JPS60257631A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
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- JPS60257631A JPS60257631A JP59113591A JP11359184A JPS60257631A JP S60257631 A JPS60257631 A JP S60257631A JP 59113591 A JP59113591 A JP 59113591A JP 11359184 A JP11359184 A JP 11359184A JP S60257631 A JPS60257631 A JP S60257631A
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- transistor
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- current
- resistor
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/691—Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
- H04B10/6911—Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の背景と目的〕
本発明は光受信回路に係り、特に出力電圧を温度、電圧
に依存しない安定なものとするのに好適な光受信回路に
関するものである。
に依存しない安定なものとするのに好適な光受信回路に
関するものである。
従来の光受信回路に使用されている増幅器の一例を第1
図に示す。トランジスタQ、のエミッタはダイオードD
を介して接地してあり、トランジスタQ1は、負荷抵抗
&を含めてエミッタ接地回路として動作するようにしで
ある。トランジスタQ2はコレクタ接地(コミツタフォ
ロワ)回路を構成シており、出力インピーダンスを下げ
て抵抗1(、Fによる帰還ループへの影響を小さくして
いる。l−ランジスタQll Q21 ダイオードD、
抵抗Rb、 R,F、 REからなる増幅部は、いわゆ
るl・ランスインピーダンス形増幅回路を構成しており
、低入力インピーダンであるため、効率のよい電流−電
圧変換回路として受光素子P I)と組合せて光受信回
路として使用されている。なお、ダイオードDは、出力
型イ立を」二げて次段との接続を行いやすくする働きを
もっている。
図に示す。トランジスタQ、のエミッタはダイオードD
を介して接地してあり、トランジスタQ1は、負荷抵抗
&を含めてエミッタ接地回路として動作するようにしで
ある。トランジスタQ2はコレクタ接地(コミツタフォ
ロワ)回路を構成シており、出力インピーダンスを下げ
て抵抗1(、Fによる帰還ループへの影響を小さくして
いる。l−ランジスタQll Q21 ダイオードD、
抵抗Rb、 R,F、 REからなる増幅部は、いわゆ
るl・ランスインピーダンス形増幅回路を構成しており
、低入力インピーダンであるため、効率のよい電流−電
圧変換回路として受光素子P I)と組合せて光受信回
路として使用されている。なお、ダイオードDは、出力
型イ立を」二げて次段との接続を行いやすくする働きを
もっている。
さて、光入力がない場合の出力電圧V1は、次式で表わ
される。
される。
VI= VBEI + Vp + In+Rp ・=(
1)ここに、■BE1;トランジスタQlのベース・エ
ミッタ間電圧 IB+ : t□ランジスタQ、のコレクタ電流■F;
ダイオードDの電圧降下 RF;抵抗Rpの抵抗値 次に、トランジスタQ1のコレクタ電流■clをめると
、 RI。
1)ここに、■BE1;トランジスタQlのベース・エ
ミッタ間電圧 IB+ : t□ランジスタQ、のコレクタ電流■F;
ダイオードDの電圧降下 RF;抵抗Rpの抵抗値 次に、トランジスタQ1のコレクタ電流■clをめると
、 RI。
ここに、vcc;電源電圧
Vngz : l・ランジスタQ2のベース、エミッタ
間電圧 几1= r抵抗几■、の抵抗値 となる。ところで、IC1−IB・hFE(hFEはト
ラ、ジスタの電流増幅率)であることを考慮して(IL
(2)式より■1をめると、次式となる。
間電圧 几1= r抵抗几■、の抵抗値 となる。ところで、IC1−IB・hFE(hFEはト
ラ、ジスタの電流増幅率)であることを考慮して(IL
(2)式より■1をめると、次式となる。
ここで、VBEI 、 Vngz、 VFは一般に約−
2mV/degという大きな負の温度係数をもっている
上に、(3)式かられかるように、’ Vlは電源電圧
V。0およびトランジスタのhFEという基本的な特性
に依存するので、直流的に次段増幅器と接続すると、特
性変動が大きくなり、安定な動作が困難であるという問
題を生ずる。
2mV/degという大きな負の温度係数をもっている
上に、(3)式かられかるように、’ Vlは電源電圧
