CN1503476A - 光信号接收电路及光信号接收半导体器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光信号接收电路及光信号接收半导体器件，可以降低光信号接收电路的输出信号上产生的脉冲宽度失真。在变压器阻抗放大器(14、16)和差动放大器(20)之间设置电平移动电路(60)。在光电二极管(10)检测到光信号的光时，电平移动电路(60)使电压信号S1朝着与作为变压器阻抗放大器(14)的输出的电压信号S1变化的方向即振动方向相反的方向移动。这样一来，作为基准电压的电压信号S2位于电压信号S12的振幅的中央部分，可以防止差动放大器饱和工作时的影响波及输出信号。另外，即使在电压信号S1上产生拖尾(40)，也可以防止差动放大器受其影响，可以降低作为输出信号的数字信号上产生的脉冲宽度失真。

Description

光信号接收电路及光信号接收半导体器件

技术领域

本发明涉及用于数字信号传输光电耦合器和光电数字数据链路等使用的光信号接收电路和光信号接收半导体器件。

背景技术

图7是表示现有的数字式光信号接收电路5的电路构成的方框图，图8A和图8B是表示图7的光信号接收电路5各处电压波形的图。

如图7所示，现有的光信号接收电路5的构成具备：光电二极管10和12、变压器阻抗放大器14和16、差动放大器20、比较器22、输出电路24、以及遮光部30。

光信号输入光电二极管10，光电二极管10对应该光信号生成电流信号。该电流信号由变压器阻抗放大器14转换成电压信号。图8A的S1是该电压信号的一个例子。然后，该电压信号S1输入差动放大器20。

另一方面，由于在伪光电二极管12上设有遮光部30，所以光信号不输入该光电二极管12，仅生成基于噪声等的电流信号。可以假定该基于噪声等的电流信号与光电二极管10一样产生。基于由光电二极管12生成的噪声等的电流信号，被伪变压器阻抗放大器16转换成电压信号。该电压信号由电压源V1仅升高电压V1后输入差动放大器20。图8A的S2是该电压信号的一个例子。另外，仅设置电压V1的偏移量是因为在没有变压器阻抗放大器14的输出、即电压信号S1的情况下，以使电压信号S2变成高的电压的方式，使比较器22的工作稳定。

差动放大器20对这些电压信号S1、S2的差值进行放大后输出平衡信号S3，而且输出使该平衡信号S3翻转的平衡信号S4。该平衡信号S3、S4的一个例子示于图8B。该平衡信号S3、S4输入比较器22。通过比较器22对平衡信号S3、S4进行整波，输出至输出电路24。输出电路24基于该平衡信号S3、S4输出数字信号。

但是，在上述光信号接收电路5中，当差动放大器20的工作区进入饱和区时，向平衡信号S3、S4输出饱和电压，存在不能得到正确的数字信号的问题。也就是说，若以平衡信号S3为例，则如图9所示，差动放大器20工作在非饱和区时，如实线所示，平衡信号S3可以描绘出与光电流相对应的正确波形。但是，差动放大器20工作在饱和区时，如虚线所示，平衡信号S3因差动放大器20的饱和电压而饱和，不能描绘出与光电流相对应的正确波形。使用这样的平衡信号S3、S4生成数字信号时，存在数字信号的脉冲宽度扩大的问题。

另外，在将光信号转换成电流信号的光电二极管10和变压器阻抗放大器14上，光信号由于光电二极管内的扩散电流而开始消失时，有时会发生如图8A所示的拖尾40。在电压信号S1上发生该拖尾40时，差动放大器20放大该拖尾40，结果产生使所输出的数字信号的脉冲宽度增大，或与下一脉冲结合的问题。也就是说，如图8所示，在电信号S1上发生拖尾(裾引き)40时，平衡信号S3和平衡信号S4的交叉点偏移，所输出的数字信号的脉冲宽度产生偏差42。

