JPH0485885A - フォトカプラ - 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、発光素子と受光素子を含む光結合袋！、すな
わち、フォトカプラに間する。

〔従来の技術〕

従来、フォトカプラにおいては発光素子と受光素子を対
向させている構造をとっており、通常具なる電位を持つ
２つの回路を電気的に絶縁しつつ信号を光によって伝達
する機能を有するが、このフォトカプラを電子部品的な
見方をすれば、コンデンサと等価になり、フォトカプラ
の入出力間に結合容量Ｃがあり、入出力間にｄ　ｖ　／
　ｄ　ｔなるノイズが入った場合、例えば入力側の発光
素子が点受光側に伝達されて出力側が誤動作を起こすと
いう問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した問題点を解決する目的でフォトダイオードの表
面（受光部）に５ｉｏ２ＪＩ［を介してポリシリコン層
を形成し、ポリシリコン層の電位をグランド電位にして
シールド効果を持たせたフォトカブラがある（特開昭５
９−１２５６７４）、Ｌかし、この構造でシールド効果
を高めるにはポリシリコン層の層抵抗ρＳを下げる方法
しかない。

ところが現状の製造プロセスにおいてはポリシリコン層
の層抵抗ρ５＝１０Ω／口程度が限界であり、ノイズ耐
量としては、１０００ｖ／μＳ程度の効力しかなく、産
業用機器、例えばエアコン等では最低２０００Ｖ／μＳ
必要である為、ポリシリコン層によるシールドでは不十
分である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のフォトカフうは、電位がグランドである高濃度
ポリシリコン層を受光面に形成したフォトダイオードと
、フォトダイオードに接続したクランプ回路内蔵アンプ
回路と、さらに電位がダミーフォトダイオードのアノー
ド電位である導電膜で覆ったダミーフォトダイオードと
、ダミーダイオードに接続したクランプ回路内蔵アンプ
回路と、さらに両者のアンプ回路の出力を差動アンプの
出入力端子に挿入し、この時クランプ回路内蔵アンプの
出力電圧をＶ、、Ｖ２とすれば、ｖｌ−Ｖ２≧Ｖｏ＞Ｏ
になった時、差動アンプの出力に接続されているロジッ
クトランジスタが動作するという構成にする。

この時、フォトダイオードとダミーフォトダイオードの
サイズは同一にし、また、２つのクランプ回路内蔵アン
プ回路も同一のものとする。

〔作用〕

本発明は、フォトダイオード＋アンプ回路とダミーフォ
トダイオード＋７７７回路、さらに両者の出力を差動ア
ンプに入れその電位差による出力段トランジスタがロジ
ック動作するという回路構成において、フォトダイオー
ドとダミーフォトダイオードのサイズを同一にし、フォ
トダイオード部には高濃度ポリシリコン層を形成、さら
に２つのアンプ回路は、同一回路としている。ここで２
つのアンプ回路の出力電圧をＶ、、Ｖ２としある、定め
た一定の値Ｖｏに対してＶ、−Ｖ２≧Ｖｏとなった時、
出力段トランジスタがロジックするとすれば、このフォ
トカブラに急峻なノイズが入った場合、フォトダイオー
ドは高濃度ポリシリコン層により、シールドされている
為、ノイズが入った場合常にＶ、＜Ｖ２という関係が生
じ、Ｖ、＞Ｖ２にならないのでＶ　Ｉ　　Ｖ　２≧Ｖｏ
は成立しない、従って出力段トランジスタが、ノイズに
より誤動作することはないというフォトダイオード部の
シールド効果と回路技術によるノイズ耐量アップという
効果が生み出せる。

〔実施例〕

第１図に本発明のフォトカブラのポリシリコン層による
シールド対策を施したフォトダイオードとアルミニウム
で遮光したダミーフォトダイオードの断面図を示す、ま
た第２図に本発明のフォトカフう等の回路構成図を示す
、なお、受光側は、全ての回路要素を同一基板上にモノ
リシックに形成してＩＣとした。

