JP2787137B2 - Semiconductor optical input / output device - Google Patents
Semiconductor optical input / output deviceInfo
- Publication number
- JP2787137B2 JP2787137B2 JP1301771A JP30177189A JP2787137B2 JP 2787137 B2 JP2787137 B2 JP 2787137B2 JP 1301771 A JP1301771 A JP 1301771A JP 30177189 A JP30177189 A JP 30177189A JP 2787137 B2 JP2787137 B2 JP 2787137B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- optical
- light
- input
- semiconductor layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
本発明は、入力光の入射に応じてターンオンして出力
光を出射し、両端電圧が保持電圧以下になればターンオ
フして出力光の出射を停止する光サイリスタを有する半
導体光入出力装置に関する。The present invention relates to a semiconductor optical input / output device having an optical thyristor that is turned on in response to input light to emit output light and is turned off to stop emission of output light when a voltage between both ends falls below a holding voltage.
従来、入力光の入射に応じてターンオンして出力光を
出射し、両端電圧が保持電圧以下になればターンオフし
て出力光の出射を停止する光サイリスタを有する種々の
半導体光入出力装置が提案されている。Conventionally, various semiconductor optical input / output devices having an optical thyristor that turns on in response to input light and emits output light, and turns off and stops emission of output light when the voltage between both ends becomes equal to or lower than a holding voltage have been proposed. Have been.
しかしながら、従来の半導体光入出力装置の場合、光
サイリスタがターンオンして出力光を出射させている状
態から、光サイリスタをターンオフさせて出力光の出射
を停止させるのに、電気信号によって、光サイリスタの
両端電圧をその光サイリスタの保持電圧以下にさせる複
雑な構成を有しているのを普通としていた。 このため、そのような構成を有する従来の半導体光入
出力装置は、半導体光入出力装置としての構成が、複
雑、大型である、という欠点を有していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な半導
体光入出力装置を提案せんとするものである。However, in the case of a conventional semiconductor optical input / output device, from the state where the optical thyristor is turned on to emit the output light, the optical thyristor is turned off to stop the emission of the output light. Normally has a complicated structure that makes the voltage between both ends less than the holding voltage of the optical thyristor. For this reason, the conventional semiconductor optical input / output device having such a configuration has a disadvantage that the configuration as the semiconductor optical input / output device is complicated and large. Therefore, the present invention proposes a novel semiconductor optical input / output device that does not have the above-mentioned disadvantages.
本願第１番目の発明による半導体光入出力装置は、
入力光の入射に応じてターンオンして出力光を出射し、
両端電圧が保持電圧以下になればターンオフして上記出
力光の出射を停止する光サイリスタを有する半導体光入
出力装置において、上記光サイリスタの両端が、抵抗
素子を通じて、第１の電源に、順方向に接続され、ま
た、上記光サイリスタからの出力光の一部を入射して
いる状態で入力光を入射して応動する内部に少なくとも
１つのpn接合を有する光検出素子の両端が、上記抵抗素
子を通じて、第２の電源に、上記抵抗素子に上記第１の
電源から流れる電流と同じ向きに電流を流す極性で、順
方向に接続されている構成を有する。 また、本願第２番目の発明による半導体光入出力装置
は、第１の導電型を有する半導体基板上に、第１の導
電型とは逆の第２の導電型を有する第１の半導体層と、
第１の導電型を有する第２の半導体層と、第２の導電型
を有する第３の半導体層とがそれらの順に積層されてい
る積層体が形成され、また、上記積層体上に、絶縁性
半導体層を介して、第１または第２の導電型を有する第
４の半導体層が形成され、そして、上記半導体基板と
積層体とを用いて、両端が、後記抵抗素子を通じて、第
１の電源に順方向に接続される、入力光の入射に応じて
ターンオンして出力光を出射し、両端電圧が保持電圧以
下になればターンオフして上記出力光の出射を停止する
光サイリスタが構成され、また、上記第４の半導体層
を用いて、（ｉ）上記抵抗素子と、（ii）両端が、上記
抵抗素子を通じて、第２の電源に、上記抵抗素子に上記
第１の電源から流れる電流と同じ向きに電流を流す極性
で、順方向に接続される、上記光サイリスタからの出力
光の一部を入射している状態で入力光を入射して応動す
る内部に少なくとも１つのpn接合を有する光検出素子と
が構成されている構成を有する。The semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application comprises:
Turns on in response to the input light and emits output light,
In a semiconductor optical input / output device having an optical thyristor that is turned off when the voltage between both ends becomes equal to or lower than a holding voltage and stops emission of the output light, both ends of the optical thyristor are forward-directed to a first power supply through a resistance element. , And both ends of a photodetector having at least one pn junction therein for receiving and responding to input light while a part of output light from the optical thyristor is incident on the resistive element Through the second power supply, and is connected in the forward direction with a polarity that allows the current to flow in the resistance element in the same direction as the current flowing from the first power supply. Further, the semiconductor optical input / output device according to the second invention of the present application is a semiconductor optical input / output device, comprising a first semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type on a semiconductor substrate having a first conductivity type. ,
A stacked body is formed in which a second semiconductor layer having a first conductivity type and a third semiconductor layer having a second conductivity type are stacked in that order, and an insulating layer is formed on the stacked body. A fourth semiconductor layer having the first or second conductivity type is formed with the conductive semiconductor layer interposed therebetween. An optical thyristor is connected to the power supply in the forward direction and turns on and emits output light in response to incidence of input light, and turns off and stops emitting the output light when the voltage at both ends falls below the holding voltage. Further, using the fourth semiconductor layer, (i) a current flowing from the first power supply to the resistance element and (ii) both ends to the second power supply through the resistance element to the resistance element at both ends. Connected in the forward direction with the same polarity as the current flowing in It has a configuration in which a light detection element having at least one pn junction therein which operates in response to the incident input light in a state in which incident part of the output light from the optical thyristor is formed.
