JPH0479175B2 - - Google Patents

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JPH0479175B2
JPH0479175B2 JP12871488A JP12871488A JPH0479175B2 JP H0479175 B2 JPH0479175 B2 JP H0479175B2 JP 12871488 A JP12871488 A JP 12871488A JP 12871488 A JP12871488 A JP 12871488A JP H0479175 B2 JPH0479175 B2 JP H0479175B2
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JP
Japan
Prior art keywords
output
mosfet
source
gate
photodiode array
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP12871488A
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English (en)
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JPH01297915A (ja
Inventor
Shuichiro Yamaguchi
Yukio Iitaka
Takeshi Matsumoto
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP63128714A priority Critical patent/JPH01297915A/ja
Publication of JPH01297915A publication Critical patent/JPH01297915A/ja
Publication of JPH0479175B2 publication Critical patent/JPH0479175B2/ja
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  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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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間を絶縁
した半導体リレー回路に関するものである。
[従来の技術] 第3図は従来の光結合型の半導体リレー回路の
回路図である。この回路にあつては、入力端子間
に接続された発光ダイオード6が発光する光信号
を、フオトダイオードアレイ1が受光して光起電
力を発生し、この光起電力を抵抗3を介して出力
用MOSFET4aのゲート・ソース間に印加する
ものである。出力用MOSFET4aのゲート及び
ソースには、デプレツシヨン型のMOSFETより
なる制御用トランジスタ2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2
のゲート・ソース間は抵抗3の両端に接続されて
いる。
発光ダイオード6に入力信号が印加されて、フ
オトダイオードアレイ1に光起電力が発生する
と、デプレツシヨン型の制御用トランジスタ2の
ドレイン・ソース間と抵抗3を介して光電流が流
れ、抵抗3の両端に電圧が発生する。この電圧に
より、トランジスタ2が高抵抗状態にバイアスさ
れるので、出力用MOSFET4aのゲート・ソー
ス間にフオトダイオードアレイ1の光起電力が印
加されて、出力用MOSFET4aがオンとなる。
発光ダイオード6への入力信号が遮断される
と、フオトダイオードアレイ1の光起電力が消失
し、抵抗3の両端電圧が消失するので、デプレツ
シヨン型の制御用トランジスタ2はオン状態に戻
り、出力用MOSFET4aのゲート・ソース間の
蓄積電荷を放電するので、出力用MOSFET4a
はオフとなる。
これらの第3図及び第4図に示す回路であつて
は、出力用MOSFET4aとしてエンハンスメン
ト型のものを使用しており、いわゆる1aタイプ
のリレー(無入力時に出力端子間がオープンとな
り、信号入力時に出力端子間がシヨートされる1
出力型リレー)が構成される。
また、第4図に示す回路にあつては、ゲートと
ドレインを共通としたエンハンメント型の
MOSFET5を抵抗3に並列接続したものであ
り、抵抗3の両端に生じる電位差が所定電圧
(MOSFET5のスレシヨルド電圧)以上に上昇
しないようにしている。
一方、第5図に示す回路にあつては、出力用
MOSFET4bとしてデプレツシヨン型のものを
使用しており、いわゆる1bタイプのリレー(無
入力時に出力端子間がシヨートされ、信号入力時
に出力端子間がオープンとなる1出力型リレー)
が構成される。
[発明が解決しようとする課題] 上述の1aタイプ及び1bタイプのリレーを共
に備えた1cタイプのリレーにあつては、従来で
は、単に1aタイプのリレーと1bタイプのリレ
ーを別回路で構成し、1つのパツケージに収納す
るに過ぎないので、オンからオフに変化するタイ
ミングは個々の回路によつて別々に決定されてい
る。したがつて、一方がオンされる前に他方がオ
フされる、いわゆるBBM(Break Before
