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 |