Brevet FR2317816A1 — publié le 19770204

la presente invention concerne un circuit de commutation destiné à produire un signal de sortie à la commande d'u@ cu plusieurs signaux d'entrée qui sont complètement isolés des circuits de sortie par des composants électro-luminescents qui commandent des circuite de commutation sensibles à la l@- mière. Les procédés d'isolement optique sont bien connus dans la technique des circuits de-commande. Selon ces procédés, un composant électroluminescent de tout type voulu est couplé optiquement avez un composant sensible à la lumière, comme une photo-diode, un photo-transistor, un photo-thyristor ou autre. Jusqu-'à présent, les circuits de commutation de sortie qui comportaient un composant sensible a la lumière comprenaient également des transistors à connexion composée sous la forme généralement connue sous le nom de circuit Darlington dans lequel deux transistors sont connectés selon une connexion composée en formant une unité à trois bornes dont l'étage de sortie de puissance n'introduit qu'une distorsion extrêmement réduite. Mais ces circuits n'ont été utilisée que pour des commutations par tout ou rien et lorsque plusieurs de ces dircuits sont nécessaires, il y a lieu de reproduire le circuit comples pour réaliser les étages voulus en parallèle. Un circuit de commutation selon l'invention comporte plusieurs composants électroluminescents qui attaquent optique. ment un nombre correspondant de composants sensiblas à la lii mière,comme des photo-transistors ou des photo-thyristors ousimilaires. Les composants photosensioles du circ@it de sortie comprennent une seule connexion co@posée, ou circuit Darlington, afin de produire les signaux de sortie en fonction de l'état des signaux d'entrée qui sont spoliqués aux omposantgélectroluminescents d'entrée.Ainsi, des composants communs produisent un signal de sortie, ce qui évite la nécessité d'utiliser plusieurs circuits Darlington séparés, un pour chacun des compo@ sants électroluminescents d'entrées L'invention sera décrite- plus eu: d-taii en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs at sur lequel : La figure 1 est un schéma dt-m mode e réalisation de l'in- vention comprenant deux transistors seneibles à la lumière qui attaquent un circuit de sortie comportant one paire Darlingten de base commune, et la figure 2 est un schéma d'un second mode de réalisation de l'invention dans lequel l'un des composants de commutation sensibles à la lumière du circuit de sortie consiste en un thyristor photosensible et dans lequel les composants électroluminescents reçoivent des signaux d'entrée sous forme d'impulsions. La figure 1 est un schéma représentant plusieurs composants semi-conducteurs qui peuvent consister en des composants séparés interconnectés sur une plaque de circuit commune, ou qui peuvent consister en un ensemble hybride de semi-conducteurBrfialisé en une ou plusieurs plaquettes communes. Que ce circuit soit réalisé en composants discrets ou sous forme d'un circuit hybride ou intégré, il comporte sept bornes 10 à 16 parmi lesquelles les bornes 10 à 13 sont les bornes d'entrée tandis que les bornes 14,15 et 16 sont les bornes de sortie qui peuvent être connectées à différentes sources d'alimentation ou autres. Les bornes 10 et 11 sont connectées directement à une diode électroluminescente 20 et les bornes 12 et 13 sont connectées directement à une diode électroluminescente 21. Les bornes 11 et 12 peuvent consister en une borne commune mais il est pré férable qu'elles soient séparées si l'utilisateur du, circuit souhaite que les entrées des diodes électroluminescentes 20 et 21 soient isolées. La diode électroluminescente 20 est couplée optiquement avec un photo-transistor 22 qui consiste en un transistor NPN et ,de même, la diode électroluminescente 21 est couplée optiquement avec le photo-transistor NPN 23. Les composants 20 et 22 sont enfermés dans un bottier commun représenté schématiquement par le trait pointillé 24 et les composants 21 et 23 sont également enfermés dans un bottier commun représenté schématiquement par le trait pointillé 25. Le collecteur d'un transistor 30 d'alimentation principal, qui est aussi du type NPN, est connecté à la borne 14 et son émetteur est connecté à la borne 16 par l'intermédiaire d'une diode 31. L'émetteur du photo-transistor 22 est connecté à la borne 15.N'importe quel circuit d'attaque voulu peut-maintenant être connecté aux bornes 10 à 16 dans le but d'obtenir aux bornes de sortie 15-et 16 des signaux qui dépendent des différents signaux d'entrée aux bornes 10 à 13. La configuration de base du circuit comprenant le phototransistor 23 qui est un transistor de signaux et du transistor