8-Pin DIP Wide Body High Speed 1Mbit/s Transistor Photocoupler ELW135 ELW136 ELW4503 Datasheet - English Technical Document

1. उत्पाद अवलोकन

ELW135, ELW136, और ELW4503 उच्च-गति ट्रांजिस्टर आउटपुट फोटोकपलर (ऑप्टोआइसोलेटर) हैं, जो तीव्र सिग्नल अलगाव की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। प्रत्येक डिवाइस एक इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड को एक उच्च-गति फोटोडिटेक्टर ट्रांजिस्टर से प्रकाशीय रूप से युग्मित करता है। एक प्रमुख वास्तुशिल्प विशेषता फोटोडायोड बायस और आउटपुट ट्रांजिस्टर के कलेक्टर के लिए प्रदान किया गया अलग कनेक्शन है। यह डिज़ाइन इनपुट ट्रांजिस्टर की बेस-कलेक्टर कैपेसिटेंस को कम करके स्विचिंग गति को काफी बढ़ाता है, जो पारंपरिक फोटोट्रांजिस्टर कपलर की तुलना में कई गुना बेहतर प्रदर्शन प्रदान करता है। ये डिवाइस 8-पिन ड्यूल इन-लाइन पैकेज (DIP) में एक चौड़े बॉडी के साथ आवासित हैं, जो थ्रू-होल (चौड़ी-लीड स्पेसिंग) और सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) दोनों विकल्पों में उपलब्ध हैं।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस उत्पाद परिवार का प्राथमिक लाभ उच्च गति (1 Mbit/s डेटा दर) और मजबूत इन्सुलेशन (5000 V_rms) का संयोजन है। यह उन्हें आधुनिक डिजिटल प्रणालियों में धीमे फोटोट्रांजिस्टर कपलर्स के स्थान पर उपयुक्त बनाता है। उन्हें -55°C से +100°C तक के व्यापक तापमान सीमा में विश्वसनीय रूप से कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें 0°C से 70°C तक प्रदर्शन की गारंटी है। प्रमुख लक्षित अनुप्रयोगों में संचार इंटरफेस में लाइन रिसीवर, मोटर ड्राइव सर्किट में पावर ट्रांजिस्टर के लिए इन्सुलेशन, स्विच-मोड पावर सप्लाई (SMPS) में फीडबैक लूप, हाई-स्पीड लॉजिक ग्राउंड इन्सुलेशन, दूरसंचार उपकरण और विभिन्न घरेलू उपकरण शामिल हैं। डिवाइस Pb-free और RoHS निर्देशों का अनुपालन करते हैं और UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, और FIMKO सहित प्रमुख अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा एजेंसियों से अनुमोदन प्राप्त हैं।

2. तकनीकी मापदंडों की गहन समीक्षा

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट विद्युत और प्रदर्शन पैरामीटर का एक वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।

2.1 Absolute Maximum Ratings

Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं।

• Input (LED): सतत अग्र धारा (I_F) की रेटिंग 25 mA है। पल्स ऑपरेशन के लिए, 50% ड्यूटी साइकिल और 1ms पल्स चौड़ाई पर 50 mA की शिखर अग्र धारा (I_FP) की अनुमति है। एक बहुत उच्च शिखर क्षणिक धारा (I_Ftrans) 1A का 300 pps जैसी कम पुनरावृत्ति दरों पर बहुत छोटे स्पंदों (≤1μs) के लिए अनुमेय है, जो सर्ज सहनशीलता परीक्षण के लिए उपयोगी है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (V_R) एलईडी के पार 5V है।
• आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर): ELW135/136 के लिए, एमिटर-बेस रिवर्स वोल्टेज (V_EBR) 5V है, और बेस करंट (I_B) 5 mA तक सीमित है—यह प्रासंगिक है यदि बेस पिन बाहरी रूप से उपयोग किया जाता है। औसत आउटपुट करंट (I_O(AVG)) 8 mA है, जिसका पीक (I_O(PK)) 16 mA का है। आउटपुट वोल्टेज (V_O) आउटपुट ग्राउंड के सापेक्ष -0.5V से +20V तक स्विंग कर सकता है।
• System: आउटपुट साइड के लिए आपूर्ति वोल्टेज (V_CC) की सीमा -0.5V से +30V तक हो सकती है। अलगाव वोल्टेज (V_ISO) 5000 V है_rms इनपुट और आउटपुट पक्षों (पिन 1-4 शॉर्टेड बनाम पिन 5-8 शॉर्टेड) के बीच एक मिनट के लिए लागू किया गया। डिवाइस को 260°C पर 10 सेकंड तक सोल्डर किया जा सकता है।

