JP2000349567A - 光電流処理回路 - Google Patents
光電流処理回路Info
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- JP2000349567A JP2000349567A JP11157269A JP15726999A JP2000349567A JP 2000349567 A JP2000349567 A JP 2000349567A JP 11157269 A JP11157269 A JP 11157269A JP 15726999 A JP15726999 A JP 15726999A JP 2000349567 A JP2000349567 A JP 2000349567A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流電圧変換手段の入力部の周波数帯域を確
保し、正確に光電流を処理できる光電流処理回路を提供
する。 【解決手段】 光信号を受光するフォトセンサ２からの
検知電流信号を入力する入力端子に、トランジスタＱ1
のベースとトランジスタＱ2 のエミッタを接続し、トラ
ンジスタＱ1 のコレクタとトランジスタＱ2 のベースに
電流源４を接続し、トランジスタＱ1 のエミッタを接地
し、トランジスタＱ2 のコレクタを出力端子とする電流
コピー回路５を入力回路として備え、該電流コピー回路
５の出力電流を、増幅器７と帰還抵抗Ｒf と直流電源Ｅ
3 とからなる電流電圧変換回路３へ入力し電圧に変換す
るようにして光電流処理回路を構成する。
保し、正確に光電流を処理できる光電流処理回路を提供
する。 【解決手段】 光信号を受光するフォトセンサ２からの
検知電流信号を入力する入力端子に、トランジスタＱ1
のベースとトランジスタＱ2 のエミッタを接続し、トラ
ンジスタＱ1 のコレクタとトランジスタＱ2 のベースに
電流源４を接続し、トランジスタＱ1 のエミッタを接地
し、トランジスタＱ2 のコレクタを出力端子とする電流
コピー回路５を入力回路として備え、該電流コピー回路
５の出力電流を、増幅器７と帰還抵抗Ｒf と直流電源Ｅ
3 とからなる電流電圧変換回路３へ入力し電圧に変換す
るようにして光電流処理回路を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォトセンサの
光電流を処理する光電流処理回路に関し、特にその周波
数帯域を改良した光電流処理回路に関する。
光電流を処理する光電流処理回路に関し、特にその周波
数帯域を改良した光電流処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光電流処理回路として、図８に示
すような回路が知られている。この光電流処理回路にお
いては、光信号を受光するフォトセンサ31の出力電流
は、増幅器37と帰還抵抗Ｒf と直流電源Ｅ33によって構
成される電流電圧変換回路32によって電圧に変換され
る。
すような回路が知られている。この光電流処理回路にお
いては、光信号を受光するフォトセンサ31の出力電流
は、増幅器37と帰還抵抗Ｒf と直流電源Ｅ33によって構
成される電流電圧変換回路32によって電圧に変換され
る。
【０００３】図８に示した光電流処理回路の等価回路と
しては、図９に示すように、フォトセンサ31は、定電流
源Ｉ31とフォトセンサ31の接合容量と配線等による浮遊
容量の和Ｃ0 の並列回路で表される。また、電流電圧変
換回路32は、入力抵抗Ｚi と該入力抵抗Ｚi に流れる電
流ｉ31を出力とする定電流源Ｉ32と帰還抵抗Ｒf との並
列回路で表される。
しては、図９に示すように、フォトセンサ31は、定電流
源Ｉ31とフォトセンサ31の接合容量と配線等による浮遊
容量の和Ｃ0 の並列回路で表される。また、電流電圧変
換回路32は、入力抵抗Ｚi と該入力抵抗Ｚi に流れる電
流ｉ31を出力とする定電流源Ｉ32と帰還抵抗Ｒf との並
列回路で表される。
【０００４】そして、フォトセンサ31から電流電圧変換
回路32の入力までの伝達インピーダンス特性Ｚ(s) は、
次式（１）で表現できる。但し、ｓはラプラス変換の演
算子である。 Ｚ(s) ＝Ｒf ／（１＋ｓＣ0 Ｚi ） ・・・・・・・・・・（１）
回路32の入力までの伝達インピーダンス特性Ｚ(s) は、
次式（１）で表現できる。但し、ｓはラプラス変換の演
算子である。 Ｚ(s) ＝Ｒf ／（１＋ｓＣ0 Ｚi ） ・・・・・・・・・・（１）
【０００５】つまり、通過帯域の伝達インピーダンスＺ
(s) はＲf となり、増幅器37の入力部でのカットオフ周
波数ｆc は１／２πＣ0 Ｚi となる。通常、Ｒf は数十
ＫΩであり、Ｚi は数百Ωレベルであるので、フォトセ
ンサ31の出力を直接抵抗で電流電圧変換するよりも伝達
インピーダンスを大きくとれ、カットオフ周波数も高く
できる。
(s) はＲf となり、増幅器37の入力部でのカットオフ周
波数ｆc は１／２πＣ0 Ｚi となる。通常、Ｒf は数十
ＫΩであり、Ｚi は数百Ωレベルであるので、フォトセ
ンサ31の出力を直接抵抗で電流電圧変換するよりも伝達
インピーダンスを大きくとれ、カットオフ周波数も高く
できる。
【０００６】ところで、このような構成の光電流処理回
路において、図10に示す特開平７−３２６９３４号公報
開示のように、入力回路36をフォトセンサ31と電流電圧
変換回路32の間に組み込むことにより、電流電圧変換回
路32の入力部のカットオフ周波数をより高くすることが
できる。つまり、図10において、光信号を受光するフォ
トセンサ31からの出力を、定電流回路33とベース接地回
路34からなる入力回路36に接続し、その出力を電流電圧
変換回路32に供給するようにしている。ここで、定電流
回路33は抵抗Ｒ31，トランジスタＱ31及び直流電源Ｅ31
から構成され、定電流回路33から供給される電流値Ｉ
は、Ｉ＝（Ｅ31−ＶEB）／Ｒ31（ＶEB：トランジスタＱ
31のエミッタ・ベース間電圧）の関係を満たしている。
また、前記ベース接地回路34はトランジスタＱ32及び電
源Ｅ32で構成され、このベース接地回路34は定電流回路
33から供給される電流値Ｉとフォトセンサ31で発生する
電流ｉ0 との差電流Ｉ−ｉ0 の電流が入力され、電流電
圧変換回路32に出力される。この電流電圧変換回路32は
増幅器37と帰還抵抗Ｒf 及び直流電源Ｅ33から構成され
ている。
路において、図10に示す特開平７−３２６９３４号公報
開示のように、入力回路36をフォトセンサ31と電流電圧
変換回路32の間に組み込むことにより、電流電圧変換回
路32の入力部のカットオフ周波数をより高くすることが
できる。つまり、図10において、光信号を受光するフォ
トセンサ31からの出力を、定電流回路33とベース接地回
路34からなる入力回路36に接続し、その出力を電流電圧
変換回路32に供給するようにしている。ここで、定電流
回路33は抵抗Ｒ31，トランジスタＱ31及び直流電源Ｅ31
から構成され、定電流回路33から供給される電流値Ｉ
は、Ｉ＝（Ｅ31−ＶEB）／Ｒ31（ＶEB：トランジスタＱ
31のエミッタ・ベース間電圧）の関係を満たしている。
また、前記ベース接地回路34はトランジスタＱ32及び電
源Ｅ32で構成され、このベース接地回路34は定電流回路
33から供給される電流値Ｉとフォトセンサ31で発生する
