DE8808675U1

DE8808675U1 - Light-controllable semiconductor device

Info

Publication number: DE8808675U1
Application number: DE8808675U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1988-07-06
Publication date: 1988-09-08

Description

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Lichtsteuerbares Halbleiterbauelement
5Light-controllable semiconductor device
5

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einem in einem Gehäuse eingeschlossenen Halbleiterkörper, der eine Einrichtung zur Erzeugung einer Fotospannung enthält.The invention relates to a semiconductor component with a semiconductor body enclosed in a housing, which contains a device for generating a photovoltage.

Ein solches Halbleiterbauelement ist beispielsweise in der EP-Al-0 048 146 beschrieben worden. Die die Fotospannung erzeugende Einrichtung besteht aus einer Reihenschaltung von Fouidioden, die mit einer lichtemittierenden Diode (LED) optisch gekoppelt sind. Wird die LED angesteuert, so entsteht an der Fotodiodenkette eine Fotospannung, mit der beispielsweise ein MOS-Transistor eingeschaltet werden kann.Such a semiconductor component is described, for example, in EP-Al-0 048 146. The device that generates the photovoltage consists of a series connection of photodiodes, which are optically coupled to a light-emitting diode (LED). If the LED is controlled, a photovoltage is generated at the photodiode chain, which can be used to switch on a MOS transistor, for example.

Zur Ansteuerung der LED sind zwei Leitungen erforderlich. Für bestimmte Anwendungszwecke, z.B. für Bordnetze in Fahrzeugen ist eine Reduzierung des Leitungsaufwandes erwünscht. Die Erfindung bezweckt die Weiterbildung eines Halbleiterbauelementes, mit dem die Anzahl der Ansteuerleitungen reduziert werden kann.Two lines are required to control the LED. For certain applications, e.g. for on-board networks in vehicles, a reduction in the amount of wiring is desirable. The invention aims to further develop a semiconductor component with which the number of control lines can be reduced.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß das Gehäuse eine Durchführung für einen Lichtleiter aufweist, daß in der Durchführung ein Lichtleiter sitzt und daß das im Gehäuse sitzende Ende des Lichtleiters optisch mit der die Fotospannung erzeugenden Anordnung verbunden ist.This goal is achieved in that the housing has a feedthrough for a light guide, that a light guide is seated in the feedthrough and that the end of the light guide seated in the housing is optically connected to the arrangement generating the photovoltage.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der FIG 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 4. The figures show:

FIG 1 die schematische Ansicht eines Halbleiterbauelements gemäß der ErfindungFIG 1 shows a schematic view of a semiconductor device according to the invention

FIG 2 bis vier verschiedene Ausführungsbeispiele von Schaltungen, die im Halbleiterkörper des Halbleiterbauelements verwirklicht sein können.FIG 2 to four different embodiments of circuits that can be implemented in the semiconductor body of the semiconductor component .

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Das Halbleiterbauelement nach FIG 1 hat ein Gehäuse 1. das mit einer Durchführung 2 versehen ist. In der Durchführung sitzt ein mit einem Mantel 3 versehener Lichtleiter 4. Anstelle eines Lichtleiters kann auch ein Lichtwellenleiter verwendet werden. Im Ge-The semiconductor component according to FIG 1 has a housing 1. which is provided with a feedthrough 2. A light guide 4 provided with a jacket 3 is located in the feedthrough. Instead of a light guide, an optical waveguide can also be used. In the häuse 1 ist ein Halbleiterkörper untergebracht, der als AktorHousing 1 houses a semiconductor body which acts as an actuator dient. Der Aktor 1st mit 5 bezeichnet. Er ist mit zwei Anschlußleltern 6, 7 versehen, die durch das Gehäuse nach außen führen. Der Aktor 5 ist mit dem Lichtleiter 4 optisch gekoppelt. Das dem Aktor 5 gegenüberliegende Ende des Lichtleiters 4 ist derartThe actuator 1 is designated 5. It is provided with two connecting conductors 6, 7, which lead through the housing to the outside. The actuator 5 is optically coupled to the light guide 4. The end of the light guide 4 opposite the actuator 5 is designed in such a way justiert, daß es der die Fotospannung erzeugenden Einrichtungadjusted so that it is the device generating the photovoltage gegenüber liegt, üie Justiereinrichtung ist in FIG 1 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.The adjustment device is not shown in FIG 1 for the sake of better clarity.

