本发明专利技术提供一种能够在维持抗噪声特性的同时缩小半导体芯片的光耦合装置。具有发光元件、第一和第二光电二极管、第一和第二反相放大器及比较器。第一光电二极管将接收的光信号转换为第一电信号。第一反相放大器具有并联连接的第一反馈电阻和第一运算放大器，其输入端与第一光电二极管的阴极相连，从输出端输出第一信号。第二反相放大器具有并联连接的第二反馈电阻和第二运算放大器，输入端与第二光电二极管的阴极相连，从输出端输出第二信号。比较器接收第一和第二信号，输出比较放大后的信号。第一光电二极管的第一结电容与第一反馈电阻之积及第二光电二极管的第二结电容与第二反馈电阻之积被设定为相同值。第二结电容被设定为小于第一结电容。
【技术实现步骤摘要】
这里说明的实施方式(多个方式)整体上涉及光耦合装置。
技术介绍
光电稱合器等光稱合装置设有发光部和受光部。发光部位于输入侧，受光部位于输出侧。由受光部接收由发光部生成的光信号，并从该受光部输出转换为电信号后的信号。受光部上设置的放大器使用差动放大器和反相放大器等。若光耦合装置的放大器使用作为反相放大器的互阻放大器(TIAtrans-impedanceamplifier),则容易受到电源噪声的影响。为了抑制电源噪声的影响,而设置伪(dummy)互阻放大器和伪光电ニ极管。光电ニ极管由于在光耦合装置中使用的半导体芯片中占有较大面积，所以若将伪光电ニ极管搭载在光耦合装置上，则有不能縮小半导体芯片的占有面积的问题。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种能够在维持抗噪声特性的同时缩小半导体芯片的光率禹合装置。根据ー个实施方式，提供ー种具有发光兀件、第一光电ニ极管和第二光电ニ极管、第一反相放大器和第二反相放大器以及比较器的光耦合装置。第一光电ニ极管具有与低电位侧电源相连的阳极和阴极，接收由所述发光元件生成的光信号，并将该光信号转换为第一电信号。第一反相放大器具有并联连接的第一反馈电阻和第一运算放大器。所述第一反相放大器的输入端与所述第一光电ニ极管的阴极相连。从所述第一反相放大器的输出端输出将所述第一电信号反转而得的第一信号。第二光电ニ极管具有与所述低电位侧电源相连的阳极和阴极。第二反相放大器具有并联连接的第二反馈电阻和第二运算放大器。所述第二反相放大器的输入端与所述第二光电ニ极管的阴极连接，并从所述第二反相放大器的输出端输出第二信号。比较器接收所述第一信号和第二信号，并将所述第二信号作为基准电压，来比较所述第一信号与第二信号，输出比较放大后的信号。所述第一光电ニ极管的第一结电容与所述第一反馈电阻之积和所述第二光电ニ极管的第二结电容与所述第二反馈电阻之积被设定为同一值。所述第二结电容被设定为小于所述第一结电容。根据上述的结构，可以在维持抗噪声特性的同时缩小半导体芯片。附图说明图I是表示第一实施方式的光耦合装置的结构的电路图；图2是表示所述光耦合装置中使用的互阻放大器的结构和光电ニ极管的电路图；图3是表示所述光耦合装置中使用的互阻放大器和光电ニ极管的等效电路图；图4是表示伪光电ニ极管的芯片占有面积和伪互阻放大器的反馈电阻的芯片占有面积的和的变化相对所述光耦合装置中使用的伪光电ニ极管的面积变化的图。图5是表示变形例中使用的互阻放大器的结构的电路图；图6是表示第二实施方式的光耦合装置的结构的电路图；图7是表示将第二实施方式的光耦合装置中使用的伪光电ニ极管替换为MOS电容时的芯片占有面积的变化的图。具体实施例方式下面，參考附图来说明多个实施方式。附图中，同一附图标记表示相同或类似的部分。參考图I 图3来说明本专利技术的第一实施方式的光耦合装置。图I是表示光耦合装置的结构的电路图。图2是表示互阻放大器的结构的电路图。图3是表示互阻放大器的等效电路图。本实施方式中，将光电ニ极管的结电容与互阻放大器的反馈电阻之积及伪(dummy)光电ニ极管的结电容和伪互阻放大器的反馈电阻之积保持为相同值，同时缩小了半导体芯片。如图I所示，光耦合装置90中设有发光部50和受光部60。光耦合装置90通过I次侧的发光部50将所输入的电信号暂时变换为光信号,并通过2次侧的受光部60再次变换为电信号。光耦合装置90是光电耦合器。本实施方式中作为其他光耦合装置还可适用于中断器。发光部50设有发光二极管(LED light emitting diode) 13、端子Padl和端子Pad2。向端子Padl和端子Pad2输入电信号。发光二极管13将电信号转换为光信号。受光部60中设有比较器I、作为第一反相放大器的互阻放大器2、作为第二反相放大器的伪互阻放大器3、作为第一光电ニ极管的光电ニ极管11、作为第二光电ニ极管的伪光电ニ极管12和端子Pado。这些元件作为集成电路形成在半导体芯片内。