介绍
本文是了传达有关接通和断开电路产品的规格和应用的相关信息；继电器、开关、接触器等，主要是机械形式，但也包括固态继电器，用于交流和或直流、信号应用、电力应用、电阻负载、无功负载、富裕或贫穷、疾病和健康、等等…
本文并不包含所有信息。远非如此。相反，我们的目标是为指出那些妄想打开和关闭电流的一些坑，并提供处理这些坑的建议。
特别排除了对基本开关术语和功能的讨论，以及任何特定于制造商的讨论；希望了解“刀”（poles）和“掷” （throws），瞬时与持续，建议参考以下资源或相关产品线的相关文档。
建议那些有兴趣在不同类型的开关设备之间做出更明智选择的人继续阅读。
图1：晶体管因外加电压过大而发生故障。
使开关难以使用的负载特性
浪涌电流与容性负载
在首次通电时，许多（可能是大多数）负载会瞬时产生比正常运行时大得多的电流，这种现象称为“浪涌电流”。白炽灯就是一个典型的例子；冷的时候，它们的丝的电阻通常是热的十分之一左右。许多电子设备中存在的输入滤波电容也会产生大量浪涌电流，而电动机吸引高启动电流的趋势是众所周知的。尽管变压器具有明显的感应性质，但由于饱和和剩磁的影响，变压器可能会产生较大的浪涌电流，甚至在极端情况下，长电缆中导体之间存在的寄生电容也会变得非常重要。
具有这种行为的负载所带来的困难是，当开关设备在其打开/关闭和关闭/打开状态之间转换时，会出现这些高峰值电流。这会给开关设备带来更大的应力，而不是在开关设备稳定在闭合状态后出现这些电流。
图2：对于连接在输入波形峰值（左）和零（右）附近的60瓦白炽灯泡的电压波形（蓝色）和电流波形（绿色）。测量的峰值浪涌电流值范围为3至6安培，持续时间为几毫秒，而运行中的RMS电流略小于半安培。
图3：LED灯启动时的交流线电压波形（蓝色）和电流波形（绿色）与60W白炽灯相当。右侧的图像是时间尺度较短的波形，用于突出显示涌流事件。
图4：日光灯（CFL）的线电压和电流消耗与60W白炽灯相当。与图2相比，图2和图3中的浪涌电流持续时间较短（约1/2 ms），强度比它们所取代的白炽灯更大（10至15A）。
感性负载
电感的本质是反对电流的变化，开关的本质是引起电流的变化。一个人不必是天才就可以假设两者的混合可能会导致某种程度的冲突……事实就是如此。电容性负载在开关闭合时容易出现由于电流应力而导致的问题，而感性负载在开关打开时容易出现由于电压应力而导致问题。电感上电压的基本公式是V=L*di/dt；电感（L）与流经电感的电流瞬时变化率（di/dt）的乘积。因为开关的全部作用是在电流中产生变化（通常很快），所以当开关断开时，方程中的di/dt项变得非常大，从而在电感上产生一个大电压，该电压往往与开关中断的任何电源相加。
图5显示了当使用的（机械）开关断开时，与图6所示测试电路相关的电压（黄色）和电流（绿色，1A/V）波形。虽然电路中只有一个3V电源，但随着电流衰减，开关上出现约10V的电压，持续5微秒左右，在电压波形稳定到最终稳定值之前，短暂向上偏移30V；电路中的附加电压是由电路中的电感产生的；18uH*2A/5us=7.2v；再加上源产生的3v左右的电压，就可以得到图像中显示的10英寸左右的电压。
机械开关的使用寿命是在每次几微秒的范围内延长的。奇怪的是，是什么导致了这样的波形，为什么是10V而不是3、7或147，以及这个小东西到底在做什么？请看…
图5：采集参考波形的测试电路示意图
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开关打开。降低接触压力和缩小导电面积会导致接触电阻增加，并且从开关打开的时候开始，电流从稳态的约3A缓慢下降到2A以下。
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接触电阻传导停止，电路中的电感会使开关两端的电压升高，直到勉强分开的触点之间发生电弧。
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开关上的电弧电压是稳定的，但略有增加，以响应仍然分离触点上的电弧长度增加和电弧电流减少。
