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Title:
LIGHT RECEIVING UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/202323
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a light receiving unit (EM) having a first energy source (VQ1) consisting of two sub-sources (TQ1, TQ2), each of which is designed as a current source or a voltage source. A first connection contact (VSUP1) is formed on the upper face of the first sub-source (TQ1), and a second connection contact (VSUP2) is formed on the lower face of the second sub-source (TQ1). Each sub-source (TQ1, TQ2) has at least one semiconductor diode (D1, D2), wherein the first semiconductor diode (D1) has an absorption edge adapted to a first light wavelength (L1), and the second semiconductor diode (D2) has an absorption edge adapted to a second light wavelength (L2) which differs from the first light wavelength (L1) such that the first sub-source (TQ1) generates an electric voltage upon being irradiated with the first light wavelength (L1) and the second sub-source (TQ2) generates an electric voltage upon being irradiated with the second light wavelength (L2). The first semiconductor diode (D1) is connected in series so as to have the opposite polarization of the polarization of the second semiconductor diode (D2) such that the voltages generated by the first and the second semiconductor diode (D1, D2) at least partly compensate for each other.

Inventors:
LAUERMANN, Thomas (Beutingerstraße 41, Heilbronn, 74076, DE)
PEPER, Christoph (Geibelstraße 69, Hannover, 30173, DE)
KÖSTLER, Wolfgang (Badener Str. 185, Heilbronn, 74074, DE)
Application Number:
EP2018/000092
Publication Date:
November 08, 2018
Filing Date:
March 08, 2018
Export Citation:
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Assignee:
AZUR SPACE SOLAR POWER GMBH (Theresienstr. 2, Heilbronn, 74072, DE)
International Classes:
H01L31/167; G02F3/00; H01L31/0304; H03K17/78; H03K19/14
Domestic Patent References:
WO2017067632A12017-04-27
WO2017137150A12017-08-17
WO2013067969A12013-05-16
Foreign References:
US6043550A2000-03-28
US5113076A1992-05-12
EP3104422A12016-12-14
US4996577A1991-02-26
US20060048811A12006-03-09
US8350208B12013-01-08
DE2310053A11973-09-27
DE102016001388A2016-02-09
US4127862A1978-11-28
US6239354B12001-05-29
DE102010001420A12011-08-04
Other References:
KAZUTOSHI NAKAJIMA ET AL: "A RAPID OPTOELECTRONIC HALF-ADDER LOGIC COMPOSED OF A PAIR OF GAAS METAL-SEMICONDUCTOR-METAL PHOTODETECTORS", IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, USA, vol. 26, no. 4, April 1990 (1990-04-01), pages 619 - 621, XP000149712, ISSN: 0018-9197, DOI: 10.1109/3.53375
NADER M. KALKHORAN ET AL.: "Cobalt disilicide intercell ohmic contacts for multijunction photovoltaic energy converters", APPL. PHYS. LETT., vol. 64, 1994, pages 1980, XP000440949, DOI: doi:10.1063/1.111713
A. BETT ET AL.: "Photovoltaic Specialists Conference", 2008, IEEE, article "III-V Solar cells under monochromatic illumination", pages: 1 - 5
Attorney, Agent or Firm:
KOCH MÜLLER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Maaßstraße 32 / 1, Heidelberg, 69123, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Lichtempfangseinheit (EM) aufweisend eine erste Energiequelle (VQ1), wobei

- die erste Energiequelle (VQ1) zwei, jeweils als Stromquelle oder als Spannungsquelle ausgebildeten Teilquellen (TQl, TQ2) aufweist,

- ein erster Anschlusskontakt (VSUP1) an der Oberseite der ersten Teilquelle (TQl) und ein zweiter Anschlusskontakt (VSUP2) an der Unterseite der zweiten Teilquelle (TQl) ausgebildet ist,

- die erste Teilquelle (TQl) mindestens eine erste Halbleiterdiode (Dl) aufweist und die zweite Teilquelle (TQ2) mindestens eine zweite Halbleiterdiode (D2) aufweist,

- die erste Halbleiterdiode (Dl) eine an eine erste Lichtwellenlänge (LI) angepasste Absorptionskante und die zweite Halbleiterdiode (D2) eine an eine zweite Lichtwellenlänge (L2) angepasste Absorptionskante aufweist, so dass die erste Teilquelle (TQl) bei Bestrahlung mit der ersten Lichtwellenlänge (LI) und die zweite Teilquelle (TQ2) bei Bestrahlung mit der zweiten Lichtwellenlänge (L2) elektrische Spannung erzeugen,

