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本节比较了CMOS数字隔离器（最著名的是Si86xx系列）与竞争对手的光耦合器（如HCPL-4506、HCPL-2400等）的性能。请注意，所有Silicon Labs隔离器（即Si84xx、Si86xx和Si87xx系列）均基于Si86xx技术，因此具有基本相同的性能和可靠性。虽然表1列出了许多关键隔离器参数，但设计师欣赏具有以下特性的隔离器：
以下列出的属性：
定义明确的关键操作参数，在电压、温度和设备寿命方面几乎没有变化
隔离器易受温度、电流和/或设备老化造成的重大变化的影响，迫使设计人员放弃设计余量，从而降低系统性能。 在依赖紧密时序关系的隔离高速数据系统中尤其如此。
高可靠性
现在，HEV/EV、太阳能和风能系统等应用要求隔离器的使用寿命超过 20 年，并且通常在超过 120 °C 的高温环境中运行。
高 CMTI
为确保嘈杂工业环境中的数据完整性，需要对共模瞬态事件具有高抗扰度的稳健隔离器件。
最小的电磁干扰 (EMI) 和高外部电场和磁场抗扰度（加粗）
EMI 是潜在数据损坏的一个来源，尤其是在获取低幅度信号的医疗应用中，例如心电图仪 (ECG)。 外部磁场和电场会降低系统性能，因此隔离设备抑制外部场干扰的能力至关重要。
便于使用
最好的隔离设备有据可查、可预测、可靠且直观易于应用； 以下段落详细介绍了这些要点。
1时间随温度变化：
图4比较了HCPL-2400 20 Mbps数字光耦和Si8660Bx 10 Mbps CMOS数字隔离器的传播延迟时间和脉冲宽度失真随温度的稳定性。参考图4A，HCPL-2400数据表曲线显示传播延迟tPHL和tPLH不匹配，因此可能需要额外的系统设计裕度，以确保满足两个传播时间中较慢的时间（取决于用户的计时要求）。在-40°C和+35°C之间33 ns的最坏情况下，传播延迟保持一致，但在70°C时，传播延迟缓慢至40 ns（并且可能随着温度升高而增加，如虚线所示）。图4A底部的蓝色曲线显示了Si8660Bx在-40°C至+125°C温度范围内的传播延迟时间。请注意，tPHL和tPLH是对称的，比HCPL-2400的传播时间更快。HCPL-2400 PWD数据表曲线（图4B）与图4A相似，表明其具有相同的潜在热灵敏度。在-40°C至+38°C的温度范围内，PWD在3ns时保持平稳，但在69°C时恶化至6ns。图4B底部的Si8660Bx曲线显示，在-40°C至+125°C的温度范围内，PWD显著降低，在图的极限（69°C）下偏差为3ns，在+125°C下偏差为4.5ns。
图5显示了HCPL-2400光耦输入电流对传播延迟时间的影响，如制造商应用说明中所述。光耦在有无“峰值”电容器（Cp）的情况下进行了测试，该电容器在开启和关闭期间瞬时增加LED电流，以改善响应。同样，tPHL和tPLH是不对称的，因此必须单独检查。曲线A的光耦承受0.5至1.0 mA的输入电流，峰值电容Cp=20 pF。与其他曲线相比，输入电流升高和Cp导致的更快开启和关闭的组合导致了更平坦的响应和更短的传播时间。图表底部的Si86xx曲线显示了CMOS数字隔离器的传播时间，它在-40到+125°C的温度范围内呈现出更平坦、对称的曲线。
(图片名称）Figure 5. Optocoupler vs. CMOS isolator propagation delay
虽然这些示例演示了传播时间和脉冲宽度失真的变化，但其他光耦参数可能会随着温度、设备年龄和其他影响而漂移，例如光耦电流传输比，阈值设置和输出阻抗主要由LED发射和潜在GaAs工艺技术相关的行为引起。
章节摘要：光耦合器存在不对称传输延迟和随温度变化的大参数偏差，这两者都与潜在的GaAs工艺技术有关。这些问题导致设计人员牺牲设计裕度来进行补偿，这可能会降低系统性能。相比之下，CMOS数字隔离器在比光耦宽得多的工作温度范围内表现出对称延迟和较小的参数偏差。
2.设备可靠性
本节总结了数据表中与隔离相关的规范，区分了长期和短期额定值，提供了一个简单的工具来比较不同制造商的产品，并解释了为什么硅实验室的SiO2基绝缘屏障从隔离角度提供了最佳性能。隔离装置在各自的数据表中有耐压规范。例如，下表来自HCPL-4502的数据表，HCPL-4502是一种集电极开路的Avago光耦。

哪里：
•TF是设备发生故障的时间
•ΔHo是介电击穿的焓（也称为活化能，取决于所用的介电材料和工艺技术）
•Kb是玻尔兹曼常数
•T是温度
•E是穿过隔离栅的电场，由施加应力电压（Vrms）与绝缘栅厚度的比率给出
•ψ是场加速度参数。这也取决于介电材料的特性。
时间相关介质击穿（TDDB）方法用于估计隔离器的连续工作电压。它首先测量给定设备在高加速电压下的失效时间。然后将该数据外推至产品的工作电压或连续额定电压，以确定其使用寿命。在硅实验室使用E模型表征电介质的方法中，温度是一个常数（最坏情况下使用150°C的Tj），给定产品的绝缘层厚度是一个常数。因此
方程式简化为方程式2的形式：

哪里：
•B是测试中给定产品/设备的常数
•V是施加的电压。
当绘制在对数正态图上时，如图6所示，E模型中预期的指数关系在数学上由一条直线表示。注：并非所有隔离器制造商都使用E型隔离器。Silicon Labs之所以决定使用E模型，是因为它是最广泛接受的模型，也是最保守的模型。
标准TDDB方法用于计算预期寿命。在不同电压下进行了击穿测试。然后将结果绘制在威布尔分布上，以将原始数据外推至10 ppm的不合格率。这意味着，在规定的失效时间值下，只有10 ppm的受试设备会失效。这是一个极低的故障率，因此所述寿命非常保守。这些10 ppm的值用于绘制TDDB故障时间（TTF）与电压的关系图，如下所示。平均故障时间（MTTF）也绘制在下面的TDDB图中。
(图片名称）Figure 6. TDDB graph of time-to-fail vs. voltage (10 ppm and mean)
基于图6中的数据，为方便起见，下表3总结了各种工作电压的结果。在800 Vrms的工作电压下，10 ppm的失效时间为265年，而在1200 Vrms的工作电压下，预期寿命为53年。这是目前所有可用隔离器的最佳高压寿命额定值。
客户关心的一个问题是，产品是否在更接近工作电压的电压下进行了测试，作为TDDB外推的试m6体育测试。为了解决这个问题，硅实验室已经开始在1600 Vrms处进行测试。在撰写本文时，没有出现任何失败，测试登录时间超过1000小时。
光耦制造商也进行了类似的研究，对其产品进行评级（见图7）。未提及TDDB模型，仅定义了安全操作区域，如下图7所示。根据图表，只有低于800 V的连续电压才具有寿命额定值。在1600伏电压下，安全寿命只有200小时。1600 V的产品寿命为10年。