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通过电弧的电流下降到触点之间无法保持稳定电弧的程度；电弧熄灭时会出现短暂的闪烁，但随着电弧电阻的增加，仍然分离的触点上的电压会增加，会导致重新点燃
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触点已充分离，电路电感中存储的能量已耗尽，直至电弧停止。电路电感中剩余能量的最后一滴作用是“敲响”串联LC谐振电路的钟声，该电路由电路电感与开关触点和电压探头的组合电容构成。
图6：对于图5波形的测试电路示意图
机械开关
电弧、火花和电气火灾简介
关于机械开关触点及其应用的讨论，如果没有提到它们的电弧、火花或任何其他我们可以称之为电流通过大气的火焰状传输的东西，是相当不完整的。
图7：两条相距约一厘米的电线之间产生的低电流（约30mA）电弧，使用7.5kV气体放电管标识的变压器。注意向上形状的曲线，由电弧加热的空气引起，导致空气被电弧加热从而通过电弧电流的通道上拉伸离子化的气体，电弧电流通过电离气体。靠近电极和穿过电弧中心的较亮区域反映出这些区域中较高的能量密度。
在空气中，当两个导体之间的电压差高到足以撕裂（通常）构成空气的电中性和绝缘气体分子时，就会发生电弧和火花，这一过程随着气体和/或导体本身的初始温度升高而更容易发生。部分分解的（“离子化”）气体分子碎片各自带着电荷，能够独立移动，因此能够A）携带电流，B）像抛射物一样运动，当它们被加速并被同样的静电力抛来抛去时，会对它们遇到的东西造成损坏，而静电力最初会将物体撕裂。有点像风暴中的碎片…
结果，之前作为电绝缘体的气隙变为具有负差分阻值的相当好的导体；电流的增加确实会增加对中间空气分子的活跃度，通常会提高所有相关物质的温度，使更多的载流子可用，并降低电弧的有效电阻。电阻越小意味着电流越大，电阻越小，电流越大，依此类推，直到其他一些限制因素发挥作用，形成电弧的两点之间的距离越小，启动一方所需的电压越低。哦，顺便说一下，那个弧线？是的，它有点热——就像几千摄氏度一样。准确的数字会随着条件的变化而变化，提供的猜测也会有很宽的变化范围，这是有道理的——要测量一个足够热的东西的温度很棘手，很难熔化你想用作温度计的大部分东西…
除了切断引起电弧的电源外，熄灭已形成的电弧通常是增加通过大气的电离路径的有效长度，直到驱动电源不再足以维持电弧。增加承载电弧电流的导体之间的间距是最常用的方法，由于电弧使所述导体汽化，这种情况偶尔会自动发生……通过大气的电离路径也可以通过非电离气体流拉伸（“电弧”一词的使用源于事实……），也可以通过磁力操纵。
机械接触和破坏弧
现在考虑一下，当两个物理对象在一个时间点上相互接触，一段时间后在物理上分离时，在这个过程的某个阶段，它们之间的距离非常小。如果这些物体是一组开关触点，那么当它们分离时，在它们之间引发电弧所需的电压也会很小。因此，所有类型的机械开关触点的含义是，当开关电路超过某个最低电压和电流水平时，触点之间的电弧形成几乎是给定的，通常在10V和几百mA附近。即使有一点点杂散电感，这也不难实现，正如下面的捕获序列所示。使用图6所示的相同测试电路，在开关打开期间，使用3个不同数量的附加串联电感和2个不同的电源电压捕获波形。发现电路的寄生电感足以在电源电压仅为3伏的情况下产生明显的接触电弧迹象。
图8：开关打开试验电路，附加电感为零，电源电压为0.9v（左）和3v（右）
图9：开关断开，增加18uH电感，电源电压为0.9v（左）和3v（右）
图10：开关断开，增加130uH电感，电源电压为0.9v（左）和3v（右）。
用于获取此信息的开关的移动触点如图11所示，仅在几次开关循环后，由于电弧而导致的磨损开始可被视为略微位于中心右上角的表面变色部分。图12所示为经过几十次更恶劣的切换（将充电至约15V的0.1F电容短路）后的相同触点。