V。0およびトランジスタのhFEという基本的な特性
に依存するので、直流的に次段増幅器と接続すると、特
性変動が大きくなり、安定な動作が困難であるという問
題を生ずる。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、温度や電源電圧に対して特性が安定な光受信
回路を提供することにある。
ところは、温度や電源電圧に対して特性が安定な光受信
回路を提供することにある。
本発明の特徴は、光信号を入力して電流に変換する受光
素子と、この受光素子の出力電流を電圧に変換するエミ
ッタにダイオードを接続し、コレクタにPNPI−ラン
ジスタのコレクタを接続してこのPNPトランジスタを
能動負荷としたトランジスタからなるエミッタ接地回路
と別のトランジスタからなるコレクタ接地回路とを接続
し、とのコレクタ接地回路の出力を上記エミッタ接地回
路の入力側に帰還回路を介して帰還するようにしてなる
電流−電圧変換前置増幅回路と、この前置増幅回路の出
力端に抵抗を介して接続した上記前置増幅回路と同一回
路構成の主増幅回路と、上記前置増幅回路および主増幅
回路のPNPトランジスタの動作電流を決定する基準電
圧発生回路とからなる回路構成とした点にある。
素子と、この受光素子の出力電流を電圧に変換するエミ
ッタにダイオードを接続し、コレクタにPNPI−ラン
ジスタのコレクタを接続してこのPNPトランジスタを
能動負荷としたトランジスタからなるエミッタ接地回路
と別のトランジスタからなるコレクタ接地回路とを接続
し、とのコレクタ接地回路の出力を上記エミッタ接地回
路の入力側に帰還回路を介して帰還するようにしてなる
電流−電圧変換前置増幅回路と、この前置増幅回路の出
力端に抵抗を介して接続した上記前置増幅回路と同一回
路構成の主増幅回路と、上記前置増幅回路および主増幅
回路のPNPトランジスタの動作電流を決定する基準電
圧発生回路とからなる回路構成とした点にある。
以下本発明を第2図に示した実施例を用いて詳細に説明
する。
する。
第2図は本発明の光受信回路の一実施例を示す回路図で
ある。第2図において、トランジスタQ+〜Q4.抵抗
Rt、 R2からなる回路部1は、受光素子PDで受け
た光信号を電圧に変換する働きをする電流−電圧変換前
置増幅回路である。トランジスタQ6〜Qlo、抵抗R
4,R5からなる回路部2は、主増幅回路で回路部1と
抵抗R3を介して接続しである。
ある。第2図において、トランジスタQ+〜Q4.抵抗
Rt、 R2からなる回路部1は、受光素子PDで受け
た光信号を電圧に変換する働きをする電流−電圧変換前
置増幅回路である。トランジスタQ6〜Qlo、抵抗R
4,R5からなる回路部2は、主増幅回路で回路部1と
抵抗R3を介して接続しである。
また、トランジスタQllj抵抗R6,R7からなる回
路部3は、l−ランジスタQ5p Qloの動作電流を
決定する基準電圧発生回路である。
路部3は、l−ランジスタQ5p Qloの動作電流を
決定する基準電圧発生回路である。
トランジスタQs、 Qloは、PNP )ランジスタ
を用いてあり、定電流源として使用してあり、それぞれ
トランジスタQ+、 Q6の能動負荷として動作する。
を用いてあり、定電流源として使用してあり、それぞれ
トランジスタQ+、 Q6の能動負荷として動作する。
なお、回路部1は、エミッタにダイオード(第2図では
トランジスタQ3が用いてあり、第1図のダイオードD
と同じ作用をする)を接続し、コレクタにPNP )ラ
ンジスタQ5のコレクタを接続してPNI〕トランジス
タQ5を能動負荷としたトランジスタQ1からなるエミ
ッタ接地回路とトランジスタQ2からなるコレクタ接地
回路とを接続し、このコレクタ接地回路の出力を上記エ
ミッタ接地回路の入力側に抵抗R+からなる帰還回路を
介して帰還するようにしである。回路部2も同様で、エ
ミッタにダイオード(第2図ではトランジスタQs)を
接続し、コレクタにP N I) )ランジスタQIo
のコレクタを接続してPNP)ランジスタQ!oを能動
負荷としたトランジスタQ6からなるエミッタ接地回路
とトランジスタQ7からなるコレクタ接地回路とを接続
し、このコレクタ接地回路の出力を上記エミッタ接地回
路の入力側に抵抗R4からなる帰還回路を介して帰還す
るようにしである。
トランジスタQ3が用いてあり、第1図のダイオードD
と同じ作用をする)を接続し、コレクタにPNP )ラ
ンジスタQ5のコレクタを接続してPNI〕トランジス
タQ5を能動負荷としたトランジスタQ1からなるエミ
ッタ接地回路とトランジスタQ2からなるコレクタ接地
回路とを接続し、このコレクタ接地回路の出力を上記エ
ミッタ接地回路の入力側に抵抗R+からなる帰還回路を
介して帰還するようにしである。回路部2も同様で、エ
ミッタにダイオード(第2図ではトランジスタQs)を
接続し、コレクタにP N I) )ランジスタQIo
のコレクタを接続してPNP)ランジスタQ!oを能動
負荷としたトランジスタQ6からなるエミッタ接地回路
とトランジスタQ7からなるコレクタ接地回路とを接続
し、このコレクタ接地回路の出力を上記エミッタ接地回
