JPH10233669A

JPH10233669A - 半導体リレー

Info

Publication number: JPH10233669A
Application number: JP9037882A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nobe; 武野辺; Shigeo Akiyama; 茂夫秋山
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】リレー出力端間に接続された半導体スイッチ素
子に過電流が流れた時に熱破壊されるのを防ぐことがで
きる半導体リレーを提供する。【解決手段】発光素子１及び光起電力素子２は互いに対
向する。半導体スイッチ素子たるＭＯＳＦＥＴ３は、光
起電力素子２の光起電力がゲート・ソース間に印加され
るとオン状態になる。リレー入力端子６ａ，６ｂ間には
ＭＯＳＦＥＴ８が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ８のゲ
ートには温度検出素子５が接続されている。ＭＯＳＦＥ
Ｔ８は、リレー入力端子６ａ，６ｂ間に制御入力がある
と、オン状態になる。ＭＯＳＦＥＴ３の発熱によりダイ
オード１０の電圧降下が減少すると、ＭＯＳＦＥＴ１１
がオン状態となり、ＭＯＳＦＥＴ８のゲート電圧が閾値
よりも小さくなってＭＯＳＦＥＴ８がオフ状態となる。
抵抗９の抵抗値は、抵抗９を介して発光素子１に流れる
電流がμＡオーダになるように設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子と光起電
力素子とを光結合し、光起電力素子の出力によって半導
体スイッチ素子をオン・オフさせる半導体リレーに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の半導体リレーとして
は、図９に示すように、制御入力によって点灯・消灯す
る発光ダイオードよりなる発光素子１と、発光素子１に
対置され発光素子１の光を受光して光起電力を発生する
フォトダイオードや太陽電池を複数個直列に接続した光
起電力ダイオードアレイよりなる光起電力素子２と、光
起電力素子２の光起電力によってオン・オフする半導体
スイッチ素子たるＭＯＳＦＥＴ３と、ＭＯＳＦＥＴ３の
ゲート・ソース間に接続された後述の制御回路４とを備
えたものが提案されている。ここで、ＭＯＳＦＥＴ３は
エンハンスメント型（ノーマリ・オフ型）であって、ゲ
ート電圧が零の時はドレイン電流が流れずオフ状態であ
る。

【０００３】以下、上記半導体リレーの動作について簡
単に説明する。リレー入力端子６ａ，６ｂ間に制御入力
が与えられていない時、つまり、発光素子１に電流が流
れていない時は、光起電力素子２の光起電力がないの
で、ＭＯＳＦＥＴ３が高インピーダンス状態（オフ状
態）にあり、リレー出力端子７ａ，７ｂ間はオフ状態で
ある。

【０００４】これに対し、リレー入力端子６ａ，６ｂ間
に制御入力が与えられ、発光素子１が発光すると、光起
電力素子２は、発光素子１からの光を受光して電子−正
孔対を発生し光起電力を出力する。すると、この光起電
力がＭＯＳＦＥＴ３のゲート・ソース間に印加されるの
で、ＭＯＳＦＥＴ３が高インピーダンス状態（オフ状
態）から低インピーダンス状態（オン状態）へ移行し、
リレー出力端子７ａ，７ｂ間がオン状態となる。また、
リレー入力端子６ａ，６ｂ間への制御入力が遮断される
と、光起電力素子２の光起電力がなくなって、ＭＯＳＦ
ＥＴ３のゲート静電容量に蓄積された電荷が制御回路４
を介して放電され、リレー出力端子７ａ，７ｂ間がオン
状態からオフ状態へ戻る。

【０００５】以上の動作により、リレー出力端子７ａ，
７ｂ間に接続される負荷への電流を制御入力に応じてオ
ン、オフすることができるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体リレーにおいては、リレー出力端子７ａ，７ｂ間
がオン状態の時に負荷の短絡などの故障が発生すると、
ＭＯＳＦＥＴ３のドレイン・ソース間に過大な電流が流
れ、ＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が高くなってＭＯＳＦＥ
Ｔ３が熱破壊してしまったり周辺部品が熱破壊されてし
まい半導体リレー全体が破壊されてしまうことがあっ
た。このため、ＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が所定温度以
上になった場合に、ＭＯＳＦＥＴ３を強制的にオフさせ
ることによって半導体リレーを破壊から保護することが
考えられる。しかしながら、このような保護を行うため
には、ＭＯＳＦＥＴ３の温度が所定温度以上になった時
にＭＯＳＦＥＴ３を強制的にオフさせる保護回路を設け
る必要があって、この保護回路を設けることによってＭ
ＯＳＦＥＴ３のゲート消費電流が増大するとともにスイ
ッチング速度が遅くなり、半導体リレーの出力特性が悪
化してしまうという不具合があった。

