Circuit Analysis
La interfaz lógica galvanicamente aislada PC817 opera a través de cinco fases eléctricas y ópticas secuenciales:
1. **Activación de señal de entrada y polarización directa del IRED:** Cuando el controlador externo o sensor establece un nivel lógico ALTO (+5.0 V nominal) en P_IN, la corriente fluye a través del resistor limitador de película metálica R1 (390 Ω). Al superar la caída directa del diodo GaAs (VF ≈ 1.2 V), se establece una corriente directa estable IF = (VIN - VF) / R1 ≈ (5.0 V - 1.2 V) / 390 Ω ≈ 9.74 mA.
2. **Transmisión óptica de fotones a través de la barrera galvánica:** La corriente directa excita la recombinación radiativa en el GaAs, emitiendo fotones infrarrojos con longitud de onda pico de 940 nm. Estos fotones atraviesan el dieléctrico interno de silicona óptica, manteniendo aislamiento eléctrico completo con aguante de 5000 Vrms y capacitancia parásita de solo 0.6 pF.
3. **Conducción del fototransistor y saturación del colector:** Los fotones que inciden en la base fotosensible del fototransistor NPN generan pares electrón-hueco, estableciendo la fotocorriente Iph. Con una relación de transferencia de corriente (CTR) mínima del 80% al 160% (Rango A), el transistor proporciona capacidad de absorción de corriente IC = IF × CTR ≈ 9.74 mA × 0.8 ≈ 7.8 mA, superando con creces los ~1.04 mA requeridos por R2 y forzando la saturación (VCE(sat) ≤ 0.1 V).
4. **Pull-up de salida y restauración de lógica inversora:** Cuando la señal de entrada conmuta a BAJO (0 V), la corriente directa cesa de inmediato. La emisión de fotones se interrumpe y los portadores en la base se recombinan durante el tiempo de almacenamiento y caída (ts + tf ≈ 3 μs a 5 μs). El fototransistor se apaga hacia corte de alta impedancia (corriente oscura ICEO ≤ 100 nA) y el resistor R2 (4.7 kΩ) restaura la salida P_OUT a VCC_ISO (+5.0 V).
