JPH04106985A - Photocoupler - Google Patents
PhotocouplerInfo
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Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は発光素子と受光素子を光により結合させた光結
合装置すなわちホトカプラに関し、特に受光素子にホト
トランジスタを用いた汎用ホトカプラに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an optical coupling device or photocoupler in which a light emitting element and a light receiving element are coupled by light, and more particularly to a general purpose photocoupler using a phototransistor as the light receiving element.
ホトカプラは入力側すなわち発光素子の光を出力側すな
わち受光素子で受けて信号を伝達する装置てあり、従っ
て入力側と出力側とが電気的に完全に分離していること
か利点てありまた必要条件となる、
従来のホトカプラは第5図に示すように発光ダイオード
51とホトトランジスタ52か所定の間隔をおいてリー
ド端子53上にそれぞれ配置され、発光ダイオード51
とホトトランジスタ52の間に透光性のシリコン樹脂5
4が充てんされ、これによって発光ダイオードからホト
トランジスタに至る光の経路か形成され、その透明シリ
コン樹脂の外周を黒色のエポキシ樹脂55でモールドし
た構造のものや、第6図に示すように、発光ダイオード
51とホトトランジスタ52ともまず透光性のエポキシ
樹脂64でモールドして光経路を形成し、さらにその外
周を黒色のエポキシ樹脂55でモールドした構造のもの
かある。A photocoupler is a device that receives light from an input side, that is, a light emitting element, at an output side, that is, a light receiving element, and transmits a signal.Therefore, it is advantageous and necessary that the input side and output side are completely electrically separated. As shown in FIG. 5, in the conventional photocoupler that meets these conditions, a light emitting diode 51 and a phototransistor 52 are placed on lead terminals 53 at a predetermined distance, and the light emitting diode 51
A transparent silicone resin 5 is placed between the phototransistor 52 and the phototransistor 52.
4 is filled, thereby forming a light path from the light emitting diode to the phototransistor, and as shown in FIG. Both the diode 51 and the phototransistor 52 are first molded with a transparent epoxy resin 64 to form an optical path, and then the outer periphery thereof is molded with a black epoxy resin 55.
また、ホトトランジスタは、第8図に示すように、N型
サブストレート81の上に形成したN型エピタキシャル
領域82をコレクタとして用い、該エピタキシャル領域
内に選択的に形成されたP壁領域83をベース、該P型
鐙域内に選択的に形成されたN型領域84をエミッタと
している。Further, as shown in FIG. 8, the phototransistor uses an N type epitaxial region 82 formed on an N type substrate 81 as a collector, and a P wall region 83 selectively formed in the epitaxial region. The base and the N-type region 84 selectively formed within the P-type stirrup region serve as the emitter.
従って、N型サブストレート81はコレクタと電気的に
導通しているのて、ホトトランジスタを搭載しているリ
ードフレームのアイランド部と導通しているリード端子
はコレクタ端子となる。Therefore, since the N-type substrate 81 is electrically connected to the collector, the lead terminal that is connected to the island portion of the lead frame on which the phototransistor is mounted becomes the collector terminal.
従来のこのホトカプラでは受光側のソート端子はホトト
ランジスタのコレクタ端子、エミッタ端子、ベース端子
のみであった。In this conventional photocoupler, the only sorting terminals on the light receiving side were the collector terminal, emitter terminal, and base terminal of the phototransistor.
上述した従来のホトカプラは、発光ダイオードとホトト
ランジスタとが所定の開隔で配置された構造となってい
るので、第7図に示すように、発光側と受光側との間に
寄生容量73が形成され、入力側に入った電気的雑音が
この寄生容量73を通して受光側に伝達され、等価的な
光電流か流れる。この光電流がトランジスタで増幅され
、hFE倍されたコレクタ電流が流れ、あたかも入力信
号が入ったかのような状態を呈し、誤動作の原因となる
。The conventional photocoupler described above has a structure in which a light emitting diode and a phototransistor are arranged at a predetermined distance, so as shown in FIG. 7, a parasitic capacitance 73 is created between the light emitting side and the light receiving side. Electrical noise generated and entered on the input side is transmitted to the light receiving side through this parasitic capacitance 73, and an equivalent photocurrent flows. This photocurrent is amplified by the transistor, and a collector current multiplied by hFE flows, creating a state as if an input signal had been input, causing malfunction.
