KR101334369B1 - Apd receiver of controlling the apd bias voltage by optical signal - Google Patents

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박경현
김재동
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(주)에이알텍
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Abstract

An APD optical receiver for varying reverse bias voltage according to the intensity of an optical signal according to the present invention comprises: a DC to DC converter for supplying reverse bias voltage; an avalanche photo diode (APD) for receiving the reverse bias voltage applied by the DC to DC converter, receiving an optical signal from the outside, converting the optical signal into an electrical signal, and outputting the electrical signal; a temperature resistance unit for varying current and resistance values according to the intensity of the optical signal inputted to the APD to change voltage across both ends of the temperature resistance unit; a preamplifier for converting the electrical signal outputted by the APD into a voltage signal and amplifying the voltage signal; and a limiting amplifier for converting the voltage signal outputted by the preamplifier into a digital signal and amplifying the digital signal. According to the present invention, the optical receiver can be stably operated by controlling the reverse bias voltage of the APD to drop so as to prevent damage to the optical receiver when a high optical signal is inputted to the APD optical receiver. [Reference numerals] (201) DC-DC converter;(202) Temperature resisting unit;(204) Preamplifier;(205) Limiting amplifier;(AA) Optical signal input

Description

광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 ＡＰＤ 광 수신기{APD receiver of controlling the APD bias voltage by optical signal}Apd receiver of controlling the APD bias voltage by optical signal

본 발명은 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기에 관한 것으로, 특히 광 수신기에 높은 광 신호 입력시 APD의 역바이어스 전압을 낮추어 광 수신기의 손상을 방지하여 안정적으로 동작할 수 있는 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기에 관한 것이다.
The present invention relates to an APD optical receiver having a variable reverse bias voltage according to an optical signal strength. In particular, the present invention relates to an optical optical receiver capable of stably operating by preventing the damage of an optical receiver by lowering the reverse bias voltage of an APD when a high optical signal is input to the optical receiver. The present invention relates to an APD optical receiver having a reverse bias voltage according to signal strength.

일반적으로 APD라 함은, 광 다이오드에 빛을 입사시켜 역 바이어스 전압을 증가시켜 가면, 발생된 전자가 높은 전계에서 가속되어 원자와 충돌하여 새로운 전자와 정공이 발생하는 눈사태 현상(Avalanche Phenomenon)이 생기는데, 이 현상을 이용하여 광신호를 전기 신호로 변환하는 것으로 광통신용의 수광 소자로 이용되고 있다. 그 특징으로는 고속 디지털 회선에는 적합하지만 APD 자체의 눈사태 효과에 의한 전류 증폭 작용으로 신호 대 잡음비(S/N : Signal/Noise)가 높고, 바이어스 전압이 높으며, 온도 의존성이 크다는 등의 결점이 있다. In general, APD, when light is incident on a photodiode to increase the reverse bias voltage, an avalanche phenomenon occurs in which generated electrons are accelerated in a high electric field and collide with atoms to generate new electrons and holes. This phenomenon is used to convert an optical signal into an electrical signal and is used as a light receiving element for optical communication. Its characteristics are suitable for high-speed digital circuits, but the current amplification effect caused by the avalanche effect of APD itself has the disadvantage of high signal-to-noise ratio (S / N), high bias voltage, and high temperature dependence. .

좀 더 상세히 그 장단점을 살펴보면, APD는 그 자체의 이득(gain)을 가지고 있으며 아주 작은 레벨(level)의 빛도 검출할 능력이 있기에, 섬유-광(fiber-optic) 수신기에서 최적의 감도(optimum sensitivity)를 요구하는 개발자들에게 선호된다.Looking at the pros and cons in more detail, the APD has its own gain and the ability to detect even very small levels of light, so it is optimal for fiber-optic receivers. Preferred for developers who require sensitivity.

