フォトカプラとは?ふぉとかぷら
フォトカプラとは、発光素子と受光素子を1つのパッケージに封じ、信号を光へ変えて渡すことで入力側と出力側を電気的に絶縁する部品。両側のグラウンドが分かれるため、電位の異なる回路間で信号をやり取りしたり、高電圧側の異常が制御側へ回り込むのを断ったりできる。
最終更新:2026-10-06
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モータやヒータを扱う機器では、動力側と制御側でグラウンドの電位が違ううえ、動力側にはスイッチングのたびに大きなノイズが乗る。両者を銅箔で直結すれば電位差はそのまま貫通電流になり、ノイズは信号線を伝って制御側の誤動作を招く。導通を切ったまま情報だけを渡す手段が要る、という要求から生まれた部品で、安全規格が求める絶縁耐圧を部品1つで確保できる点にも意味がある。
具体例
東芝やルネサスが供給する汎用品には絶縁耐圧を数kVで規定した品種が並び、インバータのゲート駆動やPLCの入力段で使われる。三相モータドライバでは高電位側のスイッチング素子への指令をこの部品越しに渡し、マイコン側のグラウンドを動力系から切り離す。
試験での引っ掛け
果たす役割は絶縁であって、増幅でもレベル変換でもない。発光と受光を介するぶん応答が遅く、立上り・立下り時間に加えて電流伝達率(CTR)が経年で低下する点も設計上の制約になるため、高速な信号にはディジタルアイソレータを選ぶ。絶縁されるのは導通経路であり、寄生容量を通る高周波ノイズまで遮れるわけではない。
関連用語
出た過去問
出典:令和5年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問12(IPA)
フォトカプラの使用方法として、適切なものはどれか。
正解:それぞれ独立した電源で駆動される二つの回路間で、電気的に絶縁して信号を伝える。
要点:フォトカプラは光を介して回路間を絶縁し信号を伝える
フォトカプラは、発光素子(LED)と受光素子を1つのパッケージに向かい合わせて封入し、電気信号をいったん光に変えて伝える部品である。入力側と出力側は電気的につながっていないため、電源系統やグラウンドが別々の回路の間で、電位差やノイズを遮断しつつ信号だけを伝えられる。
出典・参考
高度試験 午前I(高度午前I 相当)のシラバスの2 コンピュータシステム > 1. ハードウェア > (3) 構成部品及び要素と実装に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。