专利名称：纯电阻输出型有源光敏器件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纯电阻输出型一体化有源光敏器件，特别适 用于形成纯电阻输出型光电器件，其产品包括有源光敏电阻、模拟光 电耦合器、模拟光控电位器等产品。
背景技术：
传统的光敏器件从材料成分来讲主要包括化合物类和半导体类，如硫化镉光敏电阻(CdS)、硅光电二极管等。就其应用方便性来讲，光敏电阻属于纯电阻输出型无源器件，应用范围广，电路简单，问题在于2006年7月1日实施的欧共体环保指令(RoHS)将镉列为有害 物质，禁止采用。传统的硫化镉光敏电阻(中国专利ZL 200510048590.6; ZL 200420080002.8)、模拟光耦电阻(中国专利 ZL 02225334.3)及光控无触点电位器(中国专利ZL 00234995.7; ZL 200420005292.X)都采用光敏电阻作为光电载体，但受环保 要求的制约必将退出市场。发明内容本实用新型的目的是要提供一种该采用半导体集成电路技术，将
光敏元接收到的光信号转化为电信号，通过放大器放大，接通不同的 电阻阵列，形成纯电阻输出型光电器件，其产品包括有源光敏电阻、 模拟光电耦合器、光控电位器等产品。本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的本实用新型的 纯电阻输出型有源光敏器件，由 一光敏器件电路信号输入到放大器进 行放大输出线性电压，经逻辑控制单元模数转换，推动模拟开关阵列， 并接通相应的电阻阵列输出电阻。本实用新型所述光敏器件电路可以由光敏元件接收来自外界的 光线并完成光电转化，然后输入到放大器进行放大。在所述的光敏器 件电路也可以外加一发光二极管组合，输入端的电流变化弓I起发光二 极管的光变化，发光二极管光变化耦合到光敏元件上,输入到放大器 进行放大。本实用新型所述的放大器的下拉电阻Rv实现线性光电放大信号 输出，实现光电耦合。本实用新所述的放大器输出也可以连接逻辑单元、控制模拟开关 S和电阻R，实现光控线性纯电阻输出。本实用新型所述的光电二极管包括一硅光电二极管，所述硅光电 二极管与放大器电路的输入端电连接，并集成封装为一纯电阻输出型 有源光敏器件。所述的硅光电二极管为线性硅光电二极管，其通过金 属或氧化物镀膜构成人眼视觉敏感范围。在所述的纯电阻输出型有源 光敏器件内还设置有一门电路，其输入端与所述放大器电路的输出端 电连接，其输出端与三极管元器件的输入端电连接，所述三极管元器
件的输出端和接地端之间设置有一负载电阻，所述接地端和所述放大器电路的输出端之间通过一门限阀值电阻连接。所述三极管元器件为 场效应管或普通三极管或逻辑电路。所述放大器电路为一高灵敏度CMOS放大器电路。本实用新型与现有技术相比，具有显著的，且符合环保要求；可 广泛应用在替代镉化合物的光敏电阻、模拟光耦合器、光控数字电位 器等光电器件，并且集成度高，线性良好，使用简单，应用前景广阔 等优点。
图1是本实用新型的纯电阻输出型一体化有源光敏器件电路原 理图；图2是本实用新型实现的一种普通线性光耦电路原理图； 图3是本实用新型实现的一种纯电阻线性光耦电路原理图。具体实施例下面结合说明书附图来进一步详细描述本实用新型的工作原理 和构成。如附图1所示的纯电阻输出型一体化有源光敏器件，该器件 是集中在一个硅半导体晶元上混合集成电路。逻辑控制单元L左边部 分为带敏感元的纯电阻输出型有源光敏器件电路部分(见本专利人 ZL200520060170.5)，右边为模拟开关Sn及电阻阵列Rn。其工作原 理如下光敏元D1接收来自外界的光线并完成光电转化，然后输入
到放大器沙^舒放大，在通过Rv向逻辑控制单元L提供线性电压， 经过L进行模数转换、逻辑分析，直接推动不同的模拟开关阵列Sn， 并接通相应的电阻阵列输出Rn，最终达到输出一种光控线性纯电阻 器件的目的。该器件具有广泛的通用性，比较容易与其它器件配合， 实现光电线性控制。如图2所示的电路为本专利的一部分电路外加一发光二极管D2 组合。输入端W的电流变化引起D2的光变化P2光变化耦合到Dl 光敏元上，通过OP放大器的下拉电阻Rv实现线性光电输出OUT和 光电隔离效果，即线性光电耦合器。该器件可以实现输入、输出的线 性变化及光电隔离。