[发明专利]一种光控光闸及其集成电路

说明书

技术领域

本发明属于计算机集成电路技术，具体涉及一种光控光闸及其集成电路。

背景技术

现有的计算机技术是通过集成晶体管电路中电子开关的组合，组成逻辑关系，来控制电子的流动与截止，实现计算功能，其特点为大规模的电子开关的集成，信号通过电子的流动来实现运算，其不足之处为：1、信号与控制信号的电能是混合的，信息运算的量越大，芯片中能耗越大，提高精度才能减小集成电路的能耗，现在芯片精度已至纳米级，即原子级别，故集成电路性能已至极限；2、信号的输入与输出是按位数输入输出，不能实现平行运算；3、集成电路的输入输出端是由导线来实现的，由于工艺限制，管脚是有限的，对其运算能力有很大影响。综上所述，一种可以解决上述集成电路的不足的新的集成电路，将是未来计算机技术的发展趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过光线控制光线通断、节能的光控光闸及其集成电路，来代替传统的集成晶体管电路。

实现本发明目的的技术方案是：

一种光控光闸，包括控制单元和通断单元，所述控制单元包括第一光源和至少一个光电转换单元、设在第一光源和光电转换单元之间的分光元件，所述通断单元包括由一PN结与一光闸并联的光闸电路、与光闸光入口对应的第二光源，所述控制单元的光电转换单元与通断单元的光闸电路连接。

一种光控光闸集成电路，包括控制单元、若干个通断单元和光耦合单元，所述控制单元包括第一光源和若干个光电转换单元、设在第一光源和所述光电转换单元之间的分光元件，所述通断单元包括由一PN结与一光闸并联的光闸电路、与光闸光入口对应的第二光源，所述控制单元的光电转换单元分别与所述各通断单元的光闸电路连接，所述光耦合单元与各通断单元中的光闸光出口对应。

所述光闸包括两块平行的金属片和夹在两金属片之间的电偏转晶体。

所述分光元件为棱镜。

所述光电转换单元串联有第一电阻，所述光闸电路上串联有第二电阻。

本发明可以通过第一光源的光线控制另一束第二光源光线的通断，使控制能量与计算的信号分离，可以减少能耗。利用光控光闸构成的集成电路则可以大大降低集成电路中晶体管能量，能够实现计算机信息的平行运算。本发明其结构简单，生产成本低廉，是实现光子计算机代替晶体管计算机的一种途径。

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供的光控光闸，包括一控制单元1和通断单元2（1），所述控制单元1包括第一光源L和一光电转换单元A1、设在第一光源L和光电转换单元A1之间的分光元件D1，光电转换单元A1串联有第一电阻R1，所述通断单元2（1）包括由一PN结PN1与一光闸C1并联的光闸电路和与光闸电路串联的第二电阻R′1、与光闸C1光入口对应的第二光源T1，控制单元1的光电转换单元A1通过第一电阻R1与通断单元2（1）的光闸电路的P端连接；所述光闸C1包括两块平行的金属片和夹在两金属片之间的电偏转晶体；所述分光元件D1为棱镜，或者为光栅等。

本发明提供的光控光闸集成电路，包括一控制单元1、若干个通断单元2（1）、2（2）、…、2（n）和一光耦合单元3，所述控制单元1中除了包括第一光源L外，还包括若干个光电转换单元A1、A2、…、An，分光元件D1设在第一光源L和所述光电转换单元A1、A2、…、An之间，各通断单元2（1）、2（2）、…、2（n）的结构完全相同，它们分别由PN结PN1、PN2、…、 PNn与光闸C1 、C2、…、 Cn并联成光闸电路，各光闸电路中光闸C1 、C2、…、 Cn的光入口分别对应第二光源T1、 T2 、…、Tn，控制单元的各光电转换单元A1、A2、…、An分别通过第一电阻R1、 R2、…、Rn与各通断单元2（1）、2（2）、…、2（n）的光闸电路的P端连接，所述光耦合单元3与各通断单元2（1）、2（2）、…、2（n）中的光闸C1 、C2、…、 Cn的光出口对应，将第二光源T1、 T2 、…、Tn耦合后形成光束T，光耦合单元3为棱镜D2。

光控光闸的工作原理：