发明内容

本发明的光信号接收电路，其特征在于，具备：第1变压器阻抗放大器，将由输入了光信号的第1光电二极管所生成的第1电流信号转换成第1电压信号；基准电压生成电路，生成与上述第1电压信号独立的作为基准的电压的信号、即第2电压信号；电平移动电路，使上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压，向基于上述第1光电二极管的光信号的光的检测结果而生成的上述第1电压信号的振幅的中心电压与上述第2电压信号的电压接近的方向移动后输出；及差动放大器，输入由上述电平移动电路输出的上述第1电压信号和上述第2电压信号，放大该第1电压信号与第2电压信号之差。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第1电压信号的电压朝与上述第1电压信号变化的方向即振动方向相反的方向移动后输出。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：第1电阻，设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间；及运算电路，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第2电阻，所述第2电阻设置在上述基准电压生成电路的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第1电阻相同的电阻值。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述基准电压生成电路的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第2电压信号的电压朝上述第1电压信号变化的方向即振动方向移动后输出。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：第3电阻，设置在上述基准电压生成电路的输出和上述差动放大器的输入之间；及运算电路，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第4电阻，所述第4电阻设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第3电阻相同的电阻值。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述基准电压生成电路的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路对上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压进行移动，以便上述第2电压信号位于上述第1电压信号的振幅的中部。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出不经由其它电路直接输入上述差动放大器。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出经由其它电路间接输入上述差动放大器。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述基准电压生成电路具备第2变压器阻抗放大器，所述第2变压器阻抗放大器将由未输入光信号的第2光电二极管生成的第2电流信号转换成第2电压信号

本发明的光信号接收电路，其特征在于，具备：第1变压器阻抗放大器，将由输入了光信号的第1光电二极管生成的第1电流信号转换成第1电压信号；第2变压器阻抗放大器，将由未输入光信号的第2光电二极管生成的第2电流信号转换成第2电压信号；电平移动电路，使上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压，向基于上述第1光电二极管的光信号的光的检测结果生成的上述第1电压信号的振幅的中心电压与上述第2电压信号的电压接近的方向移动后输出；及差动放大器，输入由上述电平移动电路输出的上述第1电压信号和上述第2电压信号，放大该第1电压信号与第2电压信号之差。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第1电压信号的电压朝与上述第1电压信号变化的方向即振动方向相反的方向移动后输出。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：第1电阻，设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间；及运算电路，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第2电阻，所述第2电阻设置在上述第2变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第1电阻相同的电阻值。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述第2变压器阻抗放大器的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第2电压信号的电压朝上述第1电压信号变化的方向即振动方向移动后输出。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：第3电阻，设置在上述第2变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间；及运算电路，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第4电阻，所述第4电阻设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第3电阻相同的电阻值。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述第2变压器阻抗放大器的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路对上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压进行移动，以便上述第2电压信号位于上述第1电压信号的振幅的中部。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出不经由其它电路直接输入上述差动放大器。

所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出经由其它电路间接输入上述差动放大器。

本发明的光信号接收半导体器件，其特征在于，具备光信号接收电路，该光信号接收电路具备在一个半导体芯片上形成的第1光电二极管和第2光电二极管，上述第1光电二极管形成在上述半导体芯片上，输入光信号以生成第1电流信号，上述第2光电二极管形成在上述半导体芯片上，不输入光信号地生成第2电流信号；在上述半导体芯片上形成的上述光信号接收电路具备：第1变压器阻抗放大器，将上述第1电流信号转换成第1电压信号；第2变压器阻抗放大器，将上述第2电流信号转换成第2电压信号；电平移动电路，使上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压，向基于上述第1光电二极管的光信号的光的检测结果生成的上述第1电压信号的振幅的中心电压与上述第2电压信号的电压接近的接近方向移动后输出；及差动放大器，输入由上述电平移动电路输出的上述第1电压信号和上述第2电压信号，放大该第1电压信号与第2电压信号之差。

