JPH05259501A - 光結合デバイス - Google Patents
光結合デバイスInfo
- Publication number
- JPH05259501A JPH05259501A JP8995592A JP8995592A JPH05259501A JP H05259501 A JPH05259501 A JP H05259501A JP 8995592 A JP8995592 A JP 8995592A JP 8995592 A JP8995592 A JP 8995592A JP H05259501 A JPH05259501 A JP H05259501A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- receiving element
- light receiving
- light
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気的絶縁を目的とした光結合デバイスにお
いて、コモンモードノイズが生じた時に出力側回路に誤
動作が生じることを防止する。 【構成】 発光素子と受光素子２とを対向配置せしめた
光結合デバイスにおいて、受光素子２に隣接して、受光
素子２と同様の構成を有し表面に遮光膜が形成されてい
るノイズ検出素子３を配置する。実使用時には受光素子
２のコモンモードノイズによるノイズ分をノイズ検出素
子３のノイズ検出電流によってキャンセルする。
いて、コモンモードノイズが生じた時に出力側回路に誤
動作が生じることを防止する。 【構成】 発光素子と受光素子２とを対向配置せしめた
光結合デバイスにおいて、受光素子２に隣接して、受光
素子２と同様の構成を有し表面に遮光膜が形成されてい
るノイズ検出素子３を配置する。実使用時には受光素子
２のコモンモードノイズによるノイズ分をノイズ検出素
子３のノイズ検出電流によってキャンセルする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光結合デバイスに関
し、特にコモンモードノイズの影響を削減した光結合デ
バイスに関する。
し、特にコモンモードノイズの影響を削減した光結合デ
バイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】光結合デバイスでは、入力側回路の接地
点と出力側回路の接地点との間に急激な電位変動（これ
をコモンモードノイズという）が生じると、発光素子−
受光素子間の結合容量により受光素子に電流が流れ、こ
れがあたかも受光素子に光入射があったように作用する
ため、出力側回路を誤動作させることがある。
点と出力側回路の接地点との間に急激な電位変動（これ
をコモンモードノイズという）が生じると、発光素子−
受光素子間の結合容量により受光素子に電流が流れ、こ
れがあたかも受光素子に光入射があったように作用する
ため、出力側回路を誤動作させることがある。
【０００３】図５は、この不都合に対処した従来の光結
合デバイスの等価回路図である。同図に示されるよう
に、従来例では発光素子１と対向配置された受光素子２
の表面に透光性導電膜からなるシールド膜２２を設け、
これを接地することにより、発光素子側の電位変動が受
光素子側へ伝達されないようにするものであった。
合デバイスの等価回路図である。同図に示されるよう
に、従来例では発光素子１と対向配置された受光素子２
の表面に透光性導電膜からなるシールド膜２２を設け、
これを接地することにより、発光素子側の電位変動が受
光素子側へ伝達されないようにするものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光電変
換デバイスでは、受光素子表面にシールド膜が配されて
いるものの、これによりコモンモードノイズを完全にグ
ランドへ逃すことができず、一部のノイズは受光素子２
に到達する。そのため、発光素子１がＯＦＦであっても
受光素子に電流が流れ、これが受光素子２の内部および
後段の回路で増幅され出力に影響を与えるという問題点
があった。
換デバイスでは、受光素子表面にシールド膜が配されて
いるものの、これによりコモンモードノイズを完全にグ
ランドへ逃すことができず、一部のノイズは受光素子２
に到達する。そのため、発光素子１がＯＦＦであっても
受光素子に電流が流れ、これが受光素子２の内部および
後段の回路で増幅され出力に影響を与えるという問題点