- die erste Lichtwellenlänge (LI) von der zweiten Lichtwellenlänge (L2) um eine Differenzwellenlänge (D) verschieden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- die erste Halbleiterdiode (Dl) zu der zweiten Halbleiterdiode (D2) entgegengesetzt gepolt in Reihe geschaltet ist, so dass sich die von der ersten Halbleiterdiode (Dl) und die von der zweiten Halbleiterdiode (D2) erzeugten Spannungen zumindest teilweise kompensieren.

Lichtempfangseinheit (EM) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Teilquelle (TQl, TQ2) mehrere Halbleiterschichten aufweist, die Halbleiterschichten für jede Teilquelle (TQl, TQ2) stapeiförmig angeordnet sind, jede Teilquelle (TQl, TQ2) eine Oberseite und eine Unterseite aufweist und die Unterseite der ersten Teilquelle (TQl) auf der Oberseite der zweiten Teilquelle (TQ2) angeordnet ist und die erste Teilspannungsquelle (TQ1) und die zweite Teilspannungsquelle (TQ2) monolithisch integriert sind, so dass die beiden Teilquellen (TQ1, TQ2) einen gemeinsamen Stapel mit einer Vorderseite und einer Rückseite ausbilden.

3. Lichtempfangseinheit (EM) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtempfangseinheit einen ersten selbstsperrenden Transistor (TRI) aufweist, wobei der erste Anschlusskontakt (VSUPl) der ersten Energiequelle (VQl) mit dem Gate-Anschluss (G) des ersten Transistors (TRI) und der zweite Anschlusskontakt (VSUP2) der ersteh Energiequelle (VQl) mit dem Source-Anschluss (S) des ersten Transistors (TRI) verschaltet ist.

4. Lichtempfangseinheit (EM) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtempfangseinheit eine zweite Energiequelle (VQ2) aufweist, wobei die zweite Energiequelle (VQ2) im Wesentlichen baugleich mit der der ersten Energiequelle (VQl) ausgebildet ist.

5. Lichtempfangseinheit (EM) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Energiequelle (VQl) und der zweiten Energiequelle (VQ2) eine elektrisch isolierende Barriere angeordnet ist.

6. Lichtempfangseinheit (EM) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtempfangseinheit (EM) einen ersten selbstsperrenden Transistor (TRI) und einen zweiten selbstsperrenden Transistor aufweist, wobei

- der erste Transistor (TRI) als n-Kanal-Transistor ausgebildet ist und der zweite Transistor (TR2) als p-Kanal Transistor ausgebildet ist,

- der erste Anschlusskontakt (VSUPl) der ersten Energiequelle (VQl) mit dem Gate-Anschluss (G) des ersten Transistors (TRI) und der zweite Anschlusskontakt (VSUP2) der ersten Energiequelle (VQl) mit dem Source-Anschluss (S) des ersten Transistors (TRI) verschaltet ist und

- der erste Anschlusskontakt (VSUP1) der zweiten Energiequelle (VQ2) mit dem Gate-Anschluss (G) des zweiten Transistors (TR2) und der zweite Anschlusskontakt (VSUP2) der zweiten Energiequelle (VQ2) mit dem Source-Anschluss (S) des zweiten Transistors (TR2) verschaltet ist.

Lichtempfangseinheit (EM) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Teilspannungsquelle (TQl) und der zweiten Teilspannungsquelle (TQ2) eine Stromverteilerschicht (SV1) angeordnet ist.

Lichtempfangseinheit (EM) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilspannungsquelle (TQl) und / oder die zweite Teilspannungsquelle (TQ2) einen Verbindungshalbleiter aus der Stoffgruppe der III-Arsenid oder der III-Phosphide enthält oder aus besteht oder die erste Teilspannungsquelle (TQl) und / oder die zweite Teilspannungsquelle (TQ2) eine GaAs-Verbindung umfasst oder aus einer GaAs-Verbindung besteht.

