CN1251208A - 光电变换集成电路装置 - Google Patents
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Abstract
一种光电变换集成电路装置,其由光电二极管、电流/电压转换电路、和检测电路构成,其中光电二极管根据接收的光信号输出电流,电流/电压转换电路根据输入的电流信号输出电压信号,而检测电路输出可被从外部进行开/关控制的电流并将光信号转换为电压信号。光电二极管设置有两个输出端,其中的一个与电流/电压转换电路相连,而另外一个与检测电路相连。此结构可保证在如果有任何故障的情况下,通过对电流/电压转换电路施加一个电流在不将光投射到光电二极管的情况下可有效的检测连接在光电二极管和电流/电压转换电路之间的连线。
Description
发明领域
本发明涉及光电转换集成电路装置，该装置设置有光敏器件，该器件根据其接收的光信号输出电流信号，及电流-电压转换电路，其根据其接收的电流信号输出电压信号从而将光信号作为一个整体转换为电压信号。
背景技术
图4示出使用光电二极管作为光敏元件的传统的光电转换集成电路装置。在此结构中，标号1’表示光电二极管，其根据其接收的光信号输出电流信号，标号2表示电流-电压转换电路(此后称为“I/V转换电路”)，其根据所接收的电流信号输出电压信号，而标号3表示由开关元件31、恒流电路32和开关驱动电路33构成。
光电二极管1’的输出(阴极)与I/V转换电路2的输入相连，而设置在检测电路3中的恒流电路32同样通过开关元件31与I/V转换电路2的输入相连。因此，当光电二极管1’感应到光信号L时，或当开关元件31被接通时，电流从I/V转换电路2流到光电二极管1’或流到开关元件31，而对应此电流的电压被通过端子To输送出去。在I/V转换电路2内，如图5所示，基准电压Vref被通过电阻R1借助端子21提供到运算放大器的非-反向输入端(+)，而光电二极管’1的阴极通过端子22与运算放大器的反向输入端(-)相连。在此反向输入端(-)和输出端To之间，连接有电阻R2。当输出电流流过光电二极管1’时，电流I流过电阻R2，因此在输出端To的电压为I×R2。
在图4中，开关驱动电路33控制开关元件31的开/关状态；特别是，当开关驱动电路33在其检测管角TT接收到预定的电压时，其接通开关元件31。
通常，集成电路装置在其生产过程中进行功能检测。在光电转换集成电路装置的功能检测中，需要将光照射到光电二极管1’(光敏元件)；然而，实际上，较难将预定量的光照射到光电二极管1’上。为此，通过在外部接通设置在检测电路3中的开关元件31可进行功能检测，从而恒流电路32在当预定量的光照射到光电二极管1’上时将使I/V转换电路2输出尽量大的预定电流。
这里，如果在图4中所示的光电二极管1’和I/V转换电路2之间连线的点A’断路，即使光电二极管1’感测到光，I/V转换电路2也不会输出电流；即，光电转换集成电路装置是坏的。
然而，在上述的功能检测中，除非在I/V转换电路2和检测电路3间的连线存在缺陷，否则I/V转换电路2将输出电流，因此，除非在诸如I/V转换电路2的其它方面存在缺陷，否则光电转换集成电路装置会通过检测。
在此情况下，对于传统的光电转换集成电路装置，即使按照上述的方法进行功能检测，即通过将输入电流输送到I/V转换电路而不将光照射到光-敏器件上，在光电二极管1’和I/V转换电路2间的连线上也无法检测到有缺陷存在。
本发明的一个目的是提供一种光电转换集成电路装置，其在即使将输入电流输送到I/V转换电路而不将光照射到光-敏元件的情况下，也可检测光敏元件和I/V转换电路间配线中的缺陷的存在。