これに関して、受光素子として受光ダイオードとその後
段の信号処理回路をモノリシックに1チツプ上に形成し
た受光ICを用いた場合は、受光ダイオード部に透光性
導電膜を設けて、これを接地用端子と電気的に接続して
受光部をシールドし寄生容量を介して伝わる雑音を接地
用端子に逃かしている。この場合はICであるので受光
素子の裏面を必らず接地する必要があるので接地用端子
が具備されている。しかし受光素子としてホトトランジ
スタを用いた場合は、接地用端子が具備されていないの
で、受光面にシールド膜を設けても雑音を逃がす経路が
なく、前記寄生容量の影響を受けてしまうという欠点か
ある。Regarding this, when using a photodetector IC in which a photodetector and a subsequent signal processing circuit are monolithically formed on one chip as a photodetector, a transparent conductive film is provided on the photodetector diode, and this is connected to a grounding terminal. This shields the light-receiving part by electrically connecting it to the ground terminal, thereby allowing noise transmitted through the parasitic capacitance to escape to the ground terminal. In this case, since it is an IC, it is necessary to ground the back surface of the light receiving element, so a grounding terminal is provided. However, when a phototransistor is used as a light-receiving element, it does not have a grounding terminal, so even if a shield film is provided on the light-receiving surface, there is no path for noise to escape, resulting in the disadvantage of being affected by the parasitic capacitance. be.
本発明のホトカプラは、受光側にホトトランジスタのコ
レクタ、エミッタ、ベースのどれとも接続しない接地用
端子を設け、かつ、受光面の少なくとも一部にパッシベ
ーション膜を介してポリシリコンの膜を付け、それを前
記接地用リードと電気的に接続して寄生容量を伝ってき
た雑音を接地ラインに逃がすという措置か施しである。The photocoupler of the present invention is provided with a grounding terminal not connected to any of the collector, emitter, and base of the phototransistor on the light-receiving side, and a polysilicon film is attached to at least a part of the light-receiving surface via a passivation film. This is a measure to electrically connect the grounding lead to the grounding lead to release noise transmitted through the parasitic capacitance to the grounding line.
これは、従来のホトトランジスタ裏面をコレクタ電極と
するN型サブストレートを用いたものでなく、P型サブ
ストレートの上に形成されたN型エピタキシャル領域を
コレクタとし、N型エピタキシャル領域内に選択的に形
成されたP型領域をベース、P型領域内に選択的に形成
されf、−N型領域をエミッタとする構造のホトトラン
ジスタとし、この表面、すなわちホトトランジスタの受
光面にパッシベーション膜を介してポリシリコンの膜を
形成し、さらにこのホトトランジスタを接地用端子の延
長上のアイランド部に搭載して、ポリシコンの膜をホン
ディングワイヤ等で接地用端子に電気的に接続すること
により簡単に実現できる。This does not use a conventional N-type substrate with the back surface of the phototransistor as the collector electrode, but instead uses an N-type epitaxial region formed on a P-type substrate as the collector, and selectively injects the N-type epitaxial region into the N-type epitaxial region. The phototransistor has a structure in which the P-type region formed in the P-type region is the base and the f, -N-type region selectively formed in the P-type region is the emitter. This can easily be done by forming a polysilicon film using a polysilicon film, mounting this phototransistor on an island on the extension of the grounding terminal, and electrically connecting the polysilicon film to the grounding terminal using a wire, etc. realizable.