本願第１番目の発明による半導体光入出力装置によれ
ば、光サイリスタに入力光を入射させれば、その光サイ
リスタがターンオンして出力光を出射している状態が得
られる。 そして、この場合、光サイリスタに、第１の電源か
ら、抵抗素子を第１の方向に通じて、順方向に、第１の
電流を流しているとともに、光検出素子が、光サイリス
タからの出力光の一部を入射し、抵抗素子に、第２の電
源から、第２の電流を、上述した第１の方向と同じ方向
に、ほとんど流していないか、流しているとしても、比
較的小さな値で流しているので、抵抗素子での降下電圧
が比較的小さく、このため、光サイリスタの両端電圧
が、光サイリスタの保持電圧よりも大きく、よって、光
サイリスタがターンオンして出力光を出射している状態
が保持される。 また、このような状態から、光検出素子に、入力光を
入射させれば、その光検出素子が、抵抗素子に、第２の
電源から、上述した第２の電流に比し大きな第３の電流
を、上述した第１の方向と同じ方向に流し、このため、
抵抗素子での降下電圧が大きくなるので、光サイリスタ
の両端電圧が、光サイリスタの保持電圧以下に低下し、
よって、光サイリスタがターンオフして出力光の出射を
停止している状態になる。 従って、本願第１番目の発明による半導体光入出力装
置によれば、光サイリスタをターンオン状態からターン
オフさせて出力光を出射させるのに、入力光による光信
号によって、光サイリスタの両端電圧をその光サイリス
タの保持電圧以下にさせることができ、そして、そのた
めの構成は、抵抗素子と光検出素子と第２の電源とを用
いた簡易な構成である。 よって、本願第１番目の発明による半導体光入出力装
置によれば、半導体光入出力装置としての構成を、従来
の半導体光入出力装置の場合に比し、格段的に簡易、小
型化させることができる。 また、本願第２番目の発明による半導体光入出力装置
によれば、半導体基板と積層体とを用いて構成されてい
る光サイリスタの両端を、第４の半導体層を用いて構成
されている抵抗素子を通じて、第１の電源に、順方向に
接続し、また、第４の半導体層を用いて構成されている
光検出素子の両端を、抵抗素子を通じて、第２の電源
に、抵抗素子に第１の電源から流れる電流と同じ向きに
電流を流す極性で、順方向に接続した状態で、本願第１
番目の発明による半導体光入出力装置の場合と同様に、
光サイリスタに入力光を入射させれば、詳細説明は省略
するが、本願第１番目の発明による半導体光入出力装置
の場合と同様に且つ同様の理由で、光サイリスタがター
ンオフして出力光を出射している状態が保持される。た
だし、この場合、光検出素子が、光サイリスタからの出
力光の一部を、絶縁性半導体層を介して入射している。 また、光サイリスタがターンオンして出力光を出射し
ている状態から、第４の半導体層を用いて構成されてい
る光検出素子に、本願第１番目の発明による半導体光入
出力装置の場合と同様に、入力光を入射させれば、詳細
説明は省略するが、本願第１番目の発明による半導体光
入出力装置の場合と同様に且つ同様の理由で、光サイリ
スタがターンオフして出力光の出射を停止している状態
になる。 従って、本願第２番目の発明による半導体光入出力装
置の場合も、本願第１番目の発明による半導体光入出力
装置の場合と同様に、光サイリスタをターンオン状態か
らターンオフさせて出力光を出射させるのに、入力光に
よる光信号によって、光サイリスタの両端電圧をその光
サイリスタの保持電圧以下にさせることができ、そし
て、そのための構成は、抵抗素子と光検出素子と第２の
電源とを用いた簡易な構成である。 よって、本願第２番目の発明による半導体光入出力装
置の場合も、半導体光入出力装置としての構成を、従来
の半導体光入出力装置の場合に比し、格段的に簡易、小
型化させることができる。According to the semiconductor optical input / output device of the first aspect of the present invention, when input light enters the optical thyristor, a state in which the optical thyristor is turned on and emits output light can be obtained. In this case, the first current flows in the optical thyristor in the forward direction from the first power supply through the resistance element in the first direction, and the light detection element outputs the output from the optical thyristor. A part of the light is incident, and the second current is supplied from the second power source to the resistance element in the same direction as the above-described first direction. Since the current flows at a value, the voltage drop at the resistance element is relatively small, and therefore, the voltage across the optical thyristor is higher than the holding voltage of the optical thyristor, so that the optical thyristor turns on and emits output light. State is maintained. Further, when input light is incident on the photodetector from such a state, the photodetector is connected to the resistor by the third power supply from the second power supply, which is larger than the second current. The current flows in the same direction as the first direction described above.
