JPH0440288Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0440288Y2 JPH0440288Y2 JP1983185761U JP18576183U JPH0440288Y2 JP H0440288 Y2 JPH0440288 Y2 JP H0440288Y2 JP 1983185761 U JP1983185761 U JP 1983185761U JP 18576183 U JP18576183 U JP 18576183U JP H0440288 Y2 JPH0440288 Y2 JP H0440288Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical transmission
- transmission line
- optical
- envelope
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Thyristors (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の利用分野〕
本考案は、光駆動型半導体装置に係り、特に、
光信号を導入する外囲器に貫通した光伝送路の構
造に関する。
光信号を導入する外囲器に貫通した光伝送路の構
造に関する。
光駆動型半導体装置の一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
ら導通状態に導くスイツチの機能をもつ、光駆動
型サイリスタは、通常の電気信号により駆動され
る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。
リスタは、光信号の照射により順方向阻止状態か
ら導通状態に導くスイツチの機能をもつ、光駆動
型サイリスタは、通常の電気信号により駆動され
る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。
等の利点をもつ。このため、最近、これらの利点
を最も発揮出来る、サイリスタを多数個直列接続
して用いる高圧直流送電交直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。
又、従来、サイリスタを安定に駆動しうる適当な
光源がなかつたが、現在ではサイリスタを駆動す
る光源として、寿命特性のすぐれた発光ダイオー
ドが利用されている。光駆動型サイリスタは、こ
の発光ダイオードを光源として、適当な導波路を
介してサイリスタの光入力部へ導かれた光によつ
て駆動される。しかし、発光ダイオードは、光照
射における指向特性が悪く、このため、サイリス
タの光入力部へ導入されるまでの光伝送路及びそ
の光学的な結合部における光伝送損失が大きいと
いう欠点があつた。このような欠点を解決する方
法の１つとして、それぞれの光学的な結合部で、
光入力側の面積を光出力側の面積よりも大きくす
る方法が考えられる。しかし、このような方法を
用いた場合には、光学的結合部毎に光伝送路の断
面積が増加することにより、最終的なサイリスタ
ペレツトの光入力部へ導入される光伝送路の断面
積が光源に対する場合に比べて数倍になつてしま
う。第１図は、サイリスタを駆動するための光伝
送系の模式図である。第１図に示すように、光源
１７から出射した光出力は光導波路１６、第二の
光伝送路８、第一の光伝送路７を経由して、サイ
リスタペレツトの光入力部１５へ導入される。こ
のように、光源１７に出射された光出力を有効に
利用するためには、各光学系に関して、rf1＞rf2
＞rf3＞rf4の関係を満足しなれければならない。
このような光学系で第二の光伝送路８及び第一の
光伝送路７は、サイリスタ素子の外囲器に内蔵さ
れるから素子本体が大きくなつてしまうという不
具合が生じる。更に、サイリスタペレツトの光入
力部へ照射される光出力は、その光出力の断面積
が小さい程、サイリスタペレツトの光駆動応答性
が良いという特性をもつ。
を最も発揮出来る、サイリスタを多数個直列接続
して用いる高圧直流送電交直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。
又、従来、サイリスタを安定に駆動しうる適当な
光源がなかつたが、現在ではサイリスタを駆動す
る光源として、寿命特性のすぐれた発光ダイオー
ドが利用されている。光駆動型サイリスタは、こ
の発光ダイオードを光源として、適当な導波路を
介してサイリスタの光入力部へ導かれた光によつ
て駆動される。しかし、発光ダイオードは、光照
射における指向特性が悪く、このため、サイリス
タの光入力部へ導入されるまでの光伝送路及びそ
の光学的な結合部における光伝送損失が大きいと
いう欠点があつた。このような欠点を解決する方
法の１つとして、それぞれの光学的な結合部で、
光入力側の面積を光出力側の面積よりも大きくす
