EL260L लॉजिक गेट फोटोकपलर डेटाशीट - 8-पिन DIP पैकेज - 3.3V/5V सप्लाई - 10Mbit/s स्पीड - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

EL260L एक उच्च-गति लॉजिक गेट फोटोकपलर है जो डिजिटल सिग्नल अलगाव के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड को एक उच्च-गति एकीकृत फोटो-डिटेक्टर से ऑप्टिकली युग्मित करता है, जिसमें एक स्ट्रोबेबल लॉजिक गेट आउटपुट होता है। 8-पिन ड्यूल इन-लाइन पैकेज (DIP) में पैकेज्ड, यह मांग वाले अनुप्रयोगों में विश्वसनीय विद्युत अलगाव और सिग्नल अखंडता प्रदान करने के लिए इंजीनियर किया गया है।

मुख्य लाभ: डिवाइस की प्राथमिक शक्तियों में 10 Mbit/s तक की उच्च-गति डेटा ट्रांसमिशन क्षमता, 10 kV/μs न्यूनतम की मजबूत कॉमन-मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी (CMTI), और दोहरी आपूर्ति वोल्टेज संगतता (3.3V और 5V) शामिल हैं। यह -40°C से +85°C तक के व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज में प्रदर्शन की गारंटी देता है। लॉजिक गेट आउटपुट 10 मानक लोड तक ड्राइव कर सकता है (Fan-out 10)।

लक्षित बाजार: यह घटक औद्योगिक स्वचालन, बिजली आपूर्ति प्रणालियों, कंप्यूटर परिधीय उपकरणों और संचार इंटरफेस में उच्च-गति डिजिटल अलगाव, ग्राउंड लूप उन्मूलन और शोर प्रतिरक्षा की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

The Absolute Maximum Ratings define the stress limits beyond which permanent damage to the device may occur. Key parameters include a maximum forward current (I_F) of 50 mA for the input LED, a reverse voltage (V_R) of 5 V, and supply/output voltages (V_CC, V_O) 7.0 V का है। इनपुट साइड के लिए कुल पावर डिसिपेशन 45 mW है, जबकि आउटपुट साइड 85 mW संभाल सकती है। इनपुट और आउटपुट के बीच का आइसोलेशन वोल्टेज (V_ISO) 5000 V पर रेटेड है।_rms एक मिनट के लिए। संचालन और भंडारण तापमान सीमाएं क्रमशः -40°C से +85°C और -55°C से +125°C हैं। यह उपकरण 10 सेकंड के लिए 260°C के सोल्डरिंग तापमान को सहन कर सकता है।

2.2 विद्युत विशेषताएँ

ये विशिष्टताएँ सामान्य संचालन स्थितियों (T_A = -40°C से 85°C) के तहत डिवाइस के प्रदर्शन का विवरण देती हैं।

इनपुट विशेषताएँ: फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) आमतौर पर I पर 1.4V मापता है_F=10mA, अधिकतम 1.8V के साथ। इनपुट कैपेसिटेंस (C_IN) आमतौर पर 60 pF होती है।

आउटपुट विशेषताएँ: आपूर्ति धारा स्थिति के साथ परिवर्तित होती है: I_CCH (उच्च स्तर) आमतौर पर 7 mA (अधिकतम 10 mA) होता है, और I_CCL (निम्न स्तर) आमतौर पर V पर 9 mA (अधिकतम 13 mA) होता है_CC=3.3V. सक्षम इनपुट में एक आंतरिक पुल-अप रोकनेवाला होता है, जिसके लिए किसी बाह्य घटक की आवश्यकता नहीं होती। निम्न-स्तर सक्षम वोल्टेज (V_EL) की गारंटी 0.8V से नीचे है।

स्थानांतरण विशेषताएँ: लॉजिक ऑपरेशन के लिए महत्वपूर्ण, निम्न-स्तरीय आउटपुट वोल्टेज (V_OL) आमतौर पर 0.35V (अधिकतम 0.6V) होता है जब यह 13 mA सिंक कर रहा हो। इनपुट थ्रेशोल्ड करंट (I_FT) तर्क निम्न आउटपुट ट्रिगर करने के लिए आमतौर पर 2.5 mA (अधिकतम 5 mA) है।

2.3 Switching Characteristics

V पर मापा गया_CC=3.3V, I_F=7.5mA, with a load of R_L=350Ω and C_L=15pF.

