4N45#060 是一款基于光耦技术的半导体器件,属于晶体管输出型光电耦合器(Phototransistor Output Optocoupler)的一种。该器件广泛应用于需要电气隔离的电路中,用于信号传输的同时实现输入与输出之间的电隔离,以防止噪声干扰、电压冲击或接地环路问题。4N45 由一个砷化镓红外发光二极管(IR LED)和一个硅 NPN 光敏晶体管组成,封装在一个六引脚(DIP-6)的黑色环氧树脂封装中。其中,‘4N45’为标准型号,而‘#060’通常表示特定的包装规格、卷带编码或制造商的内部批次/版本标识,可能对应于安华高(Avago)、Broadcom、ON Semiconductor 或其他厂商的生产编号系统。此类器件常用于工业控制、电源反馈回路、微处理器接口隔离以及通信系统中。
该光耦的核心功能是通过光信号实现电信号的跨隔离传输:当输入端的LED通电发光时,光线照射到输出端的光敏晶体管基极区域,从而使其导通并允许电流在集电极与发射极之间流动。由于输入与输出之间没有电气连接,仅通过光进行耦合,因此能够有效阻断高压、噪声和瞬态干扰,提高系统的安全性和稳定性。4N45具有较高的隔离电压能力(一般可达5000 VRMS),适用于多种通用隔离场景。需要注意的是,不同厂家生产的4N45可能存在细微参数差异,使用时应参考具体数据手册中的电气特性与推荐工作条件。
类型:晶体管输出光耦
通道数:1
输入正向电压(VF):1.7V(典型值)
输入反向电压(VR):5V
输出集电极电流(IC):100mA
集射极饱和电压(VCE(sat)):300mV ~ 800mV(取决于测试条件)
电流传输比(CTR):20% ~ 600%(随温度和老化变化)
隔离电压(Viso):5000 VRMS
响应时间:上升时间(tr)约 2μs,下降时间(tf)约 2μs
工作温度范围:-55°C ~ +110°C
存储温度范围:-65°C ~ +150°C
封装形式:DIP-6(6引脚双列直插)
4N45光耦具备优异的电气隔离性能和稳定的信号传输能力,其核心特性之一是高隔离电压,通常可达到5000 VRMS,这意味着它可以在输入与输出之间承受高达5000伏特的交流均方根电压,适用于对安全性要求较高的工业设备和电源系统。这种级别的隔离能有效防止高压侧故障影响低压控制电路,保障操作人员和敏感电子元件的安全。此外,该器件采用红外LED与光敏晶体管结构,实现了非接触式信号传递,避免了传统继电器或直接连线带来的电磁干扰和电平不匹配问题。
另一个关键特性是宽泛的工作温度范围,支持从-55°C到+110°C的极端环境运行,使其不仅适用于常规商业产品,也能在恶劣工业环境中可靠工作。同时,其DIP-6封装便于手工焊接和PCB布局,适合原型开发与中小批量应用。电流传输比(CTR)是衡量光耦效率的重要指标,4N45的CTR范围较宽,典型值在20%至600%之间,具体数值受负载条件、输入电流、温度及器件老化程度的影响较大。较高的CTR意味着较小的驱动电流即可获得足够的输出响应,有助于降低功耗和发热。
响应速度方面,4N45的上升和下降时间均约为2微秒,虽不及高速逻辑光耦(如6N137),但对于开关电源反馈、继电器驱动、状态检测等中低速应用场景已足够使用。另外,该器件具备良好的线性度和长期稳定性,在适当设计下可用于模拟信号隔离传输,但需注意CTR的非线性与时漂问题。最后,4N45符合多项国际安全认证标准,如UL、CSA、VDE等,确保其在各类合规性要求严格的产品中可以合法使用。
4N45光耦广泛应用于各类需要电气隔离的电子系统中。最常见的用途之一是在开关模式电源(SMPS)中作为反馈元件,连接次级侧的稳压控制电路与初级侧的PWM控制器,实现输出电压的精确调节同时保持高低压域之间的绝缘。在此类应用中,4N45通过将误差信号从次级传回初级,帮助维持输出稳定,并满足安规对隔离距离的要求。
在工业自动化领域,4N45常被用于PLC(可编程逻辑控制器)输入模块中,将现场传感器信号(如接近开关、按钮、限位开关)与内部逻辑电路隔离开来,防止工业现场的高电压、浪涌或接地噪声干扰控制系统。同样地,在电机驱动器、变频器和伺服系统中,它也用于隔离控制信号与功率级电路,提升抗干扰能力和系统可靠性。
此外,4N45还常见于微处理器系统与外部设备之间的接口保护,例如在串行通信线路(如RS-232/RS-485)中用于防止地电位差引起的损坏;在医疗设备中用于患者连接部分与主控单元之间的隔离,确保人身安全;以及在测试测量仪器中隔离敏感采集电路与主处理单元。由于其结构简单、成本低廉且性能可靠,4N45也成为教育实验和嵌入式开发项目中的常用元器件之一,尤其适合初学者理解光耦原理和实践隔离电路设计。
MCT2E
PC817
TLP521-1
EL357