DE69316796T2

DE69316796T2 - Lichtempfindliche Verstärkungsvorrichtung zur Erweiterung eines Wechselspannungsbereichs

Info

Publication number: DE69316796T2
Application number: DE69316796T
Authority: DE
Inventors: Koichi Hanafusa; Naonori Okabayashi; Naruichi Yokogawa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-05-29
Also published as: EP0577265A3; JPH0645838A; US5321254A; EP0577265A2; DE69316796D1; EP0577265B1; JP2988795B2

Description

Die Erfindung betrifft lichtempfindliche Bauteile, und spezieller betrifft sie ein lichtempfindliches Bauteil mit einer Photodiode und einer Verstärkerschaltung, wie als Bestandteil einer Aufnahmevorrichtung für einen magnetooptischen Plattenspieler, ein Abspielgerät für Miniplatten oder dergleichen zu verwenden.
Grundanordnungen lichtempfindlicher Bauteile sind z.B. aus "Electrical Design News" 32, Oktober 1987, S. 205-220; J. Graeme: "FET op amps convert photodiode outputs to usable signals" oder aus DE-A-31 40 956 bekannt.
Gemäß Fig. 7 ist ein herkömmliches lichtempfindliches Bauteil des oben genannten Typs mit vier Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD mit einer gemeinsamen Kathode und vier Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD versehen, die von den Anoden der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD Photostromsignale IPDA, IPDB, IPDC und IPDD empfangen. PDE kennzeichnet eine parasitäre Photodiode. Die Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD erzeugen niederimpedante Spannungsausgangssignale VA, VB, VC und VD. Ein Aufnehmer führt Signalverarbeitungsvorgänge wie eine Berechnungsoperation auf Grundlage der Spannungsausgangssignale VA, VB, VC und VD aus, um die auf einer Platte (Aufzeichnungsträger) aufgezeichneten Daten wiederzugewinnen
Die oben genannten Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD werden in einer n- Epitaxieschicht 12 ausgebildet, die auf einem p-Halbleitersubstrat 10 vorhanden ist, wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist (wobei Fig. 8 ein Musterlayout zeigt, während Fig. 9 einen Aufbau im Schnitt zeigt). Genauer gesagt, werden vier p-Diffusionsschichten 15, 16, 17 und 18 auf einer Oberfläche der n-Epitaxieschicht 12 hergestellt, wobei die p-Diffusionsschichten 15, 16, 17 und 18 sowie die n-Epitaxieschicht 12 die Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD bilden. Die oben genannte n-Epitaxieschicht 12 ist gegen ihre Umgebung mittels einer diffundierten p-Isolationsschicht 13 getrennt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bezugszahl 11 eine vergrabene n- Schicht bezeichnet und die Bezugszahl 14 eine Kollektorkompensations-Diffusionsschicht vom n-Typ bezeichnet. Beim oben genannten Aufbau existiert die parasitäre Photodiode PDE zwischen der gemeinsamen Kathode der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD sowie dem p-Halbleitersubstrat 10, wie es in Fig. 9 dargestellt ist.
Im Eingangssignal (das an der Platte reflektiertes Licht repräsentiert) des Aufnehmers sind viele DC-Lichtkomponenten (Lichtkomponenten, die zu einer Gleichspannung führen) enthalten. Beim oben genannten herkömmlichen lichtempfindlichen Bauteil werden die die DC-Komponenten enthaltenden Photostromsignale IPDA, IPDB, IPDC und IPDD unmittelbar in die Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD eingegeben. Diese Tatsache führt zum Problem, dass das Bauteil einen engen Betriebsbereich für AC-Komponenten (Komponenten, die zu Wechselspannungen führen) aufweist. Speziell ist anzugeben, dass ein Aufnehmer für ein tragbares Gerät mit einer niedrigen Spannung von 3V arbeiten muss, weswegen der AC-Betriebsbereich weiter eingeengt ist.
Als Maßnahme zum Überwinden des oben genannten Problems kann an ein Verfahren zum Entfernen der DC-Komponenten dadurch gedacht werden, dass eine Hochpassfilter-Schaltung zwischen den Photodioden PDA, PDE, PDC und PDD und den Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD angebracht wird, um nur die AC-Komponenten durchzulassen. Jedoch muss ein Aufnehmer zur Verwendung in einem Audiogerät mit einer relativ niedrigen Plattenadressiersignal- Frequenz von ungefähr 22 kHz arbeiten. Daher erfordert die oben genannte Hochpassfilter-Schaltung einen Kondensator mit großer Kapazität, was zu einer Dimensionsvergrößerung des Bauteils führt. Ferner ergibt sich, wenn die Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD sowie die Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD in denselben Chip integriert werden, eine komplizierte Schaltung, was die Herstellkosten erhöht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein lichtempfindliches Bauteil zu schaffen, das den AC-Betriebsbereich auf einfache Weise zu geringen Kosten ohne irgendeine wesentliche Dimensionszunahme des Bauteils erweitern kann.
Die Erfindung schafft ein lichtempfindliches Bauteil mit: mehreren Photodioden, die abhängig von empfangenem Licht Stromsignale erzeugen; und Verstärkerschaltungen, die jeweils mit der Anode einer jeweiligen der Photodioden verbunden sind, um das durch die zugeordnete Photodiode erzeugte Stromsignal zu verstärken, wobei das lichtempfindliche und verstärkende Bauteil mit folgendem versehen ist:
- einer ersten Stromspiegelschaltung zum Liefern eines Stroms an Kathoden der Photodioden, die einen ersten Strom mit einer Stärke, die mindestens der Summe der durch die Kathoden fließenden Ströme entspricht, und einen zweiten Strom, der dieselbe Stärke wie der erste Strom hat, ausgibt; und
- einer zweiten Stromspiegelschaltung, die den von der ersten Stromspiegelschaltung ausgegebenen zweiten Strom sowie Teilströme mit gleichen Stärken von den Anoden der Photodioden empfängt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Anoden der Photodioden dadurch ausgebildet sind, dass ein Fremdstoff in die Oberfläche einer Halbleiterschicht eindiffundiert wurde, wobei die Halbleiterschicht eine gemeinsame Kathode bildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Photodioden und die Verstärkerschaltungen auf einem einzigen Halbleitersubstrat ausgebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Stromspiegelschaltung einen ersten Transistor, der den zweiten Strom von der ersten Stromspiegelschaltung empfängt, und zweite Transistoren umfasst, von denen jeweils einer für jede der Photodioden vorhanden ist und deren Basis-und Emitteranschlüsse mit den Basis- bzw. Emitteranschlüssen des ersten Transistors verbunden sind; und
