JPH0522075A - アバランシエフオトダイオ−ドのバイアス回路 - Google Patents
アバランシエフオトダイオ−ドのバイアス回路Info
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- JPH0522075A JPH0522075A JP3173748A JP17374891A JPH0522075A JP H0522075 A JPH0522075 A JP H0522075A JP 3173748 A JP3173748 A JP 3173748A JP 17374891 A JP17374891 A JP 17374891A JP H0522075 A JPH0522075 A JP H0522075A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 調整を必要とせず、温度補償なしで広い温度
範囲で安定動作し、経年変化による受信性能劣化が小さ
く、且つダイナミックレンジの広いアバランシェフォト
ダイオ−ドのバイアス回路を提供する。 【構成】 アバランシェフォトダイオ−ドのバイアス回
路１において、定電流回路２０と定電圧回路３０とを具
備し、これら定電流回路２０と定電圧回路３０とが上記
アバランシェフォトダイオ−ド１０に切替手段４０を介
して接続されて構成された。
範囲で安定動作し、経年変化による受信性能劣化が小さ
く、且つダイナミックレンジの広いアバランシェフォト
ダイオ−ドのバイアス回路を提供する。 【構成】 アバランシェフォトダイオ−ドのバイアス回
路１において、定電流回路２０と定電圧回路３０とを具
備し、これら定電流回路２０と定電圧回路３０とが上記
アバランシェフォトダイオ−ド１０に切替手段４０を介
して接続されて構成された。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光受信装置における新
規なアバランシェフォトダイオ−ド（以下ＡＰＤと呼
ぶ）のバイアス回路に係り、特に、調整を必要とせず、
温度補償なしで広い温度範囲で安定動作し、経年変化に
よる受信性能劣化が小さく、且つダイナミックレンジの
広いＡＰＤのバイアス回路に関するものである。
規なアバランシェフォトダイオ−ド（以下ＡＰＤと呼
ぶ）のバイアス回路に係り、特に、調整を必要とせず、
温度補償なしで広い温度範囲で安定動作し、経年変化に
よる受信性能劣化が小さく、且つダイナミックレンジの
広いＡＰＤのバイアス回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＡＰＤは受光電流Ｉｐを増倍する作用が
あるため、高感度な光受信器に用いられる。増倍率Ｍは
ＡＰＤに印加されるバイアス電圧Ｖによって変化する。
高感度を得るには、バイアス電圧を高くしてＡＰＤのブ
レ−クダウン電圧Ｖb 近くに設定し、増倍率Ｍを大きく
すると共に最適増倍率ＭOPT にする。しかし、増倍率Ｍ
が大きくなるような高バイアス電圧の下ではバイアス電
圧の変化に対する増倍率Ｍの変化が急峻であるため、Ａ
ＰＤを最適増倍率ＭOPT に保って高感度を実現するため
には、一般に、印加するバイアス電圧Ｖを正確に制御す
る必要がある。また、ＡＰＤの特性は温度に依存し、ブ
レ−クダウン電圧及びバイアス電圧に対応する増倍率Ｍ
が温度によっても変化することになる。このため、ＡＰ
Ｄのバイアス回路は多くの場合温度補償手段を必要とす
る。さらに、ＡＰＤの特性は経年変化するものである。
あるため、高感度な光受信器に用いられる。増倍率Ｍは
ＡＰＤに印加されるバイアス電圧Ｖによって変化する。
高感度を得るには、バイアス電圧を高くしてＡＰＤのブ
レ−クダウン電圧Ｖb 近くに設定し、増倍率Ｍを大きく
すると共に最適増倍率ＭOPT にする。しかし、増倍率Ｍ
が大きくなるような高バイアス電圧の下ではバイアス電
圧の変化に対する増倍率Ｍの変化が急峻であるため、Ａ
ＰＤを最適増倍率ＭOPT に保って高感度を実現するため
には、一般に、印加するバイアス電圧Ｖを正確に制御す
る必要がある。また、ＡＰＤの特性は温度に依存し、ブ
レ−クダウン電圧及びバイアス電圧に対応する増倍率Ｍ
が温度によっても変化することになる。このため、ＡＰ
Ｄのバイアス回路は多くの場合温度補償手段を必要とす
る。さらに、ＡＰＤの特性は経年変化するものである。
【０００３】以上のような性質を有するＡＰＤを用いた
光受信装置のバイアス回路には、従来、定電圧バイアス
回路或いは定電流バイアス回路が採用されている。これ
ら定電圧バイアス回路及び定電流バイアス回路について
以下説明する。
光受信装置のバイアス回路には、従来、定電圧バイアス
回路或いは定電流バイアス回路が採用されている。これ
ら定電圧バイアス回路及び定電流バイアス回路について
以下説明する。