第1図、第2図、第3図に本発明によるホトカプラの等
価回路図、使用したホトトランジスタの断面図、ホトト
ランジスタのワイヤボンディングした後の平面図をそれ
ぞれ示す。すなわち受光側にホトトランジスタのコレク
タ、ベース、エミッタのどれとも接続しない接地用リー
ド端子321が具備され、かつその延長上のアイランド
部にホトトランジスタ12が搭載されている。さらにこ
のホトトランジスタ12は、第2図に示すように、P型
サブストレート21上にN型エピタキシャル層22が形
成されてこれがコレクタとして働く。このコレクタの中
に選択的に形成されたP型ベース領域23、さらにその
中に選択的に形成されたN型エミッタ領域24とから成
っている。そしてこの表面にパッシベーション膜25を
介して透光性導電膜であるポリシリコン膜13が形成さ
れ、これが通常のアルミ配線、ボンディングワイヤ33
等によって接地用リード端子321に電気的に接続され
ている。第2図においてはホトトランジスタのアルミ配
線、ポンディングパッド、ボンディングワイヤは省略し
である。FIGS. 1, 2, and 3 show an equivalent circuit diagram of a photocoupler according to the present invention, a sectional view of the phototransistor used, and a plan view of the phototransistor after wire bonding. That is, a grounding lead terminal 321 that is not connected to any of the collector, base, and emitter of the phototransistor is provided on the light receiving side, and the phototransistor 12 is mounted on an island portion extending from the grounding lead terminal 321. Further, in this phototransistor 12, as shown in FIG. 2, an N-type epitaxial layer 22 is formed on a P-type substrate 21, and this serves as a collector. It consists of a P type base region 23 selectively formed within the collector and an N type emitter region 24 selectively formed therein. A polysilicon film 13, which is a light-transmitting conductive film, is formed on this surface via a passivation film 25.
It is electrically connected to the grounding lead terminal 321 by etc. In FIG. 2, the aluminum wiring of the phototransistor, the bonding pad, and the bonding wire are omitted.
このような構成のホトカブラは、第2図に示すように、
受光部であるベース領域23がポリシリコン膜13によ
りシールドされるのて、第1図に示すように、寄生容量
14を伝ってきた雑音はポリシリコン1113により接
地ラインに逃げてしまい、ホトトランジスタが誤動作す
ることはない。A photocoupler with such a configuration, as shown in Figure 2,
Since the base region 23, which is the light receiving part, is shielded by the polysilicon film 13, as shown in FIG. There will be no malfunction.
第4図に実施例2のホトカブラの等価回路図を示す。こ
の例はダーリントンホトトランジスタ42を用いた例で
、この場合は合成されたhFEが大きいのでより寄生容
量も伝った雑音の影響を受は易く、本発明の効果が著し
い。FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of the photocoupler of the second embodiment. This example uses the Darlington phototransistor 42. In this case, the synthesized hFE is large, so it is more susceptible to the influence of noise transmitted through parasitic capacitance, and the effects of the present invention are significant.
以上説明したように本発明はホトトランジスタをポリシ
リコン膜によってシールドし、それをコレクタ、ベース
、エミッタのどれとも接続しない接地用リード端子と接
続することによって発光側と受光側との間にできる寄生
容量による雑音を、接地ラインに逃がしこれによってホ
トトランジスタが誤動作しない効果がある。As explained above, the present invention shields a phototransistor with a polysilicon film and connects it to a grounding lead terminal that is not connected to any of the collector, base, and emitter. Noise due to capacitance is released to the ground line, which has the effect of preventing the phototransistor from malfunctioning.
