JPS6018850Y2

JPS6018850Y2 - ホト・カプラ

Info

Publication number: JPS6018850Y2
Application number: JP1980120389U
Authority: JP
Inventors: 吉明原田
Original assignee: 沖電気工業株式会社
Priority date: 1980-08-27
Filing date: 1980-08-27
Publication date: 1985-06-07
Also published as: JPS5744563U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、発光素子と受光素子の間に、入射光に対し
て透明な中間絶縁物を配置したホト・カプラに関するも
のである。

ホト・カプラの応用としては、論理回路内のインター・
フェース、使用電圧の異なる回路系のアイソレーション
がある。

ホト・カプラの特性で特に重要な項目は、入力電流Ｉｐ
と出力電流Ｉ。

との比、すなわち変換効率（ＣＴＲ）と、入−出力間の
絶縁耐圧である。

絶縁耐圧は、通常の使用例では、ＩＫｖもあれば充分使
用することができるが、たとえば大電力制御の開閉器の
近くでホト・カプラを使用する時などは、特に大きな絶
縁耐圧（５ＫＶ以上）を必要とする。

絶縁耐圧を向上させるためには、発光素子と受光素子と
の間に、入射光に対して透明な絶縁物を配置することが
一般的である。

いま、受光素子と、この受光素子の発光面に配置された
、入射光に対して透明な中間絶縁物と、この絶縁物上に
配置された発光面を有する発光素子からなるホト・カプ
ラについて考えてみる。

第１図ａ、ｂは従来のこの種のホト・カプラをそれぞれ
示し、第１図ａは受光素子として受光ダイオードを用い
た場合、第１図すは受光素子として受光トランジスタを
用いた場合である。

第１図ａにおいて、１は発光ダイオード、２は発光ダイ
オード１のアノード、３は発光ダイオード１のカソード
、４は受光ダイオード、５は受光ダイオード４のアノー
ド、６は受光ダイオード４のカソード、７は透明な中間
絶縁物である。

また、第１図すにおいて、８は受光トランジスタ、９は
受光トランジスタ８のコレクタ、１０は受光トランジス
タ８のエミッタであり、その細革１図ａと同一符号は第
１図ａと同一部分である。

このようなホト・カプラの具体的構造としては、受光素
子（受光ダイオード４または受光トランジスタ８）の受
光面上に透明樹脂を用いて透明な中間絶縁物７を接着し
、さらにその絶縁物７の上に透明樹脂を用いて発光素子
（発光ダイオード１）を接着する形となっている。

さて、このようなホト・カプラにおいて、中間絶縁物７
として、たとえば０．１ｍの厚さのガラスを用いた場合
、変換効率としては良好なものを得ることができるが、
発光素子と受光素子とが近接しすぎるため、たとえば、
受光素子の電極取出し用の金属線と発光素子との間でス
パークを起したり、また、中間絶縁物７や発光素子を接
着するために用いている透明樹脂の汚れなどにより、透
明樹脂表面にショート・パスができて放電してしまった
りして、絶縁耐圧としては、せいぜい１．５ＫＶ程度し
か期待できない。

絶縁耐圧の向上のためには、中間絶縁物７の厚さを厚く
し、かつ、樹脂表面のショート・パスの発生を防ぐため
、充分大きくする必要がある。

中間絶縁物７としてガラスを用いた場合、厚さを０．３
ｒｒｇＩｔとし、また大きさを、下の受光素子より充分
大きくした場合、絶縁耐圧は５ＫＶに充分耐えるホト・
カプラができる。

しかし、入−出力間の変換効率は、距離の二乗に反比例
して小さくなるので中間絶縁物７全厚くすると、変換効
率を下げることになる。

上記に示した例だと、中間絶縁物７の厚さを０．１ ”
−０，３ｍｍに変えると、変換効率は約１７９に下がっ
てしまう。

この考案は上記の点に鑑みなされたもので、変換効率を
犠牲にすることなく、絶縁耐圧を向上させることができ
るホト・カプラを提供することを目的とする。

以下この考案の実施例を図面を参照して説明する。

第２図はこの考案の実施例を示す断面図である。

この図において、１１はホト・トランジスタ（受光素子
）で、Ｎ型基板１２にコレクタ取出し拡散領域１３とベ
ース拡散領域１４を形成し、さらにベース拡散領域１４
にエミッタ拡散領域１５を形成して構成されており、エ
ミッタ拡散領域１５とコレクタ取出し拡散領域１３の表
面には、エミッタ取出し線１６およびコレクタ取出し線
１７が接続される。

