JPH05227000A - Solid-state relay - Google Patents
Solid-state relayInfo
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- JPH05227000A JPH05227000A JP31876591A JP31876591A JPH05227000A JP H05227000 A JPH05227000 A JP H05227000A JP 31876591 A JP31876591 A JP 31876591A JP 31876591 A JP31876591 A JP 31876591A JP H05227000 A JPH05227000 A JP H05227000A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はソリッドステートリレー
に関し、特にＭＯＳＦＥＴを出力素子とするソリッドス
テートリレーに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid state relay, and more particularly to a solid state relay having a MOSFET as an output element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のソリッドステートリレー
（ＳＳＲ）としては、発光ダイオードやフォトダイオー
ドアレー及び発光ダイオードの消灯時にＭＯＳＦＥＴの
ゲートのチャージを放電するための放電制御回路を備え
たものがある。この種のソリッドステートリレーの特徴
としては、動作時における動作波形の制御が可能な点に
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a solid-state relay (SSR) of this type, there is a solid-state relay (SSR) provided with a light emitting diode or a photodiode array and a discharge control circuit for discharging the gate charge of the MOSFET when the light emitting diode is turned off. . A characteristic of this type of solid-state relay is that the operation waveform can be controlled during operation.
【０００３】図３はかかる従来の一例を示すソリッドス
テートリレーの回路図である。図３に示すように、従来
のソリッドステートリレーは発光ダイオード（ＬＥＤ）
５からなり駆動用の入力端子ＩＮ１，ＩＮ２を備えた入
力部１と、ダイオードアレー６やサイリスタ８あるいは
ダイオード７ａ，７ｂと抵抗Ｒ３，Ｒ４を備えた放電制
御部２ａと、出力用トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ
９および出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を備えた出力部４
とで構成している。かかるソリッドステートリレーの動
作は、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に印加された電圧により
ＬＥＤ５を発光させ、フォトダイオードアレー６に生じ
た光電圧により抵抗Ｒ３及びダイオード７ａを通してＭ
ＯＳＦＥＴ９のゲートに光電流を供給することにより、
ゲート容量を充電してＭＯＳＦＥＴ９をオンさせるもの
である。この際、抵抗Ｒ３により光電流が制限されるた
め、抵抗Ｒ３の値を任意に設定する。FIG. 3 is a circuit diagram of a solid state relay showing an example of such a conventional technique. As shown in FIG. 3, the conventional solid state relay has a light emitting diode (LED).
5, an input section 1 including input terminals IN1 and IN2 for driving, a discharge control section 2a including a diode array 6, a thyristor 8 or diodes 7a and 7b and resistors R3 and R4, and a MOSFET as an output transistor.
9 and output section 4 including output terminals OUT1 and OUT2
It consists of and. The operation of the solid-state relay is such that the voltage applied to the input terminals IN1 and IN2 causes the LED 5 to emit light, and the photovoltage generated in the photodiode array 6 causes M to pass through the resistor R3 and the diode 7a.
By supplying photocurrent to the gate of OSFET9,
The gate capacitance is charged to turn on the MOSFET 9. At this time, since the photocurrent is limited by the resistor R3, the value of the resistor R3 is arbitrarily set.
【０００４】図４は図３におけるＭＯＳＦＥＴの入出力
波形図である。図４に示すように、抵抗Ｒ３の値を任意
に設定することにより、入力波形ＩＮに対する任意の傾
きを持った出力波形ＯＵＴを得ることができる。FIG. 4 is an input / output waveform diagram of the MOSFET in FIG. As shown in FIG. 4, an output waveform OUT having an arbitrary slope with respect to the input waveform IN can be obtained by arbitrarily setting the value of the resistor R3.
