저항성 옵토아이솔레이터

저항성 옵토아이솔레이터(, RO)는 광저항성 옵토아이솔레이터, 백트롤(vactrol, 1960년대 벡텍(Vactec, Inc.)이 도입한 보통명칭화된 상표에서 유래), 아날로그 옵토아이솔레이터In PerkinElmer literature. 또는 램프 결합 광전지(lamp-coupled photocell)EG&G Corporation (1971). Instruction Manual for EG&G Model 196 Aircraft Hygrometer System. November 1971. p. 18.라고도 불리며, 광학적으로 결합되고 전기적으로는 서로 절연된 광원과 광검출기로 구성된 광전자공학 소자이다. 광원은 주로 발광 다이오드(LED), 소형 백열등, 또는 때때로 네온등이며, 검출기는 셀레늄화 카드뮴(CdSe) 또는 황화 카드뮴(CdS)으로 만들어진 반도체 기반 포토레지스터이다. 광원과 검출기는 투명한 접착제나 공기를 통해 결합된다.

전기적으로 저항성 옵토아이솔레이터는 광원을 통해 흐르는 전류에 의해 제어되는 저항기이다. 어두운 상태에서 저항은 일반적으로 수 MΩ을 초과하며, 빛을 받으면 빛의 세기에 반비례하여 저항이 감소한다. 광다이오드 및 광트랜지스터와 대조적으로 포토레지스터는 AC 및 DC 회로 모두에서 작동할 수 있으며 수백 볼트의 전압을 견딜 수 있다. 저항성 옵토아이솔레이터에 의한 출력 전류의 고조파 왜곡은 일반적으로 0.5V 미만의 전압에서 0.1% 이내이다.

저항성 옵토아이솔레이터는 최초이자 가장 느린 옵토아이솔레이터이다. 스위칭 시간은 1ms를 초과하며, 램프 기반 모델의 경우 수백 밀리초에 달할 수 있다. 기생 용량은 포토레지스터의 주파수 범위를 초음파 주파수로 제한한다. 카드뮴 기반 포토레지스터는 "메모리 효과"를 나타낸다. 즉, 저항이 조명 이력에 따라 달라지며, 조명 중에도 값이 변하다가 몇 시간, 고감도 모델의 경우 몇 주 후에야 안정화된다. 가열은 저항성 옵토아이솔레이터의 가역 불가능한 열화를 유발하는 반면, -25°C 이하로 냉각하면 응답 시간이 급격히 증가한다. 따라서 저항성 옵토아이솔레이터는 1970년대에 더 빠르고 안정적인 광다이오드와 광트랜지스터로 대부분 교체되었다. 그러나 우수한 전기적 절연성, 낮은 신호 왜곡 및 회로 설계의 용이성 덕분에 일부 음향 장비, 기타 앰프 및 아날로그 신시사이저에서는 여전히 사용된다.
섬네일|직립|백열등(위), 네온등(중간) 또는 발광 다이오드(아래)를 사용하는 저항성 옵토아이솔레이터의 유럽식 회로도 기호.

 역사 
1873년, 윌러비 스미스는 셀레늄의 광전도 현상을 발견했다. 1900년대 초, 진공관의 외부 광전 효과에 대한 연구 결과로 포토레지스터의 상업적 생산이 시작되었다. 1918년, 미국과 독일의 엔지니어들은 영화관 영사기에서 광학 녹음을 읽기 위해 진공 광전지를 사용할 것을 독립적으로 제안했으며, 리 디포리스트, 웨스턴 일렉트릭, 제너럴 일렉트릭은 이러한 광전지를 사용하는 세 가지 경쟁 시스템을 생산했다. 1927년, 미국에서 최초의 상업용 유성 영화인 재즈 싱어가 제작되었고, 1930년대에 이르러 유성 영화는 무성 영화를 대체했다.