【０００４】図２は従来の定電圧バイアス回路の一例で
ある。定電圧バイアス回路２においては、ＡＰＤ１０に
定電圧回路３０が接続され、定電圧回路３０に電圧制御
回路９０が接続されている。高圧電源５０より高電圧を
定電圧回路３０に供給してＡＰＤのバイアス電圧を定電
圧駆動する。ＡＰＤ１０の受信出力は前置増幅器８０を
経由しＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）増幅器８１に入力され、ＡＧＣ増幅器８１の
出力が定電圧バイアス回路２の出力として取り出され
る。ＡＧＣ増幅器８１の働きにより出力信号振幅は一定
に保たれる。また、ＡＧＣ増幅器８１においては、入力
信号レベルが検出され、その結果が電圧制御回路９０に
入力される。電圧制御回路９０はこの入力信号レベルに
応じてＡＰＤ１０の増倍率Ｍをフィ−ドバック制御す
る。この時、バイアス電圧は、光入力電力の変化に対応
して、増倍率Ｍが予め設定した目標値となるように決定
される。また、温度検出回路１００が設けられ、ここで
得られた温度情報が電圧制御回路９０に送られる。電圧
制御回路９０は温度変化によるＡＰＤ１０の特性の変化
によらず増倍率Ｍが目標値になるようにバイアス電圧を
制御する。
ある。定電圧バイアス回路２においては、ＡＰＤ１０に
定電圧回路３０が接続され、定電圧回路３０に電圧制御
回路９０が接続されている。高圧電源５０より高電圧を
定電圧回路３０に供給してＡＰＤのバイアス電圧を定電
圧駆動する。ＡＰＤ１０の受信出力は前置増幅器８０を
経由しＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）増幅器８１に入力され、ＡＧＣ増幅器８１の
出力が定電圧バイアス回路２の出力として取り出され
る。ＡＧＣ増幅器８１の働きにより出力信号振幅は一定
に保たれる。また、ＡＧＣ増幅器８１においては、入力
信号レベルが検出され、その結果が電圧制御回路９０に
入力される。電圧制御回路９０はこの入力信号レベルに
応じてＡＰＤ１０の増倍率Ｍをフィ−ドバック制御す
る。この時、バイアス電圧は、光入力電力の変化に対応
して、増倍率Ｍが予め設定した目標値となるように決定
される。また、温度検出回路１００が設けられ、ここで
得られた温度情報が電圧制御回路９０に送られる。電圧
制御回路９０は温度変化によるＡＰＤ１０の特性の変化
によらず増倍率Ｍが目標値になるようにバイアス電圧を
制御する。
【０００５】以上のように、定電圧回路を用いた図２の
バイアス回路２は、光入力信号の電力に対応して増倍率
Ｍが最適になるようフィ−ドバックしているため、高い
受信感度と広いダイナミックレンジを両立させることが
できる。また、温度検出回路１００と電圧制御回路９０
内の温度補償回路によって、周囲温度に従ってバイアス
電圧の補償を行い、温度変化によらず光受信器の受信性
能を維持することができる。
バイアス回路２は、光入力信号の電力に対応して増倍率
Ｍが最適になるようフィ−ドバックしているため、高い
受信感度と広いダイナミックレンジを両立させることが
できる。また、温度検出回路１００と電圧制御回路９０
内の温度補償回路によって、周囲温度に従ってバイアス
電圧の補償を行い、温度変化によらず光受信器の受信性
能を維持することができる。
【０００６】次に、従来の定電流バイアス回路の例を図
３を用いて説明する。定電流バイアス回路３において
は、高圧電源５０が定電流回路２０に接続され、定電流
回路２０にＡＰＤ１０が接続されている。ＡＰＤ１０に
は高周波領域におけるインピ−ダンスを下げるため、コ
ンデンサ６０が接続されている。定電流回路２０により
ＡＰＤ１０に流れる平均電流Ｉｓは一定に保たれる。Ａ
ＰＤ１０の光信号出力は前置増幅器８０において増幅さ
れる。定電流回路２０の電流出力値Ｉｓは、目標とする
最小受信電力ＰMIN においてＭ＝ＭOPT となるように下
式に従って設定する。
３を用いて説明する。定電流バイアス回路３において
は、高圧電源５０が定電流回路２０に接続され、定電流
回路２０にＡＰＤ１０が接続されている。ＡＰＤ１０に
は高周波領域におけるインピ−ダンスを下げるため、コ
ンデンサ６０が接続されている。定電流回路２０により
ＡＰＤ１０に流れる平均電流Ｉｓは一定に保たれる。Ａ
ＰＤ１０の光信号出力は前置増幅器８０において増幅さ
れる。定電流回路２０の電流出力値Ｉｓは、目標とする
最小受信電力ＰMIN においてＭ＝ＭOPT となるように下
式に従って設定する。
【０００７】ここで、Ｉｐは受光電流、Ｓは受信感度で
ある。
ある。
【０００８】Ｉｓ＝ＭOPT ・Ｓ・ＰMIN
光入力がない場合、ＡＰＤ１０はブレ−クダウン状態で
ある。目標とした最小受信電力ＰMIN が入力した場合、
Ｍ＝ＭOPT となる。光受信電力が大きくなるに従い、Ａ
ＰＤ１０のインピ−ダンスが下がるため、ＡＰＤバイア