電流ｉ0 との差電流Ｉ−ｉ0 の電流が入力され、電流電
圧変換回路32に出力される。この電流電圧変換回路32は
増幅器37と帰還抵抗Ｒf 及び直流電源Ｅ33から構成され
ている。
【０００７】図10の等価回路を図11に示す。フォトセン
サ31は、定電流源Ｉ31と接合容量と配線等による浮遊容
量の和Ｃ0 の並列回路で表される。また、定電流回路33
は定電流源Ｉ32とトランジスタＱ31のベース・コレクタ
間容量ＣBC31の並列回路で表される。更に、ベース接地
回路34はトランジスタＱ32のベース抵抗ｒB32 と、ベー
ス抵抗ｒB32 に流れる電流ｉ31を出力とする定電流源Ｉ
33とトランジスタＱ32のベース・コレクタ間容量ＣBC32
の並列回路で表される。更にまた、電流電圧変換回路32
は、増幅器37の入力抵抗Ｚi と、入力抵抗Ｚi に流れる
電流ｉ32を出力とする定電流源Ｉ34と帰還抵抗Ｒf の並
列回路で表される。
サ31は、定電流源Ｉ31と接合容量と配線等による浮遊容
量の和Ｃ0 の並列回路で表される。また、定電流回路33
は定電流源Ｉ32とトランジスタＱ31のベース・コレクタ
間容量ＣBC31の並列回路で表される。更に、ベース接地
回路34はトランジスタＱ32のベース抵抗ｒB32 と、ベー
ス抵抗ｒB32 に流れる電流ｉ31を出力とする定電流源Ｉ
33とトランジスタＱ32のベース・コレクタ間容量ＣBC32
の並列回路で表される。更にまた、電流電圧変換回路32
は、増幅器37の入力抵抗Ｚi と、入力抵抗Ｚi に流れる
電流ｉ32を出力とする定電流源Ｉ34と帰還抵抗Ｒf の並
列回路で表される。
【０００８】このとき、フォトセンサ31から電流電圧変
換回路32の入力までの電流の伝達関数は、次式（２），
（３）で表現できる。 ｉ31＝（Ｉ−ｉ0 ）／｛１＋ｓ（Ｃ0 ＋ＣBC31）ｒB32 ｝ ・・・・（２） ｉ32＝ｉ1 ／（１＋ｓＣBC32Ｚi ） ・・・・・・・・・・・・・・（３）
換回路32の入力までの電流の伝達関数は、次式（２），
（３）で表現できる。 ｉ31＝（Ｉ−ｉ0 ）／｛１＋ｓ（Ｃ0 ＋ＣBC31）ｒB32 ｝ ・・・・（２） ｉ32＝ｉ1 ／（１＋ｓＣBC32Ｚi ） ・・・・・・・・・・・・・・（３）
【０００９】したがって、図10に示した特開平７−３２
６９３４号公報開示の光電流処理回路では、フォトセン
サ31から電流電圧変換回路32の入力までの電流が、式
（２），（３）で表される伝達関数となるので、図８で
説明した従来例より、カットオフ周波数を高くすること
ができる。
６９３４号公報開示の光電流処理回路では、フォトセン
サ31から電流電圧変換回路32の入力までの電流が、式
（２），（３）で表される伝達関数となるので、図８で
説明した従来例より、カットオフ周波数を高くすること
ができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10に
示した入力回路36を組み込んだ光電流処理回路では、フ
ォトセンサ31の接合容量Ｃ0 が大きい場合、つまり接合
容量Ｃ0 はフォトセンサの面積に比例するので、例えば
赤外線を用いたパソコン間のデータ通信や符号読取装置
などに使用する面積の広いフォトセンサの場合や、フォ
トセンサ31の出力電流ｉ0 と定電流回路33の出力電流Ｉ
との差が小さい時は、電流電圧変換回路32の帯域が確保
されていても、入力回路36で帯域が制限され、フォトセ
ンサ31の出力電流ｉ0 の高周波成分を検出できないとい
う問題がある。つまり、式（２）において、Ｃ0 が大き
くなればカットオフ周波数が小さくなるので、帯域が制
限されるし、またｒB32 ＝ＶT ／ＩE32 （ＶT ：熱電
圧、ＩE32 ：トランジスタＱ32のエミッタ電流でＩ−ｉ
0 ）という関係から、フォトセンサ31の出力電流ｉ0 と
定電流回路33の出力電流Ｉとの差が小さいほどｒB32 が
大きくなって、帯域が制限されてしまうという問題があ
る。
示した入力回路36を組み込んだ光電流処理回路では、フ
ォトセンサ31の接合容量Ｃ0 が大きい場合、つまり接合
容量Ｃ0 はフォトセンサの面積に比例するので、例えば
赤外線を用いたパソコン間のデータ通信や符号読取装置
などに使用する面積の広いフォトセンサの場合や、フォ
トセンサ31の出力電流ｉ0 と定電流回路33の出力電流Ｉ
との差が小さい時は、電流電圧変換回路32の帯域が確保
されていても、入力回路36で帯域が制限され、フォトセ
ンサ31の出力電流ｉ0 の高周波成分を検出できないとい
う問題がある。つまり、式（２）において、Ｃ0 が大き
くなればカットオフ周波数が小さくなるので、帯域が制
限されるし、またｒB32 ＝ＶT ／ＩE32 （ＶT ：熱電
圧、ＩE32 ：トランジスタＱ32のエミッタ電流でＩ−ｉ
0 ）という関係から、フォトセンサ31の出力電流ｉ0 と
定電流回路33の出力電流Ｉとの差が小さいほどｒB32 が
大きくなって、帯域が制限されてしまうという問題があ
る。
【００１１】本発明は、従来の光電流処理回路における
上記問題点を解消するためになされたものであり、光信
号を受光するフォトセンサの接合容量や配線等による浮
遊容量及びフォトセンサの出力を電流電圧に変換する電
流電圧変換回路の入力抵抗とが存在する時も、また、フ
ォトセンサの出力電流がどのような値の時にも、簡単な
構成の入力回路組み込むことで電流電圧変換回路の入力
部の周波数帯域を確保し、正確に光電流を処理できる光
電流処理回路を提供することを目的としている。
上記問題点を解消するためになされたものであり、光信
号を受光するフォトセンサの接合容量や配線等による浮
遊容量及びフォトセンサの出力を電流電圧に変換する電
流電圧変換回路の入力抵抗とが存在する時も、また、フ
ォトセンサの出力電流がどのような値の時にも、簡単な
構成の入力回路組み込むことで電流電圧変換回路の入力
部の周波数帯域を確保し、正確に光電流を処理できる光
電流処理回路を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、光信号を受光し、少なくと
も該光信号に記憶された情報を検知する検知手段と、該
検知手段から出力される検知電流信号を入力手段を介し
て電流電圧変換する電流電圧変換手段とを有する光電流
処理回路において、前記入力手段は、前記検知手段から
出力される前記検知電流信号を入力する入力端子に、第
１のトランジスタのベースと第２のトランジスタのエミ
ッタを接続し、前記第１のトランジスタのコレクタと前
記第２のトランジスタのベースに電流源を接続し、前記
第１のトランジスタのエミッタを接地し、前記第２のト
ランジスタのコレクタを出力端子とする電流コピー回路
を備え、該電流コピー回路の出力電流を前記電流電圧変
換手段により電圧に変換するように構成されていること
を特徴とするものである。
め、請求項１に係る発明は、光信号を受光し、少なくと
も該光信号に記憶された情報を検知する検知手段と、該
検知手段から出力される検知電流信号を入力手段を介し
て電流電圧変換する電流電圧変換手段とを有する光電流
処理回路において、前記入力手段は、前記検知手段から
出力される前記検知電流信号を入力する入力端子に、第
１のトランジスタのベースと第２のトランジスタのエミ
ッタを接続し、前記第１のトランジスタのコレクタと前
記第２のトランジスタのベースに電流源を接続し、前記