그러나, 이러한 내부 이득의 만족할 만한 레벨을 얻기 위해 APD는 높은 바이어스(bias)(30~40V)공급을 필요로 하며, 또 다른 단점으로는 APD가 온도에 민감한 이득 함수(gain function)를 가지고 있다는 것이다. 따라서, APD의 상수 이득(constant gain)을 얻기 위한, 또한 높은 전압을 공급하는 APD를 이용한 광수신 시스템에서 온도변화에 따른 보상회로가 필수적이다.However, to obtain a satisfactory level of this internal gain, the APD requires a high bias (30-40 V) supply, and another disadvantage is that the APD has a temperature sensitive gain function. . Therefore, in order to obtain constant gain of the APD, a compensation circuit according to temperature change is essential in an optical reception system using an APD that supplies a high voltage.

도 1은 종래에 따른 APD 광 수신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, APD(102)에 높은 전압의 역바이어스를 가해주기 위하여 DC-DC 컨버터(101)에서 전압을 공급한다. APD(102)에 공급되는 전압은 35 ~ 45V 정도 된다. APD(102)에 광신호가 입력되면 APD(102)내에서 광전 변화에 의하여 전류 신호가 발생된다. 또, APD(102)의 고유 특성에 의하여 이 전류는 8 ~ 10 배 정도 증폭된다. 광전 변환된 전류는 전치 증폭기()에서 디지털 신호로 다시 증폭된다.1 is a view schematically showing a configuration of a conventional APD optical receiver. As shown in FIG. 1, a voltage is supplied from the DC-DC converter 101 to apply a high voltage reverse bias to the APD 102. The voltage supplied to the APD 102 is about 35 to 45V. When an optical signal is input to the APD 102, a current signal is generated by photoelectric change in the APD 102. In addition, due to the inherent characteristics of the APD 102, this current is amplified by about 8 to 10 times. The photoelectrically converted current is amplified back to a digital signal in the preamplifier.

이러한 애벌런치 광수신기는 APD로 공급되는 DC-DC 컨버터의 전압을 제어함으로써 애벌런치 광수신기의 특성을 최적화한다. 또한, APD의 출력 전류를 모니터링 하거나 전치 증폭기의 출력 신호를 모니터링하여 DC-DC 컨버터에 신호를 피드백하여 전압을 제어하기도 한다. The avalanche optical receiver optimizes the characteristics of the avalanche optical receiver by controlling the voltage of the DC-DC converter supplied to the APD. It also controls the voltage by feeding back the signal to the DC-DC converter by monitoring the output current of the APD or by monitoring the output signal of the preamplifier.

그러나 APD 광 수신기는 APD(102)내의 증폭 기능이 있기 때문에 작은 세기의 광신호를 입력받아 전류신호를 변환시킬 수 있지만, 반대로 높은 광신호를 입력 받으면 전류가 크게 발생된다. However, since the APD optical receiver has an amplification function in the APD 102, the APD optical receiver can receive a small intensity optical signal and convert the current signal. However, when the APD optical receiver receives a high optical signal, a large current is generated.

