继电器模块和电子系统的制作方法
本发明涉及电力电子技术,具体涉及继电器模块和电子系统。
背景技术:
1、在自动测试设备(ate)、通信基站、工业控制系统以及医疗电子设备等众多领域中,信号与电源的通断控制是一项基础且关键的功能。继电器作为实现该功能的核心元件,其性能直接影响整个系统的可靠性、速度与功耗。
2、基于半导体技术的固态继电器,包括常见的光继电器,被广泛应用用作信号通路的选通元件。光继电器采用发光器件(如led)与受光器件(如光电二极管阵列)实现输入输出的电气隔离,并以功率mosfet作为输出级开关器件。
3、然而,在上述结构中,作为输出开关的功率mosfet在关断状态下,其栅极电位虽已低于阈值电压,但沟道表面仍存在弱反型层,形成亚阈值漏电流,该漏电流从信号输入端经弱反型沟道流至输出端,导致关断状态下的静态功耗增加。另一方面,功率mosfet自身的寄生电容(尤其是栅-漏电容cgd和漏-源电容cds)在高频条件下形成前馈通路,输入端的交流信号可通过该寄生电容耦合至所述公共节点,再进一步耦合至输出端,产生位移电流型漏电,该现象在高频应用中尤为突出,导致实际关断隔离度远低于理论设计值。
4、由此,如何在继电器快速切换性能的同时,有效抑制其关断状态下的亚阈值漏电流和寄生电容耦合漏电流,成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种继电器模块和电子设备,以解决现有技术存在的问题。
2、根据本发明的一方面提供一种继电器模块,包括:
3、第一半导体开关,包括第一引出部,第二引出部和第三引出部;
4、第二半导体开关,包括第一引出部和第二引出部;
5、其中,所述第一半导体开关的第一引出部和第二引出部分别连接至第一输出端子和第二输出端子,所述第二半导体开关的第一引出部与所述第一半导体开关的第三引出部连接,其第二引出部与第三输出端子连接;
6、所述第一输入电路用于控制所述第一半导体开关进行导通和关断。
7、优选地,所述继电器模块包括第二输入电路,连接在所述第一输入端和第三输入端之间;用于控制所述第二半导体开关进行导通和关断。
8、优选地,所述第一输入电路同时控制所述第二半导体开关进行导通和关断。
9、优选地,所述第一半导体开关包括串联连接的两个晶体管,所述第二半导体开关被配置为一个晶体管,所述第一半导体开关中串联连接的两个晶体管的二极管连接方向相反。
10、优选地,所述第一半导体开关包括串联连接的两个晶体管,所述第二半导体开关包括串联连接的两个晶体管,各个串联连接的两个晶体管的二极管方向连接相反。
11、优选地,所述第一半导体开关被配置为两个串联连接的增强型晶体管,所述第二半导体开关被配置为耗尽型晶体管。
12、优选地,所述第一半导体开关和第一输入电路被封装在一个芯片,所述第二半导体开关和所述第二输入电路被封装在一个芯片。
13、优选地,所述第一半导体开关、第一输入电路、所述第二半导体开关和第二输入电路被封装在一个芯片。
14、优选地,所述第一半导体开关、第一输入电路和所述第二半导体开关被封装在一个芯片。
15、优选地,所述第一输入端被配置为所述芯片的第一输入引脚,用于接收第一输入电压,所述第二输入端被配置为所述芯片的第二输入引脚,用于接收第二输入电压,其中所述第一输入电压和第二输入电压用于驱动所述第一输入电路中发光元件;所述第一输出端被配置为所述芯片的第一输出引脚,第二输出端被配置为所述芯片的第二输出引脚,所述第三输出端被配置为所述芯片的第三输出引脚,连接至参考地;
16、其中所述第一输出引脚和第二输出引脚中的一个用于接收外部输入信号;所述第一输出引脚和第二输出引脚中的另一个在所述第一半导体开关导通时将所述外部输入信号提供给负载。
17、优选地,所述第一输入端被配置为所述芯片的第一输入引脚,用于接收第一输入电压,所述第二输入端被配置为所述芯片的第二输入引脚,用于接收第二输入电压,所述第三输入端,用于接收第三输入电压,其中所述第一输入电压和第二输入电压用于驱动所述第一输入电路中发光元件,所述第一输入电压和第三输入电压用于驱动所述第二输入电路中发光元件;所述第一输出端被配置为所述芯片的第一输出引脚,第二输出端被配置为所述芯片的第二输出引脚,所述第三输出端被配置为所述芯片的第三输出引脚,连接至参考地。
18、其中所述第一输出引脚和第二输出引脚中的一个用于接收外部输入信号;所述第一输出引脚和第二输出引脚中的另一个在所述第一半导体开关导通时将所述外部输入信号提供给负载。
19、优选地,所述第一半导体开关和所述第二半导体开关的开关状态互补。
20、优选地,所述第一输入电路包括:
21、第一发光元件;
22、第一光电转换模块;
23、其中当所述第一发光元件发光时,所述第一光电转换模块以无线方式接收光信号,并转换为光电流;所述光电流用于控制所述第一半导体开关的控制端。