第１のトランジスタのエミッタを接地し、前記第２のト
ランジスタのコレクタを出力端子とする電流コピー回路
を備え、該電流コピー回路の出力電流を前記電流電圧変
換手段により電圧に変換するように構成されていること
を特徴とするものである。
【００１３】このように、検知手段から出力される検知
電流信号を入力する電流コピー回路からなる入力手段を
備え、電流コピー回路の出力を電流電圧変換手段へ入力
するようにしているので、光信号を受光する検知手段を
構成するフォトセンサの接合容量や配線等による浮遊容
量及びフォトセンサの出力電流を電流電圧変換する電流
電圧変換手段の入力抵抗が存在する時も、また、フォト
センサの出力電流がどのような値の時にも、簡単な構成
の電流コピー回路からなる入力手段を組み込むことによ
り電流電圧変換手段の入力部の周波数帯域を確保し、正
確に光電流を処理することが可能となる。
電流信号を入力する電流コピー回路からなる入力手段を
備え、電流コピー回路の出力を電流電圧変換手段へ入力
するようにしているので、光信号を受光する検知手段を
構成するフォトセンサの接合容量や配線等による浮遊容
量及びフォトセンサの出力電流を電流電圧変換する電流
電圧変換手段の入力抵抗が存在する時も、また、フォト
センサの出力電流がどのような値の時にも、簡単な構成
の電流コピー回路からなる入力手段を組み込むことによ
り電流電圧変換手段の入力部の周波数帯域を確保し、正
確に光電流を処理することが可能となる。
【００１４】また、請求項２に係る発明は、光信号を受
光し、少なくとも該光信号に記憶された情報を検知する
検知手段と、該検知手段から出力される検知電流信号を
入力手段を介して電流電圧変換する電流電圧変換手段と
を有する光電流処理回路において、前記入力手段は、前
記検知電流信号を入力する入力端子に、第１のトランジ
スタのベースと第２のトランジスタのエミッタと第３の
トランジスタのエミッタを接続し、前記第１のトランジ
スタのコレクタと前記第２のトランジスタのベースと前
記第３のトランジスタのベースに電流源を接続し、前記
第２のトランジスタのコレクタを第１の出力とし、前記
第３のトランジスタのコレクタを第２の出力とする電流
コピー回路と、該電流コピー回路の第１の出力を入力す
る入力端子に第４のトランジスタのベース及びコレクタ
と第５のトランジスタのベースを接続し、前記第４のト
ランジスタのエミッタと前記第５のトランジスタのエミ
ッタを共通に電圧源ＶCCに接続し、前記第５のトランジ
スタのコレクタを出力とするカレントミラー回路とから
なり、前記カレントミラー回路の出力を第１の出力とし
て前記検知電流信号と逆相で振幅が１／２の電流を出力
し、前記電流コピー回路の第２の出力を第２の出力とし
て前記検知電流信号と同相で振幅が１／２の電流を出力
するように構成され、前記電流電圧変換手段は、差動入
出力端子及び基準電圧端子を備えた差動演算増幅回路と
基準電圧源と２つの帰還抵抗とで構成され、前記入力手
段の出力電流が前記電流電圧変換手段により差動電圧に
変換されるように構成されていることを特徴とするもの
である。
光し、少なくとも該光信号に記憶された情報を検知する
検知手段と、該検知手段から出力される検知電流信号を
入力手段を介して電流電圧変換する電流電圧変換手段と
を有する光電流処理回路において、前記入力手段は、前
記検知電流信号を入力する入力端子に、第１のトランジ
スタのベースと第２のトランジスタのエミッタと第３の
トランジスタのエミッタを接続し、前記第１のトランジ
スタのコレクタと前記第２のトランジスタのベースと前
記第３のトランジスタのベースに電流源を接続し、前記
第２のトランジスタのコレクタを第１の出力とし、前記
第３のトランジスタのコレクタを第２の出力とする電流
コピー回路と、該電流コピー回路の第１の出力を入力す
る入力端子に第４のトランジスタのベース及びコレクタ
と第５のトランジスタのベースを接続し、前記第４のト
ランジスタのエミッタと前記第５のトランジスタのエミ
ッタを共通に電圧源ＶCCに接続し、前記第５のトランジ
スタのコレクタを出力とするカレントミラー回路とから
なり、前記カレントミラー回路の出力を第１の出力とし
て前記検知電流信号と逆相で振幅が１／２の電流を出力
し、前記電流コピー回路の第２の出力を第２の出力とし
て前記検知電流信号と同相で振幅が１／２の電流を出力
するように構成され、前記電流電圧変換手段は、差動入
出力端子及び基準電圧端子を備えた差動演算増幅回路と
基準電圧源と２つの帰還抵抗とで構成され、前記入力手
段の出力電流が前記電流電圧変換手段により差動電圧に
変換されるように構成されていることを特徴とするもの
である。
【００１５】このように、電流コピー回路とカレントミ
ラー回路とで入力手段を構成し、また差動演算増幅回路
を設けて電流電圧変換手段を構成しているので、前記請
求項１に係る発明と同様な動作と共に、電源を介して重
畳する同相のノイズを容易にキャンセルすることが可能
となる。
ラー回路とで入力手段を構成し、また差動演算増幅回路
を設けて電流電圧変換手段を構成しているので、前記請
求項１に係る発明と同様な動作と共に、電源を介して重
畳する同相のノイズを容易にキャンセルすることが可能
となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る光
電流処理回路の第１の実施の形態の構成を示す回路構成
図である。本実施の形態の光電流処理回路１では、光信
号を受光する、例えばフォトダイオードからなるフォト
センサ２からの出力は、電流コピー回路５からなる入力
手段としての入力回路６に接続されている。電流コピー
回路５は、定電流源４と２つのトランジスタＱ1 及びＱ
2 から構成されており、定電流源４はトランジスタＱ1
及びＱ2 を動作させることができる電流Ｉを供給してい
る。この電流コピー回路５は、フォトセンサ２で発生す
る電流ｉ0 が入力され、トランジスタＱ1 及びＱ 2 の直
流電流増幅率が十分大きいとすると、フォトセンサ２か
らの入力電流を電流電圧変換手段としての電流電圧変換
回路３にそのまま出力する。この電流電圧変換回路３
は、増幅器７と帰還抵抗Ｒf 及び直流電源Ｅ3 から構成
されている。
の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る光
電流処理回路の第１の実施の形態の構成を示す回路構成
図である。本実施の形態の光電流処理回路１では、光信
号を受光する、例えばフォトダイオードからなるフォト
センサ２からの出力は、電流コピー回路５からなる入力
手段としての入力回路６に接続されている。電流コピー
回路５は、定電流源４と２つのトランジスタＱ1 及びＱ
2 から構成されており、定電流源４はトランジスタＱ1
及びＱ2 を動作させることができる電流Ｉを供給してい
る。この電流コピー回路５は、フォトセンサ２で発生す
る電流ｉ0 が入力され、トランジスタＱ1 及びＱ 2 の直
流電流増幅率が十分大きいとすると、フォトセンサ２か
らの入力電流を電流電圧変換手段としての電流電圧変換
回路３にそのまま出力する。この電流電圧変換回路３
は、増幅器７と帰還抵抗Ｒf 及び直流電源Ｅ3 から構成
されている。
【００１７】次に、図１に示した光電流回路の等価回路
を図２に示す。フォトセンサ２は、定電流源Ｉ１とフォ
トセンサ２の接合容量と配線等による浮遊容量の和Ｃ0