즉, 높은 전류 신호는 전치 증폭기에 입력되는데 이 높은 전류가 입력되면 전치 증폭기를 파손시키게 되어 일정 한도의 최대 전류가 입력되지 않도록 주의해야 한다. 따라서, 종래에 따른 APD 광 수신기는 최대 광입력 세기를 -7dBm(0.2mW) 정도로 제한하지만 입력 광신호가 높은 경우에 대하여 APD 광 수신기를 보호할 수 없는 문제점이 발생된다.
In other words, a high current signal is input to the preamplifier. When this high current is input, the preamplifier will be broken, so care should be taken not to input a certain maximum current. Therefore, the conventional APD optical receiver limits the maximum optical input intensity to about -7 dBm (0.2 mW), but there is a problem in that the APD optical receiver cannot be protected against a high input optical signal.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 광 수신기에 높은 광 신호 입력시 APD의 역바이어스 전압을 낮추어 광 수신기의 손상을 방지하여 안정적으로 동작할 수 있는 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to reduce the reverse bias voltage of the APD when a high optical signal input to the optical receiver to prevent damage to the optical receiver APD optical receiver of the reverse bias voltage variable according to the optical signal strength that can be operated stably To provide.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기는, 역바이어스 전압을 공급하는 DC-DC 컨버터와; 상기 DC-DC 컨버터의 역바이어스 전압을 인가받고 외부로부터 광 신호를 입력받아 그에 대응하는 전기적 신호로 변환하여 출력하는 APD(Avalanche Photo Diode)와; 상기 APD로부터 입력된 광신호의 세기에 대응하여 양단에 걸리는 전압이 변화되어 출력하는 온도 저항부와; 상기 APD에서 출력되는 전기적 신호를 전압신호로 변환하여 증폭하는 전치 증폭기와; 상기 전치 증폭기에서 출력되는 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 증폭하는 리미팅 증폭기를 포함하고, 상기 온도 저항부는 상기 APD에 광신호가 높게 입력되는 경우에 전류 및 저항값이 증가함에 따라 상기 온도 저항부의 양단에 걸리는 전압이 증가하여 상기 APD에 인가되는 전압이 낮아지는 점에 그 특징이 있다.In order to solve the above technical problem, an APD optical receiver having a reverse bias voltage according to an optical signal strength according to the present invention includes: a DC-DC converter for supplying a reverse bias voltage; An APD (Avalanche Photo Diode) for receiving the reverse bias voltage of the DC-DC converter, receiving an optical signal from the outside, converting the optical signal into an electrical signal corresponding thereto, and outputting the same; A temperature resistance unit for changing and outputting a voltage applied to both ends in response to the intensity of the optical signal input from the APD; A preamplifier converting and amplifying the electrical signal output from the APD into a voltage signal; And a limiting amplifier for converting and amplifying the voltage signal output from the preamplifier into a digital signal, wherein the temperature resistance part is provided at both ends of the temperature resistance part as current and resistance values increase when an optical signal is input to the APD. The characteristic is that the voltage applied to the APD is lowered to increase the applied voltage.

여기서, 특히 상기 온도 저항부는 폴리머 정특성 써미스터인 점에 그 특징이 있다. In particular, the temperature resistance portion is characterized in that the polymer static thermistor.

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여기서, 특히 상기 폴리머 정특성 써미스터는 전류가 커지면 온도가 상승하고 저항값이 증가하는 점에 그 특징이 있다. In particular, the polymer static thermistor is characterized in that as the current increases, the temperature increases and the resistance value increases.

여기서, 특히 상기 APD에 인가되는 역바이어스 전압이 감소하는 경우 상기 APD의 증폭 배율이 낮아져 상기 APD에서 출력되는 전류의 크기가 작아지는 점에 그 특징이 있다.
Here, in particular, when the reverse bias voltage applied to the APD is reduced, the amplification factor of the APD is lowered, so that the magnitude of the current output from the APD is small.

삭제delete

이상의 본 발명에 따르면, 광 수신기에 높은 광 신호 입력시 APD의 역바이어스 전압을 낮추도록 제어함으로써 광 수신기의 손상을 방지하여 안정적으로 동작할 수 있도록 제공하게 된다.
According to the present invention, by controlling to lower the reverse bias voltage of the APD when a high optical signal input to the optical receiver to prevent damage to the optical receiver to provide a stable operation.

도 1은 종래에 따른 APD 광 수신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 광 수신기에 인가되는 DC-DC 컨버터의 출력 전압에 따른 전류의 세기를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 광 수신기에서 높은 광신호가 입력되었을 경우 온도 저항부의 저항값에 따른 출력되는 전류의 세기를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 광 수신기에서 높은 광신호가 입력되었을 경우 APD에 인가되는 전류의 세기를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 광 수신기에서 높은 광신호가 입력되었을 경우 온도 저항부에서 출력되는 전류의 세기를 도시한 도면. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an APD optical receiver according to the related art.
2 is a diagram schematically illustrating a configuration of an APD optical receiver having a reverse bias voltage according to an optical signal strength according to the present invention.
3 is a view showing the strength of the current according to the output voltage of the DC-DC converter applied to the optical receiver of the present invention.
4 is a view showing the intensity of the output current according to the resistance value of the temperature resistance unit when a high optical signal is input in the optical receiver of the present invention.
5 is a view showing the strength of the current applied to the APD when a high optical signal is input in the optical receiver of the present invention.
6 is a view showing the strength of the current output from the temperature resistance unit when a high optical signal is input in the optical receiver of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . In addition, the term 'comprising' a certain component means that other components may be included, unless specifically stated otherwise, and may include other components.