附图说明

图1是对实施方式1涉及的光信号接收电路的电路构成进行说明的方框图。

图2A、图2B和图2C是表示图1的光信号接收电路各处的电压波形的图。

图3是表示实施方式1涉及的光信号接收电路的运算电路的构成的电路图。

图4是表示图3的运算电路的变化例的图。

图5是表示实施方式2涉及的光信号接收电路的运算电路的构成的电路图。

图6是表示图5的运算电路的变化例的图。

图7是对现有的光信号接收电路的电路构成进行说明的方框图。

图8A、图8B是表示图7的光信号接收电路各处的电压波形的图。

图9是表示作为差动放大器输出的电压信号饱和时的电压波形和不饱和时的电压波形的图。

图10是改变图1的光信号接收电路后，光电二极管检测到光信号的光时，对作为变压器阻抗放大器输出的电压信号下降的光信号接收电路的电路构成进行说明的方框图。

图11是说明电平移动电路对作为基准电压的电压信号的电压进行控制时的光信号接收电路的电路构成的方框图。

图12A、图12B和图12C是表示图11的光信号接收电路各处的电压波形的图。

图13是改变图11的光信号接收电路后，光电二极管检测到光信号的光时，对作为变压器阻抗放大器输出的电压信号下降的光信号接收电路的电路构成进行说明的方框图。

图14是对光信号接收电路的电路构成的一例进行说明的方框图，该光信号接收电路通过其他电路的一个例子、即通过缓冲器将电平移动电路的输出输入至差动放大器。

图15是说明电平移动电路对由光信号产生的电压信号(检测出光时电压上升)的电压、以及作为基准电压的电压信号的电压这两个电压进行控制时的光信号接收电路的电路构成的方框图。

图16是说明电平移动电路由光信号对放大的电压信号(检测出光时电压下降)的电压、以及作为基准电压的电压信号的电压这两个电压进行控制时的光信号接收电路的电路构成的方框图。

具体实施方式

(实施方式1)

实施方式1涉及的光信号接收电路在差动放大器的前段设置电平移动电路(level shift circuit)，该电平移动电路使基于光信号的电压信号的电压向下移动，由此抑制在输出信号上产生的拖尾的影响。以下更详细地进行说明。

图1是对本实施方式涉及的光信号接收电路50的电路构成进行说明的方框图，图2A、图2B和图2C是表示该光信号接收电路50各处的电压波形的图。

如图1所示，本实施方式涉及的光信号接收电路50构成为，在上述光信号接收电路5的差动放大器20的前段，增加电平移动电路60。另外，与上述图7的光信号接收电路5一样的部分使用相同的符号。而且，在本实施例中，图1所示的各元件和各电路形成在一个半导体芯片上，构成光信号接收半导体器件的一部分。

本实施例涉及的电平移动电路60具备电阻62和64、峰值保持电路70、缓冲器电路72和74、以及运算电路76。变压器阻抗放大器14的输出与电阻62的一端和峰值保持电路70连接，电阻62的另一端与差动放大器20的输入连接。

峰值保持电路70是将变压器阻抗放大器14的输出、即电压信号S1的峰值保持预定时间的电路。也就是说，如图2A所示，电压信号S1输入峰值保持电路70，输出仅将该峰值维持了预定时间的电压信号S10。该电压信号S10输入缓冲器电路72。从该缓冲器电路72输出的电压信号S10输入运算电路76。

另一方面，伪变压器阻抗放大器16的输出与电压源V1连接，而且与缓冲器电路74的输入连接。因此，由变压器阻抗放大器16输入的电压信号S11经由缓冲器电路74输入运算电路76。

在电压源V1和差动放大器20的输入之间***电阻64。在本实施例中，该电阻64的电阻值与电阻62的电阻值相同。也就是说，设置电阻64以使差动放大器20的输入侧的电阻值与电阻62侧一致。因此，在本实施例中，电阻64不是必需设置的元件。另外，电阻62和差动放大器20的输入之间的节点N1与运算电路76连接。

在本实施例中，该运算电路76是将节点N1的电压向下方仅移动电压信号S1的峰值电压的1/2的电路。也就是说，在生成如图2A所是的电压信号S1的情况下，节点N1的电压信号S12如图2B所示，形成向下方仅移动峰值电压的1/2的电压波形。