유성 영화의 성공은 광전지의 새로운 응용 분야 탐색을 자극했다. 진공, 가스 방전, 광기전력 및 광저항 등 다양한 유형의 광전지가 고려되었으나, 업계는 느리지만 저렴한 셀레늄 소자를 선호했다. 1930년대 중반까지 셀레늄 광전지는 조립 라인, 엘리베이터 및 직기를 제어했다. 셀레늄 센서를 갖춘 화재 경보기가 영국과 미국에서 대량 생산되었다. 노버트 위너는 아날로그 컴퓨터에서 데이터를 입력하고 처리하기 위한 광학 스캐너를 제안했고 트루먼 그레이가 이를 제작했다. 쿠르트 크라머는 의학 연구에 셀레늄 광전지를 도입했다. 1940년, 글렌 앨런 밀리컨은 영국 왕립 공군 조종사의 신체 상태를 모니터링하기 위해 최초의 실용적인 셀레늄 기반 산소 포화도 측정기를 제작했다. 이것은 광원과 검출기가 조종사의 귓불에 의해 분리된 형태의 저항성 옵토아이솔레이터였다.

섬네일|트레몰로 효과가 있는 펜더 기타 앰프
1950년대 초, 텔레트로닉스(Teletronix)는 LA-2 컴프레서에 "T4" 광 감쇠기를 사용했다. 또한 특유의 사운드 덕분에 오늘날에도 유니버설 오디오(Universal Audio)가 LA-2의 복각 제품에 이를 사용하고 있다. 1950년대 이후 광전지의 셀레늄은 점차 CdS와 CdSe로 대체되었다. 1960년대까지 백열등과 CdS/CdSe 포토레지스터 기반의 저항성 옵토아이솔레이터는 산업계에서 회전 속도 및 전압 제어 등의 피드백 회로에 사용되었다. 1960년대 초, 민감하고 소형인 CdS/CdSe 포토레지스터의 도입으로 자동 노출 기능이 있는 카메라의 대량 생산이 가능해졌다. 그러나 이러한 포토레지스터는 메모리 효과와 빠른 노화 현상 때문에 의료 분야에서는 채택되지 않았다. 의료 현장에서는 수용하기 어려운 정기적인 재교정이 필요했기 때문이다.

1960년대 초, 깁슨과 펜더는 기타 앰프의 트레몰로 효과를 변조하기 위해 저항성 옵토아이솔레이터를 사용하기 시작했다. 두 회사 모두 개별 램프, 포토레지스터, 결합 튜브를 사용하여 저항성 옵토아이솔레이터를 조립했다. 깁슨은 저렴하지만 느린 백열등을 광원으로 사용한 반면, 펜더는 이를 네온등으로 교체하여 최대 주파수를 수십 Hz로 높이고 제어 전류를 줄였으나 비선형 변조라는 결과를 낳았다. 따라서 다른 제조업체들은 선형성 때문에 백열등을 선호했다.

1967년 벡텍은 '백트롤(Vactrol)'이라는 브랜드의 소형 저항성 옵토아이솔레이터를 출시했다. 펜더나 깁슨의 튜브 결합형 제품과 달리 백트롤은 밀봉된 견고한 소자였다. 1970년대 초, 벡텍은 백열전구를 LED로 교체했다. 이는 스위칭 속도를 높였으나 디지털 소자가 요구하는 수준에는 미치지 못했다. 따라서 1970년대에 더 빠른 광다이오드와 광트랜지스터가 등장하면서 저항성 옵토아이솔레이터는 시장에서 밀려났다. 저항성 옵토아이솔레이터는 음향 장비나 높은 속도가 필요하지 않은 일부 산업 자동화 기기에서 좁은 입지를 유지했다. 벡텍은 '백트롤' 상표권을 갱신하지 않았고, 이 단어는 펜더와 깁슨의 제품을 포함하여 오디오 장비에 사용되는 모든 저항성 옵토아이솔레이터를 일컫는 영어의 일반 명사가 되었다. 2010년 기준으로 백트롤 저항성 옵토아이솔레이터는 벡텍의 후계 기업인 퍼킨엘머(PerkinElmer)에서 생산되었으나, 2010년 11월에 조명 및 검출 솔루션 사업부가 엑셀리타스 테크놀로지스(Excelitas Technologies)라는 독립 회사로 분사되었다.Excelitas Technologies,  엑셀리타스는 2015년 12월에 저항성 옵토아이솔레이터의 생산을 중단했다.Excelitas Technologies, Product EOL announcement, 1 June 2015, 
2022년 현재, 백트롤 유형의 저항성 옵토아이솔레이터는 실로넥스(Silonex)의 후계 기업인 어드밴스드 포토닉스(Advanced Photonix)Photonics Media, 4 March 2013,Advanced Photonix, Optocouplers, 와 중국 선전의 최소 두 곳의 공장에서 여전히 제조되고 있다.Optocoupler products, Linear optocouplers, 