Since the voltage drop at the resistance element increases, the voltage across the optical thyristor drops below the holding voltage of the optical thyristor,
Therefore, the optical thyristor is turned off and stops emitting the output light. Therefore, according to the semiconductor optical input / output device according to the first aspect of the present invention, when the optical thyristor is turned off from the turn-on state and the output light is emitted, the voltage between both ends of the optical thyristor is changed by the optical signal by the input light. The holding voltage of the thyristor can be made lower than the holding voltage, and the configuration for that is a simple configuration using a resistance element, a light detection element, and a second power supply. Therefore, according to the semiconductor optical input / output device according to the first aspect of the present invention, the configuration as the semiconductor optical input / output device can be significantly simplified and reduced in size as compared with the conventional semiconductor optical input / output device. Can be. Further, according to the semiconductor optical input / output device of the second aspect of the present invention, both ends of the optical thyristor formed by using the semiconductor substrate and the laminated body are connected to the resistor formed by using the fourth semiconductor layer. The element is connected in the forward direction to the first power supply through the element, and both ends of the photodetector formed using the fourth semiconductor layer are connected to the second power supply through the resistance element and to the resistance element. 1 with the polarity of flowing the current in the same direction as the current flowing from the power supply 1 and connected in the forward direction.
As in the case of the semiconductor optical input / output device according to the second invention,
If the input light is incident on the optical thyristor, the detailed description is omitted, but the optical thyristor is turned off and the output light is turned off for the same reason as in the case of the semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application. The state of emitting light is maintained. However, in this case, the photodetector enters a part of the output light from the optical thyristor via the insulating semiconductor layer. Further, from the state where the optical thyristor is turned on and emits output light, the photodetector configured using the fourth semiconductor layer is changed to the case of the semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application. Similarly, if the input light is incident, the detailed description is omitted, but the optical thyristor is turned off and the output light is turned off for the same reason as that of the semiconductor optical input / output device according to the first aspect of the present invention. It is in a state where the emission is stopped. Therefore, in the case of the semiconductor optical input / output device according to the second aspect of the present invention, similarly to the case of the semiconductor optical input / output device according to the first aspect of the present invention, the optical thyristor is turned off from the turn-on state to emit output light. In addition, the voltage between both ends of the optical thyristor can be made equal to or lower than the holding voltage of the optical thyristor by the optical signal of the input light, and the configuration for that uses the resistive element, the light detecting element, and the second power supply. It is a simple configuration. Therefore, also in the case of the semiconductor optical input / output device according to the second invention of the present application, the configuration as the semiconductor optical input / output device can be significantly simplified and downsized as compared with the conventional semiconductor optical input / output device. Can be.