因此，在本实施方式中，将这样向下方移动电压的电压信号S12输入差动放大器。另一方面，来自变压器阻抗放大器16的电压信号S11仅偏移电压V1，经由电阻64输入差动放大器20。为此，即使在电压信号S12上发生拖尾40，也可以如图2B所示，拖尾40的影响不波及平衡信号S3、S4。

图3是表示本实施例涉及的运算电路76的电路构成的一例的图。如该图3所示，本实施例涉及的运算电路76具备电阻R301～R304、NPN型双极晶体管Q301、Q302、Q306～Q309、PNP型双极晶体管Q303～Q305。

具体而言，从缓冲器电路72来的电压信号S10输入至输入端子IN1，从缓冲器电路74来的电压信号S1输入至输入端子IN2。电压信号S10由电阻R301转换成电流I1，电压信号S11由电阻R304转换成电流I3。电流I1通过由晶体管Q301、Q302构成的第1电流反射镜电路CM1反射，作为电流I2输出。另外，电流I3通过由晶体管Q308、Q309构成的第2电流反射镜电路CM2反射，作为电流I4输出。

电流I2通过由晶体管Q303、Q304、Q305构成的第3电流反射镜电路CM3反射，变成电流I5。该电流I5输入由晶体管Q306、Q307构成的第4电流反射镜电路CM4，而且第2电流反射镜电路CM2的输出电流14也连接至同一节点，所以，第4电流反射镜电路CM4的输出电流16如下式所示。

I6＝I5-I4＝I1-I3            (1)

其中，上述电流反射镜电路CM1～CM4的发射比都是1∶1。另外，输入端子IN1的电压是电压信号S1的峰值的电压，另外输入端子IN2的电压是作为基准的电压信号S11的电压，所以，分别相当于电流I1和I3之差的电流I6成为与电压信号S1的振幅相对应的电流。

因此，例如将图1的电阻62设计成电阻R301一半的值，而且将电阻R301和电阻R304的值设计成相同，将输出端子IN3连接至节点N1，从节点N1引出电流I6，从而使节点N1的电压如图2B所示，仅下降电压信号S1的脉冲峰值(振幅)的一半。为此，作为基准电压的电压信号S2基本位于电压信号S12的信号脉冲振幅的中央。这样一来，可以向所输入的光信号输出忠实的平衡信号S3、S4。这种情况下，在电压信号S1、S12上即使有由光电二极管12内的扩散电流等引起的拖尾40，由于该拖尾40位于比作为基准电压的电压信号S2低的电压侧，所以可以防止其影响表现在平衡信号S3、S4上。其结果，可以在作为该光信号接收电路50的输出信号的数字信号上不发生脉冲宽度失真。

另外，在图3的运算电路76中，将图1的电阻62设计成电阻R301一半的值，使节点N1的电压下降为电压信号S1的振幅的一半，但也可以如图4所示，通过使电阻62与电阻R301为相同的值，使晶体管Q306的发射极大小为晶体管Q307的发射极大小的2倍，从而使电流I6的值为电流I1-I3的一半。也就是说，也可以在电阻62＝电阻R301的基础上，使第4电流反射镜电路CM4的反射比为2∶1。

如以上所述，根据本发明涉及的光信号接收电路50，在用光电二极管10检测到光信号时，使电压信号S1向与作为变化方向的振动方向相反的方向仅移动其振幅的一半，生成电压信号S12，所以，作为基准信号的电压信号S2位于电压信号S12的振幅中央部分，因此，即使位于下一级的差动放大器20饱和工作，也可以如图2C所示，使平衡信号S3、S4在振幅中央交叉，可以防止其影响波及光信号接收电路50的输出信号。另外，即使在电压信号S1上发生拖尾40，由于该拖尾40是比作为基准电压的电压信号S2低的电压，所以可以防止拖尾40影响差动放大器20。为此，在作为该光信号接收电路50输出的数字信号上，可以大幅降低脉冲宽度失真的产生。

另外，在变压器阻抗放大器14的输出与差动放大器20的输入之间设置电阻62，而且在变压器阻抗放大器16的输出与差动放大器20的输入之间设置电阻64，将该电阻64的电阻值设置成与电阻62一样。为此，可以将差动放大器20的输入偏流等引起的误差抑制在最小限度。