【０００５】ここで再び図３に戻ると、ＬＥＤ５が消灯
した際はフォトダイオードアレー６の自己放電によりフ
ォトダイオードアレー６ので電圧が下がり、サイリスタ
８がオンする。これにより、抵抗Ｒ４を介してＭＯＳＦ
ＥＴ９のゲートにチャージされた電荷が放電され、ＭＯ
ＳＦＥＴ９がオフとなる。この際は抵抗Ｒ４により放電
電流が制限されるため、抵抗Ｒ４の値を任意に設定する
ことにより、図４に示す特性と同様に、任意の傾きを持
った出力波形ＯＵＴを得ることができる。Returning to FIG. 3 again, when the LED 5 is turned off, the voltage of the photodiode array 6 drops due to self-discharge of the photodiode array 6, and the thyristor 8 is turned on. This causes the MOSF to pass through the resistor R4.
The charge charged in the gate of ET9 is discharged, and MO
The SFET 9 is turned off. At this time, since the discharge current is limited by the resistor R4, the output waveform OUT having an arbitrary slope can be obtained by setting the value of the resistor R4 to any value, as in the characteristic shown in FIG.
【０００６】このように、従来のソリッドステートリレ
ーは出力波形ＯＵＴに任意の傾きを与えることにより、
機械式リレーでは不可能な動作時におけるノイズの防止
や回路の安定性および安全性の向上を図ることができ、
この種のソリッドステートリレーの大きな利点となって
いる。As described above, the conventional solid state relay gives an arbitrary inclination to the output waveform OUT,
It is possible to prevent noise during operation that is impossible with mechanical relays and improve circuit stability and safety.
This is a great advantage of this type of solid state relay.
【０００７】しかしながら、この回路はきわめて有用で
あるが、回路構成上、放電制御部２ａの内部に電流制限
用の抵抗Ｒ３，Ｒ４を収納しているため、フォトダイオ
ードアレー６およびサイリスタ８等を１チップに集積化
する際には、動作の安定性の面から同一チップ上に抵抗
も載せる必要が有る。通常、このようなフォトダイオー
ドアレー６を集積化する際にはリーク電流の関係から完
全な素子分離が得られるような構造にしている。However, although this circuit is extremely useful, since the resistors R3 and R4 for limiting the current are housed inside the discharge control section 2a in view of the circuit configuration, the photodiode array 6 and the thyristor 8 etc. When integrated on a chip, it is necessary to mount a resistor on the same chip in terms of operation stability. Usually, when such a photodiode array 6 is integrated, the structure is such that complete element isolation can be obtained from the relation of leakage current.
【０００８】図５は図３におけるリレー構造を示す断面
図である。図５に示すように、従来のソリッドステート
リレーは完全な素子分離を実現するために、多結晶基板
１３の中に絶縁膜１４によって分離されたＮ型の単結晶
領域１５とＮ＋型領域１６およびＰ型領域１７を形成し
た誘電体分離基板１２を用いる必要が有る。また、上面
には絶縁膜１４で分離された電極およびアルミ配線１８
が形成されている。FIG. 5 is a sectional view showing the relay structure in FIG. As shown in FIG. 5, the conventional solid-state relay has an N-type single crystal region 15 and an N + -type region 16 separated by an insulating film 14 in a polycrystalline substrate 13 in order to realize complete element isolation. It is necessary to use the dielectric isolation substrate 12 having the P-type region 17 formed therein. In addition, the electrodes and the aluminum wiring 18 separated by the insulating film 14
Are formed.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のソリッ
ドステートリレーは、誘電体分離基板に複雑な構造をも
たせるため、価格が高く、しかも大きな面積を必要とす
る抵抗を集積化する際には、集積化チップが大きくなっ
て、汎用性に乏しいという欠点がある。In the conventional solid state relay described above, the dielectric isolation substrate has a complicated structure. Therefore, when integrating a resistor which is expensive and requires a large area, There is a drawback that the integrated chip becomes large and lacks versatility.
