8-Pin SOP हाई स्पीड 1Mbit/s ट्रांजिस्टर फोटोकपलर EL045X EL050X सीरीज़ डेटाशीट - पैकेज SO-8 - वोल्टेज 5V/15V/30V - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

EL045X और EL050X श्रृंखला उच्च-गति, ट्रांजिस्टर-आउटपुट फोटोकपलर (ऑप्टोकपलर) हैं, जो मांग वाले इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में सिग्नल अलगाव के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। प्रत्येक डिवाइस एक इन्फ्रारेड लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) को एक उच्च-गति फोटोडिटेक्टर ट्रांजिस्टर से ऑप्टिकली जोड़कर एकीकृत करता है। एक प्रमुख वास्तुशिल्प विशेषता फोटोडायोड बायस और आउटपुट ट्रांजिस्टर के कलेक्टर के लिए प्रदान किया गया अलग कनेक्शन है। यह डिज़ाइन पारंपरिक फोटोट्रांजिस्टर कपलर की तुलना में इनपुट ट्रांजिस्टर की बेस-कलेक्टर कैपेसिटेंस को कम करके स्विचिंग गति को काफी बढ़ाता है। डिवाइस एक कॉम्पैक्ट 8-पिन स्मॉल आउटलाइन पैकेज (SOP) में रखे गए हैं जो मानक SO-8 फुटप्रिंट के अनुरूप है, जो उन्हें स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।

इस श्रृंखला का मुख्य लाभ उच्च-गति डेटा ट्रांसमिशन क्षमता (1 Mbit/s तक) और मजबूत विद्युत इन्सुलेशन का संयोजन है। ये उच्च कॉमन-मोड ट्रांजिएंट इम्युनिटी (CMTI) प्रदान करते हैं, विशेष रूप से EL0453 वेरिएंट जो न्यूनतम 15 kV/µस की गारंटी देता है, जो इन्हें मोटर ड्राइव और स्विच-मोड पावर सप्लाई जैसे शोर वाले वातावरण के लिए आदर्श बनाता है। यह श्रृंखला एक विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज, अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा और पर्यावरण मानकों (UL, cUL, VDE, RoHS, Halogen Free, REACH) के अनुपालन की विशेषता है, और विभिन्न एप्लिकेशन आवश्यकताओं के अनुरूप विभिन्न करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) ग्रेड में उपलब्ध है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। डिवाइस को इन सीमाओं पर या उनके निकट लगातार संचालित करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।

• Input (LED Side): Maximum continuous forward current (I_F) is 25 mA. It can handle a peak forward current (I_FP) of 50 mA under pulsed conditions (50% duty cycle, 1ms pulse width). A very high peak transient current (I_Ftrans) of 1A is allowed for very short pulses (≤ 1µs, 300 pps). The maximum reverse voltage (V_R) is 5V.
• Output (Detector Side): The average output current (I_O(AVG)) should not exceed 8 mA, with a peak output current (I_O(PK)) की सीमा 16 mA है। आउटपुट वोल्टेज (V_O) -0.5V से +20V तक हो सकता है, और आपूर्ति वोल्टेज (V_CC) -0.5V से +30V तक।
• Isolation & Thermal: The devices provide a high isolation voltage (V_ISO) of 3750 V_rms (1 मिनट के लिए परीक्षण किया गया)। ऑपरेटिंग तापमान सीमा (T_OPR) असाधारण रूप से व्यापक है, -55°C से +100°C तक। अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 10 सेकंड के लिए 260°C है।

2.2 Electrical & Transfer Characteristics

जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ये पैरामीटर 0°C से 70°C के कार्यशील तापमान सीमा पर गारंटीकृत हैं।

