汎用フォトカプラの応答速度 (LTspice シミュレーション)
Takayuki HOSODA
Rev.0.2 (Oct. 13, 2021)
フォトトランジスタ型の汎用フォトカプラの応答速度を比較してみました。
- TLP291(SE (Toshiba) は汎用フォトカプラで安価に流通しているものです。
- TLP293 (Toshiba) 低入力電流タイプで、入力電流が少なくなっても CTR (Current Transfer Ratio) の低下が少ないものです。
- 4N25 (Broadcom←Avago←Agilent←Hewlett Packard) はベース端子付きで低めの CTR と引き換えにやや高速なものです。
シミュレーション回路

Download optoiso-0.1.asc, the schematic file for the LTspice XVII.
Transient response

結果
波形整形のため全てのフォトカプラのコレクタ出力は、3.3V LV-CMOS シュミットトリガー LVC14A で受けています。
低入力電流タイプの TLP293 は低電流低負荷で使っても TLP291(SE よりもやや高速動作が可能なことがわかりました。
これはコレクタ抵抗が高く立ち上がりが遅い分を、浅い飽和での蓄積時間がカバーしている感じになっています。
オンからオフへの時間 tON→OFFの 4 倍くらいを通信速度の上限とすると、
このシミュレーションの条件では
TLP291(SE, TLP293 の通信速度は tON→OFF ≃ 30 μs から 8 kbps 程度となりました。
一方、ベースのチャージ放電抵抗を付加した 4N25 では蓄積時間の低減もできて tON→OFF ≃ 6 μs から 40 kbps 程度となりました。
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