る方法が考えられる。しかし、このような方法を
用いた場合には、光学的結合部毎に光伝送路の断
面積が増加することにより、最終的なサイリスタ
ペレツトの光入力部へ導入される光伝送路の断面
積が光源に対する場合に比べて数倍になつてしま
う。第１図は、サイリスタを駆動するための光伝
送系の模式図である。第１図に示すように、光源
１７から出射した光出力は光導波路１６、第二の
光伝送路８、第一の光伝送路７を経由して、サイ
リスタペレツトの光入力部１５へ導入される。こ
のように、光源１７に出射された光出力を有効に
利用するためには、各光学系に関して、rf1＞rf2
＞rf3＞rf4の関係を満足しなれければならない。
このような光学系で第二の光伝送路８及び第一の
光伝送路７は、サイリスタ素子の外囲器に内蔵さ
れるから素子本体が大きくなつてしまうという不
具合が生じる。更に、サイリスタペレツトの光入
力部へ照射される光出力は、その光出力の断面積
が小さい程、サイリスタペレツトの光駆動応答性
が良いという特性をもつ。
本考案は、このような不具合を解決し、外囲器
の気密封着性が優れ、サイリスタ素子本体を小型
にし、しかも、光駆動応答性にすぐれた光駆動型
半導体装置を提供するにある。
の気密封着性が優れ、サイリスタ素子本体を小型
にし、しかも、光駆動応答性にすぐれた光駆動型
半導体装置を提供するにある。
第２図及び第３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１は、ア
ノード外部電極３及びカソード外部電極４にはさ
まれている。これらの電極３，４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５と
共に外囲器を構成している。光源からの光信号は
絶縁体５の一部を貫通する金属筒１１に固定され
た第二の光伝送路８と光学的に結合された第一の
光伝送路７により、サイリスタペレツトの光入力
部に導かれる。光伝送路７は、サイリスタペレツ
トの光入力部へ光信号を導入するために、湾曲し
た構造となつている。このように、サイリスタ素
子の内部で、光伝送路を二分割すること及び、一
方の光伝送路を湾曲させることは、特開昭53−
147489号、特開昭56−64478号等に開示されてい
る。なお、２はアノード側電極である。
来構造の一例である。光サイリスタ素子１は、ア
ノード外部電極３及びカソード外部電極４にはさ
まれている。これらの電極３，４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５と
共に外囲器を構成している。光源からの光信号は
絶縁体５の一部を貫通する金属筒１１に固定され
た第二の光伝送路８と光学的に結合された第一の
光伝送路７により、サイリスタペレツトの光入力
部に導かれる。光伝送路７は、サイリスタペレツ
トの光入力部へ光信号を導入するために、湾曲し
た構造となつている。このように、サイリスタ素
子の内部で、光伝送路を二分割すること及び、一
方の光伝送路を湾曲させることは、特開昭53−
147489号、特開昭56−64478号等に開示されてい
る。なお、２はアノード側電極である。
本考案の特徴は、光駆動型半導体装置の外囲器
の絶縁体に固着れた金属筒を貫通する第二の光伝
送路８をコニカル型とすると共に、コニカル型と
した部分で第二の光伝送路と金属筒とをガラスに
より接着した構造としたことにある。
の絶縁体に固着れた金属筒を貫通する第二の光伝
送路８をコニカル型とすると共に、コニカル型と
した部分で第二の光伝送路と金属筒とをガラスに
より接着した構造としたことにある。
以下、本考案の実施例を用いて詳細に説明す
る。第４図は、光出力側の径が光入力側の径より
も小さい光伝送路等に光伝送路の金属筒を貫通し
ている部分全体がコニカル型となつている光伝送
路を設置した本考案による光駆動型サイリスタの
一実施例である。金属筒１１は、外囲器５の貫通
孔内部のメタライズ層１３を介して銀ロウ１２に
より外囲器５に接着固定される。両端面の径が異
なる、いわゆる、コニカル型の光伝送路８１は、
従来のように低融点ガラス１４を用いて、金属筒
１１に気密に封着される。このような光伝送路を
使用することにより、比較的大きな断面積をもつ
光導波路からの光出力も有効に導入することが可
能で、かつ、サイリスタペレツトの光入力部へ伝
送する光伝送路７の断面積を小さくすることが出
来るので、半導体装置本体を小型にすることが出
来、光駆動による応答性の良い半導体装置の製作
が可能になる。即ち、第５図に示すように、光伝
送路の系をrf2out＜rf2inとすることにより、rf2in
＞rf1（＞rf2out）である光伝送路を結合すること
が可能になる。従つて、半導体装置に内蔵される
第一の光伝送路を小さくすることが出来るので、
装置本体を小型にすることが出来る。更に、サイ
リスタペレツトの光入力部へ照射する光信号の出