Make)動作を行うことは困難であつた。
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、BBM動作が可
能な半導体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] 本発明にあつては、上記の課題を解決するため
に、第1図に示すように、エンハンスメント型の
第1の出力用MOSFET4aとデプレツシヨン型
の第2の出力用MOSFET4bとをソースを共通
にして逆直列接続し、第1の出力用MOSFET4
aのゲートに一端を接続された第1のフオトダイ
オードアレイ1aの他端を第1の抵抗3aを介し
て第1の出力用MOSFET4aのソースに接続
し、第1のフオトダイオードアレイ1aの他端に
一端を接続された第2のフオトダイオードアレイ
1bの他端を第2の抵抗3bを介して第2の出力
用MOSFET4bのゲートに接続し、第1の出力
用MOSFET4aのゲート及びソースにドレイン
及びソースを接続されたデプレツシヨン型の第1
の制御用トランジスタ2aのゲートを第1のフオ
トダイオードアレイ1aの上記他端に接続し、第
2の出力用MOSFET4bのソース及びゲートに
ドレイン及びソースを接続されたデプレツシヨン
型の第2の制御用トランジスタ2bのゲートを第
2のフオトダイオードアレイ1bの上記他端に接
続し、第1及び第2のフオトダイオードアレイ1
a,1bに光結合された発光素子6を入力端子間
に接続し、各出力用MOSFET4a,4bのドレ
イン及びソースを出力端子に接続して成ることを
特徴とするものである。
[作用] 本発明にあつては、このように、エンハンスメ
ント型の第1の出力用MOSFET4aのゲート・
ソース間にデプレツシヨン型の第1の制御用トラ
ンジスタ2aを接続し、デプレツシヨン型の第2
の出力用MOSFET4bのゲート・ソース間にデ
プレツシヨン型の第2の制御用トランジスタ2b
を接続し、第1の制御用トランジスタ2aにオフ
バイアスを与えるさための第1の抵抗3aには、
第1の制御用トランジスタ2aと第2の制御用ト
ランジスタ2bを介して逆方向に電流が流れるよ
うに構成したので、第2の制御用トランジスタ2
bが高インピーダンス化されて第2の出力用
MOSFET4bがオフされてから、第1の制御用
トランジスタ2aが高インピーダンス化されて第
1の出力用MOSFET4aがオンされるものであ
り、BBM動作が可能となるものである。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例の回路図である。第
1の出力用MOSFET4aはエンハンスメント型
であり、そのドレイン及びソースは常開出力端子
O1および共通出力端子O2に接されている。第2
の出力用MOSFET4bはデプレツシヨン型であ
り、そのドレイン及びソースは常閉出力端子O3
及び共通出力端子O2に接続されている。第1の
出力用MOSFET4aのゲートは第1のフオトダ
イオードアレイ1aの正極に接続されており、ソ
ースは第1の抵抗3aを介して第1のフオトダイ
オードアレイ1aの負極に接続されている。第2
の出力用MOSFET4bのソースは第1の抵抗3
aを介して第2のフオトダイオードアレイ1bの
正極に接続され、ゲートは第2の抵抗3bを介し
て第2のフオトダイオードアレイ1bの負極に接
続されている。第1及び第2の制御用トランジス
タ2a,2bは共にデプレツシヨン型の
MOSFETよりなる。第1の制御用トランジスタ
2aのドレイン及びソースは第1の出力用
MOSFET4aのゲート及びソースに接続され、
ゲートは第1のフオトダイオードアレイ1aの負
極に接続されている。第2の制御用トランジスタ
2bのドレイン及びソースは第2の出力用
MOSFET4bのソース及びゲートに接続され、
ゲートは第2のフオトダイオードアレイ1bの負
極に接続されている。第1及び第2のフオトダイ
オードアレイ1a,1bには、発光ダイオードの
ような発光素子6が光結合されており、この発光
素子6は入力端子I1,I2に接続されている。
入力端子I1,I2間に入力信号が無いときには、
発光素子6が光信号を発生しないので、第1及び
第2のフオトダイオードアレイ1a,1bは光起
電力を発生しない。このため、デプレツシヨン型
の第1及び第2の制御用トランジスタ2a,2b
は共にバイアスされず、そのドレイン・ソース間
は低インピーダンスとなつている。また、第1及
び第2の出力用MOSFET4a,4bのゲート・
ソース間には電圧が印加されず、エンハンスメン
ト型の第1の出力用MOSFET4aのドレイン・
ソース間は高インピーダンスとなり、デプレツシ
ヨン型の第2の出力用MOSFET4bのドレイ
ン・ソース間は低インピーダンスとなつている。
次に、入力端子I1,I2間に入力信号が印加され
ると、発光素子6が光信号を発生し、第1及び第
2のフオトダイオードアレイ1a,1bが光起電
力を発生する。第1のフオトダイオードアレイ1
aに発生する光起電力は、第1のフオトダイオー
ドアレイ1aの正極から、第1の制御用トランジ
スタ2a、抵抗3aを介して第1のフオトダイオ
ードアレイ1aの負極に戻る経路で光電流として
流れる。また、第2のフオトダイオードアレイ1
bに発生する光起電力は、第2のフオトダイオー
ドアレイ1bの正極から、抵抗3a、第2の制御
用トランジスタ2b、抵抗3bを介して第2のフ
オトダイオードアレイ1bの負極に戻る経路で光
電流として流れる。したがつて、抵抗3aには互