이하 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기는, DC-DC 컨버터(201), APD(Avalanche Photo Diode)(203), 온도 저항부(202), 전치 증폭기(204), 리미팅 증폭기(205)를 포함하여 구성된다. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of an APD optical receiver having a reverse bias voltage according to an optical signal strength according to the present invention. As shown in FIG. 2, the APD optical receiver having a reverse bias voltage variable according to the optical signal strength according to the present invention includes a DC-DC converter 201, an Avalanche Photo Diode (APD) 203, and a temperature resistance unit 202. ), A preamplifier 204 and a limiting amplifier 205.

도 3은 본 발명의 광 수신기에 인가되는 DC-DC 컨버터의 출력 전압에 따른 전류의 세기를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 DC-DC 컨버터(201)는 3 ~ 8V의 입력전압에 대해 30 ~ 45V의 역 바이어스를 생성하여 상기 APD(203)에 일정한 전압및 전류를 공급하게 된다. 3 is a view showing the strength of the current according to the output voltage of the DC-DC converter applied to the optical receiver of the present invention. As shown in FIG. 3, the DC-DC converter 201 generates a reverse bias of 30 to 45V with respect to an input voltage of 3 to 8V to supply a constant voltage and current to the APD 203.

상기 APD(Avalanche Photo Diode)(203)는 상기 DC-DC 컨버터(201)로부터 역바이어스 전압을 인가받고 외부로부터 광신호를 입력받아 그에 대응하는 전기적 신호로 변환하여 출력하게 된다. The APD (Avalanche Photo Diode) 203 receives a reverse bias voltage from the DC-DC converter 201, receives an optical signal from the outside, and converts the optical signal into an electrical signal corresponding thereto.

보다 구체적으로, 상기 APD(Avalanche Photo Diode)(203)는 광신호를 전기적 신호로 변화에 의하여 전류 신호가 발생된다. 여기서, 상기 APD(203)의 고유 특성에 의하여 전류는 8 ~ 10배 정도 증폭될 수 있다. More specifically, the APD (Avalanche Photo Diode) 203 generates a current signal by converting an optical signal into an electrical signal. Here, the current may be amplified by 8 to 10 times by the inherent characteristics of the APD 203.

상기 온도 저항부(202)는 상기 APD(203)에 입력된 광신호의 세기에 따라 전류 및 저항값이 변화하고 그에 대응하는 양단에 걸리는 전압이 변화하게 된다. 여기서, 상기 온도 저항부(202)는 폴리머 정특성 써미스터가 이용될 수 있으며, 전류가 커지면 온도가 상승하고 저항값이 증가하는 특성을 갖는 소자가 이용되는 것이 바람직하다. The temperature resistance unit 202 changes the current and the resistance value according to the intensity of the optical signal input to the APD 203, and the voltage across both ends thereof changes. Here, the temperature resistance unit 202 may be a polymer thermistor, it is preferable that a device having a characteristic that the temperature is increased and the resistance value is increased when the current increases.

도 4는 본 발명의 광 수신기에서 높은 광신호가 입력되었을 경우 온도 저항부의 저항값에 따른 출력되는 전류의 세기를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 광 수신기에서 높은 광신호가 입력되었을 경우 APD에 인가되는 전류의 세기를 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 광 수신기에서 높은 광신호가 입력되었을 경우 온도 저항부에서 출력되는 전류의 세기를 도시한 도면이다. 4 is a view showing the intensity of the output current according to the resistance value of the temperature resistance portion when a high optical signal is input in the optical receiver of the present invention, Figure 5 is a high optical signal input to the APD when the optical receiver of the present invention 6 is a diagram showing the intensity of the applied current, Figure 6 is a diagram showing the intensity of the current output from the temperature resistance unit when a high optical signal is input in the optical receiver of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 온도 저항부(202)는 상기 APD(203)에 광신호가 높게 입력되는 경우에 전류 및 저항값이 증가함에 따라 상기 온도 저항부(202)의 양단에 걸리는 전압이 증가하여 상기 APD(203)에 인가되는 전압이 낮아지게 된다. As shown in FIG. 4, when the optical signal is input to the APD 203, the temperature resistor 202 may increase the voltage across the temperature resistor 202 as the current and resistance increase. As a result, the voltage applied to the APD 203 is lowered.

