JPH0477015A - 光結合型リレー回路 - Google Patents
光結合型リレー回路Info
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- JPH0477015A JPH0477015A JP2188461A JP18846190A JPH0477015A JP H0477015 A JPH0477015 A JP H0477015A JP 2188461 A JP2188461 A JP 2188461A JP 18846190 A JP18846190 A JP 18846190A JP H0477015 A JPH0477015 A JP H0477015A
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- output mosfet
- photodiode array
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000002186 photoactivation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
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。
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、光結合方式を用いて入出力回路間を絶縁した
光結合型のリレー回路に関するものである。
光結合型のリレー回路に関するものである。
[従来の技術]
光結合型のリレー回路の高速化に関しては、例えば、特
開昭57−107633号公報に開示された回路が知ら
れている。この回路は第3図に示すように、出力用MO
SFET (Q−1)のゲート・ソース間容量の放電回
路が示されておらず、実際の回路としては考えにくい。
開昭57−107633号公報に開示された回路が知ら
れている。この回路は第3図に示すように、出力用MO
SFET (Q−1)のゲート・ソース間容量の放電回
路が示されておらず、実際の回路としては考えにくい。
また、出力用MOSFETのゲート・ソース間容量の充
電用トランジスタも明示されていない、従って、現実的
な回路としては第2回に示すものが考えられる。
電用トランジスタも明示されていない、従って、現実的
な回路としては第2回に示すものが考えられる。
この回路にあっては、入力端子9a、9b間に接続され
た発光ダイオード1が発生する光信号を、第1のフォト
ダイオードアレイ2が受光して光起電力を発生し、この
光起電力を抵抗14を介して出力用MOSFET8のゲ
ート・ソース間に印加する。また同時に、第2のフォト
ダイオードアレイ3が発生した光起電力によって、nチ
ャネルのエンハンスメント型のMOS F ETよりな
る第2の制御用トランジスタ6が導通状態となり、負荷
電流が出力用MOSFET8のゲート・ソース間容量を
急速に充電するものである。
た発光ダイオード1が発生する光信号を、第1のフォト
ダイオードアレイ2が受光して光起電力を発生し、この
光起電力を抵抗14を介して出力用MOSFET8のゲ
ート・ソース間に印加する。また同時に、第2のフォト
ダイオードアレイ3が発生した光起電力によって、nチ
ャネルのエンハンスメント型のMOS F ETよりな
る第2の制御用トランジスタ6が導通状態となり、負荷
電流が出力用MOSFET8のゲート・ソース間容量を
急速に充電するものである。
なお、出力用MOSFET8のゲート及びソースには、
nチャネルのデプレッション型のMOSFETよりなる
第1の制御用トランジスタ13のドレイン及びソースが
それぞれ接続されており、このトランジスタ13のゲー
ト・ソース間は抵抗140両端に接続されている。
nチャネルのデプレッション型のMOSFETよりなる
第1の制御用トランジスタ13のドレイン及びソースが
それぞれ接続されており、このトランジスタ13のゲー
ト・ソース間は抵抗140両端に接続されている。
この光結合型リレー回路において、発光ダイオード1に
入力信号が印加され、第1のフォトダイオードアレイ2
に光起電力が発生すると、デプレッション型の第1の制
御トランジスタ13のドレイン・ソース間と抵抗14を
介して光電流が流れ、抵抗14の両端に電圧が発生する
。この電圧により第1の制御トランジスタ13が高抵抗
状態にバイアスされるので、出力用MOSFET8のゲ
ート・ソース間に第1のフォトダイオードアレイ2の光
起電力が印加される。同時に、光信号を受光して第2の
フォトダイオードアレイ3に光起電力が発生すると、エ
ンハンスメント型のMOSFETよりなる第2の制御用
トランジスタ6が導通状態となり、負荷電流が出力用M
OS F ET 8のゲート・ソース間容量を急速に充
電し、出力用MOSFET8が急速にオン状態となる。
入力信号が印加され、第1のフォトダイオードアレイ2
に光起電力が発生すると、デプレッション型の第1の制