- wobei das Verhältnis der Emitterfläche des ersten Transistors zur Emitterfläche des zweiten Transistors auf ein spezielles Verhältnis eingestellt ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste Stromspiegelschaltung folgendes auf: einen dritten Transistor, der den ersten Strom an die Kathoden der Photodioden ausgibt; und einen vierten Transistor, dessen Basisund Emitteranschlüsse mit dem Basis- bzw. Emitteranschluss des dritten Transistors verbunden sind und der im Betrieb an seinem Kollektor den zweiten Strom ausgibt, der dieselbe Stärke wie der vom dritten Transistor ausgegebene erste Strom hat; und
- wobei ein erster Schalter, der von außen ein- und aussohaltend gesteuert werden kann, zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors geschaltet ist, und/oder ein zweiter Schalter, der von außen ein- und aussohaltend gesteuert werden kann, zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des ersten und zweiten Transistors geschaltet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Schalter oder jeder Schalter aus einem Transistor.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erste Stromspiegelschaltung einen dritten Transistor, der den ersten Strom an die Kathoden der Photodioden ausgibt, und einen vierten Transistor, dessen Basis- und Emitteranschlüsse mit dem Basis- bzw. Emitteranschluss des dritten Transistors verbunden sind und der im Betrieb an seinem Kollektor den zweiten Strom ausgibt, der dieselbe Stärke wie der erste Strom hat; und
- wobei ein erster elektrischer Widerstand mit einem speziellen Widerstandswert zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors geschaltet ist, und/oder ein zweiter elektrischer Widerstand zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des ersten und zweiten Transistors geschaltet ist.
Ferner ist es bevorzugt, dass die erste Stromspiegelschaltung einen dritten Transistor, der den ersten Strom an die Kathoden der Photodioden ausgibt, und einen vierten Transistor umfasst, dessen Basis- und Emitteranschlüsse mit dem Basis- bzw. Emitteranschluss des dritten Transistors verbunden sind, um an seinem Kollektor den zweiten Strom auszugeben, der dieselbe Größe wie der erste Strom hat, wobei ein elektrischer Widerstand mit speziellem Widerstandswert zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors und/oder zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des ersten und zweiten Transistors geschaltet ist. Bei der Erfindung wird der erste Strom, der die Summe der durch die Kathoden der Photodiode fließenden Ströme ist, durch die erste Stromspiegelschaltung ausgegeben. Der erste Strom wird durch die zweite Stromspiegelschaltung in Teilströme unterteilt, von denen jeder für jede Photodiode dieselbe Stärke hat, und die Teilströme mit jeweils derselben Stärke werden an den Anoden der Photodioden abgezogen. Durch die obige Anordnung werden im Stromeingangssignal der Verstärkerschaltung enthaltene DC-Komponenten verringert, was den Anteil der AC-Komponenten erhöht. Daher ist der AC- Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall erweitert. Die erste und zweite Stromspiegelschaltung, wie oben angegeben, können jeweils nur aus Transistoren bestehen, ohne dass ein Bauteil wie ein Kondensator mit großer Kapazität verwendet wird. Daher kann das lichtempfindliche und verstärkende Bauteil gemäß der Erfindung auf einfache Weise zu geringen Kosten ohne Dimensionszunahme des Bauteils hergestellt werden.
Wenn die Anoden der Photodioden durch Eindiffundieren eines Fremdstoffs in die Oberfläche der Halbleiterschicht, die die gemeinsame Kathode bilden soll, hergestellt werden, werden die Photodioden in einem kleinen Gebiet auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet.
Wenn die oben genannten Photodioden und Verstärkerschaltungen auf demselben Halbleitersubstat hergestellt werden, kann das gesamte Bauteil kompakt ausgebildet werden.
Die oben genannte zweite Stromspiegelschaltung enthält einen ersten Transistor zum Erhalten des zweiten Stroms von der oben genannten ersten Stromspiegelschaltung sowie einen zweiten Transistor, der für jede der Photodioden vorhanden ist, wobei sein Basis- und sein Emitteranschluss mit der Basis bzw. dem Emitter des ersten Transistors verbunden sind. Wenn das Verhältnis der Emitterfläche des ersten Transistors zur Emitterfläche des zweiten Transistors auf ein spezielles Verhältnis eingestellt wird, wird der Pegel des von den Anoden der Photodioden abzuziehenden Teilstroms eingestellt. Daher enthält der Strom, wie er in jede der oben genannten Verstärkerschaltungen eingegeben wird, hauptsächlich AC-Komponenten, um den AC-Betriebsbereich weiter zu erweitern.
Im allgemeinen unterscheiden sich bei einem Abspielgerät für Miniplatten, wie es im allgemeinen zum Aufzeichnen und Abspielen verwendet wird, die von den Photodioden empfangenen Lichtmengen während der Aufzeichnung und des Abspielens erheblich, und in der Praxis ist die Lichtempfangsmenge beim Abspielen ungefähr ein Zehntel der Lichtempfangsmenge beim Aufzeichnen. Daher verschlechtert sich, wenn die erste und die zweite Stromspiegelschaltung auf die oben beschriebene Weise eingebaut sind, das T/R-Verhältnis (Trägersignal/Rauschsignal-Verhältnis) beim Abspielen, was möglicherweise die Jittercharakteristik (Zeitbasisschwankungen) eines Audiosignals (HF- Signal) beeinträchtigt. Daher besteht die erste Stromspiegelschaltung bei der Erfindung aus einem dritten Transistor zum Liefern eines ersten Stroms an die Kathoden der Photodioden sowie einem vierten Transistor, dessen Basis und Emitter mit der Basis bzw. dem Emitter des dritten Transistors verbunden sind, damit er an seinem Kollektor einen zweiten Strom ausgibt, der dieselbe Stärke wie der vom dritten Transistor ausgegebene erste Strom hat. Ferner ist ein Schalter, der von außen ein- oder ausschaltend gesteuert werden kann, zwischen die Basisanschlusse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors geschaltet. Wenn die oben genannte Anordnung gewählt wird, kann die erste Stromspiegelschaltung so gesteuert