유럽 연합에서는 2010년 1월 1일부터 카드뮴 기반 포토레지스터의 생산 및 유통이 금지되었다. 2003년에 채택된 유럽 연합의 유해물질 제한지침(RoHS) 초기 버전은 카드뮴이 없는 대체 소자가 없는 장치에 대해 카드뮴 사용을 허용했다. 그러나 2009년 유럽 집행위원회는 전문 오디오 장비에 사용되는 카드뮴 기반 저항성 옵토아이솔레이터를 허용 목록에서 제외했다. "2013년 1월 2일부터 카드뮴의 사용은 전문 오디오 장비에 적용되는 아날로그 옵토커플러용 포토레지스터에서 허용된다. ... 그러나 위원회는 카드뮴이 없는 기술에 대한 연구가 진행 중이며 2013년 말까지 대체품이 나올 수 있다고 판단하므로 이 면제는 기간이 한정된다."Commission adopts RoHS exemption for cadmium.  European Union. 5 February 2013

 물리적 특성 
 광원, 검출기 및 결합 
대부분의 저항성 옵토아이솔레이터는 CdS 또는 CdSe를 감광 물질로 사용한다.

CdS 포토레지스터의 분광 감도는 적색광(파장 λ = 640 nm)에서 정점에 도달하며 900 nm까지 확장된다. 이러한 소자는 수 mA를 제어할 수 있으며, 일정한 전압에서 광전류가 빛의 세기에 거의 선형적으로 의존한다. 수십 GΩ에 달하는 높은 암저항(dark resistance)은 빛의 세기에 대해 높은 동적 범위를 제공하고 신호 왜곡을 낮춘다. 그러나 빛의 세기 변화에 대한 반응 시간은 25°C에서 약 140ms로 길다.

CdSe 포토레지스터는 CdS 소자보다 5~100배 더 민감하다. 감도는 적색에서 근적외선 영역(670~850 nm)에서 정점에 도달하며 1100 nm까지 확장된다. 동적 범위와 선형성은 CdS 제품보다 떨어지지만, 시정수가 20ms 미만으로 더 빠르다.

CdS/CdSe 포토레지스터에 가장 적합한 광원은 AlGaAs 이종 구조(방출 파장 ~660 nm) 또는 GaP LED(λ = 697 nm)이다. LED의 휘도는 제어 전류에 거의 비례한다. 방출 스펙트럼은 LED의 온도, 즉 전류에 따라 달라지지만, 이 변화는 LED와 포토레지스터의 분광 일치에 영향을 주기에는 너무 작다.

기계적 안정성을 위해 LED와 포토레지스터는 투명한 에폭시, 접착제 또는 유기 폴리머로 접착된다. 접착제는 광선을 퍼뜨리는 확산기 역할도 한다. 만약 빛이 반도체와 전기 접점의 경계 근처에 떨어지면 LED 위치의 미세한 변화가 저항성 옵토아이솔레이터의 응답을 크게 변화시킬 수 있기 때문이다.

