Buffer y Optoacopladores

Cristian Medina Vanegas

OPTOACOPLADORES

Introducción

Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es undispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor excitado mediante laluz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectronico, normalmente enforma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivosemiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica.

Características

Salida y entrada eléctricamente aisladas

Transmisión de señales de amplio de banda

Sentido unidireccional de transferencia de señal (evita lazos de realimentación)

Fácil interconexión con dispositivos lógicos

Compacto, ligero y fiable

Clasificación

Tipo de excitación admitida a la entrada

DC

AC

Configuración del elemento de salida

Fototransistor simple

Fototransistor Darlington

Salida digital

Según su funcionalidad específica

Alta sensibilidad

Alta tensión colector-emisor

Alta velocidad de respuesta

Salida analógica

Elevada tensión de aislamiento

Tipos de Optoacopladores

Fototransistor:

Se compone de un opto acoplador con una etapa de salida formada por un transistor BJT (setrata de un transistor bipolar sensible a la luz).

Un fototransistor opera, generalmente sin terminal de base (Ib=0).

La sensibilidad de un fototransistor es superior a la de un fotodiodo.

Optotransistor (símbolo)

Fototransistor Darlington:

Es el mismo que el fototransistor, con una ganancia mucho mayor debido a las dos etapas deamplificación, conectadas en cascada, incorporadas en una sola pastilla.

Optotransistor en configuración Darlington.

Fototriac

Los fototriacs consisten en un LED infrarrojo y un fototriac encapsulados juntos. Ambos estánacoplados ópticamente por medio de un material transparente y aislante. Existen dos tipos defototriacs: con o sin zero-crossing. Este circuito tiene como efecto que el fototriac solamente estéactivo mientras la tensión alterna pasa por el valor cero.

Diagrama fototriac sin cruce por cero Diagrama fototriac con cruce por cero

Optotiristor

Diseñado para aplicaciones donde sea preciso un aislamiento entre una señal lógica y la red.

BUFFER

Introduccion

Es un circuito amplificador bastante usado en los circuitos electrónicos digitales. Sirvepara conexión de circuitos que deben estar aislados de su fuente(fuentes de poder conparámetros diferentes); para amplificación de potencia, y acoplamiento deimpedancias. Si la compuerta es buffer en la entrada, se logra su manejo("abrir" y"cerrar") con señales de muy poca corriente. Si tiene las salidas con buffer, es posiblemanejar cargas de 40, 100 y 200 miliamperios, a 15 ó 30 voltios, cuando en formanormal podría suministrar solamente 16 miliamperios a 5 Vcc

TIPOS

Buffer de corriente

Se utiliza para transferir una corriente desde un primer circuito, que tiene un nivel de salida debaja impedancia, a un segundo circuito con una entrada de alta impedancia. El buffer impide queel segundo circuito cargue demasiado al primero, provocando un funcionamiento incorrecto. Enun buffer ideal la impedancia de entrada es cero y la impedancia de salida es infinita. En un bufferde corriente, la ganancia suele ser 1, la corriente no varía.

Estos buffers se realizan con la configuración de colector común de un transistor bipolar. Estoscircuitos requieren de una fuente de corriente.

Buffer de Voltaje

Se utiliza para transferir una tensión de un primer circuito, que tiene un nivel de salida de altaimpedancia, a un segundo circuito con un nivel de entrada de baja impedancia. El buffer impideque el segundo circuito cargue demasiado al primero, provocando un funcionamiento incorrecto.En un buffer ideal, la resistencia de entrada es infinita y la resistencia de salida es 0. En unbuffer de voltaje, la ganancia suele ser 1, el voltaje no varía.

Operacional

Un buffer de ganancia unidad se puede construircon un amplificador operacional seguidor detensión. La señal se introduce por la entrada noinversora del amplificador operacional (Vin), acausa de la realimentación de la entradainversora con la señal de salida se obtiene esaseñal con el mismo voltaje.

Transistores

También se pueden crear este tipode dispositivos con transistoresbipolares y NMOS. Estos circuitossacan a la salida una señal sininvertir con ganancia unidad.

Buffer de colector común NPN Buffer de drenaje común NMOS