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适合便携式设备的微型扁平封装光耦合器
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Mini-Flat Package Optocouplers Meet the Size Requirements
of Portable and Compact Devices
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器件尺寸的确重要，但并不总是越大越好，便携式和紧凑型设备要求光耦合器具备标准4引脚双列直插式封装(DIP)的性能，但仅占用一小部分空间。
飞兆半导体的微型扁平封装光耦合器提供两种小外形封装(SOP)结构：引线间距为2.54 mm的全间距型和引线间距为1.27 mm的半间距型。图1所示为全间距微型扁平封装与4引脚DIP的尺寸比较，图2所示为半间距微型扁平封装与4引脚DIP的尺寸比较。全间距型微型扁平封装的占位面积比4引脚DIP小37%，而半间距型微型扁平封装的占位面积则小61%。微型扁平封装光耦合器的占位面积较小，且器件高度约为4引脚DIP的一半（指安装高度），适用于对元件尺寸敏感产品。
全间距和半间距微型扁平封装光耦合器的基本功能特性相似，每种封装均可用于直流和交流输入结构，图3所示为由单个驱动硅光电晶体管的砷化镓红外(IR)发光二极管(LED)构成的直流输入型电路图，图4所示为两个反向并联的驱动硅光电晶体管的砷化镓红外发光二极管构成的交流输入型电路图。直流输入光耦合器适用于微处理器输入、数字逻辑输入、电源监控器、双绞线接收器和电话线接收器等设备，提供电压隔离功能；交流输入耦合器是在交流线监控器、未知极性直流传感器和电话线接收器等设备中提供电压隔离功能的理想器件。
图5所示为光耦合器的型号和相关的主要规格，包括微型扁平封装类型(全间距或半间距)、输入结构(直流或交流)，电流传输比(CTR)，集电极至发射极(BVCEO)和发射极至集电极(BVECO)的检测器击穿电压，上升时间(tR)和下降时间(tF)，以及稳定状态隔离电压(VISO)。
对比那些目前已有的4接脚双列直插式封装光耦合器，微型扁平封装光耦合器的运作特性和性能规格并未有显著进步，惟封装本身是一个显著的进步，因此，需要考察的是制造工艺和封装技术，而不是电子设计。
光耦合器封装的一个重要特性是输入和输出之间的内部分隔，这也称作隔离厚度。这种分隔可用作附加安全防护，在发生介质材料击穿的情况下，在输入和输出电路之间提供电隔离。与另一种上下式结构(LED堆叠在晶体管芯片上)相比，飞兆半导体的共面封装构造(LED和晶体管芯片并列)可提供增强的隔离厚度和较低的封装电容，同时不会影响光传输效率。
飞兆半导体的双列直插式(DIP)光耦合器已经利用这种共面结构，将这种技术转移到微型扁平封装中必须解决的某些难题包括：缩小现有的LED和晶体管芯片，重新设计引线框架和耦合穹顶，以及遮蔽检测器芯片免受周围红外光源的干扰。
为了将芯片置入比DIP封装小很多的封装中，必须缩小LED和检测器芯片，较小的器件外形具有几项优势，对于LED，由于较小的芯片电流密度高，在低驱动电流情况下，较小的芯片可比较大的芯片产生更多的光，这样可改进器件的低电流性能。对于晶体管芯片，因为较小芯片的结点减小，较小的芯片具有较低的结点电容，较低的电容可改进关断时间和抗噪音性能。
引线框架和耦合穹顶的重新设计必须仔细计划，以使隔离电压(最大输入/输出分隔)和光传输效率(最大耦合穹顶尺寸)达到最大，同时不影响封装结构的完整性。如果设计的隔离间隙和耦合穹顶过大，将影响结构的完整性，降低器件所能承受的最高回流焊温度。如果设计的隔离间隙和耦合穹顶过小，将造成不可接受的光传输效率(低CTR)和隔离电压的损失。飞兆半导体已经设计出可提供高CTR和高隔离电压的微型扁平封装，这种封装同时能够满足隔离电压额定值和回流焊工艺的工业要求。
光耦合器多用于电源、调制解调器和各种通信产品中；这些产品变得越来越小，以满足空间紧缺和便携式设备的要求，微型扁平封装等技术进步是达到这些产品尺寸要求的关键。
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