JPH03209881A - 光検出スイッチ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報処理機器および産業機械、制御機器など
の広い範囲に使用される光検出スイッチ技術に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の光検出スイッチ技術では、紫外光から赤外光（波
長３２０〜１１５０ｎｍ）を受光するのにフォトトラン
ジスタあるいはフォトダイオード等の受光素子が一般的
に使用されている。このような受光素子を用いて光検出
スイッチ回路が構成されるが、光検出スイッチ機能をも
った集積回路素子は知られていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のフォトトランジスタあるいは、フォトダ
イオード等の受光素子を使用した光検出スイッチ回路は
、光を検出して出力する際に、外部電源が必要となり、
またオフセット電圧があるためアナログ信号を歪なく制
御することができないほか、信号も片方向の直流信号し
か制御できないという欠点がある。

本発明の目的は、外部電源が不要な光検出スイッチ素子
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本願箱１の発明の光検出スイッチ素子は、アイランド上
に搭載された。光起電力ダイオードアレー及び前記光起
電力ダイオードアレーで発生する光起電力を出力端へ伝
達し前記光起電力が所定レベル以下になると出力端を短
絡する制＃回路を集積化した受光素子チップと、他のア
イランド上に搭載され前記制御回路によって駆動される
ＭＯＳ電界効果トランジスタとか、前記受光素子チップ
の光起電力ダイオードアレーの表面から上部方向に設け
られた透明樹脂部及び前記透明樹脂表面を光入射窓とし
て有する不透明樹脂により封止されているというもので
ある。

又、本願箱２の光検出スイッチ素子は、光起電力ダイオ
ードアレー、前記光起電力ダイオードアレーで発生する
光起電力を出力端へ伝達し前記光起電力が所定レベル以
下になると出力端を短絡する制御回路及び前記制御回路
によって駆動されるＭＯ３電界効果トランジスタを集積
した半導体チップが前記光起電力ダイオードアレーの表
面から上部方向に設けられた透明樹脂部及び前記透明樹
脂部表面を光入射窓として有する不透明樹脂により封止
されているというものである。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の第１の実施例の光検出スイッチの部
分切欠き斜視図である。

第１図に示すように本実施例の光検出スイッチは、内部
リードのアイランド５ａに光を受ける光起電力ダイオー
ドアレー１と制御回路２を集積化した受光素子チップ４
と、他のアイランド５ｂに搭載され光起電力ダイオード
アレーｌの発生する出力電圧により駆動されるＭＯＳ電
界効果トランジスタ（ＤＭＯＳ）ランジスタ）とを、光
を受ける受光素子チップ４の光起電力ダイオードアレー
１表面上部方向に光の通路としての透明樹脂部６をイン
サートモールド成形し、光起電力ダイオードアレー１表
面と対向した透明樹脂部表面に光を入射させる窓７を残
し、外装樹脂８でモールディングしたものである。また
第２図は、第１図のＡ−Ａ線断面図であり、上部矢印方
向から光が入射して光の通路としての透明樹脂部６を通
過して受光素子チップ４上にある光起電力ダイオードア
レー１に達する。さらに第３図は、光検出スイッチのパ
ッケージ外装を示す斜視図であり、６Ｐ　Ｉ　ＮＤ　Ｉ
　Ｐの標準パッケージ（たて６．４市×よこ９．１ｍｍ
Ｘ深さ３．５ｍｍ）に実装しであるの５− でコンパクトな形状となっている。

次に、上述した光検出スイッチの動作について第５図を
参照して説明する。第５図は、第１図に示す光検出スイ
ッチの回路構成図である。光が透明樹脂部６を通って直
接光起電力ダイオードアレー１に入射する。この入射光
を受けた光起電力ダイオードアレ一部１（ｎ個の光起電
カフオドダイオードＰＣ１〜ＰＣｎを直列接続して半導
体チップに集積）は、入射する光の量に応じて光電流を
発生し、この光電流は制御回路２（サイリスタＳＯ８と
、そのアノード・ゲートとアノード間に挿入したダイオ
ードＤ１．カソードとカソード・ゲート間に挿入したダ
イオードＤ２よりなる）を通ってＭＯＳ電界効果トラン
ジスタ３のゲート容量を充電する。このため、ゲート電
圧９が上昇し、このゲート電圧がある電圧に達すると、
ＭＯＳ電界効果トランジスタ３のドレイン３ａとソース
３ｂ間が導通状態になる。これらドレイン３ａとソース
３ｂは出力端子に接続されているので、外部負荷回路が
閉じられる。一方、光の入射が止ま６ ると光起電力ダイオードアレー１の電圧が低下するが、
このままでは、ＭＯＳ電界効果トランジスタ３のゲート
に充電された電荷は十分速やかに放電されず、ＭＯＳ電
界効果トランジスタ３は導通したままであるが、このと
き制御回路のサイリスタＳＯ８が導通しＭＯ３電界効果
トランジスタ３のゲート電圧９を速やかに降下させるの
で、ＭＯＳ電界効果トランジスタ３のゲート電圧９が低
下し、ある電圧まで下がるとＭＯＳ電界効果トランジス
タ３のトレイン３ａ、ソース３ｂは再び絶縁状態に復旧
する。

