JP2001230428A - 受光増幅装置 - Google Patents
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Abstract
れて成る受光増幅装置であって、上記ワイヤに乗るノイ
ズによる誤動作を低減した受光増幅装置を提供する。 【解決手段】 フォトダイオードチップ1に光電変換に
より得た電気信号を出力するアノード電極15に加え
て、電気的に解放状態にあるダミー電極16を設け、I
Cチップ2を第1の電極21と第2の電極22とに入力
される2つの信号の差分を増幅する構成とし、フォトダ
イオードチップ1のアノード電極15とICチップ2の
第1の電極21とを第1のワイヤW1で接続するととも
に、フォトダイオードチップ1のダミー電極16とIC
チップ2の第2の電極22とを第2のワイヤW2で接続
する。
Description
信の受信機側に必要となる受光増幅装置に関するもので
ある。
あるフォトダイオードチップとICチップとが1つのパ
ッケージ内に封入されて成る。従来は、フォトダイオー
ドチップ100の模式的な構造の断面図を図4の(イ)
に、受光増幅装置の等価回路図を図4の(ロ)にそれぞ
れ示すように、N型半導体であるサブストレート101
とP型半導体である領域102とで形成されたフォトダ
イオードPDのアノード側の電極103がICチップ2
00の電極201にワイヤWを介して接続されており、
一方、カソード側の電極となるフレーム50は外部から
電源電圧VDDが印加される。ICチップ200の内部で
は、増幅回路AMP及び抵抗Rが作り込まれており、電
極201には増幅回路AMPの入力端子、及び、一端が
接地された抵抗Rの他端が接続されている。
プ100により光電変換されて得られた電流信号は、ワ
イヤWを介してICチップ200に入力され、抵抗Rに
より電圧に変換された後、増幅回路AMPにより増幅さ
れて、不図示の後段の回路に与えられる。
ードチップとICチップとを接続する経路のインピーダ
ンスが高いので、例えば結合容量に起因したり電磁誘導
によるノイズがワイヤ等に乗ってしまいやすく、従来の
構成では、このノイズがそのまま増幅されてしまうの
で、誤動作を起こしやすいという問題があった。また、
このような問題を低減するためには、例えば電磁シール
ドのようなノイズ対策を講じる必要があり、コストアッ
プを招くことになる。
は、ワイヤのカットを伴う作業(セカンドボンディン
グ)をチップ上で行う必要があったため、チップにダメ
ージが加わり、チップが破損するといった問題もあっ
た。
路とがワイヤで接続されて成る受光増幅装置であって、
上記ワイヤ等に乗るノイズによる誤動作を低減した受光
増幅装置を提供することを目的とする。
とがワイヤで接続されて成る受光増幅装置であって、ワ
イヤボンディング作業によるチップの破損を低減させる
ことができるようにした受光増幅装置を提供することを
目的とする。
め、請求項1に記載の発明では、受信した光信号を電気
信号に変換する光電変換回路と、該光電変換回路で得ら
れた電気信号を増幅して出力する増幅回路とを備えてお
り、前記光電変換回路と前記増幅回路とがワイヤで接続
されて成る受光増幅装置において、前記光電変換回路に
は光信号を変換して得た電気信号を出力する正規の端子
に加えて、前記電気信号と直接はつながらないダミーの
端子が設け、前記増幅回路が第1の入力端子と第2の入
力端子との2つの入力端子を有し、該2つの入力端子に
入力される信号の差分を増幅する構成とし、前記光電変
換回路の正規の端子と前記増幅回路の一方の入力端子と
を第1のワイヤで接続するとともに、前記光電変換回路
のダミーの端子と前記増幅回路の他方の入力端子とを第
2のワイヤで接続している。
て得られた電気信号を増幅回路に伝送する第1のワイヤ
にノイズが乗る場合には、第2のワイヤにも同様なノイ
ズが乗るので、第1のワイヤに乗ったノイズと第2のワ
イヤに乗ったノイズとにより、ノイズが増幅回路で相殺
されるようになる。
求項1に記載の構成の受光増幅装置において、前記第1
のワイヤと第2のワイヤとが略同一の長さで、かつ、平
行になった上でできるだけ近接するように、前記光電変
換回路の正規の端子及びダミーの端子、並びに、前記増
幅回路の第1の入力端子及び第2の入力端子を設けてい
る。
イヤとでノイズの受け方がより等しくなり、ノイズが相
殺される度合いが高まる。
求項1または2に記載の構成の受光増幅装置において、
前記光電変換回路が形成された第1の素子及び増幅回路
が形成された第2の素子を搭載する共通の基板上に2つ
の導電パターンを形成し、前記光電変換回路の正規の端
子と前記増幅回路の一方の入力端子とを前記2つの導電
パターンのうちの一方を介して接続するとともに、前記
光電変換回路のダミーの端子と前記増幅回路の他方の入
力端子とを前記2つの導電パターンのうちの他方を介し
て接続している。
には、まず、ワイヤの一端をチップ側の電極にボンディ
ングし(ファーストボンディング)、次に、ボート上の
導電パターンにボンディングしてワイヤをカットする
(セカンドボンディング)ようにして、ダメージを与え
やすいセカンドボンディングを光電変換回路を作り込ん
だチップ及び増幅回路を作り込んだチップ上で行わずに
済むようになる。
を参照しながら説明する。本発明の第1実施形態である
受光増幅装置の構造の斜視図を図1の(イ)に示すよう
にフォトダイオードチップ1とICチップ2とから成
る。フォトダイオードチップ1の図1の(イ)中のA−
A’での断面図を図1の(ロ)に、図1の(イ)中のB
−B’での断面図を図1の(ハ)に、受光増幅装置の等
価回路図を図1の(ニ)にそれぞれ示す。
る。N型半導体であるサブストレート11の上面側には
P型半導体である第1の領域12が形成されており、サ
ブストレート11と第1の領域12とでフォトダイオー
ドPDを構成している。また、サブストレート11の上
面側には第1の領域12に比して十分小さな第2の領域
13が形成されており、サブストレート11と第2の領
域13とでダイオードDを構成している。
にダイボンディングされており、フレーム50がフォト
ダイオードPD及びダイオードDのカソード電極とな
る。フレーム50には外部から電源電圧VDDが印加され
る。
14で覆われているが、第1の領域12に接する部分で
は絶縁膜14の一部が取り除かれて電極15が設けられ
ており、電極15がフォトダイオードPDのアノード側
の電極となる。また、第2の領域13に接する部分では
絶縁膜14の一部が取り除かれて電極16が設けられて
おり、電極16がダイオードDのアノード側の電極とな
る。尚、以下、電極15を「アノード電極」、電極16
を「ダミー電極」と呼ぶ。
15は第1のワイヤW1を介してICチップ2の第1の
電極21に、フォトダイオードチップ1のダミー電極1
6は第2のワイヤW2を介してICチップ2の第2の電
極22に、それぞれ電気的に接続されている。
形態では、フォトダイオードチップのサブストレートが
N型半導体を示しているが、これはP型半導体であって
も同様にして構成できる。
プ2の内部では、演算増幅器OP、並びに、抵抗R1及
びR2が作り込まれており、第1の電極21に演算増幅
器OPの非反転入力端子(+)、及び、一端が接地され
た抵抗R1の他端が接続されており、また、第2の電極
22に演算増幅器OPの反転入力端子(−)、及び、一
端が接地された抵抗R2の他端が接続されている。
の構造の斜視図を図2の(イ)に、図2の(イ)中のA
−A’での断面図を図2の(ロ)に、図2の(イ)中の
B−B’での断面図を図2の(ハ)に、受光増幅装置の
等価回路図を図2の(ニ)にそれぞれ示す。尚、上記第
1実施形態の受光増幅装置と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。
る。N型半導体であるサブストレート31の上面側には
P型半導体である領域32が形成されており、サブスト
レート31と第1の領域32とでフォトダイオードPD
を構成している。
にダイボンディングされており、フレーム50がフォト
ダイオードPDのカソード側の電極となる。フレーム5
0には外部から電源電圧VDDが印加される。
33で覆われているが、第1の領域32に接する部分で
は絶縁膜33の一部が取り除かれて電極34が設けられ
ており、電極34がフォトダイオードPDのアノード側
の電極となる。電極35は絶縁膜33上に設けられてい
る。尚、以下、電極34を「アノード電極」、電極35
を「ダミー電極」と呼ぶ。
34は第1のワイヤW1を介してICチップ2の第1の
電極21に、フォトダイオードチップ3のダミー電極3
5は第2のワイヤW2を介してICチップ2の第2の電
極22に、それぞれ電気的に接続されている。
り、フォトダイオードチップ1、3で光電変換されて得
られた電流信号は、第1のワイヤW1を介してICチッ
プ2の第1の電極21に入力され、抵抗R1により電圧
に変換された後、電気的に解放状態にある(正確には、
光電変換されて得られた電流信号と直接はつながらな
い)ダミー電極16、35に第2のワイヤW2によって
接続された第2の電極22の電圧との差分が演算増幅器
OPにて増幅される。そして、第1のワイヤW1にノイ
ズが乗る場合には、第2のワイヤW2にも同様なノイズ
が乗るので、第1のワイヤW1に乗ったノイズが第2の
ワイヤW2に乗ったノイズの分だけ演算増幅器OPによ
り相殺されることになる。
光電変換により得られた電気信号をICチップに伝送す
るワイヤに乗るノイズがそのまま増幅されることはなく
なり、誤動作を低減させることができる。また、これに
より、例えば電磁シールドのようなノイズ対策を簡単に
済ませたり、場合によっては対策を全く講じる必要がな
くなり、コストダウンを実現することができる。
ォトダイオートチップのアノード電極とICチップの第
1の電極との間の距離と、フォトダイオードチップのダ
ミー電極とICチップの第2の電極との間の距離とを等
しくしておき、また、フォトダイオートチップのアノー
ド電極とダミー電極との間の距離と、ICチップの第1
の電極と第2の電極との間の距離とをできるだけ小さく
した上で等しくするなどして、フォトダイオードチップ
とICチップとを第1のワイヤと第2のワイヤとが同一
の長さで、かつ、平行になった上で、できるだけ近接す
るようにしておけば、第1のワイヤと第2のワイヤとで
ノイズの受け方がより等しくなり、ノイズが相殺される
度合いが高まるので、効果的である。
では、上記第1(または第2)実施形態である受光増幅
装置において、フォトダイオードチップ1(または
3)、及び、ICチップ2を搭載するプリント基板60
上に導電パターンP1及びP2が形成されており、フォ
トダイオードチップ1(または3)のアノード電極15
(または34)、ICチップ2の第1の電極21がそれ
ぞれ別々のワイヤW11、W12を介して共通の導通パ
ターンP1に電気的に接続されており、また、フォトダ
イオードチップ1(または3)のダミー電極16(また
は35)、ICチップ2の第2の電極22がそれぞれ別
々のワイヤW21、W22を介して共通の導通パターン
P2に電気的に接続されている。尚、フォトダイオード
チップ1(または3)、ICチップ2はそれぞれプリン
ト基板60の導電パターンP3、P4上に搭載されてい
る。
には、まず、ワイヤの一端をチップ側の電極にボンディ
ングし(ファーストボンディング)、次に、プリント基
板60上の導電パターンP1またはP2にボンディング
してワイヤをカットする(セカンドボンディング)よう
にして、ダメージを与えやすいセカンドボンディングを
チップ側で行わずに済むようになるので、ワイヤボンデ
ィング作業によるチップの破損を低減することができ
る。
受光増幅装置によれば、受光回路で光電変換されて得ら
れた電気信号を増幅回路に伝送する第1のワイヤにノイ
ズが乗る場合には、第2のワイヤにも同様なノイズが乗
るので、第1のワイヤに乗ったノイズが第2のワイヤに
乗ったノイズの分だけ相殺され、したがって、受光回路
と増幅回路とを接続するワイヤ等の経路に乗るノイズが
そのまま増幅されることはなくなり、誤動作を低減させ
ることができる。また、これにより、例えば電磁シール
ドのようなノイズ対策を簡単に済ませたり、場合によっ
ては対策を全く講じる必要がなくなり、コストダウンを
実現することができる。
れば、第1のワイヤと第2のワイヤとでノイズの受け方
がより等しくなり、ノイズが相殺される度合いが高まる
ので、ノイズによる誤動作をより確実に低減することが
できる。
れば、ワイヤボンディングの際には、まず、ワイヤの一
端をチップ側の電極にボンディングし(ファーストボン
ディング)、次に、基板上の導電パターンにボンディン
グしてワイヤをカットする(セカンドボンディング)よ
うにして、ダメージを与えやすいセカンドボンディング
を光電変換回路を作り込んだチップ及び増幅回路を作り
込んだチップ上で行わずに済むようになるので、ワイヤ
ボンディング作業によるチップの破損を低減することが
できる。
置の構造を示す斜視図である。 (ロ)フォトダイオードチップのA−A’での断面図で
ある。 (ハ)フォトダイオードチップのB−B’での断面図で
ある。 (ニ)受光増幅装置の等価回路図である。
置の構造を示す斜視図である。 (ロ)フォトダイオードチップのA−A’での断面図で
ある。 (ハ)フォトダイオードチップのB−B’での断面図で
ある。 (ニ)受光増幅装置の等価回路図である。
構造を示す斜視図である。
である。 (ロ)受光増幅装置の等価回路図である。
ヤ
Claims (3)
- 【請求項1】 受信した光信号を電気信号に変換する光
電変換回路と、該光電変換回路で得られた電気信号を増
幅して出力する増幅回路とを備えており、前記光電変換
回路と前記増幅回路とがワイヤで接続されて成る受光増
幅装置であって、 前記光電変換回路には光信号を変換して得た電気信号を
出力する正規の端子に加えて、前記電気信号と直接はつ
ながらないダミーの端子が設けられており、前記増幅回
路が第1の入力端子と第2の入力端子との2つの入力端
子を有し、該2つの入力端子に入力される信号の差分を
増幅する構成であり、前記光電変換回路の正規の端子と
前記増幅回路の一方の入力端子とが第1のワイヤで接続
されているとともに、前記光電変換回路のダミーの端子
と前記増幅回路の他方の入力端子とが第2のワイヤで接
続されていることを特徴とする受光増幅装置。 - 【請求項2】 前記第1のワイヤと第2のワイヤとが略
同一の長さで、かつ、平行になった上でできるだけ近接
するように、前記光電変換回路の正規の端子及びダミー
の端子、並びに、前記増幅回路の第1の入力端子及び第
2の入力端子が設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の受光増幅装置。 - 【請求項3】 前記光電変換回路が形成された第1の素
子及び増幅回路が形成された第2の素子を搭載する共通
の基板上に2つの導電パターンが形成されており、前記
光電変換回路の正規の端子と前記増幅回路の一方の入力
端子とが前記2つの導電パターンのうちの一方を介して
接続されているとともに、前記光電変換回路のダミーの
端子と前記増幅回路の他方の入力端子とが前記2つの導
電パターンのうちの他方を介して接続されていることを
特徴とする請求項1または2に記載の受光増幅装置。
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