JPH0142508B2 - - Google Patents
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- JPH0142508B2 JPH0142508B2 JP57097723A JP9772382A JPH0142508B2 JP H0142508 B2 JPH0142508 B2 JP H0142508B2 JP 57097723 A JP57097723 A JP 57097723A JP 9772382 A JP9772382 A JP 9772382A JP H0142508 B2 JPH0142508 B2 JP H0142508B2
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- Japan
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- optical transmission
- metal tube
- envelope
- metal
- transmission path
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
- H10F30/21—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H10F30/26—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors the devices being sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation the devices having three or more potential barriers, e.g. photothyristors
- H10F30/263—Photothyristors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4248—Feed-through connections for the hermetical passage of fibres through a package wall
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4401—Optical cables
- G02B6/4415—Cables for special applications
- G02B6/4427—Pressure resistant cables, e.g. undersea cables
- G02B6/4428—Penetrator systems in pressure-resistant devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Thyristors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光駆動半導体装置に係り、特に光信号
導入用の光伝送路が外囲器を貫通する部分の気密
封止に好適な構造に関する。
導入用の光伝送路が外囲器を貫通する部分の気密
封止に好適な構造に関する。
光駆動半導体装置の1つである光駆動型サイリ
スタは、光信号の照射により順方向阻止状態から
導通状態にスイツチする機能を有する。光駆動型
サイリスタは通常の電気ゲート式サイリスタと比
較して、(1)主回路とゲート回路とを電気的に絶縁
できるため、ゲート回路を簡単にできる、(2)電磁
誘導によるノイズに対して強い、などの利点があ
る。このため、最近これらの利点をもつとも発揮
できる、サイリスタを多数個直列接続して用いる
高圧直流送電変換装置用としての光駆動型サイリ
スタの開発が急速に進んでいる。ここで解決しな
ければならない課題の1つに、光駆動型サイリス
タの外囲器内の受光部へ外囲器外から光信号を導
く光伝送路と外囲器間の気密性の高信頼度化があ
る。第1図及び第2図は光駆動型サイリスタの従
来構造の一例である。光サイリスタ素子2は両側
に介在した電極3を介してアノード外部電極4と
カソード外部電極5にはさまれている。これらの
電極4,5は、金属フランジ6によつて気密に接
続された円筒状の絶縁体7と共に外囲器を構成し
ている。発光素子(図示せず)からの光信号を伝
送してきた光フアイバ束10は、例えば袋ナツト
11を用いて、絶縁体7の一部を貫通する金属筒
8に固定された光伝送路9と光学的に結合されて
いる。光伝送路9は光サイリスタ素子の受光部へ
光信号を導くために湾曲している。光導入部Aに
おける光伝送路9の従来の気密封止法は、2通り
に大別される。第1の方法は、絶縁体7の貫通孔
内面のメタライズ層12と金属筒8とを金属接着
層13例えば銀ろう等によつて金属接着し、金属
筒8に光伝送路9を挿入後、低融点封着ガラス等
の気密剤14を用いて気密封止する方法である。
