JPH06140662A - 光結合型半導体装置 - Google Patents
光結合型半導体装置Info
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- JPH06140662A JPH06140662A JP29164392A JP29164392A JPH06140662A JP H06140662 A JPH06140662 A JP H06140662A JP 29164392 A JP29164392 A JP 29164392A JP 29164392 A JP29164392 A JP 29164392A JP H06140662 A JPH06140662 A JP H06140662A
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- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 15
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
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- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
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Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 発光素子からの距離だけではなく光結合構造
全体を考え、特に光透過樹脂からの反射をも考慮して各
受光セルの出力の均一化を図った光結合型半導体装置を
提供すること。 【構成】 中央部に位置する受光セル２ａの面積を最大
とし、周辺部に位置する受光セル２ｂ，２ｃの面積を中
心部から遠ざかるに従って小さくし、発光素子２０から
の直接光による受信感度を低くなるようにしている。発
光素子２０に電流を流し、光を発生させると光透過樹脂
３０を介して受光素子１０上に光が照射され受光素子１
０上の複数個の受光セル２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ光
起電力を発生する。１個の受光セルで発生する電圧は受
光ダイオードで受光セルを形成した場合、接合電位差分
の０．５〜０．６Ｖ程度となるが、複数個直列接続する
と接続数の個数倍でこの接合電位差が増幅される。
全体を考え、特に光透過樹脂からの反射をも考慮して各
受光セルの出力の均一化を図った光結合型半導体装置を
提供すること。 【構成】 中央部に位置する受光セル２ａの面積を最大
とし、周辺部に位置する受光セル２ｂ，２ｃの面積を中
心部から遠ざかるに従って小さくし、発光素子２０から
の直接光による受信感度を低くなるようにしている。発
光素子２０に電流を流し、光を発生させると光透過樹脂
３０を介して受光素子１０上に光が照射され受光素子１
０上の複数個の受光セル２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ光
起電力を発生する。１個の受光セルで発生する電圧は受
光ダイオードで受光セルを形成した場合、接合電位差分
の０．５〜０．６Ｖ程度となるが、複数個直列接続する
と接続数の個数倍でこの接合電位差が増幅される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光結合型半導体装置に係
り、特に複数個の受光セルを直列接続して形成された受
光素子を含む光結合型半導体装置に関する。
り、特に複数個の受光セルを直列接続して形成された受
光素子を含む光結合型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は光結合型半導体装置の構造を示す
断面図である。受光素子１０に対向する位置に発光素子
２０が設けられ、この受光素子１０と発光素子２０とが
光透過樹脂３０によって固定されて光結合が行われる。
発光素子２０は受光素子１０の中央部に対向配置される
ように通常は形成される。
断面図である。受光素子１０に対向する位置に発光素子
２０が設けられ、この受光素子１０と発光素子２０とが
光透過樹脂３０によって固定されて光結合が行われる。
発光素子２０は受光素子１０の中央部に対向配置される
ように通常は形成される。
【０００３】図２は従来の受光素子の受光セルの配列を
示す平面図である。通常、受光素子は発光素子と異なり
単一の受光セルで形成される場合は少なく、複数個の受
光セルが直列接続されて光起電力を得るように構成され
る。図２に示す従来の受光素子１０は、ポリシリコン等
の基板１の表面に酸化膜等の絶縁物を介して複数個の単
結晶シリコン島を形成し、この単結晶シリコン島内に受
光ダイオード等の受光セルを形成する方法が用いられて
いる。
示す平面図である。通常、受光素子は発光素子と異なり