另外，由于在变压器阻抗放大器16的输出与运算电路76之间设置缓冲器电路74，所以可以减轻变压器阻抗放大器16的输出，而将负载电流引起的误差抑制在最小限度。再有，由于在峰值保持电路70与运算电路76之间设置缓冲器72，所以，可以减轻峰值保持电路70的负载，而延长峰值保持电路70的电压保持时间，而且可以将负载电流引起的误差抑制在最小限度。

另外，在本实施方式中，运算电路76将电压信号一度转换成电流来进行运算，所以，可以成为比保持电压不变进行运算的方法简单的结构。另外，由于使运算电路76的输出为高阻抗，所以可以几乎不影响差动放大器20本来的动作，可以抑制节点N1的电压。

(实施方式2)

实施方式2改变了上述实施方式1涉及的运算电路76的电路构成。在本实施方中，光信号接收电路50的整体构成也与上述图1一样。

图5是表示实施方式2涉及的运算电路76的电路构成的图。如该图5所示，本实施方式涉及的运算电路76在图3的运算电路中增加第5电流反射镜电路CM5而构成。该第5电流反射镜电路CM5由PNP型双极晶体管Q401～Q403构成，其反射比为1∶1。

如该图5所示的运算电路76也与图3所示的运算电路76一样工作。也就是说，电流I26如下式表示。

I26＝I25＝I22-I24＝I21-I23    (2)

也就是说，从输入端子IN1输入的电压信号S10由电阻R301转换成电流I21。该电流I21由第1电流反射镜电路CM1反射，作为电流I22输出。

另一方面，从输入端子IN2输入的电压信号S11由电阻R304转换成电流I23。该电流I23由第2电流反射镜电路CM2反射，作为电流I24输出。该电流I24由第5电流反射镜电路CM5反射，送入第1电流反射镜电路CM1的输出侧。

因此，通过第3电流反射镜电路CM3对电流I22-电流I24进行反射，作为电流I25输出。该电流I25由第4电流反射镜电路CM4反射，成为电流I26。为此，电流I26变为电流I21-电流I23，成为与电压信号S1的脉冲宽度相对应的电流。

因此，与上述实施方式1一样，如果将电阻62的值设计成电阻R301的一半的值，则可以在节点N1得到图2B所示的电压信号S12。另外，如图6所示，也可以使电阻62的电阻值与电阻R301的电阻值相同，使第4电流反射镜电路CM4的反射比为2∶1，这与上述实施方式1相同。

另外，本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变化。例如，运算电路76的电阻值和电流反射镜电路的反射比并不限于上述组合。也就是说，节点N1的电压也可以组合设定为电压信号S1的振幅的一半。换而言之，可以使电压信号S1的电压移动，以便使电压信号S2位于电压信号S12的振幅的中央部分。

另外，虽然是电压信号S2位于电压信号S12的振幅中央的情况下，所输出的数字信号的脉冲宽度失真变得最小，但不严格地位于中央也不会产生问题。也就是说，在实际应用上，只要电压信号S2位于电压信号的振幅的中央部分就足够了。

另外，即使替换上述运算电路76的NPN晶体管和PNP晶体管，也可以实现相同的工作。再有，上述运算电路76虽然使用双极型晶体管构成，也可以使用MIS晶体管(金属绝缘体半导体晶体管)构成。

另外，在上述实施方式中，分别设置变压器阻抗放大器14、16，但可以使用差动放大器整体构成它们。另外，缓冲器电路72、74是一般的电路，例如可以通过应用了差动放大器的电压跟随电路实现。

再有，在上述实施方式中，在光电二极管10检测到光信号的光的情况下，以电压信号S1的电压上升的光信号接收电路为例进行说明，但如图10所示，光电二极管10检测到光信号的光时，可以将本发明用于电压信号S1的电压下降的光信号接收电路。也就是说，在这种情况下，电平移动电路60可以是光电二极管10检测到光信号的光时，朝与电压信号S1变化的方向即振动方向相反的方向，移动电压信号S1的电压的电路。该图10的光信号接收电路的情况，由于电平移动电路60使节点N1的电压上升，而将电流送入节点N1。

