具有低壓驅動和高溫工作額定值的小型化光繼電器

為半導體測試儀的精密化和工業設備的小型化做出貢獻
Compact photorelays with low voltage drive and high temperature operation rating

東芝推出TLP3412SRLA ，這是一種用於半導體測試儀器的低壓驅動光繼電器。
半導體測試器（ ATE：自動測試設備）透過向系統LSI或半導體記憶體等DUT的指定接腳施加電壓/電流來驗證DUT（被測設備）是否正常運作。許多具有 MOSFET 輸出的光繼電器（一種固態繼電器）用於切換 DUT 指定引腳的路徑。
光繼電器使用LED來開啟/關閉輸出側MOSFET，但該產品具有內建電阻器以啟用外部電壓驅動。工作電壓達1.6V，是東芝產品線中工作電壓最低的。 FPGA（現場可程式閘陣列）的使用電壓越來越低(目前1.8V) ，現在已可用來控制。
此外，在一種稱為探針（探針卡）的半導體測試系統的應用中，會在高溫下檢查半導體晶片的特性。在這種情況下，靠近 DUT 放置的光繼電器也會在高溫下使用。因此，光繼電器需要在高溫下工作。本產品的最高工作溫度額定值為125°C，有助於確保設備的溫度裕度。
ATE 必須在有限的時間內檢查更多的 DUT。這意味著單一 ATE 可以處理多個 DUT。一些 用於路徑切換的光繼電器也必須安裝在有限的區域內，具體取決於 DUT 和測量引腳的數量。因此，在ATE應用中，使用緊湊封裝的光繼電器是一個關鍵問題。採用東芝獨創的小封裝S-VSON4T可實現高密度安裝。
此外，由於其尺寸小且工作溫度高，因此它是一種半導體開關，可用於廣泛的應用，除了ATE應用之外，還包括PLC（可程式邏輯控制器）和其他工業設備。

Figure 1. Semiconductor Tester (ATE) General View
圖 1. 半導體測試儀 (ATE) 整體視圖

產品特點

  1. 1.8 V 系統 FPGA 的低工作電壓
  2. 高工作溫度額定值可確保設備溫度裕度
  3. 用於高密度安裝的小型封裝 S-VSON4T

1. 1.8V系統FPGA工作電壓低

Figure 2. Built-in resistor on LED side
圖 2. LED 側內置電阻

光繼電器的輸入側LED是電流驅動元件。因此，一般需要在LED端外接一個限流電阻。另一方面，從驅動側的角度來看，希望直接用電壓驅動元件。如圖2所示，LED側內建有電阻。這使得電壓控制操作無需外部電阻器的空間。透過FPGA或其他IC驅動也很容易。 FPGA的核心電壓也隨著處理的發展而降低。為了因應此趨勢，如圖3所示，該產品是東芝產品中電壓最低的驅動光繼電器。最大工作電壓V FON為1.6 V。這使得1.8 V系統FPGA的應用上已可使用。

Figure 3. Evolving FPGA (Low voltage)
圖 3. 不斷發展的 FPGA（低電壓）

2. 高工作溫度額定值，確保設備溫度裕度

探針台是半導體測試儀的一種，可以在高溫下測試DUT。這樣做時，光繼電器必須靠近高溫室放置，因此必須使用高溫操作的光繼電器。本產品最高工作溫度額定值為125°C，可在高溫探針等惡劣環境下使用。

3. 小封裝S-VSON4T，適合高密度安裝

Figure 4. Test head details
圖 4. 測試頭詳細信息

如圖4所示，測試頭有兩大類：裝置電源（DPS）和接腳電子元件（PE）。 ATE 使用繼電器來切換電源和訊號，以同時測量多個DUT。雖然測試儀的高速處理等技術創新並不常見，但對於必須應對低成本和高可靠性的半導體測試儀來說，高密度測試板是不可避免的。傳統的機械繼電器無法滿足這些要求，半導體繼電器（光繼電器）取代了它們，因此在有限的電路板空間內安裝了許多光繼電器。新型 TLP3412SRLA 採用小型封裝 S-VSON4T（1.45 mm × 2.0 mm（典型值），t = 1.4 mm（最大值）），有助於提高安裝密度。

應用裝置

Applications of PLC Analog Interface
PLC類比介面的應用
  • 半導體測試儀（記憶體、系統LSI等）
  • 探針卡
  • 各種測量儀器
  • 工業設備

* 它也適用於諸如PLC（可程式邏輯控制器）之類的在小框架上具有多個介面的應用。

新產品主要規格

（除非另有說明，Ta=25°C）

元件料號

TLP3412SRLA

數據表

 PDF: 368KB

封裝

東芝封裝名稱

 S-VSON4T

尺寸（毫米）

1.45 × 2.0 (典型值),

t = 1.4 (最大值)

觸點類型

1a

(常開)

絕對最大額定值

斷態輸出端電壓V VOFF (V)

60

通態電流 ION (mA)

400

通態電流（脈衝） IONP (mA)

1200

工作溫度 Topr (°C)

-40 至 125

耦合電氣特性

工作電壓 VFON (V)

最大值

1.6

通態電阻 RON (Ω)

典型值

1

最大值

1.5

電氣特性

輸出電容（輸出側） COFF (pF)

典型值

17

開關特性

開啟時間 tON (μs)

RL = 200 Ω,

VDD = 20 V,

VIN = 1.8 V

最大值

350

關斷時間tOFF ( μs )

150

隔離特性

隔離電壓 BVS (Vrms)

最小值

500

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相關資訊

產品資訊

隔離器/固態繼電器

科技文章

什麼是光繼電器?    

應用筆記

光繼電器在高頻電器應用的重點(PDF:849KB)

光繼電器在高頻電路應用的重點2(PDF:2400KB)

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