ス電圧は下がり、増倍率Ｍは光入力電力に反比例して低
下する。受光電流Ｉｐ＝ＩｓとなったときＭ＝１とな
る。光入力電力の変化に対してＡＰＤ１０の平均電流Ｉ
ｓは一定であるため、光信号のマ−ク率が一定の場合、
光受光信号電流の振幅も変化しない。このため、自動的
にＡＧＣ動作が行われる。周囲温度が変化してＡＰＤ１
０のブレ−クダウン電圧等の特性が変化した場合でも、
ＡＰＤ１０を流れる平均電流値は常に一定に保たれる。
このため、暗電流が特に大きくならない限り、温度変化
によって増倍率Ｍは変化しない。
ある。目標とした最小受信電力ＰMIN が入力した場合、
Ｍ＝ＭOPT となる。光受信電力が大きくなるに従い、Ａ
ＰＤ１０のインピ−ダンスが下がるため、ＡＰＤバイア
ス電圧は下がり、増倍率Ｍは光入力電力に反比例して低
下する。受光電流Ｉｐ＝ＩｓとなったときＭ＝１とな
る。光入力電力の変化に対してＡＰＤ１０の平均電流Ｉ
ｓは一定であるため、光信号のマ−ク率が一定の場合、
光受光信号電流の振幅も変化しない。このため、自動的
にＡＧＣ動作が行われる。周囲温度が変化してＡＰＤ１
０のブレ−クダウン電圧等の特性が変化した場合でも、
ＡＰＤ１０を流れる平均電流値は常に一定に保たれる。
このため、暗電流が特に大きくならない限り、温度変化
によって増倍率Ｍは変化しない。
【０００９】以上のように、定電流回路を用いたＡＰＤ
のバイアス回路３においては、フィ−ドバック制御を必
要としないため、回路が単純化される。温度変化に伴う
ＡＰＤ特性の変化によらず、バイアス電流値Ｉｓによっ
てのみ増倍率Ｍが決まるため温度補償回路も必要とせ
ず、回路は更に簡素化できる。また、ＡＧＣ増幅回路を
必要としない。定電流回路の電流値の誤差による回路特
性への影響は比較的小さいため、電流値を精密に設定す
る必要はなく、回路の無調整化が可能である。加えて、
ＡＰＤの特性、例えばブレ−クダウン電圧が経年変化し
ても受信性能への影響は小さい。
のバイアス回路３においては、フィ−ドバック制御を必
要としないため、回路が単純化される。温度変化に伴う
ＡＰＤ特性の変化によらず、バイアス電流値Ｉｓによっ
てのみ増倍率Ｍが決まるため温度補償回路も必要とせ
ず、回路は更に簡素化できる。また、ＡＧＣ増幅回路を
必要としない。定電流回路の電流値の誤差による回路特
性への影響は比較的小さいため、電流値を精密に設定す
る必要はなく、回路の無調整化が可能である。加えて、
ＡＰＤの特性、例えばブレ−クダウン電圧が経年変化し
ても受信性能への影響は小さい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、定電圧バイ
アス回路２においては、高バイアス電圧の下ではバイア
ス電圧の変化に対する増倍率Ｍの変化が急峻であるた
め、増倍率Ｍを安定させるためにはバイアス電圧を正確
に制御しなければならない。これにはＡＰＤや他の素子
のばらつきに対応するために調整をすることが不可欠で
ある。また、ＡＰＤが温度依存することから温度補償が
必要になるが、温度補償を閉ル−プで行うので正確な温
度補償を行うためには、ＡＰＤの温度特性のばらつきに
応じて調整を行う必要がある。特に、ＡＰＤの増倍率Ｍ
が高い領域、つまり光入力信号の小さい領域では、印加
バイアス電圧の変化による増倍率Ｍの変化が急峻である
ため、極めて高精度な電圧制御が要求されることになる
ので上記ばらつきに対応する調整は極めて困難である。
更にＡＰＤ特性は経年変化するものであり、増倍率Ｍを
安定に保つためにこの経年変化に対応して電圧を変化さ
せることは困難である。以上のような理由から、定電圧
回路を用いたＡＰＤのバイアス回路２により光入力信号
の小さい領域では、安定してバイアスをかけることは難
しい。
アス回路２においては、高バイアス電圧の下ではバイア
ス電圧の変化に対する増倍率Ｍの変化が急峻であるた
め、増倍率Ｍを安定させるためにはバイアス電圧を正確
に制御しなければならない。これにはＡＰＤや他の素子
のばらつきに対応するために調整をすることが不可欠で
ある。また、ＡＰＤが温度依存することから温度補償が
必要になるが、温度補償を閉ル−プで行うので正確な温
度補償を行うためには、ＡＰＤの温度特性のばらつきに
応じて調整を行う必要がある。特に、ＡＰＤの増倍率Ｍ
が高い領域、つまり光入力信号の小さい領域では、印加
バイアス電圧の変化による増倍率Ｍの変化が急峻である
ため、極めて高精度な電圧制御が要求されることになる
ので上記ばらつきに対応する調整は極めて困難である。
更にＡＰＤ特性は経年変化するものであり、増倍率Ｍを
安定に保つためにこの経年変化に対応して電圧を変化さ
せることは困難である。以上のような理由から、定電圧
回路を用いたＡＰＤのバイアス回路２により光入力信号
の小さい領域では、安定してバイアスをかけることは難
しい。
