[发明专利]叠堆状的光耦合器组件

说明书

技术领域

本分明涉及一种叠堆状的光耦合器组件。

背景技术

由DE 100 11 258 A1、US 2014 004 234 4 A1、US 2014 021 208 5 A1、DE 33 17 054 A1、US 2006 006 095 5 A1、US 4 127 862、DE 3 633 181 A1和US 4 996 577已知不同的光耦合器组件。

发明内容

在这种背景下本发明的任务在于，说明一种扩展现有技术的设备。

所述任务通过具有权利要求1的特征的叠堆状的光耦合器组件来解决。本发明的有利构型是从属权利要求的主题。

根据本发明的主题，提供一种叠堆状的光耦合器组件，所述光耦合器组件具有：具有发射区域的发射组件，其中所述发射区域具有表面；以及具有接收区域的接收组件，其中所述接收区域具有表面；以及板状的电绝缘体，其中所述绝缘体构造在发射组件和接收组件之间，所述发射组件和所述接收组件以及所述绝缘体叠堆状地彼此重叠地布置并且所述绝缘体具有上侧和下侧。所述发射组件和所述接收组件在电方面彼此分离然而在光学方面彼此耦合，其中所述绝缘体至少对于所述发射组件的发射波长的一部分透明，并且所述发射区域的表面的重心线(Schwerelinie)和接收区域的表面的重心线基本上或精确地相互平行，两个重心线之间的错位小于相应的重心线与发射区域的表面的外棱边或与接收区域的表面的外棱边的距离的一半或十分之一或五十分之一，从而发射组件的光主要或仅仅通过绝缘体作用到接收组件上或作用到接收区域的表面上并且作用到接收区域上，并且绝缘体在所有侧上从叠堆凸台状地凸出，并且接收组件具有N个相互串联的部分电压源，其中N是自然数并且N≥2，各个部分电压源的部分电压彼此的偏差小于20％，并且部分电压源中的每一个具有半导体二极管，所述半导体二极管具有p-n结，并且在各两个相继的部分电压源之间构造有隧道二极管，其中部分电压源和隧道二极管一起单片式地集成。

要注意的是，术语“表面的重心线”在此理解为所述表面在表面重心的位置处的法线。换言之，如果两个表面的重心线平行，则分别对应的面也彼此平行，其中在此所述表面视为平的或至少视为几乎平的。如果在此在两个彼此平行的重心线之间不存在间距，则朝叠堆方向看两个面重心准确重叠地布置。特别地，表面四边形地、优选正方形地并且最优选矩形地构造。要注意的是，术语“表面”在此优选是尤其没有接触系统或金属化的平的表面。

也不言而喻的是，借助半导体二极管的p-n结来分离借助光的入射产生的电子空穴对，并且因此产生相应的部分电压，由此所述部分电压总是电化学的电势差。优选地，也可以在p层和n层之间布置本征掺杂层。

也要注意的是，术语“板状”理解为具有优选两个平行的且分别平的板面的板，其中所述平的面构造在板的上侧和下侧上。

D1至D4。二极管D1至D4具有没有示出的p-n结。在各两个相继的部分电压源之间分别布置有隧道二极管TD1至TD3。部分电压源和隧道二极管TD1至TD3一起单片式地集成。

此外，发射组件和接收组件以所谓“模具(Dies)”的形式存在，即作为没有封装的组件。发射组件除发射区域以外还具有背侧，并且接收组件除接收区域以外还具有背侧。换言之，发射组件和接收组件作为模具优选分别直接布置在绝缘体上方或绝缘体下方。总而言之，整个叠堆优选作为没有封装的组件存在。此外要注意的是，数量N优选等于四。

不言而喻，术语“透明”应理解为至少在发射波长的范围中小的吸收度。优选地，吸收度相对于入射强度小于20％或小于10％，最优选小于5％。

此外不言而喻，在接收组件中、更确切地说在接收区域中，半导体二极管彼此具有基本上相同的或精确相同的半导体层顺序，所述半导体层具有相同的或基本上相同的半导体材料，并且通过二极管的串联连接所述接收组件的总电压是部分电压的和。由此，能够通过简单的方式实现相应的半导体二极管的几乎相同的部分电压。优选地，部分电压在叠堆的任意两个半导体二极管之间偏差小于10％。此外要注意的是，随着单个二极管与绝缘体的间距的增大，吸收区域的厚度、对此各个二极管的总厚度强烈地、优选指数地增大。

一个优点是，通过在接收组件中多个单片二极管的新式的叠堆状布置以及高的光敏感度能够制造非常紧凑且小的光耦合器组件。尤其能够实现所发射的光的直接耦合输入，即在透射的光到达接收组件之前，光以短的路径经过了绝缘体。