另外，如图11所示，也可以在用光电二极管10检测到光信号的光的情况，使作为基准电压的电压信号S2朝电压信号S1改变的方向即振动方向移动。也就是说，图11的情况，当光电二极管10检测到光信号的光时，如图12A所示，电压信号S1上升。因此，图11的电平移动电路60将电流送入阻抗64和差动放大器20之间的节点N2，由此如图12B所示，使电压信号S2上升而生成电压信号S20，该电压信号S20位于电压信号S1的振幅中央部分。这样一来，也可以与上述实施方式1和实施方式2一样，减小在输出信号上产生的脉冲宽度失真。

再有，改变图11所示的光信号接收电路，如图13所示，在光电二极管10检测到光信号的光的情况下，也适用于电压信号S1的电压下降的光信号接收电路。

另外，上述电阻62、64也不必直接与差动放大器20的输入连接。例如，也可以如图14所示，经由缓冲器(射极跟随器等)80、82输入差动放大器20。该图14的例子的情况，电压信号12经由缓冲器80输入差动放大器20，电压信号S2经由缓冲器82输入差动放大器20。也就是说，从电平移动电路输出的电压信号也可以经由其它电路间接输入差动放大器20。这一点，其它光信号接收电路(例如图10、图11和图13)也一样。

另外，通过上述光信号接收电路的电平移动电路60，使电压信号S1或电压信号S2的电压移动，但也可以使电压信号S1和电压信号S2两者的电压移动。这种情况如图15所示，电压移动电路60从节点N1引出与电压信号S10和电压信号S11之差相对应的电流，将与电压信号S10和电压信号S11之差相对应的电流送入节点N2，电压信号S2位于电压信号S1的振幅的中心部分。另外，如图16所示，电压信号S1的振动方向与之相反的情况下，电平移动电路60将与电压信号S10和电压信号S11之差相对应的电流送入节点N1，将与电压信号S10和电压信号S11之差相对应的电流从节点N2引出，电压信号S2位于电压信号S1的振幅的中心部分。也就是说，本发明的电平移动电路60也可以使电压信号S1和电压信号S2的至少一个电压，朝基于光电二极管10的光信号的光检测结果而生成的电压信号S1的振幅的中心电压与作为基准电压的电压信号S2接近的方向移动。

另外，上述光电二极管12和变压器阻抗放大器16是生成作为基准的电压的信号、即电压信号S11的基准电压生成电路的一个例子，其构成并无特别限定，例如也可以设计电极来代替光电二极管，将该电极的信号输入变压器阻抗放大器16。

Claims (26)

1.一种光信号接收电路，其特征在于，具备：

第1变压器阻抗放大器，将由输入了光信号的第1光电二极管所生成的第1电流信号转换成第1电压信号；

基准电压生成电路，生成与上述第1电压信号独立的作为基准的电压的信号、即第2电压信号；

电平移动电路，使上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压，向基于上述第1光电二极管的光信号的光的检测结果而生成的上述第1电压信号的振幅的中心电压与上述第2电压信号的电压接近的方向移动后输出；及

差动放大器，输入由上述电平移动电路输出的上述第1电压信号和上述第2电压信号，放大该第1电压信号与第2电压信号之差。

2.如权利要求1所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第1电压信号的电压朝与上述第1电压信号变化的方向即振动方向相反的方向移动后输出。

3.如权利要求2所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：

第1电阻，设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间；及

运算电路，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

4.如权利要求3所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第2电阻，所述第2电阻设置在上述基准电压生成电路的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第1电阻相同的电阻值。

5.如权利要求4所记载的光信号接收电路，其特征在于，

上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；

在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述基准电压生成电路的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

6.如权利要求1所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第2电压信号的电压朝上述第1电压信号变化的方向即振动方向移动后输出。

7.如权利要求6所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：

第3电阻，设置在上述基准电压生成电路的输出和上述差动放大器的输入之间；及

运算电路，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

8.如权利要求7所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第4电阻，所述第4电阻设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第3电阻相同的电阻值。

