JP3220215B2 - Photoelectric negation logic circuit - Google Patents

Photoelectric negation logic circuit

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JP3220215B2 JP07113392A JP7113392A JP3220215B2 JP 3220215 B2 JP3220215 B2 JP 3220215B2 JP 07113392 A JP07113392 A JP 07113392A JP 7113392 A JP7113392 A JP 7113392A JP 3220215 B2 JP3220215 B2 JP 3220215B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光電否定論理回路に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric negation logic circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在の全電子式のコンピュータの演算速
度は、主として配線遅延時間によって制限されている。
この制約を打破し、演算速度を飛躍的に向上させるため
に、光技術を利用した光コンピュータの開発が活発に行
われている。これによれば、光ファイバー配線による光
の無誘導性を活かして配線遅延時間の削減ができ、同時
に、光の空間的並列性を活かして光信号そのものを論理
演算に用いることにより、超高速度の演算処理装置の実
現も可能である。特に後者では、超高速(リアルタイ
ム)画像処理装置等への応用も考えられ、その重要性は
大きい。一方、この場合における光の最大の弱点は、電
気と異なり負の信号をもたないことである。そのため、
光信号を用いた否定論理は負の表現が難しく、システム
全体を複雑なものにしかねない。
2. Description of the Related Art The operation speed of a current all-electronic computer is mainly limited by a wiring delay time.
In order to overcome this limitation and dramatically increase the calculation speed, optical computers using optical technology are being actively developed. According to this, it is possible to reduce the wiring delay time by taking advantage of the non-inductive property of light by the optical fiber wiring, and at the same time, by utilizing the spatial parallelism of light and using the optical signal itself for logical operation, ultra-high speed It is also possible to realize an arithmetic processing device. In particular, the latter can be applied to an ultra-high-speed (real-time) image processing device or the like, and its importance is great. On the other hand, the greatest weakness of light in this case is that it does not have a negative signal unlike electricity. for that reason,
Negative logic using optical signals is difficult to express negatively, and may complicate the entire system.

【0003】通常は、周期的なパルス信号を出力してお
き、光パルス信号の入力によってこれを消去すること
で、等価的に否定論理を行う。このことは既に公知であ
り、具体例としては、本発明者が以前に出願した、特開
平2−256319の中に述べられている。この回路を
図4に示す。
[0005] Normally, a periodic pulse signal is output, and this is erased by inputting an optical pulse signal, thereby equivalently performing a NOT logic. This is already known, and a specific example is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-256319, which was previously filed by the present inventors. This circuit is shown in FIG.

【0004】これは、整流性接合が反対向きに接続され
た、実質的に左右対称の電極構造を有する2個の半導体
受光素子411 ,412 からなり、各受光素子の一方の
電極端子に、互いに逆極性のバイアス電圧が電源412
1 ,4122 から印加され、各受光素子の他方の端子
が、出力端子43に共通に接続された回路構成になって
いる。これによれば、一方の受光素子411 に連続光ま
た連続パルスAが与えられ、他方の受光素子412 には
光パルス信号Bが入力され、各受光素子411 ,412
の電極端子に生じる電気信号が重畳されて出力端子43
に現れることにより、否定論理が行われるものである。
[0004] This rectifying junction is connected in the opposite direction, substantially two consists semiconductor photodetector 41 1, 41 2 having an electrode structure symmetrical to one electrode terminal of each light-receiving element The bias voltages having opposite polarities are connected to the power supply 412.
1 , 412 2, and the other terminal of each light receiving element is connected to the output terminal 43 in common. According to this, one of the light receiving element 41 1 are given continuous light also continuous pulse A, the optical pulse signal B is input to the other light receiving element 41 2, the light receiving elements 41 1, 41 2
The electric signal generated at the electrode terminal of
, A NOT logic is performed.

