JP2002050953A - Semiconductor relay - Google Patents

Semiconductor relay

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JP2002050953A
JP2002050953A JP2000232448A JP2000232448A JP2002050953A JP 2002050953 A JP2002050953 A JP 2002050953A JP 2000232448 A JP2000232448 A JP 2000232448A JP 2000232448 A JP2000232448 A JP 2000232448A JP 2002050953 A JP2002050953 A JP 2002050953A
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JP
Japan
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electromotive force
mosfet
output
weak electromotive
light receiving
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JP2000232448A
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Japanese (ja)
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Takuya Sunada
卓也 砂田
Takeshi Nobe
武 野辺
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect an output MOSFET against overcurrent and make the output MOSFET to conduct without fail when an input signal is input. SOLUTION: This device has a light emitting element 1 which emits optical signal according to input signals, a light receiving element 2 which generates a photovoltaic force based on the optical signal from the light emitting element 1, an output MOSFET 3 which is energized by the application of the photovoltaic force, an output control circuit 30 which controls the gate charge of the output MOSFET 3, an overvoltage detecting MOSFET 7 in which a gate is connected to a drain of the output MOSFET 3, a weak electromotive force feeding means 50 which feeds a weak electromotive force weaker than that of the light receiving element 2 based on the optical signal from the light emitting element 1, a weak electromotive force drive MOSFET 7 which is connected along with the overvoltage detecting MOSFET 6 between the gate and the source of the output MOSFET 3 and is energized by the weak electromotive force of the weak electromotive force feeding means 50, and a weak electromotive force driving control circuit 40 which controls the gate charge of the drive MOSFET 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、過電流保護機能を
有した半導体リレーに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor relay having an overcurrent protection function.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の半導体リレーとして、図
7に示すものがある。このものは、入力信号に応じて光
信号を発光する発光ダイオード101、発光ダイオード
101の光信号に基づいて光起電力を発生するフォトダ
イオードアレイ102、光起電力がゲートソースに印加
されることによりドレインソース間が導通する出力用M
OSFET103、出力用MOSFET103のゲート
電荷の充放電を制御するようインピーダンスが変化する
制御回路104、ゲートが出力用MOSFET103の
ドレインに接続されドレインソース間が出力用MOSF
ET103のゲートソース間に接続されたエンハンスメ
ント型の過電圧検知用MOSFET105備えて構成さ
れる。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a conventional semiconductor relay of this type. The light emitting diode 101 emits an optical signal in response to an input signal, the photodiode array 102 generates a photovoltaic power based on the optical signal of the light emitting diode 101, and the photovoltaic power is applied to a gate source. Output M that conducts between drain and source
An OSFET 103, a control circuit 104 whose impedance changes so as to control charging / discharging of the gate charge of the output MOSFET 103, a gate connected to the drain of the output MOSFET 103, and an output MOSFET between the drain and source.
The ET 103 includes an enhancement type overvoltage detection MOSFET 105 connected between the gate and the source of the ET 103.

【0003】このものの制御回路104は、フォトダイ
オードアレイ102に直列接続された制御用抵抗104
a及びその制御用抵抗104aの両端にゲートソース間
が接続されるとともにドレインソース間がフォトダイオ
ードアレイ102に接続されたディプレッション型の制
御用MOSFET104bよりなる。
The control circuit 104 includes a control resistor 104 connected in series with the photodiode array 102.
and a depletion-type control MOSFET 104b having a gate and a source connected to both ends of a and a control resistor 104a and a drain and a source connected to the photodiode array 102.

【0004】次に、動作を説明する。発光ダイオード1
01が入力信号に応じて光信号を発光すると、フォトダ
イオードアレイ102が発光ダイオード101の光信号
を受光して光起電力を発生する。この光起電力により、
出力用MOSFET103のゲートソース間に電荷が充
電されるとともに、制御用抵抗104aを通り、制御用
MOSFET104bのドレインソース間に電流が流れ
る。こうして、制御用抵抗104aに電流が流れると、
制御用抵抗104aの両端に電位差が発生し、その電位
差により、制御用MOSFET104bのドレインとソ
ースとの間が、低インピーダンスから高インピーダンス
に変化する。
Next, the operation will be described. Light emitting diode 1
When 01 emits an optical signal according to the input signal, the photodiode array 102 receives the optical signal of the light emitting diode 101 and generates a photoelectromotive force. With this photovoltaic,
An electric charge is charged between the gate and source of the output MOSFET 103, and a current flows between the drain and source of the control MOSFET 104b through the control resistor 104a. Thus, when a current flows through the control resistor 104a,
A potential difference is generated between both ends of the control resistor 104a, and the potential difference changes the low impedance to the high impedance between the drain and the source of the control MOSFET 104b.

【0005】このように、制御用MOSFET104b
のドレインとソースとの間が、低インピーダンスから高
インピーダンスに変化すると、出力用MOSFET10
3のゲートソース間に電荷が効率良く充電されるように
なり、出力用MOSFET103のドレインソース間が
導通する。
Thus, the control MOSFET 104b
When the impedance between the drain and the source changes from low impedance to high impedance, the output MOSFET 10
3, the charge is efficiently charged between the gate and the source, and the drain-source of the output MOSFET 103 conducts.

【0006】そして、発光ダイオード101に入力信号
が入力されなくなって発光ダイオード101が発光しな
くなると、フォトダイオードアレイ102が光起電力を
発生しなくなる。すると、制御用抵抗104aの両端に
電位差が発生しなくなり、制御用MOSFET104b
のドレインソース間が、高インピーダンスから低インピ
ーダンスに変化し、出力用MOSFET103のゲート
ソース間に充電された電荷が、制御用MOSFET10
4bのドレインソース間及び制御用抵抗104aを通
り、速やかに放電され、出力用MOSFET103のド
レインソース間が導通する。
When the input signal is not input to the light emitting diode 101 and the light emitting diode 101 stops emitting light, the photodiode array 102 does not generate photovoltaic power. Then, no potential difference occurs between both ends of the control resistor 104a, and the control MOSFET 104b
Changes from high impedance to low impedance between the drain and the source of the control MOSFET 10.
4b, the current is quickly discharged through the control resistor 104a, and the drain-source of the output MOSFET 103 conducts.