【００１１】一方、定電流バイアス回路３にあっては、
定電圧バイアス回路２と異なり、無調整で安定に動作
し、非常に簡単な回路で実現できるほか、ＡＧＣ回路も
必要としない。しかし、定電流バイアス回路３には以下
述べる光入力電力のダイナミックレンジが狭いという欠
点がある。即ち、増倍率Ｍが２未満では光電変換の応答
速度が急激に低下するという特性を有しているので、増
倍率Ｍが２未満になるような高い光入力電力下では高速
信号の光受信が不可能になる。また、定電流バイアス回
路３を用いると光入力電力に反比例して増倍率Ｍが変化
するため、低い光入力電力下では光入力電力の変化に対
する増倍率Ｍの変化が大きい。そこで、増倍率Ｍの上限
を例えば４０として考えるならば、増倍率Ｍが２〜４０
の範囲で受信可能ということになる。この範囲に対応す
る光入力電力のダイナミックレンジは略１３ｄＢという
ことになり、大変に狭い。定電流バイアス回路３は光入
力電力のダイナミックレンジが狭いという欠点があり、
この欠点の主な要因は光入力電力が高い時に高速信号の
光受信が不可能になることである。このように、定電流
バイアス回路３は定電圧バイアス回路２とは逆に光入力
信号の大きい領域で問題を有している。
定電圧バイアス回路２と異なり、無調整で安定に動作
し、非常に簡単な回路で実現できるほか、ＡＧＣ回路も
必要としない。しかし、定電流バイアス回路３には以下
述べる光入力電力のダイナミックレンジが狭いという欠
点がある。即ち、増倍率Ｍが２未満では光電変換の応答
速度が急激に低下するという特性を有しているので、増
倍率Ｍが２未満になるような高い光入力電力下では高速
信号の光受信が不可能になる。また、定電流バイアス回
路３を用いると光入力電力に反比例して増倍率Ｍが変化
するため、低い光入力電力下では光入力電力の変化に対
する増倍率Ｍの変化が大きい。そこで、増倍率Ｍの上限
を例えば４０として考えるならば、増倍率Ｍが２〜４０
の範囲で受信可能ということになる。この範囲に対応す
る光入力電力のダイナミックレンジは略１３ｄＢという
ことになり、大変に狭い。定電流バイアス回路３は光入
力電力のダイナミックレンジが狭いという欠点があり、
この欠点の主な要因は光入力電力が高い時に高速信号の
光受信が不可能になることである。このように、定電流
バイアス回路３は定電圧バイアス回路２とは逆に光入力
信号の大きい領域で問題を有している。
【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、調整を必要とせず、温度補償なしで広い温度範囲で
安定動作し、経年変化による受信性能劣化が小さく、且
つダイナミックレンジの広いＡＰＤのバイアス回路を提
供することにある。
し、調整を必要とせず、温度補償なしで広い温度範囲で
安定動作し、経年変化による受信性能劣化が小さく、且
つダイナミックレンジの広いＡＰＤのバイアス回路を提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第一の発明は、光信号を電気信号に変換する光受信
装置におけるＡＰＤのバイアス回路において、定電流回
路と定電圧回路とを具備し、これら定電流回路と定電圧
回路とが上記ＡＰＤに切替手段を介して接続された。
に、第一の発明は、光信号を電気信号に変換する光受信
装置におけるＡＰＤのバイアス回路において、定電流回
路と定電圧回路とを具備し、これら定電流回路と定電圧
回路とが上記ＡＰＤに切替手段を介して接続された。
【００１４】また、第二の発明は、上記切替手段が光入
力信号電力が予め任意に決定した設定値に満たないとき
には定電流回路とＡＰＤとを接続してバイアスをかけ、
光入力信号電力が設定値以上のときには定電圧回路とＡ
ＰＤとを接続してバイアスをかけるように構成した。
力信号電力が予め任意に決定した設定値に満たないとき
には定電流回路とＡＰＤとを接続してバイアスをかけ、
光入力信号電力が設定値以上のときには定電圧回路とＡ
ＰＤとを接続してバイアスをかけるように構成した。
【００１５】また、第三の発明は、上記切替手段がダイ
オ−ドによって構成された。
オ−ドによって構成された。
【００１６】また、第四の発明は、上記定電圧回路と上
記上記アバランシェフォトダイオ−ドとの間に抵抗器を
備えた。
記上記アバランシェフォトダイオ−ドとの間に抵抗器を
備えた。
【００１７】
【作用】上記構成により、光入力信号電力が予め任意に
決定した設定値に満たないときには切替手段が働いて、
定電流回路とＡＰＤとを接続する。従って、ＡＰＤに定
電流バイアスが印加されることになる。ＡＰＤに定電流
バイアスが印加される時、低電流バイアスを使用する時
の利点が生かされることになる。即ち、フィ−ドバック
制御や温度補償の回路が必要なく、素子のばらつきや温
度変化に起因する過大なブレ−クダウン電流や増倍率Ｍ