御トランジスタ13のドレイン・ソース間と抵抗14を
介して光電流が流れ、抵抗14の両端に電圧が発生する
。この電圧により第1の制御トランジスタ13が高抵抗
状態にバイアスされるので、出力用MOSFET8のゲ
ート・ソース間に第1のフォトダイオードアレイ2の光
起電力が印加される。同時に、光信号を受光して第2の
フォトダイオードアレイ3に光起電力が発生すると、エ
ンハンスメント型のMOSFETよりなる第2の制御用
トランジスタ6が導通状態となり、負荷電流が出力用M
OS F ET 8のゲート・ソース間容量を急速に充
電し、出力用MOSFET8が急速にオン状態となる。
発光ダイオード1への入力信号が遮断されると、第1及
び第2のフォトダイオードアレイ2.3の光起電力が消
失するため、第1の制御トランジスタ13は導通状態、
第2の制御用トランジスタ6は遮断状態となり、出力用
MOSFET8のゲート・ソース間の蓄積電荷を放電さ
せるので、出力用MOSFET3はオフ状態となる。
び第2のフォトダイオードアレイ2.3の光起電力が消
失するため、第1の制御トランジスタ13は導通状態、
第2の制御用トランジスタ6は遮断状態となり、出力用
MOSFET8のゲート・ソース間の蓄積電荷を放電さ
せるので、出力用MOSFET3はオフ状態となる。
[発明が解決しようとする課題]
上記従来例回路においては、第1の制御トランジスタ1
3の制御に抵抗14を用いているため、第1のフォトダ
イオードアレイ2と出力用MOSFET8の間において
抵抗14端子間分の電圧低下が生してしまい、半導体リ
レーに要求されるスイッチング速度の高速性においてマ
イナス要因となる。また、出力用MOSFET8のゲー
ト・ソース間容量のオン時の充電回路である第2の制御
用トランジスタ6と、オフ時の放電回路である第1の制
御トランジスタ130制御部がそれぞれ独立しているた
め、IC化する際のチップ面積や2つの制御トランジス
タの連動性において問題があった。
3の制御に抵抗14を用いているため、第1のフォトダ
イオードアレイ2と出力用MOSFET8の間において
抵抗14端子間分の電圧低下が生してしまい、半導体リ
レーに要求されるスイッチング速度の高速性においてマ
イナス要因となる。また、出力用MOSFET8のゲー
ト・ソース間容量のオン時の充電回路である第2の制御
用トランジスタ6と、オフ時の放電回路である第1の制
御トランジスタ130制御部がそれぞれ独立しているた
め、IC化する際のチップ面積や2つの制御トランジス
タの連動性において問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、高速スイッチングが可能で、し
かも制御性の優れた光結合型のリレー回路を提供するこ
とにある。
の目的とするところは、高速スイッチングが可能で、し
かも制御性の優れた光結合型のリレー回路を提供するこ
とにある。
[課題を解決するための手段j
本発明に係る光結合型リレー回路にあっては、上記課題
を解決するため、第1図に示すように、入力信号に応答
して光信号を発生する発光ダイオード1と、発光ダイオ
ード1の光信号を受光するように配置された第1のフォ
トダイオードアレイ2と、第1のフォトダイオードアレ
イ2の光起電力をゲート・ソース間に印加されてドレイ
ン・ソース間の導通状態と非導通状態が切り替わる出力
用のMOSFET8と、出力用のMOSFET8のゲー
ト・ソース間の蓄積電荷の放電径路を構成するノーマリ
・オン型の第1の制御用トランジスタ5と、出力用のM
OSFET8のドレイン・ゲート間に接続され、出力用
MOSFET8のゲート・ソース間の電荷の充電速度を
速めるノーマリ・オフ型の第2の制御用トランジスタ6
と、発光ダイオード1の光信号を受光して第1及び第2
の制御用トランジスタ5.6のゲートに共通に光起電力
を印加して、2つの制御用トランジスタ56のオン・オ
フ状態を切り替える第2のフォトダイオードアレイ3と
、2つの制御用トランジスタ5.6のゲートの蓄積電荷
の放電径路を構成する抵抗4と、出力用MOSFET8
のドレインと第2の制御用トランジスタ6のドレイン間
の逆゛方向電流を抑止するダイオード7とからなること
を特徴とするものである。
を解決するため、第1図に示すように、入力信号に応答
して光信号を発生する発光ダイオード1と、発光ダイオ
ード1の光信号を受光するように配置された第1のフォ
トダイオードアレイ2と、第1のフォトダイオードアレ
イ2の光起電力をゲート・ソース間に印加されてドレイ
ン・ソース間の導通状態と非導通状態が切り替わる出力
用のMOSFET8と、出力用のMOSFET8のゲー
ト・ソース間の蓄積電荷の放電径路を構成するノーマリ
・オン型の第1の制御用トランジスタ5と、出力用のM
OSFET8のドレイン・ゲート間に接続され、出力用
MOSFET8のゲート・ソース間の電荷の充電速度を
速めるノーマリ・オフ型の第2の制御用トランジスタ6
と、発光ダイオード1の光信号を受光して第1及び第2
の制御用トランジスタ5.6のゲートに共通に光起電力