• इनपुट विशेषताएँ: The typical forward voltage (V_F) एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) 1.45V है, जब फॉरवर्ड करंट (I_F) 16 mA का, अधिकतम 1.8V के साथ। फॉरवर्ड वोल्टेज का नकारात्मक तापमान गुणांक लगभग -1.9 mV/°C है।
• आउटपुट विशेषताएँ: मुख्य पैरामीटर में लॉजिक हाई आउटपुट करंट (I_OH) शामिल है, जो बहुत कम है (लीकेज स्तर, आमतौर पर V_CC=5.5V पर 0.001 µA), और लॉजिक लो में सप्लाई करंट्स (I_CCL, ~140 µA) और लॉजिक हाई (I_CCH, ~0.01 µA) अवस्थाएँ।
• करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR): यह ऑप्टोकपलर की दक्षता को परिभाषित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह श्रृंखला विभिन्न CTR ग्रेड में पेश की जाती है:
  • EL0500: CTR न्यूनतम 7%, अधिकतम 50% (सामान्य परीक्षण: I_F=16mA, V_O=0.4V).
  • EL0501 / EL0452 / EL0453: CTR न्यूनतम 19%, अधिकतम 50% (विशिष्ट परीक्षण: I_F=16mA, V_O=0.4V).
  विशिष्ट शर्तों पर एक निम्न गारंटीकृत CTR (उदाहरण के लिए, EL0500 के लिए 5%, V_O=0.5V पर अन्य के लिए 15%) भी निर्दिष्ट है, जो कम आदर्श परिस्थितियों में कार्यक्षमता सुनिश्चित करता है।
• लॉजिक लो आउटपुट वोल्टेज (V_OL): डिवाइस के "ON" स्थिति में होने पर आउटपुट पर अधिकतम वोल्टेज। यह आम तौर पर 0.18V होता है और लोड करंट (I के आधार पर 0.4V या 0.5V से नीचे रहने की गारंटी दी जाती है।_O).

2.3 स्विचिंग विशेषताएँ

मानक स्थितियों के तहत मापा गया (I_F=16mA, V_CC=5V, T_A=0 से 70°C), ये पैरामीटर डिवाइस की गति को परिभाषित करते हैं।

• प्रसार विलंब:
  • EL0500: Propagation delay time to logic low (t_PHL) और लॉजिक हाई (t_PLH) अधिकतम 2.0 µs है, जब 4.1 kΩ लोड रेसिस्टर (R) का उपयोग किया जाता है।_L).
  • EL0501 / EL0452 / EL0453: तेज स्विचिंग, t के साथ।_PHL और t के साथ।_PLH अधिकतम 1.0 µs, जब 1.9 kΩ लोड रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है।
• कॉमन मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी (CMTI): यह डिवाइस की अपने इनपुट और आउटपुट ग्राउंड के बीच तेज वोल्टेज ट्रांजिएंट को रिजेक्ट करने की क्षमता को मापता है। यह आइसोलेटेड सिस्टम में नॉइज इम्यूनिटी के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
  • EL0453: एक उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदान करता है न्यूनतम 15,000 V/µs का CMTI एक सामान्य-मोड वोल्टेज (V_CM1500V पीक-टू-पीक का।
  • EL0500 / EL0501 / EL0452: एक है विशिष्ट V पर 1,000 V/µs का CMTI_CM=10V p-p.
  CMTI को तर्क उच्च (CM) पर आयोजित आउटपुट के लिए अलग से निर्दिष्ट किया गया है_H) और तर्क निम्न (CM_L) राज्य.

3. Performance Curve Analysis

डेटाशीट में विशिष्ट विद्युत-प्रकाशीय विशेषता वक्रों का संदर्भ दिया गया है। हालांकि पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ प्रदान नहीं किए गए हैं, ऐसे उपकरणों के लिए मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:

• Current Transfer Ratio (CTR) vs. Forward Current (I_F): दर्शाता है कि दक्षता एलईडी ड्राइव करंट के साथ कैसे बदलती है, आमतौर पर एक विशिष्ट I_F.
• CTR vs. Ambient Temperature (T_A): युग्मन दक्षता की तापमान निर्भरता को दर्शाता है, जो आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटती है।
• Propagation Delay vs. Load Resistance (R_L): दर्शाता है कि आउटपुट लोड स्विचिंग गति को कैसे प्रभावित करता है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) बनाम फॉरवर्ड करंट (I_F): इनपुट LED के लिए मानक I-V वक्र।
• आउटपुट संतृप्ति वोल्टेज बनाम आउटपुट करंट: Shows the relationship between collector-emitter voltage and current when the phototransistor is saturated.

These curves are essential for designers to optimize circuit performance, select appropriate operating points, and understand device behavior under non-standard conditions.