【００１０】本発明の目的は、かかる集積化チップを小
型化するとともに低価格化し、量産化に適したソリッド
ステートリレーを提供することにある。It is an object of the present invention to provide a solid state relay which is suitable for mass production because the integrated chip is downsized and the cost is reduced.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明のソリッドステー
トリレーは、入力端子に接続される発光素子と、前記発
光素子から光を受けて光電圧を発生するフォトダイオー
ドアレーと、出力端子に接続され且つ前記フォトダイオ
ードアレーから発生した光電圧により動作するＭＯＳＦ
ＥＴと、前記ＭＯＳＦＥＴのゲートに一方の端子を接続
した抵抗および前記抵抗の他方の端子にカソードを接続
したダイオードを含む波形制御部とを有して構成され
る。The solid-state relay of the present invention is connected to a light emitting element connected to an input terminal, a photodiode array for receiving light from the light emitting element to generate a photovoltage, and an output terminal. And a MOSF that operates by the photovoltage generated from the photodiode array
ET, and a waveform controller including a resistor having one terminal connected to the gate of the MOSFET and a diode having a cathode connected to the other terminal of the resistor.
【００１２】[0012]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【００１３】図１は本発明の一実施例を示すソリッドス
テートリレーの回路図である。図１に示すように、本実
施例は入力部１と、放電制御部２および波形制御部３
と、出力部４とを有し、入力部１には発光ダイオード
（ＬＥＤ）５を備え、出力部４にはＭＯＳＦＥＴ素子９
を備えている。まず、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２に接続さ
れた入力部１のＬＥＤ５から光を受けると、放電制御部
２のフォトダイオードアレー６に光電圧が発生する。こ
の放電制御部２はフォトダイオードアレー６の他にダイ
オード７ａ，７ｂとサイタリスタ８を有し、また波形制
御部３はダイオード８ａおよび抵抗Ｒ１と、ダイオード
８ｂおよび抵抗Ｒ２とを有する。従って、ダイオードア
レー６で発生した光電圧によりダイオード７ａとダイオ
ード８ｂおよび抵抗Ｒ２を通して、ＭＯＳＦＥＴ素子９
のゲートをチャージする光電流が流れるが、抵抗Ｒ２に
よって電流を制限するので、出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ
２間の出力波形の傾きを制御できる。一方、ＬＥＤ５が
消灯してＭＯＳＦＥＴ素子９のゲートのチャージを放電
する際には、電流の方向が逆になるため、抵抗Ｒ１およ
びダイオード８ａを通してサイリスタ８に電流が流れ
る。このように、ＭＯＳＦＥＴ素子９のゲートのチャー
ジと放電の際に異なる抵抗Ｒ１あるいはＲ２を電流が通
ることにより、ＭＯＳＦＥＴ素子９のオン，オフに際
し、駆動回路の内部抵抗の違いによる動作波形の傾きの
違いを制御できる。FIG. 1 is a circuit diagram of a solid state relay showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this embodiment, an input unit 1, a discharge control unit 2 and a waveform control unit 3 are used.
And an output unit 4, the input unit 1 includes a light emitting diode (LED) 5, and the output unit 4 includes a MOSFET element 9
Is equipped with. First, when light is received from the LED 5 of the input section 1 connected to the input terminals IN1 and IN2, a photovoltage is generated in the photodiode array 6 of the discharge control section 2. The discharge control unit 2 has diodes 7a and 7b and a thyristor 8 in addition to the photodiode array 6, and the waveform control unit 3 has a diode 8a and a resistor R1 and a diode 8b and a resistor R2. Therefore, the photo-voltage generated in the diode array 6 causes the MOSFET element 9 to pass through the diodes 7a and 8b and the resistor R2.