de puissance 30 est celle d'une paire Darlington classique, mais dans laquelle le transistor 23 est sensible à la lumière. Le circuit diffère d'une paire Darlington classique par la présencedu photo-transistor 22 connecté au point de jonction entre l'émetteur du transistor 23 et la base du transistor 30. La figure 1 illustre une manière selon laquelle le circuit de base peut être attaqué au moyen d'un circuit multivibrateur bistable 35 dont les sorties A et B sont connectées aux bornes 10 à 13. Le circuit multivibrateur bistable peut passer de l'état logique avec la sortie A positive à l'état logique avec la sortie R positive, à la commande de signaux d'entrée appropriés que des circuits logiques classiques appliquent aux bornes d'entrée 36 et 37. Si l'on suppose que la sortie A du circuit bistable est positive, la diode- électroluminescente 21 est excitée et elle fournit de lténergie lumineuse à la base sensible à la lumière du photo-transistor 23. Cette énergie lumineuse débloque le photo-transistor 23, en supposant que les tensions de polarisation appropriées soient appliquées entre les bornes 14, 15 et 16, et le transistor d'alimentation principal 30 est également débloqué. Il faut noter que la diode électroluminescente 20 n'est pas excitée et que le transistor 22 ntest pas conducteur. Si maintenant le circuit bistable bascule avec sa sortie B positive, la diode électro-luminescente 20 est excitée et excite à son tour la base sensible à la lumière du phototransistor 22. Ce dernier est débloqué, de sorte qu'il peut par exemple réduire la polarisation de la base du transistor 30 qui se bloque. il apparaît facilement qu'un grand nombre de circuits d'attaque de types différents permettent de commander le circuit de base de la fifflIre 1. il faut remarquer que le circuit de la figure 1 comporte une diode 31 entre l'émetteur du transistor 30 et la borne 16. Le circuit de base peut fonctionner d'une façon satisfaisante sans cette diode. wais elle apporte certains avantares supplémentaires à l'utilisateur du circuit. Ainsi, suivant le potentiel auquel l'émetteur du photo-transistor 22 est connecté, la diode 31 peut polariser en opposition la jonction émetteur-base du transistor de puissance 30 > ce qui en réduit ainsi la dissipation au minimum si cette jonction émetteur-base se présente dans ltétat d'avalanche. Le circuit de la figure 2 comporte des composants similaires à ceux du circuit de la figure 1 et là également, ces composants peuvent être réalisés sous forme de composants discrets, ou sous forme d'un circuit hybride ou d'un circuit intégré. Ainsi, un circuit commun est constitué avec six bornes 10, 11, 12, 13, 14 et 16. Il faut noter que le circuit de la figure 2 ne comporte pas la borne 15 de la figure 1. Les bornes 10 et ll sont étalement connectées à la diode électroluminescente 20 tandis que les bornes 12 et 13 sont connectées à la diode électroluminescente 21. En outre, la diode électroluminescente 21 est couplée optiquement avec le photo-transistor 23 et les bornes 14 et 16 sont connectées au collecteur et à l'émetteur du transistor de puissance 30. La configuration de base du circuit de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 en ce qu'il comporte un thyristor 40 photosensible et une diode 42 à la place du transistor 22 de la figure 1. Le thyristor 40 est couplé optiquement avec la diode électroluminescente 20. Les composants 20 et 40 peuvent être enfermés dans un bolier commun représenté par le trait pointillé 41. Les composants du circuit de la figure 2 se prêtent d'euxmêmes à différents types da configurations d'entrée et de sortie mais conservent l'utilisation de base de la paire Darîington constituée par les transistors 23 et 30 dans le circuit de sortie. Le circuit de la figure 2 fonctionne en circuit à déblocare par impulsion et blocage par impulsion quand des sources d'impulsions appropriées sont connectées aux bornes 10 à 13, et qu'un circuit de polarisation approprié et un circuit de charre sont connectés aux bornes 14 et 16. ans le circuit de la fi.lure 2, une première impulsion appliquée aux bornes 12 et 13 entratne l'application à une charge connectée à la borne 16 de l'alimentation provenant d'une source connectée à la borne 14. Une seconde impulsion appliquée aux bornes 10 et 11 supprime l'alimentation à la borne 16. En fonctionnement, quand une impulsion appropriée est appliquée aux bornes 10 et ll de la figure 2, la diode électroluminescente 20 émet de la lumière qui déclenche à l'état de conduction le thyristor photosensible 40. Quand ce photothyristor 40 est débloqué, il applique un courant de base au transistor de puissance 30, de sorte que l'alimentation provenant d'une