晶体管的光能对电能转换驱动电路制造技术

一种晶体管的光能对电能转换驱动电路，为由电能驱动发光元件或环境光源等以激发与其耦合的光能对电能转换元件产生正电压电能，供驱动场效应型晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）或绝缘闸双载子晶体管（ＩＧＢＴ），或其他高输入阻抗型晶体管，同时由正电压电能对随动型负电压供给电路装置储存电能，当正电压讯号截止时，产生对一个或一个以上的高阻抗晶体管闸极及射极输入负电压以利截止。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Light energy conversion driving circuit for transistor

Light a transistor to the conversion of electric energy by electric drive driving circuit, a light emitting element or ambient light to light excitation and coupling of the electric energy conversion element produces positive voltage power for driving field effect transistor (MOSFET) or insulated gate bipolar transistor (IGBT), or other high input impedance at the same time by the transistor, the positive voltage power of servo type negative voltage supply circuit device for storing electric energy, when the positive voltage signal at the closing of one or more of the high impedance transistor gate and emitter input negative voltage to stop. \ue5cf

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体管技术，尤其是一种晶体管的光能对电能转换驱动电路。本专利技术的主要目的，在于提供一种晶体管的光能对电能转换驱动电路，由匹配电能发光元件如LED、灯泡其它电能转光能的发光元件或环境自然光源等，及与其耦合的光能对电能转换元件如晶系或非晶系光能对电能池，以在受光时产生微电流的电压型驱动电能，供输往高输入阻抗型晶体管如微型或功率型场效应型晶体管(MOSFET)或绝缘闸双载于晶体管(IGBT)或其他高输入阻抗型晶体管或模组的闸极(GATE)与射极(EMITTER)作驱动导通，并同时借驱动用的正电压电能对随动型负电压供给电路装置储存电能，供在截止时，产生对一个或一个以上的高阻抗晶体管闸极及射极输入负电压以利截止。由上述元件的组合而在高输入阻抗型晶体管如微型或功率型场效应型晶体管(MOSFET)或绝缘闸双载子晶体管(IGBT)或其他高输入阻抗型晶体管或模组的闸极与射极间，并联设置能于正常受光状态能将光能转电能产生驱动电压的光能对电能转换元件PE101，以及随动型负电压供给电路装置VB101，以及设置供与光能对电能转换元件PE101耦合的电能发光元件EL101，如发光二极管LED、灯泡等，在电能发光元件EL101发光时，或以环境光源对光能对电能转换元件PE101激励时，产生相对驱动电压讯号以驱动高输A阻抗型晶体管Q101。此项晶体管的光能对电能转换驱动电路的结构型态如下(1)电能发光元件EL101与光能对电能转换元件PE101及随动型负电压供给电路装置VB101，可依结构需要而呈独立结构相互耦合或部份或全部呈互相耦合的密封结构状态；(2)电能发光元件EL101与光能对电能转换元件PE101及随动型负电压供给电路装置VB101，依结构需要可部份或全部呈与高输入阻抗型晶体管Q101呈分离设置，或为一体模组包装的结构；(3)各种相关电路元件可由集成电路或电路板或直接连接的开放式结构或混合型结构； (4)上述(1)-(3)项的电能发光元件EL101驱动电源可为交流或直流电流以驱动灯泡，或由直流电能驱动发光二极管LED或雷射光源或其他电能激发电能发光元件所构成，或由环境自然光源所取代。此项晶体管的光能对电能转换驱动电路中的随动型负电压供给电路装置VB101，其主要构成特征在于借机电元件或固态元件的组合，以将各种供作为输入驱动的正电压讯号的电能同时转储于随动型负电压供给电路装置VB101，以在高输入阻抗型晶体管Q101截止时，作为协助截止的负电压电源；其次的特征在于借电能发光元件受光发光的光能，供激发(exciting)光能对电能转换元件PE101或PE102以产生驱动高输入阻抗型晶体管所需的正电压电能以及同时转储于随动型负电压供给电路装置VB101，以在高输入阻抗型晶体管Q101截止时，作为协助转态的负电压的电源；由于可构成随动型负电压供给电路VB101的电路结构极多，兹举下列实施例以证明其可行性，惟并非用以限制其构成的范围，其电路结构例含a、如图2所示为本专利技术由并联电感构成随动型负电压供给电路例，为由高输入阻抗型晶体管Q101的输入端并联电感L101，以在来自外部讯号源，或来自电能发光元件EL101操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件PE101，供于驱动高输入阻抗型晶体管Q101的正电压讯号源中断时，借由电感L101对高输入阻抗型晶体管Q101的输入端产生反向负电压，以改善其截止特性；b、如图3所示为本专利技术由并联电感及电容组构成随动型负电压供给电路例，为由高输入阻抗型晶体管Q101的输入端并联电感L101及电容C101组，以在来自外部讯号源，或来自电能发光元件EL101操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