単一の受光セルで形成される場合は少なく、複数個の受
光セルが直列接続されて光起電力を得るように構成され
る。図２に示す従来の受光素子１０は、ポリシリコン等
の基板１の表面に酸化膜等の絶縁物を介して複数個の単
結晶シリコン島を形成し、この単結晶シリコン島内に受
光ダイオード等の受光セルを形成する方法が用いられて
いる。
【０００４】図２に示すように１６個の受光セル２ａ
ａ，２ｂｂ，２ｃｃが形成され、これらの受光セルは直
列に接続され、光が照射されると光起電力が発生する。
複数個の受光セルを直列接続する場合、発生光電流を均
一にするほど光起電力の効率が良くなる。これは直列接
続しているため全体の光電流が複数の受光セル中の最も
小さい光電流によって律速されてしまうためである。
ａ，２ｂｂ，２ｃｃが形成され、これらの受光セルは直
列に接続され、光が照射されると光起電力が発生する。
複数個の受光セルを直列接続する場合、発生光電流を均
一にするほど光起電力の効率が良くなる。これは直列接
続しているため全体の光電流が複数の受光セル中の最も
小さい光電流によって律速されてしまうためである。
【０００５】一般的に光の強度は距離の二乗に反比例す
るため、図３に示すような光結合構造を有する半導体装
置の場合、受光素子１０の周辺部の受光セルの面積を大
きくし発生光電流の均一化を行っている。図２に示す受
光セルの配列においては中央部に位置する受光セル２ａ
ａに対向する位置に発光素子２０が配置される場合、周
辺部に位置する受光セル２ｂｂは中央部の受光セル２ａ
ａよりも大きくし更に最周辺部に位置する受光セル２ｃ
ｃはその面積を大きく形成する。
るため、図３に示すような光結合構造を有する半導体装
置の場合、受光素子１０の周辺部の受光セルの面積を大
きくし発生光電流の均一化を行っている。図２に示す受
光セルの配列においては中央部に位置する受光セル２ａ
ａに対向する位置に発光素子２０が配置される場合、周
辺部に位置する受光セル２ｂｂは中央部の受光セル２ａ
ａよりも大きくし更に最周辺部に位置する受光セル２ｃ
ｃはその面積を大きく形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の光結合型半導体
装置に用いられる受光素子は、発光素子からの距離のみ
を考慮して各受光セルの出力の均一化を行っていた。し
かし、図３に示すように受光素子１０と発光素子２０と
は光透過樹脂３０を介して対向配置されているため、こ
の光透過樹脂３０の影響も考慮して受光素子の受光セル
配列を考慮する必要があった。従来の受光素子の配列に
あたっては光透過樹脂の影響を考慮することなく単に発
光素子と受光セルとの間の距離のみを考慮して受光セル
の面積を定めていたため、各受光セル出力は必ずしも均
一化されず発光光起電力の低下を招くという問題点があ
った。
装置に用いられる受光素子は、発光素子からの距離のみ
を考慮して各受光セルの出力の均一化を行っていた。し
かし、図３に示すように受光素子１０と発光素子２０と
は光透過樹脂３０を介して対向配置されているため、こ
の光透過樹脂３０の影響も考慮して受光素子の受光セル
配列を考慮する必要があった。従来の受光素子の配列に
あたっては光透過樹脂の影響を考慮することなく単に発
光素子と受光セルとの間の距離のみを考慮して受光セル
の面積を定めていたため、各受光セル出力は必ずしも均
一化されず発光光起電力の低下を招くという問題点があ
った。
【０００７】本発明は上述した従来の問題点を解消する
ためになされたもので、発光素子からの距離だけではな
く光結合構造全体を考え、特に光透過樹脂からの反射を
も考慮して各受光セルの出力の均一化を図った光結合型
半導体装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、発光素子からの距離だけではな
く光結合構造全体を考え、特に光透過樹脂からの反射を
も考慮して各受光セルの出力の均一化を図った光結合型
半導体装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような従来
技術における課題を解決するために、同一基板上に形成
された複数の受光セルを直列接続してなる受光素子と、
この受光素子に対向する位置に設けられ受光素子と光結
合して受光素子に光起電力を発生させる発光素子と、受
光素子と発光素子とを光結合可能に固定する光透過樹脂
とからなる光結合型半導体装置は、発光素子に対向する
受光素子の周辺部における受光セル面積を、発光素子の
中央部における前記受光セル面積より小さく形成した。
技術における課題を解決するために、同一基板上に形成
された複数の受光セルを直列接続してなる受光素子と、
この受光素子に対向する位置に設けられ受光素子と光結
合して受光素子に光起電力を発生させる発光素子と、受
光素子と発光素子とを光結合可能に固定する光透過樹脂
とからなる光結合型半導体装置は、発光素子に対向する
受光素子の周辺部における受光セル面積を、発光素子の
