JPH10173505A - 固体リレー - Google Patents

固体リレー

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JPH10173505A
JPH10173505A JP8333965A JP33396596A JPH10173505A JP H10173505 A JPH10173505 A JP H10173505A JP 8333965 A JP8333965 A JP 8333965A JP 33396596 A JP33396596 A JP 33396596A JP H10173505 A JPH10173505 A JP H10173505A
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JP
Japan
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light emitting
output
input signal
emitting diode
voltage
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Withdrawn
Application number
JP8333965A
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English (en)
Inventor
Kazuhisa Fujii
和久 藤井
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】誤動作を低減した固体リレーを提供する。 【解決手段】ディプレッション型のMOSFET2は、
ドレインが抵抗R1 を介して整流回路1の高電位側出力
端に、ゲートが整流回路1の低電位側出力端に、ゲート
・ソース間がバイアス抵抗R2 を介して夫々接続され
る。発光ダイオードD1 はMOSFET2のドレイン・
ソース間に抵抗R3 を介して接続される。フォトカプラ
PCは発光ダイオードD1 とフォトトランジスタT2
ら構成され、フォトトランジスタT2 の出力間にトラン
ジスタT1 のベース・エミッタ間が接続される。バイア
ス抵抗R2 の両端電圧がしきい値電圧に達する前後で、
発光ダイオードD1 に流れる電流が大きく変化するの
で、トランジスタT1 の出力がオフ状態とオン状態の間
の中間状態となる電圧範囲を狭くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子と受光素
子とを光結合し、受光素子の出力によって出力用スイッ
チ素子をオン・オフさせる固体リレー〔所謂、ソリッド
ステートリレー(SSR)〕に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の固体リレーとして
は、図3に示すように、入力端子T11,T12間に交流の
入力信号VINが印加される整流回路1と、整流回路1の
出力端子間に抵抗R3 を介して接続された発光素子とし
ての発光ダイオードD1 と、発光ダイオードD1 ととも
にフォトカプラPCを構成し、発光ダイオードD1 から
の光を受光して導通する受光素子としてのフォトトラン
ジスタT2 と、フォトカプラPCの出力間にベース・エ
ミッタが接続された出力用スイッチ素子としてのトラン
ジスタT1 と、トランジスタT1 のコレクタ・ベース間
に接続された抵抗R 4 とを備えたものがあり、出力端子
21,T22はトランジスタT1 のコレクタ・エミッタ端
子に夫々接続される。
【0003】この固体リレーでは、図4(a)に示すよ
うに、発光ダイオードD1 に流れる電流I1 は、入力端
子T11,T12間に印加される入力信号VINの絶対値|V
IN|に比例して略直線的に変化する。発光ダイオードD
1 から放射される光は電流I 1 に応じて増加するので、
発光ダイオードD1 の光を受光してフォトトランジスタ
2 に発生する光電流も除々に増加する。したがって、
トランジスタT1 のベース電位が入力信号VINの絶対値
|VIN|に応じて除々に変化し、図4(b)に示すよう
に、トランジスタT1 の出力(コレクタ・エミッタ間)
もオフ状態からオン状態に除々に変化する。
【0004】また、図5に示すように、整流回路1の出
力端子間に、抵抗R1 の代わりに定電圧回路3を介して
発光ダイオードD1 が接続された固体リレーもあった。
なお、定電圧回路3以外の構成は、図3に示す固体リレ
ーと同様であるので、同一の構成要素については同一の
符号を付し、その説明を省略する。この固体リレーで
は、定電圧回路3が整流回路1の出力電圧を所定の電圧
1にクランプする。したがって、図6(a)に示すよ
うに、発光ダイオードD1 に流れる電流I1 は、入力信
号VINの絶対値|VIN|が電圧V1 以下の範囲では、入