いに逆方向に電流が流れるので、実質的には電流
が流れていないことになり、その両端電圧は上昇
しない。一方、抵抗3bには一方向にのみ電流が
流れるので、その両端電圧が上昇し、第2の制御
用トランジスタ2bを高インピーダンス状態にバ
イアスする。このため、第1のフオトダイオード
アレイ1aの正極から第1の制御用トランジスタ
2aのドレイン及びソース、第2の出力用
MOSFET4bのソース及びゲート、第2の抵抗
3bを介して第2のフオトダイオードアレイ1b
の負極に戻る経路で電流が流れて、第2の出力用
MOSFET4bのゲート・ソース間電圧が上昇す
るので、第2の出力用MOSFET4bのドレイ
ン・ソース間は高インピーダンス状態となる。ま
た、第2の制御用トランジスタ2bが高インピー
ダンス状態となることにより、抵抗3aには実質
的には一方向にのみ電流が流れるようになるの
で、その両端電圧が上昇し、第1の制御用トラン
ジスタ2aが高インピーダンス状態となる。この
ため、第1のフオトダイオードアレイ1bの正極
から、第1の出力用MOSFET4aのゲート及び
ソース、第1の抵抗3aを介して第1のフオトダ
イオードアレイ1aの負極に戻る経路で電流が流
れて、第1の出力用MOSFET4aのゲート・ソ
ース間電圧が上昇するので、第1の出力用
MOSFET4aのドレイン・ソース間は低インピ
ーダンス状態となる。したがつて、入力信号が印
加されたときには、常閉出力端子O3と共通出力
端子O2の間が先にオフとなり、その後、常開出
力端子O1と共通出力端子O2の間がオンとなるも
のであり、いわゆるBBM動作が実現される。
第2図は本発明の他の実施例の回路図である。
本実施例にあつては、ゲートとドレインを共通と
したエンハンスメント型のMOSFET5aを抵抗
3aに並列接続すると共に、同じ構成のエンハン
スメント型のMOSFET5bを抵抗3bに並列接
続したものであり、抵抗3a,3bの両端に生じ
る電位差が所定電圧(MOSFET5a,5bのス
レシヨルド電圧)以上に上昇しないようにしてい
る。このようなエンハンスメント型のMOSFET
5a,5bを接続することにより、制御用トラン
ジスタ2a,2bが高インピーダンス状態となつ
た後に、出力用MOSFET4a,4bのゲート・
ソース間容量を急速に充電することができるもの
であり、スイツチング速度が改善されるものであ
る。
なお、上記構成のMOSFET5a,5bに代え
て、ツエナダイオードを接続しても構わない。
[発明の効果] 本発明にあつては、上述のように、第1及び第
2のフオトダイオードアレイの出力にてそれぞれ
バイアスされる常開出力用のMOSFET及び常閉
出力用のMOSFETのゲート・ソース間に、デプ
レツシヨン型の第1及び第2の制御用トランジス
タをそれぞれ接続し、第1の制御用トランジスタ
をオフバイアスするための第1の抵抗には第2の
制御用トランジスタを介してバイアス電圧を消去
するような電流が流れるように構成したので、入
力信号が発生したときには、まず第2の制御用ト
ランジスタがオフされて、これにより第1の抵抗
のバイアス電圧を消去する電流が低減されてか
ら、第1の制御用トランジスタがオフされること
になるので、常閉出力用のMOSFETがオフされ
てから、常開出力用のMOSFETがオンされるも
のであり、BBM動作が確実に実現されるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路図、第2図は
本発明の他の実施例の回路図、第3図は従来例の
回路図、第4図は他の従来例の回路図、第5図は
さらに他の従来例の回路図である。 1a,1bはフオトダイオードアレイ、2a,
2bは制御用トランジスタ、3a,3bは抵抗、
4a,4bは出力用MOSFET、5a,5bは
MOSFET、6は発光素子である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エンハンスメント型の第1の出力用
    MOSFETとデプレツシヨン型の第2の出力用
    MOSFETとをソースを共通にして逆直列接続
    し、第1の出力用MOSFETのゲートに一端を接
    続された第1のフオトダイオードアレイの他端を
    第1の抵抗を介して第1の出力用MOSFETのソ
    ースに接続し、第1のフオトダイオードアレイの
    他端に一端を接続された第2のフオトダイオード
    アレイの他端を第2の抵抗を介して第2の出力用
    MOSFETのゲートに接続し、第1の出力用
    MOSFETのゲート及びソースにドレイン及びソ
    ースを接続されたデプレツシヨン型の第1の制御
    用トランジスタのゲートを第1のフオトダイオー
    ドアレイの上記他端に接続し、第2の出力用
    MOSFETのソース及びゲートにドレイン及びソ
    ースを接続されたデプレツシヨン型の第2の制御
    用トランジスタのゲートを第2のフオトダイオー
    ドアレイの上記他端に接続し、第1及び第2のフ
    オトダイオードアレイに光結合された発光素子を
    入力端子間に接続し、各出力用MOSFETのドレ
    イン及びソースを出力端子に接続して成ることを
    特徴とする半導体リレー回路。
JP63128714A 1988-05-26 1988-05-26 半導体リレー回路 Granted JPH01297915A (ja)

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