があった。
【０００５】具体的にはシールド膜を有しないデバイス
では、コモンモードノイズ除去電圧（誤動作を発生させ
ない範囲での入、出力間の最大電位変化）が数百／μｓ
であったのに対し、シールド膜の対策を施したデバイス
では、これが２倍程度になるにすぎない。
では、コモンモードノイズ除去電圧（誤動作を発生させ
ない範囲での入、出力間の最大電位変化）が数百／μｓ
であったのに対し、シールド膜の対策を施したデバイス
では、これが２倍程度になるにすぎない。
【０００６】また、従来例では、受光素子の前面にシー
ルド膜が設けられるが、通常この膜には透光性の高くな
いポリシリコン膜が用いられるので、入出力間の電流伝
達比が劣化するという問題点もあった。
ルド膜が設けられるが、通常この膜には透光性の高くな
いポリシリコン膜が用いられるので、入出力間の電流伝
達比が劣化するという問題点もあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光結合デバイス
は、入力電気信号を光信号に変換する発光素子と、この
光信号を電気信号に変換する受光素子と、この受光素子
の近傍に配置された遮光受光素子であるコモンモードノ
イズ検出素子と、を備えるものである。
は、入力電気信号を光信号に変換する発光素子と、この
光信号を電気信号に変換する受光素子と、この受光素子
の近傍に配置された遮光受光素子であるコモンモードノ
イズ検出素子と、を備えるものである。
【０００８】
【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。図１の（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実
施例を示す断面図と平面図である。同図に示されるよう
に、２枚のリードフレーム４の一方に発光素子１が、他
方に受光素子２とノイズ検出素子３がマウントされ、各
素子はそれぞれボンディングワイヤ５によりリードフレ
ーム４と結線されている。
て説明する。図１の（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実
施例を示す断面図と平面図である。同図に示されるよう
に、２枚のリードフレーム４の一方に発光素子１が、他
方に受光素子２とノイズ検出素子３がマウントされ、各
素子はそれぞれボンディングワイヤ５によりリードフレ
ーム４と結線されている。
【０００９】発光素子１が透光性のシリコン樹脂６で被
覆された後、２枚のリードフレーム４は互いに向かい合
うように組み合わされ、透光性樹脂７および遮光性樹脂
８により樹脂封止される。
覆された後、２枚のリードフレーム４は互いに向かい合
うように組み合わされ、透光性樹脂７および遮光性樹脂
８により樹脂封止される。
【００１０】図２は、図１の実施例におけるノイズ検出
素子３の断面図である。ｎ+ 型シリコン基板１１上にｎ
- 型エピタキシャル層１２を堆積し、このエピタキシャ
ル層内にベース領域となるｐ型拡散層１３、エミッタ領
域となるｎ+ 型拡散層１４を熱拡散により形成する。基
板上にＳｉＯ2 膜１５を形成し、Ａｌの蒸着とフォトエ
ッチングにより、ボンディングパッド１６と絶縁状態の
遮光膜１７とを形成する。ボンディングパッド部を除く
素子表面全体をパッシベーション膜としてのプラズマＳ
ｉ3 Ｎ4 膜１８で被覆した後、基板裏面にコレクタ電極
１９を形成する。
素子３の断面図である。ｎ+ 型シリコン基板１１上にｎ
- 型エピタキシャル層１２を堆積し、このエピタキシャ
ル層内にベース領域となるｐ型拡散層１３、エミッタ領
域となるｎ+ 型拡散層１４を熱拡散により形成する。基
板上にＳｉＯ2 膜１５を形成し、Ａｌの蒸着とフォトエ
ッチングにより、ボンディングパッド１６と絶縁状態の
遮光膜１７とを形成する。ボンディングパッド部を除く
素子表面全体をパッシベーション膜としてのプラズマＳ
ｉ3 Ｎ4 膜１８で被覆した後、基板裏面にコレクタ電極
１９を形成する。
【００１１】受光素子２は、図２に示したノイズ検出素
子３から遮光膜１７を除去した構造となっている。但
し、図１に示されるように、ノイズ検出素子３の方が受
光素子２より大面積の素子となっている。
子３から遮光膜１７を除去した構造となっている。但
し、図１に示されるように、ノイズ検出素子３の方が受
光素子２より大面積の素子となっている。
【００１２】図３は、本実施例の光結合デバイスについ