力信号VINに比例して略直線的に変化し、入力信号VIN
の絶対値|VIN|が電圧V1 を越えると略一定となる。
ここで、図6(b)に示すように、入力信号V INの絶対
値|VIN|が電圧V1 となる前に、トランジスタT1
出力はオフ状態からオン状態に変化するので、入力信号
INの絶対値|VIN|とトランジスタT 1 の出力の関係
は、図3の回路と略同様になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した固体リレーで
は、両者とも、入力信号VINの変化に応じて、トランジ
スタT1 の出力がオン状態とオフ状態との間の中間状態
となる入力信号VINの電圧範囲が広くなっている。した
がって、トランジスタT1 の出力がオフ状態となる入力
信号VINの電圧範囲が相対的に狭くなるため、ノイズ等
によってトランジスタT1 が誤動作する可能性があっ
た。
【0006】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、トランジスタT1 の出力がオン状態とオフ状態
との間の中間状態となる入力信号VINの電圧範囲を狭め
ることによって、誤動作を低減した固体リレーを提供す
ることを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記目的を達成するために、交流の入力信号を整流する整
流回路と、整流回路の出力により点灯・消灯する発光素
子と、発光素子とともにフォトカプラを構成する受光素
子と、受光素子の導通によってオン・オフされる出力用
スイッチ素子とを備え、ゲート・ソース間にバイアス抵
抗が接続されたディプレッション型MOSFETを発光
素子と並列に接続しており、請求項2の発明では、交流
の入力信号を整流する整流回路と、整流回路の出力によ
り点灯・消灯する発光素子と、発光素子とともにフォト
カプラを構成する受光素子と、受光素子の導通によって
オン・オフされる出力用スイッチ素子とを備え、ゲート
・ソース間にバイアス抵抗が接続された接合型FETを
発光素子と並列に接続しているので、バイアス抵抗に発
生する両端電圧がディプレッション型MOSFET或い
は接合型FETのしきい値電圧に達する前後で、発光素
子に流れる電流を大きく変化させることができる。した
がって、出力用スイッチ素子の出力がオフ状態とオン状
態との間の中間状態となる入力信号VINの電圧範囲を狭
くすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本実施形態の固体リレーは、図1
に示すように、入力端子T11,T12に交流の入力信号V
INが印加される整流回路1と、整流回路1の高電位側の
出力端に抵抗R1 を介してドレインが接続されるととも
に、整流回路1の低電位側の出力端にゲートが接続され
たディプレッション型のMOSFET2と、MOSFE
T2のゲート・ソース間に接続されたバイアス抵抗R2
と、MOSFET2のドレイン・ソース間に抵抗R3
介して接続された発光素子としての発光ダイオードD1
と、発光ダイオードD1 とともにフォトカプラPCを構
成し、発光ダイオードD 1 からの光を受光して光電流を
発生する受光素子としてのフォトトランジスタT 2 と、
フォトトランジスタT2 のコレクタ・エミッタ間にベー
ス・エミッタ間が接続された出力用スイッチ素子として
のトランジスタT1 と、トランジスタT1のコレクタ・
ベース間に接続された抵抗R4 とから構成される。
【0009】ここで、MOSFET2はディプレッショ
ン型(ノーマリ・オン型)であるので、バイアス抵抗R
2 の両端電圧がしきい値電圧よりも低い場合、MOSF
ET2はオンし、バイアス抵抗R2 の両端電圧がしきい
値電圧を越えると、MOSFET2はオフする。したが
って、図2(a)に示すように、入力信号VINの絶対値
|VIN|が電圧VL よりも低く、バイアス抵抗R2 の両
端電圧がMOSFET2のしきい値電圧よりも低い場
合、整流回路1から抵抗R1 →MOSFET2→バイア
ス抵抗R2の経路で電流I2 が流れ、発光ダイオードD
1 には電流I1 は流れない。
【0010】そして、入力信号VINの絶対値|VIN|が
電圧VL よりも大きくなり、バイアス抵抗R2 の両端電
圧、すなわち、ゲート・ソース間の逆バイアス電圧が除
々に増加すると、整流回路1から抵抗R1 →MOSFE
T2→バイアス抵抗R2 の経路で流れる電流I2 が除々
に低下し、整流回路1から抵抗R1 →抵抗R3 →発光ダ
イオードD1 →バイアス抵抗R2 の経路で発光ダイオー
ドD1 に流れる電流I 1 が除々に増加する。
【0011】さらに、入力信号VINの絶対値|VIN|が
電圧VH を越えて、バイアス抵抗R 2 の両端電圧がしき
い値電圧を越えると、MOSFET2は完全にオフして
電流I2 が流れなくなり、発光ダイオードD1 のみに電
流I1 が流れる。このように、入力信号VINが電圧VL
