光接收单元制造技术

一种光接收单元(EM)，其具有第一能量源(VQ1)，第一能量源具有分别构造为电流源或电压源的两个部分源(TQ1，TQ2)，在第一部分源(TQ1)的上侧上构造有第一连接接通部(VSUP1)，在第二部分源(TQ1)的下侧上构造有第二连接接通部(VSUP2)，部分源(TQ1，TQ2)分别具有至少一个半导体二极管(D1，D2)，第一半导体二极管(D1)具有与第一光波长(L1)相匹配的吸收棱边，第二半导体二极管(D2)具有与第二光波长(L2)相匹配的吸收棱边，第二光波长与第一光波长(L1)不同，从而第一部分源(TQ1)在以第一光波长(L1)进行照射的情况下产生电压，第二部分源(TQ2)在以第二光波长(L2)进行照射的情况下产生电压，第一半导体二极管(D1)与第二半导体二极管(D2)极性相反地串联连接，从而由第一半导体二极管和第二半导体二极管(D1，D2)所产生的电压至少部分地相互抵消。

Optical receiving unit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光接收单元
本专利技术涉及一种光接收单元以及一种包括光接收单元的光电耦合器。
技术介绍
光接收单元是充分已知的。在光电耦合器中，光接收单元与发送单元组合，其中，两个单元电隔离、但在光学上耦合。这种构件由US4996577已知。同样由US2006/0048811A1、US8350208B1和WO2013/067969A1已知光学构件。在DE2310053A1中描述在逻辑装置中光发射元件和作为光接收单元的光接收元件的领域。由德国专利申请102016001388.5号已知具有两个接收二极管的光接收单元。由US4127862、US6239354B1、DE102010001420A1，由NaderM.Kalkhoran等人的《Cobaltdisilicideintercellohmiccontactsformultijunctionphotovoltaicenergyconverters》，应用物理，第64卷，1980(1994)，由A.Bett等人的《III-VSolarcellsundermonochromaticillumination》，光伏专家会议，2008，PVSC'08，第33届IEEE，第1-5页，ISBN:978-l-4244-1640-0已知由III-V族材料构成的可缩放的电压源或太阳能电池。
技术实现思路
在这些背景下，本专利技术的任务在于说明一种扩展现有技术的设备。该任务通过具有权利要求1的特征的光接收单元以及包括所述接收单元的根据权利要求8的光电耦合器来解决。本专利技术有利的设计方案是从属权利要求的主题。根据本专利技术的主题，光接收单元具有第一能量源。第一能量源具有两个部分源，所述两个部分源分别构造为电流源或电压源。在第一部分源的上侧上构造有第一连接接通部，而在第二部分源的下侧上构造有第二连接接通部。第一部分源具有至少一个第一半导体二极管，而第二部分源具有至少一个第二半导体二极管。第一半导体二极管具有与第一光波长相匹配的吸收棱边(Absorptionskante)，而第二半导体二极管具有与第二光波长相匹配的吸收棱边，从而第一部分源在以第一光波长进行照射的情况下产生电压，而第二部分源在以第二光波长进行照射的情况下产生电压。第一光波长与第二光波长相差一个波长差第一半导体二极管与第二半导体二极管极性相反(entgegengesetztgepolt)地串联(即反向串联)连接，从而由第一半导体二极管所产生的电压和由第二半导体二极管所产生的电压至少部分地相互抵消(kompensieren)。应当注意，术语“光波长”(其中尤其指LED的光)通常指的是高斯状光谱的中心波长，在常见的850nm-LED的情况下该高斯状光谱具有例如20-30nm的半值宽度。也可以理解，相应于光波长的光子能量略大于或等于半导体二极管的吸收层的能带间隙能量。