为了实现上述的目的，根据本发明的一个方面，用于将光信号转换为电压信号的光电转换集成电路装置包含光敏元件、电流-电压转换电路和检测电路，其中光敏元件根据其接收的光信号输出电流，电流-电压转换电路根据其接收的电流输出电压信号，而检测电路根据从外部馈送的驱动信号输出电流。另外，在光-敏元件的输出端设置多个端子，其中的一个端子与电流-电压转换电路相连而至少其中的一个剩余的其它的端子与检测电路相连。
根据此结构，在I/V转换电路(电流-电压转换电路)和检测电路间交换的电流总是通过光敏元件和I/V转换电路间的线路和通过光-敏器件的输出层流动。如果在光-敏元件和I/V转换电路间的线路中存在例如断路的缺陷，不会有输入电流通过检测电路输送到I/V检测电路。
根据本发明的另一方面，在上述的光电转换集成电路装置中，电流-电压转换电路的转换效率的温度特性与检测电路的输出的温度特性相反。
通常的，即使输送到I/V转换电路的输入电流被保持恒定，其输出会随温度发生变化。然而，根据此结构，通过检测电路输送到I/V转换电路的输入电流以这样的一种方式进行变化，从而消除了I/V转换电路的输出的变化。这使得输出不受温度变化的影响，并将其基本上保持在固定的水平。相应的，可进行高精确度的光电转换集成电路的功能检测。
根据本发明的另一方面，在光电转换集成电路装置中，光电二极管由半导体基片和第一和第二端子构成，第一和第二端子与形成在基片内的第一导电层保持接触，从而表现出与基片相反的导电性。另外，光电二极管电流从第一端子流到第二导电层，然后流到第一导电层，接着流到基片，而检测电流从第一端子流到第二导电层，然后流到第二端子。
图1为体现本发明的光电转换集成电路的实例的电路方框图；
图2为图1中所示的光电二极管1的芯片部分的示意图；
图3为体现本发明的光电转换集成电路的另外一个实施例的电路方框图；
图4为传统的光电转换集成电路装置的电路方框图；
图5为用在图4中所示的传统的光电转换集成电路中的I/V转换电路的实际结构的电路图。
此后，将参考相应的附图对本发明的实施例进行描述。图1示出体现本发明的光电转换集成电路的实例的电路方框图。在此图中，标号1表示光电二极管，其具有位于其阴极(输出)的两个端子T1和T2，其根据接收的光信号输出电流信号。光电二极管1具有与I/V转换电路相连的输出端T1，而其输出端T2与检测电路3相连。需注意的是，在此实例中与上述的传统的实例中相同的元件用同样的标号表示，并略去对重复内容的描述。
图2示出光电二极管1的芯片部分的结构。如图中所示，光电二极管1具有基片P-(高阻抗P-型半导体)和外延层N-(高阻抗N-型半导体)。基片P-被用做阳极，而外延层N-内的低阻抗区N被用做阴极。两个端子T1和T2被保持与区N接触。基片P-被通过电极D与地相连。
在如上所述的结构的光电转换集成电路装置中，当光电二极管1感测到光时，电流通过图2中所示的路径K1流动。另一方面，当设置在检测电路3中的开关器件31被从外部接通时，电流通过图2中所示的路径K2流动。在上面的任何一种情况下，电流都启始于I/V转换电路2。
在此情况下，在此实施例的光电转换集成电路装置中，即使当通过检测电路3将输入电流输送到I/V转换电路2，电流也总是通过将光电二极管1与I/V转换电路2相连的线路H1和通过光电二极管1的输出层(阴极N)流动。
因此，如果在将光电二极管1与I/V转换电路2相连的线路H1中的图2中所示的点A处存在断路，即使设置在检测电路3中的开关元件31被从外部接通，也无法从I/V转换电路2获取电流。即，即使当输入电流被输送到I/V转换电路而不将光照射到光电二极管1上，也可无误的检测到光电二极管1和I/V转换电路2之间的线路中的缺陷的存在。