第2の方法は、光伝送路9と金属筒8を予め低融
点はんだ等の気密剤14を用いて固定しておき、
さらに融点の低いはんだを用いて金属筒8を絶縁
体7には気密封止する方法である。作業温度の低
い気密剤14を用いるのは、光伝送路9の光伝送
効率を高めるために開口数が大きく、軟化点が一
般に400℃〜600℃と低いガラスを光伝送路9とし
て採用するためである。第1の方法は、絶縁体7
と金属筒8は銀ろうで接着するため高信頼の気密
封止が可能であるが、その後に気密の信頼性が劣
る光伝送路9と金属筒14の封着が行なわれるた
め、気密がとれなかつた場合、高価な絶縁体7や
光伝送路9が無駄になる欠点がある。また低融点
封着ガラスを気密剤14として用いた場合、光伝
送路と金属筒8の封着のために大きな絶縁体7も
ガラス焼成炉に挿入しなければならず作業性が悪
いという欠点がある。第2の方法は、光伝送路9
と金属筒8の封着作業は容易であり、これらの気
密性を予め確認することもできる利点があるが、
絶縁体7と金属筒8を封着する低融点はんだの経
年による酸化で気密性が損われることが懸念され
る。高圧直流送電変換装置に光駆動型サイリスタ
を用いた場合、外囲器の温度は常時60℃〜80℃に
なることが予想される。また10年を越える信頼性
を保障しなければならないので、外気にさらされ
る部分に低融点はんだを用いるのは信頼性に欠け
る。一方、低融点はんだの代わりに銀ろうを用い
ることは光伝送路9の軟化点が低いので不可能で
ある。
スタは、光信号の照射により順方向阻止状態から
導通状態にスイツチする機能を有する。光駆動型
サイリスタは通常の電気ゲート式サイリスタと比
較して、(1)主回路とゲート回路とを電気的に絶縁
できるため、ゲート回路を簡単にできる、(2)電磁
誘導によるノイズに対して強い、などの利点があ
る。このため、最近これらの利点をもつとも発揮
できる、サイリスタを多数個直列接続して用いる
高圧直流送電変換装置用としての光駆動型サイリ
スタの開発が急速に進んでいる。ここで解決しな
ければならない課題の1つに、光駆動型サイリス
タの外囲器内の受光部へ外囲器外から光信号を導
く光伝送路と外囲器間の気密性の高信頼度化があ
る。第1図及び第2図は光駆動型サイリスタの従
来構造の一例である。光サイリスタ素子2は両側
に介在した電極3を介してアノード外部電極4と
カソード外部電極5にはさまれている。これらの
電極4,5は、金属フランジ6によつて気密に接
続された円筒状の絶縁体7と共に外囲器を構成し
ている。発光素子(図示せず)からの光信号を伝
送してきた光フアイバ束10は、例えば袋ナツト
11を用いて、絶縁体7の一部を貫通する金属筒
8に固定された光伝送路9と光学的に結合されて
いる。光伝送路9は光サイリスタ素子の受光部へ
光信号を導くために湾曲している。光導入部Aに
おける光伝送路9の従来の気密封止法は、2通り
に大別される。第1の方法は、絶縁体7の貫通孔
内面のメタライズ層12と金属筒8とを金属接着
層13例えば銀ろう等によつて金属接着し、金属
筒8に光伝送路9を挿入後、低融点封着ガラス等
の気密剤14を用いて気密封止する方法である。
第2の方法は、光伝送路9と金属筒8を予め低融
点はんだ等の気密剤14を用いて固定しておき、
さらに融点の低いはんだを用いて金属筒8を絶縁
体7には気密封止する方法である。作業温度の低
い気密剤14を用いるのは、光伝送路9の光伝送
効率を高めるために開口数が大きく、軟化点が一
般に400℃〜600℃と低いガラスを光伝送路9とし
て採用するためである。第1の方法は、絶縁体7
と金属筒8は銀ろうで接着するため高信頼の気密
封止が可能であるが、その後に気密の信頼性が劣
る光伝送路9と金属筒14の封着が行なわれるた
め、気密がとれなかつた場合、高価な絶縁体7や
光伝送路9が無駄になる欠点がある。また低融点
封着ガラスを気密剤14として用いた場合、光伝
送路と金属筒8の封着のために大きな絶縁体7も
ガラス焼成炉に挿入しなければならず作業性が悪
いという欠点がある。第2の方法は、光伝送路9
と金属筒8の封着作業は容易であり、これらの気
密性を予め確認することもできる利点があるが、
絶縁体7と金属筒8を封着する低融点はんだの経
年による酸化で気密性が損われることが懸念され
る。高圧直流送電変換装置に光駆動型サイリスタ
を用いた場合、外囲器の温度は常時60℃〜80℃に
なることが予想される。また10年を越える信頼性
を保障しなければならないので、外気にさらされ
る部分に低融点はんだを用いるのは信頼性に欠け
る。一方、低融点はんだの代わりに銀ろうを用い
ることは光伝送路9の軟化点が低いので不可能で
ある。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、気密信頼性が高く、かつ作業性の良い光導
入部構造を有する光駆動半導体装置を提供するこ
とにある。
くし、気密信頼性が高く、かつ作業性の良い光導
入部構造を有する光駆動半導体装置を提供するこ
とにある。
本発明の特徴とするところは、光伝送路9と光
伝送路9が貫通している外囲器との間に第1及び
第2の金属筒を2重に配置し、第1の金属筒を外
囲器に接着し、第2の金属筒を外囲器内寄りで光
伝送路9に気密に接着し、両金属筒を外囲器外の
端部で溶接し、かつ第1の金属筒が第2の金属筒
の軸方向全体で包囲した点にある。
伝送路9が貫通している外囲器との間に第1及び
第2の金属筒を2重に配置し、第1の金属筒を外
囲器に接着し、第2の金属筒を外囲器内寄りで光
伝送路9に気密に接着し、両金属筒を外囲器外の
端部で溶接し、かつ第1の金属筒が第2の金属筒
の軸方向全体で包囲した点にある。
以下本発明を具体的な実施例により詳細に説明
する。第3図は金属筒が2重になつた本発明によ
る光駆動型サイリスタの光導入部構造の一実施例
を示す。外側金属筒801は絶縁体7に貫通孔内
面のメタライズ層12を介して金属接着層13例
えば銀ろうで気密に固定されている。また、光伝
送体9は外囲器内寄りで内側金属筒802に例え
ば低融点封着ガラス14で気密に固定されてい
る。外側金属筒801は、内側金属筒802を軸
方向全体において包囲すると共に両者は外囲器の
外側において例えばレーザ等によつて溶接されて
いる。この光導入部構造では、光伝送体9と内側
金属筒802のみをガラス焼成炉に挿入するだけ
でよく作業性が向上する。また、封止られた光伝
送体9と内側金属筒802および絶縁体7と外側
金属筒801を別々に予め気密性を確めることが
でき、組み立て後の不良率を低減できる利点があ
る。更に、外側金属筒801が内側金属筒802
を軸方向全体に亘つて包囲しているため、内側金
属筒802と光伝送体9との接着個所を組立時の
外力から保護でき、両金属筒の溶接が可能とな
る。更にまた内側金属筒と外側金属筒の溶接は、
第1図に示す金属環6の溶接にも用いられており
信頼性は高く、発熱は部分的にかつ短時間に押え
ることが可能なため低融点封着ガラス等を溶かす
恐れはない。以上のように第3図の構成にすれ
ば、作業性が良く、気密の信頼性が高い光導入部
構造を得ることができる。第4図は、光伝送路9
を光導入部の気密用光伝送路901と光伝送路9
01からの光を光駆動型サイリスタの受光部まで
導く光伝送路902に分けた光導入部構造を示す
本発明の他の実施例である。光伝送路902は連
結用固定治具803と連結環15を用いて外側金
属筒801に連結され、光伝送路901と光学的
に接続されている。
する。第3図は金属筒が2重になつた本発明によ
る光駆動型サイリスタの光導入部構造の一実施例
を示す。外側金属筒801は絶縁体7に貫通孔内
面のメタライズ層12を介して金属接着層13例
えば銀ろうで気密に固定されている。また、光伝
送体9は外囲器内寄りで内側金属筒802に例え
ば低融点封着ガラス14で気密に固定されてい
る。外側金属筒801は、内側金属筒802を軸
方向全体において包囲すると共に両者は外囲器の
外側において例えばレーザ等によつて溶接されて
いる。この光導入部構造では、光伝送体9と内側
金属筒802のみをガラス焼成炉に挿入するだけ
でよく作業性が向上する。また、封止られた光伝
送体9と内側金属筒802および絶縁体7と外側
金属筒801を別々に予め気密性を確めることが
でき、組み立て後の不良率を低減できる利点があ
る。更に、外側金属筒801が内側金属筒802
を軸方向全体に亘つて包囲しているため、内側金
属筒802と光伝送体9との接着個所を組立時の
外力から保護でき、両金属筒の溶接が可能とな
る。更にまた内側金属筒と外側金属筒の溶接は、
第1図に示す金属環6の溶接にも用いられており
信頼性は高く、発熱は部分的にかつ短時間に押え
ることが可能なため低融点封着ガラス等を溶かす
恐れはない。以上のように第3図の構成にすれ
ば、作業性が良く、気密の信頼性が高い光導入部
構造を得ることができる。第4図は、光伝送路9
を光導入部の気密用光伝送路901と光伝送路9
01からの光を光駆動型サイリスタの受光部まで
導く光伝送路902に分けた光導入部構造を示す
本発明の他の実施例である。光伝送路902は連
結用固定治具803と連結環15を用いて外側金
属筒801に連結され、光伝送路901と光学的
に接続されている。
固定治具803は光伝送路902に例えば機械
的に押圧することによつて固定されている。連結
環15はテフロン等からなり、外側金属筒801
にはめ込まれている。
的に押圧することによつて固定されている。連結
環15はテフロン等からなり、外側金属筒801
にはめ込まれている。
この光導入部構造では、光接続を一箇所増した
ことによる光損失が若干生じるが、内側金属筒8
02と気密封止する光伝送体をL字型の大きな光
伝送路9の代わりに小さな光伝送体901を用い
ることができるので、第3図の実施例に比較して
ガラス封着等の作業性が一層向上する利点があ
る。第5図は、外側金属筒801、内側金属筒8
02にそれぞれ溶接用として外側金属リング81
及び内側金属リング82を設けた光導入部構造を
示す本発明の別の実施例である。各金属リングは
金属筒を加工する際に一体に設けてもよいが、リ
ング状のものを別に加工しておき、銀ろうまたは
溶接等によつて金属筒に固定してもよい。金属リ
ングを設けたことにより、溶接が不完全で気密性
が損なわれた場合、また作業中に光伝送体9(9
01)が破損した場合などに、溶接部100を取
り除くことにより再生が可能となる利点がある。
第6図は、光伝送体9(901)と内側金属筒8
02の気密封着部14を外側金属筒801の内部
に設けた光導入部構造を示す本発明の更に異なる
実施例である。この光導入部構造では気密封着部
14が外側金属筒801で囲まれているため、外
的衝撃に対して保護されているという利点があ
る。
ことによる光損失が若干生じるが、内側金属筒8
02と気密封止する光伝送体をL字型の大きな光
伝送路9の代わりに小さな光伝送体901を用い
ることができるので、第3図の実施例に比較して
ガラス封着等の作業性が一層向上する利点があ
る。第5図は、外側金属筒801、内側金属筒8
02にそれぞれ溶接用として外側金属リング81
及び内側金属リング82を設けた光導入部構造を
示す本発明の別の実施例である。各金属リングは
金属筒を加工する際に一体に設けてもよいが、リ
ング状のものを別に加工しておき、銀ろうまたは
溶接等によつて金属筒に固定してもよい。金属リ
ングを設けたことにより、溶接が不完全で気密性
が損なわれた場合、また作業中に光伝送体9(9
01)が破損した場合などに、溶接部100を取
り除くことにより再生が可能となる利点がある。
第6図は、光伝送体9(901)と内側金属筒8
02の気密封着部14を外側金属筒801の内部
に設けた光導入部構造を示す本発明の更に異なる
実施例である。この光導入部構造では気密封着部
14が外側金属筒801で囲まれているため、外
的衝撃に対して保護されているという利点があ
る。
一方、光伝送体9(901)の熱膨張係数9〜
11×10-61/℃と絶縁体7(例えばAl2O3主成分
とするものは6.5〜7.8×10-61/℃)に比べ大き
い。この熱膨張係数の差は気密性を失う原因とな
る。しかし、本発明の光導入部構造を採用し、光
伝送路9(901)と内側金属筒802及び絶縁
体7と外側金属筒801の熱膨張係数を略等しく
すれば気密性が保たれることが分かつた。また、
光伝送路9(901)と内側金属筒802と外側
金属筒801の熱膨張係数を略等しくし、熱膨張
係数の差を絶縁体7と外側金属筒801の間に負
荷させることによつても気密性が保たれることが
分かつた。また、絶縁体7と外側金属筒801は
銀ろうで、光伝送路9(901)と内側金属筒8
02は低融点封着ガラスで気密に固定する方法が
とくに光導入部の気密性が良好であつた。
11×10-61/℃と絶縁体7(例えばAl2O3主成分
とするものは6.5〜7.8×10-61/℃)に比べ大き
い。この熱膨張係数の差は気密性を失う原因とな
る。しかし、本発明の光導入部構造を採用し、光
伝送路9(901)と内側金属筒802及び絶縁
体7と外側金属筒801の熱膨張係数を略等しく
すれば気密性が保たれることが分かつた。また、
光伝送路9(901)と内側金属筒802と外側
金属筒801の熱膨張係数を略等しくし、熱膨張
係数の差を絶縁体7と外側金属筒801の間に負
荷させることによつても気密性が保たれることが
分かつた。また、絶縁体7と外側金属筒801は
銀ろうで、光伝送路9(901)と内側金属筒8
02は低融点封着ガラスで気密に固定する方法が
とくに光導入部の気密性が良好であつた。
本発明によれば、光駆動型半導体装置の光導入
部構造において、光伝送路と内側金属筒及び絶縁
体と外側金属筒をそれぞれ別個に気密封止でき、
それらの金属筒相互を溶接によつて封着するの
で、作業性が良く、信頼性の高い光導入部の気密
が得られる。また、光伝送路と内側金属筒との接
着部が外側金属筒で保護されているので、組立時
の破損を防止できる。
部構造において、光伝送路と内側金属筒及び絶縁
体と外側金属筒をそれぞれ別個に気密封止でき、
それらの金属筒相互を溶接によつて封着するの
で、作業性が良く、信頼性の高い光導入部の気密
が得られる。また、光伝送路と内側金属筒との接
着部が外側金属筒で保護されているので、組立時
の破損を防止できる。
第1図は従来の光駆動型サイリスタの概略断面
図、第2図は第1図の光導入部の拡大図、第3
図、第4図、第5図及び第6図は本発明の実施例
を示す概略断面図である。 2……光サイリスタ素子、7……絶縁体、8…
…金属筒、9……光伝送路、12……メタライズ
層、13……金属接着剤、14……気密剤、80
1……外側金属筒、802……内側金属筒、90
1……気密用光伝送路、902……内側光伝送
路、81……外側金属リング、82……内側金属
リング、100……溶接部。
図、第2図は第1図の光導入部の拡大図、第3
図、第4図、第5図及び第6図は本発明の実施例
を示す概略断面図である。 2……光サイリスタ素子、7……絶縁体、8…
…金属筒、9……光伝送路、12……メタライズ