から電圧VH に変化するまでの僅かの電圧範囲で、発光
ダイオードD1 に流れる電流I1 は大きく変化するの
で、固体リレーの出力がオン状態とオフ状態との間の中
間状態となる入力信号VINの電圧範囲を、従来の固体リ
レーに比べて狭くすることができる。したがって、固体
リレーの出力がオフ状態となる入力信号VINの電圧範囲
を相対的に広くすることができるので、ノイズ等による
固体リレーの誤動作を低減することができる。
【0012】なお、本実施形態では、出力用スイッチ素
子としてディプレッション型のMOSFET2を用いて
いるが、出力用スイッチ素子としてMOSFET2の代
わりに接合型FETを用いても同様の効果を得ることが
できる。
【0013】
【発明の効果】請求項1の発明は、上述のように、交流
の入力信号を整流する整流回路と、整流回路の出力によ
り点灯・消灯する発光素子と、発光素子とともにフォト
カプラを構成する受光素子と、受光素子の導通によって
オン・オフされる出力用スイッチ素子とを備え、ゲート
・ソース間にバイアス抵抗が接続されたディプレッショ
ン型MOSFETを発光素子と並列に接続しており、請
求項2の発明は、交流の入力信号を整流する整流回路
と、整流回路の出力により点灯・消灯する発光素子と、
発光素子とともにフォトカプラを構成する受光素子と、
受光素子の導通によってオン・オフされる出力用スイッ
チ素子とを備え、ゲート・ソース間にバイアス抵抗が接
続された接合型FETを発光素子と並列に接続している
ので、バイアス抵抗の両端電圧がディプレッション型M
OSFET或いは接合型FETのしきい値電圧に達する
前後で、発光素子に流れる電流を大きく変化させること
ができる。したがって、出力用スイッチ素子の出力がオ
フ状態とオン状態との間の中間状態となる入力信号VIN
の電圧範囲を狭くすることができ、出力用スイッチ素子
の出力がオフ状態となる電圧範囲を相対的に広くするこ
とができるので、ノイズ等による誤動作を低減できると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の固体リレーを示す回路図である。
【図2】(a)は同上の入力信号と発光ダイオード及び
MOSFETを流れる電流との関係を示す波形図であ
り、(b)は入力信号と出力の関係を示す波形図であ
る。
【図3】従来の固体リレーを示す回路図である。
【図4】(a)は同上の入力信号と発光ダイオードを流
れる電流との関係を示す波形図であり、(b)は入力信
号と出力の関係を示す波形図である。
【図5】従来の別の固体リレーを示す回路図である。
【図6】(a)は同上の入力信号と発光ダイオードを流
れる電流との関係を示す波形図であり、(b)は入力信
号と出力の関係を示す波形図である。
【符号の説明】
1 整流回路 2 MOSFET D1 発光ダイオード PC フォトカプラ R1 ,R3 抵抗 R2 バイアス抵抗 T1 トランジスタ T2 フォトトランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流の入力信号を整流する整流回路と、前
    記整流回路の出力により点灯・消灯する発光素子と、前
    記発光素子とともにフォトカプラを構成する受光素子
    と、前記受光素子の導通によってオン・オフされる出力
    用スイッチ素子とを備え、ゲート・ソース間にバイアス
    抵抗が接続されたディプレッション型MOSFETを前
    記発光素子と並列に接続して成ることを特徴とする固体
    リレー。
  2. 【請求項2】交流の入力信号を整流する整流回路と、前
    記整流回路の出力により点灯・消灯する発光素子と、前
    記発光素子とともにフォトカプラを構成する受光素子
    と、前記受光素子の導通によってオン・オフされる出力
    用スイッチ素子とを備え、ゲート・ソース間にバイアス
    抵抗が接続された接合型FETを前記発光素子と並列に
    接続して成ることを特徴とする固体リレー。
JP8333965A 1996-12-13 1996-12-13 固体リレー Withdrawn JPH10173505A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114465609A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 贵州振华群英电器有限公司(国营第八九一厂) 一种常闭型固体继电器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114465609A (zh) * 2020-11-10 2022-05-10 贵州振华群英电器有限公司(国营第八九一厂) 一种常闭型固体继电器

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Effective date: 20040302