此外应注意到，差(即第一光波长与第二光波长之间的波长差)是至少40nm。此外应注意到，与现有技术不同，借助本专利技术的堆叠方案能够以有利的方式产生2V以上或直至5V的各个部分源的源电压。已经示出，通过多个半导体二极管与部分源的依次串联连接(Hintereinanderschaltung)将半导体二极管的源电压初步近似地相加。优选地，串联连接的半导体二极管的数量N小于十。根据本专利技术的设备的优点在于，通过串联连接的部分源的相反极性能够以特别简单且可靠的方式模拟XOR关系，即借助两个光学信号(即第一波长L1和第二波长L2)来模拟异或。在此，接收单元仅具有两个电连接部。另一个优点是，与先前的硅二极管的横向布置相比，借助半导体二极管的堆叠状的布置得出大量的面积节省并且能够实现紧凑的结构方式。XOR关系尤其适合用于功率晶体管的保护电路。在一种扩展方案中，每个部分源具有多个半导体层，其中，每个部分源的半导体层堆叠状地布置并且每个部分源具有上侧和下侧。第一部分源的下侧布置在第二部分源的上侧上。第一部分源和第二部分源单片地集成，从而两个部分源构成具有正侧和背侧的共同堆叠。可以理解，优选地以第一光波长的光和/或以第二光波长的光来照射堆叠的整个上侧。根据另一扩展方案，光接收单元具有自截止(selbstsperrend)的第一晶体管，其中，第一能量源的连接接通部与第一晶体管的栅极连接端连接，而第一能量源的第二连接接通部与第一晶体管的源极连接端连接。在一种替代的实施方式中，光接收单元具有第二能量源，其中，第二能量源与第一能量源基本上结构相同地构造。根据另一实施方式，在第一能量源和第二能量源之间布置有电绝缘的阻挡层(Barriere)。在一种扩展方案中，光接收单元具有自截止的第一晶体管和自截止的第二晶体管，其中，第一晶体管构造为n沟道晶体管，而第二晶体管构造为p沟道晶体管。第一能量源的第一连接接通部与第一晶体管的栅极连接端连接，而第一能量源的第二连接接通部与第一晶体管的源极连接端连接。第二能量源的第一连接接通部与第二晶体管的栅极连接端连接，而第二能量源的第二连接接通部与第二晶体管的源极连接端连接。根据另一实施方式，在第一部分电压源与第二部分电压源之间布置有电流分配器层(Stromverteilerschicht)。在一种扩展方案中，第一部分电压源和/或第二部分电压源包含如下化合物半导体或由如下化合物半导体构成：该化合物半导体由III族砷化物或III族磷化物的物质群(Stoffgruppe)构成。在另一实施方式中，第一部分电压源和第二部分电压源包括GaAs(砷化镓)化合物或由GaAs化合物构成。根据本专利技术的光电耦合器具有上述类型的光接收单元并且具有发送单元，其中，发送单元和接收单元彼此电隔离并且彼此光学耦合并且集成在共同的壳体中。发送单元包括具有第一光波长的至少一个第一发送二极管和具有第二光波长的至少一个第二发送二极管。可以理解，只要发送模块中的光子发射受到调制，该调制就引起经调制的电压，换句话说，所产生的能量的大小随时间而变化。也可以理解，概念“在共同的壳体中”尤其理解为单个壳体，也就是说，发送单元和接收单元本身不具有自己的壳体。可以理解，壳体尤其理解为浇铸壳体这种壳体借助所谓的模具工艺(Moldprozess)来制造。在光接收单元的部分源的堆叠状构型的情况下，仅小的接收面(即光接收单元的堆叠的上侧)需要由发送二极管或光源照亮。附图说明以下参照附图更详细地阐述本专利技术。在此，同类的部分以同样的标志来标记。所示出的实施方式是极其示意性的，也就是说，间距以及横向和纵向的延伸不是按比例的并且——只要未另外说明——互相也不具有能推导的几何关系。