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。

本公司的调查结果：截至2023年12月

制造商名称	商品目录名称
东芝	光继电器
松下	PhotoMos继电器
冲田制作所	PhotoDMOS-FET继电器
欧姆龙	MOS FET继电器
英飞凌	Solid state Relay
BROADCOM	Solid-state relay

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

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）。

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固态继电器

用于控制柜和印刷电路板电源开关的半导体继电器，使用光电三极管、光电晶体管和光电伏耦合器在输入和输出之间进行绝缘。

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使电流输出至LED，->②PDA(太阳能电池)发电，->③MOS FET启动。

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。

输入电流	a触点	b触点
未通电时
通电时

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。

连接方法	特点	适用负载
A连接	可以处理直流和交流两种极性	直流交流
B连接	可降低导通电阻（A连接的1/2）	直流
C连接	可增大负载电流（A连接的2倍）	直流