Propagation Delays: निम्न आउटपुट के लिए प्रसार विलंब समय (t_PHL) आम तौर पर 40 ns (अधिकतम 75 ns) होता है, और उच्च आउटपुट के लिए (t_PLH) is typically 45 ns (max 75 ns). Pulse width distortion, the absolute difference between t_PHL and t_PLH, is typically 5 ns (max 35 ns), crucial for timing-sensitive applications.

Transition Times: Output rise time (t_r) is typically 40 ns, while fall time (t_f) is typically 10 ns, indicating faster turn-off.

सक्षम समय: आउटपुट को निम्न करने के लिए सक्षम प्रसार विलंब (t_EHL) आमतौर पर 10 ns होता है, और उच्च आउटपुट (t_ELH) आमतौर पर 25 ns होता है।

Common-Mode Transient Immunity (CMTI): एक प्रमुख अलगाव मापदंड। डिवाइस लॉजिक हाई (CM) और लॉजिक लो (CM) दोनों अवस्थाओं के लिए न्यूनतम 10,000 V/μस की गारंटी देता है,_H) और लॉजिक लो (CM_L) अवस्थाएं, जो अलगाव बाधा के पार तेज वोल्टेज ट्रांजिएंट वाले शोरग्रस्त वातावरण में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करती हैं।

3. पिन कॉन्फ़िगरेशन और स्कीमैटिक

8-पिन DIP कॉन्फ़िगरेशन इस प्रकार है: पिन 1 (NC), पिन 2 (Anode), पिन 3 (Cathode), पिन 4 (NC), पिन 5 (GND), पिन 6 (V_OUT), पिन 7 (V_E - Enable), Pin 8 (V_CC). A critical design requirement is the placement of a 0.1μF (or larger) bypass capacitor with good high-frequency characteristics between pins 8 (V_CC) and 5 (GND), located as close as possible to the package to ensure stable operation and minimize noise.

4. ट्रूथ टेबल और लॉजिक फ़ंक्शन

यह उपकरण एक स्ट्रोबेबल लॉजिक गेट के रूप में कार्य करता है। सत्य तालिका (पॉजिटिव लॉजिक का उपयोग करते हुए) इसके संचालन को परिभाषित करती है:

• इनपुट (I_F) हाई, एनेबल (V_E) हाई: आउटपुट (V_O) = निम्न
• इनपुट निम्न, सक्षम उच्च: आउटपुट = उच्च
• इनपुट उच्च, सक्षम निम्न: आउटपुट = उच्च
• इनपुट लो, एनेबल लो: आउटपुट = हाई
• इनपुट हाई, एनेबल एनसी (नो कनेक्शन): आउटपुट = लो
• इनपुट लो, एनेबल एनसी: आउटपुट = हाई

एनेबल पिन एक तीसरी-अवस्था नियंत्रण प्रदान करती है, जो एनेबल लो होने पर इनपुट सिग्नल की परवाह किए बिना आउटपुट को हाई पर बलपूर्वक सेट करने की अनुमति देती है।

5. Mechanical and Packaging Information

यह डिवाइस एक मानक 8-पिन DIP पैकेज में उपलब्ध है। डेटाशीट में विस्तृत-लीड स्पेसिंग और सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) विकल्पों की उपलब्धता दर्शाई गई है, हालाँकि यहाँ मुख्य ध्यान थ्रू-होल DIP वेरिएंट पर है। PCB लेआउट और फुटप्रिंट डिज़ाइन का मार्गदर्शन करने के लिए विस्तृत आयामी चित्र आमतौर पर एक पूर्ण डेटाशीट में शामिल किए जाते हैं।

6. Soldering and Assembly Guidelines

The Absolute Maximum Ratings specify a soldering temperature (T_SOL) 260°C पर 10 सेकंड के लिए। यह वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। थ्रू-होल कंपोनेंट सोल्डरिंग के लिए मानक IPC दिशानिर्देशों का पालन किया जाना चाहिए। असेंबली के दौरान अंदर के संवेदनशील सेमीकंडक्टर घटकों के कारण उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं की अनुशंसा की जाती है।

7. Application Suggestions

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• Ground Loop Elimination & Logic Level Translation: Isolating digital signals between circuits with different ground potentials, such as translating signals between LSTTL and TTL/CMOS logic families.
• Data Transmission & Multiplexing: संचार लाइनों और डेटा बस अलगाव में हाई-स्पीड सीरियल डेटा अलगाव।
• स्विचिंग पावर सप्लाई: फ्लाईबैक या अन्य आइसोलेटेड कन्वर्टर टोपोलॉजी में फीडबैक आइसोलेशन प्रदान करना।
• पल्स ट्रांसफॉर्मर रिप्लेसमेंट: सिग्नल आइसोलेशन के लिए पारंपरिक पल्स ट्रांसफॉर्मर के स्थान पर एक ठोस-अवस्था, संभावित रूप से अधिक कॉम्पैक्ट और विश्वसनीय विकल्प प्रदान करना।
• Computer Peripheral & Industrial Interface: शोर भरे औद्योगिक वातावरण में या मोटर्स और एक्चुएटर्स के साथ इंटरफ़ेसिंग के लिए डिजिटल I/O लाइनों को अलग करना।