【0007】また、出力用MOSFET103が導通状
態のとき、この出力用MOSFET103に過電流が流
れると、過電流に起因して出力用MOSFET103の
ドレイン電位が上昇する。すると、出力用MOSFET
103のドレインにゲートが接続された過電圧検知用M
OSFET105のそのゲート電位が上昇し、過電圧検
知用MOSFET105のドレインソース間が低インピ
ーダンスとなって、出力用MOSFET103のゲート
ソース間に充電された電荷が放電されて、出力用MOS
FET103のドレインソース間が遮断されるようにな
る。
When an overcurrent flows through the output MOSFET 103 while the output MOSFET 103 is in a conductive state, the drain potential of the output MOSFET 103 increases due to the overcurrent. Then, the output MOSFET
103 for overvoltage detection with a gate connected to the drain of 103
The gate potential of the OSFET 105 rises, the impedance between the drain and source of the overvoltage detection MOSFET 105 becomes low, and the charge charged between the gate and source of the output MOSFET 103 is discharged.
The connection between the drain and the source of the FET 103 is cut off.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の半導体
リレーにあっては、出力用MOSFET103に過電流
が流れても、過電流が流れることによる出力用MOSF
ET103のドレイン電位の上昇により、過電圧検知用
MOSFET105のドレインソース間が低インピーダ
ンスに変化して、出力用MOSFET103のゲートソ
ース間に充電された電荷が放電されることにより、出力
用MOSFET103のドレインソース間を遮断するの
で、出力用MOSFET103を、過電流から保護する
ことができる。
In the above-described conventional semiconductor relay, even if an overcurrent flows through the output MOSFET 103, the output MOSF caused by the overcurrent flows.
The rise in the drain potential of the ET 103 changes the impedance between the drain and the source of the overvoltage detection MOSFET 105 to a low impedance, and discharges the charge between the gate and the source of the output MOSFET 103 to discharge between the drain and the source of the output MOSFET 103. , The output MOSFET 103 can be protected from overcurrent.

【0009】しかしながら、出力用MOSFET103
のドレインソース間が遮断状態のとき、その出力用MO
SFET103のドレイン電位が高電位となっており、
よって、過電圧検知用MOSFET105のドレインソ
ース間、すなわち出力用MOSFET103のゲートソ
ース間が低インピーダンスとなっているので、この状態
で、入力端子間に入力信号を入力してフォトダイオード
が起電力を発生しても、この起電力により、出力用MO
SFET103のゲートソース間に電荷が充分に充電さ
れず、出力用MOSFET103が導通状態に変化し難
くなる恐れがある。
However, the output MOSFET 103
Output MO when the drain-source connection is cut off
The drain potential of the SFET 103 is high,
Therefore, since the impedance between the drain and the source of the overvoltage detecting MOSFET 105, that is, between the gate and the source of the output MOSFET 103 is low, an input signal is input between the input terminals and the photodiode generates electromotive force in this state. However, due to this electromotive force, the output MO
Electric charges may not be sufficiently charged between the gate and the source of the SFET 103, and the output MOSFET 103 may not easily change to the conductive state.

【0010】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、出力用MOSFETを
過電流から保護することができるとともに、入力信号を
入力したときに確実に出力用MOSFETが導通する半
導体リレーを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to protect an output MOSFET from an overcurrent and to surely output an output signal when an input signal is input. It is an object of the present invention to provide a semiconductor relay in which a power MOSFET conducts.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載の半導体リレーは、入力信号に応
じて光信号を発光する発光素子と、発光素子の光信号に
基づいて光起電力を発生する受光素子と、光起電力がゲ
ートソースに印加されることによりドレインソース間が
導通する出力用MOSFETと、出力用MOSFETの
ゲート電荷の充放電を制御する出力用制御回路と、ゲー
トが出力用MOSFETのドレインに接続されたエンハ
ンスメント型の過電圧検知用MOSFETと、発光素子
の光信号に基づいて受光素子よりも弱い弱起電力を供給
する弱起電力供給手段と、過電圧検知用MOSFETと
ともに出力用MOSFETのゲートソース間に接続され
る直列回路をなし弱起電力供給手段の弱起電力が印加さ
れることにより導通する弱起電力駆動MOSFETと、
弱起電力駆動MOSFETのゲート電荷の充放電を制御
する弱起電力駆動用制御回路と、を備えた構成にしてい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor relay which emits an optical signal in response to an input signal, and a light emitting element which emits an optical signal based on the optical signal of the light emitting element. A light-receiving element that generates an electromotive force, an output MOSFET that conducts between the drain and source when the photoelectromotive force is applied to the gate and source, and an output control circuit that controls charging and discharging of the gate charge of the output MOSFET. An enhancement type overvoltage detection MOSFET having a gate connected to the drain of the output MOSFET, weak electromotive force supply means for supplying a weak electromotive force weaker than the light receiving element based on an optical signal of the light emitting element, and an overvoltage detection MOSFET And a series circuit connected between the gate and the source of the output MOSFET to form a circuit by applying the weak electromotive force of the weak electromotive force supply means. And upbeat power driving MOSFET to,
And a weak electromotive force drive control circuit that controls charging and discharging of the gate charge of the weak electromotive force drive MOSFET.

【0012】請求項2記載の半導体リレーは、請求項1
記載の半導体リレーにおいて、前記弱起電力供給手段
は、前記弱起電力として前記受光素子よりも弱い起電力
を発生するフォトダイオードアレイからなる構成にして
いる。
[0012] The semiconductor relay according to the second aspect is the first aspect.
In the semiconductor relay described above, the weak electromotive force supply means is configured to include a photodiode array that generates a weak electromotive force as the weak electromotive force than the light receiving element.

【0013】請求項3記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーにおいて、前記フォトダイオードア
レイは、前記受光素子よりも前記発光素子から離れて配
設されてなる構成にしている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor relay.
In the semiconductor relay described above, the photodiode array is configured to be arranged farther from the light emitting element than the light receiving element.

【0014】請求項4記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーにおいて、前記フォトダイオードア
レイは、前記受光素子よりも前記光信号の受光部分を小
さくしてなる構成にしている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor relay according to the second aspect.
In the semiconductor relay described above, the photodiode array has a configuration in which a light receiving portion of the optical signal is smaller than the light receiving element.

【0015】請求項5記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーにおいて、前記フォトダイオードア
レイは、前記受光素子よりも前記光信号の受光部分をな
す半導体拡散領域の不純物濃度を小さくしてなる構成に
している。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor relay.
In the semiconductor relay described above, the photodiode array has a configuration in which an impurity concentration of a semiconductor diffusion region forming a light receiving portion of the optical signal is lower than that of the light receiving element.

【0016】請求項6記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーにおいて、前記フォトダイオードア
レイは、前記受光素子よりも前記光信号の受光部分をな
す半導体拡散領域を有したシリコン単結晶の深さを浅く
してなる構成にしている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor relay.
In the semiconductor relay described above, the photodiode array has a configuration in which the depth of a silicon single crystal having a semiconductor diffusion region forming a light receiving portion of the optical signal is smaller than that of the light receiving element.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態の半導体リ
レーを図1に基づいて以下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor relay according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0018】1は発光ダイオード(発光素子)で、入力
端子20a,20bの間に入力される入力信号に応じ
て、光信号を発光する。2はフォトダイオードアレイ
(受光素子)で、複数個のフォトダイオード2aが直列
接続されてなり、発光ダイオード1からの光信号を受光
して、光起電力を発生する。
Reference numeral 1 denotes a light emitting diode (light emitting element) which emits an optical signal according to an input signal inputted between the input terminals 20a and 20b. Reference numeral 2 denotes a photodiode array (light receiving element), which includes a plurality of photodiodes 2a connected in series, receives an optical signal from the light emitting diode 1, and generates a photoelectromotive force.