【０００７】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、リレー出力端間に接続された半導体
スイッチ素子に過電流が流れた時に熱破壊されるのを防
止できる半導体リレーを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、制御入力により点灯・消灯する
発光素子と、前記発光素子に光結合した光起電力素子
と、前記光起電力素子の光起電力が制御端に印加される
ことによって前記発光素子の点灯・消灯に応じてオン・
オフされる半導体スイッチ素子と、周囲温度を検出し該
周囲温度が所定温度以上になると前記発光素子を消灯さ
せる温度検出素子とを備えて成ることを特徴とするもの
であり、発光素子が点灯している時に前記半導体スイッ
チ素子に過電流が流れて温度検出素子の周囲温度が所定
温度以上になると前記発光素子が消灯されるので、従来
のような保護回路を設けることなしに前記半導体スイッ
チ素子がオフして前記半導体スイッチ素子に過電流が流
れ続けるのを防止でき、その結果、リレーの出力特性を
維持しつつ半導体スイッチ素子が熱破壊されたり周辺部
品が熱破壊されたりすることを防止することができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、温度検出素子によって半導体素子がオフされた時に
発光素子の消灯を維持させる自己保持回路を付加したの
で、半導体スイッチ素子の温度が低くなっても発光素子
の消灯が維持されるから、半導体スイッチ素子がオンす
ることもなく、安全性が向上する。請求項３の発明は、
請求項１又は請求項２の発明において、温度検出素子
が、半導体スイッチ素子の近傍に配設されているので、
半導体スイッチ素子の温度上昇の検出を迅速且つ効率良
く行うことが、迅速に半導体スイッチ素子をオフさせる
ことが可能となる。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の発明において、温度検出素子の一部がダイオード及び
抵抗により構成され、前記ダイオード及び前記抵抗が、
半導体スイッチ素子のゲート電極材料であるポリシリコ
ンにより形成されているので、前記ダイオード及び前記
抵抗を形成するのに別途製造装置を用意する必要もな
く、簡単に形成することができる。しかも、半導体スイ
ッチ素子と同一基板に集積化することが可能となり、部
品点数を削減できるので、温度検出素子を設けたことに
よるリレー全体のサイズの大型化を防ぐことが可能にな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。（実施形態１）図１に本実施形態の回路図を示す。本実
施形態の基本構成は図９に示した従来構成と略同じであ
って、制御入力によって点灯・消灯する発光ダイオード
よりなる発光素子１と、発光素子１に対置され発光素子
１の光を受光して光起電力を発生する光起電力ダイオー
ドアレイよりなる光起電力素子２と、光起電力素子２の
光起電力によってオン・オフする半導体スイッチ素子た
るＭＯＳＦＥＴ３と、ＭＯＳＦＥＴ３のゲート・ソース
間に接続された制御回路４とを備えている。ここで、Ｍ
ＯＳＦＥＴ３はエンハンスメント型であって、ゲート電
圧が零の時はドレイン電流が流れずオフ状態である。ま
た、制御回路４は、光起電力素子２に光起電力が発生し
た時には、ＭＯＳＦＥＴ３のゲート・ソース間電圧が速
やかに上昇するように高インピーダンス状態になり、光
起電力素子２の光起電力がなくなった時には、ＭＯＳＦ
ＥＴ３のゲート・ソース間電圧が速やかに降下するよう
に低インピーダンス状態になる。