따라서, 상기 APD(203)에 광신호가 높게 입력되는 경우에 상기 온도 저항부(202)에 흐르는 전류가 증가하고, 전류가 증가함에 따라 I2 * R(I:전류, R:저항)에 의하여 열이 발생하고 온도 저항부(202)의 저항이 증가하게 된다. 이때, 상기 도 6과 같이, 상기 온도 저항부(202)의 저항이 증가하게 되면, 상기 온도 저항부(202)의 양단에 걸리는 전압(Vr =I*R)이 증가하여 상기 APD(203)에 공급되는 전압(Vd-Vr)은 상기 온도 저항부(202)의 양단에 걸리는 전압만큼 떨어지게 된다. 이는, 상기 APD(203)에 입력 광신호가 높지만 상기 온도 저항부(202)에 의해 전류가 작아졌기 때문에 상기 APD(203) 및 상기 전치 증폭기(204)에 입력되는 전압 및 전류의 크기가 작아 손상을 주지 않게 된다. Therefore, when the optical signal is input to the APD 203 high, the current flowing in the temperature resistance unit 202 increases, and as the current increases, I 2 Heat is generated by R (I: current, R: resistance), and the resistance of the temperature resistance unit 202 increases. In this case, as shown in FIG. 6, when the resistance of the temperature resistance unit 202 increases, the voltage V r across both ends of the temperature resistance unit 202 is increased. = I * R is increased so that the voltage (V d -V r ) supplied to the APD 203 drops by the voltage across the temperature resistance part 202. Since the input optical signal to the APD 203 is high but the current is decreased by the temperature resistor 202, the voltage and the current input to the APD 203 and the preamplifier 204 are small, thereby preventing damage. Will not give.

상기 전치 증폭기(204)는 상기 APD(203)에서 출력되는 전기적 신호를 전압신호로 변환하여 증폭하여 출력하게 된다. 이때, 상기 APD(203)에 인가되는 전압이 낮아지면 APD(203)의 증폭 배율이 낮아져 APD(203)에서 출력되는 전류의 크기가 작아지고 전치 증폭기(204)가 이 전류를 증폭하여 출력하여도 안정적으로 동작하게 된다. The preamplifier 204 converts an electrical signal output from the APD 203 into a voltage signal and amplifies and outputs the voltage signal. At this time, when the voltage applied to the APD 203 is lowered, the amplification factor of the APD 203 is lowered, and the magnitude of the current output from the APD 203 is reduced, and the preamplifier 204 amplifies and outputs the current. Stable operation

상기 리미팅 증폭기(205)는 상기 전치 증폭기(204)에서 출력되는 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 다시 증폭하여 출력하게 된다. The limiting amplifier 205 converts the voltage signal output from the preamplifier 204 into a digital signal and amplifies and outputs the digital signal again.

한편, 상기 APD(203)에 입력되는 광신호가 정상적인 범위로 입력되는 경우에 상기 온도 저항부(202)의 저항값의 크기가 작아져 상기 APD(203)에 인가되는 전압이 DC-DC 컨버터(201)에서 출력되는 정상 범위의 전압으로 출력하게 된다. 즉, 상기 온도 저항부(202)에 흐르는 전류가 작아지고 열의 발생이 줄어 저항도 감소하게 된다. 이때, 상기 DC-DC 컨버터(201)에서 공급하는 전압이 상기 APD(203)에 대부분 걸리게 되어 APD 광 수신기의 특성에 영향을 주지 않게 된다. On the other hand, when the optical signal input to the APD 203 is input in the normal range, the magnitude of the resistance value of the temperature resistance unit 202 is reduced, so that the voltage applied to the APD 203 is the DC-DC converter 201. ) Will be output in the normal range of voltage. That is, the current flowing through the temperature resistance portion 202 is reduced, the generation of heat is reduced, the resistance is also reduced. At this time, the voltage supplied from the DC-DC converter 201 is mostly applied to the APD 203 so as not to affect the characteristics of the APD optical receiver.