Optokoppler (OPK) mit einer Lichtempfangseinheit (EM) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer Sendeeinheit (S), wobei

- die Sendeeinheit (S) und die Empfangseinheit (EM) voneinander galvanisch getrennt und miteinander optisch gekoppelt und in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind,

- die Sendeeinheit (S) mindestens eine erste Sendediode (SD1) mit der ersten Lichtwellenlänge (LI) und eine zweite Sendediode (SD2) mit der zweiten Lichtwellenlänge (L2) aufweist.

Description:
Lichtempfangseinheit

Die Erfindung betrifft eine Lichtempfangseinheit sowie einen die Lichtempfangseinheit umfassenden Optokoppler.

Lichtempfangseinheiten sind hinlänglich bekannt. In einem Optokoppler wird eine Lichtempfangseinheit mit einer Sendeeinheit kombiniert, wobei die beiden Einheiten galvanisch getrennt, jedoch optisch gekoppelt sind. Derartige Bauelemente sind aus der US 4 996 577 bekannt. Auch aus der US 2006 /0048811 AI, der US 8 350 208 Bl und der WO 2013/067969 AI sind optische Bauelemente bekannt.

In der DE 2 310 053 AI wird ein Feld aus lichtemittierenden Elementen und aus lichtempfangenden Elementen als Lichtempfangseinheit in logischer Anordnung beschrieben. Eine Lichtempfangseinheit mit zwei Empfangsdioden ist aus deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2016 001 388.5 bekannt.

Aus der US 4 127 862, der US 6 239 354 Bl, der DE 10 2010 001 420 AI, aus Nader M. Kalkhoran, et al, "Cobalt disilicide intercell ohmic contacts for multijunction photovoltaic energy Converters", Appl. Phys. Lett. 64, 1980 (1994) und aus A. Bett et al, "III-V Solar cells under monochromatic illumina- tion", Photovoltaic Specialists Conference, 2008, PVSC Ό8. 33rd IEEE, Seite 1-5, ISBN :978-l-4244-1640-0 sind skalierbare Spannungsquellen oder auch Solarzellen aus III-V Materialien bekannt.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vor- richtung anzugeben, die den Stand der Technik weiterbildet.

Die Aufgabe wird durch eine Lichtempfangseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einen die Empfangseinheit umfassenden Optokopp- ler gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen .

Gemäß dem Gegenstand der Erfindung weist eine Lichtempfangseinheit eine erste Energiequelle auf.

Die erste Energiequelle weist zwei, jeweils als Stromquelle oder als Spannungsquelle ausgebildeten Teilquellen auf. Ein erster Anschlusskontakt ist an der Oberseite der ersten Teilquelle und ein zweiter Anschlusskontakt an der Unterseite der zweiten Teilquelle ausgebildet.

Die erste Teilquelle weist mindestens eine erste Halbleiterdiode und die zweite Teilquelle mindestens eine zweite Halbleiterdiode auf. Die erste Halbleiterdiode weist eine an eine erste Lichtwellenlänge angepass- te Absorptionskante und die zweite Halbleiterdiode weist eine an eine zweite Lichtwellenlänge angepasste Absorptionskante auf, so dass die erste Teilquelle bei Bestrahlung mit der ersten Lichtwellenlänge und die zweite Teilquelle bei Bestrahlung mit der zweiten Lichtwellenlänge elektrische Spannung er- zeugen.

Die erste Lichtwellenlänge ist von der zweiten Lichtwellenlänge um eine Differenzwellenlänge verschieden. Die erste Halbleiterdiode ist zu der zweiten Halbleiterdiode entgegengesetzt gepolt in Reihe d.h. antiseriell geschaltet, so dass sich die von der ersten Halbleiterdiode und die von der zweiten Halbleiterdiode erzeugten Spannungen zumindest teilweise kompensieren. Es sei angemerkt, dass unter der Bezeichnung Lichtwellenlänge, wobei insbesondere das Licht einer LED gemeint ist, die Zentralwellenlänge eines im Allgemeinen Gauß-förmigen Spektrums gemeint ist, welches beispielsweise bei einer typischen 850 nm-LED eine Hälbwertsbreite von 20-30 nm aufweist. Auch versteht es sich, dass die der Lichtwellenlänge entsprechende Photonenenergie etwas größer oder gleich der Bandlückenenergie der Absorptionsschichten der Halbleiterdioden ist. Des Weiteren sei angemerkt, dass der Unterschied, d.h. die Differenzwellenlänge zwischen der ersten Lichtwellenlänge und der zweiten Lichtwellenlänge wenigstens 40 nm beträgt.