2.2 Electrical & Transfer Characteristics

जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, ये पैरामीटर ऑपरेटिंग तापमान सीमा (0°C से 70°C) पर गारंटीकृत हैं, जिसमें 25°C पर विशिष्ट मान दिए गए हैं।

• इनपुट LED: फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) आमतौर पर I_F=16mA पर 1.45V होता है, जिसकी अधिकतम सीमा 1.8V है। इसका लगभग -1.9 mV/°C का नकारात्मक तापमान गुणांक है।
• Output Dark Current: The logic high output current (I_OH), essentially the phototransistor's leakage or "dark" current, is very low (max 1 µA at V_CC=15V, 25°C), ensuring good OFF-state isolation.
• आपूर्ति धारा: लॉजिक लो आपूर्ति धारा (I_CCL) आमतौर पर 110 µA होता है जब LED चालू होती है (I_F=16mA), जबकि लॉजिक हाई सप्लाई करंट (I_CCH) आमतौर पर 0.01 µA होता है जब LED बंद होती है।
• Current Transfer Ratio (CTR): यह ऑप्टोकपलर की दक्षता को परिभाषित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। ELW135 में CTR की सीमा 7% से 50% (न्यूनतम से अधिकतम) है, जबकि ELW136 और ELW4503 में 19% से 50% की सीमा है। परीक्षण की स्थिति I_F=16mA, V_O=0.4V, V_CC=4.5V at 25°C. The datasheet also specifies minimum CTR values at 5% for ELW135 and 15% for ELW136/ELW4503 under a slightly different condition (V_O=0.5V), which is important for design margin.
• Logic Low Output Voltage (V_OL): यह आउटपुट ट्रांजिस्टर का संतृप्ति वोल्टेज निर्दिष्ट करता है। ELW135 के लिए, I_O=1.1mA पर, V_OL आम तौर पर 0.18V (अधिकतम 0.4V) होता है। ELW136/ELW4503 के लिए, I_O=3mA, V_OL आमतौर पर 0.25V (अधिकतम 0.4V) होता है। डिजिटल लॉजिक इंटरफेस में अच्छे नॉइज़ मार्जिन प्राप्त करने के लिए ये कम मान महत्वपूर्ण हैं।

2.3 स्विचिंग विशेषताएँ

Switching performance is measured with I_F=16mA और V_CC=5V. लोड रेसिस्टर (R_L) का मान मॉडलों के बीच उनके CTR और आउटपुट ड्राइव क्षमता से मेल खाने के लिए भिन्न होता है।

• प्रसार विलंब:
  • ELW135: तर्क निम्न (t) के लिए प्रसार विलंब समय_PHL) आमतौर पर 0.36 µs (अधिकतम 2.0 µs) होता है जब R_L=4.1 kΩ. लॉजिक हाई तक प्रसार विलंब समय (t_PLH) आमतौर पर 0.45 µs (अधिकतम 2.0 µs) होता है।
  • ELW136 / ELW4503: इन तेज़ वेरिएंट का t_PHL आमतौर पर 0.32 µs (अधिकतम 1.0 µs) और t_PLH आमतौर पर 0.25 µs (अधिकतम 1.0 µs) R के साथ_L=1.9 kΩ.
• कॉमन मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी (CMTI): यह इनपुट और आउटपुट ग्राउंड के बीच तेज वोल्टेज ट्रांजिएंट को रिजेक्ट करने की डिवाइस की क्षमता को मापता है। इसे V/µs में निर्दिष्ट किया जाता है।
  • ELW135/136: दोनों में उच्च और निम्न आउटपुट अवस्थाओं के लिए न्यूनतम 1000 V/µs का CMTI है, जिसका परीक्षण 10V_p-p कॉमन-मोड पल्स।
  • ELW4503: यह मॉडल न्यूनतम 15,000 V/µs के CMTI के साथ श्रेष्ठ नॉइज़ इम्युनिटी प्रदान करता है, जिसका परीक्षण बहुत बड़े 1500V के साथ किया गया है।_p-p पल्स। यह इसे मोटर ड्राइव जैसे उच्च-शोर वाले वातावरण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है।

3. पिन कॉन्फ़िगरेशन और कार्यात्मक अंतर

8-पिन DIP पैकेज में डिवाइस प्रकारों के बीच एक मुख्य भिन्नता के साथ एक मानकीकृत पिनआउट है।