【0005】ここで用いられる半導体受光素子411
412 について、整流性接合をショットキー接合とした
場合には、一般にMSM(金属−半導体−金属)フォト
ディテクタと呼ばれているものになり、数GHZ 以上の
超高速応答動作が可能であり、しかも構造が簡単で、電
界効果トランジスタ(FET)との作製プロセス上の整
合性がよいので、集積化に適しているという特徴を持
つ。
[0005] The semiconductor light receiving elements 41 1 ,
For 41 2, when the Schottky junction rectifying junction is generally MSM (metal - semiconductor - metal) it becomes what is called a photo detector is capable over several GH Z Ultrafast response operation, In addition, since the structure is simple and the compatibility with a field-effect transistor (FET) in a manufacturing process is good, it has a feature that it is suitable for integration.

【0006】また、電極間隔を数μmに保ちつつ、受光
部を一辺が数10〜数100μm前後の大きさに形成す
るために、くし形構造をとるのが一般的である。従来技
術では、この受光素子のもう一つの特徴である左右対称
性が、実施上の重大な役割を果たしているが、一方この
受光素子には、整流性接合でありながら、光起電流の大
きさがバイアス電圧の大きさに依存するという特性があ
る。
In general, a comb-shaped structure is used in order to form the light receiving portion on a side having a size of several tens to several hundreds of micrometers while keeping the electrode interval at several micrometers. In the prior art, the left-right symmetry, which is another characteristic of this light receiving element, plays a significant role in implementation, while the light receiving element is a rectifying junction, but has a large photovoltaic current. Depends on the magnitude of the bias voltage.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来技術における回路
では、図4に示されるように、それぞれの受光素子に対
し、各々別々のバイアス電圧源が必要である。このため
実際の回路自体が、大がかりになるという問題点があ
る。もっとも、このこと自身は、本質的には特に大きな
問題点とはいえない。しかし、これとは別に、すでに示
したように、この受光素子には光起電流の大きさがバイ
アス電圧の大きさに依存するため、否定論理動作を行わ
せるためには、両方のバイアス電圧の大きさの絶対値を
等しく設定する必要があった。
In the circuit of the prior art, as shown in FIG. 4, a separate bias voltage source is required for each light receiving element. Therefore, there is a problem that the actual circuit itself becomes large-scale. However, this is not a major problem in itself. However, separately from this, as described above, the magnitude of the photovoltaic current depends on the magnitude of the bias voltage in this light-receiving element. The absolute value of the size had to be set equal.

【0008】このため、実際に回路を構築する場合に
は、それぞれのバイアス電圧源を厳密に設定する必要が
あり、また、電源の安定度が論理回路の動作の安定性に
直接影響を与えるため、電源から発生するリップル等の
雑音に非常に弱いという問題点があった。本発明は、こ
のような問題点を解決することを課題としている。
For this reason, when actually constructing a circuit, it is necessary to precisely set each bias voltage source, and the stability of the power supply directly affects the stability of the operation of the logic circuit. However, there is a problem that the power supply is very susceptible to noise such as ripples generated from a power supply. An object of the present invention is to solve such a problem.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光電否定論
理回路は、実質的に左右対称となった一対のショットキ
ー電極が互いに近接して半導体上に形成されることによ
りそれぞれ平面的に構成され、各々の一方の端子が共通
接続された第1および第2の受光素子と、第1の受光素
子の他方の端子に一端が接続され、他端が接地された第
1の負荷素子と、共通接続点に一端が接続され、他端に
所定のバイアス電圧が供給される第2の負荷素子と、を
備え、第1の受光素子の他方の端子が信号出力端子とさ
れ、第2の受光素子の他方の端子が接地されることによ
り構成され、第1の受光素子に第1の周期的光パルスが
入射されることにより信号出力端子からこれに対応する
周期的電気パルス信号が出力され、第2の受光素子に第
2の光パルスが入射されることにより周期的電気パルス
信号が消去され、これによって第2の光パルスに対して
負の否定電気出力信号が得られるようにしたことを特徴
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A photoelectric NOT logic circuit according to the present invention has a pair of substantially symmetrical Schottky electrodes formed in proximity to each other on a semiconductor to form a planar structure. A first and a second light receiving element each having one terminal commonly connected, a first load element having one end connected to the other terminal of the first light receiving element and the other end grounded; A second load element, one end of which is connected to the common connection point and the other end of which is supplied with a predetermined bias voltage, wherein the other terminal of the first light receiving element is a signal output terminal; The other terminal of the element is grounded, and a first periodic light pulse is incident on the first light receiving element, and a corresponding periodic electric pulse signal is output from the signal output terminal, The second light pulse enters the second light receiving element. Is periodically electrical pulse signal is erased by, characterized in that this negative negative electrical output signal to the second optical pulse by has to be obtained.

