MOSFET与机电继电器的不同点！-先进光半导体

　　大约40年前，当MOSFET半导体继电器被推向市场时，有人猜测机电将被半导体技术所取代。然而，已经表明，这两种技术都有其存在的权利，这取决于它们的应用领域。每当需要小型化、节能方面、优化加工、零故障率或短路保护等附加功能时，现代半导体技术就具有优势。如果重点是低成本和简单而坚固的设计，机电解决方案具有明显的优势。

　　机电和半导体继电器的任务

　　逻辑或控制电路与负载电路的电流分离是继电器的任务。此外，它以不同的电位连接不同的信号电平，而不会受到干扰。为此，重要的是：在负载电路中提供低功耗逻辑电路和无干扰开关，具有较长的使用寿命和可靠性-独立于开关周期。机电继电器和MOSFET半导体继电器之间的一个本质区别是负载在输出端的开关方式。在机电继电器中，开关功能由可移动的金属触点执行，这被认为是输出端的额外电流隔离。输入和输出之间的耦合也是电隔离的，受输入端线圈磁场的影响。下面更详细地描述了与MOSFET半导体继电器的区别。

　　MOSFET继电器是一种特殊类型的固态继电器。即使在只有几毫安（最小0.3mA）的工作电流下，MOSFET继电器输入电路中的GaAs发光二极管也会发出红外范围内的光。光学耦合太阳能电池阵列通过半透明绝缘体与输入电路分离，将光转换为电压。这种非导电连接可实现输入和输出电路之间的电流隔离。产生的光电电压提供一个触发级，该触发级又驱动两个双向、抗串连接的DMOSFET（双扩散MOSFET）的栅极。这些功率晶体管直接位于元件的输出电路中。高于一定的光电压阈值时，集成触发电路会做出反应，并以虚拟数字方式打开和关闭输出，以实现定义的开关行为。

　　在考虑驱动功率、信号传输、射频特性、开关时间/开关反弹、使用寿命和接触电阻以及电气隔离等基本技术参数时，可以更精确地评估两种技术的优缺点或个体差异。

　　驱动功率：现代MOSFET继电器可以低至0.3mA的电流驱动。输入LED的压降典型值为1.25V。这相当于约0.4mW的最小功耗（例如AQY232S）。相比之下，高灵敏度机电继电器的线圈功耗最多为50mW（TXS继电器）。但是，这里也提供双稳态类型，在切换时根本不需要任何保持功率。

　　信号传输：要传输的信号通常被理解为小电流和电压，例如由热电偶，麦克风或类似传感器/换能器产生的电流和电压。信号失真在这里至关重要。对于机电继电器，热电电压会使信号路径失真。当连接点的不同导体材料处于不同的温度水平时，就会产生热电EMF。由于接触点处的电流流过不同的弹簧和接触材料，因此热电电动势主要发生在单稳态继电器中。其原因是在打开驱动线圈后会产生热量，并且通过接触弹簧组沿电流路径累积温差。带金触点的继电器的标准值为每开尔文0.1μV。某些类型（如松下电气厂的SX继电器）针对此应用进行了优化，在标称工作时总热电电压为3μV，因此具有最大加热能力。机电继电器的热电电压与MOSFET继电器的失调电压形成鲜明对比。失调电压由半导体中的自由电荷载流子产生。它是电流-电压特性如何从理想点偏移的量度。失调电压在很大程度上与温度无关，因此可以被视为电路中的常数。MOSFET继电器中失调电压的典型值可在1μV时找到。

　　寿命：对于MOSFET继电器，寿命主要由LED的工作时间决定，因此几乎是无限的。通过不间断运行，MOSFET继电器的预期使用寿命超过12年。相比之下，机电继电器的使用寿命取决于机械结构（机械寿命）以及负载（电气寿命），并由开关操作次数表示。虽然现代机电继电器的机械寿命可达数百万次开关操作，但电气寿命在很大程度上取决于负载。

　　正如上面列出的要点所表明的那样，MOSFET和机电继电器都有其优点和缺点。根据所需的性能，半导体或机电继电器更适合个别应用。从中期来看，MOSFET继电器的市场份额肯定会大幅增长，特别是在信令技术方面。除了不断下降的价格和更新，更紧凑的设计外，半导体技术的技术优势是成功的主要保证。然而，经过验证的机电信号继电器将继续占有一席之地，并由于输出端的电流隔离等独特卖点而提供理想的补充。

　　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。

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