7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• Bypass Capacitor: V_CC और GND के बीच 0.1μF कैपेसिटर स्थिर हाई-स्पीड ऑपरेशन के लिए अनिवार्य है और इसे पिन के निकट रखा जाना चाहिए।
• करंट लिमिटिंग रेसिस्टर: एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुसार फॉरवर्ड करंट (I) सेट करने के लिए इनपुट एलईडी (एनोड) के साथ श्रृंखला में एक बाहरी रेसिस्टर आवश्यक है (उदाहरण के लिए, निर्दिष्ट स्विचिंग समय के लिए 7.5mA)._Fलोड रेसिस्टर:
• लोड रेसिस्टर: आउटपुट विशेषताएँ V के लिए 350Ω पुल-अप रेसिस्टर के साथ निर्दिष्ट की गई हैं।_CCइस मान का उपयोग या समायोजन आवश्यक आउटपुट धारा और गति के आधार पर सावधानीपूर्वक किया जाना चाहिए।
• Enable Pin: एनेबल पिन पर आंतरिक पुल-अप डिज़ाइन को सरल बनाता है। इसे निम्न चलाने पर आउटपुट उच्च हो जाता है; इसे अनकनेक्टेड (NC) छोड़ने पर यह डिफ़ॉल्ट रूप से उच्च अवस्था में होता है, जिससे केवल इनपुट द्वारा नियंत्रित सामान्य संचालन संभव होता है।
• PCB Layout: सुरक्षा मानकों के अनुसार, इनपुट और आउटपुट पक्षों के बीच PCB पर अच्छा अलगाव क्लीयरेंस और क्रीपेज दूरी बनाए रखें, भले ही घटक स्वयं प्राथमिक अलगाव बाधा प्रदान करता हो।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

EL260L फोटोकपलर बाजार में अपनी उच्च गति (10 Mbit/s) और असाधारण रूप से उच्च CMTI (10 kV/μs) के संयोजन के माध्यम से स्वयं को अलग करता है। उच्च गति (10 Mbit/s) और असाधारण रूप से उच्च CMTI (10 kV/μs). कई मानक फोटोकपलर कम गति (जैसे, 1 Mbit/s) पर कार्य करते हैं या उनकी CMTI रेटिंग कम होती है। दोहरी 3.3V/5V आपूर्ति संगतता आधुनिक मिश्रित-वोल्टेज प्रणालियों में डिजाइन लचीलापन प्रदान करती है। सक्षम करने वाले कार्य के साथ एकीकृत लॉजिक गेट और व्यापक तापमान सीमा पर गारंटीकृत प्रदर्शन, इसे बुनियादी ट्रांजिस्टर-आउटपुट ऑप्टोकपलर की तुलना में औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक मजबूत विकल्प बनाता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

Q: What is the purpose of the enable (V_E) पिन?
ए: एनेबल पिन एक तृतीय-अवस्था नियंत्रण प्रदान करता है। जब इसे लो ड्राइव किया जाता है, तो यह इनपुट सिग्नल को ओवरराइड कर देता है और आउटपुट को लॉजिक हाई स्टेट में फोर्स कर देता है। इसका उपयोग बस कॉन्टेंशन प्रबंधन या आउटपुट को डिसेबल करने के लिए किया जा सकता है।

प्र: 0.1μF बायपास कैपेसिटर इतना महत्वपूर्ण क्यों है?
उ: उच्च स्विचिंग गति (10 Mbit/s) पर, अचानक करंट की मांग सप्लाई रेल पर वोल्टेज स्पाइक्स पैदा कर सकती है। स्थानीय बायपास कैपेसिटर एक तत्काल चार्ज रिजर्व प्रदान करता है, V को स्थिर करता है_CC और खराबी या शोर उत्पन्न होने से रोकना।