このようなホト・トランジスタ１１上には中間絶縁物１
Ｂが、シリコン樹脂またはエポキシ樹脂などの透明接着
剤１９を用いて接着される。

この中間絶縁物１８は、ガラス、石英またはプラスチッ
クからなり、透明である。

また、中間絶縁物１８は、中央部がたとえば０．１ｗＩ
ｔ程度と薄い一方、周辺部は、後述する発光ダイオード
の端部側面を包囲するように０．２ｍｍ以上と厚く（高
く）なっており、つまり断面凹型の形状を有している。

さらに、中央部の薄い部分はホト・トランジスタ１１の
受光面に合うように成形され、組立ての際も、中央部の
薄い部分がホト・トランジスタ１１の受光面上に配置さ
れるよう接着される。

このような中間絶縁物１８の中央部肉薄部上には、この
肉薄部側に発光面を設けて赤外発光ダイオード（発光素
子）２０が、上記接着剤１９と同様な透明接着剤２１を
用いて接着される。

すなわち、赤外発光ダイオード２０は、断面凹型の中間
絶縁物１８の中空部内に配置される。

この赤外発光ダイオード２０は、Ｎ型基板２２にアノー
ド拡散領域２３を形成して構成されており、アノード拡
散領域２３の表面およびＮ型基板２２の表面には、アノ
ード取出し線２４およびカソード取出し線２５が接続さ
れる。

このようなホト・カプラにおいては、赤外発光ダイオー
ド２０で発せられた赤外光２６が、中間絶縁物１８を通
ってホト・トランジスタ１１の受光領域に入射するが、
赤外発光ダイオード２ｏとホト・トランジスタ１１の間
には中間絶縁物１８の中央部肉薄部が介在されるだけで
ある。

したがって、赤外発光ダイオード２０とホト・トランジ
スタ１１の距離は、通常の受光素子の上に発光素子を乗
せて作るホト・カプラと変わらず短かく、よって変換効
率はよい。

一方、中間絶縁物１８の周辺部は、ホト・トランジスタ
１１の端部側面を包囲するように厚く（高く）なってい
る。

したがって、側表面の行程が大となり、リークしにくく
なり、絶縁耐圧は５ＫＶは充分にある。

このように上記ホト・カプラにおいては、変換効率を犠
牲にすることなく、絶縁耐圧を向上させることができる
。

なお、上記実施例では、受光素子としてホト・トランジ
スタ１１を用いたが、ホト・トランジスタ１１に限らず
、たとえばホト・ダイオード、ホト・ＳＣＲ，ＩＣゲー
トなどを用いることができる。

また、実施例で示したような中間絶縁物１８を設ける点
は、メタル・パッケージ、モールド・パッケージ、セラ
ミック・パッケージなど各種パッケージのホト・カプラ
について適用できる。

以上詳述したように、この考案のホト・カプラによれば
、ガラス、石英あるいはプラスチックにより中間絶縁物
を断面凹型に形成して、その中空部内に発光素子を配置
することにより変換効率を犠牲にすることなく、絶縁耐
圧を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】第１図ａおよびｂは従来のホト・カプラをそれぞれ示す
図、第２図はこの考案のホト・カプラの実施例を示す断
面図である。１１・・・・・・ホト・トランジスタ、１８・・・・・
・中間絶縁物、２０・・・・・・赤外発光ダイオード。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

受光素子と、この受光素子上に透明接着剤により接着さ
れたガラス、石英またはプラスチックからなる断面凹型
の透明中間絶縁物と、この中間絶縁物の中空部内に配置
された発光素子とを具備してなるホト・カプラ。