【実施例１】 次に、第１図を伴って、本願第１番目の発明による半
導体光入出力装置の実施例を述べよう。 第１図に示す本願第１番目の発明による半導体光入出
力装置は、次に述べる構成を有する。 すなわち、入力光Ｌの入射に応じてターンオンして出
力光を出射し、両端電圧が保持電圧以下になればターン
オフして出力光Ｌ′の出射を停止するpnpn型の光サイリ
スタＳを有する。 そして、その光サイリスタＳの両端が、抵抗素子Ｒを
通じて、第１の電源E1に、順方向に接続されている。 また、光サイリスタからの出力光Ｌ′の一部Ｌ″を入
射している状態で入力光Ｌを入射して、応動する、例え
ばダーリントン接続されているフォトトランジスタＴで
なる内部に少なくとも１つのpn接合を有する光検出素子
Ｄの両端が、上述した抵抗素子Ｒを通じて、第２の電源
E2に、抵抗素子Ｒに第１の電源E1から流れる電流Icと同
じ向きに電流Itを流す極性で、順方向に接続されてい
る。 以上が、本願第１番目の発明による半導体光入出力装
置の実施例の構成である。 このような構成を有する本願第１番目の発明による半
導体入出力装置によれば、光サイリスタＳの両端電圧Ｖ
に対する光サイリスタＳに流れる電流Icとの関係を示す
第２図の曲線上でみて、動作点が点Ａにある初期状態に
ある光サイリスタＳに、外部から、第３図Ａに示すよう
なパルス状の入力光Ｌを入射させれば、その光サイリス
タＳがターンオンして、第２図Ｂに示すように出力光
Ｌ′を外部に出射している状態が得られる。 そして、この場合、光サイリスタＳに、第１の電源E1
から、抵抗素子R1を、図示の第１の方向に通じて、順方
向に、第１の電流Icを流しているとともに、光検出素子
Ｄが、光サイリスタＳからの出力光Ｌ″の一部を入射
し、抵抗素子Ｒに、第２の電源E2から、第２の電流I
cを、上述した第１の方向と同じ方向にほとんど流して
いないか、流しているとしても、比較的小さな値で流し
ているので、抵抗素子Ｒでの降下電圧が比較的小さく、
このため、光サイリスタＳの両端電圧Ｖが、光サイリス
タＳの保持電圧VHよりも大きな値VCEを有し、よって、
光サイリスタＳがターンオンして出力光Ｌ′を出射して
いる状態が保持される。 この場合、光サイリスタＳは、第２図の曲線上でみ
て、動作点が点Ｂにある状態にあり、そして、第１の電
源E1の電圧をVa、抵抗素子Ｒの値をｒとするとき、 Va＝VCE＋ｒ（IcHIt） ……（１） の関係を有する。 また、上述した光サイリスタＳがターンオンして出力
光Ｌ′を出射している状態が保持される状態から、光検
出素子Ｄに、第３図Ａに示すようなパルス状の入力光を
入射させれば、その光検出素子Ｄが、抵抗素子Ｒに、第
２の電源E2から、上述した第２の電流Itに比し大きな第
３の電流It′を、上述した第１の方向と同じ方向に流
し、このため、抵抗素子Ｒでの降下電圧が、上述した
（１）式において、Itがこの場合のItよりも大きなIt′
になる関係で、大きくなるので、光サイリスタＳの両端
電圧Ｖが、上述した（１）式において、ItがIt′にな
り、この分rIt′がrItよりも大きくなる分、VCEが小さ
くなる関係で、光サイリスタＳの保持電圧ＶH以下に低
下し、よって、光サイリスタＳがターンオフして出力光
Ｌ′の出射を停止している状態になり、第２図の曲線で
みて、動作点が点Ａにある初期状態に復帰する。 以上のことから、第１図に示す、本願第１番目の発明
による半導体光入出力装置によれば、光サイリスタＳを
ターンオン状態からターンオフさせて出力光Ｌ′を出射
させるのに、入力光Ｌによる光信号によって、光サイリ
スタＳの両端電圧Ｖをその光サイリスタの保持電圧VH以
下にさせることができ、そして、そのための構成は、抵
抗素子Ｒと光検出素子Ｄと、第２の電源E2とを用いた簡
易な構成である。 従って、第１図に示す本願第１番目の発明による半導
体光入出力装置によれば、半導体光入出力装置としての
構成を、従来の半導体光入出力装置の場合に比し、格段
的に簡易、小型化させることができる。Embodiment 1 Next, an embodiment of a semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application will be described with reference to FIG. The semiconductor optical input / output device according to the first invention shown in FIG. 1 has the following configuration. That is, there is provided a pnpn-type thyristor S that is turned on in response to the input light L to emit output light and is turned off to stop emission of the output light L 'when the voltage between both ends falls below the holding voltage. Then, both ends of the optical thyristor S are connected to the first power supply E1 in the forward direction through the resistance element R. Further, the input light L is made incident while a part L ″ of the output light L ′ from the optical thyristor is made incident, and at least one pn is formed inside the photo transistor T which responds, for example, is Darlington-connected. Both ends of the light detection element D having a junction are connected to the second power supply through the resistance element R described above.
To E2, a polar flowing a first power supply current flowing from the E1 I c and current I t in the same direction to the resistance element R, connected in the forward direction. The above is the configuration of the embodiment of the semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application. According to the semiconductor input / output device according to the first invention having such a configuration, the voltage V across the optical thyristor S
Viewed on the curve of FIG. 2 showing the relation between the current I c flowing through the optical thyristor S against, the optical thyristor S in an initial state in which the operating point is at point A, as from the outside, shown in FIG. 3 A When the pulsed input light L is incident, the optical thyristor S is turned on, and a state in which the output light L 'is emitted to the outside as shown in FIG. 2B is obtained. In this case, the first power supply E1 is connected to the optical thyristor S.