【0010】ここで、半導体が、GaAs、InP、I
nGaAsもしくはInGaAsPの基板であり、この
基板上に第1および第2の光パルスを発生する発光素子
と前述の発光素子および負荷素子を含めて集積化するこ
とが可能である。
Here, the semiconductor is GaAs, InP, I
It is an nGaAs or InGaAsP substrate, and it is possible to integrate the light emitting element for generating the first and second light pulses, the light emitting element and the load element described above, on this substrate.

【0011】[0011]

【作用】本発明の構成によれば、光信号の入力によって
動作する否定論理回路として、前述の図4の回路に用い
られている光電変換素子と実質的に同一の受光素子、す
なわち、一対のショットキー接合が数μmのギャップを
隔てて形成され、実質的に左右対称の平面的構造をもつ
受光素子を2個用いて、わずか一個のバイアス電圧源で
動作する、新規な回路を提案するものである。ここで、
回路の応答速度は従来(図4)のものと同様であり、超
高速動作が可能である。
According to the structure of the present invention, as a NOT logic circuit which operates in response to input of an optical signal, a light receiving element substantially the same as the photoelectric conversion element used in the circuit of FIG. A proposal of a novel circuit in which a Schottky junction is formed with a gap of several μm and uses two light receiving elements having a substantially symmetrical planar structure and operates with only one bias voltage source. It is. here,
The response speed of the circuit is the same as that of the conventional circuit (FIG. 4), and an ultra-high speed operation is possible.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明による光電否定論理回路の実
施例である。2個のMSM11 、12 が電気的に接続さ
れた一端に、適当な大きさの負荷抵抗22 を介して直流
電源12が接続され、それぞれに共通のバイアス電圧が
加えられている。一方のMSM11 の他端側を出力端子
3とし、この端子3は適当な大きさの負荷抵抗21を介
して、他方のMSM12 の他端と共に接地されている。
FIG. 1 shows an embodiment of a photoelectric NOT logic circuit according to the present invention. The two MSM1 1, 1 2 is electrically connected at one end, the DC power source 12 is connected through a load resistor 2 2 suitably sized, have a common bias voltage is applied to each. One of MSM1 1 of the other end side and the output terminal 3, the terminal 3 through a load resistor 2 1 of suitable size, and is grounded other MSM1 2 at the other end.

【0013】MSM12 に光パルス信号の入力が無い場
合には、電源12から加えるバイアス電圧の極性を正と
すると、半導体発光素子111 からMSM11 に、クロ
ックに対応した周期的な光パルス(A)が入射されるこ
とにより、出力端子3からはMSM11 から正の周期的
電気パルス信号が出力される。
[0013] MSM1 If no input of the optical pulse signal is the 2, when the polarity of the bias voltage applied from the power source 12 and positive, the semiconductor light emitting element 11 1 to MSM1 1, corresponding to the clock cycle light pulses ( When A) is incident, the output terminal 3 outputs a positive periodic electric pulse signal from the MSM 11 .