【００１２】ところで、本実施形態では、一方の入力端
子６ａにドレインが接続され発光素子１のアノードにソ
ースが接続されるＭＯＳＦＥＴ（絶縁ゲート型半導体装
置）８を備えている。また、ＭＯＳＦＥＴ８のゲートに
は温度検出素子５が接続されている。ここに、温度検出
素子５は、ＭＯＳＦＥＴ８のゲート・ドレイン間に接続
される抵抗９と、ＭＯＳＦＥＴ８のゲート・ソース間に
接続される抵抗１５と複数のダイオード１０との直列回
路と、一端がＭＯＳＦＥＴ８のゲートに接続される抵抗
１４と、抵抗１４の他端と発光素子１のアノードとの間
にドレイン・ソース間が接続されゲートが抵抗１５とダ
イオード１０との接続点に接続されるＭＯＳＦＥＴ１２
と、一端がＭＯＳＦＥＴ８のゲートに接続される抵抗１
３と、抵抗１３の他端と発光素子１のアノードとの間に
ドレイン・ソース間が接続されゲートが抵抗１４とＭＯ
ＳＦＥＴ１２との接続点に接続されるＭＯＳＦＥＴ１１
とで構成される。なお、ＭＯＳＦＥＴ８、１１、１２は
エンハンスメント型である。また、ＭＯＳＦＥＴ８の替
わりにＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タ）を使用してもよい。ダイオード１０の数は複数でな
く、１つでもよい。

【００１３】以下、本実施形態の動作を説明する。リレ
ー入力端子６ａ，６ｂ間に制御入力が与えられていない
時は、発光素子１が消灯しており、光起電力素子２の光
起電力がないので、半導体スイッチ素子たるＭＯＳＦＥ
Ｔ３がオフ状態であり、リレー出力端子７ａ，７ｂ間は
オフ状態である。

【００１４】一方、リレー入力端子６ａ，６ｂ間に制御
入力が与えられると、直列接続された複数のダイオード
１０での電圧降下が生じることにより、ＭＯＳＦＥＴ１
２がオン状態となる。なお、ＭＯＳＦＥＴ１１はオフ状
態である。ここに、抵抗１４は抵抗１３に比べて十分大
きな抵抗値のものを使用する。入力端子６ａ，６ｂ間に
印加された電圧（制御入力）は、抵抗９と抵抗１４とに
より分圧される。入力端子６ａ，６ｂ間の電圧が所定電
圧以上であれば、ＭＯＳＦＥＴ８のゲート電圧が閾値よ
り大きくなり、ＭＯＳＦＥＴ８がオン状態になる。ＭＯ
ＳＦＥＴ８がオン状態になると、リレー入力端子６ａ、
ＭＯＳＦＥＴ８、発光素子１、リレー入力端子６ｂの経
路で電流が流れ発光素子１が発光する。発光素子１が発
光すると、従来と同様に光起電力素子２に光起電力が発
生しＭＯＳＦＥＴ３がオン状態となる。

【００１５】これに対し、リレー出力端子７ａ，７ｂ間
に、つまりＭＯＳＦＥＴ３のドレイン・ソース間に、過
大な電流が流れてＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が高くなる
と、各ダイオード１０での電圧降下が減少し、ＭＯＳＦ
ＥＴ１２のゲート電圧が閾値電圧よりも小さくなってＭ
ＯＳＦＥＴ１２がオフ状態になり、ＭＯＳＦＥＴ１１が
オン状態になる。ＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態になる
と、入力端子６ａ，６ｂ間に印加された電圧は、抵抗９
と抵抗１３により分圧される。ここに、抵抗１３の抵抗
値は、抵抗１４の抵抗値に比べて小さく設定してあり、
ＭＯＳＦＥＴ８のゲート電圧が閾値よりも小さくなるよ
う設定されている。要するに、抵抗１４の抵抗値はＭＯ
ＳＦＥＴ１２がオン状態になった時にＭＯＳＦＥＴ８の
ゲート電圧が閾値以上になるように設定され、抵抗１３
の抵抗値はＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態になった時にＭ
ＯＳＦＥＴ８のゲート電圧が閾値よりも小さくなるよう
に設定される。

【００１６】したがって、ＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態
になると、ＭＯＳＦＥＴ８がオフ状態となり、リレー入
力端子６ａ、抵抗９、抵抗１３、ＭＯＳＦＥＴ１１、発
光素子１、リレー入力端子６ｂの経路で電流が流れる。
ここに、抵抗９の抵抗値はこの経路で流れる電流がマイ
クロアンペアオーダとなるように設定されており、発光
素子１が発光できなくなって、その結果、光起電力素子
２に光起電力が発生しなくなり、ＭＯＳＦＥＴ３がオフ
状態になる。つまり、リレー出力端子７ａ，７ｂ間のＭ
ＯＳＦＥＴ３がオン状態からオフ状態になり、ＭＯＳＦ
ＥＴ３に過電流が流れ続けるのを防止でき、過電流によ
るＭＯＳＦＥＴ３の発熱によってＭＯＳＦＥＴ３自身や
周辺部品が熱破壊されてしまい半導体リレーが破壊され
るのを防止することができるのである。しかも、従来の
ような保護回路をＭＯＳＦＥＴ３に接続する必要がない
ので、ＭＯＳＦＥＴ３のゲート消費電流が増大したりＭ
ＯＳＦＥＴ３のスイッチング速度が遅くなるという不具
合をなくすことができる。要するに、本実施形態では、
半導体リレーの出力特性の変更なしに、半導体スイッチ
素子たるＭＯＳＦＥＴ３や周辺部品の破壊を防止するこ
とができるのである。