Des Weiteren sei angemerkt, dass im Unterschied zu dem Stand der Technik sich in vorteilhafter Weise mit dem vorliegenden Stapelansatz Quellenspannungen der einzelnen Teilquellen oberhalb von 2V bzw. von bis zu 5V erzeugen lassen.

Es zeigte sich, dass durch eine Hintereinanderschaltung von mehreren Halb- leiterdioden zu einer Teilquelle sich die Quellenspannungen der Halbleiterdioden in erster Näherung addieren/Vorzugsweise liegt die Anzahl N der in Serie geschalteten Halbleiterdioden kleiner als zehn.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass sich durch die entgegengesetzte Polung der in Reihe geschalteten Teilquellen auf besonders einfache und zuverlässige Weise eine XOR Verknüpfung, also ein exklusives ODER mittels zwei optischen Signalen, nämlich der ersten und der zweiten Wellenlänge LI und L2, nachbilden lässt. Die Empfangseinheit weist hierbei lediglich zwei elektrische Anschlüsse auf. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich mittels der stapeiförmigen Anordnung der Halbleiterdioden im Vergleich zu der bisherigen lateralen Anordnung mit Siliziumdioden eine große Flächeneinsparung ergibt und eine kompakte Bauweise möglich ist. Eine XOR Verknüpfung eignet sich insbesondere für Schutz- Schaltungen für Leistungstransistoren.

In einer Weiterbildung weist jede Teilquelle mehrere Halbleiterschichten auf, wobei die Halbleiterschichten für jede Teilquelle stapeiförmig angeordnet sind und jede Teilquelle eine Oberseite und eine Unterseite aufweist. Die Unterseite der ersten Teilquelle ist auf der Oberseite der zweiten Teilquelle angeordnet. Die erste Teilspannungsquelle und die zweite Teilspannungsquelle sind monolithisch integriert, so dass die beiden Teilquellen einen gemeinsamen Stapel mit einer Vorderseite und einer Rückseite ausbilden.

Es versteht sich, dass vorzugsweise die gesamte Oberseite des Stapel mit Licht der ersten Lichtwellenlänge und / oder mit Licht der zweiten LichtweH lenlänge bestrahlt wird.

Gemäß einer anderen Weiterbildung weist die Lichtempfangseinheit einen ersten selbstsperrenden Transistor auf, wobei der erste Anschlusskontakt der ersten Energiequelle mit dem Gate-Anschluss des ersten Transistors und der zweite Anschlusskontakt der ersten Energiequelle mit dem Source- Anschluss des ersten Transistors verschaltet ist.

In einer alternativen Ausführungsform weist die Lichtempfangseinheit eine zweite Energiequelle auf, wobei die zweite Energiequelle im Wesentlichen baugleich mit der der ersten Energiequelle ausgebildet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der ersten Energiequelle und der zweiten Energiequelle eine elektrisch isolierende Barriere angeord- net.

In einer Weiterbildung weist die Lichtempfangseinheit einen ersten selbstsperrenden Transistor und einen zweiten selbstsperrenden Transistor aufweist, wobei der erste Transistor als n-Kanal-Transistor ausgebildet ist und der zweite Transistor als p-Kanal Transistor ausgebildet ist.

Der erste Anschlusskontakt der ersten Energiequelle ist mit dem Gate- Anschluss des ersten Transistors und der zweite Anschlusskontakt der ersten Energiequelle mit dem Source-Anschluss des ersten Transistors verschaltet. Der erste Anschlusskontakt der zweiten Energiequelle ist mit dem Gate- Anschluss des zweiten Transistors und der zweite Anschlusskontakt der zweiten Energiequelle mit dem Source-Anschluss des zweiten Transistors ver- schaltet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der ersten Teilspannungsquelle und der zweiten Teilspannungsquelle eine Stromverteilerschicht angeordnet.

In einer Weiterbildung enthält oder besteht die erste Teilspannungsquelle und / oder die zweite Teilspannungsquelle einen Verbindungshalbleiter aus der Stoffgruppe der III-Arsenid oder der III-Phosphide. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erste Teilspannungsquelle und die zweite Teilspannungsquelle eine GaAs-Verbindung oder besteht aus einer GaAs-Verbindung.

