩ) এর মাধ্যমে গ্রাউন্ডে সংযুক্ত করা হয়। এই সরল সার্কিটটি শক্তিশালী আইসোলেশন প্রদান করে, মাইক্রোকন্ট্রোলারকে RS-232 লাইনে গ্রাউন্ড শিফট বা সার্জ থেকে রক্ষা করে এবং সিগন্যাল অখণ্ডতা বজায় রাখে।

১০. অপারেশন নীতি

ডিভাইসটি অপটোইলেকট্রনিক কাপলিং নীতিতে কাজ করে। ইনপুট পিনে (অ্যানোড এবং ক্যাথোড) প্রয়োগ করা একটি বৈদ্যুতিক কারেন্ট ইনফ্রারেড লাইট এমিটিং ডায়োড (LED) কে আলো নির্গত করতে দেয়। এই আলো একটি স্বচ্ছ আইসোলেশন গ্যাপ জুড়ে ভ্রমণ করে এবং সিলিকন ফটোট্রানজিস্টরের একটি স্প্লিট ডার্লিংটন জোড়ার আলোকসংবেদী বেস অঞ্চলে আঘাত করে। ঘটনা আলো একটি বেস কারেন্ট তৈরি করে, যা দুটি ট্রানজিস্টর স্টেজ দ্বারা পরিবর্ধিত হয়, ফলে আউটপুটে একটি অনেক বড় কালেক্টর কারেন্ট হয়। "স্প্লিট" কনফিগারেশন সাধারণত অর্থ প্রথম ট্রানজিস্টরের বেস অ্যাক্সেসযোগ্য (পিন ৭), যা বাহ্যিক বায়াসিং অনুমতি দেয়। ইনপুট LED এবং আউটপুট ট্রানজিস্টরের মধ্যে সম্পূর্ণ বৈদ্যুতিক আইসোলেশন মোল্ডেড প্লাস্টিক প্যাকেজ দ্বারা প্রদান করা হয়, যার উচ্চ ডাইইলেকট্রিক শক্তি রয়েছে।

১১. শিল্প প্রবণতা এবং প্রসঙ্গ

6N138/139-এর মতো ফটোকাপলারগুলি একটি পরিপক্ক এবং নির্ভরযোগ্য আইসোলেশন প্রযুক্তির প্রতিনিধিত্ব করে। সিগন্যাল আইসোলেশনে বর্তমান প্রবণতাগুলির মধ্যে রয়েছে CMOS এবং RF বা ক্যাপাসিটিভ কাপলিং-ভিত্তিক ডিজিটাল আইসোলেটরের বৃদ্ধি, যা উচ্চতর গতি, পাওয়ার দক্ষতা এবং ইন্টিগ্রেশন (একটি প্যাকেজে একাধিক চ্যানেল) অফার করে। যাইহোক, ফটোকাপলারগুলি নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে শক্তিশালী সুবিধা বজায় রাখে: তারা খুব উচ্চ কাজের ভোল্টেজ আইসোলেশন (বেশ কয়েক kV), চমৎকার কমন-মোড ট্রানজিয়েন্ট ইমিউনিটি, সরলতা এবং উচ্চ-ভোল্টেজ dv/dt স্ট্রেসের বিরুদ্ধে দৃঢ়তা অফার করে। এগুলি প্রায়শই উচ্চ-নয়েজ শিল্প পরিবেশ, পাওয়ার সাপ্লাই ফিডব্যাক লুপ এবং যেখানে প্রমাণিত নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা সার্টিফিকেশন সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পছন্দ করা হয়। নতুন LED এবং ডিটেক্টর উপকরণের উন্নয়ন অপটোকাপলারের গতি এবং CTR উন্নত করতে থাকে, নতুন প্রযুক্তির পাশাপাশি তাদের প্রাসঙ্গিকতা নিশ্চিত করে।