【００１７】ここに、リレー入力端子６ａ，６ｂ間に印
加される電圧を入力電圧（制御入力）、リレー入力端子
６ａ，６ｂ間に流れる電流を入力電流とすると、本実施
形態の半導体リレーの入力特性は図２に示すようになっ
ており、が温度が低い時の入力特性を示し、が温度
が高い時の入力特性を示す。つまり、ＭＯＳＦＥＴ３に
過電流が流れて発熱温度が高くなると、温度検出素子５
が設けてあることによってのように入力電流が小さく
なり、発光素子１が発光しなくなるのである。

【００１８】ところで、本実施形態の半導体リレーのチ
ップはトランスファーモールドにより作られたパッケー
ジに納装されるが、例えば図３に示すように配設され
る。つまり、リレー入力端子６ａのリードフレーム上
に、温度検出素子５が接続されたＭＯＳＦＥＴ８を配置
する。また、リレー入力端子６ｂのリードフレーム上に
は、リードフレーム側がカソードとなるように発光素子
１が配置される。発光素子１のアノードと温度検出素子
５とはワイヤボンディングによって接続される。光起電
力素子２及びＭＯＳＦＥＴ３はリレー入力端子７ａのリ
ードフレーム上に配置され、光起電力素子２は発光素子
１からの光を受光できかつ入出力間絶縁が得られるよう
になっている。また、ＭＯＳＦＥＴ３のソースはリレー
入力端子７ｂにワイヤボンディングによって接続され
る。ここに、本実施形態では、温度検出素子５が、ＭＯ
ＳＦＥＴ３の近傍に配設してあるので、過電流によるＭ
ＯＳＦＥＴ３の発熱を素早く検知することができ、過電
流によりＭＯＳＦＥＴ３が発熱した時に迅速に発光素子
１を消灯させることができる。

【００１９】なお、抵抗９，１３，１４，１５及び各ダ
イオード１０をＭＯＳＦＥＴのゲート電極材料であるポ
リシリコンにより形成するようにすれば、ＭＯＳＦＥＴ
８，１１，１２と、抵抗９，１３，１４，１５と、各ダ
イオード１０とを１つのシリコン基板に形成し１チップ
化することができるので、部品を削減できるとともに半
導体リレー全体のサイズを小型化することができる。つ
まり、ＭＯＳＦＥＴ８及び温度検出素子５を設けたこと
によって半導体リレー全体のサイズが大きくなるという
不都合をなくすことができる。また、各抵抗９，１３，
１４，１５及び各ダイオード１０をポリシリコン膜によ
り形成するようにすれば、別途製造装置を用意する必要
もなく、簡単に形成することができる。

【００２０】（実施形態２）図４に本実施形態の回路図
を示す。本実施形態の基本構成及び基本動作は実施形態
１と略同じであり、実施形態１の半導体リレーに、ＭＯ
ＳＦＥＴ１６，１７，１８及び抵抗１９，２０からなる
自己保持回路２１を付加した点で実施形態１と相違す
る。ここに、自己保持回路２１は、ＭＯＳＦＥＴ３の発
熱を温度検出素子５が検出してＭＯＳＦＥＴ８がオフさ
れることにより発光素子１が消灯された時に、ＭＯＳＦ
ＥＴ３のオフ状態を保持させて発光素子１の消灯状態を
保持させる回路である。以下、実施形態１と相違する点
についてのみ説明する。なお、各ＭＯＳＦＥＴ３，８，
１１，１２，１６，１７，１８はエンハンスメント型で
ある。