图11：在捕获这些图（图8-11）的数据后，移开使用过的开关触点。
图12：同样的连接，经历了更多的滥用切换。
由于机械开关触点的物理分离是熄灭它们之间形成电弧的主要方式，因此该过程发生的速度与开关的寿命极为相关；缓慢的触点移动可延长形成的任何电弧的停留时间，从而加速触点磨损，使其在第一个驱动循环中可能出现故障。因此，大多数为电源控制应用（与信号切换相比）而设计的手动开关并不直接操纵开关触点，而是通过某种机制来操纵开关触点，使触点在弹簧张力下快速移动，从而产生与此类设备相关的最终咔嗒声
图13：用于收集附带波形的机械开关（图8-10），已分解…
对于电动机械触点组件（继电器、接触器等），触点移动速度受流经控制电路的电流变化率的影响；缓慢变化的控制电流会产生缓慢变化的机械驱动力，这通常会导致触点移动变慢，并因电弧而增加磨损。这与驱动电路的设计密切相关，如果设计不当，驱动电路会严重缩短设备的使用寿命。
图14：组装时开关关键部件的三维实体模型。针对V形电枢的弹簧加载柱塞轴承的基本概念用于来自不同制造商的各种开关中。
反弹
机械开关触点容易反弹，就像混凝土上的橡胶球一样。嗯，也许不太像那样，但概念和机制是相似的；两个表面之间发生碰撞，并且所涉及材料的弹性性质导致碰撞表面在再次碰撞之前暂时分离，然后最终彼此停止接触。这通常在触点闭合时更为明显，就像球落在混凝土上时比再次捡起时反弹得更多一样。
在低电平信号应用中，触点反弹导致的多个电信号转换在很大程度上只是从功能角度来看存在问题；按下一次连接到快速数字计数器的开关，计数器可能会记录2次、3次或更多次按下，而不是一次。然而，当开关电路中的电压和电流超过电弧形成的阈值时，反弹成为设备可靠性的一个严重问题，因为反弹与负载产生的任何浪涌电流同时发生，放大了触点磨损和损坏的可能性。
图15显示了使用与图6相同的电路闭合时反弹的廉价开关的电气行为，包括和不包括18uH系列电感。请注意，三伏电源会产生20～80V量级的瞬态响应，并且开关两端的电压在达到稳定值之前会进行不少于8次往返于零和非零之间，一定时间内与前面讨论的各种振铃所产生的浪涌电流的持续时间非常相似。
图15：开关闭合期间的触点弹跳波形：黄色=电压，绿色=电流@1A/V标度。左侧仅包括寄生电感，右侧包括18uH系列电感。注意在这些单独捕获中发现的特征的时间安排上的相似性，以证明创建它们的过程的一致性。
接触（镀层）材料
用于构造和/或表面电镀一组机械触点的材料对其非常适合的应用类型有影响。这里的关键权衡涉及低电平信号和功率切换应用之间的区别；给定的材料往往对其中一种或另一种有利，但并非两者都有利。
尤其是黄金，它能够抵抗大气中氧气、硫化物、湿气等的表面腐蚀，并且能够保持明亮、有光泽的表面，从而实现可靠、低电阻的电气连接；如果在毫伏很重要的地方切换一个小信号，这正是人们想要的。不幸的是，它也是一种相当软的材料，在发生电弧时会很快腐蚀（而且也很昂贵……），这限制了它作为接触材料在小信号应用中的使用。
另一方面，银、银合金、钨等材料在电弧条件下更耐用，但会受到大气腐蚀，在接触表面形成绝缘层，从而在小信号应用中无法建立良好接触。具有此类触点的设备依靠有限的电弧清除表面腐蚀，因此更适合于电源开关应用。
图16：为电源开关（顶部）和信号开关（底部）应用设计的开关的比较。前者在125VAC（电阻）下的额定开关为20A，而后者在最大20V AC或DC下的额定开关为0.4VA（电压*电流）。
机械继电器和接触器
有什么区别？
“继电器”和“接触器”之间的区别有点模糊，因为不同的来源对这个问题提供了不同的答案，这些答案在精神上或多或少相同，但在细节上有所不同。这两个术语都描述了具有一个或多个电极的机电驱动开关，尽管术语“接触器”通常用于指拟用于大功率开关（千瓦及以上）的设备，这些设备通常配有单掷常开触点，并且更有可能包含高级消弧功能。相反，“继电器”通常是指信号电平或低功率开关设备，通常配备双掷杆。