第1図は本発明によるホトカブラの等価回路図、第2図
は本発明によるホトカブラに用いているホトトランジス
タの構造図、第3図は本発明によるホトカブラに用いて
いるホトトランジスタのワイヤボンディング後の平面図
である。第4図は本発明によるホトカブラの第2の実施
例の等価回路図である。第5図及び第6図はホトカブラ
の構造断面図を示す。第7図は従来のホトカブラの等価
回路図、第8図は従来のホトカブラに用いているホトト
ランジスタの構造図である。
11.51・・・発光ダイオード、124252・・・
ホトトランジスタ、14.73・・・寄生容量、13・
・・ポリシリコン膜、53・・・リード端子、321・
・・接地用リード端子、33・・・ボンディングワイヤ
、21・・・P型サブストレート、81・・・N型サブ
ストレート、22.82・・・N型エピタキシャル層、
23.83・・・P型ベース、24.34・・・N型エ
ミッタ、25・・・パッシベーション膜、54・・・透
明シリコン樹脂、64・・・透光性エポキシ樹脂、55
・・・外装エポキシ樹脂。Fig. 1 is an equivalent circuit diagram of the photocoupler according to the present invention, Fig. 2 is a structural diagram of a phototransistor used in the photocoupler according to the present invention, and Fig. 3 is a diagram of the phototransistor used in the photocoupler according to the present invention after wire bonding. FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a second embodiment of the photocoupler according to the present invention. 5 and 6 show structural cross-sectional views of the photocoupler. FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a conventional photocoupler, and FIG. 8 is a structural diagram of a phototransistor used in the conventional photocoupler. 11.51... Light emitting diode, 124252...
Phototransistor, 14.73... Parasitic capacitance, 13.
・Polysilicon film, 53 ・Lead terminal, 321・
... Grounding lead terminal, 33... Bonding wire, 21... P type substrate, 81... N type substrate, 22.82... N type epitaxial layer,
23.83... P type base, 24.34... N type emitter, 25... Passivation film, 54... Transparent silicon resin, 64... Transparent epoxy resin, 55
...Exterior epoxy resin.
Claims (1)
側リード端子と接続し、前記電気信号により発光する発
光ダイオードと、発光ダイオードからの光を受けて、対
応する電気信号を出力するホトトランジスタと、このホ
トトランジスタに接続する複数の受光側リード端子とか
ら構成され、前記受光側リード端子の中にホトトランジ
スタのエミッタ、ベース、コレクタの各部分と電気的に
接続しない接地用リード端子を有し、この接地用リード
端子が、ホトトランジスタの受光面に設けた透光性の導
体に接続していることを特徴とするホトカプラ。 2、該接地用リード端子の延長上のアイランド部に前記
ホトトランジスタが搭載され、さらに該ホトトランジス
タは、P型サブストレート上に形成されたN型エピタキ
シャル領域をコレクタとし、該エピタキシャル領域内に
選択的に形成されたP型領域をベース、該P型領域内に
選択的に形成されたN型領域をエミッタとし、さらにそ
の表面の少なくとも一部にパッシベーション膜を介して
ポリシリコンの膜が形成され、このポリシリコン膜が前
記接地用リード端子に電気的に接続されていることを特
徴とする特許請求範囲第1項に記載のホトカプラ。[Claims] 1. A light-emitting side lead terminal into which an electric signal is input, a light-emitting diode connected to the light-emitting side lead terminal and emitting light in response to the electric signal, and a corresponding electric It consists of a phototransistor that outputs a signal and a plurality of light-receiving lead terminals connected to this phototransistor, and the light-receiving lead terminals are not electrically connected to the emitter, base, and collector parts of the phototransistor. A photocoupler characterized in that it has a grounding lead terminal, and the grounding lead terminal is connected to a transparent conductor provided on a light-receiving surface of a phototransistor. 2. The phototransistor is mounted on an island portion on the extension of the grounding lead terminal, and the phototransistor has an N-type epitaxial region formed on a P-type substrate as a collector, and a transistor selected in the epitaxial region. A P-type region selectively formed in the P-type region is used as a base, an N-type region selectively formed in the P-type region is used as an emitter, and a polysilicon film is further formed on at least a part of the surface with a passivation film interposed therebetween. 2. The photocoupler according to claim 1, wherein the polysilicon film is electrically connected to the grounding lead terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2224606A JPH04106985A (en) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | Photocoupler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2224606A JPH04106985A (en) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | Photocoupler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04106985A true JPH04106985A (en) | 1992-04-08 |
Family
ID=16816362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2224606A Pending JPH04106985A (en) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | Photocoupler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04106985A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9379272B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light receiving element and optically coupled insulating device |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP2224606A patent/JPH04106985A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9379272B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light receiving element and optically coupled insulating device |
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