werden, dass ihre Funktion durch ein externes Steuersignal aktiviert oder unterbrochen wird. Genauer gesagt, wird der oben genannte Schalter beim Aufzeichnen abgeschaltet. Durch diese Vorgehensweise arbeitet die erste Stromspiegelschaltung auf die oben beschriebene Weise, um den AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen zu erweitern. Im obigen Fall ist die von den Photodioden empfangene Lichtmenge groß, weswegen das Anbringen der ersten und zweiten Stromspiegelschaltung hinsichtlich des T/R-Verhältnisses keine Rolle spielt. Beim Abspielen wird der oben genannte Schalter eingeschaltet. Durch diese Vorgehensweise wird der Pfad zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des dritten und vierten Transistors kurzgeschlossen, um die Funktionen der Transistoren zu unterbrechen, wo durch die Ausgangsströme der ersten Stromspiegelschaltung nahezu auf Null gebracht werden. Daher ist verhindert, dass sich das T/R-Verhältnis für das HF-Signal verschlechtert, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern. Im obigen Fall ist die von den Photodioden empfangene Lichtmenge klein, weswegen der AC-Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen nicht erweitert werden muss. Wenn ein Schalter zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden ist, wird die Funktion der zweiten Stromspiegelschaltung durch Ein- und Ausschalten des Schalters aktiviert bzw. unterbrochen. Daher kann durch Ausschalten des Schalters beim Aufzeichnen sowie durch Einschalten des Schalters beim Abspielen der AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen erweitert werden, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses des HF-Signals verhindert werden kann, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern, was entsprechend der Steuerung der ersten Stromspiegelschaltung zum Aktivieren oder Unterbrechen der Funktion derselben erfolgt. Wenn die Schaltereinheiten sowohl zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des dritten und vierten Transistors als auch den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden sind, ist selbstverständlich der AC-Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen erweitert, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R- Verhältnisses des HF-Signals verhindert ist, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern.
Wenn der oben genannte Schalter aus einem Transistor besteht, kann dieser Schalter gleichzeitig mit anderen Bauteilen mittels eines speziellen Herstellprozesses hergestellt werden. Daher kann der Schalter auf einfache Weise hergestellt werden.
Selbstverständlich ist es zulässig, dass ein elektrischer Widerstand mit einem speziellen Widerstandswert (der zu R1 angenommen wird), statt des oben genannten Schalters angeschlossen wird. Nun sei angenommen, dass dieser elektrische Widerstand mit der ersten Spiegelsohaltung verbunden wird und sowohl der erste als auch der vierte Transistor eine Sperrspannung VBE (ungefähr 0,5V) aufweisen. Wenn die von den Photodioden empfangene Lichtmenge beim Aufzeichnen ausreichend groß ist und daher ein von der oben genannten ersten Stromspiegelschaltung an die Kathoden der Photodioden ausgegebener erster Strom I1 der folgenden Bedingung genügt:
I1 > VBE/R,
hat ein zweiter Strom I2 der ersten Stromspiegelschaltung den folgenden Wert:
I2 I1 - VBE/R.
Dann empfängt die zweite Stromspiegelschaltung von den Anoden der Photodiode jeweils Teilströme gleicher Stärke. Die Summe der Teilströme entspricht dem zweiten Strom. Durch diese Vorgehensweise werden die im Strom, wie er in jede der Verstärkerschaltungen einzugeben ist, enthaltenen DC-Komponenten verringert, was den Anteil der AC-Komponenten erhöht. Daher ist der AC- Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall erweitert. Wenn die von den Photodioden empfangene Lichtmenge beim Abspielen klein ist und daher der von der oben genannten ersten Stromspiegelschaltung in die Kathode jeder der Photodioden eingegebene erste Strom I1 der folgenden Bedingung genügt:
I1 ≤ VBE/R,
hat der zweite Strom 12 der ersten Stromspiegelschaltung, da der erste und vierte Transistor abgeschaltet sind, den folgenden Wert:
I2 0,
was bedeutet, dass die erste Stromspiegelschaltung ihren Betrieb unterbricht. Daher ist verhindert, dass das T/R-Verhältnis des HF-Signals beeinträchtigt wird, was eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik verhindert. Wenn der elektrische Widerstand zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden ist, aktiviert oder unterbricht die oben genannte zweite Stromspiegelschaltung ihren Betrieb abhängig von der von den Photodioden empfangenen Lichtmenge. Daher kann der AC-Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen erweitert werden, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R- Verhältnisses des HF-Signals verhindert ist, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern, was entsprechend der Steuerung der oben genannten ersten Stromspiegelschaltung zum Aktivieren oder Unterbrechen der Funktion derselben erfolgt. Wenn elektrische Widerstände sowohl zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und vierten Transistors als auch zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden sind, ist selbstverständlich der AC-Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen erweitert, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des TIR-Verhältnisses des HF-Signals verhindert ist, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und demgemäß für die Erfindung nicht beschränkend sind, vollständiger zu verstehen sein.
Fig. 1 ist ein Ersatzschaltbild eines lichtempfindlichen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Kurvenbild zu Signalverläufen von AC-Komponenten betreffend ein Platten-Audiosignal;
Fig. 3 ist ein Kurvenbild zu Signalverläufen von AC-Komponenten betreffend ein Platten-Adressensignal;
Fig. 4, 10 und 11 sind Schaltbilder von Modifizierungen des in Fig. 1 dargestellten lichtempfindlichen Bauteils;
Fig. 5, 12 und 13 sind Schaltbilder anderer Modifizierungen des in Fig. 1 dargestellten lichtempfindlichen Bauteils;
Fig. 6, 14 und 15 sind Schaltbilder anderer Modifizierungen des in Fig. 1 dargestellten lichtempfindlichen Bauteils;