の大幅なずれがなくなり、調整も必要でない。また、定
電流回路には高い精度が必要でないので、簡単な回路構
成で実現できる。さらに、ＡＰＤの特性の経年変化によ
っても大きな影響を受けない。
決定した設定値に満たないときには切替手段が働いて、
定電流回路とＡＰＤとを接続する。従って、ＡＰＤに定
電流バイアスが印加されることになる。ＡＰＤに定電流
バイアスが印加される時、低電流バイアスを使用する時
の利点が生かされることになる。即ち、フィ−ドバック
制御や温度補償の回路が必要なく、素子のばらつきや温
度変化に起因する過大なブレ−クダウン電流や増倍率Ｍ
の大幅なずれがなくなり、調整も必要でない。また、定
電流回路には高い精度が必要でないので、簡単な回路構
成で実現できる。さらに、ＡＰＤの特性の経年変化によ
っても大きな影響を受けない。
【００１８】一方、光入力信号電力が予め任意に決定し
た設定値以上のときには切替手段が働いて、定電圧回路
とＡＰＤとを接続する。従って、ＡＰＤに定電圧バイア
スが印加されることになる。ＡＰＤに定電圧バイアスが
印加される時、低電圧バイアスを使用する時の利点が生
かされることになる。即ち、光入力電力の変化に関わら
ず増倍率Ｍを略一定に保つことができるので、光入力電
力がある程度大きくても光受信装置は作動することにな
り、ダイナミックレンジが広がることになる。また、増
倍率Ｍが２乃至３と比較的小さい領域では、バイアス電
圧の変化に対する増倍率Ｍの変化が小さいのでバイアス
電圧の設定は高い精度を必要としない。従って、定電圧
回路は簡単に構成できることになる。
た設定値以上のときには切替手段が働いて、定電圧回路
とＡＰＤとを接続する。従って、ＡＰＤに定電圧バイア
スが印加されることになる。ＡＰＤに定電圧バイアスが
印加される時、低電圧バイアスを使用する時の利点が生
かされることになる。即ち、光入力電力の変化に関わら
ず増倍率Ｍを略一定に保つことができるので、光入力電
力がある程度大きくても光受信装置は作動することにな
り、ダイナミックレンジが広がることになる。また、増
倍率Ｍが２乃至３と比較的小さい領域では、バイアス電
圧の変化に対する増倍率Ｍの変化が小さいのでバイアス
電圧の設定は高い精度を必要としない。従って、定電圧
回路は簡単に構成できることになる。
【００１９】また、切替手段はダイオ−ドによって構成
されるので簡単である。
されるので簡単である。
【００２０】以上述べたように、簡単な構成による低電
流回路と簡単な構成による定電圧回路を用いてダイナミ
ックレンジの広い光受信装置が構成できることになる。
この光受信装置は、調整を必要とせず、温度に対して安
定であり、ＡＰＤの特性の経年変化の影響が小さい。
流回路と簡単な構成による定電圧回路を用いてダイナミ
ックレンジの広い光受信装置が構成できることになる。
この光受信装置は、調整を必要とせず、温度に対して安
定であり、ＡＰＤの特性の経年変化の影響が小さい。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
詳述する。
【００２２】図１に示すように、ＡＰＤ１０を用いて光
信号を電気信号に変換する光受信装置１には、ＡＰＤ１
０に定電流バイアスをかけるための定電流回路２０とＡ
ＰＤ１０に定電圧バイアスをかけるための定電圧回路３
０とが備えられている。これら定電流回路２０及び定電
圧回路３０は、共に従来一般に知られているなかでも極
めて簡単な回路で構成されている。光受信装置１には、
高い電圧を発生する高電圧発生回路５０が設けられ、こ
の出力が定電流回路２０と定電圧回路３０とにそれぞれ
接続されて電源を供給すべく構成されている。定電流回
路２０の出力は直接切替手段４０の定電流側端子４２に
接続され、一方、定電圧回路３０の出力は抵抗７０を介
して切替手段４０の定電圧側端子４３に接続されてい
る。
信号を電気信号に変換する光受信装置１には、ＡＰＤ１
０に定電流バイアスをかけるための定電流回路２０とＡ
ＰＤ１０に定電圧バイアスをかけるための定電圧回路３
０とが備えられている。これら定電流回路２０及び定電
圧回路３０は、共に従来一般に知られているなかでも極
めて簡単な回路で構成されている。光受信装置１には、
高い電圧を発生する高電圧発生回路５０が設けられ、こ
の出力が定電流回路２０と定電圧回路３０とにそれぞれ
接続されて電源を供給すべく構成されている。定電流回
路２０の出力は直接切替手段４０の定電流側端子４２に
接続され、一方、定電圧回路３０の出力は抵抗７０を介
して切替手段４０の定電圧側端子４３に接続されてい
る。
【００２３】切替手段４０は本実施例にあっては、ダイ
オ−ド４１のみで構成されている。切替手段４０の定電
流側端子４２は直接切替手段４０の出力端子４４に接続
されている。切替手段４０の定電圧側端子４３はダイオ
−ド４１のアノ−ド側に接続され、ダイオ−ド４１のカ