Although a photocurrent that charges the gate of the output terminal flows, the current is limited by the resistor R2, so the output terminals OUT1 and OUT
The slope of the output waveform between the two can be controlled. On the other hand, when the LED 5 is turned off and the gate charge of the MOSFET element 9 is discharged, the direction of the current is reversed, so that the current flows through the thyristor 8 through the resistor R1 and the diode 8a. As described above, the current flows through different resistors R1 or R2 when the gate of the MOSFET element 9 is charged and discharged, so that when the MOSFET element 9 is turned on and off, the slope of the operating waveform due to the difference in the internal resistance of the drive circuit You can control the difference.
【００１４】また、上述した一実施例の他に、ダイオー
ドと抵抗の順序を入れ換えても同様の結果が得られる。
尚、必要な傾き条件を満たしているときには、抵抗のみ
により波形の制御を行うことも可能である。In addition to the above-described embodiment, the same result can be obtained by changing the order of the diode and the resistor.
Incidentally, when the necessary inclination condition is satisfied, it is possible to control the waveform only by the resistance.
【００１５】かかるソリッドステートリレーにおいて
は、フォトダイオードアレー６を含む放電制御部２とは
独立し且つダイオード８ａ，８ｂと抵抗Ｒ１，Ｒ２で構
成された波形制御部３をＭＯＳＦＥＴ９のゲートに接続
することにより、前述した従来例と同様に波形の傾きの
制御を行なうことを可能にしている。In such a solid state relay, the waveform control section 3 which is independent of the discharge control section 2 including the photodiode array 6 and which is composed of the diodes 8a and 8b and the resistors R1 and R2 is connected to the gate of the MOSFET 9. This makes it possible to control the inclination of the waveform as in the above-mentioned conventional example.
【００１６】図２は図１におけるリレーの模式構造を示
す透視図である。図２に示すように、本実施例のソリッ
ドステートリレーは、フォトダイオードアレー６を含む
放電制御部２とは独立した形でＭＯＳＦＥＴ９のゲート
部分に波形制御部３を設けることにより、フォトダイオ
ードアレー６を含む放電制御部２の集積化チップ及び波
形制御部３の集積化チップを独立して設けることができ
る。このため、波形制御のチップは安価な通常の基板を
用いて作ることが可能となる。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of the relay shown in FIG. As shown in FIG. 2, the solid-state relay of the present embodiment is provided with the waveform control unit 3 at the gate portion of the MOSFET 9 in a form independent from the discharge control unit 2 including the photodiode array 6, so that the photodiode array 6 is provided. The integrated chip of the discharge controller 2 and the integrated chip of the waveform controller 3 can be independently provided. Therefore, the waveform control chip can be manufactured using an inexpensive ordinary substrate.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のソリッド
ステートリレーは、フォトダイオードアレーを含む放電
制御回路とは独立した形でＭＯＳＦＥＴのゲート部分に
波形制御回路を設けることにより、フォトダイオードア
レーを含む放電制御回路の集積化チップ及び波形制御回
路の集積化チップを独立して形成できるので、波形制御
用のチップを安価な通常の基板を用いて作ることが可能
になり、大幅なコストダウンを実現できるという効果が
ある。また、本発明はフォトダイオードアレーを含む制
御回路部を搭載した高価な誘電体分離基板を用いたチッ
プを共用化できるので、量産化を実現できるという効果
もある。更に、本発明は波形制御の特性についても安価
な波形制御用チップを多種用意することが容易であるの
で、フレキシビリティに富んだ製品化を実現できるとい
う効果がある。As described above, in the solid state relay of the present invention, the photodiode array is provided by providing the waveform control circuit in the gate portion of the MOSFET independently of the discharge control circuit including the photodiode array. Since the integrated chip of the discharge control circuit including the integrated chip of the waveform control circuit can be independently formed, it becomes possible to form the chip for waveform control using an inexpensive ordinary substrate, which leads to a significant cost reduction. There is an effect that it can be realized. In addition, the present invention can also be used as a chip that uses an expensive dielectric isolation substrate on which a control circuit unit including a photodiode array is mounted, so that mass production can be realized. Further, according to the present invention, since it is easy to prepare various types of inexpensive waveform control chips in terms of waveform control characteristics, it is possible to realize a product with high flexibility.