4. Mechanical & Package Information

4.1 Pin Configuration and Function

The device uses an 8-pin SOP package. There are two primary pinout configurations corresponding to different part numbers:

• EL0500 / EL0501 के लिए:
  1. कोई कनेक्शन नहीं
  2. एनोड (LED +)
  कैथोड (LED -)
कोई कनेक्शन नहीं ग्राउंड (GND) आउटपुट (V_OUT) 7. Bias Voltage (V_B) - This pin is key for speed enhancement. 8. Supply Voltage (V_CC)
• EL0452 / EL0453 के लिए:
  1. कोई कनेक्शन नहीं
  2. एनोड (LED +)
  कैथोड (LED -)
कोई कनेक्शन नहीं ग्राउंड (GND) आउटपुट (V_OUT) 7. No Connection 8. Supply Voltage (V_CC)

V की उपस्थिति_B EL0500/01 में पिन (Pin 7) फोटोडायोड के बाहरी बायसिंग की अनुमति देता है, जो उच्च गति प्राप्त करने का तंत्र है। EL0452/43 वेरिएंट में यह बायस नेटवर्क आंतरिक रूप से कॉन्फ़िगर किया गया होने की संभावना है।

5. Application Guidelines

5.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ

The datasheet includes reference test circuits for measuring switching time and common-mode transient immunity (Figures 8 & 9). These circuits serve as a guide for implementation:

• स्विचिंग टाइम टेस्ट सर्किट: आमतौर पर इसमें एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से पल्स जनरेटर द्वारा इनपुट LED को ड्राइव करना शामिल होता है। आउटपुट V से जुड़ा होता है_CC एक पुल-अप रेसिस्टर (R_L = 4.1kΩ या 1.9kΩ जैसा निर्दिष्ट है) के माध्यम से और एक ऑसिलोस्कोप के साथ निगरानी की जाती है। प्रसार विलंब को इनपुट और आउटपुट तरंगों के 50% बिंदुओं के बीच मापा जाता है।
• Transient Immunity Test Circuit: एक उच्च-वोल्टेज, तेजी से बढ़ने वाली कॉमन-मोड पल्स (V_CMशॉर्टेड इनपुट पिन (1-4) और शॉर्टेड आउटपुट पिन (5-8) के बीच। ट्रांजिएंट के कारण गलती से टॉगल न हो, इस सुनिश्चित करने के लिए आउटपुट स्टेट की निगरानी की जाती है।

5.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

• LED करंट लिमिटिंग: An external resistor must be used in series with the input LED to set the forward current (I_F). मान आपूर्ति वोल्टेज, एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F), और वांछित I_F (अक्सर इष्टतम गति/CTR के लिए 16 mA)।
• Output Load Resistor (R_L): पुल-अप रेसिस्टर का चयन स्विचिंग गति, बिजली की खपत और लॉजिक स्तरों को प्रभावित करता है। एक छोटा R_L तेज राइज़ टाइम प्रदान करता है लेकिन जब आउटपुट लो होता है तो बिजली अपव्यय बढ़ाता है। डेटाशीट EL0500 के लिए R_L=4.1kΩ और अन्य के लिए 1.9kΩ के साथ परीक्षण स्थितियों को निर्दिष्ट करती है।
• Noise Immunity: विद्युतीय रूप से शोरग्रस्त वातावरण (मोटर ड्राइव, औद्योगिक नियंत्रण) में अनुप्रयोगों के लिए, उसकी उच्च गारंटीकृत CMTI के कारण EL0453 वेरिएंट का चयन करना महत्वपूर्ण है। उचित PCB लेआउट, जिसमें छोटे ट्रेस और डिवाइस पिन के करीब डिकपलिंग कैपेसिटर हों, भी आवश्यक है।
• CTR अवक्रमण: सभी ऑप्टोकपलर की तरह, इन उपकरणों का CTR समय के साथ धीरे-धीरे कम हो जाएगा, खासकर जब उच्च तापमान और उच्च LED धारा पर संचालित किया जाए। डिजाइन में उत्पाद के इच्छित जीवनकाल में सर्किट की कार्यक्षमता सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त मार्जिन शामिल होना चाहिए।

6. Technical Comparison & Selection Guide

EL045X/EL050X श्रृंखला विभिन्न आवश्यकताओं के लिए अनुकूलित विकल्पों की एक श्रृंखला प्रदान करती है:

• EL0500 बनाम EL0501 / EL0452 / EL0453: प्राथमिक अंतर करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) है। EL0500 में न्यूनतम CTR कम है (7% बनाम 19%), जो इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां इनपुट ड्राइव करंट अधिक हो सकता है। अन्य उच्च संवेदनशीलता प्रदान करते हैं।
• EL0453 बनाम अन्य: EL0453 अपने गारंटीकृत न्यूनतम 15 kV/µs का कॉमन मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी। यह इसे उच्च-शोर अलगाव अनुप्रयोगों जैसे स्विचिंग पावर सप्लाई फीडबैक लूप या मोटर ड्राइव इन्वर्टर गेट ड्राइव के लिए पसंदीदा विकल्प बनाता है, जहां वोल्टेज स्पाइक्स आम हैं। अन्य वेरिएंट 1000 V/µs की एक विशिष्ट CMTI निर्दिष्ट करते हैं।
• पिन कॉन्फ़िगरेशन: EL0500/01 में एक सक्रिय V है_B पिन (7), जबकि EL0452/43 में यह NC के रूप में है। यह गति अनुकूलन के लिए आंतरिक वास्तुकला में अंतर को दर्शाता है।