 전달 특성 
섬네일|LED 기반 저항성 옵토아이솔레이터의 이상적인 전달 함수, 즉 LED 전류에 따른 저항의 의존성. 녹색 띠는 상온에서 메모리 효과로 인한 저항의 변동폭을 나타낸다. 빨간색 띠는 열적 드리프트 및 광학 결합의 변화 효과를 나타낸다.Adapted from drawings in PerkinElmer (2001). Photoconductive Cells and Analog Optoisolators (Vactrols®), pp. 34 (response curve) 10, 12 (thermal drift), and idealized model in Silonex (2007). Audiohm Optocouplers: Audio Characteristics.

저항성 옵토아이솔레이터의 전달 특성은 대개 광원을 흐르는 전류의 함수로서 포토레지스터의 전기 저항으로 표현된다. 이는 광원 강도의 전류 의존성, 광원과 포토레지스터 간의 광학 결합 및 분광 일치, 포토레지스터의 광응답이라는 세 가지 주요 요인의 합성이다. 첫 번째 의존성은 실용적인 제어 전류 범위 내의 LED에서 거의 선형적이며 온도에 무관하다. 반대로 백열등의 경우 광전류 곡선은 비선형적이며, 방출 스펙트럼이 온도(입력 전류)에 따라 변한다. 광검출기의 경우 그 특성은 온도, 전압 및 사용 이력(메모리 효과)에 따라 달라진다. 따라서 전달 특성은 일정 범위의 값을 갖게 된다.

섬네일|왼쪽|포토레지스터의 근사 모델.Adapted from Silonex (2007). Audiohm Optocouplers: Audio Characteristics, figure 2.

포토레지스터의 등가 회로는 세 가지 구성 요소로 이루어진다.
 RD – 암저항. 반도체에 의해 결정되며 수 MΩ에서 수백 GΩ에 이른다.
 RRL – 조명이 비춰지지만 부하가 없는 포토레지스터의 잔류 저항. 일반적으로 100 Ω에서 10 kΩ 사이이다.
 RI – 이상적인 광저항. 빛의 세기에 반비례한다.
RD 값이 매우 크기 때문에 전체 저항은 주로 RI에 의해 결정된다. 조명에 대한 포토레지스터의 동적 범위는 임계 조도 Φcr와 감도 임계값 Φth의 비율과 같다.

RRL을 제외한 RD와 RI는 전압이 증가함에 따라 감소하여 신호 왜곡을 유발한다. 낮은 조도 수준에서 카드뮴 기반 저항성 옵토아이솔레이터의 저항은 1°C 가열될 때마다 약 1%씩 증가한다. 더 높은 빛의 세기에서는 저항의 열계수가 값뿐만 아니라 부호까지 바뀔 수 있다.

 메모리 효과 
섬네일|오른쪽|입사광 수준의 단계적 증가(파란색) 및 단계적 감소(빨간색)에 대한 포토레지스터의 전형적인 응답.

카드뮴 기반 포토레지스터는 뚜렷한 메모리 효과를 나타낸다. 즉, 저항이 조명 이력에 따라 달라진다. 또한 빛을 가한 후 일시적으로 최솟값 또는 최댓값에 도달하는 특징적인 오버슈트를 보여준다. 이러한 저항 변화는 저항성 옵토아이솔레이터의 온도에 영향을 미쳐 추가적인 불안정성을 초래한다. 안정화 시간은 빛의 세기에 따라 비선형적으로 증가하며 몇 시간에서 며칠까지 걸릴 수 있다. 관례적으로 조명이 비춰진 저항성 옵토아이솔레이터의 출력은 24시간 이내에 평형에 도달하는 것으로 간주한다.

메모리 효과는 Rmax 대 Rmin의 비율을 사용하여 평가한다(그림 참조). 이 비율은 빛의 세기가 감소함에 따라 증가하며, 퍼킨엘머 소자의 경우 0.1 럭스에서 1.5~1.6, 1000 럭스에서 1.05~1.10의 값을 갖는다. 일부 저저항 모델에서는 이 비율이 5.5에 달하기도 했으나, 2009년까지 생산이 중단되었다. 고저항 포토레지스터는 일반적으로 메모리 효과가 덜 뚜렷하고 온도에 덜 민감하며 응답이 더 선형적이지만 속도는 상대적으로 느리다. 1960년대에 설계된 일부 소자는 메모리 효과가 무시할 만한 수준이었으나 높은 전류 레벨에서 수용할 수 없을 정도로 높은 신호 왜곡을 보였다.

