JPH0652805B2 - フオトカプラー - Google Patents

フオトカプラー

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JPH0652805B2
JPH0652805B2 JP21350288A JP21350288A JPH0652805B2 JP H0652805 B2 JPH0652805 B2 JP H0652805B2 JP 21350288 A JP21350288 A JP 21350288A JP 21350288 A JP21350288 A JP 21350288A JP H0652805 B2 JPH0652805 B2 JP H0652805B2
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fets
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）
と、このＬＥＤに光学的に結合された単一のフォトダイ
オード直列接続体と、それぞれ第１および第２端子を有
しゲート端子と第１端子とが相互接続された２つの直列
接続ＦＥＴとを備え、フォトダイオード直列接続体の第
１端子が前記ゲート端子に接続されたフォトカプラーに
関する。
〔従来の技術〕
このようなフォトカプラーは例えばヨーロッパ特許出願
第４８１４６号に記載されている。ＦＥＴを制御するた
めのエネルギーはフォトダイオード直列接続体だけから
得られている。ＬＥＤによって露光すると、フォトダイ
オード直列接続体は上記２つのＦＥＴの内の第１ＦＥＴ
を導通制御する電圧を発生する。第２ＦＥＴはフォトダ
イオード直列接続体が露光されると非導通になる。その
場合には、負荷電流は第１ＦＥＴと第２ＦＥＴの含有ダ
イオードとを通って流れる、露光が停止すると、第２Ｆ
ＥＴは導通制御され、第１ＦＥＴは非導通になる。その
場合には、負荷電流は第２ＦＥＴと第１ＦＥＴの含有ダ
イオードとを通って流れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述のようなフォトダイオード直列接続体から供給され
る電流は一般に数μＡしかない。このために、第１ＦＥ
Ｔはゆっくりとしかターンオンできない。
そこで、本発明は、高速にターンオンすることができる
ように、冒頭で述べた種類のフォトカプラーを構成する
ことを課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
このような課題を解決するために、本発明は、 ａ）第１ＦＥＴはエンハンスメント形でかつ第１チャネ
ル形ＦＥＴであり、 ｂ）第２ＦＥＴはエンハンスメント形でかつ第２チャネ
ル形ＦＥＴであり、 ｃ）フォトダイオード直列接続体の第１端子は第１ダイ
オードを介して第１ＦＥＴの第２端子に接続され、 ｄ）フォトダイオード直列接続体の第２端子は第２ＦＥ
Ｔの第２端子に接続され、 ｅ）第１ダイオードは、フォトダイオード直列接続体が
露光された際に光電流が第１ＦＥＴを通って流れ得るよ
うな極性に接続され、 ｆ）両ＦＥＴの第１端子はパワーＦＥＴのゲート端子に
接続され、 ｇ）第２ＦＥＴの第２端子はパワーＦＥＴのソース端子
に接続され、 ｈ）第１ＦＥＴの第２端子はコンデンサに接続され、 ｉ）このコンデンサには第２ダイオードを介して一定電
圧が印加され、 ｊ）第２ダイオードは、パワーＦＥＴが非導通の際にコ
ンデンサが充電されるような極性に接続される ことを特徴とする。
本発明の別の構成は請求項２以下に記載されている。
〔実施例〕
次に、本発明を図面に示された実施例に基づいて詳細に
説明する。
第１図に示されたフォトカプラーはパワーＦＥＴ１を有
している。そのドレイン端子Ｄは端子２に接続され、そ
のソース端子Ｓは端子３に接続されている。端子２には
負荷ＲＬを介して駆動電圧源の電圧＋ＵＢが与えられて
いる。端子３には負電圧またはアース電位が与えられて
いる。ゲート端子Ｇは２つのＦＥＴ５、６の第１端子に
接続されている。この第１端子はここでは電気的に相互
接続されているソース端子Ｓである。ＦＥＴ５はｎチャ
ネルＦＥＴ、ＦＥＴ６はｐチャネルＦＥＴである。両Ｆ
ＥＴはエンハンスメント形である。ＦＥＴ５の第２端子
（この場合ドレイン端子Ｄ）はダイオード７を介してフ
ォトダイオード直列接続体９の第１端子１９に接続され
ている。この実施例においてはこの第１端子１９はアノ
ード端子である。ＦＥＴ６の第２端子（この場合ドレイ
ン端子Ｄ）は第２端子３とフォトダイオード直列接続体
９の第２端子２０とに接続されている。この第２端子２
０はこの実施例においてはフォトダイオード直列接続体
のカソード端子である。ＦＥＴ５、６のゲート端子は相
