¿Cuál es el propósito de los diodos en paralelo con los transistores en un relé de estado sólido?

Los dos diodos dentro de la línea punteada representan el diodo parásito a granel en paralelo con cada MOSFET según este diagrama de un relé de estado sólido (SSR): -

¿Qué hacen los diodos opuestos?

Cuando se activan ambos MOSFET, los MOSFET ofrecerán una baja resistencia y derivarán sus respectivos diodos parásitos. Necesita dos MOSFET consecutivos en un SSR para evitar la conducción de media onda en CA; ese es el problema de tener un diodo a granel en paralelo con un MOSFET.

Los MOSFET funcionarán como interruptores con un voltaje de suministro negativo, pero esto está restringido a alrededor de -0,6 voltios debido al diodo a granel: -

Fuente de imagen .

Observe la curva azul claro para Vgs a 0 voltios (dispositivo apagado): la conducción en reversa (debido al diodo) comienza en una sombra superior a -0.5 voltios, pero más cerca de 0 voltios, el MOSFET puede actuar como un interruptor de voltaje negativo y tiene un muy característica similar cuando el voltaje es positivo o negativo. Por lo tanto, la configuración MOSFET consecutiva actúa como un verdadero interruptor de CA con una resistencia de encendido doble que la de un solo MOSFET. Entonces, básicamente, los diodos no están llamados a conducir mucha corriente; cuando los MOSFET están apagados, los diodos se bloquean y cuando ambos MOSFET están encendidos, los diodos se derivan por sus respectivas resistencias de encendido de la fuente de drenaje.

Esta no es una configuración "push-pull". En un push-pull, el nodo común entre los 2 transistores sería la salida. Entonces, un transistor puede "jalar" corriente mientras que el otro puede "empujar" corriente.

Debe mostrar la fuente de este dibujo para que esté completo.

Mi interpretación de los dos MOSFET en serie es que el componente en la línea de puntos admite corriente alterna, una corriente puede fluir en cualquier dirección. En teoría, es posible usar solo un MOSFET para eso, pero en la práctica habrá un problema con la polarización adecuada del sustrato del MOSFET para hacer que el MOSFET se active cuando sea necesario.

La solución práctica es permitir solo una dirección de la corriente a través de cada MOSFET. Eso requiere el uso de dos MOSFET en serie. Luego, el sustrato (bulto o cuerpo) de un MOSFET se conecta a su fuente. Si busca cómo se construyen los MOSFET y luego aprenderá que tanto el drenaje como la fuente tienen un diodo en el sustrato. Los diodos en su esquema son los diodos de sustrato de drenaje de cada MOSFET. No se pueden evitar, son una parte integral de los MOSFET.

Aquí, estos diodos de sustrato de drenaje realmente ayudan, ya que conducen la corriente y evitan que el MOSFET tenga que trabajar con una corriente inversa.

Entonces, cuando la corriente fluye de arriba hacia abajo, el MOSFET superior y el diodo inferior conducen. Cuando la corriente fluye de abajo hacia arriba, el MOSFET inferior y el diodo superior conducen.