中央部における前記受光セル面積より小さく形成した。
【０００９】
【作用】本発明では受光セルが周辺部において小さく形
成されている為、周辺部の受光セルの感度は中心部のそ
れに較べて小さくなる。しかし、光透過樹脂からの反射
光が十分に周辺部のセルでは高いため、この反射効果を
考慮すると発光素子からの受光感度は中心部のそれと等
しくなる。従って受光素子の全領域にわたって受信感度
が均一となる。
成されている為、周辺部の受光セルの感度は中心部のそ
れに較べて小さくなる。しかし、光透過樹脂からの反射
光が十分に周辺部のセルでは高いため、この反射効果を
考慮すると発光素子からの受光感度は中心部のそれと等
しくなる。従って受光素子の全領域にわたって受信感度
が均一となる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の受光素子の受光セルの配列を
示す平面図である。受光素子１０の形成方法は図２に示
す従来の場合と同様である。本発明では従来の受光セル
の配列と異なり、中央部に位置する受光セル２ａの面積
を最大とし、周辺部に位置する受光セル２ｂ，２ｃの面
積を中心部から遠ざかるに従って小さくし、発光素子２
０からの直接光による受信感度を低くなるようにしてい
る。
示す平面図である。受光素子１０の形成方法は図２に示
す従来の場合と同様である。本発明では従来の受光セル
の配列と異なり、中央部に位置する受光セル２ａの面積
を最大とし、周辺部に位置する受光セル２ｂ，２ｃの面
積を中心部から遠ざかるに従って小さくし、発光素子２
０からの直接光による受信感度を低くなるようにしてい
る。
【００１１】発光素子２０に電流を流し、光を発生させ
ると光透過樹脂３０を介して受光素子１０上に光が照射
され受光素子１０上の複数個の受光セル２ａ，２ｂ，２
ｃはそれぞれ光起電力を発生する。１個の受光セルで発
生する電圧は受光ダイオードで受光セルを形成した場
合、接合電位差分の０．５〜０．６Ｖ程度となるが、複
数個直列接続すると接続数の個数倍でこの接合電位差が
増幅される。
ると光透過樹脂３０を介して受光素子１０上に光が照射
され受光素子１０上の複数個の受光セル２ａ，２ｂ，２
ｃはそれぞれ光起電力を発生する。１個の受光セルで発
生する電圧は受光ダイオードで受光セルを形成した場
合、接合電位差分の０．５〜０．６Ｖ程度となるが、複
数個直列接続すると接続数の個数倍でこの接合電位差が
増幅される。
【００１２】図１に示す実施例の場合、１６個直列接続
されているため８〜９．６Ｖ程度の電圧が得られる。発
生する電流に関しては照射される光の強度とそれぞれの
受光セルの面積等に依存する受光感度により決定される
が、全体の出力電流は各受光セルが直列接続されている
ため最も小さい受光セルの光電流に律速される。限られ
た面積の中で最も効率よく出力電流を得ようとした場
合、各受光セルの出力電流を均一化することが有効な手
段となる。
されているため８〜９．６Ｖ程度の電圧が得られる。発
生する電流に関しては照射される光の強度とそれぞれの
受光セルの面積等に依存する受光感度により決定される
が、全体の出力電流は各受光セルが直列接続されている
ため最も小さい受光セルの光電流に律速される。限られ
た面積の中で最も効率よく出力電流を得ようとした場
合、各受光セルの出力電流を均一化することが有効な手
段となる。
【００１３】一般的に光の強度は光源からの距離の二乗
に反比例する。従って光源から直接受光ダイオードに照
射される光は周辺部ほど弱くなる。
に反比例する。従って光源から直接受光ダイオードに照
射される光は周辺部ほど弱くなる。
【００１４】しかし前述したように図３に示すような光
結合型半導体装置の場合周辺部に位置する受光セルは光
透過樹脂３０の壁３０ａから近くなっているためこの壁
３０ａからの反射光が発光素子２０からの直接光に加算
されて照射される。従って壁３０ａからの反射光を考慮
した場合、周辺部に位置する受光セルの受信感度を低下
させておけば各受光セルの出力電流は均一化されて取り
出される。そこで図１に示すように発光素子から最も遠
ざかるコーナー部の受光セル２ｃの面積を最も小さく
し、次いで周辺部に位置する受光セル２ｂの面積を中心
部に位置する受光セル２ａに較べて小さくする。なお周
辺部の受光セルの面積を中央部に属する受光セルの面積
に較べてどの程度小さく形成するかは光透過樹脂３０の
材料及び壁３０ａの形状とこの壁３０ａから周辺部に属
する受光セルがどの程度離れているか等によって異な
り、実験的にその面積を定めるのがよい。
結合型半導体装置の場合周辺部に位置する受光セルは光
透過樹脂３０の壁３０ａから近くなっているためこの壁
３０ａからの反射光が発光素子２０からの直接光に加算
されて照射される。従って壁３０ａからの反射光を考慮
した場合、周辺部に位置する受光セルの受信感度を低下
させておけば各受光セルの出力電流は均一化されて取り
出される。そこで図１に示すように発光素子から最も遠