source de tension appropriée connectée à la borne 14 est transférée à une charge connectée à la borne 16. En outre, quand le photo-thyristor 40 est déclenché, il se verrouille et maintient le transistor 30 à état conducteur pendant tout ce tempos. Ainsi, même si le signal appliqué aux bornes 10 et Il est une impulsion (re-présentée schématiquement sur la figure 2), le thyristor 40 reste conducteur quand l'impulsion est disparue et il maintient le transistor d'alimentation 30 à l'état conducteur entre son collecteur et son émetteur. Lorsqu'il y a lieu de bloquer le transistor d'alimentation 30, une impulsion est appliquée aux bornes 12 et 13, comme le montre schématiquement la figurez Cette impulsion excite la diode électroluminescente 21 qui émet une impulsion lumineuse qui,à son tour, déclenche le photo-transistor 23 de signal de la paire lvarlinSrton. Le transistor 23 devient conducteur entre son collecteur et son émetteur, et il court-circuite la diode 42 et le photo-thyristor 40 pendant une durée suffisante pour que le photo-thyristor 40 retrouve son état de blocae dans le sens direct. Il faut remarquer que les impulsions de blocage appliquées aux bornes 12 et 13 doivent être plus lona-ues que le temps nécessaire au photo-thyristor 40 pour retrouver ses caractéristiques de blocage dans le sens direct. Quand le transistor 40 a récupéré son état de blocage dans le sens direct et que le signal provoquant l'émission de lumière par la diode 21 est disparu , le transistor 23 se bloque. Ceci supprime le signal à la base du transistor 30 et le circuit d'alimentation principal entre les bornes 14 et 16 est ouvert. il est évident qu'un rand nombre de circuits différents peuvent être associés au circuit de base de la figure 2. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportés aux circuits décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention. ' > TVENDT CA9'TO'S I - Circuit de commutation, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs composants électroluminescents qui fournissent des signaux optiques d'entrée à un nombre correspondant de composants semi-condueteurs sensibles à la lumière, les composants sensibles à la lumière étant connectés dans un circuit de sortie faisant partie d'une seule connexion composée, par exemple un circuit Darîington, et la disposition étant telle que les signaux de sortie sont produits en fonction de l'état des signaux d'entrée appliqués aux composants électroluminescents. 2 - Circuit de commutation, caractérisé en ce qu'il comporte un premier et un second composant électroluminescent comprenant un premier et un second ensemble de bornes, un premier et un second composant semi-conducteur photosensible couplés optiquement avec le premier et le second composant électroluminescent respectivement, le premier et le second composant semi-conducteur photosensible passant entre l'état conducteur et l'état non conducteur en fonction des variations du signal lumineux de sortie du premier et du second composant électroluminescent correspondant, le premier composant semiconducteur photosensible consistant en un photo-transistor avec un émetteur et un collecteur et le circuit comportant également un transistor de puissance qui comprend un émetteur, un collecteur et une base, le photo-transistor et le transistor de puissance étant connectés dans une configuration Darlington selon laquelle leurs collecteurs sont connectés entre eux et émetteur du premier photo-transistor est connecté à la base du transistor de puissance, ledit second composant semi-conducteur photosensible comportant une premiere et une seconde électrode connectées en série avec le collecteur et l'émetteur du photo-transistor et ladite première électrode dudit second composant semi-conducteur photosensible étant connectée àla base du transistor de puissance. 3 - Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second composant semi-conducteur phototensible consiste en un second photo-transistor. 4 - Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second composant semi-conducteur photosensible consiste en un thyristor. r - Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piioto-trasistor consiste en un transistor NPN. 6 - Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux photo-transistors sont des transistors NPN. 7 - Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte étalement une diode connectée en série avec le thyristor. 8 - Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte étalement une diode connectée en série avec le transistor de puissance. 9 - Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit thyristor et la diode sont connectés directement en série avec le premier photo-transistor.