件PE101，供于驱动高输入阻抗型晶体管Q101的正电压讯号源中断时，借由并联电感L101及电容C101组对高输入阻抗型晶体管Q101的输入端产生反向负电压以改善其截止特性； C、如图4所示为本专利技术由串联电感构成随动型负电压供给电路例，为由高输入阻抗型晶体管Q101的输入端与驱动正电压讯号源的间串联电感L101，以在来自外部讯号源，或来自电能发光元件EL101操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件PE101，供于驱动高输入阻抗型晶体管Q101的正电压讯号源中断时，借由与驱动正电压讯号源的间串联电感L101对高输入阻抗型晶体管Q101的输入端产生反向负电压以改善其截止特性，而光能对电能转换元件PE101的两端可依需要选择性并联辅助电阻R500，以提供反向负电压的回路；d、如图5所示为本专利技术串设呈并联的电感及电容组构成随动型负电压供给电路例，为由高输入阻抗型晶体管Q101的输入端与驱动正电压讯号源的间串设呈并联的电感L101及电容C101组构成的，以借来自外部讯号源或来自电能发光元件EL101操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件PE101，供于驱动高输入阻抗型晶体管Q101的正电压讯号源中断时，借由高输入阻抗型晶体管Q101与驱动正电压讯号源之间，串设呈并联的电感L101及电容C101组构成并联谐振，对高输入阻抗型晶体管Q101的输入端产生反向负电压，以改善其截止特性，而光能对电能转换元件PE101的两端可依需要选择性并联辅助电阻R500，以提供及向负电压路；e、如图6所示为本专利技术串设电阻及辅助蓄电装置构成随动型负电压供给电路例，为由在驱动讯号源与高输入阻抗型晶体管Q101输入端之间，串联由电阻R400及由电容或二次可放充电电池所构成的辅助蓄电装置ESD101并联构成的电阻及辅助蓄电装置并联组，以及在驱动讯号源与电阻R400及辅助蓄电装置ESD101并联组的连接点，其中的任意一侧与驱动正电压讯号源另一端并联辅助电阻R500，以借驱动讯号源或来自电能发光元件EL101，操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件PE101受光发电，产生正电压供驱动高输入阻抗型晶体管Q101，除驱动高输入阻抗型晶体管Q101外，同时对电阻R400辅助蓄电装置ESD101并联组中的电阻R400形成电压降，以对辅助蓄电装置ESD101两端充入负电压，当正电压讯号源中断时，储存于辅助蓄电装置ESD101的负电压经辅助电阻R500，对高输入阻抗型晶体管Q101的输入端形成负电压，以改善其截止特性；f、如图7所示为本专利技术串设季纳二极管及辅助蓄电装置并联组构成随动型负电压供给电路例，为由在驱动讯号源与高输入阻抗型晶体管Q101的输入端之间，串联由电容或二次可放充电电池所构成的辅助蓄电装置ESD101，与季纳二极管ZD101所并联构成的季纳二极管及辅助蓄电装置并联组，并在季纳二极管ZD101及辅助蓄电装置ESD101并联组两端与驱动讯号源另一端间，分别并联辅助电阻R500及R500′，以借驱动讯号源或来自电能发光元件EL101，操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件PE101受光发电，产生正电压供驱动高输入阻抗型晶体管Q101，除驱动高输入阻抗型晶体管Q101外，同时借季纳二极管ZD101季纳电压在辅助蓄电装置ESD101两端形成电压降，以对在辅助蓄电装置ESD101两端充入负电压，当正电压讯号源中断时，储存于辅助蓄电装置ESD101的负电压经辅助电阻R500及R500′对高输入阻抗型晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于：通过匹配电能发光元件如ＬＥＤ、灯泡、其他电能转光能的发光元件或环境自然光源等，及与其耦合的光能对电能转换元件如晶系或非晶系光能对电能池，可在受光时产生微电流的电压型驱动电能，供输往高输入阻抗型晶体管如微型或功率型场效应型晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）或绝缘闸双载子晶体管（ＩＧＢＴ）或其他高输入阻抗型晶体管或模组的闸极（ＧＡＴＥ）与射极（ＥＭＩＴＴＥＲ）作驱动导通，并同时借驱动用的正电压电能对随动型负电压供给电路装置储存电能，供在截止时，产生对一个或一个以上的高阻抗晶体管闸极及射极输入负电压以利截止。

【技术特征摘要】
1.一种晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于通过匹配电能发光元件如LED、灯泡、其他电能转光能的发光元件或环境自然光源等，及与其耦合的光能对电能转换元件如晶系或非晶系光能对电能池，可在受光时产生微电流的电压型驱动电能，供输往高输入阻抗型晶体管如微型或功率型场效应型晶体管(MOSFET)或绝缘闸双载子晶体管(IGBT)或其他高输入阻抗型晶体管或模组的闸极(GATE)与射极(EMITTER)作驱动导通，并同时借驱动用的正电压电能对随动型负电压供给电路装置储存电能，供在截止时，产生对一个或一个以上的高阻抗晶体管闸极及射极输入负电压以利截止。2.