ざかるコーナー部の受光セル２ｃの面積を最も小さく
し、次いで周辺部に位置する受光セル２ｂの面積を中心
部に位置する受光セル２ａに較べて小さくする。なお周
辺部の受光セルの面積を中央部に属する受光セルの面積
に較べてどの程度小さく形成するかは光透過樹脂３０の
材料及び壁３０ａの形状とこの壁３０ａから周辺部に属
する受光セルがどの程度離れているか等によって異な
り、実験的にその面積を定めるのがよい。
【００１５】
【発明の効果】以上実施例に基づいて詳細に説明したよ
うに、本発明では光透過樹脂の壁からの反射光を考慮し
周辺部の受光素子の受光感度を中央部の受光素子の受光
感度より低くして各受光セルの受信感度の均一化を行う
ようにした。従って出力電流を効率よく最大限引き出す
ことのできる光結合型半導体装置を得ることができる。
うに、本発明では光透過樹脂の壁からの反射光を考慮し
周辺部の受光素子の受光感度を中央部の受光素子の受光
感度より低くして各受光セルの受信感度の均一化を行う
ようにした。従って出力電流を効率よく最大限引き出す
ことのできる光結合型半導体装置を得ることができる。
【図１】本発明の受光素子の受光セルの配列を示す平面
図。
図。
【図２】従来の受光素子の受光セルの配列を示す平面
図。
図。
【図３】光結合型半導体装置の断面図。
１ 基板 ２ 単結晶島 ２ａ，２ｂ，２ｃ 受光セル １０ 受光素子 ２０ 発光素子 ３０ 光透過樹脂 ３０ａ 光透過樹脂の壁
Claims (1)
- 【請求項１】 同一基板上に形成された複数の受光セル
を直列接続してなる受光素子と、この受光素子に対向す
る位置に設けられ前記受光素子と光結合して前記受光素
子に光起電力を発生させる発光素子と、前記受光素子と
前記発光素子とを光結合可能に固定する光透過樹脂とか
らなる光結合型半導体装置において、 前記発光素子に対向する前記受光素子の周辺部における
前記受光セル面積を、前記発光素子の中央部における前
記受光セル面積より小さく形成した事を特徴とする光結
合型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29164392A JP3026396B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 光結合型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29164392A JP3026396B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 光結合型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140662A true JPH06140662A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3026396B2 JP3026396B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=17771606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29164392A Expired - Fee Related JP3026396B2 (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 光結合型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026396B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016086098A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光結合装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5381280B2 (ja) | 2009-04-23 | 2014-01-08 | オムロン株式会社 | 光結合装置 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP29164392A patent/JP3026396B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016086098A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光結合装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3026396B2 (ja) | 2000-03-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991221 |
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