From the resistance element R1, communicates with the first direction shown in the figure, in the forward direction, with which flows a first current I c, the photodetector element D is one of the output light L "from the optical thyristor S And the second current I2 from the second power supply E2 to the resistance element R.
c is hardly flowed in the same direction as the above-described first direction, or even if it is flowed, since it flows with a relatively small value, the voltage drop at the resistance element R is relatively small,
For this reason, the voltage V across the optical thyristor S has a value V CE larger than the holding voltage V H of the optical thyristor S.
The state where the optical thyristor S is turned on and emits the output light L 'is maintained. In this case, the optical thyristor S is seen on the curve of FIG. 2, in a state where the operating point is at point B, and the voltage of the first power source E1 V a, the value of the resistance element R and r when, with the relationship of V a = V CE + r ( I c HI t) ...... (1). Further, from the state where the state where the above-mentioned optical thyristor S is turned on and emits the output light L ′ is held, the pulse-like input light as shown in FIG. lever, the light-detecting element D is, the resistance element R, the second power E2, the major third current I t 'than the second current I t described above, the first direction described above flows in the same direction, Thus, the voltage drop at the resistor element R is described above (1) in formula, I t is a large I t than I t in this case '
In relation becomes, becomes larger, the voltage V across the optical thyristor S is, in the above-mentioned (1), 'becomes, the minute rI t' I t is I t amount that is greater than rI t, V Due to the decrease in CE, the voltage drops below the holding voltage VH of the optical thyristor S, so that the optical thyristor S is turned off to stop emitting the output light L '. , The operating point returns to the initial state at the point A. From the above, according to the semiconductor optical input / output device according to the first aspect of the present invention shown in FIG. 1, when the optical thyristor S is turned off from the turn-on state to emit the output light L ', the input light L by by an optical signal, the voltage V across the optical thyristor S can be below the holding voltage V H of the optical thyristor, and a configuration for this, the resistor element R and the light detecting element D, the second power supply E2 This is a simple configuration using. Therefore, according to the semiconductor optical input / output device according to the first aspect of the present invention shown in FIG. 1, the configuration as the semiconductor optical input / output device is significantly simpler than that of the conventional semiconductor optical input / output device. , And can be miniaturized.
【実施例２】 次に、第５図を伴って、本願第２番目の発明による半
導体入出力装置の実施例を述べよう。 第５図において、第１図との対応部分には同一符号を
付して示す。 第５図に示す本願第２番目の発明による半導体光入出
力装置は、次に述べる構成を有する。 すなわち、例えばｐ型を有する半導体基板本体10a上
にｐ型を有するバッファ層としての半導体層10bを形成
している半導体基板10上に、ｎ型を有する第１の半導体
層11と、ｐ型を有する第２の半導体層12と、ｎ型を有す
る第３の半導体層13とがそれらの順に積層されている積
層体20が形成されている。 この場合、第１及び第２の半導体層11及び12は、中央
部を局部的に除いて、例えばFeのドープによって絶縁性
半導体部11′及び12′に絶縁化されている。 また、半導体基板１の半導体基板本体10aに、下方か
らみて、第１及び第２の半導体層11及び12を大きく包含
している大きさを有する窓21が形成されている。 上述した積層体20上に、例えばFeのドープによって絶
縁化されている絶縁性を有している絶縁性半導体層22を
介して、例えばｐ型またはｎ型（図の場合ｐ型）を有す
る第４の半導体層14が形成されている。 また、半導体層14及び絶縁性半導体層20内に、半導体
層14の上面から第３の半導体層13に達するまで延長し且
つn+型を有する第３の半導体層13を外部に引出す半導体
