Hidden Champions der Elektronik: PhotoMOS-Relais

Der jüngste Zuwachs der PhotoMOS-Familie von Panasonic an Halbleiter-Relais übertrifft bei der Schaltleistung seinen Vorgänger um nicht weniger als das Zehnfache. Durch die intelligente Kombination aus bewährter Technologie und dem Einsatz aktueller Materialien sowie galvanischer Trennung zwischen Ein- und Ausgang kann das optisch gekoppelte Halbleiterrelais bis zu 1200 V bei 0,75 A schalten. Mit unbegrenzter Lebensdauer ist es sowohl für AC- als auch für DC-Last geeignet.

Ungeachtet dieser Leistungssteigerung findet das AQV209G immer noch im kompakten Standard-DIP6-Pin-Gehäuse Platz (SMD und THT). Ermöglicht wird dies durch einen niedrigen Einschaltwiderstand von typischerweise 1,0 Ω und der damit verbundenen geringen Verlustleistung am Halbleiterausgang.

Das Relais ist ein Ersatz für viele herkömmliche Reed-Relais-Anwendungen oder für quecksilberhaltige elektromagnetische Schalter. Aufgrund seiner leisen, schnellen und prellfreien Schaltungscharakteristika empfiehlt es sich für eine Vielzahl an aktuellen Industrieanwendungen, Prüf- und Messgeräten, Steuerungen und I/O-Modulen. Die Verlustleistungen liegen bei 120 mW (Pin), bei 600 mW (Pout) und insgesamt bei 650 mW (Pt). Der Betriebstemperaturbereich des Halbleiterrelais reicht von -40 °C bis +85 °C. Der Off-state-Leckstrom beträgt 1 µA, die typische Einschaltzeit des Relais liegt bei 0,5 ms, die typische Ausschaltzeit bei 0,05 ms.

MOSFET-Relais bestehen im Eingangskreis aus einer GaAs-LED, die Licht im Infrarotbereich emittiert. Mit einem halbtransparenten Isolator vom Eingangskreis getrennt, wandelt ein gekoppeltes Feld aus Solarzellen das Licht in eine elektrische Spannung um.

Zu den weiteren Vertretern der Halbleiterrelais gehört unter anderem das Ultra-Miniature-MOSFET-Relais Low CxR im TSON-Gehäuse. Diese Relais sind besonders hinsichtlich der Kapazität und des Widerstands der Output-Transitoren optimiert. Im Unterschied zu anderen PhotoMOS-Relais erfolgt die galvanische Trennung hier kapazitiv und nicht optisch. Dies bietet Vorteile in punkto Bauteilgröße, Temperaturbereich und Schaltzeiten. Der Betriebstemperaturbereich dieser Relais erstreckt sich auf bis zu +105 °C. Der Strombedarf liegt typischerweise bei 0,2 mA, und der Eingang lässt sich direkt mit Spannungen von typisch 3 bis 5 V betreiben. Ein serieller Widerstand ist daher nicht mehr notwendig.