Ein erfindungsgemäßer Optokoppler weist eine Lichtempfangseinheit der vor- beschriebenen Art und einer Sendeeinheit, wobei die Sendeeinheit und die Empfangseinheit voneinander galvanisch getrennt und miteinander optisch gekoppelt und in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind.

Die Sendeeinheit umfasst mindestens eine erste Sendediode mit der ersten Lichtwellenlänge und eine zweite Sendediode mit der zweiten Lichtwellenlänge.

Es versteht sich, dass sofern die Photonenemission in dem Sendebaustein einer Modulation unterliegt, die Modulation eine modulierte Spannung verur- sacht, anders ausgedrückt, die Größe der erzeugten Energie verändert sich mit der Zeit.

Auch versteht es sich, dass mit dem Begriff in einem gemeinsamen Gehäuse insbesondere ein einziges Gehäuse verstanden wird, d.h. die Sendeeinheit und die Empfangseinheit weisen für sich genommen keine eigenen Gehäuse auf.

Es versteht sich, dass als Gehäuse insbesondere Vergussgehäuse verstanden sind. Derartige Gehäuse werden mittels eines sogenannten Moldprozesses hergestellt.

Bei einer stapeiförmigen Ausgestaltung der Teilquellen der Lichtempfangseinheit muss von der Sendediode oder der Lichtquelle nur eine kleine Empfangs- fläche, nämlich die Oberseite des Stapels der Lichtempfangseinheit beleuchtet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnun- gen beschriftet. Die dargestellten Ausführungsformen sind stark schematisiert, d.h. die Abstände und die lateralen und die vertikalen Erstreckungen sind nicht maßstäblich und weisen, sofern nicht anders angegeben, auch keine ableitbaren geometrischen Relationen zueinander auf. Darin zeigen, die

Figur 1 Ansicht auf eine erste erfindungsgemäße Ausfüh rungsform einer Lichtempfangseinheit,

Figur 2 eine Ansicht auf eine Schaltbild mit Ersatzschalbild der ersten Ausführungsform einer Lichtempfangseinheit,

Figur 3 eine Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Lichtempfangseinheit,

Figur 4 eine Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Optokopplers,

Figur 5 eine Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Optokopplers, Figur 6 eine Tabelle zum Schaltverhalten.

Die Abbildung der Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Lichtempfangseinheit EM mit einem monolithischen Aufbau.

Die Lichtempfangseinheit weist eine erste Energiequelle VQ1, bestehend aus einer ersten Teilquelle TQl und einer zweiten Teilquelle TQ2 auf, wobei die erste Energiequelle VQ1 als Stromquelle oder als Spannungsquelle ausgebildet ist.

Jede der beiden Teilquelle TQl, TQ2 weist mehrere Halbleiterschichten auf, wobei die Halbleiterschichten für jede Teilquelle TQl, TQ2 stapeiförmig angeordnet sind und aus einer GaAs-Verbindung bestehen. Die Halbleiterschichten bilden Dioden aus, so dass die erste Teilquelle TQl mindestens eine erste Halbleiterdiode Dl und die zweite Teilquelle mindestens eine zweite Halbleiterdiode D2 umfasst.

Die erste Teilquelle TQl ist auf der zweiten Teilquelle TQ2 angeordnet. Beide Teilquellen TQl und TQ2 bilden einen einzigen Stapel aus und sind monolithisch integriert und miteinander in Serie verschaltet, wobei die erste Diode Dl der ersten Teilquellen TQl und die zweite Diode D2 der zweite Teilquelle TQ2 zueinander entgegengesetzt gepolt angeordnet und elektrisch verbunden sind .

Ein erster Anschluss VSUP1 ist an einer Oberseite der TeilqueNe TQl und ein zweiter Anschluss VSUP2 an einer Unterseite der zweiten Teilquelle TQ2 als flächige Kontaktschicht angeordnet. Die mindestens eine erste Halbleiterdiode Dl weist eine einer ersten Lichtwellenlänge LI angepasste Absorptionskante und die mindestens eine zweite Halbleiterdiode D2 eine einer zweiten Lichtwellenlänge L2 angepasste Absorp- tionskänte auf, sö dass die erste TeilqueNe TQl bei Bestrahlung mit der ers- ten Lichtwellenlänge LI und die zweite Teilquelle TQ2 bei Bestrahlung mit der zweiten Lichtwellenlänge L2 elektrische Spannung erzeugen.