图17：从左到右R：一个25A/250VAC SPST固态继电器、一个25A/277VAC DPST机械继电器和一个25A/600VAC SPST接触器
图18：25A/250V继电器（有些人可能将其归类为“接触器”）从上方拆下盖子，而10A/250VAC继电器则完全是“继电器”前者采用坚固的单掷双断触点（每个电路两个串联触点组），每个触点组的尺寸大致与通用继电器中的整个双掷触点组件的尺寸相同。
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某些形式的鉴定或限制性试验条件适用于大多数设备额定值。不注意这些情况迟早会困扰一个人，而在继电器电流额定值的情况下，出于几个基本原因，可能会更快。如上所述，载流和中断电流之间存在着巨大的差异，其中，中断电阻和无功（电感或电容）负载之间存在着巨大的差异，而在这两种负载上，峰值与连续额定值的概念悬而未决。用于对销售产品进行索引和分类的标称额定值并不能说明一个完整的全貌，无论是继电器还是它们可能需要切换的负载；750瓦的加热元件与1马力（0.75千瓦）的感应电动机截然不同。
注意控制信号
典型机电继电器/接触器的控制输入是一对通向电磁铁的导线，这并不像看起来那么简单。一方面，它的感应性很强，因此，任何控制它的设备都可能需要保护。如前所述，该感性负载的精确特性随温度和继电器内运动部件的位置而变化，以及应用的控制信号的性质对定时和触点寿命有重大影响。
图19显示了在打开小型继电器期间捕获的一组波形，图20是显示所用电路和所示不同测量位置的示意图。当控制信号（黄色，CH1）解除时，晶体管（粉色，CH3）上的电压升高，直到使用的晶体管在大约80v的电压下进入雪崩击穿模式，并继续传导，直到流过线圈（绿色，CH4）的电流降到零，这大约需要200us。大约1.5ms后，继电器触点断开，如它们之间的电压所示（蓝色，CH2）
在这种情况下，用于控制雪崩的超大晶体管可以承受雪崩期间晶体管中耗散的功率；尺寸更合适的设备可能会损坏。
图19：。与晶体管控制继电器断开相关的波形。
图20：用于图19数据的电路图
图21：波形捕获类似于图19，但在FET上使用齐纳二极管将施加在其上的电压限制在低于晶体管额定VDS（最大）的值。继电器线圈电流衰减至零所需的时间增加了一倍，约为400us，但控制信号解除与触点断开之间的时间仅延长了类似的绝对量，从约1.5ms延长至1.6ms。
图22：图21的测试电路
图23：当晶体管关闭时，一个“自由转动”二极管被用来允许继电器线圈电感中存储的能量通过线圈电阻的循环耗散。晶体管上产生的电压应力尽可能小（只有二极管压降大于电源电压），但控制信号解除之间的延迟增加了大约4倍，达到约6ms。此外，触点断开时，继电器线圈中仍存在一定量的电流。产生的磁场虽然不足以将继电器的电枢保持在闭合触点位置，但仍会降低触点断开时的分离速度，从而延长触点之间发生电弧的持续时间。
图24：。图23的测试电路。
交流与直流输入？
继电器和接触器通常指定用于交流和/或直流控制输入。主要区别在于，能够交流输入的设备包括，确保当应用交流控制输入时，设备电枢保持在启动位置而不会过度振动的规定，尽管交流控制输入（及其产生的磁力）是时变的，并且具有零或非常小的振幅周期。大多数这样的设备都能够在直流输入下充分发挥作用，尽管通常情况并非如此；为直流输入指定的继电器不能与交流控制信号一起正常工作。
然而，请注意，简单地用直流信号代替具有相同RMS振幅的交流信号会抵消继电器线圈电感的限流效应，这可能导致电流过大，进而导致控制线圈过热。如果出于某种原因有必要使用交流输入和直流控制信号指定的继电器，建议制定规定，将线圈电流限制在规定值内。如果打算使用带有直流信号的交流额定继电器，还需要注意其他注意事项，下面列出的建议参考资料中对此进行了详细讨论。