 작동 주파수 
저항성 옵토아이솔레이터의 작동 주파수 범위는 입력 및 출력 특성에 따라 달라진다. 입력(제어) 신호의 최고 주파수는 제어 전류의 변화에 대한 광원의 응답과 빛에 대한 포토레지스터의 응답에 의해 제한되며, 일반적인 값은 1~250 Hz 사이이다. 빛을 껐을 때 포토레지스터의 응답 시간은 일반적으로 2.5~1000 ms 사이인 반면, 조명을 켰을 때의 응답은 약 10배 더 빠르다. 광원의 경우, 전류 펄스에 대한 반응 시간은 LED의 경우 나노초 단위이므로 무시된다. 그러나 백열등의 경우 수백 밀리초 단위이므로 해당 저항성 옵토아이솔레이터의 주파수 범위를 몇 Hz로 제한한다.

최대 출력 주파수(피제어 신호)는 포토레지스터 표면에 형성된 전극에서 발생하여 출력 회로를 션트하는 저항성 옵토아이솔레이터의 기생 용량에 의해 제한된다. 이 용량의 일반적인 값은 수십 피코파라드로, 실제적으로 출력 주파수를 약 100 kHz로 제한한다.

 노이즈 및 신호 왜곡 
섬네일|왼쪽|퍼킨엘머 포토레지스터 양단의 제곱평균제곱근 전압에 따른 비선형 왜곡 계수의 전형적인 의존성.

일반 저항기와 마찬가지로 포토레지스터의 노이즈는 열 잡음, 샷 잡음 및 플리커 잡음으로 구성된다. 열 성분은 10 kHz 이상의 주파수에서 지배적이며 저주파에서는 미미한 기여를 한다. 실제로 포토레지스터 단자 사이의 전압이 80V보다 낮으면 노이즈는 무시된다.

포토레지스터에 의해 발생하는 비선형 왜곡은 빛의 세기가 강할수록, 포토레지스터의 저항이 낮을수록 작아진다.
포토레지스터 양단의 전압이 재료에 따라 100~300 mV인 임계값을 넘지 않으면 비선형 왜곡 계수는 전압에 거의 무관하게 0.01% 이내의 값을 갖는다. 이러한 왜곡은 제2고조파가 지배적이다. 전압 임계값을 넘으면 제3고조파가 나타나며 왜곡의 진폭은 전압의 제곱에 비례하여 증가한다. 고충실도(Hi-Fi) 음향 장비에서 허용되는 0.1%(-60 dB) 왜곡의 경우 신호 전압은 500 mV 이내여야 한다. 짝수 및 홀수 고조파의 비율은 포토레지스터에 DC 바이어스를 가함으로써 제어할 수 있다.

 열화 
섬네일|금속 케이스에 담긴 이러한 소련제 저항성 옵토아이솔레이터는 -60°C에서 55°C 사이에서 작동할 수 있었다. 백열 광원을 사용하기 때문에 공칭 작동 수명은 2,000시간이었다.
포토레지스터의 가역 불가능한 열화는 짧은 시간이라도 최대 지정 전압을 초과할 때 발생할 수 있다. 고저항 소자의 경우 이 전압은 반도체 표면에 흐르는 누설 전류에 의해 결정되며 100~300 V 사이이다. 저저항 모델의 경우 전압 제한은 더 낮으며 줄 가열(Joule heating)에서 기인한다.

저항성 옵토아이솔레이터의 서비스 수명은 광원의 수명과 포토레지스터 파라미터의 허용 가능한 드리프트에 의해 결정된다. 일반적인 LED는 10,000시간 동안 작동할 수 있으며, 그 이후에는 파라미터가 약간 저하된다. 제어 전류를 최댓값의 절반으로 제한함으로써 수명을 연장할 수 있다. 백열등 기반의 저항성 옵토아이솔레이터는 필라멘트 단선으로 인해 대개 약 20,000시간 후에 고장이 나며 과열되기 쉽다.

