光耦继电器内部构造及基础！-先进光半导体

　　典型的光耦继电器由几个部件组成:一个与光电二极管阵列(PDA)光学耦合的输入发光二极管、一个控制电路和两个功率MOSFET作为输出器件。当发光二极管工作时，PDA将光转换成电流和电压，从而驱动输出端的功率MOSFET。中间控制电路负责输出MOSFET达到一定触发电流后的安全可靠导通和关断。金属氧化物半导体场效应晶体管反过来形成一个反串联，这使得他们同时切换DC和交流。

　　光电继电器的优点光电继电器完全由半导体材料制成，没有运动部件，因此特别适合需要担心封装尺寸、功耗或运行速度的应用。在机械继电器中，闭合触点产生的动能导致操作触点反弹。这将导致接触中断和典型的电弧现象。结果可能是接触电阻波动和电磁电路噪声。

　　另一方面，光电继电器确保无反弹操作，不受电磁干扰(EMI)的影响。此外，电磁继电器中的机械部件对开关速度有一个自然的限制:另一方面，闭合触点需要2到3毫秒，不受这些限制——它们可以在不到1毫秒的时间内开关。光电继电器中的任何移动部件都不会在1000克以上产生更好的抗冲击和振动能力。对于EMR，极限值达到30克。虽然光电继电器不能完全抑制抗扰性，但在中温和额定结温范围内工作时，可靠的开关几乎可以无限延长。同样，机械磨损也不会造成损坏，从而进一步延长光电继电器的开关寿命。

　　这种半导体继电器的物理特性也允许高达5000vac的异常高的隔离电压，而类似的信号继电器在2000vac时达到极限。最大开关电压比EMR提高10倍以上，从200V到2000V以上，因为光电继电器不用担心电弧。因为它们可以同时切换交流和DC，特别是多功能摄影继电器在能耗和封装尺寸上也有优势。由于LED所需的输入电流较低，标准功耗约为10mW。小于5mW的特别敏感产品也可用于特定目的。虽然EMR只出现在DIP中，但是PhotoMOS继电器可以用在VSSOP甚至TSON封装中，在电路板空间有限的情况下是一个很大的优势。

　　机电继电器的优点虽然这些优点使光电继电器成为许多应用的完美选择，但它们永远不会完全取代电磁继电器。例如，在接通状态下，当需要具有低接触电阻时，机械继电器的电阻约为30mω。虽然可以提供低于50mΩ的特殊光电继电器，但典型范围约为3ω。电磁辐射在高频应用中也表现得更好，尽管最近的技术已经开始改变这一点。到目前为止，开路状态下的EMR输出容量小于1pF，而光电继电器在纳米法拉范围内。此外，光电继电器更容易出现过流和过压，会损坏内部键合线或MOSFET的pn结。最后，目前只有电磁继电器才能在输出端实现完全的电流隔离。但光电继电器可以比其他光耦合固态继电器(如光三端双向可控硅)更好的替代电磁继电器，原因如下:提供线性导通电阻，可以同时切换ac和DC，没有架空点火的自触发机制。

　　功率MOSFET由于其鲁棒性、温度稳定性、高开关速度和高增益电流水平，在光电继电器中起着输出开关元件的作用。在典型的金属氧化物半导体场效应晶体管中，栅极端和源极端位于芯片的顶面，漏极端位于芯片的底面。连接到源极的n+硅层包含在两个p型高杂质浓度阱(p+)中。这些阱依次嵌入N型低杂质浓度区(n-)。栅极封装在p沟道上方的薄二氧化硅绝缘层中。负载电流通过通道外的芯片垂直传导。

　　先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。