層23が形成され、そして、その半導体層23上に電極層24
が付され、一方、半導体基板１の積層体20側とは反対側
の面上に他の電極層25が付されている。 そして、上述した半導体基板10と積層体20とを用い
て、両端が、電極層24及び25と後述する抵抗素子Ｒを通
じて、第１の電極E1に順方向に接続される、入力光Ｌの
入射に応じてターンオンして出力光Ｌ′を出射し、両端
電圧が保持電圧以下になればターンオフして出力光Ｌ′
の出尺を停止する光サイリスタＳが構成されている。 また、同様に詳細説明は省略するが、第４の半導体層
14上に電極層26及び27を付し、そして、それら電極層26
及び27と第４の半導体層14とを用いて、抵抗素子Ｒが構
成されているとともに、第４の半導体層14内にｎ型を有
する半導体層28と及び19と、それら半導体層28及び29間
のｐ型を有する半導体層30とを形成し、また、半導体層
28及び29上に電極層31及び32を付し、そして、それら半
導体層28〜30及び電極層31及び32を用いて、抵抗素子Ｒ
を通じて、第２の電源E2に、抵抗素子Ｒに第１の電源E1
から流れる電流と同じ向きに電流を流す極性で、順方向
に接続される、光サイリスタＳからの出力光Ｌの一部を
入射している状態で入力光Ｌを入射して応動する、例え
ばフォトトランジスタＴでなる内部に少なくとも１つの
pn接合を有する光検出素子Ｄが構成されている。 以上が、本願第２番目の発明による半導体光入出力装
置の実施例の構成である。 このような構成を有する本願第２番目の発明による半
導体光入出力装置によれば、光サイリスタＳの電極層24
及び25を、抵抗素子Ｒを通じて、第１の電源E2に、順方
向に接続し、また、光検出素子Ｄの両端を、抵抗素子Ｒ
を通じて第２の電源E2に、抵抗素子Ｒに第１の電源E1か
ら流れる電流と同じ向きに電流を流す極性で、順方向に
接続した状態で、第１図に示す本願第１番目の発明によ
る半導体光入出力装置の場合と同様に、光サイリスタＳ
に入力光Ｌを入射させれば、詳細説明は省略するが、第
１図に示す本願第１番目の発明による半導体光入出力装
置の場合と同様に且つ同様の理由で、その光サイリスタ
Ｓがターンオフして出力光を出射している状態が保持さ
れる。 ただし、この場合、光検出素子Ｄが、光サイリスタＳ
からの出力光の一部を、絶縁性半導体層22を介して入射
している。 また、光サイリスタＳがターンオフして出力光Ｌ′を
出射している状態から、光検出素子Ｄに、第１図で上述
した本願第１番目の発明による半導体光入出力装置の場
合と同様に、入力光Ｌを入射させれば、詳細説明は省略
するが、第１図に示す本願第１番目の発明による半導体
光入出力装置の場合と同様に且つ同様の理由で、光サイ
リスタＳの保持電圧以下に低下し、よって、光サイリス
タＳがターンオフして出力光の出射を停止している状態
になる。 以上のことから、第５図に示す本願第２番目の発明に
よる半導体光入出力装置の場合も、第１図に示す本願第
１番目の発明による半導体光入出力装置の場合と同様
に、光サイリスタをターンオン状態からターンオフさせ
て出力光を出射させるのに、入力光による光信号によっ
て、光サイリスタの両端電圧をその光サイリスタの保持
電圧以下にさせることができ、そして、そのための構成
は、抵抗素子と光検出素子と第２の電源とを用いた簡易
な構成である。 よって、第５図に示す本願第２番目の発明による場合
も、半導体光入出力装置によれば、半導体光入出力装置
としての構成を、従来の半導体光入出力装置の場合に比
し、格段的に簡易、小型化させることができる。 なお、上述においては、本願第１番目の発明及び本願
第２番目の発明による半導体光入出力装置のそれぞれに
ついて、１つの実施例を示したにるすまり、本願第１番
目の発明及び本願第２番目の発明の精神を脱することな
しに、種々の変型、変更をなし得るであろう。Second Embodiment Next, an embodiment of a semiconductor input / output device according to the second invention of the present application will be described with reference to FIG. 5, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The semiconductor optical input / output device according to the second aspect of the present invention shown in FIG. 5 has the following configuration. That is, for example, on a semiconductor substrate 10 in which a semiconductor layer 10b as a buffer layer having p-type is formed on a semiconductor substrate body 10a having p-type, a first semiconductor layer 11 having n-type and a p-type A stacked body 20 is formed, in which a second semiconductor layer 12 having an n-type and a third semiconductor layer 13 having an n-type are stacked in that order. In this case, the first and second semiconductor layers 11 and 12 are insulated into insulating semiconductor portions 11 'and 12' by doping with Fe, for example, except for a central portion locally. In addition, a window 21 having a size that largely includes the first and second semiconductor layers 11 and 12 is formed in the semiconductor substrate body 10a of the semiconductor substrate 1 when viewed from below. For example, a p-type or n-type (p-type in the figure) is formed on the above-described stacked body 20 via an insulating semiconductor layer 22 having an insulating property insulated by doping with Fe, for example. Four semiconductor layers 14 are formed. In the semiconductor layer 14 and the insulating semiconductor layer 20, a semiconductor layer 23 extending from the upper surface of the semiconductor layer 14 to reach the third semiconductor layer 13 and extracting the third semiconductor layer 13 having n + type to the outside is provided. Is formed, and an electrode layer 24 is formed on the semiconductor layer 23.