Fig. 7 ist ein Ersatzschaltbild eines herkömmlichen lichtempfindlichen Bauteils;
Fig. 8 ist ein Musterlayout für Photodioden, die Bestandteile des herkömmlichen lichtempfindlichen Bauteils sind; und
Fig. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in Fig. 8.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im folgenden wird das erfindungsgemäße lichtempfindliche Bauteil auf Grundlage mehrerer Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Ersatzschaltbild eines lichtempfindlichen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses lichtempfindliche Bauteil umfasst vier Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD mit einer gemeinsamen Kathode und vier Verstärkerschaltungen AMPA, AMPE, AMPC und AMPD, auf dieselbe Weise wie das in Fig. 7 dargestellte herkömmliche Bauteil. Wie es in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht ist, wird jede der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD dadurch hergestellt, dass ein p-Fremdstoff in die Oberfläche einer n-Epitaxieschicht eindiffundiert wird (wobei PDE eine parasitäre Photodiode kennzeichnet, die zwischen der n-Epitaxieschicht und dem p-Halbleitersubstrat erzeugt wird). Die Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD empfangen von den Anoden der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD Photostromsignale IPDA, IPDB, IPDC und IPDD, um die Signale zu verstärken und niederimpedante Spannungsausgangssignale VA, VB, VG und VD zu erzeugen.
Auf der Seite der Kathode der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD ist eine erste Stromspiegelschaltung 1 vorhanden, während auf der Seite der Anode der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD eine zweite Stromspiegelschaltung 2 vorhanden ist. Die erste Stromspiegelschaltung 1 besteht aus einem als dritter Transistor dienenden PNP-Transistor Q1 sowie einem als vierter Transistor dienenden PNP-Transistor Q2. Die Emitter- und Basisanschlüsse des Transistors Q1 sind mit dem Emitter- bzw. Basisanschluss des Transistors Q2 verbunden, und die Emitteranschlüsse sind mit einer Spannungsquelle (elektrisches Potential: Vcc) verbunden. Die Basis und der Kollektor des Transistors Q1 sind miteinander verbunden, während der Kollektor des Transistors Q1 mit der gemeinsamen Kathode der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD verbunden ist. Durch die oben genannte Anordnung kann die erste Stromspiegelschaltung 1 den Strom 12, der dieselbe Stärke wie der Kollektorstrom I1 (d.h. Gesamtwert eines Summenstroms ISUM, wie er durch die Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD fließt, und eines Stroms IPDE, wie er durch die parasitäre Photodiode PDE fließt) des Transistors Q1 hat, am Kollektor des Transistors Q2 ausgeben. Andererseits besteht die oben genannte zweite Stromspiegelschaltung 2 aus einem als erster Transistor dienenden NPN-Transistor Q3 und als zweiter Transistor dienenden NPN-Transistoren Q4, Q5, Q6 und Q7, die jeweils für die Photodioden PDA, PDB, PDC bzw. PDD vorhanden sind. Die Emitter- und Basisanschlüsse des Transistors Q3 sind mit den Emitter- bzw. Basisanschlüssen der Transistoren Q4, Q5, Q6 und Q7 verbunden, und die Emitteranschlüsse sind mit einem Masseanschluss GND verbunden. Die Basis- und Kollektoranschlüsse des Transistors Q3 sind miteinander verbunden, während der Kollektor des Transistors Q3 mit dem Kollektor des Transistors Q2 der ersten Stromspiegelschaltung 1 verbunden ist. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren Q4, Q5, Q6 und Q7 sind mit den Anoden der Photodioden PDA, PDB, PDC bzw. PDD verbunden. Die zweite Stromspiegelschaltung 2 empfängt am Transistor Q3 den von der ersten Stromspiegelschaltung 1 ausgegebenen Strom 12. Der vom Transistor Q3 empfangene Strom 12 entspricht ungefähr der Summe der Kollektorströme I4, I5, I6 und I7 der Transistoren Q4, Q5, Q6 und Q7, was es ermöglicht, die Kollektorströme I4, I5, I6 und 17 von den Anoden der Photodiode PDA, PDB, PDC bzw. PDD abzuziehen. Die Stärken der Kollektorströme 14, 15, 16 und 17 hängen vom Emitterflächenverhältnis betreffend die Transistoren Q4, Q5, Q6 und Q7 zum Transistor Q3 ab.
Die Photostromsignale IPDA, IPDB, IPDC und IPDD, wie sie einem Audiosignal von einer Platte entsprechen, können im allgemeinen wie folgt wiedergegeben werden. Wenn angenommen wird, dass die DC-Komponenten und die AC-Komponenten, wie sie in den Photostromsignalen IPDA, IPDB, IPDC und IPDD enthalten sind, die Werte IA bzw. iA; IB bzw. iB; IC bzw. iC sowie ID bzw. iD haben, können die Photostromsignale wie folgt ausgedrückt werden:
wobei IA0, IB0, IC0 und ID0 die Amplituden der AC-Komponenten repräsentieren, ω die Winkelfrequenz repräsentiert und t die Zeit repräsentiert, wie es in Fig. 2 beispielhaft angegeben ist. Normalerweise gelten im Aufnehmer die folgenden Gleichungen:
Da die AC-Komponenten gegeneinander versetzt sind, ist der Summenstrom ISUM wie folgt ausgedrückt, wenn die Gleichungen (5) und (6) in die Gleichungen (1) bis (4) eingesetzt werden und die Photostromsignale IPDA, IPDB, IPDC und IPDD der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD aufsummiert werden:
was bedeutet, dass der Strom hauptsächlich DC-Komponenten enthält (in entsprechender Weise enthält der durch die parasitäre Photodiode PDE fließende Strom IPDE hauptsächlich DC-Komponenten).
Demgemäß gilt für den Kollektorstrom 11 des Transistors Q1 der ersten Stromspiegelschaltung 1 das Folgende:
Der von der ersten Stromspiegelschaltung 1 ausgegebene Strom I2 ist der Folgende:
Im obigen Fall wird das Emitterflächenverhältnis der die zweite Stromspiegelschaltung 2 bildenden Transistoren Q3, Q4, QS, Q6 und Q7 vorab wie folgt eingestellt:
Durch die oben genannte Anordnung hat jeder der Ströme I4, I5, I6 und I7, wie er von den Anoden der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD durch die zweite Stromspiegelschaltüng 2 abgezogen wird, den Wert IA. Demgemäß sind die Ströme IINA, IINB, IINC und IIND, wie sie in die Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD eingegeben werden, die folgenden:
was bedeutet, dass hauptsächlich AC-Komponenten enthalten sind. Daher kann der AC-Betriebsbereich erweitert werden.
