JP2000068551A - 並列光受信器 - Google Patents
並列光受信器Info
- Publication number
- JP2000068551A JP2000068551A JP10239358A JP23935898A JP2000068551A JP 2000068551 A JP2000068551 A JP 2000068551A JP 10239358 A JP10239358 A JP 10239358A JP 23935898 A JP23935898 A JP 23935898A JP 2000068551 A JP2000068551 A JP 2000068551A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential amplifier
- input
- dummy
- photodiode element
- optical receiver
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- Pending
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- Optical Communication System (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 差動入力部の容量のアンバランスに起因する
並列帰還型差動増幅回路の帯域劣化をなくした光受信器
を提供する。 【解決手段】 並列帰還型差動増幅回路Ａ１の一入力Ｉ
Ｎ１には、光信号を受信する受信用ＰＤ３を設け、他方
の入力ＩＮ２には、光を入射しないダミーＰＤ４を設
け、これ等両ＰＤをモノリシックにて形成しかつ同一バ
イアス条件とすることで、差動入力容量のバランスをと
って帯域劣化をなくす。
並列帰還型差動増幅回路の帯域劣化をなくした光受信器
を提供する。 【解決手段】 並列帰還型差動増幅回路Ａ１の一入力Ｉ
Ｎ１には、光信号を受信する受信用ＰＤ３を設け、他方
の入力ＩＮ２には、光を入射しないダミーＰＤ４を設
け、これ等両ＰＤをモノリシックにて形成しかつ同一バ
イアス条件とすることで、差動入力容量のバランスをと
って帯域劣化をなくす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は並列光受信器に関
し、特にアレイ型のフォイダイオード（ＰＤ）受光素子
（アレイＰＤ）を使用し並列帰還型差動増幅回路を前置
増幅回路として使用したた並列伝送用光受信器に関する
ものである。
し、特にアレイ型のフォイダイオード（ＰＤ）受光素子
（アレイＰＤ）を使用し並列帰還型差動増幅回路を前置
増幅回路として使用したた並列伝送用光受信器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】かかるアレイＰＤを使用し並列帰還型差
動増幅回路を前置増幅回路とした並列伝送用光受信器の
例を図５に示している。図５においては、＃１〜＃３の
３チャンネルの場合の光受信器の例を示しており、全て
のチャンネルの光受信器の構成は同一であり、よって＃
１のチャンネルについてのみ説明する。尚、図では、簡
単化のために並列帰還型差動増幅回路の入力部のみを示
す。
動増幅回路を前置増幅回路とした並列伝送用光受信器の
例を図５に示している。図５においては、＃１〜＃３の
３チャンネルの場合の光受信器の例を示しており、全て
のチャンネルの光受信器の構成は同一であり、よって＃
１のチャンネルについてのみ説明する。尚、図では、簡
単化のために並列帰還型差動増幅回路の入力部のみを示
す。
【０００３】図５を参照すると、トランジスタＱ１，Ｑ
２は並列帰還型差動増幅回路の入力差動対トランジスタ
であり、そのエミッタ共通接続点とアース電位との間に
は電流源Ｉ１が設けられている。一方のトランジスタＱ
１のベース入力とアース電位との間には、受光用のＰＤ
素子３が設けられており、＃１のチャンネルの光信号を
受信する。そして、他方のトランジスタＱ２のベース入
力とアース電位との間には、コンデンサＣ１が接続され
ている。
２は並列帰還型差動増幅回路の入力差動対トランジスタ
であり、そのエミッタ共通接続点とアース電位との間に
は電流源Ｉ１が設けられている。一方のトランジスタＱ
１のベース入力とアース電位との間には、受光用のＰＤ
素子３が設けられており、＃１のチャンネルの光信号を
受信する。そして、他方のトランジスタＱ２のベース入
力とアース電位との間には、コンデンサＣ１が接続され
ている。
【０００４】かかる並列光受信器では、並列帰還型差動
増幅回路の差動入力の容量を同一に揃えることが高周波
の帯域特性を確保するための条件であるが、そのために
従来では、図５に示す様に、ＰＤ３のＰＮ接合容量と回
路全体のＬＳＩ（集積回路）内部のコンデンサＣ１とで
もって、当該差動入力容量をバランスさせるようになっ
ている。
増幅回路の差動入力の容量を同一に揃えることが高周波
の帯域特性を確保するための条件であるが、そのために
