電容式電氣隔離與光耦合器技術對比 ― 誰是贏家？

德州儀器的電容式電流隔離技術在很多方面與光耦合器隔離技術不同，其中最突出的當屬隔離實施。首先，我們來確定一下我們是否理解“隔離”的真正含義。隔離從本質上講是一種保護形勢，允許兩點間的通信，但阻止電流在各點間直接流動。

工作原理

在基于光耦合器的技術中，使用 LED 將信號信息傳輸給接收器，再由接收器將消息發送給電路的其余部分(可以想象成使用手電筒發送摩斯代碼)。其隔離層源自 LED 與鑄模化合物厚度的結合。因此從本質上講，其隔離與構成其封裝的組件相關。在 德州儀器的電容式技術中，信號信息以通過一系列蝕刻在硅芯片上的電路為基礎。中間是二氧化硅構成的電容器，可通過利用邊緣檢測方案阻隔直接電流流動(可以想象成敲擊墻壁傳送摩斯代碼)。

要了解所有不同點，毫不夸張地說可能需要滿滿一學期的大學課程，不過我們只討論幾個主要方面：部件間變化、絕緣厚度以及質量與可靠性。

部件間變化

變化是絕對的，但變化的粒度是相對的。德州儀器的隔離技術是一種二氧化硅電容器，以微米級工藝創建，部件間的變化會有，但極其微小。另一方面，光耦合器的隔離在封裝層面上實現，其更像毫米級。該裝配工藝變化和誤差在該級別下自然較大。可以想象一下，每個節點的相對變化和噪聲可能相似，而且與基本規范相比較小，但將光產品與電容式產品相比，您會看到這兩種技術天壤之別的差異，因而其最根本的 DNA 也極為不同。

隔離層厚度 (DTI)

裝配差異決定了光耦合器比德州儀器 隔離器件大，這是所用材料屬性的結果。隔離層厚度 (DTI) 是常用的衡量標準，相當于隔離層強度。在隔離實例中，與隔離強度有關的真正衡量指標是每微米電壓擊穿，而非純厚度。我們來比較一下硅/PI/鑄模化合物(用于光耦合器)與二氧化硅(用于德州儀器 電容式隔離)的額定參數：

上表清楚表明，更大并不意味著隔離性能更強。

質量與可靠性

可制造性與裝配也會導致故障率。在查看光耦合器和德州儀器隔離器的故障時間 (FIT) 公開數據時，您會發現可靠性數據存在數量級的差異。故障時間實際是指：給定器件樣片集在給定時間內以相同條件工作，會因損耗而出現多少次故障。

德州儀器隔離器又一次成為絕對的獲勝產品，在 10 億器件數小時工作過程中沒出現一次完全故障，而相同的工作時間內光耦合器的故障次數則多達 369 次。產品離開裝配及測試車間，到達客戶門口后，依然也需要對最終器件進行故障產品挑選，挑選出具有裝配問題或者未達標的產品。