JPH01158821A - Latching type semiconductor relay - Google Patents

Latching type semiconductor relay

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Publication number
JPH01158821A
JPH01158821A JP62316937A JP31693787A JPH01158821A JP H01158821 A JPH01158821 A JP H01158821A JP 62316937 A JP62316937 A JP 62316937A JP 31693787 A JP31693787 A JP 31693787A JP H01158821 A JPH01158821 A JP H01158821A
Authority
JP
Japan
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optical signal
photothyristor
transistor
state
normally
Prior art date
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Pending
Application number
JP62316937A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Iitaka
幸男 飯高
Shuichiro Yamaguchi
周一郎 山口
Takeshi Matsumoto
武志 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP62316937A priority Critical patent/JPH01158821A/en
Publication of JPH01158821A publication Critical patent/JPH01158821A/en
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Abstract

PURPOSE:To attain the changeover of the conductive state and the nonconductive state by the application of a pulse signal by employing the series combination of a normally-ON transistor(TR) and a photo thyristor. CONSTITUTION:The relay is provided with the photo thyristor 3 triggered by an optical signal, the normally-ON TR 5 connected in series therewith, and a photovoltaic element 4 connected between control electrodes of the TR 5 to bias the TR 5 into the turn-off state in the reception of the optical signal. When a pulse signal for turn-on is given between input terminals I1 and I2, a light emitting element 1 generates the optical signal, the photo thyristor 3 is triggered, and the photo thyristor 3 keeps the turn-on-state even if the optical signal is lost and the load current flows continuously. The turn-off pulse signal is applied between input terminals I3 and I4. Thus, the changeover of the conductive state and the nonconductive state is attained by the application of the pulse signal.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、直流電力制御用のラッチング型半導体リレー
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a latching type semiconductor relay for direct current power control.

(背景技術) 第3図は従来の直流電力制御用の半導体リレーの構成を
示す回路図である。入力端子I、、I2間には、LED
よりなる発光素子1が接続されている。この発光素子1
の照射した光信号は、フォトトランジスタ10にて受光
される。フォトトランジスタ10の受光出力は、駆動回
路11を介して、パワートランジスタ12のベース・エ
ミッタ間に入力される。パワートランジスタ12のコレ
クタ及びエミッタには、出力端子01,0□がそれぞれ
接続されている。
(Background Art) FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional semiconductor relay for controlling DC power. There is an LED between input terminals I, I2.
A light emitting element 1 consisting of the following is connected. This light emitting element 1
The emitted optical signal is received by the phototransistor 10. The light reception output of the phototransistor 10 is inputted between the base and emitter of the power transistor 12 via the drive circuit 11. Output terminals 01 and 0□ are connected to the collector and emitter of the power transistor 12, respectively.

この従来例にあっては、出力素子として、ノーマリ・オ
フ型の通常のトランジスタ12を用いているため、入力
信号が存在する期間にのみ、出力端子0 + 、 02
間が導通状態となり、入力信号が無くなれば、出力端子
0 + 、 02間は非導通状態となる。したがって、
パルス信号の印加による導通状態と非導通状態との切換
動作を行うようなラッチング型の半導体リレーを実現す
ることはできなかった。
In this conventional example, since a normally-off type normal transistor 12 is used as an output element, the output terminals 0 + and 02 are connected only during the period when an input signal is present.
When the input signal disappears, the output terminals 0 + and 02 become non-conductive. therefore,
It has not been possible to realize a latching type semiconductor relay that switches between a conductive state and a non-conductive state by applying a pulse signal.

(発明の目的) 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、フ才トサイリスタとノーマリ
・オン型のトランジスタを直列的に組み合わせて用いる
ことにより、パルス信号の印加による導通状態と非導通
状態の切換動作を可能としたラッチング型半導体リレー
を提供することにある。
(Object of the invention) The present invention has been made in view of the above points, and
Its purpose is to create a latching-type semiconductor relay that uses a combination of a flexible thyristor and a normally-on transistor in series to enable switching between a conductive state and a non-conductive state by applying a pulse signal. Our goal is to provide the following.

(発明の開示) 本発明に係るラッチング型半導体リレーにあっては、上
記の目的を達成するために、第1図に示すように、光信
号にてトリガされるフォトサイリスタ3と、前記フォト
サイリスタ3と直列的に接続されたノーマリ・オン型の
トランジスタ5と、前記トランジスタ5の制御電極間に
接続されて光信号の受光時には前記トランジスタ5をオ
フ状態にバイアスする光起電力素子4と、前記フォトサ
イリスタ3に光信号を照射する第1の発光素子1と、前
記光起電力素子4に光信号を照射する第2の発光素子2
とを備えて成ることを特徴とするものである。
(Disclosure of the Invention) In order to achieve the above object, the latching type semiconductor relay according to the present invention includes a photothyristor 3 that is triggered by an optical signal, and a photothyristor 3 that is triggered by an optical signal. a normally-on transistor 5 connected in series with the transistor 3; a photovoltaic element 4 connected between the control electrode of the transistor 5 and biasing the transistor 5 to an off state when receiving an optical signal; A first light emitting element 1 that irradiates an optical signal to the photothyristor 3, and a second light emitting element 2 that irradiates an optical signal to the photovoltaic element 4.
It is characterized by comprising the following.