光电ニ极管(PD)Il的阳极与低电位侧电源(接地电位)Vss相连，光电ニ极管(PD) 11的阴极与互阻放大器2的输入侧相连。光电ニ极管11将由发光二极管13生成的光信号转换为电信号，并输出转换为电信号后的信号SI。互阻放大器(TIA)2设置在光电ニ极管11和比较器I之间。互阻放大器2中，并联配置运算放大器2a和反馈电阻Rfbl。反馈电阻Rfbl的一端与互阻放大器2的输入侧相连，反馈电阻Rfbl的另一端与互阻放大器2的输出侧相连。互阻放大器2输入信号SI，并输出反转放大后的信号S2。伪光电ニ极管12的阳极与低电位侧电源(接地电位)Vss相连，伪光电ニ极管12的阴极与伪互阻放大器3的输入侧相连。伪光电ニ极管12通过例如铝板等来遮光。作为第二反相放大器的伪互阻放大器3被设置在伪光电ニ极管12和比较器I之间。伪互阻放大器3中，并联配置运算放大器3a和反馈电阻Rfb2。将反馈电阻Rfb2的一端与伪互阻放大器3的输入侧相连，将反馈电阻Rfb2的另一端与伪互阻放大器3的输出侧相连。伪互阻放大器3生成作为比较器I的基准电压使用的信号S3。互阻放大器2和伪互阻放大器3容易受到电源噪声的影响。为了避免电源噪声的影响，受光部60上设置的光电ニ极管11通常尺寸被设为与为产生基准电压而设置的伪光电ニ极管12相同。本实施例中，如后所述，縮小了构成受光部60的半导体芯片的尺寸。比较器I被设置在互阻放大器2和伪互阻放大器3与端子Pado之间。向比较器I输入信号S2和信号S3。比较器I将信号S3作为基准电压来比较信号S2与信号S3，并将比较放大后的信号作为输出信号Sout经端子Pado输出。互阻放大器2和伪互阻放大器3具有相同的电路结构。如图2所示，互阻放大器2和伪互阻放大器3中设有电流源14、NPN晶体管NTI、NT2、电阻R2和反馈电阻Rf。反馈电阻Rf对应于互阻放大器2的反馈电阻Rfbl或伪互阻放大器3的反馈电阻Rfb2。NPN晶体管NTl的集电极与节点NI相连，基极与光电ニ极管(PD)的阴极相连，发射极与低电位侧电源(接地电位)Vss相连。电阻R2的一端与高电位侧电源Vcc相连，另一端与节点NI相连。反馈电阻Rfbl的一端与光电ニ极管(PD)的阴极和NPN晶体管NTl的基极相连，另一端与输出侧的节点N2相连。NPN晶体管NT2的集电极与高电位侧电源Vcc相连，基极与节点NI相连，发射极与节点N2相连。电流源14的一端与节点N2相连，另一端与低电位侧电源(接地电位)Vss相连。电流源14向低电位侧电源(接地电位)Vss侧流过电流。该实施方式中，NPN晶体管NTl和NT2使用高频特性好的Si双极晶体管或SiGe双极晶体管。互阻放大器2和伪互阻放大器3与光电ニ极管可以表示为图3所示的这种等效电路。结电容Cp被标记为光电ニ极管11或伪光电ニ极管12的结电容。NPN晶体管NT2被标记为理想晶体管Q2。寄生电容Cl被标记为理想晶体管Q2的集电极-基极间的寄生电容。等效电阻rl被标记为使NPN晶体管NTl为理想晶体管Ql (未标记)的情况下的厄利(Early)效应形成的等效电阻。负载电阻r2是将电阻R2表示为负载电阻而成的。电导系数gm被标记为理想晶体管Ql的电导系数。反馈电阻Rf的一端与输入电压vl侧的电路(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光耦合装置，包括：发光元件；第一光电二极管，具有与低电位侧电源相连的阳极和阴极，所述第一光电二极管接收由所述发光元件生成的光信号，并将该光信号转换为第一电信号；第一反相放大器，具有输入输出端、以及并联连接的第一反馈电阻和第一运算放大器，所述输入端与所述第一光电二极管的阴极相连，所述第一反相放大器从所述输出端输出将所述第一电信号反转而得的第一信号；第二光电二极管，具有与所述低电位侧电源相连的阳极和阴极；第二反相放大器，具有输入输出端、以及并联连接的第二反馈电阻和第二运算放大器，且所述第二反相放大器的所述输入端与所述第二光电二极管的阴极相连，所述第二反相放大器从输出端输出第二信号；以及比较器，接收所述第一信号和第二信号，且将所述第二信号作为基准电压，来比较所述第一信号与第二信号，且输出比较放大后的信号；其中，所述第一光电二极管的第一结电容与所述第一反馈电阻之积及所述第二光电二极管的第二结电容与所述第二反馈电阻之积被设定为相同值，且所述第二结电容被设定为小于所述第一结电容。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：日高美树，佐仓成之，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：
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