【0019】3は出力用MOSFET3で、エンハンス
メントモードであって、そのゲートがフォトダイオード
アレイ2のアノードに接続され、ドレインが出力端子2
0cに接続され、ソースが後述する出力制御用抵抗4を
介して、フォトダイオードアレイ2のカソードに接続さ
れるとともに、出力端子20dに接続されている。
Reference numeral 3 denotes an output MOSFET 3 in an enhancement mode, the gate of which is connected to the anode of the photodiode array 2 and the drain of which is the output terminal 2.
0c, and the source is connected to the cathode of the photodiode array 2 via an output control resistor 4 described later, and to the output terminal 20d.

【0020】4は出力制御用抵抗で、その一端がフォト
ダイオードアレイ2のカソード及び出力制御用MOSF
ET5のゲートに接続され、他端が出力制御用MOSF
ET5のソース、後述する過電圧検知用MOSFET6
のソース及び出力用MOSFET3のソースに接続され
ている。
An output control resistor 4 has one end connected to the cathode of the photodiode array 2 and the output control MOSF.
The other end is connected to the gate of ET5, and the other end is MOSF for output control.
Source of ET5, MOSFET 6 for overvoltage detection described later
And the source of the output MOSFET 3.

【0021】5は出力制御用MOSFETで、ディプレ
ッションモードであって、そのソースが、前述したよう
に出力制御用抵抗4の他端に接続されるとともに、出力
用MOSFET3及び過電圧検知用MOSFET6のソ
ースに接続され、ドレインが、フォトダイオードアレイ
2のアノード、後述する弱起電力駆動MOSFET7の
ドレイン及び出力用MOSFET3のゲートに接続され
ている。この出力制御用MOSFET5は、出力制御用
抵抗4と共に、出力用MOSFET3のゲートソース間
の電荷(ゲート電荷)の充放電を制御する出力用制御回
路30を構成している。
Reference numeral 5 denotes an output control MOSFET which is in a depletion mode. The source of the MOSFET 5 is connected to the other end of the output control resistor 4 as described above, and is connected to the sources of the output MOSFET 3 and the overvoltage detection MOSFET 6. The drain is connected to the anode of the photodiode array 2, the drain of a weak electromotive force driving MOSFET 7 described later, and the gate of the output MOSFET 3. The output control MOSFET 5, together with the output control resistor 4, constitutes an output control circuit 30 that controls charging and discharging of a charge (gate charge) between the gate and the source of the output MOSFET 3.

【0022】6は過電圧検知用MOSFETで、エンハ
ンスメントモードであって、そのソースが、前述したよ
うに出力制御用抵抗4の他端に接続されるとともに、出
力用MOSFET3及び出力制御用MOSFET5のソ
ースに接続され、ドレインが弱起電力駆動MOSFET
7のソースに接続され、ゲートが出力用MOSFET3
のドレインに接続されている。
Reference numeral 6 denotes an overvoltage detection MOSFET, which is an enhancement mode, the source of which is connected to the other end of the output control resistor 4 as described above, and the source of the output MOSFET 3 and the output control MOSFET 5. Connected, drain is weak electromotive force drive MOSFET
7 is connected to the source and the gate is the output MOSFET 3
Connected to the drain of

【0023】7は弱起電力駆動MOSFETで、エンハ
ンスメントモードであって、そのソースが、後述する弱
起電力駆動制御用抵抗8を介して、後述する電源10に
接続され、ドレインが、フォトダイオードアレイ2のア
ノード、出力制御用MOSFET5のドレイン及び出力
用MOSFET3のゲートに接続され、ゲートが後述す
る光導電素子10及び弱起電力駆動制御用MOSFET
9のドレインに接続されている。この弱起電力駆動MO
SFET7の閾値は、出力用MOSFET3の閾値と同
程度又はそれ以上に設定されている。
Reference numeral 7 denotes a weak electromotive force driving MOSFET in an enhancement mode, the source of which is connected to a power source 10 to be described later via a weak electromotive force driving control resistor 8 to be described later, and the drain of which is a photodiode array. 2, the drain of the output control MOSFET 5, and the gate of the output MOSFET 3, and the gate is connected to a photoconductive element 10 and a weak electromotive force drive control MOSFET described later.
9 is connected to the drain. This weak electromotive force drive MO
The threshold value of the SFET 7 is set to be equal to or higher than the threshold value of the output MOSFET 3.

【0024】8は弱起電力駆動制御用抵抗で、その一端
が後述する電源11及び弱起電力駆動MOSFET9の
ゲートに接続され、他端が弱起電力駆動MOSFET7
のソースと過電圧検知用MOSFET6のドレインとの
接続点に接続されている。
Reference numeral 8 denotes a weak electromotive force drive control resistor, one end of which is connected to the power supply 11 and the gate of the weak electromotive force drive MOSFET 9 which will be described later, and the other end of which is the weak electromotive force drive MOSFET 7.
And the drain of the MOSFET 6 for overvoltage detection.

【0025】9は弱起電力駆動制御用MOSFETで、
ディプレッションモードであって、そのソースが、前述
したように弱起電力駆動制御用抵抗8の他端に接続され
るとともに、弱起電力駆動MOSFET7のソースと過
電圧検知用MOSFET6のドレインとの接続点に接続
され、ドレインが光導電素子10及び弱起電力駆動制御
用MOSFET9のゲートに接続されている。この弱起
電力駆動制御用MOSFET9は、弱起電力駆動制御用
抵抗8と共に、弱起電力駆動制御用MOSFET9のゲ
ートソース間の電荷(ゲート電荷)の充放電を制御する
弱起電力駆動用制御回路40を構成している。
Reference numeral 9 denotes a weak electromotive force drive control MOSFET.
In the depletion mode, the source is connected to the other end of the weak electromotive force drive control resistor 8 and the connection point between the source of the weak electromotive force drive MOSFET 7 and the drain of the overvoltage detection MOSFET 6 as described above. The drain is connected to the photoconductive element 10 and the gate of the weak electromotive force drive control MOSFET 9. The weak electromotive force drive control MOSFET 9 includes a weak electromotive force drive control resistor 8 and a weak electromotive force drive control circuit that controls charging / discharging of a charge (gate charge) between the gate and the source of the weak electromotive force drive control MOSFET 9. 40.

【0026】10は光導電素子で、例えば、フォトトラ
ンジスタよりなり、発光ダイオード1の光信号を受光し
て導通する。
Reference numeral 10 denotes a photoconductive element, which is formed of, for example, a phototransistor, which receives an optical signal from the light emitting diode 1 and conducts.

【0027】11は電源で、フォトダイオードアレイ2
の光起電力より弱い弱起電力を供給するものであり、光
導電素子10と共に、弱起電力供給手段50を構成す
る。
Reference numeral 11 denotes a power supply, which is a photodiode array 2
And a weak electromotive force that is weaker than that of the photoconductive element 10.