Die Photostromsignale IPDA, IPDB, IPDC und IPDD, wie sie einem Adressensignal der Platte entsprechen, werden wie folgt ausgedrückt. Wenn angenommen wird, dass die DC-Komponenten und die AC-Komponenten, wie sie in den Photostromsignalen IPDA, IPDB, IPDC und IPDD enthalten sind, jeweils IA bzw. iA; IB bzw. iB; IC bzw. iC sowie ID bzw. iD sind, auf dieselbe Weise, wie in den Gleichungen (1) bis (4), können die Photostromsignale wie folgt ausgedrückt werden:
wobei IA0, IB0 IC0 und ID0 die Amplituden der AC-Komponenten repräsentieren, ω, die Winkelfrequenz repräsentiert und t die Zeit repräsentiert, wie beispielhaft in Fig. 3 angegeben.
Ferner gelten, aus demselben Grund wie im Fall eines Audiosignals, die folgenden Gleichungen:
Da die AC-Komponenten gegeneinander versetzt sind, ist der Summenstrom ISUM wie folgt ausgedrückt, wenn die Gleichungen (5) und (6) in die Gleichungen (15) bis (18) eingesetzt werden und die Photostromsignale IPDA, IPDB, IPDC und IPDD der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD aufsummiert werden:
was bedeutet, dass der Strom hauptsächlich DC-Komponenten enthält (entsprechend enthält der durch die parasitäre Photodiode PDE fließende Strom IPDE hauptsächlich DC-Komponenten).
Demgemäß gilt für den Kollektorstrom I1 des Transistors Q1 der ersten Stromspiegelschaltung 1 das Folgende:
Der von der ersten Stromspiegelschaltung 1 ausgegebene Strom I2 ist der Folgende:
Im obigen Fall wird das Emitterflächenverhältnis der die zweite Stromspiegelschaltung 2 bildenden Transistoren Q3, Q4, Q5, Q6 und Q7 vorab wie folgt eingestellt:
Durch die oben genannte Anordnung hat jeder der Ströme 14, 15, 16 und 17, wie er von den Anoden der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD durch die zweite Stromspiegelschaltung 2 abgezogen wird, den Wert IA. Demgemäß sind die Ströme IINA, IINB, IINC und IIND, wie sie in die Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD eingegeben werden, die folgenden:
was bedeutet, dass hauptsächlich AC-Komponenten enthalten sind. Daher kann der AC-Betriebsbereich erweitert werden.
Wenn die parasitäre Photodiode PDE nicht vorhanden ist oder wenn diese parasitäre Photodiode PDE vorhanden ist, jedoch keinen Photostrom IPDE erzeugt, gelten die oben genannten Gleichungen (11) bis (14) sowie die Gleichungen (23) bis (26) genau gleich, wenn der Wert des Stroms IPDE auf Null gesetzt wird. Daher kann der AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen auf dieselbe Weise wie dann erweitert werden, wenn ein Photostrom IPDE erzeugt wird. Im obigen Fall ist das Emitterflächenverhältnis der Transistoren Q3, Q4, Q5, Q6 und Q7, die die zweite Stromspiegelschaltung 2 aufbauen, das Folgende:
Durch Herstellen der oben genannten Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD, der Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD, der ersten Stromspiegel schaltung 1 und der zweiten Stromspiegelschaltung 2 auf demselben Halbleitersubstrat, kann das gesamte Bauteil kompakt aufgebaut werden. Da die erste Stromspiegelschaltung 1 und die zweite Stromspiegelschaltung 2 nur aus NPN-Transistoren bzw. PNP-Transistoren bestehen, können diese Schaltungen auf einfache Weise durch eine Integrationstechnik für bipolare, monolithische Schaltungen auf einem Halbleitersubstrat hergestellt werden.
Fig. 4 zeigt eine Modifizierung des oben genannten lichtempfindlichen Bauteils. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Schalter S1, der von außen so gesteuert werden kann, dass er ein- und ausgeschaltet wird, zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 der ersten Stromspiegelschaltung 1 vorhanden. Wenn die oben genannte Anordnung ausgewählt wird, kann die Funktion der ersten Stromspiegelschaltung 1 dadurch aktiviert oder unterbrochen werden, dass von außen ein Steuersignal an einen Steueranschluss T1 des Schalters S1 gelegt wird. Genauer gesagt, wird der Schalter S1 beim Aufzeichnen abgeschaltet. Durch diese Vorgehensweise arbeitet die erste Stromspiegelschaltung 1 auf die oben beschriebene Weise, was es ermöglicht, den AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD zu erweitern. Im obigen Fall ist die von den Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD empfangene Lichtmenge groß, weswegen das Anbringen der ersten und zweiten Stromspiegelschaltung 1 und 2 keine Rolle hinsichtlich des T/R-Verhältnisses spielt. Beim Abspielen wird der Schalter S1 eingeschaltet. Durch diese Vorgehensweise wird der Pfad zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 kurzgeschlossen, um die Funktionen der Transistoren Q1 und Q2 zu unterbrechen, wobei der Ausgangsstrom I1 der ersten gtromspiegelschaltung 1 auf nahezu Null gesetzt wird. Daher kann verhindert werden, dass das T/R- Verhältnis des HF-Signals beeinträchtigt wird, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern. Im obigen Fall ist die von den Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD empfangene Lichtmenge klein, weswegen der AC- Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD nicht erweitert werden muss.
Gemäß Fig. 10 ist ein Schalter 52 zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q3 bis Q7 der zweiten Stromspiegelschaltung 2 vorhanden. Im obigen Fall kann durch Ein- und Ausschalten des Schalters dafür gesorgt werden, dass der Betrieb der zweiten Stromspiegelschaltung 2 aktiviert oder unterbrochen wird. Daher kann, durch Ausschalten des Schalters beim Aufzeichnen und durch Einschalten des Schalters beim Abspielen, der AC-Betriebsbereich der oben genannten Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD beim Aufzeichnen erweitert werden, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses des HF-Signals verhindert werden kann, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik auf dieselbe Weise wie dann zu verhindern, wenn die oben genannte erste Stromspiegelschaltung 1 angesteuert wird, um ihre Funktion zu aktivieren oder zu unterbrechen.
