6N138 6N139 Photocoupler Datasheet - Kifurushi cha 8-Pin DIP - Darlington Iliyogawanyika Yenye Faida Kubwa - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

6N138 na 6N139 ni photocoupler zenye utendaji wa hali ya juu na mkondo wa pembejeo mdogo, zikiwa na hatua ya pato ya fototransistor ya Darlington iliyogawanyika. Vifaa hivi vimeundwa kutoa uwiano wa uhamishaji wa mkondo (CTR) wa juu sana, kuwezesha usafirishaji wa ishara unaoaminika kwa mkondo wa kuendesha wa pembejeo mdogo kabisa. Zimewekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha 8-pin Dual In-line Package (DIP), na chaguzi za nafasi pana ya kuongoza na usanidi wa kukanyaga uso. Kazi kuu ni kutoa ufarakano wa umeme kati ya saketi za pembejeo na pato, kulinda mantiki nyeti kutokana na mivumo ya voltage na mizunguko ya ardhi.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu ya photocoupler hizi ni CTR yao ya kawaida ya juu sana ya 2000%, ambayo inaruhusu kuunganishwa moja kwa moja na ishara za mantiki za mkondo mdogo bila kuhitaji uimarishaji wa ziada. Zimeidhinishwa na mashirika makuu ya kimataifa ya usalama (UL, cUL, VDE, SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO) na hutoa voltage ya juu ya ufarakano ya 5000 Vrms. Vipengele hivi huzifanya kuwa bora kwa matumizi ya viwanda, mawasiliano, na kompyuta ambapo kinga ya kelele, ufarakano wa usalama, na uadilifu wa ishara ni muhimu. Masoko lengwa ni pamoja na otomatiki ya viwanda, mizunguko ya maoni ya usambazaji wa umeme, ufarakano wa kiolesura cha dijiti, na vipokezi vya laini za mawasiliano.

2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya lengo la vigezo muhimu vya umeme na mwanga vilivyobainishwa kwenye waraka wa maelezo.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi hufafanua mipaka ya mkazo ambayo ikiwa inazidi, uharibifu wa kudumu unaweza kutokea. LED ya pembejeo ya infrared ina mkondo wa mbele unaoendelea (IF) wa juu kabisa wa 20 mA na inaweza kustahimili mkondo wa kilele cha 1 A kwa misukumo mifupi sana (<1 µs). Mkondo wa juu kabisa wa kolekta (IO) wa transistor ya pato ni 60 mA, na utoaji wake wa nguvu (PO) umepunguzwa hadi 100 mW. Kifaa kinaweza kufanya kazi katika safu ya joto ya mazingira kutoka -40°C hadi +85°C. Voltage ya ufarakano ya 5000 Vrms ni kigezo muhimu cha usalama, kilichojaribiwa kwa pini zote za pembejeo zikiwa zimefungwa pamoja na pini zote za pato zikiwa zimefungwa pamoja.

2.2 Sifa za Umeme

Sifa za umeme zinahakikishiwa katika safu ya joto ya kibiashara ya 0°C hadi 70°C. Kwa LED ya pembejeo, voltage ya kawaida ya mbele (VF) ni 1.3V kwa IF = 1.6 mA. Vigezo vya sehemu ya pato hutofautiana kidogo kati ya 6N138 na 6N139. 6N139 kwa kawaida hutoa mkondo wa pato wa juu wa mantiki (IOH) wa chini wa uvujaji wa 0.01 µA ikilinganishwa na 100 µA ya 6N138 chini ya hali ile ile (IF=0mA, VCC=18V). Mkondo wa usambazaji katika hali ya chini ya mantiki (ICCL) kwa kawaida ni 0.6 mA kwa zote mbili wakati LED inaendeshwa kwa 1.6 mA.

2.3 Sifa za Uhamishaji

Uwiano wa Uhamishaji wa Mkondo (CTR) ndio kigezo muhimu zaidi, kinachofafanuliwa kama (IC / IF) * 100%. 6N139 ina CTR ya chini ya 400% kwa IF=0.5mA na 500% kwa IF=1.6mA. 6N138 ina CTR ya chini ya 300% kwa IF=1.6mA. Thamani ya kawaida kwa zote mbili ni 2000-2500%, ikionyesha usikivu wa juu. Voltage ya pato ya chini ya mantiki (VOL) imebainishwa chini ya hali mbalimbali za mzigo, na kiwango cha juu cha 0.4V, kuhakikisha utangamano na viwango vya kawaida vya mantiki vya TTL na CMOS.