【0028】次に、動作を説明する。発光ダイオード1
が入力信号に応じて光信号を発光すると、フォトダイオ
ードアレイ2が発光ダイオード1の光信号を受光して光
起電力を発生する。この光起電力により、出力用MOS
FET3のゲートソース間に電荷が充電されるととも
に、出力制御用抵抗4を通り、出力制御用MOSFET
5のドレインソース間に電流が流れる。こうして、出力
制御用抵抗4に電流が流れると、出力制御用抵抗4の両
端に電位差が発生し、その電位差により、出力制御用M
OSFET5のドレインとソースとの間が、低インピー
ダンスから高インピーダンスに変化する。
Next, the operation will be described. Light emitting diode 1
Emits an optical signal according to the input signal, the photodiode array 2 receives the optical signal of the light emitting diode 1 and generates a photovoltaic voltage. With this photovoltaic power, the output MOS
An electric charge is charged between the gate and the source of the FET 3 and the output control MOSFET 4 passes through the output control resistor 4.
5, a current flows between the drain and the source. When a current flows through the output control resistor 4 in this manner, a potential difference is generated between both ends of the output control resistor 4, and the potential difference causes the output control M
The impedance between the drain and the source of the OSFET 5 changes from low impedance to high impedance.

【0029】このように、出力制御用MOSFET5の
ドレインとソースとの間が、低インピーダンスから高イ
ンピーダンスに変化すると、出力用MOSFET3のゲ
ートソース間に電荷が効率良く充電されるようになり、
出力用MOSFET3のドレインソース間が導通する。
As described above, when the impedance between the drain and the source of the output control MOSFET 5 changes from low impedance to high impedance, the charge is efficiently charged between the gate and source of the output MOSFET 3,
The conduction between the drain and the source of the output MOSFET 3 is conducted.

【0030】一方、光導電素子10は、発光ダイオード
1が入力信号に応じて発光した光信号を受光することに
より導通し、フォトダイオードアレイ2による起電力よ
りも弱い弱起電力が、電源11から供給される。この弱
起電力により、弱起電力駆動MOSFET7のゲートソ
ース間に電荷が充電されるとともに、弱起電力駆動制御
用抵抗8を通り、弱起電力駆動制御用MOSFET9の
ドレインソース間に電流が流れる。こうして、弱起電力
駆動制御用抵抗8に電流が流れると、弱起電力駆動制御
用抵抗8の両端に電位差が発生し、その電位差により、
弱起電力駆動制御用MOSFET9のドレインとソース
との間が、低インピーダンスから高インピーダンスに変
化する。
On the other hand, the photoconductive element 10 conducts when the light emitting diode 1 receives an optical signal emitted according to an input signal, and a weak electromotive force weaker than the electromotive force of the photodiode array 2 is generated from the power supply 11. Supplied. With this weak electromotive force, electric charges are charged between the gate and source of the weak electromotive force drive MOSFET 7, and a current flows between the drain and source of the weak electromotive force drive control MOSFET 9 through the weak electromotive force drive control resistor 8. When a current flows through the weak electromotive force drive control resistor 8 in this manner, a potential difference is generated at both ends of the weak electromotive force drive control resistor 8, and the potential difference causes
The impedance between the drain and the source of the weak electromotive force drive control MOSFET 9 changes from low impedance to high impedance.

【0031】このように、弱起電力駆動制御用MOSF
ET9のドレインとソースとの間が、低インピーダンス
から高インピーダンスに変化すると、弱起電力駆動MO
SFET7のゲートソース間に電荷が効率良く充電され
るようになり、弱起電力駆動MOSFET7のドレイン
ソース間が導通する。
As described above, the weak electromotive force drive control MOSF
When the impedance between the drain and the source of ET9 changes from low impedance to high impedance, the weak electromotive force driving MO
The electric charge is efficiently charged between the gate and the source of the SFET 7, and the conduction between the drain and the source of the weak electromotive force driving MOSFET 7 is achieved.

【0032】ただし、前述した弱起電力は、フォトダイ
オードアレイ2による起電力よりも弱いために、弱起電
力駆動MOSFET7のドレインソース間が、出力用M
OSFET3よりも遅れて導通することになる。そのた
め、過電圧検知用MOSFET6及び弱起電力駆動MO
SFET7よりなる直列回路に電流が流れるのが遅れ
る。
However, since the aforementioned weak electromotive force is weaker than the electromotive force generated by the photodiode array 2, the output M is applied between the drain and source of the weak electromotive force driving MOSFET 7.
The conduction will be delayed later than the OSFET 3. Therefore, the overvoltage detection MOSFET 6 and the weak electromotive force drive MO
The flow of current through the series circuit composed of the SFET 7 is delayed.

【0033】そして、発光ダイオード1に入力信号が入
力されなくなって発光ダイオード1が発光しなくなる
と、フォトダイオードアレイ2が光起電力を発生しなく
なる。すると、出力制御用抵抗4の両端に電位差が発生
しなくなり、出力制御用MOSFET5のドレインソー
ス間が、高インピーダンスから低インピーダンスに変化
し、出力用MOSFET3のゲートソース間に充電され
た電荷が、出力制御用MOSFET5のドレインソース
間及び出力制御用抵抗4を通り、速やかに放電され、出
力用MOSFET3のドレインソース間が遮断する。
When no input signal is input to the light emitting diode 1 and the light emitting diode 1 stops emitting light, the photodiode array 2 stops generating photovoltaic power. Then, no potential difference is generated between both ends of the output control resistor 4, the potential between the drain and the source of the output control MOSFET 5 changes from a high impedance to a low impedance, and the charge charged between the gate and the source of the output MOSFET 3 is output. The discharge is quickly performed between the drain and source of the control MOSFET 5 and through the output control resistor 4, and the drain and source of the output MOSFET 3 are cut off.

【0034】一方、光導電素子10は、発光ダイオード
1に入力信号が入力されなくなって発光ダイオード1が
発光しなくなることにより遮断されて、電源11から弱
起電力が供給されなくなる。すると、弱起電力駆動制御
用抵抗8の両端に電位差が発生しなくなり、弱起電力駆
動制御用MOSFET9のドレインソース間が、高イン
ピーダンスから低インピーダンスに変化し、弱起電力駆
動MOSFET7のゲートソース間に充電された電荷
が、弱起電力駆動制御用MOSFET9のドレインソー
ス間及び弱起電力駆動制御用抵抗8を通り、速やかに放
電され、弱起電力駆動MOSFET7のドレインソース
間が遮断する。
On the other hand, the photoconductive element 10 is cut off when the input signal is not input to the light emitting diode 1 and the light emitting diode 1 stops emitting light, so that the weak electromotive force is not supplied from the power supply 11. Then, no potential difference occurs between both ends of the weak electromotive force drive control resistor 8, the drain-source of the weak electromotive force drive control MOSFET 9 changes from high impedance to low impedance, and the gate-source of the weak electromotive force drive MOSFET 7 changes. Is discharged quickly through the drain-source of the weak electromotive force drive control MOSFET 9 and through the weak electromotive force drive control resistor 8, and the drain-source of the weak electromotive force drive MOSFET 7 is cut off.