图25：数据表摘录自TE Connectivity的KRPA系列继电器。请注意，在指示的线圈电阻上施加额定线圈电压可产生直流输入设备的额定线圈功率。以12伏版本为例，（12v）2/120Ω=1.2W。交流输入版本的相同计算得出（12v）2/24Ω=6W，接近给定额定视在功率的3倍。这表明线圈的电感约占通过线圈绕组的限制电流负担的三分之二，并说明了为什么在这样的设备上使用12v DC而不是AC是个坏主意，除非人们喜欢燃烧继电器的香味…
固态开关
这里的术语“固态开关”在广义上用于执行触点闭合功能的任何基于半导体的设备。单个晶体管计数，就像许多晶体管合并成固态继电器或类似设备一样。
固态开关通过调节半导体材料的特性来实现功能，而不是通过物理方式将导体移入和移出彼此的接触，这导致了它们在特性上的巨大差异。首先，由于固态开关中除了电荷载体外，没有其他物质在物理上移动，因此可以避免反弹现象，并且可以实现更快速的开关。
其次，固态开关中工作的随机/不可预测元素相对较小，数量众多，趋于平均，而机械开关中的随机/不可预测元素相对较少，数量巨大。因此，与机械开关的突然、前后“开、关或灭弧”特性相比，从“开”状态过渡到“关”状态的过程以及从“开”状态过渡到“关”状态的过程更像是固态开关的渐进、单调过程。在“关”和“开”之间的任意操作点上保持功能是许多半导体器件的常见做法（称为“线性”操作），甚至那些设计为以二进制、开或关方式运行的器件（例如晶闸管家族中的大多数器件）在其稳定状态之间转换时也表现出类似线性的行为。
综上所述，在其他条件相同的情况下，这些因素使得固态开关绝对比机械开关更快，更不用说声音了。虽然固态开关在许多情况下都具有极大的优势，但它也有其自身的缺点和局限性。
图26：一种固态开关，用串联的10Ω负载中断12V电源。显示的轨迹表示开关（黄色）、控制输入（蓝色）和通过开关（绿色）的电流。注意没有触点弹跳。
图27：一个机械开关，断开相同的12V至10Ω电压，显示完整的切换周期（左），并在触点闭合期间放大视图，以显示触点弹跳（右）。如上所述，黄色轨迹指示开关两端的电压，绿色轨迹指示通过开关的电流。请注意图26中与固态设备相比的时间刻度差异。
电压极限值
半导体开关具有微观特征尺寸，利用原子尺度现象来执行其功能。由于这种小的物理规模，即使是适度的电压也会在设备内产生非常强的电场。当这些领域变得太强大时，产品就会很快开始崩坏；由于其体积小，将设备的重要部件转化为气体不需要大量故障能量。因为现代半导体是用极高纯度的材料和高精度的工艺制造的，所以对于给定的设备，产品开始崩坏的点是可以预测的，具有相当高的精度，制造商通常用绝对最大额定值来描述。虽然这些数值没有描述确切的销毁阈值（很像地雷警告标志通常不会放在最近的雷管的顶部），但它们确实意味着一个点，超过该阈值后将迅速找到。因此，合理的设计实践要求设备的绝对最大额定值始终不受侵犯。
这与机械开关所承载的电压额定值形成对比，机械开关往往反映实现额定使用寿命的极限值，而不是即将发生崩坏的阈值。后者可以通过机械开关的介电强度额定值更好地反映出来，该额定值通常是零件额定开关电压的10到100倍。
这种区别的一个结果是，固态开关通常需要在处理和服务期间针对瞬态过电压事件进行保护才能可靠，而机电开关通常不需要。即使是在电子领域遇到的更结实的晶体管，也会小心地包装在防静电包装中，并用贴纸密封，警告内容物对静电敏感，以免设备因偶然积聚电荷而损坏。然而，即使是最小、最精致的机械开关，也可能不会装在普通的静电聚乙烯袋或管中。甚至可能是在一张泡沫塑料床上。继续，将房间干燥至10%的湿度，穿上聚酯休闲服，在沙发上抚摸你的长毛猫，同时操作机械开关。它不在乎。
图28：施加过电压后2N7000 FET的残留物，如图1所示。通过130uH/510uF L-C过滤器通过机械接触闭合施加90 V电源，以导致此崩坏。
图29：与图1和28相关的漏源极电压（黄色）和漏极电流（绿色）波形。额定漏源极电压最大为60v，在出现显著击穿电流之前，该初始室温设备可承受约85V的电压。这种情况持续约1.5亿分之一秒，之后会发生电弧状短路事件，瞬时峰值电流高达几安培，持续约80微秒以上，之后故障电流降至亚安培水平。据推测，这两个不同的故障阶段对应于晶体管内部变成液体或等离子试图逃逸，然后在引线框架部分之间产生电弧。