또한, 본 발명의 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기의 동작을 설명하기로 한다. 먼저, 전압 공급 장치인 DC-DC 컨버터(201)로부터 상기 APD(203)에 역바이어스 전압이 공급된 상태에서 상기 APD(203)에 외부로부터 광신호를 수신하게 된다. In addition, the operation of the APD optical receiver of the reverse bias voltage variable according to the optical signal strength of the present invention will be described. First, when the reverse bias voltage is supplied from the DC-DC converter 201, which is a voltage supply device, to the APD 203, an optical signal is received from the outside of the APD 203.

이때, 광신호가 높게 입력되는 경우, 온도 저항부(202)에 흐르는 전류가 증가하게 된다. 이 소자에 전류가 증가하면 전류저항에 의하여 열이 발생하고 온도 저항부의 저항이 증가하게 된다. 그리고, 온도 저항부(202)의 저항이 증가하게 되면 상기 온도 저항부의 양단에 걸리는 전압(Vr =I*R)이 증가하여 상기 APD에 공급되는 전압(Vd-Vr)은 상기 온도 저항부(202)의 양단에 걸리는 전압만큼 떨어지게 된다. 이는, 상기 APD(203)에 입력 광신호가 높지만 상기 온도 저항부에 의해 인가되는 역바이어스 전압이 작아졌기 때문에 상기 APD(203)의 증폭 배율 감소로 인해 APD(203)에서 출력되는 전류는 감소하고, 상기 전치 증폭기(204)에 입력되는 전압 및 전류의 크기가 작아져 손상을 주지 않게 된다.At this time, when the optical signal is input high, the current flowing in the temperature resistance unit 202 increases. When the current increases in this device, heat is generated by the current resistance, and the resistance of the temperature resistance portion increases. When the resistance of the temperature resistance unit 202 increases, the voltage (V r = I * R) across the temperature resistance unit increases, so that the voltage (V d -V r ) supplied to the APD is the temperature resistance. The voltage applied to both ends of the unit 202 drops. This is because the input optical signal to the APD 203 is high, but the reverse bias voltage applied by the temperature resistance unit is reduced, so that the current output from the APD 203 is reduced due to the reduction in the amplification factor of the APD 203, The magnitude of the voltage and current input to the preamplifier 204 is reduced so as not to damage.

즉, 전치 증폭기(204)는 상기 APD(203)에서 출력되는 전기적 신호를 전압신호로 변환하여 증폭하여 출력는데, 상기 APD(203)에 인가되는 전압이 낮아지면 APD(203)에서 출력되는 전류의 크기가 감소하고 전치 증폭기(204)가 이 전류를 증폭하여 출력하여도 안정적으로 동작하게 된다. That is, the preamplifier 204 converts and amplifies the electrical signal output from the APD 203 into a voltage signal. When the voltage applied to the APD 203 is lowered, the pre-amplifier 204 The size decreases and the preamplifier 204 amplifies and outputs this current to operate stably.

그 다음, 상기 리미팅 증폭기(205)는 상기 전치 증폭기(204)에서 출력되는 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 다시 증폭하여 출력하게 된다. Next, the limiting amplifier 205 converts the voltage signal output from the preamplifier 204 into a digital signal and amplifies and outputs the digital signal again.

한편, 상기 APD(203)에 입력되는 광신호가 정상적인 범위로 입력되는 경우에 상기 온도 저항부(202)의 저항값의 크기가 작아져 상기 APD에 인가되는 전압이 DC-DC 컨버터에서 출력되는 정상 범위의 전압으로 출력하게 된다. 즉, 상기 온도 저항부(202)에 흐르는 전류가 작아지고 열의 발생이 줄어 저항도 감소하게 된다. 이때, 상기 DC-DC 컨버터(201)에서 공급하는 전압이 상기 APD(203)에 대부분 걸리게 되어 APD 광 수신기의 특성에 영향을 주지 않게 된다. On the other hand, when the optical signal input to the APD 203 is input in the normal range, the magnitude of the resistance value of the temperature resistance unit 202 is reduced, the normal range that the voltage applied to the APD is output from the DC-DC converter The voltage is output as. That is, the current flowing through the temperature resistance portion 202 is reduced, the generation of heat is reduced, the resistance is also reduced. At this time, the voltage supplied from the DC-DC converter 201 is mostly applied to the APD 203 so as not to affect the characteristics of the APD optical receiver.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the equivalents as well as the claims that follow.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
201 --- DC-DC 컨버터 202 --- 온도 저항부
203 --- APD 204 --- 전치 증폭기
205 --- 리미팅 증폭기 Description of the Related Art
201 --- DC-DC converter 202 --- Temperature resistance
203 --- APD 204 --- Preamplifier
205 --- Limiting Amplifier

