MOS FET继电器（无触点继电器）的基础知识：基础篇

MOS FET继电器（无触点继电器）的基础知识：基础篇

MOS FET继电器的定义

继电器是接收外部电气信号，进行电路的开/关和切换的元器件。
主要用于输入侧与输出侧电路之间的电气绝缘，可以减少干扰影响及安全风险。

MOS FET继电器是使用MOS FET（金属氧化物半导体场效应晶体管）来切换控制信号的无触点继电器。
MOS FET作为耦合器的一种，有时也被称为光电耦合器，由于其为较新的产品，因此各公司的名称和商标并不统一。
下表是相当于MOS FET继电器（G3VM）的商品示例。
欧姆龙公司的调查结果：截至2023年12月

注. 其他公司名称及产品和服务名称可能分别由各公司作为商标或注册商标使用。

MOS FET继电器的定位

继电器大致分为有触点继电器（机械式继电器）和无触点继电器（固态继电器）。

MOS FET继电器属于无触点继电器。

有触点继电器（机械式继电器）

特点

有触点，通过利用电磁铁的力机械性地开闭触点，
来“打开”或“关闭”信号、电流和电压。

无触点继电器（固态继电器）

特点

由半导体或电子元器件构成，与有触点继电器不同，不具备机械驱动部。
通过此类电子电路的功能以电子方式“打开”或“关闭”信号、电流和电压。

MOS FET继电器

使用MOS FET作为输出元件的半导体继电器，
用于印刷基板（PCB）。

功率MOS FET继电器

使用光耦可控硅和光电晶体管作为输出元件的半导体继电器，
用于控制盘和PCB的电源开关。

MOS FET继电器的种类

MOS FET继电器为无触点继电器（固态继电器），是由发光二极管(LED)与受光元件构成的元器件，因此可作为光电耦合器的一种分类。光电耦合器大致分为3类，主要区别在于使用的受光元件的种类。
MOS FET继电器是在受光元件上搭载了PDA（Photo Diode Array）+MOS FET芯片的产品。

光电耦合器：LED（发光二极管）+受光元件

晶体管耦合器

LED+受光元件（光电晶体管）

利用光工作的晶体管。单向性，只可控制直流电。输出特性依赖于输入电流值。

双向可控硅耦合器

LED+受光元件（光耦可控硅）

利用光工作的双向可控硅。双向性，可以控制交流电。一旦触发，在输出电流变为零前保持导通，因此不可切断直流电。

MOS FET继电器

LED+受光元件（PDA＋MOS FET）

利用光工作的MOS FET。可以控制直流电和交流电。输出特性不依赖于输入电流值。根据机型，较小的输入电流也可开关安培级别的电流。

MOS FET继电器的结构和原理

MOS FET继电器是使用MOS FET作为输出元件来切换信号的半导体继电器。相对于使用可动触点打开和关闭电路的有触点机械式继电器，MOS FET继电器无触点，具有高速响应、小型、长寿命、静音动作等异于机械继电器的优点。

MOS FET继电器的结构

① 何谓LED芯片？

     发光的半导体元件
     根据输入电流发光

② 何谓PDA芯片（光电二极管阵列）？

     光电二极管阵列（太阳能电池+控制电路）
     检测到光后发电的半导体元件
     根据接收的光量发电，供给MOS FET芯片的栅极电压。

③ 何谓MOS FET芯片？

     晶体管的一种
     根据PDA芯片的电压驱动
     在电子电路上负责切换信号

MOS FET继电器的工作原理

MOS FET继电器的原理与功能

① LED

     输入侧接通电流则LED发光。

② PDA

     输出侧的PDA接收该光量后发电，再次转换为电压。

③ MOS FET

     PDA发电所得电压通过控制电路变为栅极电压，MOS FET开始驱动。

MOS FET继电器的驱动方式

MOS FET继电器的控制方法大致分为2种。

• 电流驱动方式（MOS FET继电器 全部）
通过设计与驱动电压相应的限流电阻，此商品可在最佳驱动电流下使用。

• 电压驱动方式（MOS FET继电器 部分系列产品）
通过内置控制驱动电流所需的限流电阻，此商品可节省空间及无需选定输入侧的电阻。

MOS FET继电器的触点结构

如下表所示，MOS FET继电器包括1a触点与1b触点2种。

如果需要c触点，请探讨已实现SPDT触点结构的模块型产品G3VM-□M系列。

MOS FET继电器的连接方法

MOS FET继电器通过搭载2个MOS FET芯片，可以同时处理直流电和交流电。
此外，通过改变输出侧端子的连接方法，MOS FET继电器6针型产品具有以下优点。

MOS FET继电器的特点

以下介绍在电路的ON/OFF及切换功能方面的特点特性。

• 超小型、轻量
• 长寿命
• 导通电阻稳定
• 静音
• 高速响应
• 高耐压等……

超小型、轻量

以VSON、S-VSON为中心的小型封装产品，为设备整体的小型化和高密度化做出贡献。

长寿命

由于采用光信号传输方式的无触点结构，因此不会发生因触点消耗而缩短寿命，为削减维护频率做出贡献。

导通电阻稳定

由于采用光信号传输方式的无触点结构，因此不会发生机械磨损和损耗现象，可维持稳定的电阻值。

低消耗功率

输入侧的消耗功率极低，为设备的节能做出贡献。

静音

因是无触点结构，在使用时不会发生开关声音。为设备的静音化做出贡献。

高速响应

实现了0.2ms（SSOP、USOP、VSON）的动作时间和高速响应性能。

负载电压

小型且可开关高电压负载。即使在高压电路也有助于节省空间。
拥有负载电压最大600V的产品系列。

耐绝缘性

确保输入输出之间耐压AC2500V，并且还推出了更高耐压的5000V产品系列。

MOS FET继电器产品目录使用的术语

以下针对MOS FET继电器规格书记载的术语进行解说。

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