• Pins 1 & 4: सभी मॉडलों पर कोई कनेक्शन नहीं (NC)।
• Pins 2 & 3: इनपुट LED के एनोड और कैथोड, क्रमशः।
• Pin 5: आउटपुट साइड के लिए ग्राउंड (GND).
• Pin 6: आउटपुट वोल्टेज (V_आउट), फोटोट्रांजिस्टर का कलेक्टर।
• पिन 7: यह पिन भिन्न है। के लिए ELW135 और ELW136, यह फोटोडायोड बायस वोल्टेज (V_B). इस पिन को जोड़ना उच्च-गति संचालन प्राप्त करने के लिए आवश्यक है। के लिए ELW4503, पिन 7 नो कनेक्शन (NC) है। उच्च-गति बायसिंग संभवतः ELW4503 के भीतर आंतरिक रूप से संभाली जाती है।
• पिन 8: आउटपुट साइड के लिए आपूर्ति वोल्टेज (V_CC).

स्कीमैटिक आरेख आंतरिक कनेक्शन दिखाते हैं: फोटोडायोड (जो ट्रांजिस्टर के बेस को चलाता है) Pin 7 (V_B) और Pin 6 (V_आउट/कलेक्टर)। फोटोट्रांजिस्टर का एमिटर पिन 5 (GND) से जुड़ा है।

4. अनुप्रयोग सुझाव

4.1 Typical Application Circuits

ये फोटोकपलर डिजिटल सिग्नल अलगाव के लिए आदर्श हैं। एक विशिष्ट सर्किट में इनपुट एलईडी को एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ श्रृंखला में जोड़कर माइक्रोकंट्रोलर या लॉजिक गेट आउटपुट से कनेक्ट करना शामिल है। आउटपुट साइड पर, एक पुल-अप रेसिस्टर (R_L) V_CC (पिन 8) और V_आउट (पिन 6) के बीच जुड़ा होता है। R_L डेटाशीट टेबल्स (जैसे, स्विचिंग टेस्ट के लिए ELW135 के लिए 4.1 kΩ, ELW136/4503 के लिए 1.9 kΩ) में निर्दिष्ट के अनुसार, इसे वांछित स्विचिंग गति, आउटपुट करंट और डिवाइस के CTR के आधार पर चुना जाना चाहिए। ELW135/136 के लिए, पिन 7 (V_B) को कनेक्ट किया जाना चाहिए, अक्सर V_CC से एक रेसिस्टर के माध्यम से या सीधे, जो गति बनाम संवेदनशीलता के लिए वांछित बायसिंग पर निर्भर करता है।

4.2 डिज़ाइन संबंधी विचार और नोट्स

• गति बनाम CTR समायोजन: अलग आधार कनेक्शन (पिन 7) फोटोडायोड बायस को समायोजित करके उच्च गति के लिए कुछ CTR का समायोजन करने की अनुमति देता है। डेटाशीट स्विचिंग विशिष्टताएँ एक विशिष्ट स्थिति के लिए दी गई हैं।
• मॉडल चयन: सामान्य-उद्देश्य, लागत-संवेदनशील 1Mbit/s अनुप्रयोगों के लिए ELW135 चुनें। अधिक आउटपुट करंट ड्राइव की आवश्यकता वाले डिज़ाइनों में बेहतर मार्जिन के लिए ELW136 उच्च न्यूनतम CTR प्रदान करता है। ELW4503 अत्यधिक उच्च विद्युत शोर (जैसे, औद्योगिक मोटर नियंत्रण, पावर इन्वर्टर) वाले वातावरण के लिए इसके असाधारण 15,000+ V/µs CMTI के कारण प्रीमियम विकल्प है।
• पावर डिसिपेशन: इनपुट पावर (I_F * V_F) 45 mW से अधिक नहीं है और आउटपुट पावर 100 mW से अधिक नहीं है, परिवेश तापमान को ध्यान में रखते हुए।
• अलगाव के लिए लेआउट: उच्च अलगाव रेटिंग बनाए रखने के लिए, इनपुट-साइड ट्रेस (पिन 1-4) और आउटपुट-साइड ट्रेस (पिन 5-8) के बीच पीसीबी पर पर्याप्त क्रीपेज और क्लीयरेंस दूरी सुनिश्चित करें। डिवाइस के नीचे पीसीबी में एक स्लॉट या बैरियर की अक्सर सिफारिश की जाती है।

5. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

उपकरण विभिन्न पैकेजिंग विकल्पों में उपलब्ध हैं, जिन्हें पार्ट नंबर में एक प्रत्यय द्वारा दर्शाया जाता है।