の並列回路で表される。また、入力回路６は、電流コピ
ー回路５の入力抵抗ｒinと、入力抵抗ｒinに流れる電流
ｉ1 を出力とする定電流源Ｉ２とトランジスタＱ2 のコ
レクタ・サブストレート間容量ＣCS2 の並列回路で表さ
れる。更に、電流電圧変換回路３は、増幅器７の入力抵
抗Ｚi と、入力抵抗Ｚi に流れる電流ｉ2 を出力とする
定電流源Ｉ３と帰還抵抗Ｒf の並列回路とで表される。
を図２に示す。フォトセンサ２は、定電流源Ｉ１とフォ
トセンサ２の接合容量と配線等による浮遊容量の和Ｃ0
の並列回路で表される。また、入力回路６は、電流コピ
ー回路５の入力抵抗ｒinと、入力抵抗ｒinに流れる電流
ｉ1 を出力とする定電流源Ｉ２とトランジスタＱ2 のコ
レクタ・サブストレート間容量ＣCS2 の並列回路で表さ
れる。更に、電流電圧変換回路３は、増幅器７の入力抵
抗Ｚi と、入力抵抗Ｚi に流れる電流ｉ2 を出力とする
定電流源Ｉ３と帰還抵抗Ｒf の並列回路とで表される。
【００１８】このとき、フォトセンサ２から電流電圧変
換回路３の入力までの電流の伝達関数は、次式（４），
（５）で表現できる。 ｉ1 ＝ｉ0 ／（１＋ｓＣ0 ｒin） ・・・・・・・・・・・（４） ｉ2 ＝ｉ1 ／（１＋ｓＣCS2 Ｚi ） ・・・・・・・・・・（５） 上記式（４）において、入力回路６の入力抵抗ｒinは、
入力回路６の入力電圧Ｖ inと入力電流ｉinにより次式
（６）で表現できる。 ｒin＝ｄＶin／ｄｉin ・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
換回路３の入力までの電流の伝達関数は、次式（４），
（５）で表現できる。 ｉ1 ＝ｉ0 ／（１＋ｓＣ0 ｒin） ・・・・・・・・・・・（４） ｉ2 ＝ｉ1 ／（１＋ｓＣCS2 Ｚi ） ・・・・・・・・・・（５） 上記式（４）において、入力回路６の入力抵抗ｒinは、
入力回路６の入力電圧Ｖ inと入力電流ｉinにより次式
（６）で表現できる。 ｒin＝ｄＶin／ｄｉin ・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
【００１９】ここでは、入力抵抗ｒinはトランジスタＱ
1 とトランジスタＱ2 による負帰還の効果により非常に
小さく（10〜20Ω程度）なる。例えば、入力電圧Ｖinが
増加すると、トランジスタＱ1 のコレクタ電流ｉC1が増
加する。すると、トランジスタＱ2 のベース電流ｉ
B2は、定電流源４の出力ＩとトランジスタＱ1 のコレク
タ電流ｉC1との間に、ｉB2＝Ｉ−ｉC1という関係がある
ので減少する。すると、トランジスタＱ2 のエミッタ電
流ｉE2が減少するので、トランジスタＱ1 のベース電流
ｉB1が減少する。すると、トランジスタＱ1 のベース・
エミッタ間電圧ＶBE 1 が減少する。したがって、ＶBE1
＝Ｖinであるので、Ｖinは最初の増加を打ち消すように
減少するということになる。逆に最初にＶinが減少した
場合にも同様に、減少を打ち消すようにＶinは増加する
のである。
1 とトランジスタＱ2 による負帰還の効果により非常に
小さく（10〜20Ω程度）なる。例えば、入力電圧Ｖinが
増加すると、トランジスタＱ1 のコレクタ電流ｉC1が増
加する。すると、トランジスタＱ2 のベース電流ｉ
B2は、定電流源４の出力ＩとトランジスタＱ1 のコレク
タ電流ｉC1との間に、ｉB2＝Ｉ−ｉC1という関係がある
ので減少する。すると、トランジスタＱ2 のエミッタ電
流ｉE2が減少するので、トランジスタＱ1 のベース電流
ｉB1が減少する。すると、トランジスタＱ1 のベース・
エミッタ間電圧ＶBE 1 が減少する。したがって、ＶBE1
＝Ｖinであるので、Ｖinは最初の増加を打ち消すように
減少するということになる。逆に最初にＶinが減少した
場合にも同様に、減少を打ち消すようにＶinは増加する
のである。
【００２０】したがって、本実施の形態の光電流処理回
路１においては、フォトセンサ２から電流電圧変換回路
３の入力までの電流が、式（４），（５）で表される伝
達関数となるため、フォトセンサ２の接合容量が大きな
値であっても、帯域を制限するカットオフ周波数は従来
例より高くなる。また、発振の可能性も従来より少なく
なるので、電流電圧変換回路３の帰還抵抗Ｒf を大きく
できる。したがって、フォトセンサ２の出力電流ｉ0 が
いかなる値であっても、正確に光電流を処理することが
できる。
路１においては、フォトセンサ２から電流電圧変換回路
３の入力までの電流が、式（４），（５）で表される伝
達関数となるため、フォトセンサ２の接合容量が大きな
値であっても、帯域を制限するカットオフ周波数は従来
例より高くなる。また、発振の可能性も従来より少なく
なるので、電流電圧変換回路３の帰還抵抗Ｒf を大きく
できる。したがって、フォトセンサ２の出力電流ｉ0 が
いかなる値であっても、正確に光電流を処理することが
できる。
【００２１】この点について、更に詳細に説明すると、
光電流処理回路において回路全体の周波数帯域は、フォ
トセンサの接合容量Ｃ0 と結合する抵抗の値によって決
まる。つまり、フォトセンサの接合容量Ｃ0 が一定とす
ると、結合する抵抗が小さいほど周波数帯域が伸びると
いうことになる。図８で説明した従来例では、式（１）
よりフォトセンサの接合容量Ｃ0 と結合する抵抗はＺi
であり、通常Ｚi ＝ 500Ω程度である。また、図10で説
明した従来例では、式（２）よりフォトセンサの接合容
量Ｃ0 と結合する抵抗はｒB32 であり、Ｉ−ｉ0 ＝ 130
μＡとすると、ｒB32 ＝ＶT ／ＩE32 （ＶT ：熱電圧、
ＩE32 ：トランジスタＱ32のエミッタ電流でＩ−ｉ0 ）
よりｒB32 ＝ 200Ωとなる。
光電流処理回路において回路全体の周波数帯域は、フォ
トセンサの接合容量Ｃ0 と結合する抵抗の値によって決
まる。つまり、フォトセンサの接合容量Ｃ0 が一定とす
ると、結合する抵抗が小さいほど周波数帯域が伸びると
いうことになる。図８で説明した従来例では、式（１）
よりフォトセンサの接合容量Ｃ0 と結合する抵抗はＺi
であり、通常Ｚi ＝ 500Ω程度である。また、図10で説
明した従来例では、式（２）よりフォトセンサの接合容
量Ｃ0 と結合する抵抗はｒB32 であり、Ｉ−ｉ0 ＝ 130
μＡとすると、ｒB32 ＝ＶT ／ＩE32 （ＶT ：熱電圧、
ＩE32 ：トランジスタＱ32のエミッタ電流でＩ−ｉ0 ）
よりｒB32 ＝ 200Ωとなる。
【００２２】これに対し、本実施の形態において、フォ
トセンサの接合容量Ｃ0 と結合する抵抗はｒinであり、
ｒin＝20Ω程度と、従来例より１桁小さい値となってい
る。したがって、従来例よりカットオフ周波数を十分高
くすることができ、配線の取りまわしやフォトセンサの
接合容量の影響を従来例より受けなくなり、簡単な構成
の入力回路を組み込むことで電流電圧変換回路の入力部
の周波数帯域を確保できる。また、発振の可能性も従来
例より少なくなるので、電流電圧変換回路の帰還抵抗を
大きくできる。したがって、光電流がいかなる値であっ
ても正確に処理できる。更に、フォトセンサの接合容量
Ｃ0 が帯域に影響しなくなるので、フォトセンサの選択
の自由度が広がるという利点もある。つまり、接合容量
を小さくする必要がないので、コストの安いフォトセン
サなども使用できるようになるという利点がある。