将其与标称额定电压为48V的小型开关进行比较，左下角显示的开关可承受400V以上的电压，并且没有显示即将发生故障的迹象。
图30：一个小型信号电平开关，可耐受400V以上电压，且无故障。
热限制
由于各种原因，热管理和分析往往是固态开关比机械开关更迫切关注的话题。首先，半导体开关往往表现出比机械触点更高的传导损耗，尤其是当设备额定电压增加时。除此之外，固态器件承受连续高频开关的能力导致它们以这种方式使用。当设备在“开”和“关”状态之间转换时，会消耗一定量的功率，当每秒重复数万次、数千次或数百万次时，功率就会累积起来。计算用于设计目的的功耗不是一个简单的过程，建议进行经验测试以验证估计值。
更一般地说，附加在标称设备额定值上的条件和资质在不同的设备系列中并不一致。主流趋势似乎需要在代表可能具有侵略性的使用情况的条件下对机电开关进行评级，而固态设备更可能在符合行业惯例的条件下进行评级和表征，尽管与可能的应用条件相比，这是相当乐观的。后一种情况值得注意，并在这个帖子中进行了详细讨论。
换言之，如果把机械开关的额定值理解为描述其安全操作的极限，就不太可能犯太大的错误。相比之下，固态开关上的额定值更像是在主要应用条件下计算操作极限的参考点；在没有进行粗略的热分析的情况下对固态开关的额定值进行表面评估，就等于向灾难发出了一个刻有字的邀请和一束玫瑰。
图31：一个25安培的机械继电器（左）、一个25安培的固态继电器（右）和散热器（后），固态设备必须连接到散热器上才能应用25A额定值。机械继电器的额定值适用于设备。
漏电流
固态开关漏电流；即使在其打开或“关闭”状态下，也会有一定量的电流通过，固态开关常用的保护组件通常也会有漏电流。虽然表面污染会导致打开的机械开关端子之间出现可测量的漏电流，但通常会有几个小数位大小的差异。尽管在许多方面存在潜在问题，但漏电流的安全影响值得注意，并且固态开关通常不适用于服务断开和类似应用。
图32显示了之前比较的25安培固态（AQ-A）和机械（G7L）继电器数据表的适用部分。在其关闭状态下，固态器件可以在20°C/68°F的温度下允许多达10mA的电流通过器件。该数字可能会随着器件温度的升高而增加，在任何情况下，成为10mA（甚至四分之一）的导体都会在很短的时间内引起人们的注意。
对比机械继电器信息不是引用漏电流，而是引用绝缘电阻，在这种情况下，绝缘电阻至少为千兆欧。在该电阻上施加277V的额定最大值将导致277nA的电流，大约是固态对应电流的36000倍。
图32：固态继电器和类似额定值的机械继电器的漏电流比较。
dv/dt和di/dt弱点
大多数固态开关对其上的电压变化率具有某种程度的敏感性。固态开关上足够快的电压上升或下降可能会导致各种问题，具体取决于所用设备的类型；无法关闭、不必要的开启、切换过程的减慢等。此类事件通常会对设备造成很大压力，并导致设备快速加热。由于导致它们的设备特性往往会随着温度的升高而恶化，如果导致最初发生的情况持续存在，则可能会出现雪球效应，导致快速破坏。dv/dt相关问题的缓解通常通过使用称为缓冲器的无源元件网络来实现，其设计和理论在一定程度上被建议的几个资源所涵盖。
同样，电流变化过快也会损坏设备。少数载流子器件（如双极晶体管和晶闸管）在通电过程中最常见的问题是，这种情况下的问题与器件有源区内的电流集中有关。由于少数载流子器件的通态电压随着温度的升高而降低，因此通过器件的电流将倾向于流过器件的较热区域，导致它们变得更热，并吸引更多的电流，依此类推，直到发生故障。
这些影响的细微差别和相关的设计考虑因素在不同的可用设备类型中有很大的不同，超出了本文的范围。将来可能会有更多的信息。
图33：波形显示了半桥配置中感性dV/dt（不期望的）使FET导通，如图34的示意图所示。当Q2导通时，Q1漏极处的电压增加时，Q1漏极和栅极端子之间的寄生电容将电荷耦合到栅极端子，从而导致穿过Q1的栅极源极电压增加到使其开始导电的阈值。
