光耦继电器在实际应用中可靠性问题有哪些(光耦继电器在实际应用中可靠性问题)

导语：光耦继电器在实际应用中可靠性问题

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光电耦合器，又称为光耦（OpticalCoupler），是一种把红外光发射器件和红外光接收器件以及信号处理电路等封装在一起的器件。当输入信号加到输入端发光器件LED上，LED发光，光接收器件接受光信号并转换成电信号，然后将电信号输出，或者将电信号放大处理成标准数字电平输出，实现了“电-光-电”的转换及传输。

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一、光电耦合器工作原理

光电耦合器工作原理图如图所示，当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极体通过电流而发光，光敏元件受到光照后产生电流，CE导通,当输入端无信号，发光二极管不亮，光敏三极管截止，CE不通。对于数位量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止，输出为高电平“1”,当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平“0”。

二、光电耦合器的电参数

光电耦合器的电参数分为四个部分：输入特性、输出特性、传输特性、隔离特性。光电耦合器主要的电参数名称、定义及分类见表。

三、光电耦合器常见的可靠性问题!

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3.1光耦的输入端故障导致失效

光耦输入端为LED,输入端的失效即为为LED失效，LED的失效模式主要为的反向漏电流过大、LED的开路及短路，造成漏电流过大的主要原因：静电击穿或施加电应力过大而导致的击穿现象，或由于工艺缺陷导致的PN结不完整而引起的漏电流过大，引起开路和短路的主要原因：键合不良、键合丝断裂、或芯片粘接不良而导致。

3.2光耦继电器的输出端故障导致失效

光耦的输出端常见的失效模式主要为：反向漏电流过大、开路、短路，造成漏电流过大、开路、短路过大的主要原因是可动离子的玷污、内引线下垂和芯片裂纹有关，这些失效模式主要与光接受管的生产工艺卫生失控、引线键合工艺缺陷、划片工艺不当有关，光耦的输出端故障导致的失效基本为工艺缺陷问题。

3.3传输特性故障导致失效

传输特性失效的主要模式为：CTR降低、输出电压漂移，造成CTR降低、输出电压漂移的主要原因是：

1）光接受管的IC芯片缺损，导致光接受管的电信号对地短路。

2）二极管与光接受管之间存在导光胶，当导电胶开裂或分层时，将会导致光路传输不畅，使CTR偏离正常值。

3.4传输特性故障导致失效

传输特性失效的主要模式为隔离电阻较小，造成隔离电阻较小的原因主要是导电胶的开裂、分层或导电胶的溢出导致，导电胶的溢出使得导电胶在电场的作用下产生迁移，从而使得RIO下降。

小结：

光电耦合器自问世以来，成为了用途最广的器件之一，有着传统电子元器件不具备的优点和特性，同时从自身的结构和工艺等方面也产生了新的问题，一方面由于光耦属于半导体器件，其结构含有二极管、光接受管、芯片等都会受到ESD、引线键合、芯片缺损问题的影响而引起光耦的失效。另一方面光耦中起连接作用的导电胶，导电胶的开裂、分层、溢出等问题也会引起传输特性和隔离特性的失效。

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