トセンサの接合容量Ｃ0 と結合する抵抗はｒinであり、
ｒin＝20Ω程度と、従来例より１桁小さい値となってい
る。したがって、従来例よりカットオフ周波数を十分高
くすることができ、配線の取りまわしやフォトセンサの
接合容量の影響を従来例より受けなくなり、簡単な構成
の入力回路を組み込むことで電流電圧変換回路の入力部
の周波数帯域を確保できる。また、発振の可能性も従来
例より少なくなるので、電流電圧変換回路の帰還抵抗を
大きくできる。したがって、光電流がいかなる値であっ
ても正確に処理できる。更に、フォトセンサの接合容量
Ｃ0 が帯域に影響しなくなるので、フォトセンサの選択
の自由度が広がるという利点もある。つまり、接合容量
を小さくする必要がないので、コストの安いフォトセン
サなども使用できるようになるという利点がある。
【００２３】なお、この実施の形態の構成は、当然に各
種の変形、変更が可能である。例えば、図１に示した第
１の実施の形態におけるＮＰＮトランジスタをＰＮＰト
ランジスタに変え、更に電源端子ＶCCとＧＮＤとを逆に
接続して光電流処理回路を構成することができる。この
場合の回路構成を図３に示す。この変形例の動作は、図
１に示した第１の実施の形態と同様であり、同様の効果
が得られる。
種の変形、変更が可能である。例えば、図１に示した第
１の実施の形態におけるＮＰＮトランジスタをＰＮＰト
ランジスタに変え、更に電源端子ＶCCとＧＮＤとを逆に
接続して光電流処理回路を構成することができる。この
場合の回路構成を図３に示す。この変形例の動作は、図
１に示した第１の実施の形態と同様であり、同様の効果
が得られる。
【００２４】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図４は第２の実施の形態の光電流処理回路の構成を
示す回路構成図である。この実施の形態の光電流処理回
路11においては、例えばフォトダイオードなどからなる
フォトセンサ12の出力は、電流コピー回路15とカレント
ミラー回路17からなる入力手段としての入力回路16に接
続されている。
る。図４は第２の実施の形態の光電流処理回路の構成を
示す回路構成図である。この実施の形態の光電流処理回
路11においては、例えばフォトダイオードなどからなる
フォトセンサ12の出力は、電流コピー回路15とカレント
ミラー回路17からなる入力手段としての入力回路16に接
続されている。
【００２５】電流コピー回路15は、定電流源14，トラン
ジスタＱ11及び同じ特性を持つトランジスタＱ12，Ｑ13
から構成され、定電流源14はトランジスタＱ11，Ｑ12及
びＱ 13を十分動作させることができる電流値Ｉを供給し
ている。この電流コピー回路15にはフォトセンサ12の出
力電流ｉ0 が入力され、トランジスタＱ11，Ｑ12及びＱ
13の直流電流増幅率が十分大きいものとすると、フォト
センサ12からの入力電流ｉ0 の半分の電流を第１の出力
としてカレントミラー回路17に、また、残りの半分の電
流を第２の出力として電流電圧変換手段としての電流電
圧変換回路13の第２の入力端子20に、それぞれ出力す
る。
ジスタＱ11及び同じ特性を持つトランジスタＱ12，Ｑ13
から構成され、定電流源14はトランジスタＱ11，Ｑ12及
びＱ 13を十分動作させることができる電流値Ｉを供給し
ている。この電流コピー回路15にはフォトセンサ12の出
力電流ｉ0 が入力され、トランジスタＱ11，Ｑ12及びＱ
13の直流電流増幅率が十分大きいものとすると、フォト
センサ12からの入力電流ｉ0 の半分の電流を第１の出力
としてカレントミラー回路17に、また、残りの半分の電
流を第２の出力として電流電圧変換手段としての電流電
圧変換回路13の第２の入力端子20に、それぞれ出力す
る。
【００２６】また、カレントミラー回路17は同じ特性を
持つ２つのトランジスタＱ14，Ｑ15から構成されてお
り、電流コピー回路15の第１の出力からの出力電流が入
力され、入力と同じ振幅で電流コピー回路15の第２の出
力と逆相の電流を、電流電圧変換手段としての電流電圧
変換回路13の第１の入力端子19に出力する。
持つ２つのトランジスタＱ14，Ｑ15から構成されてお
り、電流コピー回路15の第１の出力からの出力電流が入
力され、入力と同じ振幅で電流コピー回路15の第２の出
力と逆相の電流を、電流電圧変換手段としての電流電圧
変換回路13の第１の入力端子19に出力する。
【００２７】電流電圧変換回路13は、差動入出力端子と
基準電圧端子を備えた差動演算増幅器18と帰還抵抗
Ｒf1，Ｒf2及び直流電源Ｖref から構成されている。図
５の（Ａ）に、差動演算増幅器18の構成例を示す。この
差動演算増幅器18は、差動入力端子、差動出力端子及び
基準電圧端子を備え、２つの増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２
及び２本の抵抗Ｒdet で構成されている。
基準電圧端子を備えた差動演算増幅器18と帰還抵抗
Ｒf1，Ｒf2及び直流電源Ｖref から構成されている。図
５の（Ａ）に、差動演算増幅器18の構成例を示す。この
差動演算増幅器18は、差動入力端子、差動出力端子及び
基準電圧端子を備え、２つの増幅器ＡＭＰ１，ＡＭＰ２
及び２本の抵抗Ｒdet で構成されている。
【００２８】また、図５の（Ｂ）に増幅器ＡＭＰ１の構
成を示す。増幅器ＡＭＰ１の正入力端子と負入力端子に
は、抵抗Ｒinを介して制御電圧Ｖcnt がゼロ以上であれ
ば減少、ゼロ以下であれば増加するように制御される電
圧源Ｖx とＶy が接続されている。一方、正出力端子と
負出力端子に現れる電圧ｖO ＋，ｖO −は次式（７），
（８）でそれぞれ表される。但しＡv は増幅器ＡＭＰ１
のゲインである。 ｖO ＋＝Ａv ×｛（Ｖin＋）−（Ｖin−）｝ ・・・・・・・・・・（７） ｖO −＝−Ａv ×｛（Ｖin＋）−（Ｖin−）｝ ・・・・・・・・・（８） 前記増幅器ＡＭＰ１の制御電圧Ｖcnt は、２つの抵抗
（値Ｒdet ）で検出する正出力端子、負出力端子の中点
電圧Ｖdet と基準電圧端子の電圧Ｖref の差をＡd（増
幅器ＡＭＰ２のゲイン）倍したものである。
成を示す。増幅器ＡＭＰ１の正入力端子と負入力端子に
は、抵抗Ｒinを介して制御電圧Ｖcnt がゼロ以上であれ
ば減少、ゼロ以下であれば増加するように制御される電
圧源Ｖx とＶy が接続されている。一方、正出力端子と
負出力端子に現れる電圧ｖO ＋，ｖO −は次式（７），
（８）でそれぞれ表される。但しＡv は増幅器ＡＭＰ１
のゲインである。 ｖO ＋＝Ａv ×｛（Ｖin＋）−（Ｖin−）｝ ・・・・・・・・・・（７） ｖO −＝−Ａv ×｛（Ｖin＋）−（Ｖin−）｝ ・・・・・・・・・（８） 前記増幅器ＡＭＰ１の制御電圧Ｖcnt は、２つの抵抗
（値Ｒdet ）で検出する正出力端子、負出力端子の中点
電圧Ｖdet と基準電圧端子の電圧Ｖref の差をＡd（増
幅器ＡＭＰ２のゲイン）倍したものである。
【００２９】ここで、定義したＡd ，Ａv が十分に大き
く（数十ｄＢ以上）、Ｒinも十分に大きいものとし、図
５の（Ａ）に示した差動演算増幅器18を図５の（Ｃ）に
示すように接続して差動電流電圧変換回路を構成する
と、入電流ｉ1 ，ｉ2 がゼロの時、負帰還作用により各
