Optoacopladores

OPTOACOPLADORES (OPTOAISLADORES)
INTRODUCCIÓN:
Con el paso de los años la tecnología de estado sólido en la optoelectrónica ha avanzado considerablemente. Indagando en nuevos y mejorados materiales y técnicas de proceso que han permitido a los dispositivos tener mayor eficiencia, confiabilidad y disminuir su costo.
EL OPTOACOPLADOR
Un optó acoplador es un componente formado por la unión deal menos un emisor (diodo LED) y un fotodetector (fototransistor u otro) acoplados a través de un medio conductor de luz, pueden ser encapsulados o de tipo discreto.
Figura 1 Esquema de un optó acoplador
Cuanta mayor intensidad atraviesa el fotodiodo, mayor será la cantidad de fotones emitidos y, por tanto, mayor será la corriente que recorra el fototransistor. Se trata de una manera detransmitir una señal de un circuito eléctrico a otro. Obsérvese que no existe comunicación eléctrica entre los dos circuitos, es decir existe un trasiego de información pero no existe una conexión eléctrica: la conexión es óptica.
Las implementaciones de un optó acoplador son variadas y dependen de la casa que los fabrique. Una de las más populares se ve en la Figura 2. Se puede observar como el LED, enla parte superior, emite fotones que, tras atravesar el vidrio, inciden sobre el fototransistor

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Figura 2 Esquema constructivo de un optó acoplador
Obsérvese también el aislamiento eléctrico entre fototransistor y LED ya mencionado.
Estructura interna general de los Optoacopladores
Estructura
La figura siguiente muestra la perspectiva interna de un optó acoplador. Una resina aloja alelemento sensitivo a la luz (fototransistor o fototransistor de salida Darlington) que esta rodeado por otra resina que permite la transmisión de la luz.
Una señal luminosa es transmitida por un diodo emisor de luz hacia el transistor fotosensitivo a través de la resina transmisora de luz interna.
La resina albergue y la resina interior tienen el mismo coeficiente de la expansión.
El altoaislamiento voltaje se obtiene gracias al gran área existente entre la resina externa y la interna que no es modificada por los cambios de temperatura pues los coeficientes de expansión son iguales, además, si la temperatura aumenta las resinas se expanden obteniéndose como resultado una mayor área entre los elementos conductores.
Figura 3 estructura interna de un optó acoplador
Diferentes tiposde Optó acopladores
Fototransistor: se compone de un optó acoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT.
Se trata de un transistor bipolar sensible a la luz.
Figura 4 Símbolo del fototransistor
La radiación luminosa se hace incidir sobre la unión colector base cuando éste opera en la RAN. En esta unión se generan los pares electrón - hueco, que provocan la corrienteeléctrica.
El funcionamiento de un fototransistor viene caracterizado por los siguientes puntos:
Un fototransistor opera, generalmente sin terminal de base (Ib=0) aunque en algunos casos hay fototransistores tienen disponible un terminal de base para trabajar como un transistor normal.
La sensibilidad de un fototransistor es superior a la de un fotodiodo, ya que la pequeña corriente fotogenerada esmultiplicada por la ganancia del transistor.
Las curvas de funcionamiento de un fototransistor son las que aparecen en la Figura 5. Como se puede apreciar, son curvas análogas a las del transistor BJT, sustituyendo la intensidad de base por la potencia luminosa por unidad de área que incide en el fototransistor.
Figura 5: Curvas características de un fototransistor típico
Fototriac: secompone de un optó acoplador con una etapa de salida formada por un triac
Fototriac de paso por cero: Optó acoplador en cuya etapa de salida se encuentra un triac de cruce por cero. El circuito interno de cruce por cero conmuta al triac sólo en los cruce por cero de la corriente alterna.
DESCRIPCION DE UN OPTOACOPLADOR típico de Texas Instruments.-
Básicamente un optó acoplador consiste en un...