Die erste Lichtwellenlänge LI unterscheidet sich von der zweiten Lichtwellen- länge L2 durch eine Differenzwellenlänge D, wobei die Differenzwellenlänge wenigstens 40 nm beträgt.

Einfallendes Licht trifft immer zuerst auf die Oberseite der ersten Energiequelle VQ1, vorliegend also auf die Oberseite der ersten Teilquelle TQl auf. Anschließend durchläuft es die erste Teilquelle TQl und die zweite Teilquelle TQ2. Es versteht sich, dass die erste Teilquelle TQl eine größere Bandlücke als die zweite Teilquelle TQ2 aufweist.

Durch die entgegengesetzte Polung der Halbleiterdioden Dl und D2 der bei- den Teilquellen TQl und TQ2 weisen die erzeugten Spannung entgegengesetzte Vorzeichen auf, d.h. wenn die Lichtempfangseinheit gleichzeitig mit Licht der ersten Lichtwellenlänge LI und mit Licht der zweiten Lichtwellenlänge L2 bestrahlt wird, kompensieren sich die Spannungen zumindest teilweise. Während die kürzere Wellenlänge in der ersten Teilquelle TQl eine positive Spannung erzeugt, wird durch die längere Wellenlänge in der zweiten Teilquelle TQ2 eine negative Spannung erzeugt. Entsprechen sich die Spannungen dem Betrag nach, so beträgt die von der Lichtempfängereinheit EM erzeugte Spannung bei gleichzeitigem Einfall von Licht der ersten und zweiten Lichtwellenlänge LI und L2 nahezu oder genau Null.

In einer booleschen Darstellung ausgedrückt, entspricht das Stromverhalten zwischen den beiden Anschlüssen VSUP1 und VSUP2 einer XOR Verknüpfung. Wenn Licht mit nur einer der beiden Lichtwellenlängen LI oder L2 auf die Empfangseinheit EM trifft, lässt sich je nach Wellenlänge zwischen den beiden Anschlüssen VSUP1 und VSUP2 eine positive oder negative Spannung messen. Fällt gleichzeitig Licht der Wellenlängen LI und L2 ein, so kompensieren sich die von den Dioden Dl und D2 erzeugten Spannungen zumindest teilweise oder fast vollständig, so dass sich zwischen den beiden Anschlüssen VSUP1 und VSUP2 eine zumindest geringere negative oder positive Spannung oder deutlich geringere oder näherungsweise Null betragende Spannung einstellt. Fällt kein Licht mit einer Lichtwellenlänge LI oder L2 ein, so beträgt die sich zwischen den beiden Anschlüssen VSUP1 und VSUP2 einstellende Spannung zumindest näherungsweise Null, da keine der Dioden Dl oder D2 eine relevante Spannung erzeugt.

In der Abbildung der Figur 2 ist schematisch ein Schaltbild mit Ersatzschaltbild einer Lichtempfangseinheit EM dargestellt. Der zweite Anschluss VSUP 2 ist geerdet, am ersten Anschluss VSUP1 wird ein Ausgangssignal Vout abgegriffen. Vorzugsweise wirken die Dioden als Spannungsquelle.

Die Abbildung der Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtempfangseinheit EM. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu den Figuren 1 und 2 erläutert. Die Lichtempfangseinheit EM weist einen selbstsperrenden ersten Transistor TRI auf, wobei der zweite Anschluss VSUP1 der ersten Energiequelle VQ1 geerdet ist und der zweite Anschluss VSUP2 mit dem Gate-Anschluss G des ersten Transistors TRI verschaltet ist. An dem Drain-Anschluss D des ersten Transistors TRI liegt eine Versorgungsspannung VDD an und an dem Source- Anschluss S des Transistors wird das Ausgangssignal Vout abgegriffen .

Die erste Energiequelle schaltet den Transistor TRI, so dass das Ausgangs- Signal Vout bildet eine XOR Verknüpfung hinsichtlich des Einfalls von Licht der Wellenlängen LI und L2 aus.

Die Abbildung der Figur 4 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Optokopplers OPK mit einer Lichtempfangseinheit EM der vorbeschriebenen Art und einer Sendeeinheit S. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der Figur 1 erläutert.