を印加して、2つの制御用トランジスタ56のオン・オ
フ状態を切り替える第2のフォトダイオードアレイ3と
、2つの制御用トランジスタ5.6のゲートの蓄積電荷
の放電径路を構成する抵抗4と、出力用MOSFET8
のドレインと第2の制御用トランジスタ6のドレイン間
の逆゛方向電流を抑止するダイオード7とからなること
を特徴とするものである。
[作 用コ
本発明にあっては、上記のように、2つの制御用トラン
ジスタ5.6の制御部を一体化し、前記従来例に示す第
1のフォトダイオードアレイ2と出力用MOSFET8
の間の抵抗14を踪いたため、第1のフォトダイオード
アレイ2で発生する光起電力は、損失なく出力用MOS
FET8のゲート・ソース間に印加され、より高速なス
イッチングが可能となる。また、2つの制御用トランジ
スタ5.6の制御部を一体化したことにより、両トラン
ジスタ5.6の連動がスムーズに行えるため、スイッチ
ング速度をより高速化できる。
ジスタ5.6の制御部を一体化し、前記従来例に示す第
1のフォトダイオードアレイ2と出力用MOSFET8
の間の抵抗14を踪いたため、第1のフォトダイオード
アレイ2で発生する光起電力は、損失なく出力用MOS
FET8のゲート・ソース間に印加され、より高速なス
イッチングが可能となる。また、2つの制御用トランジ
スタ5.6の制御部を一体化したことにより、両トラン
ジスタ5.6の連動がスムーズに行えるため、スイッチ
ング速度をより高速化できる。
[実施例]
第1図は本発明の一実施例を示す回路図で、発光ダイオ
ード1は入力端子9a、9b間に接続され、第1及び第
2のフォトダイオードアレイ2゜3と光結合されている
。第1のフォトダイオードアレイ2の負極は出力用MO
SFET8のソースに、正極は出力用MOSFET8の
ゲートにそれぞれ接続されている。出力用MOSFET
8のゲートには、pチャネルのデプレソソヨン型のMO
SFETよりなるノーマリ・オン型の第1の制御用トラ
ンジスタ5のドレインが接続され、この制御用トランジ
スタ5のソースは出力用MOSFET8のソースに接続
されている。また、出力用MOSFET8のゲートには
、nチャネルのエンノ1ンスメント型のMOSFETよ
りなる第2の制御用トランジスタ6のソースが接続され
、この制御用トランジスタ6のドレインはダイオード7
のカソードに接続されている。ダイオード7のアノード
は出力用MOSFET8のドレインに接続されている。
ード1は入力端子9a、9b間に接続され、第1及び第
2のフォトダイオードアレイ2゜3と光結合されている
。第1のフォトダイオードアレイ2の負極は出力用MO
SFET8のソースに、正極は出力用MOSFET8の
ゲートにそれぞれ接続されている。出力用MOSFET
8のゲートには、pチャネルのデプレソソヨン型のMO
SFETよりなるノーマリ・オン型の第1の制御用トラ
ンジスタ5のドレインが接続され、この制御用トランジ
スタ5のソースは出力用MOSFET8のソースに接続
されている。また、出力用MOSFET8のゲートには
、nチャネルのエンノ1ンスメント型のMOSFETよ
りなる第2の制御用トランジスタ6のソースが接続され
、この制御用トランジスタ6のドレインはダイオード7
のカソードに接続されている。ダイオード7のアノード
は出力用MOSFET8のドレインに接続されている。
第1の制御用トランジスタ5のゲートと第2の制御用ト
ランジスタ6のゲートは、共に第2のフォトダイオード
アレイ3の正極に接続されており、第2のフォトダイオ
ードアレイ3の負極は出力用MOS F ET 8のゲ
ートに接続されている。また、抵抗4が第2のフォトダ
イオードアレイ3と並列に接続されている。なお、同図
において10a、10bは出力端子、IIはN’S、1
2は負荷である。
ランジスタ6のゲートは、共に第2のフォトダイオード
アレイ3の正極に接続されており、第2のフォトダイオ
ードアレイ3の負極は出力用MOS F ET 8のゲ
ートに接続されている。また、抵抗4が第2のフォトダ
イオードアレイ3と並列に接続されている。なお、同図
において10a、10bは出力端子、IIはN’S、1
2は負荷である。
次に、上記実施例の動作を説明する。まず、入力端子9
a、9b間に入力信号が通電されると、発光ダイオード
1が光信号を発生し、この光信号を2つのフォトダイオ
ードアレイ2,3が受光して光起電力を発生する。第2
のフォトダイオードアレイ3から発生した光起電力によ
って、第1及び第2の制御用トランジスタ5,6のゲー
トに正の電荷が充電されるため、第1の制御用トランジ
スタ5は遮断状態、第2の制御用トランジスタ6は導通
状態となる。
a、9b間に入力信号が通電されると、発光ダイオード
1が光信号を発生し、この光信号を2つのフォトダイオ
ードアレイ2,3が受光して光起電力を発生する。第2
のフォトダイオードアレイ3から発生した光起電力によ
って、第1及び第2の制御用トランジスタ5,6のゲー
トに正の電荷が充電されるため、第1の制御用トランジ
スタ5は遮断状態、第2の制御用トランジスタ6は導通
