Hallo, warum ist die Einschaltzeit bei einem Optokoppler mit Fototransistor wesentlich kürzer, als die Ausschaltzeit? http://et.fh-duesseldorf.de/home/lauffs/schaltung/downloads/optokoppler.pdf Hier beispielsweise auf Seite 5 zu sehen. Worin liegen die Ursachen? Gruß Manfred
Optokoppler schrieb: > warum ist die Einschaltzeit bei einem Optokoppler mit Fototransistor > wesentlich kürzer, als die Ausschaltzeit? das muss nicht zwangsläufig so sein: wenn man den Fototransistor im linearen Bereich betreiben würde, dann würde sich eine Erhöhung des Eingangsstroms ähnlich schnell auswirken wie eine Erniedrigung des Eingangsstroms. Aber eine typische Anwendung von Optokopplern ist, dass man den Fototransistor in Emitterschaltung betreibt und ihm so viel Basisstrom (in dem Fall: so viel Licht) gibt, dass er sättigt. Dann hat man beim Ausschalten die die Verzögerung aufgrund der Sättigung. Das ist beim Fototransistor nicht anders als beim normalen Bipolartransistor, den man als Schalter benutzt (also in Sättigung treibt).
Ok danke, verstehe. Aber an was liegt das physikalisch genau? Das hat doch sicher was mit den parasitären Kapazitäten zu tun, oder?
Habe etwas gefunden. Dort steht: Das liegt an der Kapazität zwischen Basis und Emitter. Wenn Licht auf den Transistor fällt, geht das Aufladen dieser Kapazität noch einigermaßen schnell über den Fotostrom. Wenn aber die Basis nicht beschaltet ist, was ja bei Phototransistoren üblich ist, und kein Licht mehr auf den Transistor fällt, dann fällt der Kollektorstrom nur sehr langsam ab, weil sich der Kondensator nur durch den Flussstrom der Diode zwischen Basis und Emitter entlädt. Das sind alte schriftliche Unterlagen, wovon ich nicht weiß, wie vertrauenswürdig die sind. Kann das einer bestätigen und genauer erklären oder widerlegen? Das Laden versteh ich ja noch, aber wie das mit dem Entladen funktioniert, habe ich leider nicht so ganz verstanden. Gruß Manfred
Optokoppler schrieb: > Das sind alte schriftliche Unterlagen, wovon ich nicht weiß, wie > vertrauenswürdig die sind. Sind sie. Ein Optokoppler wird schneller, wenn man mehr Strom durch den Phototransistor schickt (also den üblichen pull up oder pull down Widerstand verringert), allerdings braucht man dann wegen CTR auch mehr Strom auf der Sende-LED. Wenn man das Verhältnis zwischen Ein- und Ausschaltzeit verschieben will, kann man den meist vorhandenen aber in einfachen Anwendungen unbenutzen Basisnaschluss über einem Widerstand nach Masse legen. Achtung, der beste Widerstandswert ist temperaturabhängig. Will man dabei das dynamische Verhalten verändern, kann man auch noch eine Spule in die Basiszuleitung schalten.
Optokoppler schrieb: > Das liegt an der Kapazität zwischen Basis und Emitter. Fast richtig. Bei üblicher Beschaltung mit einem externen Kollektor- oder Emitterwiderstand ist es vor allem die Kollektor-Basis-Kapazität des Fototransistors, die das Zeitverhalten bestimmt > Wenn Licht auf den Transistor fällt, geht das Aufladen dieser > Kapazität noch einigermaßen schnell über den Fotostrom. Ja, weil man den Optokoppler üblicherweise so betreibt, dass der Fotostrom größer ist als es zum Durchschalten des Fototransistors erforderlich wäre. Dimensioniert man hingegen den Eingangsstrom des Optokopplers so niedrig, dass der Transistor gerade noch durchschaltet, dauert das Einschalten etwa gleichlang wie das Ausschalten. Man kann also mit dem Vorwiderstand am Eingang die Einschaltzeit beeinflussen. > Wenn aber die Basis nicht beschaltet ist, was ja bei Phototransistoren > üblich ist, und kein Licht mehr auf den Transistor fällt, dann fällt > der Kollektorstrom nur sehr langsam ab, weil sich der Kondensator nur > durch den Flussstrom der Diode zwischen Basis und Emitter entlädt. Ja. Und dieser Strom hängt u.a. vom Kollektorstrom im eingeschalteten Zustand und damit vom externen Widerstand ab. Deswegen kann man – wie MaWin schon geschrieben hat – mit diesem Widerstand die Auschaltzeit beeinflussen. Sättigungseffekte spielen bei Optokopplern dieser Sorte bei üblicher Beschaltung übrigens kaum eine Rolle.
Danke erstmal an MaWin und Yalu für die Hinweise. Ich habe die Tage einen 4N32 gemäß Fig.7 beschaltet. R_L=10k, zusätzlich R_BE=1k8. VCC=5V, I_F=15mA. Gemessene Ausschaltzeit V_O von 0.4V -> 4.0V ca. 3ms. Gemessen am Oszilloskop, 1:10 Tastkopf. Das hat mich schon etwas überrascht. Frage: kann man die Ausschaltzeiten mittels Datenblatt http://www.vishay.com/docs/81865/4n32.pdf berechnen?
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