Claims (6)

역바이어스 전압을 공급하는 DC-DC 컨버터;
상기 DC-DC 컨버터의 역바이어스 전압을 인가받고, 외부로부터 광 신호를 입력받아 광전 변환을 통해 그에 대응하는 전류를 출력하는 APD(Avalanche Photo Diode);
상기 DC-DC 컨버터와 상기 APD에 양단이 각각 연결되며, 상기 APD로부터 입력된 광신호의 세기에 대응하여 상기 양단에 걸리는 전압이 변화되는 온도 저항부;
상기 APD에서 출력되는 전류를 전압신호로 변환하여 증폭하는 전치 증폭기; 및
상기 전치 증폭기에서 출력되는 전압 신호를 디지털 신호로 변환하여 증폭하는 리미팅 증폭기를 포함하며,
상기 APD에 광신호가 증가하여 상기 APD에서 출력되는 전류가 증가하면, 상기 온도 저항부에 흐르는 전류가 증가하여 전류 저항에 의해 상기 온도 저항부에서 발열이 이루어지고, 상기 발열에 의해 상기 온도 저항부의 저항값이 증가하여 상기 온도 저항부의 양단에 걸리는 전압이 증가함으로써 상기 APD에 인가되는 역바이어스 전압을 감소시키는 것을 특징으로 하는 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기.
A DC-DC converter for supplying a reverse bias voltage;
An APD (Avalanche Photo Diode) receiving the reverse bias voltage of the DC-DC converter, receiving an optical signal from the outside and outputting a current corresponding thereto through photoelectric conversion;
A temperature resistance unit connected at both ends to the DC-DC converter and the APD, and having a voltage applied to both ends thereof in response to an intensity of an optical signal input from the APD;
A preamplifier for converting and amplifying the current output from the APD into a voltage signal; And
And a limiting amplifier for converting and amplifying the voltage signal output from the preamplifier into a digital signal.
When the optical signal is increased in the APD and the current output from the APD increases, the current flowing in the temperature resistance unit increases to generate heat in the temperature resistance unit by the current resistance, and the resistance of the temperature resistance unit by the heat generation. An APD optical receiver having a reverse bias voltage according to an optical signal strength, wherein a value increases to decrease the reverse bias voltage applied to the APD by increasing the voltage across the temperature resistor.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 온도 저항부는 폴리머 정특성 써미스터인 것을 특징으로 하는 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기.
The method of claim 1,
The APD optical receiver of the reverse bias voltage variable according to the optical signal strength, characterized in that the temperature resistance portion is a polymer static thermistor.
제 3항에 있어서,
상기 폴리머 정특성 써미스터는 전류가 커지면 온도가 상승하고 저항값이 증가하는 것을 특징으로 하는 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기.
The method of claim 3, wherein
The APD optical receiver having a reverse bias voltage according to the optical signal strength, wherein the polymer static thermistor increases in temperature and increases in resistance when the current increases.
제1항에 있어서,
상기 APD에 인가되는 역바이어스 전압이 감소하는 경우 상기 APD의 증폭 배율이 낮아져 상기 APD에서 출력되는 전류의 크기가 작아지는 것을 특징으로 하는 광신호 세기에 따른 역바이어스 전압 가변의 APD 광 수신기. The method of claim 1,
When the reverse bias voltage applied to the APD decreases, the amplification factor of the APD is lowered, so that the magnitude of the current output from the APD becomes smaller APD optical receiver of the variable reverse bias voltage according to the optical signal strength. 삭제delete
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