Оптопара — это электронный компонент, который может использоваться во многих схемах и проектах в качестве интерфейса между цифровыми цепями низкого напряжения или цепями управления и электронными устройствами большой мощности. Наиболее часто такое можно встретить в твердотельных реле, которые имеются встроенную опторазвязку, обеспечивающую безопасность переключения состояния нагрузки реле с помощью низковольтных сигналов с программируемого контроллера.
В конечном счёте, обеспечить электрическую изоляцию между входным источником и выходной нагрузкой очень легко, используя только световой сигнал и оптопару.
Базовая конструкция оптопары, также известной как оптоизолятор , состоит из светодиода, излучающего инфракрасный свет, и полупроводникового фоточувствительного устройства, которое используется для обнаружения излучаемого инфракрасного луча. Приёмник излучения может представлять собой один фотодиод, фототранзистор, фототиристор или фотосимистор. И светодиод, и светочувствительное устройство заключены в светонепроницаемый корпус с металлическими ножками для электрических соединений, как показано на рисунке.
Схема простого фототранзисторного устройства представлена на прикрепленной к материалу схеме. На ней ток от источника сигнала проходит через входной светодиод, который излучает инфракрасный свет, интенсивность которого пропорциональна электрическому сигналу. Этот излучаемый свет падает на базу фототранзистора, заставляя его включаться и вести себя аналогично обычному биполярному транзистору.
Базовое соединение фототранзистора часто оставляю открытым (неподключенным) для максимальной чувствительности к энергии инфракрасного света светодиода, но встречаются варианты, в которых базу фототранзистора можно подключить к земле через подходящий внешний резистор высокого номинала для управления чувствительностью переключения, что делает ее более стабильной и устойчивой к ложным срабатываниям из-за внешнего электрического шума или переходных процессов напряжения.
Когда ток, текущий через светодиод, прерывается, инфракрасное излучение прекращается, в результате чего фототранзистор перестает проводить ток. Фототранзистор можно использовать для переключения тока в выходной цепи. Спектральный отклик светодиода и светочувствительного устройства точно совпадают, поскольку их разделяет прозрачная среда, такая как стекло, пластик или воздух. Поскольку между входом и выходом оптопары нет прямой электрической связи, достигается электрическая изоляция до 10 кВ.
Оптопары доступны в четырех основных типах, каждый из которых имеет источник инфракрасного излучения в виде светодиода, но с разными светочувствительными устройствами: фототранзистор, фотодарлингтон, фототиристор и фотосимистор.