従来では、図５に示す様に、ＰＤ３のＰＮ接合容量と回
路全体のＬＳＩ（集積回路）内部のコンデンサＣ１とで
もって、当該差動入力容量をバランスさせるようになっ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＤの
ＰＮ接合容量はＬＳＩの製造ロット間のばらつきが大き
いために、全てを同一にすることは困難であり、よって
安定した帯域特性を確保することはできないという問題
がある。いま、図５における並列帰還型差動増幅回路の
一方の入力端子に接続されたコンデンサＣ１の容量値を
１．２ｐＦとしたとき、他方の入力端子に接続されたＰ
Ｄ３の容量値を０ｐＦ，０．４ｐＦとしたときの並列帰
還型差動増幅回路の正相及び逆相の各出力アイパターン
（１Ｇｂ／ｓ）は、図６（Ａ），（Ｂ）の様になる。こ
れ等の図では、入力容量がミスマッチングのために帯域
劣化が生じていることを示している。
ＰＮ接合容量はＬＳＩの製造ロット間のばらつきが大き
いために、全てを同一にすることは困難であり、よって
安定した帯域特性を確保することはできないという問題
がある。いま、図５における並列帰還型差動増幅回路の
一方の入力端子に接続されたコンデンサＣ１の容量値を
１．２ｐＦとしたとき、他方の入力端子に接続されたＰ
Ｄ３の容量値を０ｐＦ，０．４ｐＦとしたときの並列帰
還型差動増幅回路の正相及び逆相の各出力アイパターン
（１Ｇｂ／ｓ）は、図６（Ａ），（Ｂ）の様になる。こ
れ等の図では、入力容量がミスマッチングのために帯域
劣化が生じていることを示している。
【０００６】そこで、本発明はかかる従来技術の欠点を
解消すべくなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、差動入力部の容量のアンバランスに起因する並列
帰還型差動増幅回路の帯域劣化をなくすようにした光受
信器を提供することにある。
解消すべくなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、差動入力部の容量のアンバランスに起因する並列
帰還型差動増幅回路の帯域劣化をなくすようにした光受
信器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光信号
を受信する受信用フォトダイオード素子と、この受信用
フォトダイオード素子の出力を一入力とする並列帰還型
差動増幅回路と、この並列帰還型差動増幅回路の他入力
に設けられ前記受信用フォトダイオード素子と同一特性
を有するダミーフォトダイオード素子とを含むことを特
徴とする光受信器が得られる。
を受信する受信用フォトダイオード素子と、この受信用
フォトダイオード素子の出力を一入力とする並列帰還型
差動増幅回路と、この並列帰還型差動増幅回路の他入力
に設けられ前記受信用フォトダイオード素子と同一特性
を有するダミーフォトダイオード素子とを含むことを特
徴とする光受信器が得られる。
【０００８】そして、前記ダミーフォトダイオード素子
には光が入射しないように構成されていることを特徴と
し、また前記受信用フォトダイオード素子と前記ダミー
フォトダイオード素子とはモノリシックに形成されてい
ることを特徴とする。そして、前記受信用フォトダイオ
ード素子と前記ダミーフォトダイオード素子とは同一バ
イアス条件に設定されていることを特徴とする。
には光が入射しないように構成されていることを特徴と
し、また前記受信用フォトダイオード素子と前記ダミー
フォトダイオード素子とはモノリシックに形成されてい
ることを特徴とする。そして、前記受信用フォトダイオ
ード素子と前記ダミーフォトダイオード素子とは同一バ
イアス条件に設定されていることを特徴とする。
【０００９】また、前記受信用フォトダイオード素子及
び前記並列帰還型差動増幅回路は光信号のチャンネルに
対応して複数個夫々設けられていることを特徴とし、更
に前記ダミーフォトダイオード素子は前記並列帰還型差
動増幅回路に夫々対応して複数個設けられていることを
特徴とする。また、前記ダミーフォトダイオード素子は
前記並列帰還型差動増幅回路に共通して１個設けられて
いることを特徴とする。
び前記並列帰還型差動増幅回路は光信号のチャンネルに
対応して複数個夫々設けられていることを特徴とし、更
に前記ダミーフォトダイオード素子は前記並列帰還型差
動増幅回路に夫々対応して複数個設けられていることを
特徴とする。また、前記ダミーフォトダイオード素子は
前記並列帰還型差動増幅回路に共通して１個設けられて
いることを特徴とする。
【００１０】本発明の作用を述べる。並列帰還型差動増
幅回路の一入力には、光信号を受信する受信用ＰＤを設
け、他方の入力には、光を入射しないダミーＰＤを設
け、これ等両ＰＤをモノリシックにて形成しかつ同一バ
イアス条件とすることで、差動入力容量のバランスをと
って帯域劣化をなくすものである。
幅回路の一入力には、光信号を受信する受信用ＰＤを設
け、他方の入力には、光を入射しないダミーＰＤを設
け、これ等両ＰＤをモノリシックにて形成しかつ同一バ
イアス条件とすることで、差動入力容量のバランスをと