포토레지스터의 열화는 점진적이고 가역 불가능하다. 작동 온도가 한계치(일반적으로 75°C 이하)를 넘지 않는다면 연속 작동 시 매년 암저항이 10%씩 감소한다. 더 높은 온도에서는 이러한 변화가 몇 분 내에 발생할 수 있다. 포토레지스터에서 소산되는 최대 전력은 대개 25°C 기준으로 지정되며 온도가 1°C 올라갈 때마다 2%씩 감소한다.

-25°C 이하로 냉각하면 포토레지스터의 응답 시간이 급격히 증가한다. 이러한 변화는 냉각으로 인해 플라스틱 구성품에 균열이 생기지 않는 한 가역적이다. 금속 케이스에 담긴 소련제 저항성 옵토아이솔레이터는 -60°C에서도 견딜 수 있었으나, 그 온도에서 응답 시간은 4초에 달했다.

 응용 분야 
 AC 릴레이 
고저항 옵토아이솔레이터는 200V를 초과하는 AC 전압에서 작동할 수 있으며, 전일광 인디케이터 제어 등 저전력 AC 또는 DC 릴레이로 사용할 수 있다.

 단순 전압 분배기 
400px|오른쪽|섬네일|직렬, 션트 및 직병렬 전압 분배기.직병렬 분배기는 두 개의 구동 신호(IC UP 및 IC DOWN)를 필요로 한다.
가장 단순한 출력 제한 회로에서 저항성 옵토아이솔레이터는 전압 분배기의 상단(직렬 연결) 또는 하단(션트) 암에 배치된다. 직렬 연결은 DC 및 저주파에서 더 큰 제어 범위(-80 dB)를 제공한다. 제어 전류에 대한 저항의 비선형성으로 인해 작동이 복잡해진다. 기생 용량으로 인한 동적 범위의 축소는 수백 Hz의 낮은 주파수에서도 현저하다. 제어 전류의 감소보다는 증가에 대해 반응이 훨씬 빠르다.

션트 연결은 전달 특성이 더 매끄럽고 신호 왜곡이 낮지만 변조 범위(-60 dB)도 낮다. 이 제한은 두 개의 션트 분배기를 직렬로 연결함으로써 해결할 수 있으며, 이는 전달 특성을 매끄럽게 유지한다. 매끄러운 전달 특성, 낮은 왜곡, 넓은 조정 범위, 그리고 거의 동일한 전송 계수 증감률의 최적의 조합은 두 개의 저항성 옵토아이솔레이터와 하나의 직렬 저항기로 구성된 직병렬 회로에서 달성된다. 이 회로의 주파수 응답은 직렬 연결의 경우와 유사하다.

 정밀 전압 분배기 
섬네일|왼쪽|선형 제어 법칙을 갖는 정밀 가변 이득 버퍼 단. R4 값을 키워 최대 이득을 높일 수 있다.원래 회로도는 오디오와 제어 네트워크를 위한 공통 접지선을 가졌다. 여기서는 완전한 갈바닉 절연을 보여주기 위해 접지를 분리했다. 원래 실로넥스 회로는 OA2에 전원을 공급하기 위해 이중 전원 레일을 사용했다. 만약 OA2의 입력이 레일 투 레일(rail-to-rail) 작동을 허용한다면 단일 양전원 레일 Vcc로 전원을 공급할 수 있으며, 동일한 레일을 기준 전압(Vref=Vcc)으로 대용할 수 있다. 반드시 정밀하게 조절될 필요는 없다.

