181029. lajstromszámú szabadalom • Vezérelt diódás kapcsolót tartalmazó áramkör
5 181029 6 910 mikron és szennyezettségi koncentrációja 5-9- 1013 szennyező/cm3 tartományba esik. Az anód 18 tartomány p+ típusú vezetéssel rendelkezik, vastagsága 2—4 mikron és szennyezettségi koncentrációja 10!3 szennyező/cm3. A katód 24 tartománya n+ típusú vezetéssel rendelkezik, vastagsága 2—4 mikron, és szennyezettségi koncentrációja 1019 szennyező/cm3. Az anód és katód közti távolság jellemzően 120 mikron. A 10 kapcsolás optikai elválasztóként használható, mely az X és Y kapcsok között kis vagy nagy ellenállású utat jelent. Az A erősítő áramerősítése és nagy áramáteresztő képessége, valamint a VDK kapcsoló nagyfeszültségű és nagyáramú tulajdonságai kombinálódnak és nagyfeszültségű, nagyáramú kapcsolót eredményeznek. Ezen túlmenően a 10 kapcsolás viszonylag nagy elektromos ellenállást jelent a bemenő fényforrás (nem látható) és az X és Y kapcsok között. A Q1 és Q2 tranzisztorok kollektora és a Dl dióda anódja az X kapocsra vannak kötve. A Q2 tranzisztor emittere a B kapcson a VDK kapcsoló anódjára van kötve. A D2 dióda katódja a C kapcson a VDK kapcsoló vezérlő 30 elektródjára van kötve. A VDK kapcsoló katódja az Y kapocsra csatlakozik. A Dl dióda katódja a D2 dióda anódjára csatlakozik. A fényérzékeny bázisterülettel rendelkező Q1 tranzisztor a 10 kapcsolás bemenetéként szolgál. A Q1 tranzisztor kollektora és emittere között akkor alakul ki vezetés, ha a Q1 tranzisztor fényérzékeny bázisára elegendő fény érkezik. Amint az alábbi leírásból kitűnik, ha a Q1 tranzisztor fényérzékeny bázisára elegendő fény érkezik, viszonylag kis ellenállású út jön létre az X és Y kapcsok között és vezetés akkor létesül az X kapocs felől az Y kapocs felé, ha az X kapocs potenciálja egy előre meghatározott értékkel pozitívabb az Y kapocsnál. Ha a Q1 tranzisztor fényérzékeny bázisára jutó fény nem elegendő, a kör gyakorlatilag szakadt (nagy ellenállású út) az X és Y kapcsok között. A VDK kapcsoló „BE” (vezető) állapotában az anód 18 tartomány potenciálja pozitívabb, mint a vezérlő 12 félvezetőalap és 20 tartományé és a katód 24 tartományé, és áram folyik az anód 18 tartományból a katód 24 tartományba a 16 és 22 tartományokon keresztül. Az anód 18 tartomány és katód 24 tartomány közötti vezetés gátlódik vagy megszakad, ha a vezérlő 12 félvezetőalap és 20 tartomány potenciálja kellően pozitívabb, mint az anód 18 tartományé, és a katód 24 tartományé. A vezetés gátlásához vagy megszakításához szükséges pozitív potenciál többlet nagysága a VDK kapcsoló félvezető tartományainak geometriájától és szennyezettségétől függ. A 10 kapcsolás úgy működtethető, hogy kapcsolási funkciót lásson el és optikai elválasztó erősítő áramkörként szolgáljon. Ha a Q1 tranzisztor fényérzékeny bázisát fényjel éri, a Q1 és Q2 tranzisztorok úgy lesznek vezérelve, hogy elősegítsék a rajtuk átfolyó áramot. A 12 félvezető alap (a VDK kapcsoló vezérlő elektródja) illetve a 24 tartomány (a VDK kapcsoló katódja) egy olyan függőleges n—p—n tranzisztor kollektoraként és emittereként szolgálnak, amelynek bázisa a 16 test és a 22 