Es wird darauf hingewiesen, dass, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, derselbe Effekt dann erzielt werden kann, wenn Schalter S1 und S2 sowohl zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 als auch zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q3 bis Q7 vorhanden sind.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der oben genannte Schalter S1 aus einem PNP-Transistor Q8 besteht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann durch Steuern des Basisstroms des Transistors Q8 über einen Steueranschluss T2 dafür gesorgt werden, dass der Betrieb der ersten Stromspiegelschaltung 1 aktiviert oder unterbrochen wird. Genauer gesagt, wird beim Aufzeichnen kein Basisstrom durch den Transistor Q8 geschickt, um ihn abzuschalten, um dadurch die Impedanz zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 zu erhöhen. Durch diese Vorgehensweise arbeitet die erste Stromspiegelschaltung 1 auf die oben beschriebene Weise, was es ermöglicht, den AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD zu erweitern. Beim Abspielen wird ein ausreichender Basisstrom durch den Transistor Q8 geschickt, um ihn in einen Sättigungszustand zu versetzen (die Spannung zwischen der Basis und dem Kollektor ist nicht höher als 0,2 V). Durch diese Vorgehensweise ist dafür gesorgt, dass die Spannung zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 nicht höher als 0,2 V ist, wodurch die Transistoren Q1 und Q2 ihren Betrieb einstellen, um den Ausgangsstrom I2 der ersten Stromspiegelschaltung 1 auf ungefähr Null zu setzen. Daher kann eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses des HF-Signals verhindert werden, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern.
Im obigen Fall kann der Transistor Q8 gleichzeitig mit den anderen Komponenten in einem speziellen Herstellprozess ausgebildet werden, um einfaches Anbringen des Transistors zu ermöglichen.
Die Fig. 12 und 13 zeigen Ausführungsbeispiele, die jeweils Transistoren Q11 bzw. Q8 und Q11 anstelle der Schalter S2 bzw. S2 und S1 gemäß den Fig. 10 bzw. 11 aufweisen.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein elektrischer Widerstand R1 mit einem speziellen Widerstandswert R1 zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 der ersten Stromspiegelschaltung 1 vorhanden ist. Es sei nun angenommen, dass jeder der Transistoren Q1 und Q2 eine Sperrspannung VBE (von ungefähr 0,5 V) aufweist.
Wenn die von den Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD empfangene Lichtmenge beim Aufzeichnen ausreichend groß ist und daher der von der ersten Stromspiegelsohaltung 1 von der Kathode der Photodioden empfangene Strom I1 der folgenden Bedingung genügt:
I1 > VBE/R1,
hat der Ausgangsstrom I2 der ersten Stromspiegelschaltung 1 den folgenden Wert:
I2 I1 - VBE/R.
Die zweite Stromspiegelschaltung 2 erzeugt Ströme 14, 15, 16 und 17 mit jeweils gleicher Stärke für jede der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD, und sie zieht diese Ströme 14, 15, 16 und 17 mit derselben Stärke von den Anoden der Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD ab. Jeder der Ströme I4, I5, I6 und I7 ist ein Viertel des Stroms 12. Durch diese Vorgehensweise werden die in den Strömen IINA, IINB, IINC und IIND, wie sie in die Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD eingegeben werden, enthaltenen DC- Komponenten verringert, was den Anteil der AC-Komponenten erhöht. Daher kann der AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall erweitert werden. Wenn die von den Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD empfangene Lichtmenge beim Abspielen klein ist und daher der Strom I1, wie er von der oben genannten ersten Stromspiegelschaltung 1 zu den Kathoden der Photodioden fließt, der folgenden Bedingung genügt:
I1 ≤ VBE/R1,
werden die Transistoren Q1 und Q2 abgeschaltet. Dann hat der Ausgangsstrom I2 der ersten Stromspiegelschaltung 1 den folgenden Wert:
I2 o,
was bedeutet, dass die erste und die zweite Stromspiegelschaltung 1 und 2 ihren Betrieb unterbrechen. Daher ist eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern.
Gemäß Fig. 14 ist ein elektrischer Widerstand R2 zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q3 bis Q7 vorhanden. Im obigen Fall kann dafür gesorgt werden, dass die zweite Stromspiegelschaltung 2 ihren Betrieb abhängig von der Lichtmenge aktiviert oder unterbricht, wie sie von den Photodioden PDA, PDB, PDC und PDD empfangen wird. Daher kann der AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD beim Aufzeichnen erweitert werden, und beim Abspielen kann eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert werden, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern, was auf dieselbe Weise erfolgt, gemäß der die oben genannte erste Stromspiegelschaltung 1 angesteuert wird, um ihren Betrieb zu aktivieren oder zu unterbrechen.
Auch sind, wie es in Fig. 15 dargestellt ist, elektrische Widerstände R1 und R2 sowohl zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q1 und Q2 als auch zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen der Transistoren Q3 bis Q7 vorhanden. Dann kann der AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen AMPA, AMPB, AMPC und AMPD beim Aufzeichnen erweitert werden, und beim Abspielen kann eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert werden, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern.
Wie es aus der obigen Beschreibung des erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Bauteils ersichtlich ist, werden von der ersten Stromspiegelschaltung ein erster und zweiter Strom ausgegeben, die der Summe der Ströme entsprechen, wie sie durch die Kathoden der Photodioden fließen. Dann empfängt die zweite Stromspiegelschaltung die zweiten Ströme, und sie zieht Teilströme mit gleicher Stärke von den Anoden der Photodioden ab. Die Summe der Teilströme entspricht ungefähr den zweiten Strömen. Durch diese Vorgehensweise werden die DC-Komponenten im in die Verstärkerschaltungen eingegebenen Strom verringert, um den Anteil der AC-Komponenten zu erhöhen. Daher wird der AC- Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen im Vergleich mit dem herkömmlichen Fall erweitert. Die oben genannten Stromspiegelschaltungen können jeweils nur aus Transistoren bestehen, ohne dass ein Bauteil wie ein Kondensator mit großer Kapazität vorhanden ist. Daher kann gemäß der Erfindung ein lichtempfindliches Bauteil auf einfache Weise zu niedrigen Kosten ohne Dimensionszunahme des Bauteils hergestellt werden.