【0014】半導体発光素子112 からMSM12 に光
パルス信号(B)が入力された場合には、負荷抵抗をも
たないMSM12 側の回路が、もう一方のMSM11
の回路を短絡してしまうため(バイアス電圧用の電源1
2から電流は一方的にMSM12 側を流れるため)、出
力端子3における電圧は0になる。これにより、光信号
の入力によって動作する光電否定論理回路が実現でき
る。
When an optical pulse signal (B) is input from the semiconductor light emitting element 11 2 to the MSM 12 , the circuit on the MSM 12 side having no load resistance short-circuits the circuit on the other MSM 11 side. (Power supply 1 for bias voltage
2 because current is unilaterally flowing MSM1 2 side from), the voltage is zero at the output terminal 3. Thus, a photoelectric negation logic circuit that operates by inputting an optical signal can be realized.

【0015】ここにおいて、負荷抵抗21 はMSM11
から出力される電流信号を電圧信号に変換するためのも
ので、得られる電圧振幅と応答速度とはトレードオフの
関係であるため、目的とする回路特性に応じてその大き
さを決める必要がある。しかしながら、MSM11 ,1
2 は平面構造であるため、端子間容量が非常に小さく、
仮に一辺が0,2mmという比較的大きな受光部を形成
して場合でも、約0.5pF程度である。
[0015] In this case, the load resistor 2 1 MSM1 1
The purpose is to convert the current signal output from the IC into a voltage signal. Since the obtained voltage amplitude and response speed are in a trade-off relationship, it is necessary to determine the magnitude according to the desired circuit characteristics. . However, MSM1 1, 1
2 is a planar structure, so the capacitance between terminals is very small,
Even if a relatively large light receiving portion having a side of 0.2 mm is formed, it is about 0.5 pF.

【0016】これは、MSMが超高速動作が可能なこと
の主要因である。従って、負荷抵抗21 の大きさを、通
常の50Ωよりも若干高めにし、その分だけ電圧振幅を
稼ぐことも可能である。このことも、MSMを用いて論
理回路を構成する場合の、ひとつの特徴といえる。ま
た、負荷抵抗22 の大きさは、主としてMSM12 側の
応答特性に関係するが、負荷抵抗21 と同じ大きさとし
て差し支えない。
[0016] This is the main factor that enables the MSM to operate at a very high speed. Thus, the magnitude of the load resistor 2 1, and slightly than normal 50Ω enhanced, it is also possible to make the voltage amplitude correspondingly. This can also be said to be one characteristic of a case where a logic circuit is formed using MSM. The size of the load resistor 2 2 is related to the response characteristic of predominantly MSM1 2 side, no problem as the same size as the load resistor 2 1.

【0017】また、ここで用いられる半導体発光素子1
1 ,112 は、出力すべき光の波長に応じて、活性層
にGaAlAs(0.85μm帯)、もしくはInGa
As(P)(1.3、ないし1.55μm帯)を用いた
LED(発光ダイオード)、あるいは半導体レーザであ
る。また電流パルス源13は、半導体発光素子111
クロックに対応した周期的電流パルスを与える。
The semiconductor light emitting device 1 used here
11 1 and 11 2 indicate that the active layer has GaAlAs (0.85 μm band) or InGa according to the wavelength of light to be output.
An LED (light emitting diode) using As (P) (1.3 to 1.55 μm band) or a semiconductor laser. The current pulse source 13 provides a periodic current pulses corresponding to the clock to the semiconductor light emitting element 11 1.

【0018】以上により、光信号の入力によって動作す
る光電否定論理回路が実現できる。ここに用いられる半
導体受光素子としてのMSMは、ショットキー整流性接
合によって形成されているため、オーム性接触によって
形成されている光導電型の受光素子に比べて、高速応答
が可能であり、しかも暗電流を小さく抑えることができ
るので、その分だけダイナミックレンジを大きくするこ
とができる。
As described above, a photoelectric negation logic circuit that operates by inputting an optical signal can be realized. Since the MSM as the semiconductor light receiving element used here is formed by a Schottky rectifying junction, a high-speed response is possible as compared with a photoconductive light receiving element formed by ohmic contact, and Since the dark current can be reduced, the dynamic range can be increased accordingly.