분배기의 정의된 제어 전압을 갖는 회로는 저항성 옵토아이솔레이터 내 LED의 열적 드리프트를 보상할 수 있지만, 포토레지스터의 메모리 효과와 열적 드리프트는 보상할 수 없다. 후자의 보상을 위해서는 주(변조) 소자와 동일한 온도에서 동일한 빛의 세기로 비춰지는 두 번째(참조용) 포토레지스터가 필요하다. 최고의 보상은 두 포토레지스터가 동일한 반도체 칩에 형성될 때 달성된다. 참조용 포토레지스터는 안정화된 전압의 분배기 또는 측정 브리지에 포함된다. 오차 증폭기는 분배기 중간점의 전압을 목표값과 비교하고 제어 전류를 조정한다. 선형 제어 체제에서 저항성 옵토아이솔레이터는 아날로그 곱셈기가 된다. 즉, 포토레지스터를 흐르는 전류는 포토레지스터 양단의 전압과 제어 전압의 곱에 비례하게 된다.

 자동 제어 회로 
섬네일|오른쪽|1970년대 장거리 전화에 사용된 기본적인 20dB 자동 이득 셀.

소련에서 저항성 옵토아이솔레이터는 장거리 전화의 신호 압축에 사용되었다. 저항성 옵토아이솔레이터의 백열등은 연산 증폭기의 출력에 연결되었고, 포토레지스터는 비반전 증폭기의 피드백 회로에 있는 전압 분배기의 일부였다. 출력 전압에 따라 회로의 이득은 1:1에서 1:10까지 변했다. 유사한 회로가 오늘날에도 전문 오디오 장비(컴프레서, 리미터 및 노이즈 서프레서)에서 사용된다.

제너럴 일렉트릭에서 생산된 저항성 옵토아이솔레이터는 AC 전압 안정기에 사용된다. 이 안정기들은 두 세트의 사이리스터 스택에 의해 제어되는 단권변압기를 기반으로 한다. 저항성 옵토아이솔레이터의 백열등은 밸러스트 저항기에 의해 보호되며 AC 출력에 연결된다. 램프는 출력 전압을 평균화하여 전원에서 발생하는 스파이크와 사인 왜곡을 억제한다. 저항성 옵토아이솔레이터의 포토레지스터는 측정 브리지의 한쪽 암에 포함되어 피드백 루프를 위한 오차 신호를 생성한다.

 기타 앰프 
섬네일|왼쪽|깁슨의 백열등 방식 저항성 옵토아이솔레이터를 채용한 기타 앰프 변조기의 단순화된 회로

트레몰로 효과가 있는 최초의 기타 앰프는 1955년 펜더에 의해 제작되었다. 그 앰프에서 트레몰로 제너레이터는 출력 회로 근처에 위치한 증폭기 캐스케이드의 바이어스를 제어했으며, 그 고조파가 출력 신호로 누설되었다. 1960년대 초, 펜더와 깁슨은 저항성 옵토아이솔레이터를 변조기로 사용했다. 포토레지스터는 차단 커패시터와 제어 분압기를 통해 프리앰프 출력과 접지 사이에 연결되었으며, 트리거될 때 프리앰프를 션트했다. 이 방식에서는 제어 신호가 출력으로 누설되지 않았다. 변조 깊이는 전면 패널에 위치한 저임피던스 분압기에 의해 조절되었다. 분압기는 이전 단계의 이득을 크게 감소시켰으므로 프리앰프는 증폭 여유분을 가져야 했다.

깁슨은 저항성 옵토아이솔레이터에 상대적으로 큰 전류를 필요로 하는 백열등을 사용했다. 펜더는 이를 네온등으로 교체하여 변조 주파수를 높이고 제어 전류를 줄였다. 그러나 깁슨의 연속적인 변조와 대조적으로, 펜더는 온/오프 스위칭 모드를 사용하여 사운드가 덜 부드러웠다. 이러한 이유로 유니바이브(Univibe)와 같은 다른 제조업체들은 백열등을 선호했다.