On the other hand, another electrode layer 25 is provided on the surface of the semiconductor substrate 1 opposite to the laminate 20 side. Then, using the semiconductor substrate 10 and the laminated body 20 described above, both ends are input to the first electrode E1 in the forward direction through the electrode layers 24 and 25 and a resistive element R described later. To turn on and emit the output light L ', and when the voltage between both ends falls below the holding voltage, the output light L' is turned off and the output light L '
The optical thyristor S for stopping the measurement of the above is configured. Similarly, although detailed description is omitted, the fourth semiconductor layer
14 on top of electrode layers 26 and 27, and
, 27 and the fourth semiconductor layer 14, a resistance element R is formed, and the fourth semiconductor layer 14 has n-type semiconductor layers 28 and 19, and the semiconductor layers 28 and 29. A semiconductor layer 30 having ap type between the semiconductor layer and the semiconductor layer
Electrode layers 31 and 32 are provided on 28 and 29, and a resistance element R is formed by using the semiconductor layers 28 to 30 and the electrode layers 31 and 32.
Through the first power supply E1 to the resistance element R to the second power supply E2.
The input light L is incident and responsive in a state where a part of the output light L from the optical thyristor S is incident and is connected in the forward direction with the polarity of flowing the current in the same direction as the current flowing from At least one internal transistor T
A photodetector D having a pn junction is configured. The above is the configuration of the embodiment of the semiconductor optical input / output device according to the second invention of the present application. According to the semiconductor optical input / output device according to the second aspect of the present invention having such a configuration, the electrode layer 24 of the optical thyristor S
And 25 are connected to the first power supply E2 in the forward direction through the resistance element R, and both ends of the light detection element D are connected to the resistance element R2.
FIG. 1 shows a second power supply E2 connected to the resistance element R in the same direction as the current flowing from the first power supply E1 in the same direction as the first power supply E1. As in the case of the semiconductor optical input / output device, the optical thyristor S
If the input light L is incident on the optical thyristor S, the optical thyristor S will not be described in detail as in the case of the semiconductor optical input / output device according to the first invention shown in FIG. The state where the output light is emitted after being turned off is maintained. However, in this case, the photodetector D is an optical thyristor S
A part of the output light from the light source enters through the insulating semiconductor layer 22. Further, from the state where the optical thyristor S is turned off and the output light L 'is emitted, the light detecting element D is supplied to the light detecting element D in the same manner as in the case of the semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application described above with reference to FIG. If the input light L is incident, the detailed description is omitted, but the holding of the optical thyristor S is the same as that of the semiconductor optical input / output device according to the first invention shown in FIG. The voltage drops below the voltage, so that the optical thyristor S is turned off and stops emitting the output light. From the above, in the case of the semiconductor optical input / output device according to the second invention of the present application shown in FIG. 5, as in the case of the semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application shown in FIG. In order to turn off the thyristor from the turn-on state and emit the output light, the voltage between both ends of the optical thyristor can be made equal to or lower than the holding voltage of the optical thyristor by an optical signal by the input light, and the configuration for that is a resistance. This is a simple configuration using an element, a photodetector, and a second power supply. Therefore, also in the case of the second invention of the present application shown in FIG. 5, according to the semiconductor optical input / output device, the configuration as the semiconductor optical input / output device is significantly different from that of the conventional semiconductor optical input / output device. Simple and compact. In the above description, only one embodiment has been shown for each of the semiconductor optical input / output devices according to the first invention and the second invention of the present application. Various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the second invention.
第１図は、本願第１番目の発明による半導体光入出力装
置の実施例を示す接続図である。 第２図は、その説明に供する光サイリスタの両端電圧に
対する光サイリスタに流れる電流の関係を示す図であ
る。 第３図及び第４図は、光サイリスタに対する入力光に対
する光サイリスタの出力光の関係を示す波形図である。 第５図は、本願第２番目の発明による半導体光入出力装
置の実施例を示す略線的断面図である。FIG. 1 is a connection diagram showing an embodiment of a semiconductor optical input / output device according to the first invention of the present application. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the voltage across the optical thyristor and the current flowing through the optical thyristor for the explanation. FIG. 3 and FIG. 4 are waveform diagrams showing the relationship between the input light to the optical thyristor and the output light of the optical thyristor. FIG. 5 is a schematic sectional view showing an embodiment of a semiconductor optical input / output device according to the second invention of the present application.