附图示出：图1示出光接收单元的根据本专利技术的第一实施方式的示图；图2示出光接收单元的第一实施方式的等效电路图的电路图的示图；图3示出光接收单元的根据本专利技术的第二实施方式的示图；图4示出光电耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光接收单元(EM)，所述光接收单元具有第一能量源(VQ1)，其中，/n所述第一能量源(VQ1)具有两个部分源(TQ1，TQ2)，所述两个部分源分别构造为电流源或电压源；/n在所述第一部分源(TQ1)的上侧上构造有第一连接接通部(VSUP1)，而在所述第二部分源(TQ1)的下侧上构造有第二连接接通部(VSUP2)；/n所述第一部分源(TQ1)具有至少一个第一半导体二极管(D1)，而所述第二部分源(TQ2)具有至少一个第二半导体二极管(D2)；/n所述第一半导体二极管(D1)具有与第一光波长(L1)相匹配的吸收棱边，而所述第二半导体二极管(D2)具有与第二光波长(L2)相匹配的吸收棱边，从而所述第一部分源(TQ1)在以所述第一光波长(L1)进行照射的情况下产生电压，而所述第二部分源(TQ2)在以所述第二光波长(L2)进行照射的情况下产生电压；/n所述第一光波长(L1)与所述第二光波长(L2)相差一个波长差(D)；/n其特征在于，/n所述第一半导体二极管(D1)与所述第二半导体二极管(D2)极性相反地串联连接，从而由所述第一半导体二极管(D1)所产生的电压和由所述第二半导体二极管(D2)所产生的电压至少部分地相互抵消。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170502 DE 102017004149.01.一种光接收单元(EM)，所述光接收单元具有第一能量源(VQ1)，其中，
所述第一能量源(VQ1)具有两个部分源(TQ1，TQ2)，所述两个部分源分别构造为电流源或电压源；
在所述第一部分源(TQ1)的上侧上构造有第一连接接通部(VSUP1)，而在所述第二部分源(TQ1)的下侧上构造有第二连接接通部(VSUP2)；
所述第一部分源(TQ1)具有至少一个第一半导体二极管(D1)，而所述第二部分源(TQ2)具有至少一个第二半导体二极管(D2)；
所述第一半导体二极管(D1)具有与第一光波长(L1)相匹配的吸收棱边，而所述第二半导体二极管(D2)具有与第二光波长(L2)相匹配的吸收棱边，从而所述第一部分源(TQ1)在以所述第一光波长(L1)进行照射的情况下产生电压，而所述第二部分源(TQ2)在以所述第二光波长(L2)进行照射的情况下产生电压；
所述第一光波长(L1)与所述第二光波长(L2)相差一个波长差(D)；
其特征在于，
所述第一半导体二极管(D1)与所述第二半导体二极管(D2)极性相反地串联连接，从而由所述第一半导体二极管(D1)所产生的电压和由所述第二半导体二极管(D2)所产生的电压至少部分地相互抵消。


2.根据权利要求1所述的光接收单元(EM)，其特征在于，每个部分源(TQ1，TQ2)具有多个半导体层，每个部分源(TQ1，TQ2)的所述半导体层堆叠状地布置，每个部分源(TQ1，TQ2)具有上侧和下侧，并且所述第一部分源(TQ1)的下侧布置在所述第二部分源(TQ2)的上侧上，并且所述第一部分源(TQ1)和所述第二部分源(TQ2)单片地集成，从而所述两个部分源(TQ1，TQ2)构成具有正侧和背侧的共同堆叠。


3.根据权利要求1或2所述的光接收单元(EM)，其特征在于，所述光接收单元具有自截止的第一晶体管(TR1)，其中，所述第一能量源(VQ1)的第一连接接通部(VSUP1)与所述第一晶体管(TR1)的栅极连接端(G)连接，而所述第一能量源(VQ1)的第二连接接通部(VSUP2)与所述第一晶体管(TR1)的源极连接端(S)连接。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·劳尔曼，C·佩珀，W·克斯特勒，
申请(专利权)人：阿聚尔斯佩西太阳能有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE