JPH04106985A - ホトカプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光素子と受光素子を光により結合させた光結
合装置すなわちホトカプラに関し、特に受光素子にホト
トランジスタを用いた汎用ホトカプラに関する。

〔従来の技術〕

ホトカプラは入力側すなわち発光素子の光を出力側すな
わち受光素子で受けて信号を伝達する装置てあり、従っ
て入力側と出力側とが電気的に完全に分離していること
か利点てありまた必要条件となる、 従来のホトカプラは第５図に示すように発光ダイオード
５１とホトトランジスタ５２か所定の間隔をおいてリー
ド端子５３上にそれぞれ配置され、発光ダイオード５１
とホトトランジスタ５２の間に透光性のシリコン樹脂５
４が充てんされ、これによって発光ダイオードからホト
トランジスタに至る光の経路か形成され、その透明シリ
コン樹脂の外周を黒色のエポキシ樹脂５５でモールドし
た構造のものや、第６図に示すように、発光ダイオード
５１とホトトランジスタ５２ともまず透光性のエポキシ
樹脂６４でモールドして光経路を形成し、さらにその外
周を黒色のエポキシ樹脂５５でモールドした構造のもの
かある。

また、ホトトランジスタは、第８図に示すように、Ｎ型
サブストレート８１の上に形成したＮ型エピタキシャル
領域８２をコレクタとして用い、該エピタキシャル領域
内に選択的に形成されたＰ壁領域８３をベース、該Ｐ型
鐙域内に選択的に形成されたＮ型領域８４をエミッタと
している。

従って、Ｎ型サブストレート８１はコレクタと電気的に
導通しているのて、ホトトランジスタを搭載しているリ
ードフレームのアイランド部と導通しているリード端子
はコレクタ端子となる。

従来のこのホトカプラでは受光側のソート端子はホトト
ランジスタのコレクタ端子、エミッタ端子、ベース端子
のみであった。

〔発明か解決しようとする課題〕

上述した従来のホトカプラは、発光ダイオードとホトト
ランジスタとが所定の開隔で配置された構造となってい
るので、第７図に示すように、発光側と受光側との間に
寄生容量７３が形成され、入力側に入った電気的雑音が
この寄生容量７３を通して受光側に伝達され、等価的な
光電流か流れる。この光電流がトランジスタで増幅され
、ｈＦＥ倍されたコレクタ電流が流れ、あたかも入力信
号が入ったかのような状態を呈し、誤動作の原因となる
。

これに関して、受光素子として受光ダイオードとその後
段の信号処理回路をモノリシックに１チツプ上に形成し
た受光ＩＣを用いた場合は、受光ダイオード部に透光性
導電膜を設けて、これを接地用端子と電気的に接続して
受光部をシールドし寄生容量を介して伝わる雑音を接地
用端子に逃かしている。この場合はＩＣであるので受光
素子の裏面を必らず接地する必要があるので接地用端子
が具備されている。しかし受光素子としてホトトランジ
スタを用いた場合は、接地用端子が具備されていないの
で、受光面にシールド膜を設けても雑音を逃がす経路が
なく、前記寄生容量の影響を受けてしまうという欠点か
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のホトカプラは、受光側にホトトランジスタのコ
レクタ、エミッタ、ベースのどれとも接続しない接地用
端子を設け、かつ、受光面の少なくとも一部にパッシベ
ーション膜を介してポリシリコンの膜を付け、それを前
記接地用リードと電気的に接続して寄生容量を伝ってき
た雑音を接地ラインに逃がすという措置か施しである。

これは、従来のホトトランジスタ裏面をコレクタ電極と
するＮ型サブストレートを用いたものでなく、Ｐ型サブ
ストレートの上に形成されたＮ型エピタキシャル領域を
コレクタとし、Ｎ型エピタキシャル領域内に選択的に形
成されたＰ型領域をベース、Ｐ型領域内に選択的に形成
されｆ、−Ｎ型領域をエミッタとする構造のホトトラン
ジスタとし、この表面、すなわちホトトランジスタの受
光面にパッシベーション膜を介してポリシリコンの膜を
形成し、さらにこのホトトランジスタを接地用端子の延
長上のアイランド部に搭載して、ポリシコンの膜をホン
ディングワイヤ等で接地用端子に電気的に接続すること
により簡単に実現できる。