路の入力側に抵抗R4からなる帰還回路を介して帰還す
るようにしである。
次に、第2図の回路の動作を式を用いて説明する。ただ
し、引算で次のことを仮定する。各トランジスタの電流
増幅率は同一であるものとし、これをhFFとする。捷
だ、各抵抗は温度依存性がないものとする。これらは集
積回路内では容易に成立する条件であり、妥当なもので
ある。なお、トランジスタQ+−Qoのベース電流はI
n+〜IBIIのように、また、コレクタ電流は■。1
〜IC11、また、ベース・エミッタ間電圧はV!IE
I〜VBEI+のように表示する。1だ、各抵抗の抵抗
値は各抵抗を示す符号がそれを示すものとする。
し、引算で次のことを仮定する。各トランジスタの電流
増幅率は同一であるものとし、これをhFFとする。捷
だ、各抵抗は温度依存性がないものとする。これらは集
積回路内では容易に成立する条件であり、妥当なもので
ある。なお、トランジスタQ+−Qoのベース電流はI
n+〜IBIIのように、また、コレクタ電流は■。1
〜IC11、また、ベース・エミッタ間電圧はV!IE
I〜VBEI+のように表示する。1だ、各抵抗の抵抗
値は各抵抗を示す符号がそれを示すものとする。
まず、トランジスタQuの動作電流Ioは、次式で表わ
される。
される。
しだがって、PNPトランジスタQs、 Qloのコレ
クタ電流■c 5. Ic+oは、次式で表わされる。
クタ電流■c 5. Ic+oは、次式で表わされる。
Ic 5−IBI −I。2−I。3=I。4= Io
X &/ R2・・・(51 ’C+o = Ice = IC7°I(s = IC
9−Io X &/ R5−(6) 次に、トランジスタQ6のベース電流IB6は、第2図
に示しである電流■2とI+との差であるから、次式で
表わされる。
X &/ R2・・・(51 ’C+o = Ice = IC7°I(s = IC
9−Io X &/ R5−(6) 次に、トランジスタQ6のベース電流IB6は、第2図
に示しである電流■2とI+との差であるから、次式で
表わされる。
ここで、
V+=Vt+r++VnE3+IBg+R1= 2VI
]EI+ IBI Rt ・・・(8)Vz=Vnp:
6+Vr+ag= 2VBE6 − (9)寸だ、 V8゜6 Vn+:+=に=−工6・±C6、、、(。
]EI+ IBI Rt ・・・(8)Vz=Vnp:
6+Vr+ag= 2VBE6 − (9)寸だ、 V8゜6 Vn+:+=に=−工6・±C6、、、(。
q Ic1
(8)〜t!DJを(7)式に代入してv3をめると、
V3= 2V++。6+R4(In2−町■8.)3 ところでz Ioa (= Ice / hpF、)と
I旧(−Ic+ / hpg )とは+5L (6)式
から明らかなように、R2,Rsの選び方で自由に設定
できる。いま、In2 =−−−−−IBI 几3 すなわち、 l R7−−−−−・R5 3 と選ぶと、0刀式は、 と表わされる。V3を温度Tで微分して■3の温度係数
をめると、 が得られる。(I3)式の第1項は負の温度係数(約−
2mv/deg )をもつのに対し、第2項は正の温度
係数であり、 Vnge R7 と選ぶと、■3、すなわち、出力電圧は温度に対して変
動することはない。
V3= 2V++。6+R4(In2−町■8.)3 ところでz Ioa (= Ice / hpF、)と
I旧(−Ic+ / hpg )とは+5L (6)式
から明らかなように、R2,Rsの選び方で自由に設定
できる。いま、In2 =−−−−−IBI 几3 すなわち、 l R7−−−−−・R5 3 と選ぶと、0刀式は、 と表わされる。V3を温度Tで微分して■3の温度係数
をめると、 が得られる。(I3)式の第1項は負の温度係数(約−
2mv/deg )をもつのに対し、第2項は正の温度
係数であり、 Vnge R7 と選ぶと、■3、すなわち、出力電圧は温度に対して変
動することはない。
また、(支)式のVI]E’6を、
ここに、■s:逆方向飽和電流
に置き換えると、
であるから、■3は電源電圧依存性を有する。しかし、
その値は極めて小さく、Ic6を100/Aとした場合
の■3の変動は、vccが5■から10%変動しても■
3の変動分は20 m v以内であり、全く問題となら
ない値である。したがって、第2図の回路によれば、出
力電圧■3が温度および電源電圧に依存せず、安定に動
作する。
その値は極めて小さく、Ic6を100/Aとした場合
の■3の変動は、vccが5■から10%変動しても■
3の変動分は20 m v以内であり、全く問題となら
ない値である。したがって、第2図の回路によれば、出
力電圧■3が温度および電源電圧に依存せず、安定に動
作する。
なお、第2図の回路の受光素子PDKPINの光入力が
入射した場合の出力電圧はPIN・几1・R4/R3で
表わされる。
入射した場合の出力電圧はPIN・几1・R4/R3で
表わされる。
そして、トランジスタの+1r+w t7− 慇、7>
什猷11+r変動しても、その比率が一定であれば、や
はり出力電圧v3が温度、電源′市川に依存せず安定で