红色波形显示Q1中的瞬时功耗。两个光标之间该波形下的区域表示在该意外开启事件期间Q1中耗散的能量约225微焦耳。如果在18 kHz下连续重复该脉冲，Q1将耗散约4瓦特。
图34：
固态继电器（SSR）
当使用“固态继电器”一词时，通常是指设计用于提供类似于继电器功能的半导体器件；低频“开/关”开关，由与被控制电路电隔离的低功率输入控制。这一概念的边界并不完全清楚，尤其是沿着晶体管或晶闸管输出光隔离器的共同边界，人们可以找到功能相似的设备，这些设备被归类为使用其中一个或两个术语，没有明确的分界线。然而，目前的趋势是，归类为“固态继电器”的设备更适合于以最小的输入驱动电流进行更高输出电流（数百mA或更多）的低频切换，而“光隔离器”更适合于速度更快、精度更高的数十mA或更少电流的切换，以信息传递而非权力控制为导向。
固态继电器可大致分为两大类；那些基于FET和基于晶闸管（SCR或TRIAC）的。二者之间的主要功能区别在于，晶闸管与FET不同，不是自换相的（self-commutating）；一旦通过控制信号触发导通，它们不会停止导通，直到流过它们的电流降低到接近零值的最小值以下。因此，基于晶闸管的固态开关几乎只用于切换交流电流，因为电流的自然反向提供了周期性换向机会。此外，晶闸管和场效应晶体管具有不同的传导损耗特性，这使得它们非常适合不同的应用空间。
与机械继电器相比，大多数可用的固态继电器都是单掷继电器，这可能是因为即使在许多故障条件下，构建一个可靠避免多掷位置之间交叉连接或短路的基于半导体的设备也并非易事。多极SSR在某种程度上更为常见，但单极、单掷、常开（Form A）式SSR是迄今为在野数量最多的。
图35：几个不同固态继电器的内部图，说明了可能遇到的不同输出配置的采样。从左到右，背靠背FET（允许交流或直流负载任意中断）、单个FET（仅适用于切换直流负载）和triac输出（仅适用于切换交流负载）。
图36：在“固态继电器”保护伞下发现的各种不同物理形状因素的装置。从左到右，一个侧面几毫米的表面安装设备，一个用于三相切换的底盘安装模块，以及一个带整体散热器的DIN导轨安装设备。（照片未按比例缩放）
建议的资料
固态与机械开关设备
机电与固态继电器特性比较（TE连接，1页）
包括一个表格，提供两种主要继电器类型之间的一般定性比较。
固态继电器（SSR）与机电继电器（EMR）（Crydom，5页）
强调基于两类开关技术的继电器之间的差异。
固态继电器相对于机电继电器的优势（Ixys，11页）
讨论选择固态设备与机械设备的原因。包含有效的信息，但似乎是出于强烈的影响意图而非简单的告知。
吸收电路
电源电路用吸收电路的设计（Cornell Dubilier，29页）
讨论了吸收电路的一般设计原则以及实施和部件选择的实际考虑因素。
三端双向晶闸管的RC吸收电路设计（ST，18页）
讨论了用于控制交流电流的常用设备的吸收电路设计和应用。
AN1048/D：用于晶闸管功率控制和瞬态抑制的RC吸收电路（ON Semi，22页）
讨论适用于晶闸管器件的吸收电路设计和应用，以及这些器件的行为和内部过程，这些行为和内部过程导致了对此类器件的需求。
IGBT应用的吸收电路注意事项（International Rectifier/Infineon，9页）
讨论了IGBT器件中吸收电路的应用。
吸收电容（Cornell Dubilier，4页）
包含有关吸收电路应用环境中部件选择和尺寸标注的简短但有用的信息。
机械继电器和开关资源
电弧和触点寿命
接触电弧现象（TE Connectivity，3页）
简要讨论机电继电器中电弧和相关磨损过程的影响，也适用于机械开关。
继电器触点寿命（TE Connectivity，3页）
讨论接触材料、机械接触磨损和防护的基本概念。适用于机械开关和继电器。
基础信息
继电器技术信息（Matsushita Electric Works, Ltd.,31页）
一份内容广泛、信息密集的文件，提供了机械继电器、应用指南、制造注意事项和其他相关主题中使用的术语描述。