層、13……金属接着剤、14……気密剤、80
1……外側金属筒、802……内側金属筒、90
1……気密用光伝送路、902……内側光伝送
路、81……外側金属リング、82……内側金属
リング、100……溶接部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光信号によつて動作する半導体素子と、 半導体素子の両側に設けられ半導体素子に電気
的に接続された1対の外部電極、及び環状でその
両側がそれぞれ外部電極に接続された絶縁体によ
つて形成された半導体素子を気密に封止する外囲
器と、 外囲器を貫通して外囲器外から光信号を半導体
素子まで導く光伝送路と、 外囲器の光伝送路が貫通している部分と光伝送
路との間に配置され、外囲器に金属接着層を介し
て接着された第1の金属筒と、 第1の金属筒と光伝送路との間の1部に配置さ
れ、その外囲器内寄り端部で光伝送路に接着材に
より接着された第2の金属筒と、を具備し、第1
の金属筒と第2の金属筒とが外囲器外の端部にお
いて溶着され、第2の金属筒と光伝送路との接着
個所が、第1の金属筒と第2の金属筒との溶着個
所から光伝送路の軸方向に離れかつ第1の金属筒
により第2の金属筒の軸方向全体が包囲されてい
ることを特徴とする光駆動半導体装置。 2 特許請求の範囲第1項において、光伝送路及
び接着材が低融点ガラス、金属接着層が銀ろうで
あることを特徴とする光駆動半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57097723A JPS58215071A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 光駆動半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57097723A JPS58215071A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 光駆動半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215071A JPS58215071A (ja) | 1983-12-14 |
| JPH0142508B2 true JPH0142508B2 (ja) | 1989-09-13 |
Family
ID=14199805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57097723A Granted JPS58215071A (ja) | 1982-06-09 | 1982-06-09 | 光駆動半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58215071A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0619139U (ja) * | 1992-07-29 | 1994-03-11 | ミツミ電機株式会社 | テープガイド及びヘッドアセンブリ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6094770A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | 光トリガサイリスタの製造方法 |
| JPS60157256A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | 光トリガサイリスタ |
| US5970194A (en) * | 1998-02-19 | 1999-10-19 | Uniphase Telecommunications Products, Inc. | Optical fiber having hermetically sealable section |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5949708B2 (ja) * | 1979-06-13 | 1984-12-04 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置 |
-
1982
- 1982-06-09 JP JP57097723A patent/JPS58215071A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0619139U (ja) * | 1992-07-29 | 1994-03-11 | ミツミ電機株式会社 | テープガイド及びヘッドアセンブリ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58215071A (ja) | 1983-12-14 |
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