继电器有多种外形、样式和技术。根据您的应用，可能只有一种继电器类型是合适的。在其他情况下，可能适合多种继电器类型。本文详细介绍了不同继电器的优缺点，选择最适合当前工作的继电器。
本文中的许多结论适用于所有继电器应用，但它专门讨论了在查看针对自动测试设备（ATE）应用的开关模块上使用的不同类型的继电器时要考虑的因素。此处所做的比较是具有相似电压、电流和额定功率的继电器之间的比较，其外形尺寸与典型开关模块中的外形尺寸相似。

ATE应用中最常用的继电器类型包括：

1. 机电继电器

2. 干簧继电器

3. 固态继电器 （SSR）

4. 场效应管开关

机电继电器

机电继电器可能是当今ATE应用中使用最广泛的继电器。它们由线圈、电枢机构和电触点组成。当线圈通电时，感应磁场移动电枢，从而打开或关闭触点。参见图1。

机电继电器支持广泛的信号特性，从低电压/电流到高电压/电流，从直流到GHz频率。因此，您几乎总能找到信号特性符合给定系统要求的机电继电器。机电继电器中的驱动电路与继电器触点电气隔离，触点本身也彼此隔离。这种隔离使机电继电器成为需要电气隔离的情况的绝佳选择。

机电继电器上的触点往往比其他一些继电器类型更大、更坚固。较大的触点使它们能够承受由电路、电缆等中存在的寄生电容引起的意外浪涌电流。然而，一个不幸的权衡是，较大的触点需要更大的封装尺寸，因此它们不能在开关模块上如此密集地放置。

虽然机电继电器的机械结构在开关能力方面具有很大的灵活性，但它们有一个重要的限制：速度。与其他继电器相比，机电继电器是相对较慢的设备 - 典型型号可以在 5 到 15 ms 内切换和建立。对于某些应用程序，此操作速度可能太慢。

机电继电器的机械寿命通常比其他类型短。技术的进步延长了其机械寿命，但机电继电器仍然没有像同类干簧继电器那样具有那么多的驱动力。与任何继电器一样，切换的功率量和其他系统考虑因素会对继电器的整体使用寿命产生重大影响。事实上，机电继电器的机械寿命可能比干簧继电器短，但其在类似负载（特别是容性负载）下的电气寿命可能会以比干簧继电器慢得多的速度下降。机电继电器的更大、更坚固的触点通常可能比类似的干簧继电器更耐用。

机电继电器有闭锁和非闭锁两种类型。非闭锁继电器需要连续电流流过线圈以保持继电器致动。这些通常用于继电器在发生电源故障时必须切换回安全状态的应用。闭锁继电器使用永磁体将电枢保持在当前位置，即使在驱动电流从线圈中移除后也是如此。对于极低电压应用，锁存继电器是首选，因为缺少线圈加热可最大限度地减少可能影响测量的热电动势（EMF）。

机电继电器用于各种开关模块。它们的鲁棒性使其非常适合许多应用，特别是在开关速度不是最关注点的情况下，它们的多功能性意味着您可以在所有类型的开关配置中使用它们，包括通用、多路复用器和矩阵。

干簧继电器

干簧继电器与机电继电器一样，具有物理触点，这些物理触点通过机械驱动以打开/关闭路径。然而，对于干簧继电器，触点比机电继电器中使用的触点小得多，质量也小得多。干簧继电器由缠绕在干簧开关上的线圈制成。簧片开关由两个重叠的铁磁叶片（称为簧片）组成，密封在充满惰性气体的玻璃胶囊内。芦苇的重叠末端有触点。当线圈通电时，两个簧片被拉在一起，使它们的触点完成通过继电器的路径。当线圈断电时，簧片中的弹簧力将触点拉开。参见图2。