2.4 Sifa za Kubadilisha

Kasi ya kubadilisha inategemea mkondo wa kuendesha wa pembejeo na upinzani wa mzigo. Muda wa kuchelewesha kwa usambazaji (tPLH, tPHL) hutolewa kwa hali maalum za majaribio. Kwa mfano, 6N139 na IF=0.5mA na RL=4.7kΩ ina tPHL ya kawaida ya 5 µs na tPLH ya 16 µs. Kuongeza IF hadi 12mA na RL=270Ω huboresha kasi kwa kiasi kikubwa hadi 0.2 µs na 1.7 µs, mtawalia. 6N138 kwa ujumla ni polepole zaidi chini ya hali yake maalum ya majaribio (IF=1.6mA, RL=2.2kΩ). Kinga ya Muda ya Mfumo wa Kawaida (CMTI) imebainishwa kuwa angalau 1000 V/µs kwa hali zote mbili za juu na chini za mantiki, ikionyesha upinzani mzuri wa kelele dhidi ya mabadiliko ya haraka ya voltage kwenye kizuizi cha ufarakano.

3. Maelezo ya Mitambo na Kifurushi

Vifaa hutolewa kwenye kifurushi cha kawaida cha 8-pin DIP. Usanidi wa pini ni kama ifuatavyo: Pini 1: Hakuna Muunganisho, Pini 2: Anodi, Pini 3: Kathodi, Pini 4: Hakuna Muunganisho, Pini 5: Ardhi (Gnd), Pini 6: Pato (Vout), Pini 7: Msingi (VB), Pini 8: Voltage ya Usambazaji (VCC). Pini ya msingi (7) hutoa ufikiaji wa msingi wa fototransistor, ambao unaweza kutumika kuunganisha upinzani au capacitor ya kuongeza kasi ili kubadilishana upana wa bendi kwa utulivu. Chaguzi za kifurushi ni pamoja na DIP ya kawaida, bendi ya kuongoza pana (nafasi ya inchi 0.4), na aina za kuongoza za kukanyaga uso (S na S1 ya wasifu wa chini).

4. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Kiwango cha juu kabisa cha joto la kuuza ni 260°C kwa sekunde 10. Hii ni ya kawaida kwa michakato ya kuuza ya wimbi au reflow. Tahadhari za kawaida za kushughulikia vifaa vyenye usikivu wa kutokwa umeme (ESD) zinapaswa kuzingatiwa. Vifaa vinapaswa kuhifadhiwa katika hali ndani ya safu maalum ya joto la kuhifadhi la -55°C hadi +125°C.

5. Maelezo ya Ufungaji na Kuagiza

Nambari ya sehemu inafuata muundo: 6N13XY(Z)-V. 'X' ni nambari ya sehemu (8 kwa 6N138, 9 kwa 6N139). 'Y' inaonyesha chaguo la aina ya kuongoza: hakuna kwa DIP ya kawaida (vizio 45/tube), 'M' kwa bendi ya kuongoza pana (vizio 45/tube), 'S' kwa kukanyaga uso, 'S1' kwa kukanyaga uso wa wasifu wa chini. 'Z' inabainisha chaguo la mkanda na reel kwa sehemu za SMD: 'TA' au 'TB' (vizio 1000/reel). 'V' ni kiambishi cha hiari cha idhini ya VDE. Watumiaji lazima wachague mchanganyiko sahihi kulingana na mahitaji ya usanikishaji.

6. Mapendekezo ya Matumizi

6.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Waraka wa maelezo unaorodhesha matumizi kadhaa muhimu: Ufarakano wa ardhi ya mantiki ya dijiti, vipokezi vya laini za RS-232C, vipokezi vya laini vya pembejeo ya mkondo mdogo, ufarakano wa basi ya microprocessor, na vipokezi vya mzunguko wa mkondo. CTR yao ya juu huwafanya kuwa bora kwa kuunganisha pini za GPIO za microcontroller moja kwa moja, kutenganisha ishara za sensor katika mazingira yenye kelele, au kutoa ufarakano wa umeme katika laini za mawasiliano za serial kama RS-232 au RS-485.