【0019】さらに、これまでの説明から判るように、
この回路の入力ゲートは、従来技術において示した回路
と同様に、わずか1段だけであることから、動作速度は
負荷抵抗で終端したMSMの応答速度だけで決まるの
で、これを非常に速くすることができる。具体的には、
数〜数10GHZ の応答が可能である。
Further, as can be seen from the above description,
Since the input gate of this circuit has only one stage as in the circuit shown in the prior art, the operating speed is determined only by the response speed of the MSM terminated with a load resistor. Can be. In particular,
It is possible response of a few to several 10GH Z.

【0020】半導体受光素子に用いられる半導体基板と
しては、0.85μm帯の短波長光に対してはSiやG
aAsが、1.3ないし1.55μ帯の長波長光に対し
てはGeやInGaAs(P)が用いられる。これらの
うち、以下に示すように、回路を同一半導体基板に集積
化する場合には、Si、GaAs、ないしInGaAs
(P)が好ましく、さらにまた、特に半導体発光素子と
共に集積化する場合には、GaAsやInGaAs
(P)が適している。
The semiconductor substrate used for the semiconductor light receiving element is made of Si or G for short wavelength light in the 0.85 μm band.
Ge or InGaAs (P) is used for long-wavelength light having aAs of 1.3 to 1.55 μ band. Of these, as described below, when circuits are integrated on the same semiconductor substrate, Si, GaAs, or InGaAs is used.
(P) is preferable, and particularly when integrated with a semiconductor light emitting element, GaAs or InGaAs is preferable.
(P) is suitable.

【0021】次に、上記の光電否定論理回路を、同一半
導体基板に集積化した実施例を図2に示す。本発明によ
る光電否定論理回路は、構成が非常に簡単で、しかも自
由度が高いので、受光素子を高密度に配置して集積化す
ることに非常に適している。
Next, FIG. 2 shows an embodiment in which the above-described photoelectric NOT logic circuit is integrated on the same semiconductor substrate. Since the photoelectric negation logic circuit according to the present invention has a very simple configuration and a high degree of freedom, it is very suitable for arranging and integrating light receiving elements at high density.

【0022】ここで、集積回路の半導体基板8として
は、SiやGaAsもしくはInPを用いることができ
るが、GaAsとInPについては素子間分離が容易
で、しかも配線に付随する浮遊容量を少なくできる半絶
縁性基板が実用化されており、ここで用いられる基板と
して最適である。
Here, as the semiconductor substrate 8 of the integrated circuit, Si, GaAs or InP can be used. However, GaAs and InP can be easily separated from each other and can reduce the stray capacitance associated with the wiring. Insulating substrates have been put to practical use and are most suitable as substrates used here.

【0023】MSM11 ,12 は、n型Siやn型もし
くは半絶縁性GaAs基板8上に直接、あるいはこの上
に改めて結晶成長したn型の活性層91 上に、金属薄膜
を真空蒸着することによって形成される。半導体基板8
にInPを用いる場合には、この上に結晶成長したn型
のInGaAs(P)活性層91 上に、金属薄膜を真空
蒸着することによって形成される。
[0023] MSM1 1, 1 2 is, n-type Si and n-type or directly on a semi-insulating GaAs substrate 8, or on the active layer 9 1 anew crystal grown n-type thereon, vacuum depositing a metal thin film It is formed by doing. Semiconductor substrate 8
In the case of using InP is on InGaAs (P) active layer 9 1 crystal grown n-type thereon, is formed by vacuum-depositing a metal thin film.