继电器技术基础（Phoenix Contact，11页）
讨论触点材料、开关/触点保护、信号与电源切换以及固态继电器。包含良好的信息，但组织和演示可能无法很好地适应尚未熟悉主题的读者。
一般应用指南（Panasonic Electric Works, 11页）
松下机械继电器应用的一般指南，包括接触材料、接触保护和线圈抑制等主题。
汽车继电器应用说明（TE Connectivity，7页）
讨论继电器在典型汽车使用情况下的应用注意事项，并提供此类使用的示例。提到的主题包括线圈抑制、触点腐蚀的影响、在线诊断指南以及降低继电器控制线圈功耗的高级驱动方法。
设计注意事项
直流继电器的继电器线圈抑制应用（TE Connectivity，2页）
以简明和供应商中立的方式，讨论了处理机电继电器线圈的感应特性以及对继电器行为产生的影响的技术。
线圈抑制可缩短继电器寿命（TE Connectivity，2页）
继电器线圈抑制效果的另一简明讨论。
确定继电器线圈电感（TE Connectivity，1页）
描述测量继电器控制线圈电感的推荐条件
直流继电器线圈功率降低选项（TE Connectivity，1页）
讨论了使用非闭锁控制机制降低机械继电器功耗的技术。
线圈电压和温度补偿（TE Connectivity，2页）
讨论在不同温度条件下确保继电器正确驱动的注意事项。
直流继电器的温度注意事项（TE Connectivity，2页）
利用方程和实例讨论了温度对直流输入机械继电器操作的影响。
用交流操作直流继电器，反之亦然（TE Connectivity，2页）
描述了交流输入继电器和直流输入继电器之间的结构差异，以及尝试将其中一种继电器与另一种形式的控制信号一起使用的效果。
正确的线圈驱动对良好的继电器和接触器性能至关重要（TE Connectivity，3页）
讨论实现正确机械继电器线圈驱动的基本考虑因素。
接触负荷/寿命性能增强（TE Connectivity，3页）
讨论了使用直流驱动线圈切换交流负载时影响机械继电器寿命的因素。
制造和生产注意事项
通风密封继电器（TE Connectivity，2页）
讨论与密封/可清洗继电器通风有关的注意事项
印刷电路板继电器的安装、端接和清洁（TE Connectivity，2页）
提供与PCB安装电路板结合使用的组装后清洁工艺和代理的建议、处理建议和PCB设计指南，包括迹线宽度。
可疑继电器故障的验证和诊断（TE Connectivity，4页）
描述了继电器初始测试的过程和程序，这些继电器被认为不合格或不符合制造商的规范。
固态继电器资源
设计注意事项
AN56：固态继电器（Vishay，2页）
简要介绍该供应商小信号固态继电器产品的功能和特点。
固态继电器常见注意事项（Omron，9页）
以反映供应商对工业自动化应用的熟悉程度的方式和角度，对SSR使用注意事项进行了简明而广泛的讨论。
AN58：固态继电器电流限制性能（Vishay，2页）
讨论小信号SSR中的限流行为/功能。
AN59：固态继电器输入电阻选择（Vishay，2页）
讨论与使用简单（外部调节）LED控制输入的SSR输入电阻选择相关的问题。
AN61：固态继电器并联和直流操作（Vishay，2页）
讨论在并联模式下使用供应商的FET输出SSR以提高输出电流能力的注意事项；也适用于其他供应商的类似产品。
AN69：固态继电器金属通态浪涌性能（Vishay，3页）
从电信应用和标准化浪涌测试波形的角度讨论了SSR设备的浪涌容限。
注意变压器的零点切换（TE Connectivity，2页）
最直接适用于固态继电器；讨论当连接到电感限制负载（如变压器）时，在零点切换交流电源的相关困难。
设备保护
AN57：固态继电器过压保护（Vishay，4页）
主要从小信号设备的角度对保护技术进行简要讨论，但也与其他设备类别相关。
保护交流输出SSR免受电压瞬变现象影响（Crydom，5页）
讨论保护SSR免受过电压条件影响的必要性和方法，并提及dv/dt相关问题。