Wenn die Photodioden so vorhanden sind, dass ihre Anoden durch Eindiffundieren eines Fremdstoffs in die Oberfläche der Halbleiterschicht, die eine gemeinsame Kathode bilden soll, hergestellt werden, können die Photodioden mit kleiner Fläche auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet werden.
Wenn die oben genannten Photodioden und Verstärkerschaltungen auf demselben Halbleitersubstrat hergestellt werden, kann das gesamte Bauteil kompakt aufgebaut werden.
Die oben genannte zweite Stromspiegelschaltung enthält den ersten Transistor zum Empfangen des zweiten Stroms von der oben genannten ersten Stromspiegelschaltung sowie einen zweiten Transistor, wie er für jede der Photodioden vorhanden ist, wobei seine Basis- und Emitteranschlüsse mit der Basis bzw. dem Emitter des ersten Transistors verbunden sind. Wenn das Verhältnis aus der Emitterfläche des ersten Transistors zur Emitterfläche des zweiten Transistors auf ein spezielles Verhältnis eingestellt wird, kann der Pegel des Stroms, wie er von der Anode jeder der Photodioden abzuziehen ist, eingestellt werden. Daher kann der in die oben genannten Verstärkerschaltungen eingegebene Strom hauptsächlich aus AC-Komponenten bestehen, um den AC-Betriebsbereich weiter zu erweitern.
Die oben genannte erste Stromspiegelschaltung umfasst den dritten Transistor zum Liefern des ersten Stroms an die Kathoden der Photodioden sowie einen vierten Transistor, der so vorhanden ist, dass seine Basis- und Emitteranschlüsse mit dem Basis- bzw. Emitteranschluss des dritten Transistors verbunden sind, damit er an seinem Kollektor einen zweiten Strom ausgibt, der dieselbe Stärke wie der vom dritten Transistor ausgegebene erste Strom hat. Wenn ein Schalter, der von außen so angesteuert werden kann, dass er ein- und ausgeschaltet werden kann, zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors und/oder zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des ersten und zweiten Transistors geschaltet ist, können die erste und zweite Stromspiegelschaltung so gesteuert werden, dass ihr Betrieb durch externe Steuersignale aktiviert oder unterbrochen wird. Im obigen Fall wird der oben genannte Schalter beim Aufzeichnen ausgeschaltet, damit die erste Stromspiegelschaltung so arbeitet, dass sie es ermöglicht, den AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen zu erweitern. Beim Abspielen wird der oben genannte Schalter eingeschaltet, um den Betrieb der ersten Stromspiegelschaltung zu unterbrechen (der Ausgangsstrom wird auf ungefähr Null gestellt), wodurch eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert werden kann, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern. Wenn ein Schalter zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden ist, wird durch Ein- oder Ausschalten des Schalters dafür gesorgt, dass die zweite Stromspiegelschaltung ihren Betrieb aktiviert oder unterbricht. Daher kann, durch Ausschalten des Schalters beim Aufzeichnen und durch Einschalten des Schalters beim Abspielen, der AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen erweitert werden, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R- Verhältnisses für das HF-Signal verhindert werden kann, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu vermeiden, was auf dieselbe Weise erfolgt, gemäß der die oben genannte erste Stromspiegelschaltung gesteuert wird, um ihren Betrieb zu aktivieren oder zu unterbrechen. Wenn Schalteinheiten sowohl zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des dritten und vierten Transistors als auch zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden sind, ist der AC-Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen selbstverständlich erweitert, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert ist, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern.
Wenn der oben genannte Schalter aus einem Transistor besteht, kann er gleichzeitig durch einen speziellen Herstellprozess mit den anderen Bestandteilen hergestellt werden, was bedeutet, dass der Schalter auf einfache Weise bereitgestellt werden kann.
Wenn anstelle des oben genannten Schalters ein elektrischer Widerstand mit einem speziellen Widerstandswert zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors geschaltet ist, kann dafür gesorgt werden, dass die erste Stromspiegelschaltung ihre Funktion abhängig von der durch die oben genannten Photodioden empfangenen Lichtmenge aktiviert oder unterbricht. Daher kann der AC-Betriebsbereich der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen erweitert werden, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert werden kann, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern. Wenn ein elektrischer Widerstand zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden ist, kann dafür gesorgt werden, dass die zweite Stromspiegelschaltung ihren Betrieb abhängig von der von den oben genannten Photodioden empfangenen Lichtmenge aktiviert oder unterbricht. Daher kann der AC-Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen beim Aufzeichnen erweitert werden, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert werden kann, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu vermeiden, was auf dieselbe Weise erfolgt, gemäß der die oben genannte erste Stromspiegelschaltung gesteuert wird, um ihren Betrieb zu aktivieren oder zu unterbrechen. Wenn elektrische Widerstände sowohl zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des dritten und vierten Transistors als auch zwischen den Basisanschlüssen und den Emitteranschlüssen des ersten und zweiten Transistors vorhanden sind, kann der AC- Betriebsbereich jeder der Verstärkerschaltungen selbstverständlich beim Aufzeichnen erweitert werden, während beim Abspielen eine Beeinträchtigung des T/R-Verhältnisses für das HF-Signal verhindert ist, um eine Beeinträchtigung der Jittercharakteristik zu verhindern.
Nachdem die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es ersichtlich, dass sie auf viele Arten variiert werden kann. Derartige Variationen sollen nicht als Abweichung vom Schutzumfang der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung angesehen werden, sondern alle derartigen Modifizierungen, wie sie für den Fachmann als innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche befindlich erkennbar sind, sollen umfasst sein.