【0024】負荷抵抗21 ,22 は、半導体基板8の表
面に、不純物拡散によって適当な大きさに形成できる。
電極3は出力電極、電極4は外部バイアス電圧を加える
ための電極、電極5は接地電極である。膜7は半導体基
板と配線電極ないし各電極端子との間に設けられた絶縁
薄膜で、CVD(化学気相成長法)等により形成された
SiN等の薄膜である。
The load resistors 2 1 and 2 2 can be formed on the surface of the semiconductor substrate 8 to have appropriate sizes by impurity diffusion.
The electrode 3 is an output electrode, the electrode 4 is an electrode for applying an external bias voltage, and the electrode 5 is a ground electrode. The film 7 is an insulating thin film provided between the semiconductor substrate and the wiring electrode or each electrode terminal, and is a thin film of SiN or the like formed by CVD (chemical vapor deposition) or the like.

【0025】次に、周期的な光パルスを出力する半導体
発光素子も含めて、本発明の構成を同一半導体基板に集
積化した実施例を図3に示す。この場合、集積回路の半
導体基板8には、発光素子も集積化するため、短波長用
にはGaAs基板、長波長用にはInP基板が用いられ
る。
Next, FIG. 3 shows an embodiment in which the structure of the present invention, including a semiconductor light emitting element for outputting a periodic light pulse, is integrated on the same semiconductor substrate. In this case, in order to integrate the light emitting element on the semiconductor substrate 8 of the integrated circuit, a GaAs substrate is used for a short wavelength, and an InP substrate is used for a long wavelength.

【0026】半導体発光素子111 は、半導体基板8上
にGaAlAsとGaAs、あるいはInGaAs
(P)とInPを結晶成長することによって形成され
る。MSM11 は、発光素子111 上にショットキー接
合を左右対称に設けることによって形成される。ここ
で、発光素子111 にクロックに対応した周期的電流パ
ルスを与えることによって、周期的光パルス(A)が受
光素子11 に半導体内部から入力し、受光素子11 から
定常的な電気信号が得られる。ここで、電極61 、62
は周期的光パルスを出力する半導体発光素子の電極、層
2 はそのアノード層、層93 はカソード層、層94
活性層である。
The semiconductor light emitting element 11 1, GaAlAs and GaAs on a semiconductor substrate 8 or InGaAs,
It is formed by crystal growth of (P) and InP. MSM1 1 is formed by providing symmetrical Schottky junction on the light emitting element 11 1. Here, by providing a periodic current pulses corresponding to the clock to the light emitting element 11 1, the periodic light pulses (A) is input from the semiconductor inside the light receiving element 1 1, steady electrical signals from the light receiving element 1 1 Is obtained. Here, the electrodes 6 1 , 6 2
The electrode of the semiconductor light-emitting element for outputting a periodic optical pulses, the layer 9 2 An anode layer, the layer 9 3 cathode layer, the layer 9 4 is an active layer.

【0027】以上に説明したことから、単一のバイアス
電圧源で動作するMSMを用いた光電否定論理回路、な
らびにその集積回路が、非常に簡単に実現できることが
判る。これにより、バイアス電源を含めた回路全体の大
きさを小さくできると共に、従来技術においては不可欠
であった、2個のバイアス電圧の大きさを厳密に等しく
設定するといったような、煩わしい手間を省くことがで
きる。さらには、バイアス電圧源に重畳するリップル等
の雑音からも解放されるため、回路の安定度が飛躍的に
向上される。
From the above description, it can be seen that a photoelectric negation logic circuit using an MSM operated by a single bias voltage source and its integrated circuit can be realized very easily. This makes it possible to reduce the size of the entire circuit including the bias power supply, and eliminates the troublesome work of setting the two bias voltages strictly equal, which is indispensable in the prior art. Can be. Further, since the circuit is free from noise such as ripples superimposed on the bias voltage source, the stability of the circuit is dramatically improved.