て、入力側回路では発光素子１に入力抵抗Ｒｉを接続
し、出力回路側では、受光素子２を、制御抵抗ＲR 、負
荷抵抗ＲL を介してＶCC電源、接地間に接続し、ノイズ
検出素子３を負荷抵抗ＲL と並列に接続した回路の等価
回路図である。次に、図３の回路の動作について説明す
る。
て、入力側回路では発光素子１に入力抵抗Ｒｉを接続
し、出力回路側では、受光素子２を、制御抵抗ＲR 、負
荷抵抗ＲL を介してＶCC電源、接地間に接続し、ノイズ
検出素子３を負荷抵抗ＲL と並列に接続した回路の等価
回路図である。次に、図３の回路の動作について説明す
る。
【００１３】 コモンモードノイズのない場合 この場合には、受光素子２にもノイズ検出素子３にもノ
イズ分の電流ｉN1、ｉN2が流れないから、受光素子２に
発光素子１の点灯、消灯に応じて信号電流ｉSが流れる
だけである。この電流はそのまま負荷抵抗の電流ｉL と
なる。
イズ分の電流ｉN1、ｉN2が流れないから、受光素子２に
発光素子１の点灯、消灯に応じて信号電流ｉSが流れる
だけである。この電流はそのまま負荷抵抗の電流ｉL と
なる。
【００１４】 発光素子消灯時にコモンモードノイズ
が発生した場合（実際に問題となるのはこの場合であ
る） 受光素子２およびノイズ検出素子３には、コモンモード
ノイズによってベース電流が誘起され、それぞれの素子
にはベース電流のｈFE倍の電流が流れようとする。
が発生した場合（実際に問題となるのはこの場合であ
る） 受光素子２およびノイズ検出素子３には、コモンモード
ノイズによってベース電流が誘起され、それぞれの素子
にはベース電流のｈFE倍の電流が流れようとする。
【００１５】しかし、この回路ではノイズ検出素子３が
受光素子２の電流を吸い込むように動作し、そして素子
３の方が受光素子２より素子面積が大きく設定されてい
る（従って、ｉN1＜ｉN2）から、受光素子２のノイズ電
流ｉN2は全部素子３側に吸い込まれ、負荷電流はｉL ＝
０となる。ここでｉL ＝０は、ノイズレベルに関係しな
いから、本実施例によりコモンモードノイズ除去電圧が
無限大になされたことになる。
受光素子２の電流を吸い込むように動作し、そして素子
３の方が受光素子２より素子面積が大きく設定されてい
る（従って、ｉN1＜ｉN2）から、受光素子２のノイズ電
流ｉN2は全部素子３側に吸い込まれ、負荷電流はｉL ＝
０となる。ここでｉL ＝０は、ノイズレベルに関係しな
いから、本実施例によりコモンモードノイズ除去電圧が
無限大になされたことになる。
【００１６】 発光素子点灯時にコモンモードノイズ
が発生した場合 受光素子２には信号分の電流ｉS にノイズ分の電流ｉN1
が加算された電流ｉS＋ｉN1が流れ、ノイズ検出素子に
はノイズ電流ｉN2が流れる。従って、負荷抵抗ＲL には
ｉL ＝ｉS ＋（ｉN1−ｉN2）の電流が流れる。しかし、
通常、ｉS 》ｉN2−ｉN1であるから誤動作が発生する虞
はない。
が発生した場合 受光素子２には信号分の電流ｉS にノイズ分の電流ｉN1
が加算された電流ｉS＋ｉN1が流れ、ノイズ検出素子に
はノイズ電流ｉN2が流れる。従って、負荷抵抗ＲL には
ｉL ＝ｉS ＋（ｉN1−ｉN2）の電流が流れる。しかし、
通常、ｉS 》ｉN2−ｉN1であるから誤動作が発生する虞
はない。
【００１７】なお、ＶCC電源側に制御抵抗ＲR を挿入す
るのは、ノイズ入力時に、素子２、３が共に導通して電
源−接地間が短絡状態となることによって素子が破壊さ
れるのを防止するためである。
るのは、ノイズ入力時に、素子２、３が共に導通して電
源−接地間が短絡状態となることによって素子が破壊さ
れるのを防止するためである。
【００１８】図４は、本発明の第２の実施例に用いられ
る受光素子２およびノイズ検出素子３の断面図である。
同図に示されるように、絶縁基板２０上にｎ- 型島領域
１２ａ、１２ｂを形成し、この領域内にベース領域とな
るｐ型拡散層１３ａ、１３ｂと、エミッタ領域となるｎ
+ 型拡散層１４ａ、１４ｂを形成する。また埋め込み層
およびコレクタ取り出し領域となるｎ+ 型拡散層２１
ａ、２１ｂも形成する。
る受光素子２およびノイズ検出素子３の断面図である。
同図に示されるように、絶縁基板２０上にｎ- 型島領域
１２ａ、１２ｂを形成し、この領域内にベース領域とな
るｐ型拡散層１３ａ、１３ｂと、エミッタ領域となるｎ
+ 型拡散層１４ａ、１４ｂを形成する。また埋め込み層
およびコレクタ取り出し領域となるｎ+ 型拡散層２１
