Что такое АОД101 и чем заменить диодную оптопару?

Что это за прибор

АОД101 — диодная (не транзисторная и не тиристорная) оптопара в металлостеклянном корпусе массой не более 1,1 г. Излучатель — инфракрасный светодиод на основе арсенида галлия-алюминия, приёмник — кремниевый фотодиод. Между ними только оптическая связь, электрического соединения входной и выходной цепей нет.

Назначение — гальваническая развязка цепей, между которыми передаётся информация. Типовые места: импульсный «оптотрансформатор», развязка между блоками логических устройств, согласование линий, развязка низковольтных и высоковольтных цепей, схемы защиты от перегрузки.

Важное отличие от привычных оптопар: выход здесь не транзистор и не тиристор, а фотодиод. На выходе получается фототок, который нужно подать на усилительный каскад. Именно поэтому АОД101 не «втыкается» на место PC817 или 4N35 без переделки схемы.

Параметры по группам

Значения относятся к группе АОД101А–Д (и ЗОД101А–Г); точные цифры для конкретного исполнения смотрите в справочном листке. Ниже — то, что важно при подборе замены:

• Обратное напряжение на выходном фотодиоде — порядка 15 В, у группы Б допускается существенно выше в импульсе; сверяйте по исполнению.
• Коэффициент передачи тока у диодной оптопары мал (доли процента) — это норма для этого класса, а не признак неисправности.

Режимы работы

Прибор работает в фотодиодном и фотогенераторном (вентильном) режимах. В фотодиодном на фотодиод подают обратное смещение — быстродействие выше, линейность лучше. В фотогенераторном (вентильном) смещения нет, фотодиод сам является источником ЭДС, но отдаёт очень малый ток и работает медленнее.

В обоих случаях сигнал с фотодиода снимается на усилительный каскад. Прямое включение оптопары между каскадами без усилителя возможно, но даёт низкую линейность.

Нелинейность и как её обходят

Главное ограничение диодной оптопары — нелинейная передаточная характеристика. Для передачи импульсов и логических уровней это не мешает, но для усилителей постоянного тока (УПТ) с опторазвязкой одна оптопара даёт заметную погрешность.

Стандартное решение — вторая, идентичная оптопара в цепи обратной связи: она компенсирует нелинейность первой. Если корпус позволяет, применяют специальные приборы с двумя фотодиодами (например, HCNR200/HCNR201), где один фотодиод работает в прямой цепи, второй — в цепи обратной связи. На одиночных АОД101 такую схему собирают подбором двух одинаковых экземпляров.

Чем заменить

Прямого современного аналога именно диодной оптопары в массовой номенклатуре почти не осталось, поэтому замену подбирают по функции и по типу выходного каскада.

Для линейной развязки берите приборы с двумя фотодиодами (HCNR200/HCNR201) — они решают ту же задачу точнее. Для обычной развязки логических и импульсных сигналов подходят транзисторные оптопары (например, семейства ILD2, ILD74, MCT6), но с поправкой: у них на выходе фотоприёмник-транзистор, а не фотодиод, поэтому обвязку выходного каскада придётся пересчитать. Для простейших цифровых развязок ставят и PC817/4N35-класс, но у них другие входные токи и быстродействие.

Если в схеме важна именно развязка с сохранением линейности (измерительный тракт), не ставьте транзисторную оптопару «на глаз» — передаточная характеристика уйдёт. Пришлите маркировку и участок схемы, подберём вариант с указанием различий.

При заказе

Указывайте группу (букву), требуемое напряжение изоляции, быстродействие и то, нужна ли линейность передачи. Мы сверяем обозначение по документации, проверяем партию перед отправкой и при отсутствии нужного исполнения предлагаем совместимое по функции — с честным перечислением того, что при замене придётся изменить в схеме.