第４図は、本発明の第２の実施例を示す光検出スイッチ
の部分切欠き斜視図である。第１図の実施例における光
起電力ダイオードアレー１と制御回路２とＭＯ３電界効
果トランジスタ３をモノリシック集積化した半導体チッ
プ１０をアイランド５Ｃに搭載し、他の内部リード５ｄ
にボンディング接続した構造となっている。この実施例
の光検出スイッチの動作については、第１の実施例と同
様な動作をするので説明は省略する。このモノリシック
集積化した受光素子をもちいた光検出スイッチは、ＭＯ
Ｓ電界効果トランジスタのドレンイン−ソース間耐圧が
集積化による構造上の制約をうけ固定されるが、チップ
面積の減少、あるいは、組立が容易になるため安価にな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、少なくとも光起電力ダイ
オードアレー及び制御回路を集積化した半導体チップを
用い、光起電力ダイオードアレーの発生する電圧によっ
て駆動されるＭＯＳ電界効果トランジスタを個別素子あ
るいは同一半導体チップに集積化してモールドしたもの
であるが、光起電力ダイオードアレ一部表面上部方向に
光の通路として設けられた透明樹脂部と、光起電力ダイ
オードアレー表面と対向した透明樹脂部表面に光を入射
させる窓を残し、外装樹脂によりモールディングするこ
とにより、光を検出して出力する際に外部電源が不要と
なり、またＭＯＳ電界効果トランジスタが出力部である
ためオフセット電圧がなく、アナログ信号を歪なく制御
することができ、また信号も双方向の直交流信号を制御
できる光検出スイッチ素子が実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例の光検出スイッチの部
分切欠き斜視図、第２図は、第１図に示す光検出スイッ
チのＡ−Ａ線断面図、第３図は本発明の第１の実施例を
説明するための光検出スイッチの外観斜視図、第４図は
本発明の第２の実施例の光検出スイッチの部分切欠き斜
視図、第５図は、第１図に示す光検出スイッチの回路構
成図である。 １・・・光起電力ダイオードアレー　２・・・制御回路
、３・・・ＭＯＳ電界効果トラジスタ、４・・・受光素
子チップ、５ａ〜５ｄ・・・アイランド、６・・・透明
樹脂部、７・・・窓、８・・・外装樹脂、９・・・ゲー
ト電圧、１０・・・半導体チップ、ＤＩ、Ｄ２・・・ダ
イオード、Ｍｌ、Ｍ２・・・ＤＭＯＳ）ランジスタ、Ｐ
ＣＩ〜ＰＣ２・・・光起電カフオドダイオード、ＳＯ８
・・・サイ　リスク。　　　　　　　　　　　代理人弁
理士　円フ晋９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アイランド上に搭載された、光起電力ダイオードア
   レー及び前記光起電力ダイオードアレーで発生する光起
   電力を出力端へ伝達し前記光起電力が所定レベル以下に
   なると出力端を短絡する制御回路を集積化した受光素子
   チップと、他のアイランド上に搭載され前記制御回路に
   よって駆動されるＭＯＳ電界効果トランジスタとが、前
   記受光素子チップの光起電力ダイオードアレーの表面か
   ら上部方向に設けられた透明樹脂部及び前記透明樹脂表
   面を光入射窓として有する不透明樹脂により封止されて
   いることを特徴とする光検出スイッチ素子。 ２、光起電力ダイオードアレー、前記光起電力ダイオー
   ドアレーで発生する光起電力を出力端へ伝達し前記光起
   電力が所定レベル以下になると出力端を短絡する制御回
   路及び前記制御回路によつて駆動されるＭＯＳ電界効果
   トランジスタを集積した半導体チップが前記光起電力ダ
   イオードアレーの表面から上部方向に設けられた透明樹
   脂部及び前記透明樹脂部表面を光入射窓として有する不
   透明樹脂により封止されていることを特徴とする光検出
   スイッチ素子。