ａ、２１ｂも形成する。
【００１９】基板上にＳｉＯ2 膜１５を形成しこれにコ
ンタクト孔を開口した後、ボンディングパッド１６を形
成し、その上に第１Ｓｉ3 Ｎ4 膜１８ａを被覆する。さ
らにノイズ検出素子３側をＡｌからなる遮光膜１７で覆
った後、その上を第２Ｓｉ3Ｎ4 膜１８ｂで被覆する。
ンタクト孔を開口した後、ボンディングパッド１６を形
成し、その上に第１Ｓｉ3 Ｎ4 膜１８ａを被覆する。さ
らにノイズ検出素子３側をＡｌからなる遮光膜１７で覆
った後、その上を第２Ｓｉ3Ｎ4 膜１８ｂで被覆する。
【００２０】第１の実施例のように素子がペレットの裏
面に電極を有するものである場合には、素子間の導通を
避けるために、受光素子とノイズ検出素子とを別個に形
成し、別々のリードフレーム上にマウントする必要があ
ったが、本実施例では、絶縁体分離方式により素子間を
分離しているので、両素子を１チップ上に集積化でき
る。本実施例では、デバイスを小型化することができ、
その組み立て工程も簡素化される。
面に電極を有するものである場合には、素子間の導通を
避けるために、受光素子とノイズ検出素子とを別個に形
成し、別々のリードフレーム上にマウントする必要があ
ったが、本実施例では、絶縁体分離方式により素子間を
分離しているので、両素子を１チップ上に集積化でき
る。本実施例では、デバイスを小型化することができ、
その組み立て工程も簡素化される。
【００２１】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく各種の
変更が可能である。例えば、金属膜による遮光膜に代え
て、遮光性樹脂塗膜あるいは誘電体膜を用いることがで
きる。また、受光素子はフォトトランジスタ以外の素子
に置き換えることができる。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく各種の
変更が可能である。例えば、金属膜による遮光膜に代え
て、遮光性樹脂塗膜あるいは誘電体膜を用いることがで
きる。また、受光素子はフォトトランジスタ以外の素子
に置き換えることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光結合
デバイス内部に受光素子と隣接して、これと同様の構造
で遮光膜を有するノイズ検出素子を配置したものである
ので、本発明によれば、受光素子において誘起されたコ
モンモードノイズにるノイズ成分をノイズ検出素子によ
る検出電流によってキャンセルすることができ、コモン
モードノイズ除去電圧を飛躍的に向上させることができ
る。また、本発明では、受光素子表面をポリシリコン膜
で被覆するものではないので、受光素子の変換効率を高
く維持することができ、高い伝達効率を得ることができ
る。
デバイス内部に受光素子と隣接して、これと同様の構造
で遮光膜を有するノイズ検出素子を配置したものである
ので、本発明によれば、受光素子において誘起されたコ
モンモードノイズにるノイズ成分をノイズ検出素子によ
る検出電流によってキャンセルすることができ、コモン
モードノイズ除去電圧を飛躍的に向上させることができ
る。また、本発明では、受光素子表面をポリシリコン膜
で被覆するものではないので、受光素子の変換効率を高
く維持することができ、高い伝達効率を得ることができ
る。
【図１】 本発明の第１の実施例の断面図と平面図。
【図２】 本発明の第１の実施例に用いられるノイズ検
出素子の断面図。
出素子の断面図。
【図３】 本発明の第１の実施例の等価回路図。
【図４】 本発明の第２の実施例に用いられる受光素子
とノイズ検出素子の断面図。
とノイズ検出素子の断面図。
【図５】 従来例の等価回路図。
１ 発光素子 ２ 受光素子 ３ ノイズ検出素子 ４ リードフレーム ５ ボンディングワイヤ ６ シリコン樹脂 ７ 透光性樹脂 ８ 遮光性樹脂 １１ ｎ+ 型シリコン基板 １２ ｎ- 型エピタキシャル層 １２ａ、１２ｂ ｎ- 型島領域 １３、１３ａ、１３ｂ ｐ型拡散層（ベース） １４、１４ａ、１４ｂ ｎ+ 型拡散層（エミッタ） １５ ＳｉＯ2 膜 １６ ボンディングパッド １７ 遮光膜 １８ プラズマＳｉ3 Ｎ4 膜 １８ａ 第１Ｓｉ3 Ｎ4 膜 １８ｂ 第２Ｓｉ3 Ｎ4 膜 １９ コレクタ電極 ２０ 絶縁基板 ２１ａ、２１ｂ ｎ+ 型拡散層 ２２ シールド膜 ＶCC ＶCC電源端子 Ｖｉｎ 入力端子 Ｖｏ 出力端子
Claims (1)
- 【請求項１】 発光素子と、該発光素子と光学的に結合