【0035】また、出力用MOSFET3が導通状態の
とき、この出力用MOSFET3に過電流が流れると、
過電流に起因して出力用MOSFET3のドレイン電位
が上昇する。すると、出力用MOSFET3のドレイン
にゲートが接続された過電圧検知用MOSFETのその
ゲート電位が上昇し、過電圧検知用MOSFET6のド
レインソース間が低インピーダンスとなって、その低イ
ンピーダンスとなった過電圧検知用MOSFET6及び
既に出力用MOSFET3に遅れて導通している弱起電
力駆動MOSFET7よりなる直列回路を通って、出力
用MOSFET3のゲートソース間に充電された電荷が
放電されて、出力用MOSFET3のドレインソース間
が遮断されるようになる。
When an overcurrent flows through the output MOSFET 3 when the output MOSFET 3 is conducting,
The drain potential of the output MOSFET 3 rises due to the overcurrent. Then, the gate potential of the overvoltage detection MOSFET whose gate is connected to the drain of the output MOSFET 3 rises, the impedance between the drain and the source of the overvoltage detection MOSFET 6 becomes low, and the low impedance overvoltage detection MOSFET 6 becomes low. Then, the electric charge charged between the gate and the source of the output MOSFET 3 is discharged through the series circuit of the weak electromotive force driving MOSFET 7 already conducting with the output MOSFET 3 with a delay. Become blocked.

【0036】かかる半導体リレーにあっては、出力用M
OSFET3の導通中に過電流が流れた場合、出力用M
OSFET3のドレイン電位が高くなるから、出力用M
OSFET3のドレインにゲートが接続された過電圧検
知用MOSFET6が導通して、出力用MOSFET3
のゲート電荷が、過電圧検知用MOSFET6及び弱起
電力駆動MOSFET7よりなる直列回路を通って放電
されるので、出力用MOSFET3が導通しなくなり、
出力用MOSFET3を過電流から保護することができ
る。
In such a semiconductor relay, the output M
If an overcurrent flows while the OSFET 3 is conducting, the output M
Since the drain potential of the OSFET 3 increases, the output M
The overvoltage detection MOSFET 6 whose gate is connected to the drain of the OSFET 3 conducts, and the output MOSFET 3
Is discharged through a series circuit composed of the MOSFET 6 for overvoltage detection and the MOSFET 7 for weak electromotive force, so that the output MOSFET 3 does not conduct,
The output MOSFET 3 can be protected from overcurrent.

【0037】しかも、入力信号の入力時、未だ導通して
いない出力用MOSFET3のドレイン電位が高くなっ
ていても、フォトダイオードアレイ2の光起電力よりも
弱い弱起電力が印加されるようにしてあるために出力用
MOSFET3よりも弱起電力駆動MOSFET7が遅
れて導通するから、過電圧検知用MOSFET6及び弱
起電力駆動MOSFET7よりなる直列回路に電流が流
れるのが遅れるために、過電圧検知用MOSFET6及
び弱起電力駆動MOSFET7よりなる直列回路に電流
が流れるまでに、出力用MOSFET3にゲート電荷が
確実に充電されて、出力用MOSFET3を確実に導通
させることができる。
In addition, at the time of input of an input signal, even if the drain potential of the output MOSFET 3 which has not been turned on is high, a weak electromotive force weaker than the photoelectromotive force of the photodiode array 2 is applied. For this reason, the weak electromotive force drive MOSFET 7 conducts later than the output MOSFET 3, so that current flows through a series circuit composed of the overvoltage detection MOSFET 6 and the weak electromotive force MOSFET 7, so that the overvoltage detection MOSFET 6 and the weak By the time the current flows through the series circuit composed of the electromotive force driving MOSFET 7, the gate charge is reliably charged in the output MOSFET 3, and the output MOSFET 3 can be reliably turned on.

【0038】次に、本発明の第2実施形態の半導体リレ
ーを図2及び図3に基づいて以下に説明する。なお、第
1実施形態の半導体リレーと実質的に同一の素子には同
一の符号を付し、第1実施形態の半導体リレーと異なる
ところのみ記す。第1実施形態の半導体リレーでは、弱
起電力供給手段50は、光導電素子10及びその光導電
素子10に直列接続された電源11よりなるが、本実施
形態の半導体リレーでは、フォトダイオード12aが直
列接続されてなる弱起電力用フォトダイオードアレイ1
2からなる構成となっている。
Next, a semiconductor relay according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Elements that are substantially the same as those of the semiconductor relay of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only those parts that differ from the semiconductor relay of the first embodiment are described. In the semiconductor relay of the first embodiment, the weak electromotive force supply means 50 includes the photoconductive element 10 and the power supply 11 connected in series to the photoconductive element 10. In the semiconductor relay of the present embodiment, the photodiode 12a is Photoelectrode array 1 for weak electromotive force connected in series
2 is constituted.

【0039】この弱起電力用フォトダイオードアレイ1
2は、図3に示すように、半導体リレーチップ60にお
いて、発光ダイオード1と対向配置されたフォトダイオ
ードアレイ2と比較して、発光ダイオード1と斜めに対
向配置され、その結果、フォトダイオードアレイ2より
も、発光ダイオード1から離れて配設され、その結果、
フォトダイオードアレイ2による光起電力よりも弱い光
起電力を発生して、弱起電力として供給する。
This weak electromotive force photodiode array 1
As shown in FIG. 3, the semiconductor relay chip 60 is disposed diagonally opposite to the light emitting diode 1 as compared with the photodiode array 2 disposed opposite to the light emitting diode 1 in the semiconductor relay chip 60. As a result, the photodiode array 2 Than the light emitting diode 1, so that
A photoelectromotive force weaker than the photoelectromotive force of the photodiode array 2 is generated and supplied as a weak electromotive force.

【0040】かかる半導体リレーにあっては、弱起電力
としてフォトダイオードアレイ2よりも弱い起電力を発
生する弱起電力用フォトダイオードアレイ12からなる
弱起電力供給手段50は、光信号に基づいて導通する光
導電素子10及びその光導電素子10に直列接続された
電源11よりなる第1実施形態の半導体リレーに比較し
て、必要な素子の数を少なくすることができる。
In such a semiconductor relay, the weak electromotive force supply means 50 including the weak electromotive force photodiode array 12 for generating a weak electromotive force as compared with the photodiode array 2 is based on an optical signal. The required number of elements can be reduced as compared with the semiconductor relay according to the first embodiment, which includes the photoconductive element 10 that conducts and the power supply 11 connected in series to the photoconductive element 10.

【0041】また、弱起電力用フォトダイオードアレイ
12がフォトダイオードアレイ2よりも発光ダイオード
1から離れて配設することにより、弱起電力用フォトダ
イオードアレイ12の発生する光起電力を、容易に、フ
ォトダイオードアレイ2の光起電力よりも弱い弱起電力
としている。
Further, since the photodiode array 12 for weak electromotive force is disposed farther from the light emitting diode 1 than the photodiode array 2, the photoelectromotive force generated by the photodiode array 12 for weak electromotive force can be easily reduced. , A weak electromotive force weaker than the photoelectromotive force of the photodiode array 2.

