JP4503059B2 - 光結合装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる光結合装置を説明するためのブロック図である。光結合装置80は、発光部80aと受光部80bとを含む。発光部80aには電源電圧(以下VCC1)が加えられるVCC1端子20、入力電圧(以下VIN)が入力されるVIN端子22、接地(以下GND1)端子24、半導体からなる発光素子42、クランプ回路40、駆動回路44、駆動停止回路46などを有する。なお、GND1はシステムまたは機器の接地である。また受光部80bは電源電圧(以下VCC2)が加えられるVCC2端子30、出力電圧(以下VOUT)が出力されるVOUT端子32、接地(以下GND2)端子34、フォトダイオード50、受光回路52などを有する。
図6において、VINがVCC1よりも低い場合は駆動回路44により動作モードであることを検出し、駆動回路44により発光素子42が駆動される。他方、VINがVCC1よりもVFだけ高くなると、トランジスタQ8及びQ9がオンとなり電流が流れる。R12の電圧降下によりQ9の出力電圧が上昇し、検査モードであることを検出し、駆動回路44の動作を停止する。Q9に流れる電流が十分に小さいとすると、クランプ電流ICLは、Q8に流れるコレクタ電流I8と略一致し、発光素子42を駆動し、発光素子42の電流感度などのアナログ的な動作特性を精度よく測定できる。
GND1−VESD<VIN≦ GND1+VB−VF (式1)
なお、pn接合がシリコンの場合、VFとVESDは、それぞれ700mVの近傍である。
VCC1<VIN<VCC1+VF (式2)
すなわち、第1の電圧は(VCC1+VF)よりも小さい範囲で設定できる。しかし、動作モードと検査モードとが隣接していると、ノイズなどによる誤動作を生じやすくなる。このため、ディジタル信号の入力電圧VINは、VCC1以下であることがより好ましい。
GND1+VB−VF<VIN<GND1 (式3)
すなわち、第2の電圧は第1の電圧よりも低く、かつ(式3)の範囲で設定できる。しかし、動作モードと検査モードとが隣接していると、ノイズなどによる誤動作を生じやすくなる。このため、ディジタル信号の入力電圧VINはGND1以上であることがより好ましい。従って、動作モードであるディジタル信号の入力電圧VINのより好ましい範囲Zは、(式4)で表される。
GND1≦VIN≦VCC1 (式4)
但し、VCC1>0
Claims (5)
- 発光素子と、
電源端子と、入力端子と、接地端子と、に接続され、前記入力端子へ入力されたディジタル信号により前記発光素子を駆動し光信号を出力させる駆動回路と、
前記入力端子に接続された第1のトランジスタを含むクランプ回路と、
前記光信号を電気信号に変換し出力する受光部と、
を備え、
前記入力端子への入力電圧が第1の電圧乃至第2の電圧の範囲内にある場合、前記ディジタル信号が入力された前記駆動回路が前記発光素子を駆動し前記光信号に変換し、前記受光部から前記電気信号が外部へ出力される動作モードとでき、
前記入力端子への入力電圧が前記第1の電圧乃至前記第2の電圧の範囲外にある場合、前記駆動回路が前記発光素子の駆動を停止し、前記クランプ回路の前記第1のトランジスタがオンし、前記クランプ回路のクランプ電流と同一または前記クランプ電流に比例した電流が前記発光素子に供給され、前記発光素子の特性を測定可能な検査モードとできることを特徴とする光結合装置。 - 前記クランプ回路は第2及び第3のトランジスタからなるカレントミラーをさらに含み、前記入力端子と前記接地端子との間に前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとを直列に接続し、
前記発光素子は前記電源端子に接続され、
前記入力電圧が前記電源端子の電圧よりも上がった範囲で前記第1のトランジスタがオンし、前記クランプ電流を前記第2のトランジスタに供給すると共に前記クランプ電流と同一または前記クランプ電流に比例した前記電流が前記第3のトランジスタから前記発光素子に供給され、前記検査モードとできることを特徴とする請求項1記載の光結合装置。 - 前記発光素子は、前記電源端子または前記接地端子に接続され、
前記発光素子が前記電源端子に接続された場合は、前記入力電圧が前記接地端子の電圧よりも下がった範囲で前記第1のトランジスタがオンし、前記クランプ電流が前記発光素子に供給されて、前記検査モードとでき、
前記発光素子が前記接地端子に接続された場合は、前記入力電圧が前記電源端子の電圧よりも上がった範囲でオンし、前記クランプ電流が前記発光素子に供給されて、前記検査モードとできることを特徴とする請求項1記載の光結合装置。 - 前記クランプ回路は第2及び第3のトランジスタからなるカレントミラーをさらに含み、前記入力端子と前記電源端子との間に前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとを直列に接続し、
前記発光素子は前記接地端子に接続され、
前記入力電圧が前記接地端子の電圧よりも下がった範囲でオンし、前記クランプ電流を前記第2のトランジスタに供給すると共に前記クランプ電流と同一または前記クランプ電流に比例した前記電流が前記第3のトランジスタから前記発光素子に供給され、前記検査モードとできることを特徴とする請求項1記載の光結合装置。 - 前記入力端子と前記接地端子との間、または前記入力端子と前記電源端子との間に接続され、前記駆動回路または前記クランプ回路を保護するESD保護回路をさらに備え、
前記入力電圧が前記接地端子の前記電圧と前記入力端子と前記接地端子との間に接続された前記ESD保護回路がオンする電圧との間であるか、または前記入力電圧が前記電源端子の前記電圧と前記入力端子と前記電源端子との間に接続された前記ESD保護回路がオンする電圧との間であるか、の場合に、前記第1のトランジスタがオンするように前記第1のトランジスタのベースバイアス電圧を設定したことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の光結合装置。
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