って帯域劣化をなくすものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ本発明の
実施例につき説明する。図１は本発明の一実施例の回路
図であり、図５と同等部分は同一符号にて示している。
１は光受信器の前置増幅回路であり、並列帰還型差動増
幅回路構成となっている。すなわち、差動アンプ部Ａ１
と、この差動アンプ部Ａ１の一出力ＯＵＴ１と一入力Ｉ
Ｎ１との間に設けられた帰還抵抗Ｒ１と、他出力ＯＵＴ
２と他入力ＩＮ２との間に設けられた帰還抵抗Ｒ２とを
有する。
実施例につき説明する。図１は本発明の一実施例の回路
図であり、図５と同等部分は同一符号にて示している。
１は光受信器の前置増幅回路であり、並列帰還型差動増
幅回路構成となっている。すなわち、差動アンプ部Ａ１
と、この差動アンプ部Ａ１の一出力ＯＵＴ１と一入力Ｉ
Ｎ１との間に設けられた帰還抵抗Ｒ１と、他出力ＯＵＴ
２と他入力ＩＮ２との間に設けられた帰還抵抗Ｒ２とを
有する。
【００１２】そして、一入力ＩＮ１とアース電位との間
には、光信号を受信するたのＰＤ３が設けられており、
他入力ＩＮ２とアース電位との間には、光信号が入射さ
れないダミーＰＤ４が設けられている。光信号が入射さ
れない構成はここでは特に述べないが、所望の構造が採
用可能である。尚、共にアノード電極がアース電位とさ
れている。これ等両ＰＤ３，４は共にモノリシック（同
一半導体基板上）に形成された半導体受光素子であり、
図１の回路からも分かる様に、共に同一バイアス条件と
なっているものとする。
には、光信号を受信するたのＰＤ３が設けられており、
他入力ＩＮ２とアース電位との間には、光信号が入射さ
れないダミーＰＤ４が設けられている。光信号が入射さ
れない構成はここでは特に述べないが、所望の構造が採
用可能である。尚、共にアノード電極がアース電位とさ
れている。これ等両ＰＤ３，４は共にモノリシック（同
一半導体基板上）に形成された半導体受光素子であり、
図１の回路からも分かる様に、共に同一バイアス条件と
なっているものとする。
【００１３】ＰＤ３に入射した光信号は電流信号に変換
され、入力端子ＩＮ１から並列帰還型差動増幅回路１へ
入力されて増幅後、電圧信号に変換して出力される。並
列帰還型差動増幅回路においては、高周波帯域の確保の
ために、入力端子ＩＮ１とＩＮ２との入力容量を同一に
することが不可欠である。いま、受信用ＰＤ３とダミー
ＰＤ４とはモノリシックに製造されていることと、前置
増幅回路１が差動回路構成であるのでカソード電極の電
位が同一となることから、両ＰＤは全く同一のバイアス
条件で使用されることになる。よって、ＰＤ内部のＰＮ
接合容量は同一となり、入力容量を同一にすることがで
きマッチングが可能となるのである。
され、入力端子ＩＮ１から並列帰還型差動増幅回路１へ
入力されて増幅後、電圧信号に変換して出力される。並
列帰還型差動増幅回路においては、高周波帯域の確保の
ために、入力端子ＩＮ１とＩＮ２との入力容量を同一に
することが不可欠である。いま、受信用ＰＤ３とダミー
ＰＤ４とはモノリシックに製造されていることと、前置
増幅回路１が差動回路構成であるのでカソード電極の電
位が同一となることから、両ＰＤは全く同一のバイアス
条件で使用されることになる。よって、ＰＤ内部のＰＮ
接合容量は同一となり、入力容量を同一にすることがで
きマッチングが可能となるのである。
【００１４】図２はこの場合の並列帰還型差動増幅回路
の正相及び逆相の各アイパターン（１Ｇｂ／ｓ）を示し
たものである。この図からも明白な様に、前置増幅回路
の差動入力容量がマッチングしているので、十分な帯域
特性を有する出力波形が得られいることが分かる。すな
わち、図１の構成では、高周波特性が容易に確保できる
ことになるのである。
の正相及び逆相の各アイパターン（１Ｇｂ／ｓ）を示し
たものである。この図からも明白な様に、前置増幅回路
の差動入力容量がマッチングしているので、十分な帯域
特性を有する出力波形が得られいることが分かる。すな
わち、図１の構成では、高周波特性が容易に確保できる
ことになるのである。
【００１５】図３は図１の回路例を使用した多チャンネ
ル用の光受信器の一部回路図を示しており、図１及び図
５と同等部分は同一符号にて示している。本例でも、図
５と同様に前置増幅回路の入力部の差動トランジスタＱ
１，Ｑ２の部分のみを示し、また＃１のチャンネルのみ
につき説明する。差動トランジスタのうちＱ１のベース
とアース電位との間には受信用ＰＤ３が、またＱ２のベ
ースとアース電位との間にはダミーＰＤ４が夫々設けら
れている。これ等ＰＤはモノリシックに形成されてアレ
イＰＤを構成する。ダミーＰＤは光を入射しないことは
勿論である。
ル用の光受信器の一部回路図を示しており、図１及び図
５と同等部分は同一符号にて示している。本例でも、図
５と同様に前置増幅回路の入力部の差動トランジスタＱ
１，Ｑ２の部分のみを示し、また＃１のチャンネルのみ
につき説明する。差動トランジスタのうちＱ１のベース
とアース電位との間には受信用ＰＤ３が、またＱ２のベ
