光電晶體管光耦合器自從 40 年前面世以來就不斷演進(jìn)，目前仍然廣泛使用。 目前應(yīng)用最廣的技術(shù)是使用砷化鎵（GaAs）材料的紅外發(fā)光二極管（IR LED）。 它們在許多應(yīng)用中都能發(fā)揮很好的性能，但在低電流時效果不佳，因此，對于那些使用較低電流以提高發(fā)光效率的系統(tǒng)，這是一個問題。

飛兆半導(dǎo)體已采用一種不同類型的 IR LED，材料為鋁鎵砷化物（AlGaAs），有助于解決這個問題。 AlGaAs IR LED 具有更快的速度，改進(jìn)的溫度性能和一致性，并且與常規(guī) GaAs 材料相比，在較低電流時更加高效。 FODM8801 OptoHiT™ 系列采用了新型的 IR LED，而且該系列可保證 LED 電流低至 1mA 時各個溫度下的規(guī)格不變。

LED 發(fā)光效率的長期和短期性能
所有 IR LED 都要考慮其長期性能，無論材料是 GaA 還是 AlGaAs。 在應(yīng)用過程中，LED 性能開始退化，導(dǎo)致 LED 發(fā)光效率長期永久性降低，這通過電流傳輸比（CTR）來衡量。 幸運的是，當(dāng) IR LED 在低電流下工作時，長期性能退化將降至最低。 這并不罕見，例如，在低電流下長期 CTR 變化只有 (IF < 5mA) 每 1,000 小時 0.1%，這種情況下，性能退化不會造成什么影響。

雖然如此，問題是，工作溫度的上升會對短期 LED 發(fā)光效率造成影響。 當(dāng)結(jié)溫上升時，CRT 會大幅下降，問題會很快出現(xiàn)。 在短短 5 分鐘內(nèi)，(LED)周圍溫度可能上升 50°C。 這種效應(yīng)常常被忽視，因為當(dāng)周圍溫度恢復(fù)到原來的起始溫度時，CTR 也恢復(fù)到其初始值。 （大多數(shù)數(shù)據(jù)表僅僅指定在室溫下工作。）

飛兆半導(dǎo)體的新型 AlGaAs IR LED 不易受到溫度變化影響。 圖 1 對比了 AlGaAs 880 nm IR LED 與標(biāo)準(zhǔn)的 GaAs 940 nm IR LED，并顯示了在結(jié)溫上升時，光輸出如何變化。 (該圖顯示了典型的數(shù)據(jù)，但不能保證。)

圖 1. 光輸出減少（%/°C）與 LED 電流

在 1mA 下工作時，GaAs IR LED 光輸出減少 1%/°C。 這意味著結(jié)溫升高 50 °C 時，LED 的輸出會降低 50%。 使用 AlGaAs IR LED，光輸出僅降低 0.225%/°C，因此，結(jié)溫升高 50°C 而光輸出僅降低 11%。

光電晶體管速度與 LED 光電流
長期性能中另一個要考慮的因素是光電晶體管的速度。 光電晶體管的速度是由 LED 產(chǎn)生的光電流、晶體管電流增益（hFE）和負(fù)載情況所決定的。 隨著 LED 光通量下降，時間也會變化。 如果一個設(shè)計在低電流時的溫度范圍內(nèi)工作良好，則長期的變化將是最小的。

一般情況下， AlGaAs LED 的發(fā)光效率是同類 GaAs 產(chǎn)品兩到三倍，溫度穩(wěn)定性是 4.5 倍。 使用 AlGaAs 材料制成的 IR LED 在更低的電流和更低的溫度下支持的時間更長。

飛兆半導(dǎo)體的 FODM8801 OptoHiT 系列采用專有 OPTOPLANAR® 共面封裝技術(shù)進(jìn)行封裝，這有助于提高低電流下的性能。 圖 2 展示了 OPTOPLANAR 技術(shù)的截面圖。

圖 2.飛兆半導(dǎo)體 OPTOPLANAR® 共面封裝技術(shù)

該封裝可提供低輸入-輸出電容（CIO），相比采用面對面封裝結(jié)構(gòu)，其電容要低 30%，即使諸如半節(jié)距微型扁平封裝（MFP）之類的小型封裝也是如此。 絕緣內(nèi)部厚度僅為 0.4mm，提供了高度的絕緣魯棒性。 從而設(shè)計師無需犧牲隔離/絕緣性來減小封裝尺寸。

結(jié)論
飛兆半導(dǎo)體的 FODM8801 OptoHiT 系列產(chǎn)品是新一代的光電晶體管光耦合器，配有 AlGaAs 工藝技術(shù)制造的 IR LED，能在更低電流和更低溫度下更持久、更可靠地工作。 這讓設(shè)計師能夠更輕松地設(shè)計即使在極端嚴(yán)酷的條件下仍能正常工作的系統(tǒng)。