状態となる。
導通状態となった第2の制御用トランジスタ6を介して
負荷電流が出力用MOSFETfllのゲートムこ流れ
込み、出力用MOSFET8のゲートソース間容量を急
速に充電する。
負荷電流が出力用MOSFETfllのゲートムこ流れ
込み、出力用MOSFET8のゲートソース間容量を急
速に充電する。
同時に、第1のフォトダイオードアレイ2から発生した
光起電力が出力用MOSFET8のゲト・ソース間に印
加されるため、出力用MOSFET8は速やかにオン状
態となり、人力信号が与えられている間、オン状態を保
つ。
光起電力が出力用MOSFET8のゲト・ソース間に印
加されるため、出力用MOSFET8は速やかにオン状
態となり、人力信号が与えられている間、オン状態を保
つ。
入力信号が遮断されると、2つのフォトダイオードアレ
イ2.3の光起電力が消失する。このため、第1及び第
2の制御用トランジスタ5.6のゲートに充電されてい
た正の電荷は抵抗4を通って放電され、第1の制御用ト
ランジスタ5は導通状態に、第2の制御用トランジスタ
6は遮断状態になる。このため、導通状態となった第1
の制御用トランジスタ5を介して出力用MOSFET8
のゲート・ソース間の蓄積電荷が放電されるので、出力
用MOSFET8はオフ状態となる。
イ2.3の光起電力が消失する。このため、第1及び第
2の制御用トランジスタ5.6のゲートに充電されてい
た正の電荷は抵抗4を通って放電され、第1の制御用ト
ランジスタ5は導通状態に、第2の制御用トランジスタ
6は遮断状態になる。このため、導通状態となった第1
の制御用トランジスタ5を介して出力用MOSFET8
のゲート・ソース間の蓄積電荷が放電されるので、出力
用MOSFET8はオフ状態となる。
[発明の効果コ
本発明にあっては、上述のように、入力信号に応答して
光信号を発生する発光ダイオードに2つのフォトダイオ
ードアレイを光結合させ、第2のフォトダイオードアレ
イの光起電力によって、出力用MOS F ETのゲー
ト・ソース間容量へのオン時における負荷側からの充電
回路及びオフ時における放電回路を制御するようにした
ため、第1のフォトダイオードアレイの光起電力を抵抗
を介さずに出力用MOSFETのゲート・ソース間に印
加することができる。従って、インピーダンス要素によ
る電力損失が防げ、高速スイッチングが可能になるとい
う効果がある。また、2つの制御用トランジスタの制御
を1つにしたことにより、2つの制御用トランジスタの
連動性を保ち、より高速なスイッチングを可能にし、か
つチップ面積の縮小を可能にするという効果がある。
光信号を発生する発光ダイオードに2つのフォトダイオ
ードアレイを光結合させ、第2のフォトダイオードアレ
イの光起電力によって、出力用MOS F ETのゲー
ト・ソース間容量へのオン時における負荷側からの充電
回路及びオフ時における放電回路を制御するようにした
ため、第1のフォトダイオードアレイの光起電力を抵抗
を介さずに出力用MOSFETのゲート・ソース間に印
加することができる。従って、インピーダンス要素によ
る電力損失が防げ、高速スイッチングが可能になるとい
う効果がある。また、2つの制御用トランジスタの制御
を1つにしたことにより、2つの制御用トランジスタの
連動性を保ち、より高速なスイッチングを可能にし、か
つチップ面積の縮小を可能にするという効果がある。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図及び第
3図はそれぞれ従来例を示す回路図である。 1・・・発光ダイオード、2・・・第1のフォトダイオ
ードアレイ、3・・・第2のフォトダイオードアレイ、
4・・・抵抗、5・・・第1の制御用トランジスタ、6
0.。 第2の制御用トランジスタ、7・・・ダイオード、8・
・・出力用MOS F ET。
3図はそれぞれ従来例を示す回路図である。 1・・・発光ダイオード、2・・・第1のフォトダイオ
ードアレイ、3・・・第2のフォトダイオードアレイ、
4・・・抵抗、5・・・第1の制御用トランジスタ、6
0.。 第2の制御用トランジスタ、7・・・ダイオード、8・
・・出力用MOS F ET。
Claims (1)
- (1)入力信号に応答して光信号を発生する発光ダイオ
ードと、 発光ダイオードの光信号を受光するように配置された第
1のフォトダイオードアレイと、第1のフォトダイオー
ドアレイの光起電力をゲート・ソース間に印加されてド
レイン・ソース間の導通状態と非導通状態が切り替わる
出力用のMOSFETと、 出力用のMOSFETのゲート・ソース間の蓄積電荷の
放電径路を構成するノーマリ・オン型の第1の制御用ト
ランジスタと、 出力用のMOSFETのドレイン・ゲート間に接続され
、出力用MOSFETのゲート・ソース間の電荷の充電
速度を速めるノーマリ・オフ型の第2の制御用トランジ
スタと、 発光ダイオードの光信号を受光して第1及び第2の制御
用トランジスタのゲートに共通に光起電力を印加して、
2つの制御用トランジスタのオン・オフ状態を切り替え
