光耦合器也稱為光隔離器、光電耦合器或光隔離器，是利用光在兩個(gè)隔離電路之間傳輸電信號(hào)的組件。數(shù)字CMOS隔離器是使用高頻載波在兩個(gè)隔離電路之間傳輸電信號(hào)的元件。光耦合器和數(shù)字隔離器都用于防止高電壓影響接收信號(hào)的系統(tǒng)。

圖1a顯示了光耦合器的基本形式。信號(hào)輸入可以被視為發(fā)射單元（LED），信號(hào)輸出可以被視為接收單元（光電探測(cè)器或其他類型的光敏半導(dǎo)體元件）。流過LED的電流導(dǎo)致發(fā)射的光通過電介質(zhì)，在那里它撞擊光電檢測(cè)器，導(dǎo)致電流流動(dòng)，使輸出晶體管偏置。發(fā)射和接收單元都包含在單個(gè)密封封裝中，輸入和輸出之間有絕緣膜或電介質(zhì)。

同樣，圖1b顯示了數(shù)字隔離器的基本形式。兩個(gè)相同的半導(dǎo)體芯片在標(biāo)準(zhǔn)IC封裝內(nèi)連接在一起，形成由差分電容隔離柵隔開的RF發(fā)射器和接收器。數(shù)據(jù)使用簡單的開/關(guān)鍵（OOK）從輸入傳輸?shù)捷敵?。?dāng)Vin為高電平時(shí)，發(fā)射器產(chǎn)生一個(gè)RF載波，該載波穿過隔離柵傳播到接收器。

四十多年來，光耦合器一直是無可爭議的信號(hào)隔離解決方案，但數(shù)字隔離器因其卓越的性能和可靠性而變得越來越流行。硅隔離技術(shù)的最新突破使這些改進(jìn)成為可能。CMOS數(shù)字隔離器使設(shè)計(jì)人員能夠創(chuàng)建比競(jìng)爭光耦合器解決方案更低的成本、更小的尺寸、更高的性能、更低的功耗和更可靠的隔離電路。

數(shù)字隔離器相對(duì)于競(jìng)爭光耦合器的優(yōu)勢(shì)包括：

定義明確的關(guān)鍵工作參數(shù)，隨電壓、溫度和器件使用年限變化不大

隔離器容易受到溫度、電流和/或器件老化等重大變化的影響，迫使設(shè)計(jì)人員放棄設(shè)計(jì)裕量，從而降低系統(tǒng)性能。在依賴于緊密時(shí)序關(guān)系的孤立高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中尤其如此。

高可靠性

HEV/EV、太陽能和風(fēng)能系統(tǒng)等應(yīng)用現(xiàn)在要求隔離器壽命為20+年，并且通常在超過120°C的高溫環(huán)境中運(yùn)行。

最小的電磁干擾（EMI）和高外部電磁場(chǎng)抗擾度

EMI是潛在數(shù)據(jù)損壞的來源，特別是在采集低振幅信號(hào)的醫(yī)療應(yīng)用中，例如心電圖儀（ECG）。外部磁場(chǎng)和電場(chǎng)會(huì)降低系統(tǒng)性能，因此隔離器件抑制外部磁場(chǎng)干擾的能力至關(guān)重要。

易于使用

最好的隔離設(shè)備有據(jù)可查、可預(yù)測(cè)、可靠且直觀易應(yīng)用;以下各段將詳細(xì)介紹這些要點(diǎn)。

應(yīng)用包括：

工業(yè)自動(dòng)化

電源解決方案

電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車

逆變器（太陽能和電機(jī)控制）

審核編輯：劉清