【0042】次に、本発明の第3実施形態の半導体リレ
ーを図4に基づいて以下に説明する。なお、第2実施形
態の半導体リレーと実質的に同一の素子には同一の符号
を付し、第2実施形態の半導体リレーと異なるところの
み記す。第2実施形態の半導体リレーでは、弱起電力供
給手段50は、弱起電力用フォトダイオードアレイ12
がフォトダイオードアレイ2よりも発光ダイオード1か
ら離れて配設されることにより構成されているのに対
し、本実施形態の半導体リレーでは、弱起電力供給手段
50は、弱起電力用フォトダイオードアレイ12がフォ
トダイオードアレイ2よりも光信号の受光部分を小さく
することにより構成されている。
Next, a semiconductor relay according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Elements that are substantially the same as those of the semiconductor relay of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and only those parts that differ from the semiconductor relay of the second embodiment will be described. In the semiconductor relay according to the second embodiment, the weak electromotive force supply means 50 includes the weak electromotive force photodiode array 12.
Is arranged farther away from the light emitting diode 1 than the photodiode array 2, whereas in the semiconductor relay of the present embodiment, the weak electromotive force supply means 50 is a photodiode array for weak electromotive force. Reference numeral 12 is configured by making the light receiving portion of the optical signal smaller than the photodiode array 2.

【0043】このもののフォトダイオードアレイ2の受
光部分をなすようシリコン単結晶2bに設けられた半導
体拡散領域(第1導電型半導体領域)2cは、弱起電力
用フォトダイオードアレイ12の受光部分をなすようシ
リコン単結晶12bに設けられた半導体拡散領域(第1
導電型半導体領域)12cよりも、小さく形成されてい
る。なお、図4中、2d及び12dは、第2導電型半導
体領域である。また、図4中、2e及び12eは、アル
ミ配線部である。
The semiconductor diffusion region (first conductivity type semiconductor region) 2c provided on the silicon single crystal 2b so as to form the light receiving portion of the photodiode array 2 forms the light receiving portion of the photodiode array 12 for weak electromotive force. The semiconductor diffusion region (first region) provided in the silicon single crystal 12b
It is smaller than the conductive semiconductor region 12c. In FIG. 4, reference numerals 2d and 12d denote second conductivity type semiconductor regions. In FIG. 4, 2e and 12e are aluminum wiring portions.

【0044】かかる半導体リレーにあっては、第2実施
形態の半導体リレーと同様に、第1実施形態の半導体リ
レーに比較して、必要な素子の数を少なくすることがで
きる。
In such a semiconductor relay, similarly to the semiconductor relay of the second embodiment, the number of necessary elements can be reduced as compared with the semiconductor relay of the first embodiment.

【0045】また、弱起電力用フォトダイオードアレイ
12における光信号の受光部分を、ォトダイオードアレ
イ2における光信号の受光部分よりも小さくすることに
より、弱起電力用フォトダイオードアレイ12の発生す
る光起電力を、容易に、フォトダイオードアレイ2の光
起電力よりも弱い弱起電力としている。
Further, by making the light receiving portion of the light signal in the photodiode array 12 for weak electromotive force smaller than the light receiving portion of the light signal in the photodiode array 2, the photodiode array 12 for weak electromotive force is generated. The photoelectromotive force is easily set to a weak electromotive force weaker than the photoelectromotive force of the photodiode array 2.

【0046】次に、本発明の第4実施形態の半導体リレ
ーを図5に基づいて以下に説明する。なお、第2実施形
態の半導体リレーと実質的に同一の素子には同一の符号
を付し、第2実施形態の半導体リレーと異なるところの
み記す。第2実施形態の半導体リレーでは、弱起電力供
給手段50は、弱起電力用フォトダイオードアレイ12
がフォトダイオードアレイ2よりも発光ダイオード1か
ら離れて配設されることにより構成されているのに対
し、本実施形態の半導体リレーでは、弱起電力供給手段
50は、弱起電力用フォトダイオードアレイ12の半導
体拡散領域12cが、フォトダイオードアレイ2の半導
体拡散領域2cよりも、不純物濃度が小さくされること
により構成されている。
Next, a semiconductor relay according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Elements that are substantially the same as those of the semiconductor relay of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and only those parts that differ from the semiconductor relay of the second embodiment will be described. In the semiconductor relay according to the second embodiment, the weak electromotive force supply means 50 includes the weak electromotive force photodiode array 12.
Is arranged farther away from the light emitting diode 1 than the photodiode array 2, whereas in the semiconductor relay of the present embodiment, the weak electromotive force supply means 50 is a photodiode array for weak electromotive force. Twelve semiconductor diffusion regions 12c are formed by lowering the impurity concentration than the semiconductor diffusion regions 2c of the photodiode array 2.

【0047】かかる半導体リレーにあっては、第2実施
形態の半導体リレーと同様に、第1実施形態の半導体リ
レーに比較して、必要な素子の数を少なくすることがで
きる。
In such a semiconductor relay, similarly to the semiconductor relay of the second embodiment, the number of necessary elements can be reduced as compared with the semiconductor relay of the first embodiment.

【0048】また、弱起電力用フォトダイオードアレイ
12における光信号の受光部分をなす半導体拡散領域1
2cの不純物濃度を、フォトダイオードアレイ2におけ
る光信号の受光部分をなす半導体拡散領域2cの不純物
濃度よりも小さくすることにより、弱起電力用フォトダ
イオードアレイ12の発生する光起電力を、容易に、フ
ォトダイオードアレイ2の光起電力よりも弱い弱起電力
としている。
The semiconductor diffusion region 1 serving as a light receiving portion of an optical signal in the photodiode array 12 for weak electromotive force.
By making the impurity concentration of 2c smaller than the impurity concentration of the semiconductor diffusion region 2c forming the light receiving portion of the optical signal in the photodiode array 2, the photovoltaic power generated by the photodiode array 12 for weak electromotive force can be easily reduced. , A weak electromotive force weaker than the photoelectromotive force of the photodiode array 2.