互接続されて、フォトダイオード直列接続体９の第１端
子１９に接続されている。フォトダイオード直列接続体
９はＬＥＤ１０に光学的に結合されている。
第１ＦＥＴ５の第２端子ＤはコンデンサＣの一方の一端
子に接続さている。その他方の端子は例えばアース電位
または負電位が与えられている。ＦＥＴ１のドレイン端
子ＤとＦＥＴ５の第２端子Ｄとの間にはダイオード４が
接続されている。このダイオード４は、コンデンサＣが
負荷抵抗ＲＬを介して正に充電され得るような極性で接
続されている。ダイオード７はフォトダイオード直列接
続体９が露光された際に光電流でＦＥＴ５を通って流れ
得るような極性で接続されている。
両ゲート端子ＧとＦＥＴ６の第２端子Ｄとの間にはＦＥ
Ｔ１１の負荷区間が接続されている。このＦＥＴ１１は
デプレション形ｎチャネルＦＥＴである。この場合、そ
のソース端子Ｓはゲート端子Ｇに接続されている。それ
らの両端子はＦＥＴ６の第２端子Ｄと、端子３と、フォ
トダイオード直列接続体９の第２端子２０とに接続され
ている。ＦＥＴ１１はリード線が破線にて示されている
抵抗１２によって置換することができる。
フォトダイオード直列接続体９が露光されると、電流が
端子１９からＦＥＴ５、６のゲート端子へ流れる。ＦＥ
Ｔ５は導通制御され、ＦＥＴ６は非導通にされる。導通
したＦＥＴ５はコンデンサＣを放電させ、その放電電流
はＦＥＴ１のゲート・ソース容量ＣGSへ流れる。コンデ
ンサＣの容量は蓄積された電荷がＦＥＴ１のゲート・ソ
ース容量ＧGSを高速に充電するような大きさである。そ
の大きさは例えば１０ｎＦである。パワーＦＥＴ１は今
や導通制御され、負荷電流は負荷ＲＬを通って流れるこ
とができる。
ＦＥＴ５とパワーＦＥＴ１とは、フォトダイオード直列
接続体９が露光されている間はずっと導通維持されてい
る。その際、光電流はダイオード７とＦＥＴ５とを通っ
てＦＥＴ１のゲート・ソース容量ＧGSへ流れ、この容量
ＣGSを充電して保持する。この場合光電流は容量ＣGSの
損失電流と同じ大きさであればよい。
露光が停止すると、ＦＥＴ５のゲート・ソース容量はＦ
ＥＴ１１もしくは抵抗１２を介して放電し、ＦＥＴ５は
非導通になる。同時に第２ＦＥＴ６が導通制御され、そ
れによってパワーＦＥＴ１のゲート・ソース容量ＣGSが
放電し、このＦＥＴ１は非導通になる。
電圧が上述の極性の場合にはパワーＦＥＴ１はｎチャネ
ルＦＥＴである。電圧が他の極性の場合にはそれぞれ相
補チャネル形のＦＥＴが設けられる。ＦＥＴ５、６にラ
テラルＦＥＴを使用すれば、例えばドレイン端子Ｄは相
互に、ソース端子ＳはコンデンサＣおよび端子３に接続
することができる。両端子の電圧は導通状態では最大各
ＦＥＴのスレシホールド電圧分だけ異なっている。
回路が最良に機能するために、ダイオード７のオン電圧
とＦＥＴ５のスレシホールド電圧とを差し引いた光電圧
はＦＥＴ１のスレシホールド電圧よりも大きくなるよう
に、回路を設計することを推奨する。そのために、ＦＥ
Ｔ６の絶対スレシホールド電圧はＦＥＴ１の絶対スレシ
ホールド電圧よりも小さくなければならない。ＦＥＴ１
１はその電流が光電流よりも著しく小さくなるように、
例えば１μＡとなるように設計される。
第１図に示したフォトカプラーは直流電圧駆動にて使用
可能である。交流電圧駆動のフォトカプラーは第２図に
図示されている。この第２図においては、第１図と同一
または機能的に同一な部分には第１図と同一符号が付さ
れている。第２図のフォトカプラーは第２のパワーＦＥ
Ｔ１５を有している。ＦＥＴ１５のソース端子ＳはＦＥ
Ｔ１のソース端子Ｓに接続されている。ＦＥＴ１５のド
レイン端子Ｄは交流電圧源の一方の端子に接続され、Ｆ
ＥＴ１のドレイン端子Ｄは負荷ＲＬを介して交流電圧源
の他方の端子に接続されている。両ソース端子Ｓは共に
端子３に接続され、アース電位が与えられている。両ゲ
ート端子Ｇは相互接続されて、制御回路１４の端子２１
に接続されている。この制御回路１４は第１図において
破線によって囲まれた回路部分と同じである。コンデン
サＣは第１番目の半波の期間中にダイオード４を通って
充電され、第２番目の半波の期間中にパワーＦＥＴ１５
のドレイン端子Ｄに接続されたダイオード１６を通って
充電される。機能的には、両パワーＦＥＴ１、１５が、
アノードゾーンが各パワーＦＥＴのソースゾーンによっ
て形成されかつカソードゾーンが各パワーＦＥＴのドレ
インゾーンによって形成された含有ダイオード１８、１
７を有することは重要である。これらのダイオードは各
パワーＦＥＴの構成要素である。
制御回路１４内のフォトダイオード直列接続体が露光さ
れると、端子２１には正電位が現れ、コンデンサＣはＦ
ＥＴ１のゲート・ソース容量へ放電することができる。
