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「不可能」を「可能」にメカニカルリレーと半導体の両方の特長をあわせ持つ MOS FETリレー

MOS FETリレーとは

LEDとMOS FETチップの組み合わせで
リレーの機能を実現した半導体リレー

MOS FETリレーとは、主に信号の開閉・接続に使用される無接点リレーです。メカニカルリレーと半導体の両方の特長を持っており、半導体検査装置や各種計測機器、セキュリティ機器など、その他幅広いアプリケーションに使用されています。

[MOS FET relay]メカニカルリレー(リードリレー):低ON抵抗、汎用性、高アイソレーション、優れたリニアリティ / 半導体デバイス:長寿命、小型、低ノイズ、優れたリニアリティ
[フォトカプラ]フォトカプラは発光ダイオード(LED)と受光素子で構成された部品です。入力された電気信号をLEDで光信号に変換して、受光素子で光信号を再度電気信号に変換して出力します。主に入力側と出力側の回路間を電気的に絶縁したいときに使用され、ノイズの影響や安全面でのリスクを減らすことができます。フォトカプラには大きく分けて3つの種類があり、主な違いは使用されている受光素子の種類となります。MOS FETリレーもフォトカプラの一種です。[トランジスタカプラ]受光素子:フォトトランジスタ[トライアックカプラ]受光素子:フォトトライアック[MOS FET リレー]受光素子:PDA+MOSFET

MOS FETリレー 断面図

MOS FETリレーとは、出力素子にMOS FETを用いた半導体リレーです。
MOS FETリレーは以下の3つのチップで構成されています。

断面図 図解

MOS FETリレーの原理と働き

①LEDに電流を流し発行させ、->②PDF(太陽電池)が発電し、->③MOS FETがONする。

メカニカルリレー VS MOS FETリレー

STRONG POINT ①:圧倒的な小型サイズで、機器の小型化・高密度化に貢献

10個分の実装面積で比較した場合(0.3mm間隔で実装)

(一般的なリードリレー)サイズ:20mm x 5mm x 5mm、実装面積:20mm x (5+0.3) x 10 = 1060mm2 =>(G3VM S-VSON パッケージ)サイズ:2mm x 1.45mm x 1.65mm、実装面積:2mm x (1.45+0.3) x 10 = 35mm2[約65%の実装面積ダウンが可能]

STRONG POINT ②:長寿命

メカニカルリレー、リードリレー、MOS FETリレーの比較

接点がない(=機械的寿命がない)ため、リレーを多く使用している商品においてメンテナンス頻度削減に貢献します。

STRONG POINT ③:安定したON抵抗

メカニカルリレーと比べ、接点のないMOS FETリレーは、ON抵抗は開閉回数に依存しません。安定した低ON抵抗が続きます。

STRONG POINT ④:低消費電力

リードリレーと比べて、入力側の消費電力が非常に低いため、機器の省エネに貢献します。

駆動電流比較*DC5V駆動の例:リードリレー 50mA、汎用MOS FETリレー 5mA、高感度MOS FETリレー 0.5mA

STRONG POINT ⑤:その他の特長

メカニカルリレー
(リード)
VS MOS FETリレー
あり 動作音 無音動作を実現機械的な接点なし
=コンタクト音なし
あり 接点バウンス なし機械的な接点なし
=接点バウンスなし
必要コイルから発生するサージ(逆起電圧)から周辺回路を保護するためにサージアブソーバが必要 コイルサージアブソーバ(入力側) 不要コイルがないのでサージ
(逆起電圧)が発生しない
G6S-2F
DC 220V
負荷電圧(最大) メカニカルリレーに匹敵する
高電圧タイプもご用意
不要G3VM-601DY1

最大DC 600V
G6S-2F
AC 2000V(1分間)
入出力間耐電圧 メカニカルリレーに匹敵する
高耐電圧タイプもご用意
不要G3VM-601DY1

最大AC 5,000V
(1分間)

半導体デバイス VS MOS FETリレー

STRONG POINT ①:優れたリニアリティ特性

トランジスタカプラやトライアックカプラの出力側素子はリニアリティが低いため、出力間を通過する信号に歪みが生じてしまいます。
MOS FETリレーはトランジスタカプラやトライアックカプラと違い、メカニカルリレーに匹敵する優れたリニアリティ特性により、信号の歪みを抑制します。
アナログ信号を制御可能なため、テスター・計測機器に最適です。

【負荷電流 vs 負荷電圧】
【シグナル転送】

STRONG POINT ②:安定した低電流駆動で省エネに貢献

MOS FETリレー

MOS FETリレーの場合、出力切替電流は入力電流の影響を受けません。
MOS FETリレーは非常に小さな電流で動作することが可能なため、機器の省電力化に貢献します。寿命後も、トランジスタカプラのように出力電流が下がることはありません。

トランジスタカプラ

トランジスタカプラは、入力側の電流を大きくすることで出力側の電流も大きくなるため、MOS FETリレーに比べて電力を多く消費します。
そのため、LED劣化により出力も弱くなるため、より多くの電力を必要とします。

STRONG POINT ③:低入力電流で高出力切替電流を制御

  トランジスタカプラ G3VM-61CR1
(MOS FET リレー)
LED 入力電流 1~10mA 5mA
出力切替電流 1~20mA 最大10,000mA
C接続

STRONG POINT ④:極小漏れ電流

他の半導体デバイスに比べて、オフ状態時の漏れ電流が非常に小さいため、微小電流の測定にも対応可能です。無駄な漏れ電流を抑制することで性能劣化の要因となる発熱低下や回路の誤動作抑制に貢献します。

  トランジスタカプラ トライアックカプラ G3VM-41GR8
(MOS FETリレー)
漏れ電流 約10uA 約100nA 最大1nA

STRONG POINT ⑤:AC/DC両方に対応した充実のバリエーション

ACとDC両方に対応できるバリエーション展開で使用アプリケーションの幅を広げます。

トランジスタカプラ トライアックカプラ MOS FETリレー
DCのみ
ACのみ
ACまたはDCに対応

STRONG POINT ⑥:低発熱

ON抵抗が低いため低発熱。
ヒートシンクなどの熱を逃がす部品が不要です。

MOS FETリレー ラインアップ

パッケージ種類

DIP:実装 面積100%とすると、SOP:実装 面積62%、SSOP:実装 面積24%、USOP:実装 面積20%、P-SON:実装 面積19%、VSON(R):実装 面積10%、VSON:実装 面積9%、S-VSON:実装 面積8%*VSONに対して84%

MOS FETリレー 形式基準

MOS FETリレー 梱包種類

商品マップ

オムロンは幅広いラインアップのMOS FETリレーをご用意しておりますので、
お客様のアプリケーションに合った商品を選定いただけます。
MOS FETリレーの選定は、商品選定ガイドラインを参考ください。

商品選定ガイドライン

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