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フォトカプラのIFの最小値はいくつになるのでしょうか？
- フォトカプラのIFの最小値について解説します。
- 双方向タイプのダイオードとトランジスタを使用したフォトカプラのIFの最小値はデータシートによれば±50mAです。
- 東芝製のTLP280-4という型式のフォトカプラもIFの最小値として±50mAが指定されています。
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一般的には推奨値というものがあります。 また回路上最低限に抑えたい場合などは特性グラフを参照してください。 通常1ｍA以上流します。あとは伝達の関係で受け側を適切なインピーダンスに する必要があります。 TLP280の場合は載っていませんでしたね。 しかし各データはＩＦ＝５ｍＡで測定されていますので、 特にいくらにしたいということがなければ５ｍＡで設計するといいでしょう。 変換効率はＩＦ＝５ｍＡのときに最悪50％です。よって出力側は２．５ｍＡより小さくしないと飽和しない可能性があります。しかしあまり小さくしすぎると、ノイズに弱くなります。私なら１．５ｍＡくらいにします。 ＩＦを小さくするとデータシートに示されているように悪くなっていきますので注意してください。 概略ＩＦの１０％程度のノイズまではカットされる回路ですと、１ｍＡの場合は０．１ｍＡのノイズまでは影響を受けない。ＩＦが５ｍＡだと０．５ｍＡまでは大丈夫ということになります。
＃２です。 ◆「パッケージへの光照射」 フォトカプラは，赤外線を発光するフォトダイオードと，その赤外線を受けて電流を流すフォトトランジスタが一つのパッケージに入った素子です。パッケージは樹脂やセラミックでできていますが，その厚さは限られているので，外からの光を完全に遮光する性能がありません。白熱電球のように，赤外線を含む光をパッケージに照射すると，フォトダイオード側に電流を流していないにもかかわらず，フォトトランジスタに電流が流れてしまう現象が起きます。動作電流を小さく設計したい場合は，パッケージへの光照射についても気を遣う必要があるわけです。 ◆IC/IFが変換効率の最小値を下回ってしまったら？ 特定の動作条件で，IC/IFの値の範囲を示しているのが「最小値と最大値」であって，実際の動作状態のIC/IFは回路設計によって決まります。フォトトランジスタのコレクタ負荷に４．７ｋΩをつなぎ，５Ｖ電源に接続した場合を例にとると，フォトトランジスタが完全にＯＮしたら（＝飽和領域にはいったら）約１ｍＡのコレクタ電流が流れます。通常の設計では，温度条件として使用温度範囲の最低温度，変換効率が最低のフォトカプラが使われたとしても，飽和領域に達するように駆動電流IFを設計します。このような設計のとき，実動作のIC/IFの値は，データシートの特性範囲の下限値よりも低くなります。 ただし，飽和領域まで振り込まないアナログ的な動作をさせることも稀にはあります。（設計者がそうしたければやればいいこと。私自身はそのような製品作ったことあります）
お礼
お礼が遅くなり申し訳ありません。 色々と参考になりました。ありごとうございます。
±50mAは，絶対最大定格ですね。「これ以上電流を流したら壊れても保証しません」という値です。 参考URLのデータシートを見ると，IC/IF-IF特性を示したグラフがあります。 IFが小さくなると，変換効率：IC/IFもどんどん小さくなります。 変換効率の最小値50%を保証しているのはIF=5mAの所ですから，この素子の変換効率最小特性は，サンプルBよりもやや低い程度と見積もることができます。 数値で読むと，IF=0.1mAで8%程度です。これを２次側のコレクタ電流ICに置き換えると，約8μAに対応します。 ＃１の方と同じように，暗電流を判定基準としても良いのですが，条件がいろいろ書いてあって数値を定めにくいので，コレクタオフ電流の10μAを基準に，これより大きなコレクタ電流を流すことのできるIFを実用上の最小IFとすると，0.1mAよりやや大きい程度ということになるでしょう。 おそらくは，コレクタオフ電流の大きい素子は，変換効率が高いでしょうから，もう少し小さなIFでも条件がよければ実用になると思います。なお，確実な設計とするためには，温度特性や，パッケージへの光照射なども確認する必要あるでしょう。 ついでに，変換効率（飽和）について ２次側のトランジスタのコレクタ－エミッタ間電圧が十分に低くなった状態（例えば０．４V)の時のIFとICの比率のことです。同じ電流で比べたとき，飽和していない条件よりも，飽和状態の変換効率の値は低くなります。
- 参考URL：
- http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Opto/TLP280_TLP280-4_ja_datasheet_071001.pdf
お礼
ご回答ありがとうございます。 変換効率（飽和）の部分も疑問だったので、助かりました。 一つわからない部分があるのですが、「パッケージへの光照射」とは、どのような評価になるのでしょうか？ 変換効率について質問があります。 変換効率には、最小値と最大値が設定されていますが、回路を設計する場合は、IC/IFがこの範囲内におさまるように設計するのでしょうか？ IC/IFが変換効率の最小値を下回ってしまった場合、または上回ってしまった場合は、どうなるのでしょうか？ ご回答お願い致します。
毎度ＪＯです。 東芝 TLP280-4 >>IFの最小値はいくつになるのでしょうか これはどんな意味でしょう？ 伝達できる最小の電流値？？ であるなら、まずは最悪値で計算します、 暗電流の最悪値が50μA 変換効率の最悪値が50 ですから 最悪 1μA以上流さないと伝達出来ない事になります。
- 参考URL：
- http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Opto/TLP280_TLP280-4_ja_datasheet_071001.pdf
お礼
ご回答ありがとうございます。 おっしゃる通り、最小値とは、伝達できる最小の電流値のことです。 双方向タイプではないフォトカプラの場合、推奨動作条件に入力ハイレベル電流値とあり、そこに最小値が記載されていました。しかし、TLP280の場合そのような内容の条件が記載されていなかったので、何から導きだせばいいのか、わからなかったため、このような質問をしました。
お礼
推奨値というのはデータシートに記載されていますか？ それとも、変換効率の測定条件のIFが推奨値になるのでしょうか？ お礼が遅くなり、申し訳ありません。 IFを制御する抵抗の発熱量が多いため、IFの電流値を1mAくらいに設定しました。 小さくするとノイズに弱くなるとありますが、これはIFの値を小さくし過ぎるとノイズに弱くなるということですよね？ 基板サイズを大きくできないので、とりあえずこれで基板を作製してみます。評価次第でさらに対応を考えます。 アドバイスありがとうございます。