従って、このＦＥＴ１は非常に高速に接続され、負荷Ｒ
ＬとＦＥＴ１とＦＥＴ１５のダイオード１７とを通って
交流電圧源の他方の端子へ電流が流れる。第２番目の半
波の期間中、電流はＦＥＴ１５とＦＥＴ１のダイオード
１８とを通って負荷ＲＬへ流れる。露光が停止すると、
両パワーＦＥＴは制御回路１４のＦＥＴ６を介して非導
通にされる。
制御回路１４は、例えばヨーロッパ特許出願第４８１４
６号に記載されているように、誘電体絶縁技術でもって
集積回路にて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明の他の実施例を示す回路図である。 １…パワーＦＥＴ ２、３…端子 ４…ダイオード ５、６…ＦＥＴ ７…ダイオード ９…フォトダイオード直列接続体 １０…ＬＥＤ １１…ＦＥＴ １２…抵抗 １４…制御回路 １５…パワーＦＥＴ １６…ダイオード １７、１８…ダイオード １９、２０…端子 ２１…端子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１つのＬＥＤと、このＬＥＤに
    光学的に結合された単一のフォトダイオード直列接続体
    と、それぞれ第１および第２端子を有しゲート端子と第
    １端子とが相互接続された２つの直列接続ＦＥＴとを備
    え、前記フォトダイオード直列接続体の第１端子が前記
    ゲート端子に接続されたフォトカプラーにおいて、 ａ）第１ＦＥＴ（５）はエンハンスメント形でかつ第１
    チャネル形ＦＥＴであり、 ｂ）第２ＦＥＴ（６）はエンハンスメント形でかつ第２
    チャネル形ＦＥＴであり、 ｃ）前記フォトダイオード直列接続体（９）の第１端子
    （１９）は第１ダイオード（７）を介して前記第１ＦＥ
    Ｔ（５）の第２端子（Ｄ）に接続され、 ｄ）前記フォトダイオード直列接続体の第２端子（２
    ０）は前記第２ＦＥＴ（６）の第２端子（Ｄ）に接続さ
    れ、 ｅ）前記第１ダイオード（７）は、前記フォトダイオー
    ド直列接続体が露光された際に光電流が前記第１ＦＥＴ
    を通って流れ得るような極性に接続され、 ｆ）前記両ＦＥＴの第１端子（Ｓ）はパワーＦＥＴ
    （１）のゲート端子（Ｇ）に接続され、 ｇ）前記第２ＦＥＴ（６）の第２端子（Ｄ）は前記パワ
    ーＦＥＴ（１）のソース端子（Ｓ）に接続され、 ｈ）前記第１ＦＥＴ（５）の第２端子（Ｄ）はコンデン
    サ（Ｃ）に接続され、 ｉ）このコンデンサ（Ｃ）には第２ダイオード（４）を
    介して一定電圧が印加され、 ｊ）前記第２ダイオード（４）は、前記パワーＦＥＴ
    （１）が非導通の際に前記コンデンサ（Ｃ）が充電され
    るような極性に接続される ことを特徴とするフォトカプラー。
  2. 【請求項２】コンデンサ（Ｃ）は抵抗（ＲＬ）を介して
    パワーＦＥＴ（１）の駆動電圧源（＋ＵＢ）によって充
    電されることを特徴とする請求項１記載のフォトカプラ
    ー。
  3. 【請求項３】両ＦＥＴ（５、６）のゲート端子と第２Ｆ
    ＥＴ（６）の第２端子（Ｄ）との間には抵抗（１２）が
    接続されることを特徴とする請求項１記載のフォトカプ
    ラー。
  4. 【請求項４】両ＦＥＴ（５、６）のゲート端子と第２Ｆ
    ＥＴ（６）の第２端子（Ｄ）との間にはデプレション形
    ＦＥＴ（１１）が接続され、そのゲート端子（Ｇ）とソ
    ース端子（Ｓ）とは前記第２ＦＥＴ（６）の第２端子
    （Ｄ）に接続されることを特徴とする請求項１記載のフ
    ォトカプラー。
JP21350288A 1987-08-28 1988-08-25 フオトカプラー Expired - Lifetime JPH0652805B2 (ja)

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DE3728806.7 1987-08-28
DE3728806 1987-08-28

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JPH01111383A JPH01111383A (ja) 1989-04-28
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EP (1) EP0304951B1 (ja)
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DE (1) DE3881788D1 (ja)

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