प्रश्न: इनपुट करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के लिए मान का चयन कैसे करें?
उत्तर: ओम के नियम का उपयोग करें: R_LIMIT = (आपूर्ति वोल्टेज - V_F) / I_F. उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति के साथ, V_F~1.4V, और वांछित I_F=10mA: R = (5 - 1.4) / 0.01 = 360Ω. 360Ω या 390Ω जैसे एक मानक मान चुनें। इष्टतम गति के लिए, I का उपयोग करें_F=7.5mA स्विचिंग स्पेक्स के अनुसार।

प्र: क्या मैं आउटपुट साइड के लिए 5V आपूर्ति के साथ इसका उपयोग कर सकता हूँ?
उ: हाँ, डेटाशीट दोहरी आपूर्ति वोल्टेज संगतता (3.3V और 5V) निर्दिष्ट करती है। विद्युत विशेषता तालिकाएं अक्सर V पर स्थितियों को सूचीबद्ध करती हैं_CC=3.3V, लेकिन डिवाइस 5V के साथ भी काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हमेशा अपने इच्छित आपूर्ति वोल्टेज पर सभी पैरामीटर जांचें।

10. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग के उदाहरण

परिदृश्य: आइसोलेटेड RS-485/RS-422 ट्रांसीवर इंटरफ़ेस। एक औद्योगिक सेंसर नोड में, एक माइक्रोकंट्रोलर UART के माध्यम से एक RS-485 ट्रांसीवर के साथ संचार करता है। लंबी RS-485 बस पर ग्राउंड शिफ्ट और हाई-वोल्टेज ट्रांसिएंट से संवेदनशील माइक्रोकंट्रोलर की सुरक्षा के लिए, UART TX और RX लाइनों को आइसोलेट करने हेतु EL260L का उपयोग किया जा सकता है। माइक्रोकंट्रोलर साइड (इनपुट) 3.3V पर कार्य करती है, जबकि ट्रांसीवर साइड (आउटपुट) 5V पर कार्य कर सकती है। उच्च 10 Mbit/s गति मानक सीरियल बॉड दरों (जैसे, 115200 बॉड, 1 Mbaud) को आसानी से संभालती है। 10 kV/μs CMTI यह सुनिश्चित करता है कि बस पर गंभीर विद्युत शोर घटनाओं के दौरान भी आइसोलेशन प्रभावी बना रहे। यदि आवश्यक हो तो एनेबल पिन को माइक्रोकंट्रोलर GPIO से जोड़कर संचार पथ को निष्क्रिय किया जा सकता है।

11. Operating Principle

The EL260L operates on the principle of optical coupling. An electrical current applied to the input side (pins 2 & 3) causes an infrared Light Emitting Diode (LED) to emit light. This light traverses a transparent isolation barrier within the package. On the output side, a high-speed integrated photodetector converts the received light back into an electrical current. This current is processed by an internal amplifier और logic gate circuit to produce a clean, buffered digital output signal (on pin 6) that mirrors the state of the input but is electrically isolated from it. The isolation barrier, typically made of mold compound or similar material, provides the high voltage isolation (5000 V_rms) प्रदान करता है।

12. Industry Trends and Context

हाई-स्पीड डिजिटल आइसोलेटर्स की मांग कई रुझानों द्वारा प्रेरित है: औद्योगिक IoT और स्वचालन के प्रसार के कारण शोर भरे वातावरण में मजबूत संचार की आवश्यकता; पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में उच्च स्विचिंग आवृत्तियों को अपनाने से तेज फीडबैक आइसोलेशन की आवश्यकता; और उच्च सिस्टम-स्तरीय एकीकरण और विश्वसनीयता की ओर बढ़ना। EL260L जैसे घटक गैल्वेनिक आइसोलेशन के लिए एक परिपक्व और लागत-प्रभावी तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। उद्योग में कैपेसिटिव और चुंबकीय (जायंट मैग्नेटोरेसिस्टेंस) आइसोलेटर्स जैसी वैकल्पिक आइसोलेशन तकनीकों में भी वृद्धि देखी जा रही है, जो और भी अधिक गति, कम बिजली की खपत और अधिक एकीकरण घनत्व प्रदान कर सकती हैं। हालांकि, फोटोकपलर अपनी सरलता, सिद्ध विश्वसनीयता, उच्च CMTI और व्यापक अनुप्रयोगों में उपयोग में आसानी के कारण अत्यधिक लोकप्रिय बने हुए हैं। उन्नत फोटोकपलरों पर ध्यान लगातार गति बढ़ाने, बिजली दक्षता में सुधार करने, पैकेज आकार कम करने और दीर्घकालिक इन्सुलेशन प्रतिरोध जैसी विश्वसनीयता मेट्रिक्स को बढ़ाने पर केंद्रित है।