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其主要构成含一高输入阻抗型晶体管(Q101)为由一个或一个以上各种高输入阻抗型晶体管元件所构成，含单组单极性或双组逆极性并接或桥式模组的高输入阻抗型晶体管，如场效应型晶体管(MOSFET)或绝缘闸双载子晶体管(IGBT)，或其他高输入阻抗型晶体管或模组或闸流体构成的主动元件，或构成逻辑运算或资料记忆储存电路装置或感测电路装置或构成其他电路以接受正电压电能驱动讯号所驱动，或依需要选择设置共同或个别匹配选定数目的光能对电能转换元件(PE101)以驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)；一光能对电能转换元件(PE101)为由受光时产生电能输出的晶系或非晶系光电池或其他型态能将光能转为电能的元件所构成，供接受环境光源或电能发光元件(EL101)的光能，再转换为高于高输入阻抗型晶体管(Q101)最低需求驱动电压，以供驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)；前述电能发光元件(EL101)为由一个或一个以上发光二极管LED、灯泡等能将电能转为光能的元件所构成，其与光能对电能转换元件(PE101)的匹配状态，为所输出光能可使光能对电能转换元件(PE101)产生最低需求的驱动电压，并借由一个或一个以上电能发光元件(EL101)驱动一个光能对电能转换元件(PE101)，或由一个或一个以上电能发光元件(E(L101))，供共同驱动一个光能对电能转换元件(PE101)，或由两个或两个以上电能发光元件(EL101)，各别独立驱动光能对电能转换元件(PE101)，或由两个或两个以上电能发光元件(EL101)同时驱动两个或两个以上光能对电能转换元件(PE101)，此电能发光元件(EL101)，可依电路需要选择设置一个或一个以上或不设置；一随动型负电压供给电路装置(VB101)为由固态或机电式元件所构成，为于截止时提供负电压以输往高输入阻抗型晶体管(Q101)的控制闸极及射极，以利于高输入阻抗型晶体管(Q101)的截止，当操控驱动正电压电能讯号来临时，或当光能对电能转换元件(PE101)接受可将电能发光元件(EL101)或环境的光源，而产生正电压供驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)时，此时随动型负电压供给电路装置(VB101)则同时借输入的正电压讯号电能进行负电压储能，当输往高输入阻抗型晶体管(Q101)的正电压讯号中断时，则由随动型负电压供给电路装置(VB101)，对高输入阻抗型晶体管(Q101)的控制闸极及射极输入负电压以利于截止转态；此项随动型负电压供给电路装置(VB101)的负电压电能，可为来自光能对电能转换元件，包括来自共同光能对电能转换元件(PE101)或另行独立设置的光能对电能转换元件(PE102)，或来自其他驱动讯号源的正电压电能；其负电压储能包括借由机电换能性元件或电感性元件或电容性元件或可充放电二次电池或超级电容等或其他型态电能储存装置所构成，以储存来自供驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)正电压的电能为特征；一负载元件(LD101)含由输入电能产生机械能、光、热或电化学效应的负载，或其他电阻性、电容性、电感性等负载或晶体管或二极管或其他各种固态电子或机电式负载元件构成的功率负载，或作为后级放大功能的电路负载，或供作讯号传输的负载，或供作资料储存或读出或消除或运算的负载，或作为感测电路装置或其他电路负载，以接受高输入阻抗型晶体管(Q101)的操控。3.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其电能发光元件(EL101)与光能对电能转换元件(PE101)及随动型负电压供给电路装置(VB101)，可依结构需要而呈独立结构相互耦合或部份或全部呈互相耦合的密封结构状态。4.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其电能发光元件(EL101)与光能对电能转换元件(PE101)及随动型负电压供给电路装置(VB101)，依结构需要可部份或全部呈与高输入阻抗型晶体管(Q101)呈分离设置，或为一体模组包装的结构。5.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其各种相关电路元件可为集成电路或电路板或直接连接的开放式结构或混合型结构。6.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其电能发光元件(EL101)驱动电源可为交流或直流电流以驱动灯泡，或由直流电能驱动发光二极管LED或雷射光源或其他电能激发电能发光元件所构成，或由环境自然光源所取代。7.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为由高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端并联电感(L101)，以在来自外部讯号源，或来自电能发光元件(EL101)操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件(PE101)，供于驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)的正电压讯号源中断时，借由电感(L101)对高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端产生反向负电压以改善其截止特性。8.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为由高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端并联电感(L101)及电容(C101)组，以在来自外部讯号源，或来自电能发光元件(EL101)操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件(PE101)，供于驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)的正电压讯号源中断时，由并联电感(L101)及电容(C101)组对高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端产生反向负电压，以改善其截止特性。9.