光MOS繼電器中的光電管設(shè)計(jì)

劉祥晟，張 明，高向東

（無(wú)錫中微晶園電子有限公司，江蘇無(wú)錫 214035）

1 引言

固體繼電器(Solid State Relay，縮寫(xiě)為SSR)是將繼電器與半導(dǎo)體技術(shù)、光電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是一種由集成電路和電子元器件構(gòu)成，通過(guò)半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)電路導(dǎo)通和關(guān)斷的新型無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件，其中將光電耦合技術(shù)與功率MOS管在SSR中的直接集成就組合成為光MOS固體繼電器。光MOS固體繼電器可以實(shí)現(xiàn)通用SSR以前無(wú)法獲得的新開(kāi)關(guān)性能，從其面世以來(lái)，由于其具有響應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng)、功耗低、不受外界電磁影響、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在航天、航空、通信、計(jì)算機(jī)等對(duì)繼電器的可靠性、壽命、體積、重量有特殊要求的領(lǐng)域，光MOS固體繼電器應(yīng)用更為廣泛。在光電繼電器不同場(chǎng)合的應(yīng)用中要求光電繼電器具備相應(yīng)的特性，特別是在高速響應(yīng)特性方面，而該性能的提升在很大程度上取決于光繼電器內(nèi)部光耦合芯片的設(shè)計(jì)選擇。本文通過(guò)對(duì)光MOS固體繼電器中的關(guān)鍵部件——光耦合芯片光電池組結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真，確定了光電池組的材料和工藝參數(shù)，并合理選擇相應(yīng)的MOS功率管進(jìn)行匹配，照此研制出的光電繼電器產(chǎn)品可以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

2 光MOS繼電器結(jié)構(gòu)和工作原理

光MOS固體繼電器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為Photo MOS)，又稱(chēng)為光繼電器。它是將發(fā)光二極管 (Light Emitting Diode，縮寫(xiě)為L(zhǎng)ED)作為輸入信號(hào)源、光電二極管陣列(Photo Diode Array，縮寫(xiě)為PDA)作為光耦合器件、功率場(chǎng)效應(yīng)管 (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，縮寫(xiě)為MOSFET)作為輸出器件而集成為一體，從而具有高速開(kāi)關(guān)功能的微型化固體繼電器?！?br>