光耦合器（或光電耦合器）基本上是兩個電路之間的接口，它們在（通常）不同的電壓電平下工作。光耦合器的主要優(yōu)點是輸入和輸出電路之間的電氣隔離。使用光耦合器時，輸入和輸出之間唯一的接觸是一束光。因此，在數(shù)千兆歐的兩回路之間可能存在絕緣電阻。像這樣的隔離在高壓應用中很有用，其中兩個電路的電位可能相差幾千伏。

光耦合器（或光耦合隔離器）最常見的工業(yè)用途是作為高壓皮托管器件（限位開關(guān)等）和低壓固態(tài)邏輯電路之間的信號轉(zhuǎn)換器。光隔離器可用于信號必須在兩個相互隔離的電路之間傳遞的任何情況。兩個電路之間（即兩個電路沒有共同的導體）之間的完全電氣隔離通常是必要的，以防止一個電路中產(chǎn)生的噪聲傳遞到另一個電路。這對于高壓信息收集電路和低壓數(shù)字邏輯電路之間的耦合尤其必要。信息電路幾乎嚴重暴露在噪聲源中，邏輯電路不能容忍噪聲信號。

在許多應用中，SCR和三端雙向可控硅電源電路由敏感的電子系統(tǒng)控制。例如，將微處理器系統(tǒng)編程為打開和關(guān)閉電機、燈和加熱器并不罕見。為了減少電力線噪聲被感應到控制電子設備中的可能性，并在發(fā)生SCR或三端雙向可控硅故障時對其進行保護，非常需要提供隔離。
理想的隔離方案應僅允許信號沿一個方向流動，應響應直流電平，并應在輸入和輸出電路之間提供極大的電阻。這些特性在一類稱為光耦合器或光隔離器的光電器件中可用。

光耦合方法消除了對繼電器控制觸點或隔離變壓器的需求，這是在電路之間提供電氣隔離的傳統(tǒng)方法。光耦合方法在許多應用中都非常出色，因為它擺脫了繼電器和變壓器的一些不太理想的特性。

光耦合器在交流或直流高壓信號下工作良好。因此，采用光耦合的信號轉(zhuǎn)換器有時被稱為通用信號轉(zhuǎn)換器。

光耦合器是一種將紅外LED和光電檢測器（如光電二極管、光電晶體管、達林頓對、SCR或三端雙向可控硅）組合在一個封裝中的器件。

圖1LED和光電二極管的自耦器

圖中顯示了在單個封裝中組合LED和光電二極管的自耦器。它在輸入側(cè)有一個LED，在輸出側(cè)有一個光電二極管。左源電壓和串聯(lián)電阻設置通過LED的電流。然后。來自LED的光撞擊光電二極管，這會在輸出電路中產(chǎn)生反向電流。該反向電流在輸出電阻R兩端產(chǎn)生電壓。輸出電壓等于輸出電源電壓V2減去負載電阻R兩端的壓降。當輸入電壓發(fā)生變化時，光量會波動。

光耦合器的類型：

圖2反射槽光耦合器

1.開槽光耦合器–開槽光耦合器在LED光源和光電晶體管光傳感器之間的封裝中模制了一個槽;槽內(nèi)裝有透明窗口，因此LED光通常可以自由到達晶體管表面，但可以通過放置在槽內(nèi)的不透明物體中斷或阻擋。因此，開槽光耦合器可用于各種存在檢測應用，包括磁帶末端檢測、限位開關(guān)和液位檢測。

2.反射光耦合器–在這里，LED和光電晶體管在封裝內(nèi)相互光學屏蔽，并且都朝外（方向）從封裝。該結(jié)構(gòu)使得光耦合鏈路可以通過放置在封裝外短距離的反射物體（例如金屬漆或膠帶，甚至煙霧顆粒）來設置，與兩個LED對齊。因此，反射耦合器可用于磁帶位置檢測、發(fā)動機軸轉(zhuǎn)速計數(shù)或速度測量、煙霧或霧檢測等應用。

光耦合器的特性：

電流傳輸比率（點擊率）。光耦合器器件最重要的參數(shù)之一是其光耦合效率。通過與LED和光電晶體管（通常在紅外范圍內(nèi)工作）在光譜上緊密匹配，可以最大化該參數(shù)。光耦合器的光耦合效率可以通過輸出到輸入的電流傳輸比（CTR）方便地指定，即輸出電流Ic（在光電晶體管的集電極端測量）與流入LED的輸入電流IF的比值。

入至輸出隔離電壓（VISO）這是輸入端子和輸出端子之間允許存在的最大電位差（dc）。典型值范圍為500V至4kV。

最大集電極-發(fā)射極電壓，VCE（最大值）。這是可以在輸出晶體管上施加的最大允許直流電壓。典型值可能在20至80伏之間變化。

帶寬，這是器件在正常模式下工作時可以有效通過光耦合器的典型最大信號頻率（以kHz為單位）。典型值從20到500kHz不等，具體取決于器件結(jié)構(gòu)的類型。

響應時間，分為上升時間tr和下降時間t*。對于光電晶體管輸出級，tr和tr通常在2到5us左右。

簡單的隔離光耦合器使用單個光電晶體管輸出級，通常采用六引腳封裝，光電晶體管的基極端子在外部可用。在正常使用中，基極保持開路，在這種情況下，光耦合器的最小CTR值為20%，有效帶寬為300kHz。