第1図において、入力端子It、I2はターンオン用の
パルス入力端子であり、LEDよりなる発光素子1が接
続されている。入力端子I3,1.はターンオフ用のパ
ルス入力端子であり、LEDよりなる発光素子2が接続
されている。発光素子1は、フォトサイリスタ3と光結
合されており、発光素子2は光起電力素子4と光結合さ
れている。
In FIG. 1, input terminals It and I2 are turn-on pulse input terminals, to which a light emitting element 1 consisting of an LED is connected. Input terminals I3,1. is a turn-off pulse input terminal, to which a light emitting element 2 made of an LED is connected. The light emitting element 1 is optically coupled to a photothyristor 3, and the light emitting element 2 is optically coupled to a photovoltaic element 4.

フォトサイリスタ3は光信号によりトリガされるサイリ
スタであり、−旦オン状態になると、アノード カソー
ド間電流を遮断しない限り、オン状態を持続する。フォ
トサイリスタ3のアノードは出力端子01に接続されて
いる。フォトサイリスタ3のゲートは抵抗7を介して出
力端子02に接続されている。これにより、フォトサイ
リスタ3のゲート電位の変動を抑制している。フォトサ
イリスタ3のカソードはノーマリ・オン型のトランジス
タ5のドレイン・ソース間を介して、出力端子02に接
続されている。ノーマリ・オン型のトランジスタ5は、
例えば、デプリーション型のJFET、MOSFET、
SITなどから成り、ゲート・ソース間にバイアス電圧
が印加されていないときには、ドレイン・ソース間は導
通状態となっており、前記バイアス電圧が印加されたと
きには、ドレイン・ソース間は非導通状態となる。この
トランジスタ5のゲート・ソース間には、光起電力素子
4の出力が接続されている。光起電力素子4の両端には
、抵抗6が並列接続されている。この抵抗6は、光信号
の消失時に、光起電力素子4の両端に残留している電荷
を放電させるために設けられている。光起電力素子4は
、pn接合を利用したフォトダイオードを直列接続して
成り、その直列接続個数は、ノーマリ・オン型のトラン
ジスタ5をオフ状態にバイアスするのに十分な電圧を発
生できるように設定されている。なお、出力端子0、.
02の間には、負荷8と直流電源9の直列回路が接続さ
れている。
The photothyristor 3 is a thyristor triggered by an optical signal, and once turned on, it remains on unless the anode-cathode current is interrupted. The anode of the photothyristor 3 is connected to the output terminal 01. The gate of the photothyristor 3 is connected to the output terminal 02 via a resistor 7. This suppresses fluctuations in the gate potential of the photothyristor 3. The cathode of the photothyristor 3 is connected to the output terminal 02 via the drain and source of a normally-on transistor 5. The normally-on transistor 5 is
For example, depletion type JFET, MOSFET,
When a bias voltage is not applied between the gate and source, the drain and source are in a conductive state, and when the bias voltage is applied, the drain and source are in a non-conductive state. . The output of the photovoltaic element 4 is connected between the gate and source of this transistor 5. A resistor 6 is connected in parallel to both ends of the photovoltaic element 4 . This resistor 6 is provided to discharge the charges remaining at both ends of the photovoltaic element 4 when the optical signal disappears. The photovoltaic element 4 is made up of photodiodes connected in series using p-n junctions, and the number of photodiodes connected in series is set such that it can generate a voltage sufficient to bias the normally-on transistor 5 to an off state. It is set. Note that output terminals 0, .
A series circuit of a load 8 and a DC power supply 9 is connected between the terminals 02 and 02.

第2図は上記回路の動作波形図である。同図(b)に示
すように、ターンオン用のパルス信号が入力端子I、、
12間に通電されると、発光素子1が光信号を発生し、
この光信号によりフォトサイリスタ3がトリガされる。
FIG. 2 is an operational waveform diagram of the above circuit. As shown in the same figure (b), the turn-on pulse signal is input to the input terminals I, .
When electricity is applied between 12, the light emitting element 1 generates an optical signal,
The photothyristor 3 is triggered by this optical signal.

このとき、ノーマリ・オン型のトランジスタ5はオン状
態であるので、直流電源9から負荷8、出力端子01、
フォトサイリスタ3、ノーマリ・オン型のトランジスタ
5、出力端子02を介して直流電源9に戻る経路で電流
が流れる。この電流がフォトサイリスタ3の保持電流よ
りも大きければ、前記光信号(第2図(b))が消失し
ても、フォトサイリスタ3はオン状態を持続し、このた
め、第2図(、)に示すように、負荷電流が流れ続ける
At this time, the normally-on transistor 5 is in the on state, so the DC power supply 9 connects the load 8 to the output terminal 01.
A current flows through a path returning to the DC power supply 9 via the photothyristor 3, the normally-on transistor 5, and the output terminal 02. If this current is larger than the holding current of the photothyristor 3, even if the optical signal (Fig. 2(b)) disappears, the photothyristor 3 will continue to be in the on state, and therefore, as shown in Fig. 2(,) As shown in , the load current continues to flow.