【0028】また特に、MSMは集積化に適した平面的
構造をしており、FETとの作整上の整合性がよいの
で、この光電否定論理回路の出力端子の後段に、インビ
ーダンス変換回路等の増幅回路を接続し、集積化するの
にも適している。これによって得られた回路は、超高速
動作が可能であり、光の持つ特性を最大限に発揮できる
可能性をもっている。
In particular, since the MSM has a planar structure suitable for integration and has good alignment with the FET, the impedance conversion is provided at the subsequent stage of the output terminal of the photoelectric NOT logic circuit. It is also suitable for connecting and integrating amplifier circuits such as circuits. The circuit thus obtained can operate at an ultra-high speed, and has the potential to maximize the characteristics of light.

【0029】[0029]

【発明の効果】この発明により、光信号を用いた否定論
理において、著しい回路の簡単化と、論理動作の安定性
の飛躍的向上が可能となる。しかも、超高速動作ならび
に広ダイナミックレンジ特性を有している。このため、
回路の汎用性が高く、かなり自由な回路設計が可能であ
り、このことは、集積回路を構成する際には特に有効と
なる。特に、画像処理等のような、光電変換素子の高密
度な集積化が必要で、データ数の多い場合においては非
常に有効であり、リアルタイム画像処理の一助となるこ
とが期待される。
According to the present invention, in a NOT logic using an optical signal, a remarkable simplification of a circuit and a drastic improvement in stability of a logic operation can be achieved. Moreover, it has ultra-high speed operation and wide dynamic range characteristics. For this reason,
The versatility of the circuit is high, and it is possible to design the circuit quite freely. This is particularly effective when configuring an integrated circuit. In particular, when high-density integration of photoelectric conversion elements is required as in image processing and the like and the number of data is large, it is very effective and is expected to help real-time image processing.

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

【図1】実施例に係る光電否定論理回路図。FIG. 1 is a diagram of a photoelectric negation logic circuit according to an embodiment.

【図2】図1の回路を同一半導体基板に集積化した実施
例の図。
FIG. 2 is a diagram of an embodiment in which the circuit of FIG. 1 is integrated on the same semiconductor substrate.

【図3】周期的光パルスを出力する半導体発光素子を含
めて、同一半導体基板に集積化した実施例を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment in which a semiconductor light emitting element that outputs a periodic light pulse is integrated on the same semiconductor substrate.

【図4】先行技術による光電否定論理回路を示した図。FIG. 4 is a diagram showing a photoelectric negation logic circuit according to the prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 、12 …一対のショットキー接合が数μmのギャッ
プを隔てて形成された、実質的に左右対称の平面的構造
をもつ半導体受光素子(MSMフォトディテクタ)、2
1 、22 …負荷抵抗、3…出力端子、出力電極、4…外
部バイアスを加えるための電極、5…接地電極、61
2 …集積化した周期的光パルスを出力する半導体発光
素子の電極、7…絶縁薄膜(SiN等)、8…集積回路
の半導体基板(Si、GaAs、InP等)、91 …M
SMフォトディテクタの活性層、92 …集積化した半導
体発光素子のアソード層、93 …集積化した半導体発光
素子のカソード層、94 …集積化した半導体発光素子の
活性層、111 、112 …半導体発光素子(LED、半
導体レーザ)、12…バイアス電圧(源)、13…クロ
ックに対応した周期的電流パルスを半導体発光素子11
1 に供給する電流パルス源、A…周期的光パルス。B…
光パルス入力信号、411 、412 …整流性接合が反対
向きに接続された、実質的に左右対称な電極構造を有す
る半導体受光素子、42…負荷抵抗、43…出力端子、
4121 、4122 …バイアス電圧(源)。
1 1 , 1 2 ... Semiconductor light receiving element (MSM photodetector) having a substantially symmetrical planar structure in which a pair of Schottky junctions are formed with a gap of several μm, 2
1 , 2 2 ... load resistance, 3 ... output terminal, output electrode, 4 ... electrode for applying external bias, 5 ... ground electrode, 6 1 ,
6 2 : electrodes of a semiconductor light emitting element for outputting integrated periodic light pulses, 7: insulating thin film (SiN, etc.), 8: semiconductor substrate of integrated circuit (Si, GaAs, InP, etc.), 9 1 : M
SM photodetector active layer, 9 2 ... Integrated semiconductor light emitting device assault layer, 9 3 ... Integrated semiconductor light emitting device cathode layer, 9 4 ... Integrated semiconductor light emitting device active layer, 11 1 , 11 2 ... Semiconductor light emitting device (LED, semiconductor laser), 12 ... Bias voltage (source), 13 ... Semiconductor light emitting device 11
A current pulse source to be supplied to 1 , A: periodic light pulse. B ...
Optical pulse input signal, 41 1 , 41 2 ... semiconductor light receiving element having a symmetrical electrode structure in which rectifying junctions are connected in opposite directions, 42 ... load resistance, 43 ... output terminal,
412 1 , 412 2 ... bias voltage (source).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 孝 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 藁科 禎久 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 杉本 賢一 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 鈴木 智子 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 菅 博文 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−4014(JP,A) 特開 平2−256319(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 19/14 H03K 17/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Takashi Iida, 1126 Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Inside (72) Inventor Yoshihisa Hoshina 1126, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Sugimoto 1126, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Inside (72) Inventor Tomoko Suzuki 1126, Nomachi, Ichinomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Inside Hamamatsu Photonics Corporation (72) Inventor Hirofumi Suga 1126 Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Hamamatsu Photonics Co., Ltd. (56) References JP-A-2-4014 (JP, A) JP-A-2-256319 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03K 19/14 H03K 17/78

