在許多情況下，我們需要基于低功率電路的操作來控制高電流/電壓負(fù)載，例如，當(dāng)使用微控制器的5V輸出來打開10A，240V負(fù)載時(shí)。在這些情況下，必須在系統(tǒng)的高功率和低功率部分之間提供足夠的隔離。不同類型的繼電器，如機(jī)電繼電器(EMR)、簧片繼電器和固態(tài)繼電器(SSR)，可以用來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
雖然EMR仍然被廣泛使用，但與SSR相比，它們有一些缺點(diǎn)。本文簡(jiǎn)要回顧了電子病歷的缺點(diǎn)，并提供了一些關(guān)于電子病歷基本操作的詳細(xì)信息，重點(diǎn)是輸出設(shè)備。機(jī)電繼電器(EMR)給纏繞在鐵芯上的線圈通電，以控制電樞的位置。對(duì)于常開輸出，通電線圈迫使電樞將電觸點(diǎn)置于接通狀態(tài)。當(dāng)線圈斷電時(shí)，彈簧可以將觸點(diǎn)移回?cái)嚅_位置。機(jī)電繼電器堅(jiān)固耐用，用途廣泛。但是占用空間比較大，比SSR慢。EMR一般需要5到15ms才能穩(wěn)定，這在某些應(yīng)用中是不可接受的。此外，電磁輻射由于其運(yùn)動(dòng)部件而使用壽命短。
機(jī)電式繼電器利用磁場(chǎng)來提供隔離，而SSR通常是通過光耦合來達(dá)到這個(gè)目的。在固態(tài)繼電器中，通常使用3至32伏直流電的小輸入電壓來點(diǎn)亮發(fā)光二極管。當(dāng)LED亮起時(shí)，輸出光敏器件(如TRIAC)就會(huì)導(dǎo)通，傳導(dǎo)電流。這些固態(tài)繼電器的簡(jiǎn)化輸出結(jié)構(gòu)如圖3所示(請(qǐng)注意，這只是一個(gè)輸出設(shè)備，沒有顯示光耦合器)。當(dāng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)r，晶體管開始傳導(dǎo)電流。SSR具有負(fù)載靈活性:RL可以連接到晶體管的集電極或發(fā)射極?？紤]到眾所周知的BJT伏安特性曲線，晶體管最好工作在(飽和)或(幾乎完全截止)狀態(tài)。
當(dāng)SSR的開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，SSR輸出端會(huì)出現(xiàn)一個(gè)壓降，稱為“導(dǎo)通態(tài)壓降”。該參數(shù)在器件數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出。對(duì)于基于BJT的固態(tài)繼電器，例如DC60系列，最大導(dǎo)通狀態(tài)電壓降可能為1至1.3V。假設(shè)固態(tài)繼電器輸出的電壓降為1V，我們可以估計(jì)基于BJT的固態(tài)繼電器的功耗約為1W/安培。
在BJTSSR的幫助下，為了實(shí)現(xiàn)從光耦到開關(guān)級(jí)更高的增益，廠商采用達(dá)林頓和互補(bǔ)配置，很多SSR采用MOS晶體管作為開關(guān)器件?？捎糜诮涣骱虳C負(fù)載的固態(tài)繼電器示例。為什么這些固態(tài)繼電器需要兩個(gè)晶體管？?jī)H使用單晶體管光耦合器無法正確阻斷交流電壓。這是因?yàn)槊總€(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的漏極和源極之間通常有一個(gè)寄生二極管，稱為體二極管。