力径を小さくすることにより、サイリスタの光駆
動応答性が良くなる。また、光伝送路８１はその
金属筒１１を貫通する部分全体をコニカル型とし
ているため、光伝送路８１の外囲器内側端におけ
る光軸と直角をなす方向の自由度が大きくなり、
外囲器内に配置される他の光伝送路との光軸合せ
が容易となる利点がある。一方、外囲器内に配置
される光伝送路にコニカル形状を適用することも
可能である。この場合、注意しなければならない
のは、外囲器内に配置される光伝送路は第２図に
示すようにサイリスタペレツトの光入力部に導く
ために湾曲させる構造とする場合が多く、光伝送
効率の低下を招くことである。これは、コア層と
それを包囲するクラツド層をもつ光伝送路を設け
ることにより解決される。
る。第４図は、光出力側の径が光入力側の径より
も小さい光伝送路等に光伝送路の金属筒を貫通し
ている部分全体がコニカル型となつている光伝送
路を設置した本考案による光駆動型サイリスタの
一実施例である。金属筒１１は、外囲器５の貫通
孔内部のメタライズ層１３を介して銀ロウ１２に
より外囲器５に接着固定される。両端面の径が異
なる、いわゆる、コニカル型の光伝送路８１は、
従来のように低融点ガラス１４を用いて、金属筒
１１に気密に封着される。このような光伝送路を
使用することにより、比較的大きな断面積をもつ
光導波路からの光出力も有効に導入することが可
能で、かつ、サイリスタペレツトの光入力部へ伝
送する光伝送路７の断面積を小さくすることが出
来るので、半導体装置本体を小型にすることが出
来、光駆動による応答性の良い半導体装置の製作
が可能になる。即ち、第５図に示すように、光伝
送路の系をrf2out＜rf2inとすることにより、rf2in
＞rf1（＞rf2out）である光伝送路を結合すること
が可能になる。従つて、半導体装置に内蔵される
第一の光伝送路を小さくすることが出来るので、
装置本体を小型にすることが出来る。更に、サイ
リスタペレツトの光入力部へ照射する光信号の出
力径を小さくすることにより、サイリスタの光駆
動応答性が良くなる。また、光伝送路８１はその
金属筒１１を貫通する部分全体をコニカル型とし
ているため、光伝送路８１の外囲器内側端におけ
る光軸と直角をなす方向の自由度が大きくなり、
外囲器内に配置される他の光伝送路との光軸合せ
が容易となる利点がある。一方、外囲器内に配置
される光伝送路にコニカル形状を適用することも
可能である。この場合、注意しなければならない
のは、外囲器内に配置される光伝送路は第２図に
示すようにサイリスタペレツトの光入力部に導く
ために湾曲させる構造とする場合が多く、光伝送
効率の低下を招くことである。これは、コア層と
それを包囲するクラツド層をもつ光伝送路を設け
ることにより解決される。
又、同様な効果は、第６図に示す様な、光伝送
路の中間の位置まで光入力側の径と等しくして、
この位置よりコニカル構造とした光伝送路を使用
することによつても達成できる。
路の中間の位置まで光入力側の径と等しくして、
この位置よりコニカル構造とした光伝送路を使用
することによつても達成できる。
更に、装置の外囲器に固着された金属筒に装着
される光伝送路であるから、コニカル型構造とな
つていることにより、低融点ガラス材が挿入孔の
内部にまで侵入して、気密封着を確実にすること
が出来る。即ち、光伝送路と金属筒との接着は、
金属筒に光伝送路を挿入した後、金属筒と光伝送
路との隙間に低融点ガラス粉末を案内し、これを
加熱することによつて行なわれる。本考案のよう
に、光伝送路の外囲器内側寄りをコニカル型とす
れば、金属筒の外囲器内側端と光伝送路との隙間
が大きくなり、ガラス粉末を均一にかつ確実に案
内することが可能となるのである。
される光伝送路であるから、コニカル型構造とな
つていることにより、低融点ガラス材が挿入孔の
内部にまで侵入して、気密封着を確実にすること
が出来る。即ち、光伝送路と金属筒との接着は、
金属筒に光伝送路を挿入した後、金属筒と光伝送
路との隙間に低融点ガラス粉末を案内し、これを
加熱することによつて行なわれる。本考案のよう
に、光伝送路の外囲器内側寄りをコニカル型とす
れば、金属筒の外囲器内側端と光伝送路との隙間
が大きくなり、ガラス粉末を均一にかつ確実に案
内することが可能となるのである。
更に又、本考案では金属筒と光伝送路とを接着
する低融点ガラスの接着面が外囲器の外側から内
側に向つて厚さが大きくなつているため、次の理
由から気密封着性の向上を図ることができる。
する低融点ガラスの接着面が外囲器の外側から内
側に向つて厚さが大きくなつているため、次の理
由から気密封着性の向上を図ることができる。
(1) 金属筒と光伝送路との熱膨張係数の差によつ
て発生する応力集中を接着層の厚い部分で緩和
することができ、接着層の剥離、破損を未然に
防止することが可能となる。
て発生する応力集中を接着層の厚い部分で緩和
することができ、接着層の剥離、破損を未然に