ソ−ド側は切替手段４０の出力端子４４に接続されてい
る。即ち、定電流側端子４２の電圧より定電圧側端子４
３の電圧が高いときのみ、ダイオ−ド４１が導通するよ
うに構成されている。
オ−ド４１のみで構成されている。切替手段４０の定電
流側端子４２は直接切替手段４０の出力端子４４に接続
されている。切替手段４０の定電圧側端子４３はダイオ
−ド４１のアノ−ド側に接続され、ダイオ−ド４１のカ
ソ−ド側は切替手段４０の出力端子４４に接続されてい
る。即ち、定電流側端子４２の電圧より定電圧側端子４
３の電圧が高いときのみ、ダイオ−ド４１が導通するよ
うに構成されている。
【００２４】切替手段４０の出力端子４４はＡＰＤ１０
のカソ−ド側に接続され、高周波領域のインピ−ダンス
を下げるためのコンデンサ６０に接続されている。ＡＰ
Ｄ１０のアノ−ド側は電流を制限するための抵抗６１を
介して接地されていると共にＡＰＤ１０から得られる小
信号を増幅する前置増幅器８０に入力されている。前置
増幅器８０の出力は増幅率を自動調整して後段の回路に
適切な振幅の信号を伝えるためのＡＧＣ増幅器８１に入
力されている。ＡＧＣ増幅器８１の出力が光受信装置１
の出力となる。
のカソ−ド側に接続され、高周波領域のインピ−ダンス
を下げるためのコンデンサ６０に接続されている。ＡＰ
Ｄ１０のアノ−ド側は電流を制限するための抵抗６１を
介して接地されていると共にＡＰＤ１０から得られる小
信号を増幅する前置増幅器８０に入力されている。前置
増幅器８０の出力は増幅率を自動調整して後段の回路に
適切な振幅の信号を伝えるためのＡＧＣ増幅器８１に入
力されている。ＡＧＣ増幅器８１の出力が光受信装置１
の出力となる。
【００２５】上記抵抗７０にあっては、ダイオ−ド４１
が導通する時、定電圧回路３０の出力をＡＰＤ１０に供
給すべく、定電圧回路３０とＡＰＤ１０との間に備えら
れている。
が導通する時、定電圧回路３０の出力をＡＰＤ１０に供
給すべく、定電圧回路３０とＡＰＤ１０との間に備えら
れている。
【００２６】ここで、ＡＰＤ１０のバイアス回路側とグ
ランドとの間の電圧をＶ、定電圧回路の電圧出力をＶｓ
とする。
ランドとの間の電圧をＶ、定電圧回路の電圧出力をＶｓ
とする。
【００２７】次に、実施例の作用を述べる。
【００２８】まず、ＡＰＤ１０に光入力がない場合、電
圧Ｖは最も高くなり、ＡＰＤ１０はブレ−クダウン状態
にある。また、電圧Ｖが定電圧回路３０の電圧出力Ｖｓ
より高いので、切替手段４０を構成するダイオ−ド４１
は遮断されてＡＰＤ１０には定電流回路２０より定電流
バイアスが印加されることになる。ＡＰＤ１０に光入力
が入った場合、コンデンサ６０によって高周波領域のイ
ンピ−ダンスが下げられているため、光入力信号に対応
して電流が変化する。しかし、平均の電流値は定電流回
路２０によって、一定値に制御されているため、ＡＰＤ
１０の増倍率Ｍは次式で表される。
圧Ｖは最も高くなり、ＡＰＤ１０はブレ−クダウン状態
にある。また、電圧Ｖが定電圧回路３０の電圧出力Ｖｓ
より高いので、切替手段４０を構成するダイオ−ド４１
は遮断されてＡＰＤ１０には定電流回路２０より定電流
バイアスが印加されることになる。ＡＰＤ１０に光入力
が入った場合、コンデンサ６０によって高周波領域のイ
ンピ−ダンスが下げられているため、光入力信号に対応
して電流が変化する。しかし、平均の電流値は定電流回
路２０によって、一定値に制御されているため、ＡＰＤ
１０の増倍率Ｍは次式で表される。
【００２９】Ｍ＝Ｉｓ／Ｉｐ＝Ｉｓ／（Ｐ・Ｓ）
ここで、Ｉｓはバイアス電流、Ｉｐは平均受光電流、Ｓ
は受光感度、Ｐは平均受光電力である。
は受光感度、Ｐは平均受光電力である。
【００３０】光入力電力が増えるに従い、平均受光電力
Ｐが増大し増倍率Ｍはこれに反比例して小さくなり、次
第に電圧Ｖも下がる。この間、ＡＰＤ１０の出力信号の
振幅は一定である。周囲温度が変化してＡＰＤ１０の特
性が変化しても一定である。このようにして、光入力電
力が小さいとき、定電流回路２０より定電流バイアスが
印加され、ＡＰＤ１０の出力信号が安定に得られること
になる。
Ｐが増大し増倍率Ｍはこれに反比例して小さくなり、次
第に電圧Ｖも下がる。この間、ＡＰＤ１０の出力信号の
振幅は一定である。周囲温度が変化してＡＰＤ１０の特
性が変化しても一定である。このようにして、光入力電
力が小さいとき、定電流回路２０より定電流バイアスが
印加され、ＡＰＤ１０の出力信号が安定に得られること
になる。
【００３１】次に、光入力電力がさらに増加して平均受
光電力Ｐが増大すると、増倍率Ｍは減少し電圧Ｖが低下
する。電圧Ｖが定電圧回路の電圧出力Ｖｓ以下になる
と、切替手段４０を構成するダイオ−ド４１が導通し
て、抵抗器７０を介して電圧Ｖを一定に与えることにな
る。即ち、ＡＰＤ１０に定電圧バイアスが印加されるこ