9.如权利要求8所记载的光信号接收电路，其特征在于，

上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；

在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述基准电压生成电路的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

10.如权利要求1所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路对上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压进行移动，以便上述第2电压信号位于上述第1电压信号的振幅的中部。

11.如权利要求1所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出不经由其它电路直接输入上述差动放大器。

12.如权利要求1所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出经由其它电路间接输入上述差动放大器。

13.如权利要求1所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述基准电压生成电路具备第2变压器阻抗放大器，所述第2变压器阻抗放大器将由未输入光信号的第2光电二极管生成的第2电流信号转换成第2电压信号。

14.一种光信号接收电路，其特征在于，具备：

第1变压器阻抗放大器，将由输入了光信号的第1光电二极管生成的第1电流信号转换成第1电压信号；

第2变压器阻抗放大器，将由未输入光信号的第2光电二极管生成的第2电流信号转换成第2电压信号；

电平移动电路，使上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压，向基于上述第1光电二极管的光信号的光的检测结果生成的上述第1电压信号的振幅的中心电压与上述第2电压信号的电压接近的方向移动后输出；及

差动放大器，输入由上述电平移动电路输出的上述第1电压信号和上述第2电压信号，放大该第1电压信号与第2电压信号之差。

15.如权利要求14所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第1电压信号的电压朝与上述第1电压信号变化的方向即振动方向相反的方向移动后输出。

16.如权利要求15所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：

第1电阻，设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间；及

运算电路，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

17.如权利要求16所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第2电阻，所述第2电阻设置在上述第2变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第1电阻相同的电阻值。

18.如权利要求17所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；

在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述第2变压器阻抗放大器的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第1电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

19.如权利要求14所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路在通过上述第1光电二极管检测到光信号的光时，将上述第2电压信号的电压朝上述第1电压信号变化的方向即振动方向移动后输出。

20.如权利要求19所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路具备：

第3电阻，设置在上述第2变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间；及

运算电路，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出预定量的电流，或向上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点送入预定量的电流。

21.如权利要求20所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备第4电阻，所述第4电阻设置在上述第1变压器阻抗放大器的输出和上述差动放大器的输入之间，具有与上述第3电阻相同的电阻值。

22.如权利要求21所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路还具备峰值保持电路，所述峰值保持电路将上述第1变压器阻抗放大器的输出即上述第1电压信号的峰值作为峰值电压保持预定时间；

在上述运算电路，输入上述峰值保持电路的输出即上述峰值电压和上述第2变压器阻抗放大器的输出即上述第2电压信号，将与上述峰值电压和上述第2电压信号的电压之差相对应的电流，从上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点引出，或送入上述第3电阻和上述差动放大器的输入之间的节点。

23.如权利要求14所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路对上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压进行移动，以便上述第2电压信号位于上述第1电压信号的振幅的中部。

24.如权利要求14所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出不经由其它电路直接输入上述差动放大器。

25.如权利要求14所记载的光信号接收电路，其特征在于，上述电平移动电路的输出经由其它电路间接输入上述差动放大器。

26.一种光信号接收半导体器件，其特征在于，具备光信号接收电路，该光信号接收电路具备在一个半导体芯片上形成的第1光电二极管和第2光电二极管，上述第1光电二极管形成在上述半导体芯片上，输入光信号以生成第1电流信号，上述第2光电二极管形成在上述半导体芯片上，不输入光信号地生成第2电流信号；

在上述半导体芯片上形成的上述光信号接收电路具备：

第1变压器阻抗放大器，将上述第1电流信号转换成第1电压信号；

第2变压器阻抗放大器，将上述第2电流信号转换成第2电压信号；

电平移动电路，使上述第1电压信号和上述第2电压信号的至少一方的电压，向基于上述第1光电二极管的光信号的光的检测结果生成的上述第1电压信号的振幅的中心电压与上述第2电压信号的电压接近的接近方向移动后输出；及

差动放大器，输入由上述电平移动电路输出的上述第1电压信号和上述第2电压信号，放大该第1电压信号与第2电压信号之差。

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