端子の電圧が次式（９）で表される。 ｖO ＋＝ｖO −＝ｖin＋＝ｖin−＝Ｖref ・・・・・・・・・・・（９） また、ｉ1 ，ｉ2 は正入力端子と負入力端子のＲinで決
まるインピーダンスが高いため、帰還抵抗Ｒf1，Ｒf2に
流れる。したがって、電流電圧変換回路13の出力には、
次式（10），（11）で表される電圧ＶO ＋，ＶO −が現
れる。 ＶO ＋＝Ｖref ＋ｉ1 ×Ｒf1 ・・・・・・・・・・・・・（10） ＶO −＝Ｖref ＋ｉ2 ×Ｒf2 ・・・・・・・・・・・・・（11） このときの入力回路16と電流電圧変換回路13の入出力波
形を図６に示す。
く（数十ｄＢ以上）、Ｒinも十分に大きいものとし、図
５の（Ａ）に示した差動演算増幅器18を図５の（Ｃ）に
示すように接続して差動電流電圧変換回路を構成する
と、入電流ｉ1 ，ｉ2 がゼロの時、負帰還作用により各
端子の電圧が次式（９）で表される。 ｖO ＋＝ｖO −＝ｖin＋＝ｖin−＝Ｖref ・・・・・・・・・・・（９） また、ｉ1 ，ｉ2 は正入力端子と負入力端子のＲinで決
まるインピーダンスが高いため、帰還抵抗Ｒf1，Ｒf2に
流れる。したがって、電流電圧変換回路13の出力には、
次式（10），（11）で表される電圧ＶO ＋，ＶO −が現
れる。 ＶO ＋＝Ｖref ＋ｉ1 ×Ｒf1 ・・・・・・・・・・・・・（10） ＶO −＝Ｖref ＋ｉ2 ×Ｒf2 ・・・・・・・・・・・・・（11） このときの入力回路16と電流電圧変換回路13の入出力波
形を図６に示す。
【００３０】図４に示した第２の実施の形態におけるフ
ォトセンサ12から電流電圧変換回路13の第２の入力端子
20までの等価回路を図７の（Ａ）に示す。フォトセンサ
12は、フォトセンサ12の出力電流ｉ0 の半分の電流１／
２・ｉ0 を出力する定電流源Ｉ11と、接合容量と配線等
による浮遊容量の和Ｃ0 の和の並列回路で表される。ま
た、入力回路16は、電流コピー回路15の入力抵抗ｒ
inと、入力抵抗ｒinに流れる電流ｉ11を出力とする定電
流源Ｉ12とトランジスタＱ13のコレクタ・サブストレー
ト間容量ＣCS13の並列回路で表される。更に、電流電圧
変換回路13は、第２の入力端子20側の入力抵抗Ｚi2と、
入力抵抗Ｚi2に流れる電流ｉ12を出力とする定電流源Ｉ
13と帰還抵抗Ｒf2の並列回路で表される。
ォトセンサ12から電流電圧変換回路13の第２の入力端子
20までの等価回路を図７の（Ａ）に示す。フォトセンサ
12は、フォトセンサ12の出力電流ｉ0 の半分の電流１／
２・ｉ0 を出力する定電流源Ｉ11と、接合容量と配線等
による浮遊容量の和Ｃ0 の和の並列回路で表される。ま
た、入力回路16は、電流コピー回路15の入力抵抗ｒ
inと、入力抵抗ｒinに流れる電流ｉ11を出力とする定電
流源Ｉ12とトランジスタＱ13のコレクタ・サブストレー
ト間容量ＣCS13の並列回路で表される。更に、電流電圧
変換回路13は、第２の入力端子20側の入力抵抗Ｚi2と、
入力抵抗Ｚi2に流れる電流ｉ12を出力とする定電流源Ｉ
13と帰還抵抗Ｒf2の並列回路で表される。
【００３１】このとき、フォトセンサ12から電流電圧変
換回路13の第２の入力端子20までの電流ｉ11，ｉ12の伝
達関数は、次式（12），（13）で表現できる。 ｉ11＝（１／２・ｉ0 ）／（１＋ｓＣ0 ｒin） ・・・・・（12） ｉ12＝ｉ11／（１＋ｓＣCS13Ｚi2） ・・・・・・・・・・（13） 式（７）において、入力回路16の入力抵抗ｒinは第１の
実施の形態と同じ負帰還の効果により、非常に小さな値
（10〜20Ω程度）となっている。
換回路13の第２の入力端子20までの電流ｉ11，ｉ12の伝
達関数は、次式（12），（13）で表現できる。 ｉ11＝（１／２・ｉ0 ）／（１＋ｓＣ0 ｒin） ・・・・・（12） ｉ12＝ｉ11／（１＋ｓＣCS13Ｚi2） ・・・・・・・・・・（13） 式（７）において、入力回路16の入力抵抗ｒinは第１の
実施の形態と同じ負帰還の効果により、非常に小さな値
（10〜20Ω程度）となっている。
【００３２】次に、図４に示した第２の実施の形態にお
けるフォトセンサ12から電流電圧変換回路13の第１の入
力端子19までの等価回路を図７の（Ｂ）に示す。フォト
センサ12は、フォトセンサ12の出力電流ｉ0 の半分の電
流１／２・ｉ0 を出力する定電流源Ｉ11と、接合容量と
配線等による浮遊容量の和Ｃ0 の和の並列回路で表され
る。また、入力回路16は、電流コピー回路15とカレント
ミラー回路17の並列回路で表され、電流コピー回路15は
入力抵抗ｒinと、入力抵抗ｒinに流れる電流ｉ 13を出力
とする定電流源Ｉ12とトランジスタＱ12のコレクタ・サ
ブストレート間容量ＣCS12の並列回路で表される。カレ
ントミラー回路17はトランジスタＱ14のベース・エミッ
タ間抵抗ｒE14 と、該ベース・エミッタ間抵抗ｒE14 に
流れる電流ｉ14を出力とする定電流源Ｉ13とトランジス
タＱ14のベース・サブストレート間容量ＣBS14とトラン
ジスタＱ15のベース・エミッタ間抵抗ｒE15 の並列回路
と、トランジスタＱ15のベース・エミッタ間抵抗ｒE15
に流れる電流ｉ15を出力とする定電流源Ｉ14とトランジ
スタＱ15のベース・サブストレート間容量ＣBS15の並列
回路で表される。更に、電流電圧変換回路13は、第１の
入力端子19側の入力抵抗Ｚi1と、入力抵抗Ｚi1に流れる
電流ｉ16を出力とする定電流源Ｉ15と帰還抵抗Ｒf1の並
列回路で表される。
けるフォトセンサ12から電流電圧変換回路13の第１の入
力端子19までの等価回路を図７の（Ｂ）に示す。フォト
センサ12は、フォトセンサ12の出力電流ｉ0 の半分の電
流１／２・ｉ0 を出力する定電流源Ｉ11と、接合容量と
配線等による浮遊容量の和Ｃ0 の和の並列回路で表され
る。また、入力回路16は、電流コピー回路15とカレント
ミラー回路17の並列回路で表され、電流コピー回路15は
入力抵抗ｒinと、入力抵抗ｒinに流れる電流ｉ 13を出力
とする定電流源Ｉ12とトランジスタＱ12のコレクタ・サ
ブストレート間容量ＣCS12の並列回路で表される。カレ
ントミラー回路17はトランジスタＱ14のベース・エミッ
タ間抵抗ｒE14 と、該ベース・エミッタ間抵抗ｒE14 に
流れる電流ｉ14を出力とする定電流源Ｉ13とトランジス
タＱ14のベース・サブストレート間容量ＣBS14とトラン
ジスタＱ15のベース・エミッタ間抵抗ｒE15 の並列回路
と、トランジスタＱ15のベース・エミッタ間抵抗ｒE15
に流れる電流ｉ15を出力とする定電流源Ｉ14とトランジ
スタＱ15のベース・サブストレート間容量ＣBS15の並列
回路で表される。更に、電流電圧変換回路13は、第１の
入力端子19側の入力抵抗Ｚi1と、入力抵抗Ｚi1に流れる
電流ｉ16を出力とする定電流源Ｉ15と帰還抵抗Ｒf1の並
列回路で表される。
【００３３】このとき、フォトセンサ12から電流電圧変
換回路13の第１の入力端子19までの電流ｉ13，ｉ14，ｉ
15，ｉ16の伝達関数は、次式（14），（15），（16），
（17）で表現できる。 ｉ13＝（１／２・ｉ0 ）／（１＋ｓＣ0 ｒin） ・・・・・（14） ｉ14＝ｉ13／（１＋ｓＣBS12ｒE14 ） ・・・・・・・・・（15） ｉ15＝ｉ14／（１＋ｓＣBS14ｒE15 ） ・・・・・・・・・（16） ｉ16＝ｉ15／（１＋ｓＣBS15Ｚi1） ・・・・・・・・・（17） 式（14）において、入力回路16の入力抵抗ｒinは第１の
実施の形態と同じ負帰還の効果により、非常に小さな値
となっている。
換回路13の第１の入力端子19までの電流ｉ13，ｉ14，ｉ
15，ｉ16の伝達関数は、次式（14），（15），（16），
（17）で表現できる。 ｉ13＝（１／２・ｉ0 ）／（１＋ｓＣ0 ｒin） ・・・・・（14） ｉ14＝ｉ13／（１＋ｓＣBS12ｒE14 ） ・・・・・・・・・（15） ｉ15＝ｉ14／（１＋ｓＣBS14ｒE15 ） ・・・・・・・・・（16） ｉ16＝ｉ15／（１＋ｓＣBS15Ｚi1） ・・・・・・・・・（17） 式（14）において、入力回路16の入力抵抗ｒinは第１の
実施の形態と同じ負帰還の効果により、非常に小さな値
となっている。
【００３４】したがって、本実施の形態の光電流処理回
路11においては、フォトセンサ12から電流電圧変換回路
13の入力端子19，20までの電流が、式（12），（13），
（14），（15），（16），（17）で表される伝達関数と
なるため、フォトセンサ12の接合容量が大きな値であっ
ても、帯域を制限するカットオフ周波数は従来例より高
くなる。また、発振の可能性も従来例より少なくなるの
で、電流電圧変換回路13の帰還抵抗Ｒf1，Ｒf12 を大き
く設定できる。したがって、フォトセンサ12の出力電流
ｉ0 がいかなる値であっても、正確に光電流を処理する
ことができる。
路11においては、フォトセンサ12から電流電圧変換回路
13の入力端子19，20までの電流が、式（12），（13），
（14），（15），（16），（17）で表される伝達関数と
なるため、フォトセンサ12の接合容量が大きな値であっ
ても、帯域を制限するカットオフ周波数は従来例より高
くなる。また、発振の可能性も従来例より少なくなるの
で、電流電圧変換回路13の帰還抵抗Ｒf1，Ｒf12 を大き
く設定できる。したがって、フォトセンサ12の出力電流
ｉ0 がいかなる値であっても、正確に光電流を処理する
ことができる。
【００３５】この点について更に詳細に説明すると、こ
の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、フ
ォトセンサ12の接合容量Ｃ0 と結合する抵抗の値によっ
て全体の周波数帯域が決定される。式（12），（14）よ
りフォトセンサ12の接合容量Ｃ0 とｒinが結合するの
で、第１の実施の形態と同様に高い周波数帯域を得るこ
とができる。
の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、フ
ォトセンサ12の接合容量Ｃ0 と結合する抵抗の値によっ
て全体の周波数帯域が決定される。式（12），（14）よ
りフォトセンサ12の接合容量Ｃ0 とｒinが結合するの
で、第１の実施の形態と同様に高い周波数帯域を得るこ
とができる。
【００３６】したがって、この第２の実施の形態におい
ては、第１の実施の形態と同様の効果を有する差動電圧
が得られる。また、光電流処理回路はしばしばマイコン
やディジタル回路と近接して配置されるが、このときこ
れらの回路の動作ノイズ（パルス成分が持つ高い周波数
成分）が電源を介して混入する。本実施の形態のように
光電流処理回路の出力を差動電圧とすると、電源を介し
て差動出力に同位相で重畳するノイズを、後段の引き算
回路で（差動電圧を１つの信号にする時）容易にキャン
セルできるという効果も得られる。
ては、第１の実施の形態と同様の効果を有する差動電圧
が得られる。また、光電流処理回路はしばしばマイコン
やディジタル回路と近接して配置されるが、このときこ
れらの回路の動作ノイズ（パルス成分が持つ高い周波数
成分）が電源を介して混入する。本実施の形態のように
光電流処理回路の出力を差動電圧とすると、電源を介し
て差動出力に同位相で重畳するノイズを、後段の引き算
回路で（差動電圧を１つの信号にする時）容易にキャン
セルできるという効果も得られる。
【００３７】なお、この実施の形態の構成においても、
当然に各種の変形、変更が可能である。例えば、図４に
示した第２の実施の形態におけるＮＰＮトランジスタを
ＰＮＰトランジスタに変え、更に電源端子ＶCCとＧＮＤ
とを逆に接続して構成した光電流処理回路とすることが
できる。また、図４に示したカレントミラー回路17もベ
ース補償型などに変更することが可能である。この変形
例の場合の動作は、図４に示した第２の実施の形態と同
様であり、同様の効果が得られる。
当然に各種の変形、変更が可能である。例えば、図４に
示した第２の実施の形態におけるＮＰＮトランジスタを
ＰＮＰトランジスタに変え、更に電源端子ＶCCとＧＮＤ
とを逆に接続して構成した光電流処理回路とすることが
できる。また、図４に示したカレントミラー回路17もベ
ース補償型などに変更することが可能である。この変形
例の場合の動作は、図４に示した第２の実施の形態と同
様であり、同様の効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１に係る発明によれば、検知手段から出力さ
れる検知電流信号を入力する電流コピー回路から構成さ
れる入力手段を備え、該入力手段の電流コピー回路から
の出力を電流電圧変換手段に出力するようにしていの
で、光信号を検出する検知手段を構成するフォトセンサ
の接合容量や配線等による浮遊容量及びフォトセンサの
出力を電流電圧変換する電流電圧変換手段の入力抵抗が
存在しても、簡単な構成の電流コピー回路からなる入力
手段を組み込むことにより電流電圧変換手段の入力部の
周波数帯域を確保し、正確に光電流を処理でき、更にフ
ォトセンサの選択の自由度が増すという利点が得られ、
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発
明の効果に加えて、差動電圧出力としているので、１つ
の信号に戻す際に電源を介して重畳する同相のノイズを
容易にキャンセルするこができるという利点が得られ
る。
に、請求項１に係る発明によれば、検知手段から出力さ
れる検知電流信号を入力する電流コピー回路から構成さ
れる入力手段を備え、該入力手段の電流コピー回路から
の出力を電流電圧変換手段に出力するようにしていの
で、光信号を検出する検知手段を構成するフォトセンサ
の接合容量や配線等による浮遊容量及びフォトセンサの
出力を電流電圧変換する電流電圧変換手段の入力抵抗が
存在しても、簡単な構成の電流コピー回路からなる入力
手段を組み込むことにより電流電圧変換手段の入力部の
周波数帯域を確保し、正確に光電流を処理でき、更にフ
ォトセンサの選択の自由度が増すという利点が得られ、
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発
明の効果に加えて、差動電圧出力としているので、１つ
の信号に戻す際に電源を介して重畳する同相のノイズを
容易にキャンセルするこができるという利点が得られ
る。
【図１】本発明に係る光電流処理回路の第１の実施の形
態の回路構成図である。
態の回路構成図である。
【図２】図１に示した第１の実施の形態の等価回路図で
ある。
ある。
【図３】図１に示した第１の実施の形態の変形例の構成
を示す回路構成図である。
を示す回路構成図である。
【図４】第２の実施の形態に係る光電流処理回路の構成