由于触点更小、质量更小和驱动机构不同，干簧继电器的开关速度比具有相同额定值的机电继电器快约 10 倍。干簧继电器的机械寿命也远高于机电继电器。然而，代价是簧片继电器上的触点较小，使其在闭合电路时更容易受到电弧的损坏。当电弧跳过触点时，它可以熔化接触表面的一小部分。如果熔融部分重新凝固时触点仍然闭合，则触点可能会焊接在一起。在驱动电流关闭后，簧片中的弹簧力通常不足以机械断开焊缝，从而导致继电器无法使用。机电继电器也可能因电弧而损坏，但导致电弧所需的能量要高得多。

由于干簧继电器非常容易受到接触损坏，因此系统电容产生的浪涌电流可能特别危险。浪涌电流可以通过继电器和电容之间的串联阻抗（例如电阻器或铁氧体）进行控制。系统中的任何电容都可能导致浪涌电流，无论是在被测反应器件中还是来自屏蔽电缆。

构成干簧继电器的铁磁材料使它们比同等的机电继电器具有更高的热电动势。因此，干簧继电器不适合极低电压应用，因为它们的热电动势可能会引入足够的噪声，导致测量误差。

干簧继电器的小尺寸和高速使其成为许多开关应用的绝佳选择。干簧继电器更常出现在矩阵和多路复用器模块上，而不是通用模块上。

固态继电器 （SSR）

SSR 使用带 LED 的光敏 MOSFET 器件构建，以驱动器件。参见图 3。

图3.固态继电器（SSR）：来自封装 LED 的光驱动光敏 MOSFET，并允许电流流过它。

SSR 是机电继电器的更快替代品，因为它们的开关时间取决于打开和关闭 LED 所需的时间 - 分别约为 1 ms 和 0.5 ms。由于没有机械部件，它们的预期寿命高于机电或干簧继电器。

SSR 可用于高压应用，因为 LED 致动确实在控制电路和 MOSFET 之间提供了电流隔离栅。然而，由于MOSFET正在执行开关，因此其触点之间没有电流屏障。当 MOSFET 上没有栅极驱动时，MOSFET 上的漏源沟道具有非常高的电阻，从而提供触点之间的断开。

由于连接是通过晶体管而不是机电和干簧继电器中的物理金属进行的，因此SSR的接触电阻更大。尽管技术改进正在不断提高SSR的接触电阻，但如今在生产中发现它们的电阻为100欧姆或更高的情况仍然并不少见。

SSR 不如机电继电器坚固耐用。与干簧继电器非常相似，当在高于其额定值的信号电平下使用时，它们极易受到浪涌电流和损坏的影响。虽然没有要焊接的金属触点，但 MOSFET 的损坏会使继电器无法使用。SSR 在矩阵和多路复用器上很常见。

 场效应管开关

与 SSR 一样，FET 开关不是机械设备。FET开关使用一系列CMOS晶体管来实现开关。与SSR不同，控制电路直接驱动晶体管的栅极，而不是驱动LED。晶体管栅极的直接驱动可实现更快的开关速度，因为LED的上电断电时间不是问题。通常，FET开关是这里讨论的最快的开关。此外，由于封装中没有机械部件或LED，因此FET开关可能非常小。然而，FET开关的一个主要缺点是它没有物理隔离栅，因此只能与低压信号一起使用。

由于 FET 开关基于 FET，因此具有 SSR 的许多优点和缺点。例如，它们具有更长的开关寿命，但也比机电或干簧继电器具有更高的路径电阻。
FET 开关最常用于多路复用器配置，用于高速、低压应用。

总结

机电继电器提供了良好的全方位解决方案，尽管它们在封装尺寸、开关速度和机械寿命方面存在限制。干簧继电器改善了封装尺寸、密度和速度，但在可能存在浪涌电流的情况下不太坚固。SSR 是机械继电器的不错替代品，但具有更高的路径电阻，并且触点之间没有完全隔离。FET开关提供了一种快速、低成本的解决方案，但仅限于在低电压下工作。

对于任何应用，在选择给定的继电器类型之前，请考虑所有系统参数。使用此信息将允许您为应用程序做出适当的权衡。