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为由高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端与驱动正电压讯号源之间串联电感(L101)，以在来自外部讯号源，或来自电能发光元件(EL101)操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件(PE101)，供于驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)的正电压讯号源中断时，由与驱动正电压讯号源之间串联电感(L101)对高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端产生反向负电压，以改善其截止特性；而光能对电能转换元件(PE101)的两端可依需要选择性并联辅助电阻(R500)，以提供反向负电压的回路。10.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为由高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端与驱动正电压讯号源之间串设呈并联的电感(L101)及电容(C101)组构成，以借来自外部讯号源或来自电能发光元件(EL101)操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件(PE101)，供于驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)的正电压讯号源中断时，由高输入阻抗型晶体管(Q101)与驱动正电压讯号源之间，串设呈并联的电感(L101)及电容(C101)组构成并联谐振，对高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端产生反向负电压，以改善其截止特性；而光能对电能转换元件(PE101)的两端可依需要选择性并联辅助电阻(R500)，以提供反向负电压的回路。11.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为在驱动讯号源与高输入阻抗型晶体管(Q101)输入端之间，串联由电阻(R400)及由电容或二次可放充电电池所构成的辅助蓄电装置(ESD101)并联构成的电阻及辅助蓄电装置并联组，以及在驱动讯号源与电阻(R400)及辅助蓄电装置(ESD101)并联组的连接点，其中的任意一侧与驱动正电压讯号源另一端并联辅助电阻(R500)，以驱动讯号源或来自电能发光元件(EL101)，操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件(PE101)受光发电，产生正电压供驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)，除驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)外，同时对电阻(R400)辅助蓄电装置(ESD101)并联组中的电阻(R400)形成电压降，以对辅助蓄电装置(ESD101)两端充入负电压，当正电压讯号源中断时，储存于辅助蓄电装置(ESD101)的负电压经辅助电阻(R500)，对高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端形成负电压，以改善其截止特性。12.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为在驱动讯号源与高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端之间，串联由电容或二次可放充电电池所构成的辅助蓄电装置(ESD101)，与季纳二极管(ZD101)所并联构成的季纳二极管及辅助蓄电装置并联组，并在季纳二极管(ZD101)及辅助蓄电装置(ESD101)并联组两端与驱动讯号源另一端间，分别并联辅助电阻(R500)及(R500′)，以借驱动讯号源或来自电能发光元件(EL101)，操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件(PE101)受光发电，产生正电压供驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)，除驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)外，同时季纳二极管(ZD101)的季纳电压在辅助蓄电装置(ESD101)两端形成电压降，以对在辅助蓄电装置(ESD101)两端充入负电压，当正电压讯号源中断时，储存于辅助蓄电装置(ESD101)的负电压经辅助电阻(R500)及(R500′)对高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端形成负电压，以改善其截止特性。13.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为在驱动讯号源与高输入阻抗型晶体管的输入端之间，并联具预力结构的压电效应元件(PZ101)，此压电效应元件包括各种具压电效应的元件，并借预力结构对其作预力压缩，使其常态呈负电压状态输往高输入阻抗型晶体管(Q101)，而来自驱动讯号源或来自电能发光元件(EL101)，操控所耦合具选定输出电压的光能对电能转换元件(PE101)受光发电，产生正电压供驱动高输入阻抗型晶体管(Q101)，同时借压电效应使压电效应元件(PZ101)呈与预力方向呈相反的形变，而在正电压驱动讯号中断时，压电效应元件(PZ101)借预力恢复对高输入阻抗型晶体管(Q101)的输入端呈负电压状态，以改善其截止特性。14.如权利要求1所述的晶体管的光能对电能转换驱动电路，其特征在于其随动型负电压供给电路装置(VB101)可为在驱动讯号源与高输入阻抗型晶体管的输入端之间，逆极性串联具选定输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泰和，
申请(专利权)人：杨泰和，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]