चयन सारांश: उच्चतम शोर प्रतिरक्षा के लिए EL0453 चुनें। उच्च संवेदनशीलता और मानक गति के लिए EL0501/EL0452 चुनें। लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए EL0500 चुनें जहां कम CTR स्वीकार्य है और ड्राइव करंट एक बाधा नहीं है।

7. Packaging and Ordering Information

उत्पादन आवश्यकताओं के अनुरूप ये उपकरण विभिन्न पैकेजिंग विकल्पों में उपलब्ध हैं।

• Standard Packaging: प्रति ट्यूब 100 यूनिट्स।
• टेप और रील विकल्प: TA या TB रील प्रकारों में उपलब्ध, प्रति रील 2000 यूनिट्स युक्त। यह स्वचालित सरफेस-माउंट असेंबली के लिए उपयुक्त है।
• VDE विकल्प: VDE प्रमाणन के साथ भागों का ऑर्डर दिया जा सकता है ("-V" प्रत्यय द्वारा इंगित)।
• भाग संख्यांकन: भाग संख्या इस प्रारूप का अनुसरण करती है: EL050X(Z)-V या EL045X(Z)-V, जहाँ:
  • X = डिवाइस संख्या (EL050x के लिए 0,1; EL045x के लिए 2,3).
  • Z = Tape & Reel option (TA, TB, or blank for tube).
  • -V = वैकल्पिक VDE प्रमाणन.
  उदाहरण: EL0453(TA)-V, VDE अनुमोदन के साथ TA टेप और रील पैकेजिंग में एक EL0453 डिवाइस को दर्शाता है।

8. Principle of Operation

यह डिवाइस विद्युत पृथक्करण के लिए प्रकाशीय युग्मन के सिद्धांत पर कार्य करता है। इनपुट पक्ष पर लगाए गए विद्युत संकेत से इन्फ्रारेड LED को धारा के समानुपाती प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए प्रेरित करता है। यह प्रकाश एक विद्युतरोधी अंतराल (आमतौर पर एक पारदर्शी ढांकता हुआ) से गुजरता है और आउटपुट पक्ष पर फोटोडिटेक्टर पर पड़ता है। इस श्रृंखला में, डिटेक्टर एक प्रकाश-संवेदी डायोड है जो एक उच्च-गति ट्रांजिस्टर के आधार से जुड़ा होता है। अलग बायस पिन (V_B (कुछ प्रकारों में) फोटोडायोड को पूर्व-पूर्वाग्रहित करने की अनुमति देता है, जो इसकी जंक्शन कैपेसिटेंस को न्यूनतम करता है। जब प्रकाश फोटोडायोड पर पड़ता है, तो यह एक धारा उत्पन्न करता है जो सीधे ट्रांजिस्टर के बेस को चलाती है, उसे चालू कर देती है। यह डिज़ाइन एक मानक फोटोट्रांजिस्टर के बेस-कलेक्टर जंक्शन से जुड़ी बड़ी मिलर कैपेसिटेंस से बचता है, जिससे बहुत तेज़ स्विचिंग गति—1 Mbit/s तक—संभव होती है। ऑप्टिकल पथ गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करता है, उच्च वोल्टेज (3750 V तक) को अवरुद्ध करता है_rms) और इनपुट और आउटपुट सर्किट के बीच कॉमन-मोड शोर को अस्वीकार करता है।

9. Application Scenarios

• स्विच-मोड पावर सप्लाई (SMPS) फीडबैक लूप्स: सेकेंडरी साइड से प्राइमरी साइड कंट्रोलर को अलग किए गए वोल्टेज फीडबैक प्रदान करना, जिसके लिए लूप स्थिरता के लिए गति और स्विचिंग नॉइज़ को सहन करने के लिए उच्च CMTI दोनों की आवश्यकता होती है।
• मोटर ड्राइव इन्वर्टर आइसोलेशन: परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव में IGBT या MOSFET के लिए गेट ड्राइव सिग्नल को अलग करना। उच्च dv/dt क्षणिकों से गलत ट्रिगरिंग को रोकने के लिए EL0453 का उच्च CMTI यहाँ आवश्यक है।
• औद्योगिक संचार इंटरफेस: पृथक RS-485, CAN, या Profibus नेटवर्क के लिए लाइन रिसीवर के रूप में कार्य करना, जो संवेदनशील लॉजिक सर्किट को ग्राउंड लूप और सर्ज से बचाता है।
• दूरसंचार उपकरण: लाइन कार्ड या इंटरफ़ेस मॉड्यूल में सिग्नल अलगाव प्रदान करना।
• लो-स्पीड फोटोट्रांजिस्टर कपलर्स के लिए प्रतिस्थापन: बोर्ड फुटप्रिंट (SO-8 संगत) बदले बिना उच्च डेटा दर प्राप्त करने के लिए मौजूदा डिज़ाइनों को अपग्रेड करना।
• घरेलू उपकरण नियंत्रण: उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस माइक्रोकंट्रोलर को पावर स्विचिंग सेक्शन से अलग करना (जैसे, वाशिंग मशीन, एयर कंडीशनर में)।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

Q1: EL0500 और EL0501 के बीच मुख्य अंतर क्या है?
A1: प्राथमिक अंतर गारंटीकृत न्यूनतम करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) है। EL0501 (19%) की तुलना में EL0500 की न्यूनतम CTR कम है (निर्दिष्ट शर्तों पर 7%)। इसका मतलब है कि EL0501 अधिक संवेदनशील है और समान आउटपुट प्राप्त करने के लिए थोड़ी कम इनपुट LED करंट के साथ काम कर सकता है, लेकिन उच्च ड्राइव करंट के लिए डिज़ाइन किए गए सर्किट में EL0500 पर्याप्त और अधिक लागत-प्रभावी हो सकता है।

Q2: मुझे विशेष रूप से EL0453 वेरिएंट कब चुनना चाहिए?
A2: आपको EL0453 का चयन तब करना चाहिए जब आपका अनुप्रयोग बहुत अधिक विद्युत शोर और पृथक ग्राउंड के बीच तेज वोल्टेज संक्रमण वाले वातावरण में संचालित होता है। इसकी गारंटीकृत न्यूनतम 15 kV/µs कॉमन मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी मोटर ड्राइव, हाई-पावर स्विच-मोड पावर सप्लाई, या औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों में विश्वसनीय संचालन के लिए आवश्यक बनाती है, जहाँ अन्य प्रकारों में गलत स्विचिंग का अनुभव हो सकता है।

Q3: मैं LED करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (R_{series) के मान का चयन कैसे करूं?})?
A3: ओम के नियम का उपयोग करें: R_{series) के मान का चयन कैसे करूं?} = (V_{आपूर्ति} - V_F) / I_F. V_F एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज है (डिज़ाइन मार्जिन के लिए अधिकतम 1.8V का उपयोग करें)। I_F आपकी वांछित ऑपरेटिंग करंट है (इष्टतम प्रदर्शन के लिए 16 mA एक सामान्य परीक्षण स्थिति है)। 5V आपूर्ति के लिए: R_{series) के मान का चयन कैसे करूं?} ≈ (5V - 1.8V) / 0.016A ≈ 200 Ω। हमेशा रेसिस्टर में पावर डिसिपेशन की जाँच करें।

Q4: क्या मैं इन फोटोकपलर का उपयोग एनालॉग सिग्नल आइसोलेशन के लिए कर सकता हूँ?
A4: संभव होने के बावजूद, इनके ट्रांजिस्टर आउटपुट और गैर-रैखिक CTR विशेषताओं के कारण ये मुख्य रूप से डिजिटल (चालू/बंद) सिग्नल पृथक्करण के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। रैखिक एनालॉग पृथक्करण के लिए, एक समर्पित रैखिक ऑप्टोकपलर या एक पृथक्करण प्रवर्धक अधिक उपयुक्त विकल्प होगा।

Q5: V का उद्देश्य क्या है_B EL0500/01 पर पिन?
A5: द वी_B पिन का उपयोग आंतरिक फोटोडायोड को एक बायस वोल्टेज देने के लिए किया जाता है। फोटोडायोड को उचित रूप से बायस करने से इसकी जंक्शन कैपेसिटेंस कम हो जाती है, जो गति को सीमित करने वाला एक प्रमुख कारक है। यह बाहरी बायस नेटवर्क ही इन उपकरणों को साधारण फोटोट्रांजिस्टर कपलरों की तुलना में उच्च-गति प्रदर्शन (1 एमबीपीएस/एस) सक्षम बनाता है।