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 実質的に左右対称となった一対のショッ
トキー電極が互いに近接して半導体上に形成されること
によりそれぞれ平面的に構成され、各々の一方の端子が
共通接続された第1および第2の受光素子と、 前記第1の受光素子の他方の端子に一端が接続され、他
端が接地された第1の負荷素子と、 前記共通接続点に一端が接続され、他端に所定のバイア
ス電圧が供給される第2の負荷素子と、を備え、 前記第1の受光素子の他方の端子が信号出力端子とさ
れ、前記第2の受光素子の他方の端子が接地されること
により構成され、 前記第1の受光素子に第1の周期的光パルスが入射され
ることにより前記信号出力端子からこれに対応する周期
的電気パルス信号が出力され、前記第2の受光素子に第
2の光パルスが入射されることにより前記周期的電気パ
ルス信号が消去され、これによって前記第2の光パルス
に対して負の否定電気出力信号が得られるようにしたこ
とを特徴とする光電否定論理回路。
A first pair of substantially symmetrical Schottky electrodes are formed on a semiconductor in close proximity to each other to form a plane, and one terminal of each is commonly connected. And a second light receiving element; a first load element having one end connected to the other terminal of the first light receiving element and the other end grounded; one end connected to the common connection point; A second load element to which a predetermined bias voltage is supplied, wherein the other terminal of the first light receiving element is a signal output terminal, and the other terminal of the second light receiving element is grounded. When a first periodic light pulse is incident on the first light receiving element, a corresponding periodic electric pulse signal is output from the signal output terminal, and a second periodic light pulse is output to the second light receiving element. 2 light pulses are incident It said periodic electrical pulse signal is erased, whereby the photoelectric negative logical circuit being characterized in that as negative negative electric output signal is obtained for the second optical pulse.
【請求項2】 前記半導体がGaAs、InP、InG
aAsもしくはInGaAsPの基板であり、前記第1
および第2の受光素子と、前記第1および第2の負荷素
子と、前記第1および第2の光パルスを出力する発光素
子が前記基板上に集積されていることを特徴とする請求
項1記載の光電否定論理回路。
2. The method according to claim 1, wherein the semiconductor is GaAs, InP, InG.
aAs or InGaAsP substrate;
And a second light receiving element, the first and second load elements, and a light emitting element for outputting the first and second light pulses are integrated on the substrate. A photoelectric negation logic circuit as described.
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