6N137, VO2601, VO2611 — быстрые оптопары на 10 Мбод

6N137 — оптопара для цифровых сигналов до 10 Мбод: вместо фототранзистора в ней фотодиод с усилителем и логический выход, поэтому задержка — десятки наносекунд, а не микросекунды. VO2601 и VO2611 — те же микросхемы с более высокой стойкостью к синфазным помехам. Разбираем выводы, расчёт резисторов и ограничения по даташиту и руководству Vishay.

Обновлено 16 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Распиновка
Параметры
Изоляция
Подключение
Где применять

6N137, VO2601 и VO2611 (Vishay) — оптопары для передачи цифровых сигналов через гальваническую развязку на скорости до 10 Мбод. Медленную обычную оптопару с фототранзистором ограничивает ёмкость большого перехода — подробно об этом в статье «Оптопара». Здесь же, по руководству Vishay AN71, свет принимает фотодиод, его ток усиливает трансимпедансный усилитель, а логический каскад с выходом «открытый сток» формирует фронты. Задержка — десятки наносекунд против десятков микросекунд у фототранзистора.

Распиновка

6N137, VO2601, VO2611 в корпусе DIP-8, вид сверху. Вход — выводы 2 и 3, выходная сторона — 5–8

Вывод	Назначение
2, 3	анод и катод светодиода
1, 4	не подключены
5	общий провод выходной стороны
6	выход VO — открытый сток
7	вход разрешения VE
8	питание выходной стороны VCC, 4,5–5,5 В

Таблица истинности по Vishay — выход инвертирует состояние светодиода, если выход разрешён:

Светодиод	VE (вывод 7)	Выход
горит	высокий или не подключён	низкий
погашен	высокий или не подключён	высокий
любое	низкий	высокий

Вход разрешения не требует внешней подтяжки, но если он не используется, Vishay советует соединить его с VCC.

Параметры

По даташиту Vishay:

Параметр	Значение
Питание выходной стороны	4,5–5,5 В, предельно 7 В
Ток светодиода во включённом состоянии	5–15 мА, предельно 20 мА; порог срабатывания — 2 мА типично, до 5 мА
Ток светодиода в выключенном состоянии	не больше 250 мкА
Прямое напряжение светодиода	1,38 В типично, до 1,70 В при 10 мА
Обратное напряжение светодиода	до 5 В
Резистор нагрузки	330–4000 Ом; при 1 кОм — до 5 нагрузок ТТЛ
Низкий уровень выхода	0,2 В типично, до 0,6 В при втекающем токе 13 мА
Ток потребления выходной стороны	3,5–3,7 мА типично, до 5 мА
Задержка включения и выключения выхода	50 и 40 нс типично, до 90 нс при 25 °C и до 100 нс во всём диапазоне температур
Искажение длительности импульса	10 нс типично
Фронт и спад выхода	23 и 10 нс
Стойкость к синфазной помехе	1000 В/мкс (6N137), 5000 В/мкс (VO2601), 15 000 В/мкс (VO2611)
Температура	−40…100 °C

Задержки измерены при токе светодиода 7,5 мА, нагрузке 350 Ом и ёмкости 15 пФ. По опытам AN71 задержка растёт с температурой — 62,2 нс при −20 °C, 70,0 нс при 25 °C и 83,4 нс при 100 °C — и с сопротивлением нагрузки, а также зависит от тока светодиода. Поэтому для скорости берут резистор нагрузки ближе к нижнему пределу и не нагружают выход большой ёмкостью.

Изоляция

Параметр	Значение
Испытательное напряжение изоляции, 1 мин	5000 В действующее (UL1577)
Наибольшее импульсное напряжение изоляции	6000 В пиковое
Наибольшее повторяющееся пиковое напряжение	630 В
Путь утечки и воздушный зазор	не меньше 7 мм в DIP-8 и SMD-8, не меньше 8 мм в широком DIP-8 (вариант 6)
Толщина изоляции	не меньше 0,4 мм

Сертификация по VDE (DIN EN 60747-5-5) — только у исполнений с опцией 1. Если требования к пути утечки по плате трудно выполнить, AN71 предлагает прорезь в плате под корпусом: путь утечки по плате заменяется воздушным зазором прорези, но путь по корпусу самой оптопары по-прежнему учитывают.

Подключение

Вход. Ток светодиода задают резистором: R = (U − U_F) / I_F. При управлении от вывода микроконтроллера 5 В и токе около 7,5 мА — 470 Ом; от 3,3 В — (3,3 − 1,4) / 0,0075 ≈ 250 Ом, ближайший 240 Ом, и даже при U_F = 1,7 В ток останется около 6,7 мА — выше верхнего порога срабатывания 5 мА. Падение напряжения на выходном ключе микроконтроллера в этой оценке не учтено — при малом запасе его проверяют по даташиту контроллера.

Выход. Резистор нагрузки 330 Ом – 4 кОм — от вывода 6 к питанию. Меньшее сопротивление даёт более крутой фронт, большее — меньший ток: при 330 Ом и 5 В ключ принимает около 15 мА. Нагрузку можно подтянуть к питанию принимающей стороны 3,3 В — так 6N137 одновременно сдвигает уровень.

Питание. Между выводами 8 и 5 — керамический конденсатор около 0,1 мкФ с короткими выводами, как советует AN71; там же рекомендуется сплошной слой земли или хотя бы короткие встречные дорожки питания и общего провода. Выходную сторону питают от изолированного источника той цепи, куда передаётся сигнал, иначе развязка теряет смысл.

Где применять

По даташиту и AN71 — развязка шин и интерфейсов микроконтроллеров, устранение гальванической связи общих проводов, быстрые АЦП и ЦАП на изолированной стороне, цифровое управление источниками питания и изолированные приёмопередатчики RS-485 для промышленных сетей. Для медленных сигналов — кнопок, реле, сигналов до десятков килогерц — проще и дешевле транзисторные оптопары. Другие модели — в разделе «Оптопары».

Частые вопросы

Какая распиновка у 6N137?

Корпус DIP-8: 1 — не подключён, 2 — анод светодиода, 3 — катод, 4 — не подключён, 5 — общий провод выхода, 6 — выход, 7 — вход разрешения VE, 8 — питание VCC. Вход занимает выводы 2 и 3, выходная сторона — 5–8, между ними — изоляция. Цоколёвка у VO2601 и VO2611 та же.

Можно ли питать 6N137 от 3,3 В?

Выходную сторону — нет: по рабочим условиям Vishay питание VCC — от 4,5 до 5,5 В. Но выход — открытый сток, и резистор нагрузки можно подключить к питанию принимающей схемы на 3,3 В: Vishay указывает совместимость с LVTTL и LVCMOS и сдвиг уровней среди применений, а напряжение на выходе допускается до 7 В. Светодиод на входе можно зажечь от вывода микроконтроллера на 3,3 В через резистор.

Какой резистор ставить к светодиоду 6N137?

Такой, чтобы ток во включённом состоянии был от 5 до 15 мА — это рабочий диапазон Vishay. Падение на светодиоде — 1,38 В типично и до 1,70 В при 10 мА. От 5 В при токе около 7,5 мА: (5 − 1,4) / 0,0075 ≈ 480 Ом, ближайший — 470 Ом; даже при 1,7 В ток останется около 7 мА. В выключенном состоянии ток не должен превышать 250 мкА.

Чем VO2611 отличается от 6N137?

Стойкостью к быстрым синфазным помехам между входной и выходной сторонами. По Vishay при скачке 1000 В выход сохраняет правильный уровень при скорости нарастания помехи до 1000 В/мкс у 6N137, до 5000 В/мкс у VO2601 и до 15 000 В/мкс у VO2611. Рядом с силовыми ключами и импульсными источниками берут VO2611.

Источники

Vishay. 6N137, VO2601, VO2611: High Speed Optocoupler, 10 MBd (doc. 84732, Rev. 2.3, 23-Apr-2024) — с. 1 — выводы, открытый сток, совместимость с LVTTL/LVCMOS, применения; с. 2 — предельные режимы: IF 20 мА, VR 5 В, VCC и VO 7 В, IO 50 мА; с. 3 — рабочие режимы: VCC 4,5–5,5 В, IFL до 250 мкА, IFH 5–15 мА, VE, RL 330–4000 Ом, 5 нагрузок ТТЛ при 1 кОм; таблица истинности; VF 1,38–1,70 В, порог ITH 2–5 мА, токи питания 3,5–3,7 мА, VOL 0,2–0,6 В; с. 4 — задержки tPLH и tPHL 25–90 нс при 25 °C и до 100 нс, искажение 10 нс, разброс 40 нс, фронты 23 и 10 нс; с. 5 — CMH и CML 1000, 5000 и 15 000 В/мкс, вход разрешения не требует подтяжки, неиспользуемый — к VCC; изоляция 5000 В, 6000 и 630 В пик., пути утечки и зазоры 7 и 8 мм
Vishay. Application Note 71: 10 MBd High-Speed Optocoupler Design Guide (doc. 83747, Rev. 1.4, 04-Jun-2014) — фотодиод с трансимпедансным усилителем, прозрачный экран; бод и биты; задержка от тока светодиода (39,5–84,6 нс при 3–18 мА), температуры (62,2, 70,0 и 83,4 нс при −20, 25 и 100 °C) и сопротивления нагрузки; керамический конденсатор около 0,1 мкФ и слой земли; прорезь в плате вместо пути утечки; применения — цифровое управление источниками питания и развязка RS-485

Нашли ошибку?