Der Aktor kann im einfachsten Fall aus einer Fotodiodenkette 8 bestehen, die in FIG 2 gezeigt ist. Bei Belichtung der Fotodiodenkette 8 über den Lichtleiter 4 entsteht an den Klemmen 9, 10 eine Fotospannung. Diese kann an den Anschlußleitern 6, 7 des Halbleiterbauelement abgenommen werden, wenn die Klemmen S, 10 mit den Anschlußleitern 6, 7 elektrisch verbunden sind. Der Aktor kann zusätzlich einen Leistungs-MOSFET 12 enthalten, dessen Gateanschluß mit der Anodenseite und dessen Sourceanschluß mit der Katodenseite der Fotodiodenkette 8 verbunden ist. In diesem Fall sind die Klemmen 14, 15 mit den Anschlußleitern 6, 7 verbunden. Das Halbleiterbauelement wirkt damit als Fotoschalter. Damit der MOSFET 12 nach dem Aufhören der Beleuchtung wieder sperrt, liegt zwischen Gateanschluß und Sourceanschluß eine Abschaltelektronik 11, die beim Abschalten des Transistors die Gate-Source-Strecke wieder ohmig verbindet.In the simplest case, the actuator can consist of a photodiode chain 8, which is shown in FIG 2. When the photodiode chain 8 is illuminated via the light guide 4, a photovoltage is generated at the terminals 9, 10. This can be taken from the connecting conductors 6, 7 of the semiconductor component if the terminals S, 10 are electrically connected to the connecting conductors 6, 7. The actuator can also contain a power MOSFET 12, the gate connection of which is connected to the anode side and the source connection to the cathode side of the photodiode chain 8. In this case, the terminals 14, 15 are connected to the connecting conductors 6, 7. The semiconductor component thus acts as a photoswitch. In order for the MOSFET 12 to be blocked again after the lighting has stopped, there is a switch-off electronics 11 between the gate connection and the source connection, which connects the gate-source path again in an ohmic manner when the transistor is switched off.

Wahrend der in FIG 2 dargestellte Schalter für Gleichspannung geeignet ist, eignet sich der in FIG 3 gezeigte Schalter zum Schalten einer Wechselspannung. Hier ist zusätzlich zum MOSFET 12 ein zweiter MOSFET 16 vorgesehen. Beide MOSFET sind sourceseitig miteinander verbunden. Ihre Drainanschlüsse sind mit den Klemmen 17While the switch shown in FIG 2 is suitable for direct current, the switch shown in FIG 3 is suitable for switching alternating current. In addition to the MOSFET 12, a second MOSFET 16 is provided here. Both MOSFETs are connected to each other on the source side. Their drain connections are connected to terminals 17 bzw. 18 verbunden. Bei belichten der Fotodiodenkette 8 werdenor 18. When the photodiode chain 8 is exposed, beide MOSFET leitend gesteuert. Zwischen den Gateanschlüssen und den Sourceanschlüssen kann wie in FIG 2 ein Widerstand liegen,both MOSFETs are switched on. A resistor can be placed between the gate terminals and the source terminals as shown in FIG 2,

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die das Ausschalten der MOSFET ermöglicht. Das Ausschalten und die Empfindlichkeit der Anordnung kann verbessert werden, wenn zwischen Gateanschlüsse und Sourceanschlüsse ein elektronischer •^halter 20 gelegt wird, der gesperrt ist, wenn eine Fotospannung an der Fotodiodenkette &thgr; ansteht und der leitend gesteuert wird, wenn die Fotospannung verschwindet. which enables the MOSFET to be switched off. The switching off and the sensitivity of the device can be improved if an electronic •^holder 20 is placed between the gate terminals and the source terminals, which is blocked when a photovoltage is present at the photodiode chain θ and which is switched on when the photovoltage disappears.