6.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

1. Kupunguza Mkondo wa Pembejeo:Upinzani wa mfululizo wa nje lazima utumike kupunguza mkondo wa mbele wa LED (IF) kwa thamani ndani ya kiwango cha juu kabisa na safu inayotaka ya uendeshaji. Thamani inayohitajika ya upinzani ni (Vdrive - VF) / IF. 2.Kupakia Pato:Transistor ya pato hufanya kama kizamiti cha mkondo. Upinzani wa mzigo (uliounganishwa kati ya VCC na pini 6) unapaswa kuchaguliwa kuweka mzunguko unaotaka wa voltage ya pato na kasi ya kubadilisha. Upinzani mdogo huongeza kasi lakini pia huongeza matumizi ya nguvu. 3.Kasi dhidi ya Utulivu:Kuunganisha upinzani (kwa kawaida 10kΩ hadi 1MΩ) kutoka kwa pini ya msingi (7) hadi ardhi kunaweza kuboresha utulivu na kinga ya kelele lakini itapunguza CTR na kupunguza kasi ya kubadilisha. Capacitor inaweza kuongezwa sambamba kwa kuchuja zaidi. 4.Kutenganisha Usambazaji wa Nguvu:Mazoea mazuri yanahusisha kuweka capacitor ya seramiki ya 0.1 µF karibu na pini ya VCC (8) hadi ardhi ili kuzuia kelele.

7. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Tofauti kuu ya familia ya 6N138/6N139 iko katika usanidi wake wa Darlington iliyogawanyika na CTR ya juu sana. Ikilinganishwa na photocoupler za kawaida za transistor moja (k.m., mfululizo wa 4N25), vifaa hivi hutoa usikivu wa juu zaidi, kuwaruhusu kuendeshwa moja kwa moja na mantiki ya CMOS ya mkondo mdogo. Ikilinganishwa na vijitenga vya dijiti vipya, hutoa suluhisho rahisi zaidi, la analog ambalo ni la gharama nafuu kwa matumizi yanayohitaji ufarakano wa msingi bila hitaji la kasi ya juu sana au itifaki ngumu. Upatikanaji wa pini ya msingi huwapa wabunifu kiwango cha kipekee cha uhuru wa kurekebisha majibu ya masafa na kinga ya kelele.

8. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q1: Je, ni tofauti gani kuu kati ya 6N138 na 6N139?

A1: Tofauti kuu ziko katika vipimo vyao vya umeme. 6N139 kwa ujumla hutoa utendaji bora: CTR ya chini ya juu (500% dhidi ya 300% kwa IF=1.6mA), mkondo wa uvujaji wa pato wa chini katika hali ya kuzima, na sifa tofauti kidogo za kubadilisha chini ya majaribio. 6N139 ndio lahaja ya vipimo vya chini.

Q2: Je, ninachaguaje thamani ya upinzani wa kupunguza mkondo wa pembejeo?

A2: Amua mkondo wa mbele unaohitajika (IF) kutoka kwa matumizi yako (k.m., 1.6 mA kwa usawa mzuri wa kasi na CTR). Pima au tumia VF ya kawaida kutoka kwa waraka wa maelezo (1.3V). Ikiwa voltage yako ya kuendesha ni 5V, upinzani R = (5V - 1.3V) / 0.0016A = 2312.5Ω. Upinzani wa kawaida wa 2.2kΩ ungekuwa chaguo linalofaa.

Q3: Kwa nini photocoupler yangu inabadilisha polepole?

A3: Kasi ya kubadilisha inaathiriwa sana na IF na upinzani wa mzigo RL. Ili kuongeza kasi, unaweza: a) Kuongeza mkondo wa kuendesha wa LED (IF). b) Kupunguza thamani ya upinzani wa mzigo (RL) kwenye kolekta ya pato. c) Kwa hiari, tumia pini ya msingi (7) na upinzani mdogo hadi ardhi ili kuondoa malipo yaliyohifadhiwa, lakini hii itapunguza CTR.