受光側は、フォトダイオード２２とダミーフォトダイオ
ード２５とは同じ形状・寸法にしてこれらを互いに接近
させて配置しく第１図参照）、これらフォトダイオード
２２．２５のアノードを、アルミニウム配線によりそれ
ぞれアンプ回路２３．２６に接続している。さらに、各
アンプ回路２３．２６の出力は差動アンプ２７に入力し
、それらの差に比例しな出力を得ている。差動アンプ２
７の出力は出力段のトランジスタ２８に接続している。

フォトダイオード２２の受光面にはポリシリコン層２１
を被着しである。このポリシリコン層２は遮光用のアル
ミニウム１２を介してグランド電位に保たれる。遮光用
アルミニウム１２はフォトダイオード２２の受光面を除
く全領域を覆って遮光と電気的シールドの役割を果す、
ダミーフォトダイオード直上の遮光用アルミニウム２４
は、他の領域の遮光用アルミニウムとは絶縁されて、ダ
ミーフォトダイオード２５のアノード１９に接続してい
る。

発光側は従来と同様１発光ダイオード２０で構成してい
る。

このフォトカブラにおいては、ノイズが入った場合、フ
ォトダイオード２２とダミーフォトダイオード２５にノ
イズが入るが、フォトダイオード２２側はシールド膜の
ポリシリコン層２１によりあるレベルのノイズはグラン
ドに落ちるが、残りはアンプ回路２３により増幅されて
Ｖｌ電位となる。またダミーフォトダイオード２５側に
入ったノイズは、遮光用アルミニウム（ＡＪ）２４によ
りノイズがそのままダミーフォトダイオード２５のアノ
ードに挿入され、アンプ回路２６により増幅されてＶ２
電位となる０以上より、Ｖ　１　（Ｖ　２という間係が
成立し、差動アンプ２７と出力段トランジスタ２８の関
係をｖ、−Ｖ、≧■ｏの時ロジック動作するように内部
回路を設定しであるので、ノイズにより誤動作は生じな
い。

第３図に本発明の第２の実施例の受光側のフォトダイオ
ードとダミーフォトダイオードの断面図を示す、この例
では基板を共通アノードにした構造であるが、全体の回
路構成は第２図と同じである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はフォトカブラに急峻なノイ
ズが入った場合、高濃度ポリシリコン層を形成したフォ
トダイオードと電位がダミーフォトダイオードのアノー
ド電位であるアルミニウム膜で覆ったダミーフォトダイ
オードに同一ノイズが入るが、フォトダイオードの方は
ポリシリコン層によりシールドされているのでノイズに
よるアンプ出力の電位は、常にＶ、＜Ｖ２となり、■１
−Ｖ２≧Ｖｏで出力トランジスタが動作するとすれば、
ノイズにより誤動作することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は本発明の実施例の受光側のフォトダイ
オード及びダミーフォトダイオードの断面図であり、第
２図は本発明のフォトダイオードの等価回路構成図であ
る。 ２１・・・ポリシリコン層、２２・・・フォトダイオー
ド、２３・・・アンプ回路、２５・・・ダミーフォトダ
イオード、２７・・・差動アンプ、２８・・・出力段ト
ランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子を備えた発光側と、前記発光素子から光を受け
   る受光素子を備えた受光側とから構成されるフォトカプ
   ラにおいて、前記受光側は、前記受光素子に加えて受光
   素子に接続したアンプ回路と、前記受光素子と同じ形状
   ・寸法のダミーフォトダイオードと、前記ダミーフォト
   ダイオードに接続したアンプ回路と、前記各アンプ回路
   の各々の出力を入力とする差動アンプと、差動アンプの
   出力信号によりロジック動作するトランジスタとを備え
   、前記受光素子の受光面に、グランド電位に保たれた高
   濃度のポリシリコン層を備え、前記ダミーフォトダイオ
   ードは、電位をダミーフォトダイオードのアノード電位
   に保たれた導電膜で覆い、その他の回路部は、グランド
   電位に保たれた導電膜で覆ったことを特徴とするフォト
   カプラ。