【００２１】本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ３のドレイ
ン・ソース間に過大な電流が流れてＭＯＳＦＥＴ３の発
熱温度が高くなって、ＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態にな
った後は、ＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が下がっても自己
保持回路２１があることによってＭＯＳＦＥＴ１１のオ
ン状態が保持される。つまり、発光素子１が消灯されて
ＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が下がっても、リレー入力端
子６ａ，６ｂ間の制御入力をリセットしないかぎり、制
御入力があっても発光素子１が発光しないようになって
いる。したがって、負荷が短絡してＭＯＳＦＥＴ３に過
電流が流れたような場合に、負荷が短絡したまま再びＭ
ＯＳＦＥＴ３がオン状態になることを防ぐことができる
ので、安全性が向上する。

【００２２】なお、本実施形態においても、実施形態１
と同様に、抵抗９，１３，１４，１５，１９，２０と、
各ダイオード１０とをポリシリコン膜により形成するこ
とで、ＭＯＳＦＥＴ８，１１，１２，１６，１７，１８
と、抵抗９，１３，１４，１５，１９，２０と、各ダイ
オード１０とを１チップに形成してあり、実施形態１と
同様の効果が得られる。

【００２３】（実施形態３）図５に本実施形態の回路図
を示す。本実施形態の基本構成は実施形態１と略同じで
あり、ＭＯＳＦＥＴ８がディプレション型である点、温
度検出素子５がＭＯＳＦＥＴ８のソースと発光素子１の
アノードとの間に接続される点、ＭＯＳＦＥＴ８のゲー
トが発光素子１のアノードに直接接続される点などが実
施形態１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要
素には同一の符号を付してある。以下、動作について説
明する。

【００２４】リレー入力端子６ａ，６ｂ間に制御入力が
与えられていない時は、発光素子１が消灯しており、光
起電力素子２の光起電力がないので、半導体スイッチ素
子たるＭＯＳＦＥＴ３がオフ状態であり、リレー出力端
子７ａ，７ｂ間はオフ状態である。一方、リレー入力端
子６ａ，６ｂ間に制御入力が与えられると、直列接続さ
れた複数のダイオード１０での電圧降下が生じることに
より、ＭＯＳＦＥＴ１２がオン状態となる。なお、ＭＯ
ＳＦＥＴ１１はオフ状態である。したがって、制御入力
が与えられると、リレー入力端子６ａ、ＭＯＳＦＥＴ
８、抵抗１４、ＭＯＳＦＥＴ１２、発光素子１、リレー
入力端子６ｂの経路で電流が流れ、発光素子１が発光す
る。発光素子１が発光すると、従来と同様に光起電力素
子２に光起電力が発生しＭＯＳＦＥＴ３がオン状態とな
る。ここに、抵抗１４は抵抗１３に比べて十分大きな抵
抗値のものを使用する。

【００２５】これに対し、リレー出力端子７ａ，７ｂ間
に、つまりＭＯＳＦＥＴ３のドレイン・ソース間に、過
大な電流が流れてＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が高くなる
と、各ダイオード１０での電圧降下が減少し、ＭＯＳＦ
ＥＴ１２のゲート電圧が閾値電圧よりも小さくなってＭ
ＯＳＦＥＴ１２がオフ状態になり、ＭＯＳＦＥＴ１１が
オン状態なる。ＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態になると、
リレー入力端子６ａ、ＭＯＳＦＥＴ８、抵抗１３、ＭＯ
ＳＦＥＴ１１、発光素子１、リレー入力端子６ｂの経路
で電流が流れる。ここに、抵抗１３の抵抗値は、抵抗１
４に比べて大きな抵抗値で且つこの経路で流れる電流が
マイクロアンペアオーダとなるように設定されている。
したがって、ＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態になると、発
光素子１が発光できなくなって、その結果、光起電力素
子２に光起電力が発生しなくなり、ＭＯＳＦＥＴ３がオ
フ状態になる。つまり、リレー出力端子７ａ，７ｂ間が
オン状態からオフ状態になり、半導体スイッチ素子たる
ＭＯＳＦＥＴ３に過電流が流れ続けるのを防止でき、過
電流による発熱によってＭＯＳＦＥＴ３や周辺部品が破
壊されてしまうのを防止することができるのである。し
かも、従来のような保護回路をＭＯＳＦＥＴ３に接続す
る必要がないので、ＭＯＳＦＥＴ３のゲート消費電流が
増大したりＭＯＳＦＥＴ３のスイッチング速度が遅くな
るという不具合をなくすことができる。要するに、本実
施形態も、実施形態１と同様に、半導体リレーの出力特
性の変更なしに、半導体スイッチ素子たるＭＯＳＦＥＴ
３や周辺部品の破壊を防止することができるのである。