された第１の受光素子と、該第１の受光素子と同一チッ
プ内またはその近傍に配置された、表面に遮光膜を有す
る第２の受光素子と、が同一パッケージ内に封止されて
いる光結合デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8995592A JPH05259501A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 光結合デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8995592A JPH05259501A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 光結合デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259501A true JPH05259501A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=13985120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8995592A Pending JPH05259501A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 光結合デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05259501A (ja) |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP8995592A patent/JPH05259501A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5040039A (en) | Semiconductor photodetector device | |
| US4796084A (en) | Semiconductor device having high resistance to electrostatic and electromagnetic induction using a complementary shield pattern | |
| US4318115A (en) | Dual junction photoelectric semiconductor device | |
| JP2998646B2 (ja) | 受光演算素子 | |
| US6989522B2 (en) | Light-receiving module and light-receiving device having malfunction preventing structure | |
| JPH05259501A (ja) | 光結合デバイス | |
| JP3497977B2 (ja) | 受光素子およびこれを用いた光結合装置 | |
| JPH06163977A (ja) | フォトカプラ | |
| KR0136730B1 (ko) | 반도체 장치 | |
| JP2770810B2 (ja) | 受光素子 | |
| JPH02137275A (ja) | ホトカプラ | |
| JP3831639B2 (ja) | 受光素子及び受光モジュール | |
| JP3177287B2 (ja) | 受光モジュ−ル | |
| JP3696177B2 (ja) | 光リモコン用受光モジュール | |
| JP2670634B2 (ja) | 回路内蔵受光素子 | |
| JP3696094B2 (ja) | 受光モジュ−ル | |
| JPH04373181A (ja) | フォトカプラ | |
| JP3021952B2 (ja) | 受光素子 | |
| JPH02294070A (ja) | 受光素子内蔵集積回路装置 | |
| JPH0799337A (ja) | 受光素子 | |
| JP2927245B2 (ja) | Ｍｏｓｆｅｔ出力形フォトカプラ | |
| JPH0730143A (ja) | 光結合半導体装置 | |
| JP3516342B2 (ja) | 光リモコン用受光モジュ−ル | |
| JPH04354379A (ja) | フォトカプラ | |
| JPS6329427B2 (ja) |