【0049】次に、本発明の第5実施形態の半導体リレ
ーを図6に基づいて以下に説明する。なお、第2実施形
態の半導体リレーと実質的に同一の素子には同一の符号
を付し、第2実施形態の半導体リレーと異なるところの
み記す。第2実施形態の半導体リレーでは、弱起電力供
給手段50は、弱起電力用フォトダイオードアレイ12
がフォトダイオードアレイ2よりも発光ダイオード1か
ら離れて配設されることにより構成されているのに対
し、本実施形態の半導体リレーでは、弱起電力供給手段
50は、弱起電力用フォトダイオードアレイ12がフォ
トダイオードアレイ2よりも光信号の受光部分12bを
なす半導体拡散領域12cを有したシリコン単結晶12
dの深さを浅くすることにより構成されている。
Next, a semiconductor relay according to a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Elements that are substantially the same as those of the semiconductor relay of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and only those parts that differ from the semiconductor relay of the second embodiment will be described. In the semiconductor relay according to the second embodiment, the weak electromotive force supply means 50 includes the weak electromotive force photodiode array 12.
Is arranged farther away from the light emitting diode 1 than the photodiode array 2, whereas in the semiconductor relay of the present embodiment, the weak electromotive force supply means 50 is a photodiode array for weak electromotive force. 12 is a silicon single crystal 12 having a semiconductor diffusion region 12c forming a light receiving portion 12b of an optical signal more than the photodiode array 2.
It is constituted by making the depth of d shallow.

【0050】かかる半導体リレーにあっては、第2実施
形態の半導体リレーと同様に、第1実施形態の半導体リ
レーに比較して、必要な素子の数を少なくすることがで
きる。
In such a semiconductor relay, similarly to the semiconductor relay of the second embodiment, the number of necessary elements can be reduced as compared with the semiconductor relay of the first embodiment.

【0051】また、弱起電力用フォトダイオードアレイ
12における光信号の受光部分をなす半導体拡散領域1
2cを有したシリコン単結晶12bの深さを、フォトダ
イオードアレイ2における光信号の受光部分をなす半導
体拡散領域2cを有したシリコン単結晶2bの深さより
も浅くすることにより、弱起電力用フォトダイオードア
レイ12の発生する光起電力を、容易に、フォトダイオ
ードアレイ2の光起電力よりも弱い弱起電力とすること
ができる。
The semiconductor diffusion region 1 serving as a light receiving portion of the optical signal in the photodiode array 12 for weak electromotive force.
By making the depth of the silicon single crystal 12b having 2c smaller than the depth of the silicon single crystal 2b having the semiconductor diffusion region 2c forming the light receiving portion of the optical signal in the photodiode array 2, the photo for weak electromotive force is obtained. The photoelectromotive force generated by the diode array 12 can be easily set to a weak electromotive force weaker than that of the photodiode array 2.

【0052】なお、第1実施形態乃至第4実施形態で
は、出力用制御回路30が出力制御用MOSFET5及
び出力制御用抵抗4からなるが、これに限るものではな
い。
In the first to fourth embodiments, the output control circuit 30 includes the output control MOSFET 5 and the output control resistor 4, but the present invention is not limited to this.

【0053】また、第1実施形態乃至第4実施形態で
は、弱起電力駆動用制御回路40が弱起電力駆動制御用
MOSFET9及び弱起電力駆動制御用抵抗8からなる
が、これに限るものではない。
In the first to fourth embodiments, the weak electromotive force drive control circuit 40 includes the weak electromotive force drive control MOSFET 9 and the weak electromotive force drive control resistor 8, but is not limited thereto. Absent.

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1記載の半導体リレーは、出力用
MOSFETの導通中に過電流が流れた場合、出力用M
OSFETのドレイン電位が高くなるから、出力用MO
SFETのドレインにゲートが接続された過電圧検知用
MOSFETが導通して、出力用MOSFETのゲート
電荷が、過電圧検知用MOSFET及び弱起電力駆動M
OSFETよりなる直列回路を通って放電されるので、
出力用MOSFETが導通しなくなり、出力用MOSF
ETを過電流から保護することができる。しかも、入力
信号の入力時、未だ導通していない出力用MOSFET
のドレイン電位が高くなっていても、受光素子の光起電
力よりも弱い弱起電力が印加されるようにしてあるため
に出力用MOSFETよりも遅れて導通するから、過電
圧検知用MOSFET及び弱起電力駆動MOSFETよ
りなる直列回路に電流が流れるのが遅れるために、直列
回路に電流が流れるまでに出力用MOSFETにゲート
電荷が確実に充電されて、出力用MOSFETを確実に
導通させることができる。
According to the first aspect of the present invention, when an overcurrent flows during conduction of the output MOSFET, the output M
Since the drain potential of the OSFET increases, the output MO
The MOSFET for overvoltage detection whose gate is connected to the drain of the SFET conducts, and the gate charge of the MOSFET for output is reduced by the MOSFET for overvoltage detection and the weak electromotive force drive M.
Since it is discharged through a series circuit composed of OSFET,
The output MOSFET stops conducting and the output MOSF
ET can be protected from overcurrent. In addition, when input signals are input, the output MOSFET is not yet conductive.
Even if the drain potential of the light-emitting element is high, since the weak electromotive force weaker than the photoelectromotive force of the light receiving element is applied, the conduction occurs later than the output MOSFET. Since the flow of the current in the series circuit composed of the power drive MOSFET is delayed, the gate charge is reliably charged in the output MOSFET until the current flows in the series circuit, and the output MOSFET can be reliably made conductive.

【0055】請求項2記載の半導体リレーは、請求項1
記載の半導体リレーの効果に加えて、弱起電力として受
光素子よりも弱い起電力を発生するフォトダイオードで
ある弱起電力供給手段は、光信号に基づいて導通する光
導電素子及びその光導電素子に直列接続された電源より
なる場合に比較して、必要な素子の数を少なくすること
ができる。
The semiconductor relay according to the second aspect is the first aspect.
In addition to the effects of the semiconductor relay described above, the weak electromotive force supply means, which is a photodiode that generates a weak electromotive force as a weak electromotive force than the light receiving element, includes a photoconductive element that conducts based on an optical signal, and the photoconductive element. The number of necessary elements can be reduced as compared with the case where the power supply is connected in series to the power supply.

【0056】請求項3記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーの効果に加えて、フォトダイオード
アレイが受光素子よりも発光素子から離れて配設される
ことにより、フォトダイオードアレイの発生する光起電
力を、容易に、受光素子の光起電力よりも弱い弱起電力
とすることができる。
The semiconductor relay according to the third aspect is the second aspect.
In addition to the effect of the semiconductor relay described above, the photodiode array is disposed farther from the light emitting element than the light receiving element. Weak electromotive force can be obtained.

【0057】請求項4記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーの効果に加えて、フォトダイオード
アレイにおける光信号の受光部分を、受光素子における
光信号の受光部分よりも小さくすることにより、フォト
ダイオードアレイの発生する光起電力を、容易に、受光
素子の光起電力よりも弱い弱起電力とすることができ
る。
The semiconductor relay according to the fourth aspect is the second aspect.
In addition to the effect of the semiconductor relay described, by making the light receiving portion of the optical signal in the photodiode array smaller than the light receiving portion of the optical signal in the light receiving element, the photovoltaic power generated by the photodiode array can be easily reduced. The weak electromotive force can be made weaker than the photoelectromotive force of the light receiving element.