Claims (2)
光を出射し、両端電圧が保持電圧以下になればターンオ
フして上記出力光の出射を停止する光サイリストを有す
る半導体光入出力装置において、 上記光サイリスタの両端が、抵抗素子を通じて、第１の
電源に、順方向に接続され、 上記光サイリスタからの出力光の一部を入射している状
態で入力光を入射して応動する、内部に少なくとも１つ
のpn接合を有する光検出素子の両端が、上記抵抗素子を
通じて、第２の電源に、上記抵抗素子に上記第１の電源
から流れる電流と同じ向きに電流を流す極性で、順方向
に接続されていることを特徴とする半導体光入出力装
置。1. A semiconductor optical input / output having an optical thyristor which is turned on in response to the input light to emit output light and is turned off to stop emission of said output light when the voltage between both ends becomes lower than a holding voltage. In the device, both ends of the optical thyristor are connected in a forward direction to a first power supply through a resistance element, and input light enters and reacts while a part of output light from the optical thyristor is incident. Both ends of a photodetector having at least one pn junction therein have a polarity such that a current flows through the resistor to a second power supply in the same direction as a current flowing from the first power supply to the resistor. And a semiconductor optical input / output device connected in the forward direction.
１の導電型とは逆の第２の導電型を有する第１の半導体
層と、第１の導電型を有する第２の半導体層と、第２の
導電型を有する第３の半導体層とがそれらの順に積層さ
れている積層体が形成され、 上記積層体上に、絶縁性半導体層を介して、第１または
第２の導電型を有する第４の半導体層が形成され、 上記半導体基板と積層体とを用いて、両端が、後記抵抗
素子を通じて、第１の電源に順方向に接続される、入力
光の入射に応じてターンオンして出力光を出射し、両端
電圧が保持電圧以下になればターンオフして上記出力光
の出射を停止する光サイリスタが構成され、 上記第４の半導体層を用いて、上記抵抗素子と、両
端が、上記抵抗素子を通じて、第２の電源に、上記抵抗
素子に上記第１の電源から流れる電流と同じ向きに電流
を流す極性で、順方向に接続される、上記光サイリスタ
からの出力光の一部を入射している状態で入力光を入射
して応動する、内部に少なくとも１つのpn接合を有する
光検出素子とが構成されていることを特徴とする半導体
光入出力装置。2. A semiconductor substrate having a first conductivity type, a first semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and a second semiconductor layer having a first conductivity type. A stacked body is formed in which a semiconductor layer and a third semiconductor layer having a second conductivity type are stacked in that order, and a first or second semiconductor layer is formed on the stacked body via an insulating semiconductor layer. A fourth semiconductor layer having a conductivity type of: is formed. Using the semiconductor substrate and the laminated body, both ends are connected to a first power supply in a forward direction through a resistance element to be described later. An optical thyristor is turned on and emits output light, and is turned off to stop emission of the output light when the voltage between both ends becomes equal to or lower than the holding voltage, and the resistance element is formed by using the fourth semiconductor layer. And both ends are connected to the second power supply through the resistance element and to the resistance element. The input light is incident and responsive in a state where a part of the output light from the optical thyristor, which is connected in the forward direction and has a polarity in which the current flows in the same direction as the current flowing from the first power supply, is incident. And a photodetector having at least one pn junction therein.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1301771A JP2787137B2 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Semiconductor optical input / output device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1301771A JP2787137B2 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Semiconductor optical input / output device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03161974A JPH03161974A (en) | 1991-07-11 |
| JP2787137B2 true JP2787137B2 (en) | 1998-08-13 |
Family
ID=17900976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1301771A Expired - Fee Related JP2787137B2 (en) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | Semiconductor optical input / output device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787137B2 (en) |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP1301771A patent/JP2787137B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03161974A (en) | 1991-07-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62126384A (en) | Apparatus for optical detection of object | |
| US3786264A (en) | High speed light detector amplifier | |
| JP2787137B2 (en) | Semiconductor optical input / output device | |
| JP4362905B2 (en) | Self-scanning light-emitting device, light source for writing, and optical printer | |
| JPH0315852B2 (en) | ||
| JPH0317384B2 (en) | ||
| JPH07298605A (en) | Optically coupled element | |
| JPS58200583A (en) | Insulation type signal transmitting element | |
| JPH0747896Y2 (en) | Semiconductor laser device | |
| JP2609924B2 (en) | Optical sensor circuit | |
| JP2813782B2 (en) | Optical integrated circuit | |
| JP2661629B2 (en) | Integrated photo detector | |
| JPH04139872A (en) | Semiconductor device | |
| JP3533921B2 (en) | Electronic automatic flasher | |
| JPH10233669A (en) | Semiconductor relay | |
| JPH0158757B2 (en) | ||
| JPS6114202Y2 (en) | ||
| JPS6225512A (en) | Optical coupling semiconductor device | |
| JPS60189257A (en) | Image sensor | |
| JPS599663U (en) | Waveform detection device | |
| JPH0575292B2 (en) | ||
| JPS63236411A (en) | Solid-state relay | |
| JPH05183186A (en) | Phototransistor | |
| JP2000236064A (en) | Junction capacitance for light receiving element | |
| JPH0786629A (en) | Photoelectric transducer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |