JP2000315922A - 受光アンプ回路 - Google Patents
受光アンプ回路Info
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- JP2000315922A JP2000315922A JP11123168A JP12316899A JP2000315922A JP 2000315922 A JP2000315922 A JP 2000315922A JP 11123168 A JP11123168 A JP 11123168A JP 12316899 A JP12316899 A JP 12316899A JP 2000315922 A JP2000315922 A JP 2000315922A
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Abstract
の高速化を図ることができる受光アンプ回路を提供す
る。 【解決手段】 ゲイン抵抗14と位相補償容量15の並
列接続回路と、ゲイン抵抗16と位相補償容量17の並
列接続回路を直列に接続した帰還回路を有する受光アン
プ回路において、並列接続回路同士の接続点と接地間に
容量18を接続した構成とする。
Description
補償容量の並列接続回路を直列に複数接続した帰還回路
を有する受光アンプ回路に関する。
Dドライブの回転数の高速化に伴い、受光アンプ回路に
も高速な信号処理が求められている。
ゲイン抵抗Rfと位相補償容量Cfの並列接続回路を用
いて回路の周波数応答を制御していた。このとき、負帰
還回路のカットオフ周波数fcは、fc=1/(2π・
Rf・Cf)で示されるので、周波数応答を向上させる
には、ゲイン抵抗Rf、位相補償容量Cfを減少させれ
ば良い。
クからの入力光と、受光アンプ回路から取出したい出力
信号から決定されており、大きく変更することはできな
い。従って、高速化のためには位相補償容量Cfを減少
させれば良いが、集積回路では容量を小さくしすぎると
容量値の精度が悪くなるため、位相補償容量Cfを限り
なく小さくすることはできない。
々に位相補償容量Cfを接続する方法が用いられるよう
になった。具体的には、例えば、図9に示すように、受
光素子91からの信号を増幅するためのアンプ92の負
帰還回路を、ゲイン抵抗94と位相補償容量95の並列
接続回路と、ゲイン抵抗96と位相補償容量97との並
列接続回路が直列に接続された構成として、受光アンプ
回路の周波数応答を制御していた。
補償容量Cfの並列接続回路を直列に接続した回路を用
いれば、大きい容量で比較的高速な受光アンプ回路を構
成できる。例えば、図9に示すように、ゲイン抵抗Rf
を2分割すれば、上述のカットオフ周波数の式より、2
倍の位相補償容量Cfで同等の応答周波数を得られるこ
とが分かる。
従来技術による場合、ゲイン抵抗Rfを細かく分割しす
ぎるとゲイン抵抗Rfの精度が失われるという問題が生
じる。しかも、選択できるゲイン抵抗Rfや位相補償容
量Cfの値には上述したように一定の制限があるため自
由に設定することができない。このため、従来技術によ
る受光アンプ回路では、信号処理の高速化を十分に図る
ことができないという問題があった。
するものであり、応答周波数を向上させ、信号処理のよ
り一層の高速化を図ることができる受光アンプ回路を提
供することを目的とする。
位相補償容量の並列接続回路を直列に複数接続した帰還
回路を有する受光アンプ回路において、該並列接続回路
同士の接続点と接地間に容量を接続しており、そのこと
により上記目的が達成される。
接続される前記容量が、前記位相補償容量に付随する寄
生容量である構成とすることができる。
層で構成され、前記寄生容量が、接地されるP型基板と
該N型半導体層の間の接合容量で構成されるようにして
もよい。
層で構成され、前記寄生容量が、接地されるP型基板
と、該N型半導体層と該P型基板の間に形成された高濃
度のN型不純物拡散層の間の接合容量で構成されるよう
にしてもよい。
層で構成され、前記寄生容量が、接地されるP型基板と
該N型半導体層の間に形成された高濃度のP型不純物拡
散層と、該N型半導体層の間の接合容量で構成されるよ
うにしてもよい。
容量の並列接続回路を直列に複数接続した帰還回路に電
流を流したとき、この帰還回路は、電流の周波数が上が
れば電圧が低下する積分器として作用する。
士の接続点と接地との間に接続した容量は、周波数が上
がれば電圧が上がる微分器として作用する。
分器の作用により、受光アンプ回路の高速化を図ること
が可能となる。
される容量が、位相補償容量に付随する寄生容量である
構成にすると、チップ内に新たに容量を追加する必要が
無くなるので、チップ面積の増大を抑えられる。尚、こ
の場合には容量の接地側の配線を引き出すことが必要に
なる。
型半導体層で構成され、寄生容量が、接地されるP型基
板とN型半導体層の間の接合容量で構成されるようにす
ると、寄生容量の接地側はP型基板によって接続される
ため、接地の配線を引き出す必要はなくなり、チップ面
積をさらに縮小することが可能となる。
構成され、寄生容量が、接地されるP型基板と、N型半
導体層とP型基板の間に形成された高濃度のN型不純物
拡散層の間の接合容量で構成されるようにすると、高濃
度のN型不純物拡散層により寄生容量が増大するので、
受光アンプ回路の信号処理のより一層の高速化を図るこ
とが可能となる。ここで、接合容量は、PN接合に逆バ
イアスを印加したとき生じる空乏眉が絶縁膜のような役
割をするため発生するが、この空乏層は半導体の濃度が
濃いほど薄くなり、これに応じて接合容量は増える。
構成され、寄生容量が、接地されるP型基板とN型半導
体層の間に形成された高濃度のP型不純物拡散層と、N
型半導体層の間の接合容量で構成されるようにすると、
高濃度のP型不純物拡散層により寄生容量が増大するの
で、受光アンプ回路の信号処理のより一層の高速化を図
ることが可能となる。
面に基づいて具体的に説明する。
列接続回路を直列に複数接続した帰還回路を有する受光
アンプ回路において、並列接続回路同士の接続点と接地
間に容量を接続した構成からなる。
受光アンプ回路1は、受光素子11からの信号を増幅す
るための初段アンプ12と後段アンプ13の2段の増幅
器からなる。この初段アンプ12の帰還回路は、ゲイン
抵抗14と位相補償容量15の並列接続回路と、ゲイン
抵抗16と位相補償容量17との並列接続回路が直列に
接続されており、これらの並列接続回路同士の接続点と
接地間に容量18が接続されている。この容量18が微
分器として作用し、受光アンプ回路1の高速化に寄与す
る。
ば、応答周波数を向上させ、信号処理のより一層の高速
化を図ることができる理由について、以下に詳しく説明
する。
容量Cfの並列接続回路を2個直列に接続し、その接続
点と接地の間に容量C1を接続した本発明の帰還回路の
一例を示し、図2(b)は、ゲイン抵抗Rfと位相補償
容量Cfの並列接続回路を2個直列に接続しただけの従
来の帰還回路の一例を示す。
0を流したとき、その両端に発生する電圧をv0とすれ
ば、|v0/i0|は、下記の(1)式 |v0/i0|=2Rf/{1+(ω・Cf・Rf)2}1/2(ω=2πf)・ ・・(1) で表される。
数が高くなると、あるカットオフ周波数から|v/i|
が低下する積分器としての作用を示す。この時、帰還回
路のカットオフ周波数fc0は、fc0=1/(2π・
Rf・Cf)となる。
帰還回路に電流i1を流したとき、その両端に発生する
電圧をv1とすれば、|v1/i1|は、下記の(2)
式 |v1/i1|=[2Rf/{1+(ω・Cf・Rf)2}1/2]+[ω・C1・ Rf/{1+(ω・Cf・Rf)2}〕・・・(2) で表され、上記(1)式に、第2項を加えた形になる。
i|がω=0のとき零であり、周波数が高くなると、あ
るカットオフ周波数まで|v/i|が大きくなる微分器
の作用を示す。
に、図3に示すように、周波数が高くなると、あるカッ
トオフ周波数から|v/i|が低下する積分器としての
作用を示す。
0|=|v1/i1|で、f=fc0=1/(2π・R
f・Cf)のとき|v0/i0|<|v1/i1|とな
る。カットオフ周波数fcとは、|v/i|がω=0の
ときに対して3dB程度低くなる周波数であるから、図
2(a)に示すC1を接続した帰還回路の方が、図5に
示すように、カットオフ周波数は高域にシフトすること
が分かる。即ち、高速な受光アンプ回路を実現できる。
続しようとすれば、容量C1の分だけチップ面積が増大
する。これに対して、並列接続回路同士の接続点と接地
間に接続される容量が、位相補償容量Cfに付随する寄
生容量である構成とすれば、チップ内に新たに容量を追
加する必要が無くなるので、チップ面積の増大を抑えら
れる。尚、この場合には容量C1の接地側の配線を引き
出すことが必要になる。
位相補償容量と寄生容量の具体的な構成例を図面に基づ
いて詳しく説明する。
1による受光アンプ回路における位相補償容量と寄生容
量の構成例を示しており、位相補償容量の片側端子がN
型半導体層22で構成され、寄生容量が、接地されるP
型基板21とN型半導体層22の間の接合容量で構成さ
れる。
容量は、P型基板21上に形成されたN型半導体層22
と金属層23の間に絶縁膜24を挟んだ構成からなり、
N型半導体層22はP型半導体層25、26で他の素子
から分離されている。接地されるP型基板21とN型半
導体層22間の寄生容量が、図1に示す容量18に相当
する。
型基板21によって接続されるため、接地の配線を引き
出す必要はなくなり、チップ面積をさらに縮小すること
ができる。
2による受光アンプ回路における位相補償容量と寄生容
量の構成例を示しており、位相補償容量の片側端子がN
型半導体層32で構成され、寄生容量が、接地されるP
型基板31と、N型半導体層32とP型基板31の間に
形成された高濃度のN型不純物拡散層37の間の接合容
量で構成される。
容量は、P型基板31上に形成されたN型半導体層32
と金属層33の間に絶縁膜34を挟んだ構成からなり、
N型半導体層32はP型半導体層35、36で他の素子
から分離されている。N型半導体層32とP型基板31
の間には、高濃度のN型不純物拡散層37が形成されて
おり、接地されるP型基板31と、この高濃度のN型不
純物拡散層37の間の接合容量からなる寄生容量が、図
1に示す容量18に相当する。
散層37により寄生容量が増大するので、受光アンプ回
路の信号処理のより一層の高速化を図ることができる。
3による受光アンプ回路における位相補償容量と寄生容
量の構成例を示しており、位相補償容量の片側端子がN
型半導体層42で構成され、寄生容量が、接地されるP
型基板41とN型半導体層42の間に形成された高濃度
のP型不純物拡散層47と、N型半導体層42の間の接
合容量で構成される。
容量は、P型基板41上に形成されたN型半導体層42
と金属層43の間に絶縁膜44を挟んだ構成からなり、
N型半導体層42はP型半導体層45、46で他の素子
から分離されている。N型半導体層42とP型基板41
の間には、高濃度のP型不純物拡散層47が形成されて
おり、接地されるP型基板41と、この高濃度のP型不
純物拡散層47の間の接合容量からなる寄生容量が、図
1に示す容量18に相当する。
散層47により寄生容量が増大するので、受光アンプ回
路の信号処理のより一層の高速化を図ることができる。
各実施形態の具体的構成に限定されるものではない。
プ回路によれば、ゲイン抵抗と位相補償容量の並列接続
回路を直列に複数接続した帰還回路を有する受光アンプ
回路において、並列接続回路同士の接続点と接地間に容
量を接続しているので、帰還回路が積分器の作用と微分
器の作用を併せ持つことにより、受光アンプ回路の応答
周波数を向上させ、信号処理のより一層の高速化を図る
ことができる。
される容量が、位相補償容量に付随する寄生容量である
構成にすると、チップ内に新たに容量を追加する必要が
無くなるので、チップ面積の増大を抑えられる。尚、こ
の場合には容量の接地側の配線を引き出すことが必要に
なる。
型半導体層で構成され、寄生容量が、接地されるP型基
板とN型半導体層の間の接合容量で構成されるようにす
ると、寄生容量の接地側はP型基板によって接続される
ため、接地の配線を引き出す必要はなくなり、チップ面
積をさらに縮小することができる。
けでは十分な容量値を得られない場合が考えられる。こ
の場合に、位相補償容量の片側端子がN型半導体層で構
成され、寄生容量が、接地されるP型基板と、N型半導
体層とP型基板の間に形成された高濃度のN型不純物拡
散層の間の接合容量で構成されるようにすると、高濃度
のN型不純物拡散層により寄生容量が増大するので、受
光アンプ回路の信号処理のより一層の高速化を図ること
ができる。
導体層で構成され、寄生容量が、接地されるP型基板と
N型半導体層の間に形成された高濃度のP型不純物拡散
層と、N型半導体層の間の接合容量で構成されるように
すると、高濃度のP型不純物拡散層により寄生容量が増
大するので、受光アンプ回路の信号処理のより一層の高
速化を図ることができる。
ク図である。
を示す図であって、(a)に本発明の帰還回路を、
(b)に従来の帰還回路を示す。
周波数特性を表しており、積分器としての作用を示す図
である。
表しており、微分器としての作用を示す図である。
示す図である。
ける位相補償容量と寄生容量の構成例を示す断面図であ
る。
ける位相補償容量と寄生容量の構成例を示す断面図であ
る。
ける位相補償容量と寄生容量の構成例を示す断面図であ
る。
の構成例を示すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ゲイン抵抗と位相補償容量の並列接続回
路を直列に複数接続した帰還回路を有する受光アンプ回
路において、 該並列接続回路同士の接続点と接地間に容量を接続した
受光アンプ回路。 - 【請求項2】 前記並列接続回路同士の接続点と接地間
に接続される前記容量が、前記位相補償容量に付随する
寄生容量である請求項1記載の受光アンプ回路。 - 【請求項3】 前記位相補償容量の片側端子がN型半導
体層で構成され、 前記寄生容量が、接地されるP型基板と該N型半導体層
の間の接合容量で構成される請求項2記載の受光アンプ
回路。 - 【請求項4】 前記位相補償容量の片側端子がN型半導
体層で構成され、 前記寄生容量が、接地されるP型基板と、該N型半導体
層と該P型基板の間に形成された高濃度のN型不純物拡
散層の間の接合容量で構成される請求項2記載の受光ア
ンプ回路。 - 【請求項5】 前記位相補償容量の片側端子がN型半導
体層で構成され、 前記寄生容量が、接地されるP型基板と該N型半導体層
の間に形成された高濃度のP型不純物拡散層と、該N型
半導体層の間の接合容量で構成される請求項2記載の受
光アンプ回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP12316899A JP3521064B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 受光アンプ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12316899A JP3521064B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 受光アンプ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000315922A true JP2000315922A (ja) | 2000-11-14 |
JP3521064B2 JP3521064B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=14853877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12316899A Expired - Fee Related JP3521064B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 受光アンプ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3521064B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7304542B2 (en) | 2004-07-16 | 2007-12-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photo-receiving amplifier element, optical pickup unit, and optical disk device |
US7688134B2 (en) | 2005-08-23 | 2010-03-30 | Nec Corporation | Transimpedance amplifier |
JP2012253625A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
-
1999
- 1999-04-28 JP JP12316899A patent/JP3521064B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7304542B2 (en) | 2004-07-16 | 2007-12-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photo-receiving amplifier element, optical pickup unit, and optical disk device |
US7688134B2 (en) | 2005-08-23 | 2010-03-30 | Nec Corporation | Transimpedance amplifier |
JP2012253625A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Canon Inc | 固体撮像装置 |
EP2530928A3 (en) * | 2011-06-03 | 2015-10-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensor |
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---|---|
JP3521064B2 (ja) | 2004-04-19 |
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