光电耦合器电流传输比CTR的退化现象与退化机理.pdfVIP

光电耦合器电流传输比CTR的退化现象和退化机理 徐爱斌 李少平 欧叶芳 郑廷圭 信息产业部电子五所 广州510610 摘要：本文对光电耦合器电流传精比cⅡl的退化现象及其退化机理进行了研究撂讨 提出了控制CTR退化的主要技术途径． 电流传输比CTR是光电柄合器的一个主要和重要参数之一．定义为精出电压为规 定值时，精出电癌与发光二扳管正向电流之比，表示为： x100％ CTR=IC／IF 武中．IF是光电耦合器的输入驱动电流．IC为光电耦合器的输出电流． 不同输出类型的光电耦台器．CTR有极大的差异．如二、三极管籍出型的光电耦 合嚣，CTR相对较小，一般在0．1一l之问；集成电路输出型的CTR较大，可在l一9 左右．且响应速度快；而迭林顿j翕出型的CTR最大，可大子几一10以上． 然而，无论是哪种输出类型的光电耦合器，其CTR都存在着会随时间的增加和温 度的上升而退化的现象，我们在对光电耦台器的试验研究中，也观察到在高温反偏、 高温烘烤和温度循环试验条件下．不同厂家各种型号样品出现的CTR下降现象．表1 是爱试样品crR在上述试验条件下的变化情况． 造成CTR退化的主要原因是光电耦合器输入部分的LED发光效率会随时间和温度 而下降．尽管发光器件已经发展得相当成熟，但对于LED光输出随时闻退化的机理， 以及引起退化的缺略和杂质中心等，仍被关注与研究． 表l 电流传精比在温度循环和高温试验中的变化情况 温 度 循 环 高漫匣偏与烘烤” 厂 型号 CT俐1(吣 出cT僻’ m‘％1 蝴R 京 韧酒 20次 50攻90次 130次 “) 初潮 反偏 烘烤 再反偏 (％) 200．6-3．07 Gol02 99．2 97．6 104 97．2 一1．5l 207 20l 204．8 98．7 133．4 132．o一1．00 ^ GH302196．2 126．5 125．8127．3126．40．079 131．o132．4 3)2000 2000 2000200020002000 厂 GIL3322000 B G}1120145．8 45．1 42．5 40．8 40．0 一12．6 “．1 43ll 30．930．25—314 厂 927．6919．4 86丘3854．4 -6．8 983．2 95E3 -273 cHl205 86I．3 957．7943．1 注： 1)cTR_一电流传靖比均值 2)枷一电藏传●比均值曲相对变化奉： 3)c豫2000巴超出仪器嗣试量程，故诫型号棒品曲dc俅不计算 4)离蓝反儡与商量烘烤累积试验时月248小时． 通常，在满足LED性能要求的电漉密度范围内，大部分发光二掇警的外量子效率 都会随时闻而变化．人们把这种性能随时闻的下降称为退化．据文献报导，这种退 化包括两种：体发光效率的退化和pn结空问电荷层中的复合增加造成的注入效率柏退 化．发光效牢退化的机理是复杂的，非辐射复合中心的增加、晶体缺陷的产生、表面 的劣化等，都可能是器件发光效率降低的厚因． 空间电荷层中的非辐射复合是一种重要的退化结构．这种退化明显地表现在LED I—V特性的老化上．I—V特性可表示成I。c exp(qv／nkT)，当注入电流很小时，势垒 医的复合以空闻电荷复合电流为主．n=2，但当偏置到正常工作状