1967년까지 대부분의 기타 앰프 제조업체는 진공관에서 트랜지스터로 전환했으며 이에 따라 회로를 재설계했다. 수년 동안 깁슨은 트랜지스터 앰프에서도 트레몰로 효과를 위해 저항성 옵토아이솔레이터를 계속 사용했다. 1973년 그들은 페달이나 외부 제너레이터의 신호가 다이오드 기반 신호 안정기를 매끄럽게 연결하는 또 다른 저항성 옵토아이솔레이터 기반 제어 회로를 설계했다. 그러나 같은 해 그들은 장효과 트랜지스터를 선호하여 저항성 옵토아이솔레이터를 포기했다.

 아날로그 신시사이저 
섬네일|도이퍼(Doepfer) A-101-2 백트롤 로우 패스 게이트

저항성 옵토아이솔레이터는 아날로그 신시사이저에서 오실레이터, 필터 및 증폭기의 주파수를 조정하기 위한 단순하고 편리한 도구이다. 특히 살렌-키 토폴로지의 전압 제어 RC 필터에서 구현이 간단하며, 여기서 저항성 옵토아이솔레이터는 변조 신호에 의한 피드백을 사용하지 않고도 차단 주파수가 제어 전류에 거의 지수적으로 의존하도록 한다. 그러나 저항성 옵토아이솔레이터의 느린 응답성 때문에 ARP, 코그, 무그, 롤랜드와 같은 1970년대와 1980년대의 대부분의 신시사이저 개발자들은 다른 소자를 선호했다.1970~1980년대의 신시사이저들은 종종 p-n 접합의 동적 저항 또는 역용량 변화를 조절된 정피드백을 갖는 다이오드-커패시턴스 필터(무그, ARP)에서 활용했다. 코그는 저항성 옵토아이솔레이터 대신 역방향 바이폴라 트랜지스터를 사용하는 일반적인 살렌-키 필터를 사용했다. 2013년 8월 현재, 저항성 옵토아이솔레이터 기반 신시사이저는 도이퍼(독일)에서 생산되고 있다. 저항성 옵토아이솔레이터의 대중적인 용도로는 부클라의 292, Plan B Model 13 및 Make Noise MMG와 같은 로우 패스 게이트(Lowpass Gate)가 있다.
섬네일|저항성 옵토아이솔레이터 기반 메모리 셀. 입력 텀블러를 중간에서 위 또는 아래 위치로 짧게 전환한 후 "하이" 또는 "로우" 상태를 유지한다.

 트리거 
LED백열등 기반 저항성 옵토아이솔레이터는 높은 제어 전류와 높은 출력 저항의 결합 때문에 릴레이용으로는 부적합하다.와 저저항 포토레지스터의 직렬 연결은 저항성 옵토아이솔레이터를 전류 펄스로 제어할 수 있는 트리거(메모리 셀)로 만든다. 투명한 저항성 옵토아이솔레이터에서는 LED 발광을 통해 이러한 셀의 상태를 시각적으로 모니터링할 수 있다.

 무선 통신 
백트롤은 베버리지 안테나 및 Ewe 유형 안테나의 정밀한 접지 종단을 위한 원격 제어 저항기로 사용되어 왔다. 일반적인 아마추어 무선 설정에서 백트롤은 안테나의 가장 먼 지점에 있는 종단 상자에 배치된다. LDR은 안테나와 접지 사이의 총 저항(종단 저항)을 수정하며, 운용자는 분압기로 백트롤의 LED 또는 전구 전류를 변화시켜 자신의 무선실에서 이 저항을 미세 조정한다. 백트롤을 이용한 튜닝은 안테나의 지향성 심장형 패턴을 개선한다. 코넬리에 따르면, 백트롤은 이 기능에서 전통적인 저항기보다 우수하다. 이 단순한 배치에서 백트롤의 LED나 전구는 번개에 의해 유도된 서지 전압에 의해 손상되기 쉬우므로, 가스 방전기 역할을 하는 한 쌍의 네온등에 의해 보호되어야 한다.

 내용주 

 각주 

 같이 보기 











분류:전자 부품
분류:고체 소자 스위치
분류:반도체 소자
분류:광전자공학