光電晶體管光耦合器自從 40 年前面世以來就不斷演進，目前仍然廣泛使用。 目前應用最廣的技術是使用砷化鎵（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。 在應用過程中，LED 性能開始退化，導致 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 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。 當結溫上升時，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。 這種效應常常被忽視，因為當周圍溫度恢復到原來的起始溫度時，CTR 也恢復到其初始值。 （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 與標準的 GaAs 940 nm IR LED，并顯示了在結溫上升時，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。

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

圖 2.飛兆半導體 OPTOPLANAR® 共面封裝技術

該封裝可提供低輸入-輸出電容（CIO），相比采用面對面封裝結構，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。 從而設計師無需犧牲隔離/絕緣性來減小封裝尺寸。

結論
飛兆半導體的 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。 這讓設計師能夠更輕松地設計即使在極端嚴酷的條件下仍能正常工作的系統(tǒng)。