防止することが可能となる。
(2) 外囲器内は完成後不活性ガスを充満させるた
めに一度真空にするが、その時接着層に相当の
外圧が加わる。接着層の外囲器の外側端は厚さ
が小さいため、外圧が加わる面積が小さくな
り、接着層の剥離、破損のおそれを防止でき
る。
めに一度真空にするが、その時接着層に相当の
外圧が加わる。接着層の外囲器の外側端は厚さ
が小さいため、外圧が加わる面積が小さくな
り、接着層の剥離、破損のおそれを防止でき
る。
本考案によれば、気密性封着性の良い、小型
で、しかも、光駆動応答性のすぐれた半導体装置
が得られる。
で、しかも、光駆動応答性のすぐれた半導体装置
が得られる。
第１図は、光駆動半導体装置に適用される光伝
送系の概略図、第２図は、従来の光駆動型サイリ
スタの構造断面図、第３図は第１図における光導
入部の拡大図、第４図は本考案になる光駆動型サ
イリスタの光導入部の断面図、第５図は第４図に
使用される光伝送路を示す図、第６図は本考案の
光伝送路の一応用例を示す図である。 ８１……光伝送路。
送系の概略図、第２図は、従来の光駆動型サイリ
スタの構造断面図、第３図は第１図における光導
入部の拡大図、第４図は本考案になる光駆動型サ
イリスタの光導入部の断面図、第５図は第４図に
使用される光伝送路を示す図、第６図は本考案の
光伝送路の一応用例を示す図である。 ８１……光伝送路。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 光信号によつて動作する半導体素子と、この半
導体素子の両側に設置され半導体素子に接続され
た一対の外部電極、及び環状で両端がそれぞれ、
外部電極に接続された絶縁体によつて構成された
半導体素子を気密に封止する外囲器と、この外囲
器の絶縁体を貫通して設けられた金属筒と、金属
筒内を貫通してこれに固着され外囲器外から外囲
器内へ光信号を伝送する第一の光伝送路と、この
第一の光伝送路とは別個に形成され第一の光伝送
路により伝送された光信号を半導体素子の光駆動
部まで導く第二の光伝送路とを具備する光駆動型
半導体装置において、 第一の光伝送路の金属筒を貫通する部分の少な
くとも第二の光伝送路例を外囲器の外側から内側
に向つて径が小さくなるコニカル型とすると共
に、このコニカル型とした部分で第１の光伝送路
と金属筒とをガラスにより接着したことを特徴と
する光駆動型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18576183U JPS6094853U (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 光駆動型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18576183U JPS6094853U (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 光駆動型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6094853U JPS6094853U (ja) | 1985-06-28 |
| JPH0440288Y2 true JPH0440288Y2 (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=30401426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18576183U Granted JPS6094853U (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 光駆動型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6094853U (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50151086A (ja) * | 1974-05-22 | 1975-12-04 | ||
| US4131905A (en) * | 1977-05-26 | 1978-12-26 | Electric Power Research Institute, Inc. | Light-triggered thyristor and package therefore |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP18576183U patent/JPS6094853U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6094853U (ja) | 1985-06-28 |
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