Part Number Format: ELW13XY(Z)-V or ELW4503Y(Z)-V

• X = Part number identifier (5 for ELW135, 6 for ELW136).
• Y = Lead form option: 'S' for surface mount lead form, blank for standard DIP.
• Z टेप और रील विकल्प: 'TA' या 'TB', ट्यूब पैकेजिंग के लिए खाली छोड़ें।
• V वैकल्पिक VDE अनुमोदन मार्किंग।

पैकिंग मात्राएँ: मानक DIP-8 पैकेज 40 इकाइयों वाली ट्यूबों में आपूर्ति किए जाते हैं। टेप और रील ('S(TA)') के साथ सतह-माउंट विकल्प 500 इकाइयों वाली रीलों में आपूर्ति किया जाता है।

6. तकनीकी तुलना और अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

6.1 मॉडलों के बीच अंतर

The primary differentiators are Current Transfer Ratio (CTR) and Common Mode Transient Immunity (CMTI). The ELW135 has the lowest guaranteed CTR (7-50%), the ELW136 has a higher minimum CTR (19-50%), and the ELW4503 matches the ELW136's CTR but adds a vastly superior CMTI rating (>15 kV/µs vs. 1 kV/µs). The ELW4503 also has Pin 7 as NC, simplifying the external circuit compared to the ELW135/136 which require a connection to Pin 7.

6.2 पैरामीटर्स पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

• प्र: प्राप्त करने योग्य अधिकतम डेटा दर क्या है? A: उपकरणों को प्रसार विलंबन विशिष्टताओं के आधार पर 1 Mbit/s संचालन के लिए चरित्रित किया गया है। वास्तविक अधिकतम दर विशिष्ट सर्किट डिजाइन, R सहित, पर निर्भर करती है।_L और इनपुट ड्राइव स्थितियों पर।
• Q: क्या मैं 3.3V V का उपयोग कर सकता हूं?_CC? A: विद्युत विशेषताओं का परीक्षण V के साथ किया जाता है।_CC=4.5V और 5V. हालांकि Absolute Max रेटिंग -0.5V तक की अनुमति देती है, 3.3V पर संचालन संभव हो सकता है लेकिन वास्तविक कम V_OL और स्विचिंग समय जैसे प्रदर्शन को वास्तविक निम्न V_CC स्थिति में सत्यापित किया जाना चाहिए, क्योंकि प्रदान की गई डेटाशीट में इसे पूरी तरह से चरित्रित नहीं किया गया है।
• Q: ELW135/136 के लिए Pin 7 (V_B) महत्वपूर्ण क्यों है? A: कनेक्टिंग पिन 7 फोटोडायोड/बेस जंक्शन से चार्ज को स्वीप आउट करने के लिए एक कम-इम्पीडेंस पथ प्रदान करता है, जिससे मिलर कैपेसिटेंस प्रभाव काफी कम हो जाता है और हाई-स्पीड स्विचिंग सक्षम होती है। इसे अनकनेक्टेड छोड़ने से धीमे पारंपरिक फोटोट्रांजिस्टर कपलर के समान प्रदर्शन होगा।
• Q: मैं अपने डिज़ाइन में 5000V_rms इंसुलेशन कैसे सुनिश्चित करूं? A: The component itself is rated for this. The system designer must ensure the PCB layout maintains sufficient creepage/clearance (e.g., >8mm for reinforced insulation at this voltage level per safety standards) between all input and output circuits, including under the component body.

7. कार्य सिद्धांत

मूल सिद्धांत ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अलगाव है। इनपुट एलईडी पर लगाया गया एक विद्युत संकेत इसे अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करने का कारण बनाता है। यह प्रकाश पैकेज के भीतर एक प्रकाशिक रूप से पारदर्शी लेकिन विद्युत रूप से इन्सुलेटिंग बाधा (आमतौर पर एक मोल्ड यौगिक या वायु अंतराल) से होकर गुजरता है। प्रकाश को आउटपुट पक्ष पर एक फोटोडायोड द्वारा पता लगाया जाता है, जो एक फोटोकरंट उत्पन्न करता है। इन उच्च-गति उपकरणों में, यह फोटोकरंट एकीकृत द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के आधार को सीधे मॉड्यूलेट करता है। उच्च गति की कुंजी फोटोडायोड (ELW135/136 पर पिन 7) के लिए अलग पहुंच है, जो फोटोडायोड कैपेसिटेंस को तेजी से चार्ज/डिस्चार्ज करने की अनुमति देती है, ट्रांजिस्टर में भंडारण समय को कम करती है और इस प्रकार प्रसार विलंब और वृद्धि/पतन समय को कम करती है।