Es versteht sich, dass der Optokoppler OPK gehäust ist, d.h. die genannten Bauelemente sind in dem gemeinsamen Gehäuse integriert. Sofern Senderbaustein S einen modulierten Photonenstrom aussendet, wird auch in dem Empfängerbaustein EM die Spannung und der Strom moduliert.

Der Sendebaustein S umfasst eine erste Sendediode SDl und eine zweite Sendediode SD2. Die erste Sendediode SDl weist die auf die mindestens eine erste Diode Dl der Lichtempfangseinheit EM abgestimmte erste Lichtwellenlänge LI auf.

Die zweite Sendediode SD2 weist die auf die mindestens eine zweite Diode D2 der Lichtempfangseinheit EM abgestimmte zweite Lichtwellenlänge L2 auf. Die erste Sendediode SDl weist zwei Anschlusskontakte auf, wobei an den beiden Anschlusskontakten eine erste Versorgungsspannung VDS1 anliegt.

Die zweite Sendediode SD2 weist ebenfalls zwei Anschlusskontakte auf, wo- bei an den beiden Anschlusskontakten eine zweite Versorgungsspannung VDS2 anliegt.

Die Lichtempfangseinheit EM weist eine Auswerteeinheit AWE auf, die parallel zu der ersten Energiequelle VQ1 verschaltet ist.

In der Abbildung der Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform einer vorteilhaften Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Optokopplers OPK dargestellt. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der Figur 3 und 4 erläutert.

Die Empfangseinheit EM weist neben der ersten Energiequelle VQ1 eine zweite Energiequelle VQ2 auf, wobei die zweite Energiequelle VQ2 mit der ersten Energiequelle VQ1 baugleich ausgebildet ist. Zwischen der ersten Energiequelle VQ1 und der zweiten Energiequelle VQ2 ist eine nicht elektrisch leitfähige erste Isolation IS1 angeordnet. Die Empfangseinheit EM ist gegenüber den beiden Sendedioden SD1 und SD2 mittels einer nicht elektrisch leitfähigen, optisch transparenten zweiten Isolati- on IS2 getrennt.

Die Energiequellen VQ1 und VQ2 sind entsprechend dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem ersten selbstsperrenden Transistor TRI bzw. einem zweiten selbstsperrenden Transistor TR2 verschaltet, wobei der erste Transistor TRI ein n-Kanal Transistor und der zweite Transistor TR2 ein p-Kanal Transistor ist.

Die Versorgungsspannung VDD liegt am Drain-Anschluss D des ersten Transistors TRI an, der Drain-Anschluss D des zweiten Transistors TR2 ist geer- det und die Source-Anschlüsse S der beiden Transistoren TRI und TR2 sind kurzgeschlossen. Das Ausgangssignal Vout wird zwischen den Source- Anschlüssen S der beiden Transistoren TRI und TR2 abgegriffen.

Der Einfall von Licht nur der ersten Sendediode SD1 erzeugt jeweils eine positive Spannung in den ersten Dioden Dl der beiden Energiequellen VQ1 und VQ2, wodurch der n-Kanal Transistor TRI leitet, während der p-Kanal Transistor sperrt. Das Ausgangssignal Vout entspricht der Versorgungsspannung VDD. Fällt nur Licht der zweiten Sendediode SD2 ein, so erzeugen die zweiten Dioden D2 der beiden Energiequellen VQ1 und VQ2 jeweils eine negative Spannung.

Der n-Kanal Transistor TRI sperrt, während der p-Kanal Transistor TR2 lei- tet. Das Ausgangssignal entspricht der in der zweiten Diode D2 der zweiten Energiequelle VQ2 erzeugten negativen Spannung.

Fällt gleichzeitig Licht der ersten und zweiten Sendediode SD1 und SD2 ein, so kompensieren sich jeweils die in den ersten Dioden Dl und den zweiten Dioden D2 der beiden Energiequellen VQl und VQ2 erzeugten Spannungen jeweils, so dass beide Transistoren TRI und TR2 sperren und das Ausgangssignal Vout Null beträgt. Die Tabelle der Figur 6 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Lichteinfall des Lichts der beiden Sendedioden SDl und SD2, dem Schaltzustand der beiden Transistoren TRI und TR2 und einem aus dem Ausgangssignal Vout gewonnen Schaltsignal Sout.