結(jié)隔離集成電路(IC)是一種特殊類(lèi)型的半導(dǎo)體器件，可在危險(xiǎn)場(chǎng)所運(yùn)行。這些設(shè)備用于需要保護(hù)電子元件免受潛在破壞性電壓、電磁場(chǎng)或電離輻射影響的應(yīng)用。結(jié)隔離IC通過(guò)將高壓電信號(hào)與敏感的低壓電信號(hào)分開(kāi)來(lái)增加另一層保護(hù)。將解釋什么是結(jié)隔離集成電路、它的工作原理以及它在不同應(yīng)用中提供的優(yōu)勢(shì)。

　一、了解結(jié)隔離技術(shù)

　結(jié)隔離基于pn結(jié)隔離。這是高壓電路通過(guò)它們之間的絕緣層或隔離屏障與低壓電路隔離的地方。通過(guò)用雜質(zhì)摻雜半導(dǎo)體材料來(lái)創(chuàng)建結(jié)。pn結(jié)隔離的目的是防止高壓電路干擾低壓電路。它還可以防止可能導(dǎo)致電路損壞的泄漏電流。

　結(jié)隔離主要有以下兩種類(lèi)型：

　1.前向偏向

　這種類(lèi)型的結(jié)隔離通過(guò)正向偏置pn結(jié)來(lái)工作。結(jié)的p側(cè)電壓高于n側(cè)。這導(dǎo)致電流從p流向n并使兩側(cè)保持分離。這種類(lèi)型的隔離對(duì)高壓不是很有效，需要大量的電力來(lái)維持。此外，如果出現(xiàn)故障，功率過(guò)大可能會(huì)損壞電路中的其他設(shè)備，從而造成電氣危險(xiǎn)。

　2.反偏

　這種類(lèi)型的結(jié)隔離通過(guò)反向偏置pn結(jié)來(lái)工作。n側(cè)的電壓高于p側(cè)。這會(huì)導(dǎo)致電流從n流向p并使兩側(cè)保持分離。這種類(lèi)型的隔離比正向偏置更有效，但對(duì)于高壓仍然不是很有效，并且需要一些功率才能保持其正常運(yùn)行。此外，與正向偏置隔離一樣，如果電路出現(xiàn)故障，仍然存在功率過(guò)大會(huì)損壞電路中其他設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。

　二、結(jié)型隔離IC的功能

　結(jié)隔離IC執(zhí)行兩個(gè)基本功能。首先，它將高壓電路與低壓電路物理隔離。這是必不可少的，因?yàn)槿绻l(fā)生短路或電弧，高壓電路會(huì)損壞或破壞低壓電路。電路隔離還提供電磁干擾(EMI)抑制。結(jié)隔離IC使用二極管電橋來(lái)防止高壓電路發(fā)出可能干擾其他電子設(shè)備的電磁輻射。因此，設(shè)備的運(yùn)行不受環(huán)境影響，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)發(fā)射電磁干擾。

　三、結(jié)型隔離IC與其他集成電路有何不同？

　所有集成電路都設(shè)計(jì)用于危險(xiǎn)場(chǎng)所，但有些比其他更適合。沒(méi)有隔離的高壓電路會(huì)破壞低壓電路，因此所有低壓電路都必須與高壓電路隔離。然而，結(jié)隔離集成電路旨在承受危險(xiǎn)場(chǎng)所的惡劣條件，即使在具有極端電磁場(chǎng)的環(huán)境中也是如此。電路的高壓側(cè)與低壓側(cè)隔離，因此周?chē)碾妷翰粫?huì)影響它。對(duì)于不具有相同保護(hù)級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)IC，情況就不同了。

　四、結(jié)隔離IC的優(yōu)勢(shì)

　使用隔離式集成電路有很多優(yōu)點(diǎn)。以下是一些最重要的：

　-可以通過(guò)減少元件之間的連接數(shù)量來(lái)使電路更小，從而簡(jiǎn)化組裝和測(cè)試。

　-隔離降低了噪聲，因?yàn)樗梢苑乐垢哳l干擾到達(dá)電路的其他部分。此外，它還可以防止電噪聲通過(guò)電纜或您無(wú)法控制的其他連接到達(dá)其他電路。

　-通過(guò)隔離電路的不同部分，如果一個(gè)部分出現(xiàn)錯(cuò)誤，您可以確保一個(gè)部分不會(huì)影響另一部分。

　-如果電路的另一部分出現(xiàn)故障，隔離可防止組件損壞。

　-隔離電路效率更高，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)浪費(fèi)功率來(lái)克服長(zhǎng)電纜的電阻。

　-隔離可防止靜電放電，如果靜電放電達(dá)到一定水平，可能會(huì)損壞或毀壞您的電路。

　五、結(jié)隔離IC的局限性

　結(jié)隔離IC的最大缺點(diǎn)是它比標(biāo)準(zhǔn)IC更復(fù)雜。增加的保護(hù)層在某些情況下是有益的，但它們也更難實(shí)施。因此，結(jié)隔離IC比標(biāo)準(zhǔn)IC更昂貴，并且設(shè)計(jì)時(shí)間更長(zhǎng)。復(fù)雜性意味著結(jié)隔離IC需要比標(biāo)準(zhǔn)IC更多的外部元件和更大的電路板。這使得它們難以集成，這就是為什么它們通常用于不與其他設(shè)備通信的獨(dú)立系統(tǒng)。

　六、哪些設(shè)備具有結(jié)隔離IC？

　以下是在結(jié)隔離集成電路上運(yùn)行的一些設(shè)備：

　-變壓器：在這里，次級(jí)側(cè)通過(guò)pn結(jié)與初級(jí)側(cè)隔離。隔離對(duì)于防止高壓到達(dá)低壓側(cè)是必要的。

　-開(kāi)關(guān)：這些設(shè)備需要隔離，尤其是當(dāng)它們用于安全電路時(shí)。開(kāi)關(guān)與電路隔離，以防止電路暴露在高壓下。

　-隔離電源：這種類(lèi)型的電源具有不受調(diào)節(jié)的輸出，如果不小心連接到不需要如此高電壓的負(fù)載，可能會(huì)非常有害。絕緣通過(guò)將負(fù)載與電源輸出隔離來(lái)防止這種情況發(fā)生，反之亦然。

　-隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器：這些設(shè)備用于將低壓直流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電。當(dāng)輸入電壓對(duì)于負(fù)載來(lái)說(shuō)太低并且需要升壓時(shí)，這是必要的。隔離可防止負(fù)載暴露在轉(zhuǎn)換器或其電源出現(xiàn)故障時(shí)可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)電壓中。

　七、結(jié)IC在哪里使用？應(yīng)用

　結(jié)隔離IC廣泛用于不同的工業(yè)應(yīng)用。其中一些應(yīng)用包括：電信廣播系統(tǒng)航空航天制造能源醫(yī)療設(shè)備。