其中发光电二极管D2可以是单个也可以是串、 并联结构组成的，高灵敏度CMOS线性放大器电路0P电连接有电源 正端VDD ，当可见光照射在所述硅光电二极管D1上时，由于光电效 应，硅光电二极管D1产生的电流直接被放大器电路OP放大数千倍 甚至上万倍，输出端OUT端就有随输入电流线性变化的电信号，从 而实现线性光电耦合的目的。如图3所示的电路为本专利电路外加一发光二极管D2组合。输 入端W的电流变化引起D2的光变化，D2光变化耦合到Dl光敏元上， 通过OP放大器、逻辑单元L、模拟开关Sn和电阻Rn实现光控线性 纯电阻输出和光电隔离效果，即通过附阁1实现的纯电阻线性光电耦 合器。该器件具有广泛的通用性，比较容易与其它器件配合，实现线 性电阻控制和光电隔离。
权利要求1、一种纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在于一光敏器件电路信号输入到放大器进行放大输出线性电压，经逻辑控制单元模数转换，推动模拟开关阵列，并接通相应的电阻阵列输出电阻。
2、 根据权利要求1所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在 于在所述光敏器件电路由光敏元件接收来自外界的光线并完成 光电转化，然后输入到放大器进行放大输出。
3、 根据权利要求2所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在 于，在所述的光敏器件电路外加一发光二极管组合，输入端的 电流变化引起发光二极管的光变化，发光二极管光变化耦合到 光敏元件上，输入到放大器进行放大，实现线性光电耦合输出。
4、 根据权利要求2或3皿的纯电阻输出型有源光敏器件，其特 征在于所述的放大器的下拉电阻Rv实现线性光电放大信号输 出。
5、 根据权利要求2或3所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特 征在于所述的放大器输出连接逻辑单元L、控制模拟开关Sn和 电阻Rn，实现光控线性纯电阻输出。
6、 根据权利要求3所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在 于，在所述的光电二极管包括一硅光电二极管，所述硅光电二 极管与放大器电路的输入端电连接，并集成封装为一纯电阻输 出型有源光敏器件。
7、 根据权利要求6所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在 于，在所述的硅光电二极管为线性硅光电二极管，其通过金属 或氧化物镀膜构成人眼视觉敏感范围。
8、 根据权利要求7所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在 于，在所述的纯电阻输出型有源光敏器件内还设置有一门电路， 其输入端与所述放大器电路的输出端电连接，其输出端与三极 管元器件的输入端电连接，所述三极管元器件的输出端和接地 端之间设置有一负载电阻，所述接地端和所述放大器电路的输 出端之间通过一门限阀值电阻连接。
9、 根据权利要求8所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在 于，所述三极管元器件为场效应管或普通三极管或逻辑电路。
10、 根据权利要求3所述的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在 于所述放大器电路为一高灵敏度CMOS放大器电路。
专利摘要本实用新型涉及一种纯电阻输出型一体化有源光敏器件，特别涉及形成纯电阻输出型光电器件，其产品包括有源光敏电阻、模拟光电耦合器、模拟光控电位器等产品。本实用新型的纯电阻输出型有源光敏器件，其特征在于一光敏器件电路信号输入到放大器进行放大输出线性电压，经逻辑控制单元模数转换，推动模拟开关阵列，并接通相应的电阻阵列输出电阻。该系列产品有显著的实用性，且符合环保要求。可广泛应用在替代镉化合物光敏电阻、模拟光耦合器、数字电位器等光电器件，使用简单，应用前景广阔。
文档编号H01L27/144GK201017886SQ200620016100
公开日2008年2月6日 申请日期2006年12月1日 优先权日2006年12月1日
发明者开 王, 郑国恩 申请人:深圳市欧恩光电技术研究所