【0058】請求項5記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーの効果に加えて、フォトダイオード
アレイの光信号の受光部分をなす半導体拡散領域の不純
物濃度を、受光素子の光信号の受光部分をなす半導体拡
散領域の不純物濃度よりも小さくすることにより、フォ
トダイオードの発生する光起電力を、容易に、受光素子
の光起電力よりも弱い弱起電力とすることができる。
The semiconductor relay according to the fifth aspect is the second aspect.
In addition to the effect of the semiconductor relay described above, the impurity concentration of the semiconductor diffusion region forming the light receiving portion of the optical signal of the photodiode array is made lower than the impurity concentration of the semiconductor diffusion region forming the light receiving portion of the optical signal of the light receiving element. Accordingly, the photoelectromotive force generated by the photodiode can be easily set to a weak electromotive force weaker than that of the light receiving element.

【0059】請求項6記載の半導体リレーは、請求項2
記載の半導体リレーの効果に加えて、フォトダイオード
アレイにおける光信号の受光部分をなす半導体拡散領域
を有したシリコン単結晶の深さを、受光素子における光
信号の受光部分をなす半導体拡散領域を有したシリコン
単結晶の深さよりも浅くすることにより、フォトダイオ
ードの発生する光起電力を、容易に、受光素子の光起電
力よりも弱い弱起電力とすることができる。
The semiconductor relay according to the sixth aspect is the second aspect.
In addition to the effect of the semiconductor relay described, the depth of the silicon single crystal having the semiconductor diffusion region forming the light receiving portion of the optical signal in the photodiode array is increased by the semiconductor diffusion region forming the light receiving portion of the optical signal in the light receiving element. By making the depth smaller than the depth of the silicon single crystal, the photoelectromotive force generated by the photodiode can be easily set to a weak electromotive force weaker than that of the light receiving element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図3】同上の弱起電力用フォトダイオード及びフォト
ダイオードと発光ダイオードとの位置関係を示す斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view showing a photodiode for weak electromotive force and a positional relationship between the photodiode and a light emitting diode according to the first embodiment;

【図4】本発明の第3実施形態の弱起電力用フォトダイ
オード及びフォトダイオードの受光部分を示す平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view showing a photodiode for weak electromotive force and a light receiving portion of the photodiode according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施形態の弱起電力用フォトダイ
オード及びフォトダイオードの受光部分をなす半導体領
域の不純物濃度を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a photodiode for weak electromotive force according to a fourth embodiment of the present invention and an impurity concentration of a semiconductor region forming a light receiving portion of the photodiode.

【図6】本発明の第5実施形態の弱起電力用フォトダイ
オード及びフォトダイオードの受光部分をなす半導体領
域を有したシリコン単結晶領域の深さを示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the depth of a silicon single crystal region having a photodiode for weak electromotive force and a semiconductor region forming a light receiving portion of the photodiode according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】従来例の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光ダイオード(発光素子) 2 フォトダイオードアレイ(受光素子) 3 出力用MOSFET 6 過電圧検知用MOSFET 7 弱起電力駆動MOSFET 12 弱起電力用フォトダイオードアレイ 12b シリコン単結晶 12c 半導体拡散領域 30 出力用制御回路 40 弱起電力駆動用制御回路 50 弱起電力供給手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 light emitting diode (light emitting element) 2 photodiode array (light receiving element) 3 output MOSFET 6 overvoltage detection MOSFET 7 weak electromotive force drive MOSFET 12 weak electromotive force photodiode array 12 b silicon single crystal 12 c semiconductor diffusion region 30 output control Circuit 40 Weak electromotive force drive control circuit 50 Weak electromotive force supply means

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号に応じて光信号を発光する発光
素子と、発光素子の光信号に基づいて光起電力を発生す
る受光素子と、光起電力がゲートソースに印加されるこ
とによりドレインソース間が導通する出力用MOSFE
Tと、出力用MOSFETのゲート電荷の充放電を制御
する出力用制御回路と、ゲートが出力用MOSFETの
ドレインに接続されたエンハンスメント型の過電圧検知
用MOSFETと、発光素子の光信号に基づいて受光素
子よりも弱い弱起電力を供給する弱起電力供給手段と、
過電圧検知用MOSFETとともに出力用MOSFET
のゲートソース間に接続される直列回路をなし弱起電力
供給手段の弱起電力が印加されることにより導通する弱
起電力駆動MOSFETと、弱起電力駆動MOSFET
のゲート電荷の充放電を制御する弱起電力駆動用制御回
路と、を備えたことを特徴とする半導体リレー。
1. A light emitting element that emits an optical signal in response to an input signal, a light receiving element that generates a photovoltaic power based on an optical signal of the light emitting element, and a drain when the photovoltaic power is applied to a gate source. Output MOSFE that conducts between sources
T, an output control circuit for controlling charging and discharging of the gate charge of the output MOSFET, an enhancement type overvoltage detection MOSFET having a gate connected to the drain of the output MOSFET, and light receiving based on a light signal of the light emitting element. Weak electromotive force supply means for supplying a weak electromotive force weaker than the element,
Output MOSFET together with overvoltage detection MOSFET
A weak electromotive force drive MOSFET that forms a series circuit connected between the gate and the source of the weak electromotive force and that conducts when the weak electromotive force of the weak electromotive force supply means is applied;
A weak electromotive force driving control circuit for controlling charging and discharging of the gate charge of the semiconductor relay.
【請求項2】 前記弱起電力供給手段は、前記弱起電力
として前記受光素子よりも弱い起電力を発生するフォト
ダイオードアレイからなる請求項1記載の半導体リレ
ー。
2. The semiconductor relay according to claim 1, wherein said weak electromotive force supply means comprises a photodiode array that generates an electromotive force weaker than said light receiving element as said weak electromotive force.
【請求項3】 前記フォトダイオードアレイは、前記受
光素子よりも前記発光素子から離れて配設されてなる請
求項2記載の半導体リレー。
3. The semiconductor relay according to claim 2, wherein said photodiode array is disposed farther from said light emitting element than said light receiving element.
【請求項4】 前記フォトダイオードアレイは、前記受
光素子よりも前記光信号の受光部分を小さくしてなる請
求項2記載の半導体リレー。
4. The semiconductor relay according to claim 2, wherein said photodiode array has a light receiving portion of said optical signal smaller than said light receiving element.
【請求項5】 前記フォトダイオードアレイは、前記受
光素子よりも前記光信号の受光部分をなす半導体拡散領
域の不純物濃度を小さくしてなる請求項2記載の半導体
リレー。
5. The semiconductor relay according to claim 2, wherein said photodiode array has a lower impurity concentration in a semiconductor diffusion region forming a light receiving portion of said optical signal than said light receiving element.
【請求項6】 前記フォトダイオードアレイは、前記受
光素子よりも前記光信号の受光部分をなす半導体拡散領
域を有したシリコン単結晶の深さを浅くしてなる請求項
2記載の半導体リレー。
6. The semiconductor relay according to claim 2, wherein said photodiode array is formed such that a silicon single crystal having a semiconductor diffusion region forming a light receiving portion of said optical signal is made shallower than said light receiving element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013080892A (en) * 2011-09-21 2013-05-02 Sharp Corp Optical sensor and electronic device

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