tartomány. Az anód 18 tartományból a katód 24 tartományba történő vezetés olyan alapáramként szolgál, mely elősegíti a 12 félvezető alapból a katód 24 tartományba történő vezetését. Az X kapocsból a Ql, Q2 tranzisztorokon a 18 tartományon (VDK kapcsoló anódja), a 16 testen és a 22 és 24 tartományokon (VDK kapcsoló katódja) keresztül egy első vezetési út jön létre az Y kapocsba. Az X kapocsból egy második vezetési út is létrejön az Y kapocsba a Dl, D2 diódán, a 20 tartományon, a 12 félvezető alapon, a 16 testen és a 22 és 24 tartományokon át. A fent leírt működés azáltal valósul meg, hogy a Q2 tranzisztor kollektor-emitter feszültségét kisebbnek választjuk a Dl és D2 diódák együttes előfeszültségénél. Ez biztosítja, hogy a C kapocs potenciálja (a VDK kapcsoló vezérlő potenciálja) kevésbé pozitív a B kapocsénál (a VDK kapcsoló anódpotenciálja) a vezetés alatt. Ez biztosítja, hogy vezetés jön létre az anód 18 tartomány és a katód 24 tartomány között. Ha a Q1 tranzisztor fényérzékeny bázisának megvilágítását megszüntetjük, a Q1 és Q2 tranzisztort lezárásba vezéreltük és a rajtuk átfolyó áram megszakad. A B kapocs potenciálja most a C kapocsé alá esik, így a VDK kapcsoló „KI” állapotba lesz kapcsolva. Ez minden vezetést megszakít az X és Y kapcsok között. így ekkor viszonylag nagy az X és Y kapcsok közötti ellenállás. Az X és Y kapcsok között a legnagyobb feszültségesés az anód 18 tartomány (B kapocs) és a katód 24 tartomány (Y kapocs) között van, és a Q2 tranzisztor kollektor-emittere között viszonylag csekély. A Q2 tranzisztor kollektor-emitter feszültsége olyan, hogy a B kapocs potenciálja elegendően kevésbé pozitív, mint a C kapocsé, ami azt biztosítja, hogy a VDK kapcsolót „KI” állapotba vezéreltük. A fentiekből kitűnik, hogy az LS szinteltoló áramkör anélkül biztosít előfeszítést a VDK kapcsoló vezérlő 30 elektród számára, hogy külön előfeszültség forrásra lenne szükség. Biztosít továbbá egy váltakozó áramú utat a „BE” állapot folyamán, amely csökkenti az A erősítőn átfolyó nagy áramot. A 3. ábrán egy 100 kapcsolást mutatunk be, mely az XI és Y1 kapcsok közé csatlakozik és nagyon hasonlít a 10 kapcsoláshoz. A 100 kapcsolás A] erősítőt, vezérelt diódás VDK1 kapcsolót és LSI szinteltoló áramkört tartalmaz. Az A1 erősítő tartalmaz egy p—n—p Q3 tranzisztort, n—p—n Q4 tranzisztort, és erősítő/kapcsolóként tekinthető. A Q3 tranzisztor emittere a GH tranzisztor kollektorára, és a Q3 tranzisztor kollektora a Q4 tranzisztor bázisára csatlakozik. Az LSI szinteltolóáramkör sorba kötött p-n D3 és D4 diódákat tartalmaz. A Q3 tranzisztor bázisa (II bemeneti pont) nem fényérzékeny, ellentétben a Q1 tranzisztorral az 1. ábrán. A 100 kapcsolás működése nagyon hasonló a 10 kapcsoláséhoz, azzal a különbséggel, hogy a bemenő jel a Q3 tranzisztor bázisára elektromos kontaktuson keresztül kapcsolódik, nem pedig fotocsatolással, és az A1 erősítő erősítése különbözhet az A erősítő erősítésétől. A 4. ábrán az X2 és Y2 kapcsok közé kapcsolt 102 kapcsolást mutatjuk be, mely nagyon hasonló a 100 kapcsoláshoz. A 102 kapcsolásban olyan A2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