24、优选地,所述第二输入电路包括:
25、第二发光元件;
26、第二光电转换模块;
27、其中当所述第二发光元件发光时,所述第二光电转换模块以无线方式接收光信号,并转换为光电流;所述光电流用于控制所述第二半导体开关的控制端。
28、优选地,所述第一半导体开关中两个晶体管被配置为n型增强型金属氧化物场效应晶体管(mosfet),所述第二半导体开关中晶体管被配置为p型耗尽型mosfet。
29、根据本发明的第二方面,提供一种电子系统,该电子系统包括:
30、如第一方面所述的任一项继电器模块;以及
31、负载,
32、其中所述第一输出端和第二输出端中的一个用于接收外部输入信号;所述第一输出端和第二输出端中的另一个在所述第一半导体开关导通时将所述外部输入信号提供给所述负载。
33、本发明实施例的继电器模块包括第一半导体开关和第二半导体开关,第一半导体开关包括两个串联连接的晶体管,第二半导体开关在第一半导体开关关断时提供漏电流的泄放路径,由此在保证继电器快速切换性能的同时,有效抑制其关断状态下的漏电流,并且本实施例的半导体开关数量较少,结构更精简,成本更低,封装更小。
1.一种继电器模块,其特征在于,包括
2.根据权利要求1所述的继电器模块,其特征在于,还包括:
3.根据权利要求1所述的继电器模块,其特征在于,所述第一输入电路同时控制所述第二半导体开关进行导通和关断。
4.根据权利要求1所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关包括串联连接的两个晶体管,所述第二半导体开关被配置为一个晶体管,串联连接的两个晶体管的寄生二极管的连接方向相反。
5.根据权利要求1所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关包括串联连接的两个晶体管,所述第二半导体开关包括串联连接的两个晶体管,各个串联连接的两个晶体管的二极管的连接方向相反。
6.根据权利要求3所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关被配置为两个串联连接的增强型晶体管,所述第二半导体开关被配置为耗尽型晶体管。
7.根据权利要求2所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关和第一输入电路被封装在一个芯片,所述第二半导体开关和第二输入电路被封装在一个芯片。
8.根据权利要求2所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关、第一输入电路、所述第二半导体开关和第二输入电路被封装在一个芯片。
9.根据权利要求1所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关、第一输入电路和所述第二半导体开关被封装在一个芯片。
10.根据权利要求9所述的继电器模块,其特征在于,所述第一输入端被配置为所述芯片的第一输入引脚,用于接收第一输入电压,所述第二输入端被配置为所述芯片的第二输入引脚,用于接收第二输入电压,其中所述第一输入电压和第二输入电压用于驱动所述第一输入电路中发光元件;所述第一输出端被配置为所述芯片的第一输出引脚,第二输出端被配置为所述芯片的第二输出引脚,所述第三输出端被配置为所述芯片的第三输出引脚,连接至参考地;
11.根据权利要求8所述的继电器模块,其特征在于,所述第一输入端被配置为所述芯片的第一输入引脚,用于接收第一输入电压,所述第二输入端被配置为所述芯片的第二输入引脚,用于接收第二输入电压,所述第三输入端被配置为第三输入引脚,用于接收第三输入电压,其中所述第一输入电压和第二输入电压用于驱动所述第一输入电路中发光元件,所述第一输入电压和第三输入电压用于驱动所述第二输入电路中发光元件;所述第一输出端被配置为所述芯片的第一输出引脚,第二输出端被配置为所述芯片的第二输出引脚,所述第三输出端被配置为所述芯片的第三输出引脚,连接至参考地;
12.根据权利要求1所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关和所述第二半导体开关的开关状态互补。
13.根据权利要求1所述的继电器模块,其特征在于,所述第一输入电路包括:
14.根据权利要求2所述的继电器模块,其特征在于,所述第二输入电路包括:
15.根据权利要求6所述的继电器模块,其特征在于,所述第一半导体开关中两个晶体管被配置为n型增强型金属氧化物场效应晶体管(mosfet),所述第二半导体开关中晶体管被配置为p型耗尽型mosfet。
16.一种电子系统,包括:
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