とになる。以後、光入力が増えても電圧Ｖは一定に保た
れ、従って増倍率Ｍも一定に保たれることになる。増倍
率Ｍが著しく小さくなることがないので、光電変換の応
答速度が急激に低下することがない。また、定電圧バイ
アス電圧が充分に小さいことから、定電圧回路３０の精
度が高くなくても安定な動作が得られることになる。こ
の時は、ＡＰＤ１０の出力信号の振幅は光入力の振幅に
略比例して大きくなるため、ＡＧＣ増幅器８１が働いて
光受信装置１の出力が安定に得られる。このようにし
て、光入力電力が大きいとき定電圧回路３０より定電圧
バイアスが印加され、ＡＰＤ１０の出力信号が安定に得
られることになる。
光電力Ｐが増大すると、増倍率Ｍは減少し電圧Ｖが低下
する。電圧Ｖが定電圧回路の電圧出力Ｖｓ以下になる
と、切替手段４０を構成するダイオ−ド４１が導通し
て、抵抗器７０を介して電圧Ｖを一定に与えることにな
る。即ち、ＡＰＤ１０に定電圧バイアスが印加されるこ
とになる。以後、光入力が増えても電圧Ｖは一定に保た
れ、従って増倍率Ｍも一定に保たれることになる。増倍
率Ｍが著しく小さくなることがないので、光電変換の応
答速度が急激に低下することがない。また、定電圧バイ
アス電圧が充分に小さいことから、定電圧回路３０の精
度が高くなくても安定な動作が得られることになる。こ
の時は、ＡＰＤ１０の出力信号の振幅は光入力の振幅に
略比例して大きくなるため、ＡＧＣ増幅器８１が働いて
光受信装置１の出力が安定に得られる。このようにし
て、光入力電力が大きいとき定電圧回路３０より定電圧
バイアスが印加され、ＡＰＤ１０の出力信号が安定に得
られることになる。
【００３２】過大な光入力が入った時は、接地された抵
抗６１によって電流が制限されてＡＰＤ１０が過電流に
よる破壊から守られる。
抗６１によって電流が制限されてＡＰＤ１０が過電流に
よる破壊から守られる。
【００３３】以上説明したように、本発明によれば、定
電圧バイアス回路の利点と定電流バイアス回路の利点と
を兼ね備えたＡＰＤのバイアス回路を構成することがで
きる。また、これら定電圧バイアス回路と定電流バイア
ス回路とを切替えるために設けた切替手段がダイオ−ド
１個のみで実現されている。即ち、調整を必要とせず、
温度補償なしで広い温度範囲で安定動作し、経年変化に
よる受信性能劣化が小さく、且つダイナミックレンジの
広いＡＰＤのバイアス回路が簡単な回路で実現できるこ
とになる。このようなＡＰＤのバイアス回路は、光入力
信号のマ−ク率が一定となるデジタル光信号の受信機に
おいて特に有効である。
電圧バイアス回路の利点と定電流バイアス回路の利点と
を兼ね備えたＡＰＤのバイアス回路を構成することがで
きる。また、これら定電圧バイアス回路と定電流バイア
ス回路とを切替えるために設けた切替手段がダイオ−ド
１個のみで実現されている。即ち、調整を必要とせず、
温度補償なしで広い温度範囲で安定動作し、経年変化に
よる受信性能劣化が小さく、且つダイナミックレンジの
広いＡＰＤのバイアス回路が簡単な回路で実現できるこ
とになる。このようなＡＰＤのバイアス回路は、光入力
信号のマ−ク率が一定となるデジタル光信号の受信機に
おいて特に有効である。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以下の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００３５】（１）調整が必要ない。
【００３６】（２）広い温度範囲で安定動作する。
【００３７】（３）ＡＰＤの経年変化の影響が少ない。
【００３８】（４）ダイナミックレンジが広い。
【００３９】（５）高精度の部品を必要としない。
【００４０】（６）回路構成が簡単である。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】従来の定電圧バイアス回路の回路図である。
【図３】従来の定電流バイアス回路の回路図である。
１ 光受信装置
１０ アバランシェフォトダイオ−ド（ＡＰＤ）
２０ 定電流回路
３０ 定電圧回路
４０ 切替手段
４１ ダイオ−ド
７０ 抵抗器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｈ０４Ｂ 10/06
8426−5Ｋ Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｙ
Claims (4)
- 【請求項１】 光信号を電気信号に変換する光受信装置
におけるアバランシェフォトダイオ−ドのバイアス回路
において、定電流回路と定電圧回路とを具備し、これら
定電流回路と定電圧回路とが上記アバランシェフォトダ
イオ−ドに切替手段を介して接続されることを特徴とす
るアバランシェフォトダイオ−ドのバイアス回路。 - 【請求項２】 上記切替手段が光入力信号電力が予め任
