PhotoMOS MOSFET光控繼電器控制電路

前言

Ph元件和功率MOSFET，是作為微小模擬信號用而開發出的SSD，以高功能型的HF型為首，正逐步擴展系列，如通用型的GU型、高頻型的RF型.

此次將介紹內置在PhotoMOS中構成控制電路的獨特的光電元件的特點、構造、布線等.

FET型MOSFET輸出光電耦合器的基本電路圖1是PhotoMOS中具有代表性的、即所謂的FET型MOSFET輸出光電耦合器的最基本電路。在該電路中由于輸出元件的功率MOSFET是電壓驅動型元件，因此利用光電二極管陣列(P.D.A)所供給的電壓使柵極容量充電，致使柵極電壓上升至接通電壓（閾值），從而使MOSFET輸出光電耦合器動作。

圖1 FET型MOSFET輸出光電耦合器基本電路

然而，要使MOSFET輸出光電耦合器復位，則需要做與上述動作相反的工作，即讓柵極內充電的電荷盡量快速地放電。在圖1所示的電路中，由于復位時間過長，故不能作為MOSFET輸出光電耦合器使用。PhotoMOS利用圖2所示的內置于光電元件的控制電路來解決這些問題。該控制電路為實現動作時間與復位時間保持平衡的良好的轉換特性，以及輸入LED電流的良好的靈敏度特性發揮著最關鍵的作用.

圖2 PhotoMOS 等效電路

光電元件內的控制電路示例

關于光電元件內部所內置的控制電路，如圖3-圖5所示，迄今為止提出了以下若干種電路。下面將簡單地介紹這些電路.

圖3的控制電路

圖3的電路圖是最基本的電路，我們為了加快斷開時間，使輸出MOS的柵極電荷在斷開時放電，因此在柵極?源極之間連接固定電阻.但是，在接通電路時，為了使輸出MOS的柵極容量得到充電，使用了光電二極管陣列(P.D.A)，其產生的光電流在通過該電阻時會發生漏電，從而導致接通時間變長.

圖3 FET型MOSFET輸出光電耦合器控制電路

另外，還存在以下缺點：如圖6所示，相對于輸入電流的變化，輸出電流也平緩地發生變化，因此轉換元件所要求的速動性會變差，另外因溫度變化所引起的特性變動也較大。

圖6 MOSFET輸出光電耦合器的磁保持特性

圖 4的控制電路

該電路的速動性要比(a)電路好，但是，由于插入在輸出MOS柵極?源極之間的晶體管為常開型，因此抗外來干擾性較差。

圖4 FET型MOSFET輸出光電耦合器控制電路

圖 5的控制電路

作為放電電路，該電路使用常閉型元件，因此斷開時輸出MOS的電荷會急速放電。另外接通時，該元件被第二光電二極管陣列(P.D.A)偏壓，形成開路狀態，從而使第一光電二極管陣列(P.D.A)所產生的光電流被高效快速地傳導至輸出MOS的柵極，因此與(a)的電路相比，接通時間就變短了。

另外，利用該常閉型元件還可大幅度地改善速動性。但與此同時該控制電路必須具備二個光電二極管陣列.

圖5 FET型MOSFET輸出光電耦合器控制電路

審核編輯：湯梓紅