ースとアース電位との間にはダミーＰＤ４が夫々設けら
れている。これ等ＰＤはモノリシックに形成されてアレ
イＰＤを構成する。ダミーＰＤは光を入射しないことは
勿論である。
【００１６】図４は本発明の他の実施例を示す図であ
り、図３と同等部分は同一符号にて示しいる。この例で
は、図３のダミーＰＤ４を全てのチャンネルに対して共
通に設けており、４個のＰＤによりアレイＰＤが形成さ
れている。
り、図３と同等部分は同一符号にて示しいる。この例で
は、図３のダミーＰＤ４を全てのチャンネルに対して共
通に設けており、４個のＰＤによりアレイＰＤが形成さ
れている。
【００１７】尚、ダミーＰＤを使用する従来例として
は、特開昭６２−１８８３６６号公報（従来例１）、特
開平２−１７４１５号公報（従来例２）、特開平４−０
８５８８５号公報（従来例３）、特開平６−２２１９１
４号公報（従来例４）等がある。従来例１では、ダミー
ＰＤは、画像読取り装置において受光素子自身が有する
ノイズ成分を相殺除去するためのものであり、また従来
例２では、ダミーＰＤは、差動回路において、電源ライ
ンのノイズに対して十分なレベルに耐ノイズ性を向上さ
せるためのものである。
は、特開昭６２−１８８３６６号公報（従来例１）、特
開平２−１７４１５号公報（従来例２）、特開平４−０
８５８８５号公報（従来例３）、特開平６−２２１９１
４号公報（従来例４）等がある。従来例１では、ダミー
ＰＤは、画像読取り装置において受光素子自身が有する
ノイズ成分を相殺除去するためのものであり、また従来
例２では、ダミーＰＤは、差動回路において、電源ライ
ンのノイズに対して十分なレベルに耐ノイズ性を向上さ
せるためのものである。
【００１８】更に、従来例３では、ダミーＰＤは、フォ
トカプラにおいて、ノイズによる誤動作を防止するため
のものであり、更にはまた、従来例４では、ダミーＰＤ
は、ダミー赤外線検出器において発生する電気量によっ
て当該検出器に発生する電気量の零点補正を行うための
ものである。
トカプラにおいて、ノイズによる誤動作を防止するため
のものであり、更にはまた、従来例４では、ダミーＰＤ
は、ダミー赤外線検出器において発生する電気量によっ
て当該検出器に発生する電気量の零点補正を行うための
ものである。
【００１９】しかしながら、いずれの従来例でも、本発
明の様な、並列伝送受信器における並列帰還型差動増幅
回路において、当該増幅入力部での入力容量のマッチン
グをなすためにダミーＰＤを用いて、結果として高帯域
での特性を得るという効果は期待できないこと明白であ
る。
明の様な、並列伝送受信器における並列帰還型差動増幅
回路において、当該増幅入力部での入力容量のマッチン
グをなすためにダミーＰＤを用いて、結果として高帯域
での特性を得るという効果は期待できないこと明白であ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、並列
伝送光受信器における並列帰還型差動増幅回路におい
て、当該増幅入力部での入力容量のマッチングをとるこ
とができるので、前置増幅回路の高周波での帯域特性が
劣化しないという効果がある。
伝送光受信器における並列帰還型差動増幅回路におい
て、当該増幅入力部での入力容量のマッチングをとるこ
とができるので、前置増幅回路の高周波での帯域特性が
劣化しないという効果がある。
【図１】本発明の実施例の回路図である。
【図２】図１の回路の特性を示すための前置増幅回路の
出力アイパターン図である。
出力アイパターン図である。
【図３】図１の回路を適用した並列伝送光受信器の一部
回路図である。
回路図である。
【図４】本発明の他の実施例の一部回路図である。
【図５】従来の並列伝送用光受信器の例を示す図であ
る。
る。
【図６】図５の回路における特性を示すための出力アイ
パターン図である。
パターン図である。
１ 前置増幅回路 ３ 受信用ＰＤ ４ ダミーＰＤ Ａ１ 差動増幅回路 Ｉ１ 定電流源 Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ Ｒ１，Ｒ２ 帰還抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 Ｈ０４Ｌ 25/03
Claims (7)
- 【請求項１】 光信号を受信する受信用フォトダイオー
ド素子と、この受信用フォトダイオード素子の出力を一
入力とする並列帰還型差動増幅回路と、この並列帰還型
差動増幅回路の他入力に設けられ前記受信用フォトダイ
オード素子と同一特性を有するダミーフォトダイオード
素子とを含むことを特徴とする光受信器。 - 【請求項２】 前記ダミーフォトダイオード素子には光
が入射しないように構成されていることを特徴とする請
求項１記載の光受信器。 - 【請求項３】 前記受信用フォトダイオード素子と前記
ダミーフォトダイオード素子とはモノリシックに形成さ
れていることを特徴とする請求項１または２記載の光受
信器。 - 【請求項４】 前記受信用フォトダイオード素子と前記
ダミーフォトダイオード素子とは同一バイアス条件に設
定されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記
載の光受信器。 - 【請求項５】 前記受信用フォトダイオード素子及び前
記並列帰還型差動増幅回路は光信号のチャンネルに対応
して複数個夫々設けられていることを特徴とする請求項
１〜４いずれか記載の光受信器。 - 【請求項６】 前記ダミーフォトダイオード素子は前記
並列帰還型差動増幅回路に夫々対応して複数個設けられ
ていることを特徴とする請求項５記載の光受信器。 - 【請求項７】 前記ダミーフォトダイオード素子は前記
並列帰還型差動増幅回路に共通して１個設けられている
ことを特徴とする請求項５記載の光受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239358A JP2000068551A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 並列光受信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239358A JP2000068551A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 並列光受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068551A true JP2000068551A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17043578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10239358A Pending JP2000068551A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 並列光受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000068551A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096593A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | 受信装置 |
| JP2009033378A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Panasonic Corp | 光受信装置 |
| JP2009534778A (ja) * | 2006-03-10 | 2009-09-24 | イグザー コーポレイション | 入力コモンモードフィードバックを用いた光学検出器におけるダミー検出器の排除 |
| JP2014187555A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 受光回路 |
| JP2014192895A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Excelitas Canada Inc | アバランシェフォトダイオード及びＳｉＰＭのための差動光受信器 |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP10239358A patent/JP2000068551A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096593A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | 受信装置 |
| JP2009534778A (ja) * | 2006-03-10 | 2009-09-24 | イグザー コーポレイション | 入力コモンモードフィードバックを用いた光学検出器におけるダミー検出器の排除 |
| JP2009033378A (ja) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Panasonic Corp | 光受信装置 |
| JP2014187555A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 受光回路 |
| US9159848B2 (en) | 2013-03-22 | 2015-10-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light receiving circuit |
| JP2014192895A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Excelitas Canada Inc | アバランシェフォトダイオード及びＳｉＰＭのための差動光受信器 |
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