포토커플러

요약 전기신호를 빛으로 결합시키는 장치이며 발광부와 수광부가 서로 전기적으로 절연되는 장점을 이용한 것이다.

1955년 미국의 E. E. 로브너가 고안한 것에 바탕을 두고 있다. 발광부에는 발광다이오드, 텅스텐램프, 네온램프 등이 쓰이고 수광부에는 실리콘 아발란세 포토다이오드, pin다이오드, 황화카드뮴, 카드뮴셀레늄 등이 쓰인다. 현재 많이 쓰이는 것은 갈륨비소 적외발광(赤外發光) 다이오드와 실리콘 포토다이오드를 조합한 것이다.

발광부와 수광부는 투명수지를 매개하여 광학적으로 결합하는데, 외광(外光)을 차단하고 기계적인 강도를 더하기 위해 그 둘레를 검은색 수지로 두껍게 덮었다. 이 때문에 입력과 출력 간의 내압(耐壓)이 수 kV나 크다. 또 발광부에 갈륨아세니드알루미, 수광부에 pin다이오드의 고속소자를 사용하면 100MHz까지 사용할 수 있고, 직류에서 고주파까지 평탄한 주파수응답을 얻을 수 있다.

포토커플러는 빛을 이용하기 때문에 에 강하고, 시스템을 구성하는 장치 간의 전류를 할 수 있으며, 각 장치마다 접지가 가능하다. 또 장치 간의 결합용량이 작기 때문에 출력 쪽의 신호가 입력 쪽으로 되돌아가는 일이 없는 등의 장점이 있다. 이 때문에 와 단말기 등을 포토커플러를 매개해서 결합하면, 전원전압의 차이나 기계부에서 발생하는 잡음에 신경을 쓸 필요가 없어 회로설계가 쉬워진다.

컴퓨터의 주변기기, , 고체릴레이, 전원제어용 등에 쓰이고 있다. 수광부와 를 조합한 것과 직접 전력계통을 제어하기 위해서 포토사이리스터와 조합한 것도 있다.