这里，最好把将光电二极管1和I/V转换电路2相连的线路H1和将光电二极管1与检测电路3相连的线路H2设置的尽量彼此远离。其原因在于，如果两条线路被彼此设置的太近，还存在这样一种可能，即在I/V转换电路2和检测电路3间流动的电流不通过将光电二极管1与I/V转换电路2相连的线路H1和通过光电二极管1的输出层(阴极N)进行流动。
为了同一原因，最好在光电二极管1的输出层上设置两个端子T1和T2，并使它们之间的距离保持的尽量的远(如图2所示)。
通常即使被输送到I/V转换电路2的电流被保持恒定，其输出随温度发生变化。因此，最好使I/V转换电路2的温度特性与检测电路3的温度特性相反，从而，当温度升高时，I/V转换电路的输出升高，检测电路3(恒流电路32)的输出将降低。这就保证在检测电路3和I/V转换电路2间流动的电流以消除I/V转换电路2的输出的变化的方式进行变化。这样可使输出不受温度变化的影响，并将其基本上保持在恒定的数值。相应的，可对光电转换集成电路进行高精度的功能检测。
在上述的实施例中，在光敏装置(光电二极管)的输出端提供两个端子。然而，光敏装置也可提供三个或更多的端子。例如，如图3中所示，在光敏装置设置有三个输出端子的情况下，三个端子中的一个与I/V转换电路2相连，另外两个单独通过由开关驱动电路33’控制的开关元件31和31’与两个输出不同量电流的恒流电路32和32’相连。这就使三种输入电流中的一种流到I/V转换电路2，并使其可进行多方面的功能检测。
如上所述，根据本发明，在光电转换集成电路装置中，可通过将电流输送到I/V转换电路而不用将光照射到光-敏装置上检测将光敏装置与I/V转换电路相连的线路中的缺陷。其可增强光电转换集成电路的可靠性。相应的，此类的光电转换集成电路装置适合用在用于压缩盘播放机、数字视盘机、磁-光盘播放机等的拾音器。
Claims (7)
1.一种用于将光信号转换为电压信号的光电转换集成电路装置，其中包含：光敏元件、电流-电压转换电路和检测电路，其中光敏元件根据其接收的光信号输出电流，电流-电压转换电路根据其接收的电流输出电压信号，而检测电路根据从外部馈送的驱动信号输出电流，
其中在所述光-敏元件的输出端设置多个端子，所述端子中的一个与所述电流-电压转换电路相连，而所述端子中的剩余端子中的至少一个与所述检测电路相连。
2.根据权利要求1所述的光电转换集成电路装置，其特征在于其中所述电流-电压转换电路的转换效率的温度特性与所述检测电路的输出的温度特性相反。
3.根据权利要求1所述的光电转换集成电路装置，其特征在于将所述光敏装置的输出端与所述电流-电压转换电路连接的线路和将所述光敏装置的输出端与所述检测电路相连的线路被彼此设置的尽量远，从而防止电流直接在两线路间流动。
4.根据权利要求3所述的光电转换集成电路装置，其特征在于所述电流-电压转换电路的转换效率的温度特性与所述检测电路输出的温度特性相反。
5.根据权利要求1所述的光电转换集成电路装置，其特征在于在所述光敏装置的输出端设置的多个端子中，与所述电流-电压转换电路的输入端侧相连的端子和与所述检测电路相连的端子被彼此设置的尽量远，从而可防止电流直接在两个端子间流动。
6.根据权利要求5所述的光电转换集成电路装置，其特征在于所述电流-电压转换电路的转换效率的温度特性与所述检测电路的输出的温度特性相反。
7.根据权利要求1所述的光电转换集成电路装置，其特征在于光电二极管由半导体基片和第一和第二端子构成，其中第一和第二端子被保持在与形成在基片中的第一导电层接触，从而表现出与基片相反的导电性，及
光电二极管电流从第一端子流到第二导电层，然后流到第一导电层，接着流到基片，而检测电流从第一端子流到第二导电层，然后流到第二端子。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20040728 Termination date: 20110402 |