【００２６】ここに、リレー入力端子６ａ，６ｂ間に印
加される電圧を入力電圧、リレー入力端子６ａ，６ｂ間
に流れる電流を入力電流とすると、本実施形態の半導体
リレーの入力特性は図６に示すようになっており、が
温度が低い時の入力特性を示し、が温度が高い時の入
力特性を示す。つまり、ＭＯＳＦＥＴ３に過電流が流れ
て発熱温度が高くなると、温度検出素子５を設けてある
ことによって入力電流が小さくなり、発光素子１が発光
しなくなるのである。

【００２７】ところで、本実施形態の半導体リレーのチ
ップは、実施形態１と同様に、例えば図７に示すように
配設される。つまり、リレー入力端子６ａのリードフレ
ーム上に、温度検出素子５が接続されたＭＯＳＦＥＴ８
を配置する。また、入力端子６ｂのリードフレーム上に
は、リードフレーム側がカソードとなるように発光素子
１が配置される。発光素子１のアノードと温度検出素子
５とはワイヤボンディングによって接続される。光起電
力素子２及びＭＯＳＦＥＴ３はリレー入力端子７ａのリ
ードフレーム上に配置され、光起電力素子２は発光素子
１からの光を受光できかつ入出力間絶縁が得られるよう
になっている。また、ＭＯＳＦＥＴ３のソースはリレー
入力端子７ｂにワイヤボンディングによって接続され
る。ここに、本実施形態では、温度検出素子５が、ＭＯ
ＳＦＥＴ３の近傍に配設してあるので、過電流によるＭ
ＯＳＦＥＴ３の発熱を素早く検知することができ、過電
流によりＭＯＳＦＥＴ３が発熱した時に迅速に発光素子
１を消灯させることができる。

【００２８】なお、抵抗１３，１４，１５及び各ダイオ
ード１０をＭＯＳＦＥＴのゲート電極材料であるポリシ
リコンにより形成するようにすれば、ＭＯＳＦＥＴ８，
１１，１２と、抵抗１３，１４，１５と、各ダイオード
１０とを１つのシリコン基板に形成し１チップ化するこ
とができるので、部品を削減できるとともに半導体リレ
ー全体のサイズを小型化することができる。つまり、Ｍ
ＯＳＦＥＴ８及び温度検出素子５を設けたことによって
半導体リレー全体のサイズが大きくなるという不都合を
なくすことができる。また、抵抗１３，１４，１５及び
ダイオード１０をポリシリコン膜により形成するように
すれば、別途製造装置を用意する必要もなく、簡単に形
成することができる。

【００２９】（実施形態４）図８に本実施形態の回路図
を示す。本実施形態の基本構成及び基本動作は実施形態
３と略同じであり、実施形態３の半導体リレーに、ＭＯ
ＳＦＥＴ１６，１７，１８及び抵抗１９，２０からなる
自己保持回路２１を付加した点で実施形態３と相違す
る。ここに、自己保持回路２１は、ＭＯＳＦＥＴ３の発
熱を温度検出素子５が検出してＭＯＳＦＥＴ１１がオン
状態になった時にＭＯＳＦＥＴ１１のオン状態を保持さ
せることにより発光素子１の消灯を維持させる回路であ
る。以下、実施形態３と相違する点についてのみ説明す
る。なお、ＭＯＳＦＥＴ３，１１，１２，１６，１７，
１８はエンハンスメント型であり、ＭＯＳＦＥＴ８のみ
ディプレッション型である。

【００３０】本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴ３のドレイ
ン・ソース間に過大な電流が流れてＭＯＳＦＥＴ３の発
熱温度が高くなって、ＭＯＳＦＥＴ１１がオン状態にな
った後は、ＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が下がっても自己
保持回路２１があることによってＭＯＳＦＥＴ１１のオ
ン状態が保持される。つまり、発光素子１が消灯される
ことによりＭＯＳＦＥＴ３の発熱温度が下がっても、リ
レー入力端子６ａ，６ｂ間の制御入力をリセットしない
かぎり、制御入力があっても発光素子１が発光しないよ
うになっている。したがって、負荷が短絡してＭＯＳＦ
ＥＴ３に過電流が流れたような場合に、負荷が短絡した
まま再びＭＯＳＦＥＴ３がオン状態になることを防ぐこ
とができるので、安全性が向上する。