【図１】本発明の一実施例を示すソリッドステートリレ
ーの回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a solid state relay showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１におけるリレーの模式構造を示す透視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of the relay in FIG.
【図３】従来の一例を示すソリッドステートリレーの回
路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a solid-state relay showing a conventional example.
【図４】図３におけるＭＯＳＦＥＴの入出力波形図であ
る。4 is an input / output waveform diagram of the MOSFET in FIG.
【図５】図３におけるリレーの構造を示す断面図であ
る。5 is a cross-sectional view showing the structure of the relay in FIG.
１ 入力部 ２ 放電制御部 ３ 波形制御部 ４ 出力部 ５ 発光ダイオード（ＬＥＤ） ６ フォトダイオードアレー ７ａ，７ｂ ダイオード ８ａ，８ｂ ダイオード ９ ＭＯＳＦＥＴ １０ モールド部 １１ ボンディングワイヤ ＩＮ１，ＩＮ２ 入力端子 ＯＵＴ１，ＯＵＴ２ 出力端子 Ｒ１，Ｒ２ 抵抗 1 Input Section 2 Discharge Control Section 3 Waveform Control Section 4 Output Section 5 Light Emitting Diode (LED) 6 Photodiode Array 7a, 7b Diode 8a, 8b Diode 9 MOSFET 10 Mold Section 11 Bonding Wire IN1, IN2 Input Terminals OUT1, OUT2 Output Terminals R1, R2 resistance
Claims (3)
発光素子から光を受けて光電圧を発生するフォトダイオ
ードアレーと、出力端子に接続され且つ前記フォトダイ
オードアレーから発生した光電圧により動作するＭＯＳ
ＦＥＴと、前記ＭＯＳＦＥＴのゲートに一方の端子を接
続した抵抗および前記抵抗の他方の端子にカソードを接
続したダイオードを含む波形制御部とを有することを特
徴とするソリッドステートリレー。1. A light emitting element connected to an input terminal, a photodiode array for receiving light from the light emitting element to generate a photovoltage, and an optical voltage connected to an output terminal and generated by the photodiode array. MOS
A solid-state relay comprising: a FET; and a waveform control unit including a resistor having one terminal connected to the gate of the MOSFET and a diode having a cathode connected to the other terminal of the resistor.
ぞれ逆向きに接続したダイオードを有することを特徴と
する請求項１記載のソリッドステートリレー。2. The solid-state relay according to claim 1, wherein the waveform control unit includes two resistors, each having a diode connected in a reverse direction.
ートにカソードを接続したダイオードをおよび前記ダイ
オードのアノードに接続した抵抗を有することを特徴と
する請求項１記載のソリッドステートリレー。3. The solid state relay according to claim 1, wherein the waveform control unit has a diode having a cathode connected to the gate of the MOSFET and a resistor connected to the anode of the diode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31876591A JPH05227000A (en) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | Solid-state relay |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31876591A JPH05227000A (en) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | Solid-state relay |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05227000A true JPH05227000A (en) | 1993-09-03 |
Family
ID=18102696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31876591A Pending JPH05227000A (en) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | Solid-state relay |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05227000A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246599A (en) * | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | Field effect semiconductor device and its manufacturing method |
| CN106383544A (en) * | 2016-11-29 | 2017-02-08 | 福建师范大学福清分校 | Current isolation SSR controller of alternating current 24V switch and control method thereof |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP31876591A patent/JPH05227000A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002246599A (en) * | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | Field effect semiconductor device and its manufacturing method |
| CN106383544A (en) * | 2016-11-29 | 2017-02-08 | 福建师范大学福清分校 | Current isolation SSR controller of alternating current 24V switch and control method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981110 |