Claims

1. Lichtempfindliches Bauteil mit: mehreren Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD), die abhängig von empfangenem Licht Stromsignale erzeugen; und Verstärkerschaltungen (AMPA, AMPB, AMPC, AMPD), die jeweils mit der Anode einer jeweiligen der Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD) verbunden sind, um das durch die zugeordnete Photodiode (PDA, PDB, PDC, PDD) erzeugte Stromsignal zu verstärken, wobei das lichtempfindliche und verstärkende Bauteil mit folgendem versehen ist:

- einer ersten Stromspiegelschaltung (1) zum Liefern eines Stroms an Kathoden der Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD), die einen ersten Strom (I1) mit einer Stärke, die mindestens der Summe der durch die Kathoden fließenden Ströme entspricht, und einen zweiten Strom (I2), der dieselbe Stärke wie der erste Strom (I1) hat, ausgibt; und

- einer zweiten Stromspiegelschaltung (2), die den von der ersten Stromspiegelschaltung (1) ausgegebenen zweiten Strom sowie Teilströme (I4, I5, I6, I7) mit gleichen Stärken von den Anoden der Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD) empfängt.

2. Lichtempfindliches Bauteil nach Anspruch 1, bei dem die Anoden der Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD) dadurch ausgebildet sind, dass ein Fremdstoff in die Oberfläche einer Halbleiterschicht (12) eindiffundiert wurde, wobei die Halbleiterschicht eine gemeinsame Kathode bildet.

3. Lichtempfindliches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD) und die Verstärkerschaltungen (AMPA, AMPB, AMPC, AMPD) auf einem einzigen Halbleitersubstrat (10) ausgebildet sind.

4. Lichtempfindliches Bauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem

- die zweite Stromspiegelschaltung (2) einen ersten Transistor (Q3), der den zweiten Strom (12) von der ersten Stromspiegelschaltung (1) empfängt, und zweite Transistoren (Q4-Q7) umfasst, von denen jeweils einer für jede der Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD) vorhanden ist und deren Basis-und Emitteranschlüsse mit den Basis- bzw. Emitteranschlüssen des ersten Transistors (Q3) verbunden sind; und

- wobei das Verhältnis der Emitterfläche des ersten Transistors (Q3) zur Emitterfläche des zweiten Transistors (Q4-Q7) auf ein spezielles Verhältnis eingestellt ist.

5. Lichtempfindliches Bauteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem

- die erste Stromspiegelschaltung (1) folgendes aufweist: einen dritten Transistor (Q1), der den ersten Strom (I1) an die Kathoden der Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD) ausgibt; und einen vierten Transistor (Q2), dessen Basis- und Emitteranschlüsse mit dem Basis- bzw. Emitteranschluss des dritten Transistors (Q1) verbunden sind und der im Betrieb an seinem Kollektor den zweiten Strom (12) ausgibt, der dieselbe Stärke wie der vom dritten Transistor (Q1) ausgegebene erste Strom (I1) hat; und

- wobei ein erster Schalter (S1), der von außen ein- und ausschaltend gesteuert werden kann, zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors (Q1, Q2) geschaltet ist, und/oder ein zweiter Schalter (82), der von außen ein- und ausschaltend gesteuert werden kann, zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des ersten und zweiten Transistors (Q3, Q4-Q7) geschaltet ist.

6. Lichtempfindliches Bauteil nach Anspruch 5, bei dem der Schalter oder jeder Schalter (S1, S2) aus einem Transistor (Q8, Q11) besteht.

7. Lichtempfindliches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die erste Stromspiegelschaltung (1) einen dritten Transistor (Q1), der den ersten Strom (I1) an die Kathoden der Photodioden (PDA, PDB, PDC, PDD) ausgibt, und einen vierten Transistor (Q2) umfasst, dessen Basis- und Emitteranschlüsse mit dem Basis- bzw. Emitteranschluss des dritten Transistors (Q1) verbunden sind und der im Betrieb an seinem Kollektor den zweiten Strom (12) ausgibt, der dieselbe Stärke wie der erste Strom (I1) hat; und

- wobei ein erster elektrischer Widerstand (R1) mit einem speziellen Widerstandswert zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des dritten und vierten Transistors (Q1, Q2) geschaltet ist, und/oder ein zweiter elektrischer Widerstand (82) zwischen die Basisanschlüsse und die Emitteranschlüsse des ersten und zweiten Transistors (Q3, Q4-Q7) geschaltet ist.