〔実施例〕

第１図、第２図、第３図に本発明によるホトカプラの等
価回路図、使用したホトトランジスタの断面図、ホトト
ランジスタのワイヤボンディングした後の平面図をそれ
ぞれ示す。すなわち受光側にホトトランジスタのコレク
タ、ベース、エミッタのどれとも接続しない接地用リー
ド端子３２１が具備され、かつその延長上のアイランド
部にホトトランジスタ１２が搭載されている。さらにこ
のホトトランジスタ１２は、第２図に示すように、Ｐ型
サブストレート２１上にＮ型エピタキシャル層２２が形
成されてこれがコレクタとして働く。このコレクタの中
に選択的に形成されたＰ型ベース領域２３、さらにその
中に選択的に形成されたＮ型エミッタ領域２４とから成
っている。そしてこの表面にパッシベーション膜２５を
介して透光性導電膜であるポリシリコン膜１３が形成さ
れ、これが通常のアルミ配線、ボンディングワイヤ３３
等によって接地用リード端子３２１に電気的に接続され
ている。第２図においてはホトトランジスタのアルミ配
線、ポンディングパッド、ボンディングワイヤは省略し
である。

このような構成のホトカブラは、第２図に示すように、
受光部であるベース領域２３がポリシリコン膜１３によ
りシールドされるのて、第１図に示すように、寄生容量
１４を伝ってきた雑音はポリシリコン１１１３により接
地ラインに逃げてしまい、ホトトランジスタが誤動作す
ることはない。

第４図に実施例２のホトカブラの等価回路図を示す。こ
の例はダーリントンホトトランジスタ４２を用いた例で
、この場合は合成されたｈＦＥが大きいのでより寄生容
量も伝った雑音の影響を受は易く、本発明の効果が著し
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はホトトランジスタをポリシ
リコン膜によってシールドし、それをコレクタ、ベース
、エミッタのどれとも接続しない接地用リード端子と接
続することによって発光側と受光側との間にできる寄生
容量による雑音を、接地ラインに逃がしこれによってホ
トトランジスタが誤動作しない効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるホトカブラの等価回路図、第２図
は本発明によるホトカブラに用いているホトトランジス
タの構造図、第３図は本発明によるホトカブラに用いて
いるホトトランジスタのワイヤボンディング後の平面図
である。第４図は本発明によるホトカブラの第２の実施
例の等価回路図である。第５図及び第６図はホトカブラ
の構造断面図を示す。第７図は従来のホトカブラの等価
回路図、第８図は従来のホトカブラに用いているホトト
ランジスタの構造図である。 １１．５１・・・発光ダイオード、１２４２５２・・・
ホトトランジスタ、１４．７３・・・寄生容量、１３・
・・ポリシリコン膜、５３・・・リード端子、３２１・
・・接地用リード端子、３３・・・ボンディングワイヤ
、２１・・・Ｐ型サブストレート、８１・・・Ｎ型サブ
ストレート、２２．８２・・・Ｎ型エピタキシャル層、
２３．８３・・・Ｐ型ベース、２４．３４・・・Ｎ型エ
ミッタ、２５・・・パッシベーション膜、５４・・・透
明シリコン樹脂、６４・・・透光性エポキシ樹脂、５５
・・・外装エポキシ樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気信号を入力する発光側リード端子と、この発光
   側リード端子と接続し、前記電気信号により発光する発
   光ダイオードと、発光ダイオードからの光を受けて、対
   応する電気信号を出力するホトトランジスタと、このホ
   トトランジスタに接続する複数の受光側リード端子とか
   ら構成され、前記受光側リード端子の中にホトトランジ
   スタのエミッタ、ベース、コレクタの各部分と電気的に
   接続しない接地用リード端子を有し、この接地用リード
   端子が、ホトトランジスタの受光面に設けた透光性の導
   体に接続していることを特徴とするホトカプラ。 ２、該接地用リード端子の延長上のアイランド部に前記
   ホトトランジスタが搭載され、さらに該ホトトランジス
   タは、Ｐ型サブストレート上に形成されたＮ型エピタキ
   シャル領域をコレクタとし、該エピタキシャル領域内に
   選択的に形成されたＰ型領域をベース、該Ｐ型領域内に
   選択的に形成されたＮ型領域をエミッタとし、さらにそ
   の表面の少なくとも一部にパッシベーション膜を介して
   ポリシリコンの膜が形成され、このポリシリコン膜が前
   記接地用リード端子に電気的に接続されていることを特
   徴とする特許請求範囲第１項に記載のホトカプラ。