光耦合器的工作模式根据应用需求可分为三类，其核心是通过电-光-电转换实现隔离，以下是简明分析：

 一、开关模式（数字隔离）

- 工作原理  

  输入电流驱动红外LED发光，光敏晶体管受光照导通，输出低电平（饱和）；无光照时输出高电平（截止）。  

- 关键特性  

  - 响应速度：开启延迟（2-10μs）关断延迟（10-100μs）  

  - 驱动设计：输入电流 $I_F$ = 5-20mA（需冗余应对CTR衰减）  

  - 典型应用：电源反馈（如PC817）、PLC数字I/O控制  

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 二、线性模式（模拟隔离）

- 工作原理  

  采用双光电二极管结构：  

  1. 反馈端：闭环控制LED发光强度  

  2. 输出端：生成与输入成比例的光电流（非线性度<0.5%）  

- 关键特性  

  - 带宽限制：50-200kHz（受载流子寿命制约）  

  - 温度补偿：需外部运放抵消CTR温漂（-0.5%/℃）  

  - 典型应用：电压/电流隔离采样（如IL300）  

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 三、高速模式（通信隔离）

- 工作原理  

  集成光敏二极管+跨阻放大器+施密特触发器：  

  - 预加重技术：增大脉冲前沿电流补偿延迟  

  - 差分传输：抑制共模噪声（CMTI > 15kV/μs）  

- 关键特性  

  - 传输速率：10Mbps（6N137）至50Mbps（HCPL-073L）  

  - 传播延迟：<100ns  

  - 典型应用：工业总线（CAN、RS-485）、变频器控制  

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核心设计原则：  

1. CTR衰减补偿：按年衰减率5-15%超配驱动电流  

2. 热管理：高温下CTR骤降50%，需限制环境温度<85℃  

3. 噪声抑制：增加屏蔽罩或Guard Ring抗dv/dt干扰  

> 总结：光耦合器以低成本强隔离特性，在开关电源、模拟采样和中速通信中不可替代，但需针对性设计应对其速度、温漂和老化缺陷。