Der Aktor 5 kann neben der Fotodiodenkette 8 auch ein Verstärker-IC 21 enthalten, der den Fotostrom der Fotodiodenkette 8 verstärkt.In addition to the photodiode chain 8, the actuator 5 can also contain an amplifier IC 21, which amplifies the photocurrent of the photodiode chain 8.

Der Ausgang des Verstärker-IC ist über die Klemmen 22, 23 mit den Anschlußleitern 6, 7 verbunden. Zur Stromversorgung des IC sind hier zwei weitere Anschlüsse 25, 26 nötig, die in FIG 1 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind. Mit den an den Klemmen 22, 23 auftretenden Signal kann z. B. ein Thyristor 24 angesteuert werden.The output of the amplifier IC is connected to the connecting conductors 6, 7 via terminals 22, 23. Two further connections 25, 26 are required to supply power to the IC, which are not shown in FIG 1 for the sake of clarity. The signal appearing at terminals 22, 23 can be used to control a thyristor 24, for example.

An Stelle der verwendeten Fotodiodenkette können z. B. auch ein rototransistor oder ein Thyristor verwendet werden. Dem Fototransistor kann wie in FIG 4 ein Verstärker-IC nachgeschaltet werden. Außerdem kann der Aktor z. B. noch einen Leistungs-MOSFET enthalten, der über den IC angesteuert wird. Auch für diese Anordnung ist eine äußere Stromversorgung notwendig.Instead of the photodiode chain used, a rototransistor or a thyristor can also be used. An amplifier IC can be connected downstream of the phototransistor as in FIG 4. The actuator can also contain a power MOSFET, for example, which is controlled via the IC. An external power supply is also necessary for this arrangement.

4 FIG
6 Schutzansprüche4 FIG
6 Protection claims

Claims

··■ ta a 88 6 1 3 8 9 EN Protection claims

1. Halbleiterbauelement mit einem in einem Gehäuse eingeschlossenen Halbleiterkörper, der eine Einrichtung zur Erzeugung einer1. Semiconductor component with a semiconductor body enclosed in a housing, which has a device for generating a

Fotospannung enthalt,Photovoltaic contains,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine Durchführung (2) für einen Lichtleiter (4) aufweist, daB in der Durchfuhrung eir? Lichtleiter sitzt und daß das im Gehäuse sitzende Ende des Lichtleiters optisch mit der diecharacterized in that the housing (1) has a passage (2) for a light guide (4), that a light guide is seated in the passage and that the end of the light guide seated in the housing is optically connected to the

Fotospannung erzeugenden Anordnung (5) verbunden ist.Photovoltage generating arrangement (5).

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,2. Semiconductor component according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung eine Fotodiodenkette (8) ist. 15characterized in that said device is a photodiode chain (8). 15

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2,3. Semiconductor component according to claim 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Fotodiodenkette derart mit dem Gate- und dem Sourceanschluß eines MOSFET (12) verbunoen ist, daß der MOSFET bei Beleuchtung der Fotodiodenkette leitsnd gesteuert wird.characterized in that the photodiode chain is connected to the gate and source terminals of a MOSFET (12) in such a way that the MOSFET is controlled to be conductive when the photodiode chain is illuminated.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3,4. Semiconductor component according to claim 3,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gate- und dem Sourceanschluß ein Schalter (20) liegt, der dann einschaltet, wenn die Fotodiodenkette unbeleuchtet ist.characterized in that a switch (20) is located between the gate and the source terminal, which switches on when the photodiode chain is not illuminated.

5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,5. Semiconductor component according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet-, daß die Einrichtung (5) ein Fototransistor oder ein lichtgesteuerter Thyristor ist.characterized in that the device (5) is a phototransistor or a light-controlled thyristor.

6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5,6. Semiconductor component according to claim 5,

dadurch gekennzeichnet, daß dem Fototransistor oder dem Thyristor ein Verstärker und ein Halbleiter-Leistungsschalter nachgeschaltet ist.characterized in that an amplifier and a semiconductor power switch are connected downstream of the phototransistor or the thyristor.