Toshiba 高频信号开关的小型光继电器

光继电器在各种应用中发挥着至关重要作用的电子器件,广泛应用于各个行业,包括电信、工业自动化、汽车和医疗设备。它们通常用于信号完整性、安全性和可靠性至关重要的情况下,特别是在信号传输中,需要可靠和安全信号传输的应用。光继电器是利用光在输入和输出电路之间传输信号的器件。它们由输入侧的LED(发光二极管)和输出侧的光敏晶体管或光电三端双向可控硅开关元件组成,并由光学透明屏障隔开。输入和输出电路之间的这种隔离是光耦合器继电器的关键特性。

光继电器的响应速度快,工作寿命长,测量的成本相对较低,开关无触点,能够起到电压隔离的作用,由LED的光进行电压变换,通过MOSFET的导通、非导通,进行负载控制。当输入控制动作时,输出端不是立马就有输出,这是因为输入端的LED发光让MOSFET的Gate端电压线性上升需要一定的时间,只有当 Gate的电压大于Vth时MOSFET才会打开。随着Gate端电压不断上升 MOSFET的电阻不断减小直到稳定。光继电器的切换不会像机械Relay一样那样会出现很大的电流,因為我们知道MOS的电阻是由大变小的,而不是像机械的立马接触且接触电阻很小,同時,光继电器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。


具有以下优点 : 

1. 电气隔离 : 
    能够在输入和输出电路之间提供电气隔离,这种隔离可防止噪声和电压尖峰等电气干扰影响信号传输,它确保信号保持干净且不受外部因素的影响。

2. 增强安全性 : 
    由于提供电气隔离,因此可用于在高电压和高电流环境中传输信号,而不会产生触电或损坏敏感组件的风险,此功能在医疗设备和电力电子等行业尤其重要。

3. 高可靠性 : 
    随着时间的推移而磨损的机械继电器不同,光继电器没有移动部件,因此不易发生故障。它们可以承受大量的开关周期,确保长期性能和最少的维护。

4. 快速响应时间 : 
    响应时间快。它们可以快速打开和关闭,适合需要快速信号传输的应用。这种响应能力在电信和自动化等领域至关重要。

5. 抗电磁干扰 : 
    电磁干扰(EMI) 会破坏电子电路中的信号传输,光继电器由于其光学隔离而具有固有的抗 EMI 能力,这种电阻确保传输的信号免受外部电磁干扰。

6. 低功耗 :
    消耗的功率小,因此非常节能,这一特性在电池供电的设备和关注功率效率的应用中尤其有利。

考虑到其较长的使用寿命和可靠性,光继电器为信号传输需求提供了一种经济高效的解决方案,其低维护要求和减少的停机时间有助于节省总体成本,因此,在信号传输应用中是不可或缺的元件,它们能够在广泛的行业中成为强大而高效的信号传输解决方案。『东芝推出采用小巧纤薄的WSON4封装的光继电器TLP3475W。它可以降低高频信号中的插入损耗,并抑制功率衰减,适用于使用大量继电器且需要实现高速信号传输的半导体测试设备的引脚电子器件。TLP3475W采用了东芝经过优化的封装设计,这有助于降低新型光继电器的寄生电容和电感。降低插入损耗的同时还可将高频信号的传输特性提高到20GHz(典型值)——与东芝现有产品TLP3475S相比,插入损耗降低了约1/3。

TLP3475W采用厚度仅为0.8mm(典型值)的小巧纤薄的WSON4封装,是目前业界最小的光继电器,其成功的改善了高频信号传输特性。它的厚度比东芝的超小型S-VSON4T封装还薄40%,且支持在同一电路板上贴装更多产品,将有助于提高测量效率。』
(作者:东芝;出处:https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/linear-image-sensors/color-sensor.html


TLP3475 规格书



资料来源: 东芝(https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/linear-image-sensors/color-sensor.html)


应用

  • 半导体测试设备(高速存储器测试设备、高速逻辑测试设备等)
  • 探测卡
  • 测量设备

特性 

  • 业界最小的WSON4封装:1.45mm×2.0mm(典型值),厚度=0.8mm(典型值)
  • 改善高频信号的传输:当插入损耗(S21)=–3dB时,f=20GHz(典型值)
  • 常开功能(1-Form-A)

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参考来源

Toshiba: https://toshiba-semicon-storage.com/cn/company/news/news-topics/2023/10/isolators-solid-state-relays-20231017-1.html

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