る第2のフォトダイオードアレイと、 2つの制御用トランジスタのゲートの蓄積電荷の放電径
路を構成する抵抗と、 出力用MOSFETのドレインと第2の制御用トランジ
スタのドレイン間の逆方向電流を抑止するダイオードと から構成されたことを特徴とする光結合型リレー回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188461A JPH0477015A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 光結合型リレー回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188461A JPH0477015A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 光結合型リレー回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477015A true JPH0477015A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16224114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2188461A Pending JPH0477015A (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 光結合型リレー回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0477015A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7893415B2 (en) * | 2007-11-05 | 2011-02-22 | Renesas Electronics Corporation | Optical semiconductor relay device for reducing transient voltage between output terminals of the relay and maintaining high operation speed and low capacitance characteristics |
| JP2013080892A (ja) * | 2011-09-21 | 2013-05-02 | Sharp Corp | 光センサおよび電子機器 |
| US10340847B2 (en) | 2016-11-25 | 2019-07-02 | Fujitsu Limited | Power supply control circuit, energy harvesting device, and control method of energy harvesting device |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2188461A patent/JPH0477015A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7893415B2 (en) * | 2007-11-05 | 2011-02-22 | Renesas Electronics Corporation | Optical semiconductor relay device for reducing transient voltage between output terminals of the relay and maintaining high operation speed and low capacitance characteristics |
| JP2013080892A (ja) * | 2011-09-21 | 2013-05-02 | Sharp Corp | 光センサおよび電子機器 |
| US9176007B2 (en) | 2011-09-21 | 2015-11-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical sensor including light-receiving element having two terminals and electronics device including the optical sensor |
| US10340847B2 (en) | 2016-11-25 | 2019-07-02 | Fujitsu Limited | Power supply control circuit, energy harvesting device, and control method of energy harvesting device |
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