Q4: \"Kinga ya Muda ya Mfumo wa Kawaida\" inamaanisha nini?

A4: Inapima uwezo wa kifaa kupuuza mivumo ya haraka ya voltage inayoonekana sawa kwa pande zote mbili za pembejeo na pato za kizuizi cha ufarakano. CMTI ya juu (kama 1000 V/µs) inamaanisha pato halitabadilisha vibaya kutokana na kelele kama hiyo, ambayo ni muhimu katika mazingira ya nguvu yenye kelele.

9. Kesi ya Uhalisi ya Ubunifu

Kesi: Kutenganisha Ishara ya UART ya Microcontroller kwa Mawasiliano ya RS-232.

Laini ya TX ya UART ya microcontroller ya 3.3V inahitaji kutenganishwa kabla ya kuunganishwa na chip ya mhamilishi wa RS-232 kwenye ndege tofauti ya ardhi. 6N139 inaweza kutumika. Pini ya microcontroller inaendesha LED kupitia upinzani wa 1kΩ (IF ~ (3.3V-1.3V)/1k = 2mA). Kolekta ya pato (pini 6) imeunganishwa na pini ya pembejeo ya chip ya RS-232 kupitia upinzani wa kuvuta-juu wa 4.7kΩ hadi VCC (5V) ya chip ya RS-232. Pini ya msingi (7) imeachwa wazi au imeunganishwa na ardhi kupitia upinzani mkubwa (k.m., 1MΩ) kwa utulivu. Saketi hii rahisi hutoa ufarakano thabiti, inalinda microcontroller kutokana na mabadiliko ya ardhi au mafuriko kwenye laini ya RS-232, na kudumisha uadilifu wa ishara.

10. Kanuni ya Uendeshaji

Kifaa hufanya kazi kwa kanuni ya kuunganisha kwa umeme na mwanga. Mkondo wa umeme unaotumika kwa pini za pembejeo (Anodi na Kathodi) husababisha LED ya Infrared (LED) kutoa mwanga. Mwanga huu husafiri kwenye pengo la uwazi la ufarakano na kugonga eneo la msingi lenye usikivu wa mwanga la jozi ya Darlington iliyogawanyika ya fototransistor za silikoni. Mwanga unaoingia hutengeneza mkondo wa msingi, ambao huimarishwa na hatua mbili za transistor, na kusababisha mkondo mkubwa zaidi wa kolekta kwenye pato. Usanidi wa \"kugawanyika\" kwa kawaida unamaanisha msingi wa transistor ya kwanza unaweza kufikiwa (pini 7), kuruhusu upendeleo wa nje. Ufarakano kamili wa umeme kati ya LED ya pembejeo na transistor za pato hutolewa na kifurushi cha plastiki kilichotengenezwa, ambacho kina nguvu ya juu ya dielectric.

11. Mienendo na Mazingira ya Sekta

Photocoupler kama 6N138/139 zinawakilisha teknolojia ya ufarakano iliyokomaa na inayoaminika. Mienendo ya sasa katika ufarakano wa ishara ni pamoja na ukuaji wa vijitenga vya dijiti kulingana na CMOS na RF au kuunganisha kwa uwezo, ambayo hutoa kasi bora, ufanisi wa nguvu, na ushirikiano (njia nyingi kwenye kifurushi kimoja). Hata hivyo, photocoupler hudumisha faida kubwa katika maeneo fulani: hutoa ufarakano wa juu sana wa voltage ya kufanya kazi (kV kadhaa), kinga bora ya muda ya mfumo wa kawaida, unyenyekevu, na uthabiti dhidi ya mkazo wa juu wa dv/dt. Mara nyingi hupendelewa katika mazingira ya viwanda yenye kelele nyingi, mizunguko ya maoni ya usambazaji wa umeme, na matumizi ambapo uthabiti uliothibitishwa na vyeti vya usalama ni muhimu zaidi. Uundaji wa nyenzo mpya za LED na kigunduzi unaendelea kuboresha kasi na CTR ya optocoupler, kuhakikisha umuhimu wao pamoja na teknolojia mpya.