あるので、集積回路として実現しやすい。
什猷11+r変動しても、その比率が一定であれば、や
はり出力電圧v3が温度、電源′市川に依存せず安定で
あるので、集積回路として実現しやすい。
以上説明したように、本発明によれば、出力電圧が温度
や電源電圧に依存せず、温度や電源電圧に対して特性が
安定なものにできるという効果がある。
や電源電圧に依存せず、温度や電源電圧に対して特性が
安定なものにできるという効果がある。
第1図は従来の光受信回路の増幅器の一例を示す回路図
、第2図は本発明の光受信回路の一実施例を示す回路図
である。 1 電流−電圧変換前置増幅回路、2・主増幅回路、3
基準電圧発生回路、 Q+−Q4. Q6〜Q91Q
l+・・・トラノジスタ+ Qs、 Q+o・・・PN
Pトランジスタ。 R1〜I(,7・抵抗。 第 1 図 + 2 3
、第2図は本発明の光受信回路の一実施例を示す回路図
である。 1 電流−電圧変換前置増幅回路、2・主増幅回路、3
基準電圧発生回路、 Q+−Q4. Q6〜Q91Q
l+・・・トラノジスタ+ Qs、 Q+o・・・PN
Pトランジスタ。 R1〜I(,7・抵抗。 第 1 図 + 2 3
Claims (1)
- ■、 光信号を人力して電流に変換する受光素子と該受
光素子の出力電流を電圧に変換するエミッタにダイオー
ドを接続し、コレクタにPNPトランジスタのコレクタ
を接続して該PNPトランジスタを能動負荷としたl・
ランジスクからなるエソタ接地回路と別のトランジスタ
からなるコレクタ接地回路とを接続1〜、該コレクタ接
地回路の出力を前記エミッタ接地回路の入力側に帰還回
路を介して帰還するようにしてなる電流−電圧変換前置
増幅回路と、該前置増幅回路の出力端に抵抗を介して接
続した前記前置増幅回路と同一回路構成の主増幅回路と
、前記前置増幅回路および主増幅回路のP N P )
ランジスタの動作電流を決定する基準電圧発生回路とか
らなることを特徴とする光受信回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59113591A JPS60257631A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59113591A JPS60257631A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 光受信回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60257631A true JPS60257631A (ja) | 1985-12-19 |
JPH0586685B2 JPH0586685B2 (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=14616093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59113591A Granted JPS60257631A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | 光受信回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60257631A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02200030A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 電流・電圧変換回路 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58182906A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-26 | Hitachi Cable Ltd | 光受信器用前置増幅回路 |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59113591A patent/JPS60257631A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58182906A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-26 | Hitachi Cable Ltd | 光受信器用前置増幅回路 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02200030A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 電流・電圧変換回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0586685B2 (ja) | 1993-12-14 |
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