次に、第2図(c)に示すように、ターンオフ用のパル
ス信号が入力端子I i I 4間に通電されると、発
光素子2が光信号を発生し、この光信号により光起電力
素子4が光起電力を発生する。この光起電力がノーマリ
・オン型のトランジスタ5のゲート・ソース間に印加さ
れることにより、トランジスタ5のドレイン・ソース間
は非導通状態となる。したがって、フォトサイリスタ3
を介して流れていた負荷電流は、−旦遮断される。その
後、ターンオン用のパルス信号(第2図(C))が消失
して、ノーマリ・オン型のトランジスタ5のトレイン・
ソース間が導通状態に戻っても、フォトサイリスタ3は
既にターンオフされており、再度トリガしない限り、オ
ン状態にはならない。
Next, as shown in FIG. 2(c), when a pulse signal for turn-off is applied between the input terminals I i I 4, the light emitting element 2 generates an optical signal, and this optical signal generates a photovoltaic force. Element 4 generates a photovoltaic force. By applying this photovoltaic force between the gate and source of the normally-on transistor 5, the drain and source of the transistor 5 become non-conductive. Therefore, photothyristor 3
The load current flowing through is cut off once. After that, the turn-on pulse signal (FIG. 2(C)) disappears, and the train of the normally-on transistor 5.
Even if the connection between the sources returns to the conductive state, the photothyristor 3 has already been turned off and will not turn on unless triggered again.

このように、本発明の半導体リレーにあっては、パルス
信号の印加により、導通状態と非導通状態を切り替える
ことができ、パルス信号が消失した後も、導通状態又は
非導通状態をそのまま維持することができるものである
In this way, the semiconductor relay of the present invention can be switched between a conductive state and a non-conductive state by applying a pulse signal, and even after the pulse signal disappears, the conductive state or non-conductive state is maintained. It is something that can be done.

(発明の効果) 本発明は上述のように、フォトサイリスタとノーマリ・
オン型のトランジスタとを直列的に組み合わせて使用し
、フォトサイリスタを光信号で瞬時トリ力することによ
りターンオンさせて、導通状態を維持し、ノーマリ・オ
ン型のトランジスタを光信号て瞬時オフさせることによ
り、フォトサイリスタをターンオフさせて非導通状態を
維持するようにしなので、パルス信号の印加により、導
通状態と非導通状態を切り替えることができ、入力側の
消費電力を大幅に低減可能なラッチング型半導体リレー
を実現できるという効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention has a photothyristor and a normal
A photothyristor is used in combination with an on-type transistor in series, and the photothyristor is turned on by instantaneous tripping with an optical signal to maintain a conductive state, and a normally-on transistor is instantaneously turned off by an optical signal. This turns off the photothyristor and maintains it in a non-conducting state, so it can be switched between a conducting state and a non-conducting state by applying a pulse signal, making it a latching type semiconductor that can significantly reduce power consumption on the input side. This has the effect of realizing a relay.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は同上の動
作波形図、第3図は従来例の回路図である。 1.2は発光素子、3はフォトサイリスタ、4は光起電
力素子、5はノーマリ・オン型のトランジスタである。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operational waveform diagram of the same, and FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example. 1.2 is a light emitting element, 3 is a photothyristor, 4 is a photovoltaic element, and 5 is a normally-on transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光信号にてトリガされるフォトサイリスタと、前
記フォトサイリスタと直列的に接続されたノーマリ・オ
ン型のトランジスタと、前記トランジスタの制御電極間
に接続されて光信号の受光時には前記トランジスタをオ
フ状態にバイアスする光起電力素子と、前記フォトサイ
リスタに光信号を照射する第1の発光素子と、前記光起
電力素子に光信号を照射する第2の発光素子とを備えて
成ることを特徴とするラッチング型半導体リレー。
(1) A photothyristor that is triggered by an optical signal, a normally-on transistor connected in series with the photothyristor, and a normally-on transistor connected between the control electrode of the transistor and activated when receiving the optical signal. A photovoltaic element biased to an off state, a first light emitting element that irradiates an optical signal to the photothyristor, and a second light emitting element that irradiates an optical signal to the photovoltaic element. Characteristic latching type semiconductor relay.
JP62316937A 1987-12-15 1987-12-15 Latching type semiconductor relay Pending JPH01158821A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6486485B1 (en) * 1999-10-15 2002-11-26 Sharp Kabushiki Kaisha Optocoupler having normally-on driving element

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