【００３１】なお、本実施形態においても、実施形態３
と同様に、抵抗１３，１４，１５，１９，２０と、各ダ
イオード１０とをポリシリコン膜により形成すること
で、各ＭＯＳＦＥＴ８，１１，１２，１６，１７，１８
と、各抵抗１３，１４，１５，１９，２０と、各ダイオ
ード１０とを１チップに形成してあり、実施形態３と同
様の効果が得られる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明は、制御入力により点灯
・消灯する発光素子と、前記発光素子に光結合した光起
電力素子と、前記光起電力素子の光起電力が制御端に印
加されることによって前記発光素子の点灯・消灯に応じ
てオン・オフされる半導体スイッチ素子と、周囲温度を
検出し該周囲温度が所定温度以上になると前記発光素子
を消灯させる温度検出素子とを備えているので、発光素
子が点灯している時に前記半導体スイッチ素子に過電流
が流れて温度検出素子の周囲温度が所定温度以上になる
と前記発光素子が消灯されるから、従来のような保護回
路を設けることなしに前記半導体スイッチ素子がオフし
て前記半導体スイッチ素子に過電流が流れ続けるのを防
止でき、その結果、リレーの出力特性を維持しつつ半導
体スイッチ素子が熱破壊されたり周辺部品が熱破壊され
たりすることを防止することができるという効果があ
る。

【００３３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、温度検出素子によって半導体素子がオフされた時に
発光素子の消灯を維持させる自己保持回路を付加したの
で、半導体スイッチ素子の温度が低くなっても発光素子
の消灯が維持されるから、半導体スイッチ素子がオンす
ることもなく、安全性が向上するという効果がある。請
求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明におい
て、温度検出素子が、半導体スイッチ素子の近傍に配設
されているので、半導体スイッチ素子の温度上昇の検出
を迅速且つ効率良く行うことが、迅速に半導体スイッチ
素子をオフさせることが可能となるという効果がある。

【００３４】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
の発明において、温度検出素子の一部がダイオード及び
抵抗により構成され、前記ダイオード及び前記抵抗が、
半導体スイッチ素子のゲート電極材料であるポリシリコ
ンにより形成されているので、前記ダイオード及び前記
抵抗を形成するのに別途製造装置を用意する必要もな
く、簡単に形成することができる。しかも、半導体スイ
ッチ素子と同一基板に集積化することが可能となり、部
品点数を削減できるので、温度検出素子を設けたことに
よるリレー全体のサイズの大型化を防ぐことが可能にな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す回路図である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】同上のチップ配置図である。

【図４】実施形態２を示す回路図である。

【図５】実施形態３を示す回路図である。

【図６】同上の動作説明図である。

【図７】同上のチップ配置図である。

【図８】実施形態４を示す回路図である。

【図９】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１発光素子２光起電力素子３ＭＯＳＦＥＴ４制御回路５温度検出素子６ａ，６ｂリレー入力端子７ａ，７ｂリレー出力端子８ＭＯＳＦＥＴ９抵抗１０ダイオード１１ＭＯＳＦＥＴ１２ＭＯＳＦＥＴ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御入力により点灯・消灯する発光素子
と、前記発光素子に光結合した光起電力素子と、前記光
起電力素子の光起電力が制御端に印加されることによっ
て前記発光素子の点灯・消灯に応じてオン・オフされる
半導体スイッチ素子と、周囲温度を検出し該周囲温度が
所定温度以上になると前記発光素子を消灯させる温度検
出素子とを備えて成ることを特徴とする半導体リレー。
【請求項２】温度検出素子によって半導体素子がオフ
された時に発光素子の消灯を維持させる自己保持回路を
付加したことを特徴とする請求項１記載の半導体リレ
ー。
【請求項３】温度検出素子は、半導体スイッチ素子の
近傍に配設されて成ることを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の半導体リレー。
【請求項４】温度検出素子の一部がダイオード及び抵
抗により構成され、前記ダイオード及び前記抵抗は、半
導体スイッチ素子のゲート電極材料であるポリシリコン
により形成されて成ることを特徴とする請求項１乃至請
求項３記載の半導体リレー。