を示す回路構成図である。
を示す回路構成図である。
【図５】図４に示した第２の実施の形態における差動演
算増幅器の構成を示す図である。
算増幅器の構成を示す図である。
【図６】図４に示した第２の実施の形態における入力回
路と差動演算増幅器の入出力波形を示す図である。
路と差動演算増幅器の入出力波形を示す図である。
【図７】図４に示した第２の実施の形態に係る光電流処
理回路の等価回路図である。
理回路の等価回路図である。
【図８】従来例の光電流処理回路の構成例を示す回路構
成図である。
成図である。
【図９】図８に示した光電流処理回路の等価回路図であ
る。
る。
【図10】図８に示した光電流処理回路を備え、更に入力
回路を組み込んだ光電流処理回路の構成を示す回路構成
図である。
回路を組み込んだ光電流処理回路の構成を示す回路構成
図である。
【図11】図10に示した光電流処理回路の等価回路図であ
る。
る。
１，11 光電流処理回路 ２，12 フォトセンサ ３，13 電流電圧変換回路 ４，14 定電流源 ５，15 電流コピー回路 ６，16 入力回路 ７ 差動演算増幅器 17 カレントミラー回路 18 差動入出力端子と基準電圧端子を備えた増幅器 19，20 電流電圧変換回路13の入力端子 21，22 入力回路16の出力端子 23，24 電流電圧変換回路13の出力端子 31 フォトセンサ 32 電流電圧変換回路 33 定電流回路 34 ベース接地回路 36 入力回路 37 増幅器
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 5F049 NA03 NA04 UA07 UA12 UA13 UA20 5J092 AA03 AA11 AA56 CA62 FA17 HA01 HA25 HA44 MA01 MA13 MA20 SA01 TA01 UL02 5K002 AA03 CA02 CA03
Claims (2)
- 【請求項１】 光信号を受光し、少なくとも該光信号に
記憶された情報を検知する検知手段と、該検知手段から
出力される検知電流信号を入力手段を介して電流電圧変
換する電流電圧変換手段とを有する光電流処理回路にお
いて、前記入力手段は、前記検知手段から出力される前
記検知電流信号を入力する入力端子に、第１のトランジ
スタのベースと第２のトランジスタのエミッタを接続
し、前記第１のトランジスタのコレクタと前記第２のト
ランジスタのベースに電流源を接続し、前記第１のトラ
ンジスタのエミッタを接地し、前記第２のトランジスタ
のコレクタを出力端子とする電流コピー回路を備え、該
電流コピー回路の出力電流を前記電流電圧変換手段によ
り電圧に変換するように構成されていることを特徴とす
る光電流処理回路。 - 【請求項２】 光信号を受光し、少なくとも該光信号に
記憶された情報を検知する検知手段と、該検知手段から
出力される検知電流信号を入力手段を介して電流電圧変
換する電流電圧変換手段とを有する光電流処理回路にお
いて、前記入力手段は、前記検知電流信号を入力する入
力端子に、第１のトランジスタのベースと第２のトラン
ジスタのエミッタと第３のトランジスタのエミッタを接
続し、前記第１のトランジスタのコレクタと前記第２の
トランジスタのベースと前記第３のトランジスタのベー
スに電流源を接続し、前記第２のトランジスタのコレク
タを第１の出力とし、前記第３のトランジスタのコレク
タを第２の出力とする電流コピー回路と、該電流コピー
回路の第１の出力を入力する入力端子に第４のトランジ
スタのベース及びコレクタと第５のトランジスタのベー
スを接続し、前記第４のトランジスタのエミッタと前記
第５のトランジスタのエミッタを共通に電圧源に接続
し、前記第５のトランジスタのコレクタを出力とするカ
レントミラー回路とからなり、前記カレントミラー回路
の出力を第１の出力として前記検知電流信号と逆相で振
幅が１／２の電流を出力し、前記電流コピー回路の第２
の出力を第２の出力として前記検知電流信号と同相で振
幅が１／２の電流を出力するように構成され、前記電流
電圧変換手段は、差動入出力端子及び基準電圧端子を備
えた差動演算増幅回路と基準電圧源と２つの帰還抵抗と
で構成され、前記入力手段の出力電流が前記電流電圧変
換手段により差動電圧に変換されるように構成されてい
ることを特徴とする光電流処理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157269A JP2000349567A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 光電流処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157269A JP2000349567A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 光電流処理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349567A true JP2000349567A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15645972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11157269A Pending JP2000349567A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 光電流処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000349567A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018032926A (ja) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 日本電信電話株式会社 | トランスインピーダンスアンプ |
| JP2021040207A (ja) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 日本電信電話株式会社 | トランスインピーダンスアンプ |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11157269A patent/JP2000349567A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018032926A (ja) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 日本電信電話株式会社 | トランスインピーダンスアンプ |
| JP2021040207A (ja) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 日本電信電話株式会社 | トランスインピーダンスアンプ |
| JP7344506B2 (ja) | 2019-09-02 | 2023-09-14 | 日本電信電話株式会社 | トランスインピーダンスアンプ |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081209 |