意に決定した設定値に満たないときには定電流回路とア
バランシェフォトダイオ−ドとを接続してバイアスをか
け、光入力信号電力が設定値以上のときには定電圧回路
とアバランシェフォトダイオ−ドとを接続してバイアス
をかけるように構成したことを特徴とする請求項１記載
のアバランシェフォトダイオ−ドのバイアス回路。 - 【請求項３】 上記切替手段がダイオ−ドによって構成
されたことを特徴とする請求項１乃至２記載のアバラン
シェフォトダイオ−ドのバイアス回路。 - 【請求項４】 上記定電圧回路と上記上記アバランシェ
フォトダイオ−ドとの間に抵抗器を備えることを特徴と
する請求項１記載のアバランシェフォトダイオ−ドのバ
イアス回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173748A JP3047525B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | アバランシェフォトダイオードのバイアス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173748A JP3047525B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | アバランシェフォトダイオードのバイアス回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522075A true JPH0522075A (ja) | 1993-01-29 |
| JP3047525B2 JP3047525B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=15966403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3173748A Expired - Fee Related JP3047525B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | アバランシェフォトダイオードのバイアス回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047525B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002045254A1 (fr) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Amplificateur haute-frequence et melangeur haute frequence |
| CN104049193A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 马克西姆综合产品公司 | 雪崩光电二极管检测器*** |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3173748A patent/JP3047525B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002045254A1 (fr) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Amplificateur haute-frequence et melangeur haute frequence |
| WO2002045253A1 (fr) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Amplificateur haute fréquence |
| US6784743B2 (en) | 2000-12-01 | 2004-08-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High frequency amplifier and frequency mixer |
| CN104049193A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 马克西姆综合产品公司 | 雪崩光电二极管检测器*** |
| CN104049193B (zh) * | 2013-03-14 | 2019-08-06 | 马克西姆综合产品公司 | 雪崩光电二极管检测器*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3047525B2 (ja) | 2000-05-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |