JP2002299967A - 光電流増幅回路 - Google Patents

光電流増幅回路

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JP2002299967A JP2001102063A JP2001102063A JP2002299967A JP 2002299967 A JP2002299967 A JP 2002299967A JP 2001102063 A JP2001102063 A JP 2001102063A JP 2001102063 A JP2001102063 A JP 2001102063A JP 2002299967 A JP2002299967 A JP 2002299967A
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浩 松山
Hidenori Gonda
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、オフセットのない受光量に比例し
た出力電流を得ることができる光電流増幅回路を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 受光素子としてのフォトダイオードPD
とは別に設けられた遮光されたフォトダイオードdp1
と、遮光されたフォトダイオードdp1に電流を供給す
る第1トランジスタQ6と、第1トランジスタQ6とカ
レントミラー回路を構成し受光素子としてのフォトダイ
オードPDに電流を供給する第2トランジスタQ5とを
有することにより、遮光されたフォトダイオードdp1
の暗電流に応じた電流が第2トランジスタQ5に流れ、
暗電流を除去した電流が電流増幅されて出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光電流増幅回路に関
し、フォトダイオードで発生した光電流を増幅する光電
流増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の光電流増幅回路の一例の
回路図を示す。同図中、フォトダイオードPDのカソー
ドは電源Vccに接続され、フォトダイオードPDのア
ノードはnpnトランジスタQ1のコレクタに接続され
ている。トランジスタQ1のベースはnpnトランジス
タQ2のベース及びコレクタに接続されており、それぞ
れのエミッタは接地されている。カレントミラー回路を
構成するトランジスタQ1,Q2は、エミッタ面積比が
1:xとされ、トランジスタQ2のコレクタ電流はフォ
トダイオードPDの出力電流のx倍に増幅される。
【0003】トランジスタQ2のコレクタはpnpトラ
ンジスタQ3のコレクタに接続されている。トランジス
タQ3のベースはpnpトランジスタQ4のベース及び
コレクタに接続されており、それぞれのエミッタは電源
Vccに出力されている。カレントミラー回路を構成す
るトランジスタQ3,Q4は、エミッタ面積比が1:y
とされ、トランジスタQ4のコレクタからはフォトダイ
オードPDの出力電流がx・y倍に増幅されて端子10
を介して出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】フォトダイオードPD
には、無光時においても暗電流と呼ばれる電流が流れ
る。従来の光電流増幅回路では、この暗電流も増幅され
て出力される。光電流増幅回路の出力電流特性として
は、図4に実線で示すような受光量に比例した出力電流
が得られることが理想であるが、従来の光電流増幅回路
の特性は、暗電流のために破線で示すようにオフセット
が発生するという問題があった。
【0005】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、オフセットのない受光量に比例した出力電流を得る
ことができる光電流増幅回路を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、受光素子としてのフォトダイオード(PD)で発生
した光電流を増幅する光電流増幅回路において、前記受
光素子としてのフォトダイオード(PD)とは別に設け
られた遮光されたフォトダイオード(dp1,dp2)
と、前記遮光されたフォトダイオード(dp1,dp
2)に電流を供給する第1トランジスタ(Q6,Q7)
と、前記第1トランジスタ(Q6,Q7)とカレントミ
ラー回路を構成し前記受光素子としてのフォトダイオー
ド(PD)に電流を供給する第2トランジスタ(Q5)
とを有し、更に、請求項2に記載の発明は、前記遮光さ
れたフォトダイオード(dp1)と前記受光素子として
のフォトダイオード(PD)の受光面積は同一で、前記
第1トランジスタ(Q6)と前記第2トランジスタ(Q
5)のエミッタ面積は同一であることにより、遮光され
たフォトダイオード(dp1)の暗電流に応じた電流が
第2トランジスタ(Q5)に流れ、暗電流を除去した電
流が電流増幅されて出力される。
【0007】請求項3に記載の発明は、前記遮光された
フォトダイオード(dp2)と前記受光素子としてのフ
ォトダイオード(PD)の受光面積は1:z(zは1を
越える実数)で、前記第1トランジスタ(Q7)と前記
第2トランジスタ(Q5)のエミッタ面積は1:zであ
ることにより、遮光されたフォトダイオード(dp2)
の暗電流に応じた電流が第2トランジスタ(Q5)に流
れ、暗電流を除去した電流が電流増幅されて出力される
と共に、遮光されたフォトダイオード(dp2)を小型
化することができる。
【0008】なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容
易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示
の態様に限定されるものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の光電流増幅回路
の第1実施例の回路図を示す。同図中、図3と同一部分
には同一符号を付す。
【0010】図1において、フォトダイオードPDのカ
ソードは電源Vccに接続され、フォトダイオードPD
のアノードはnpnトランジスタQ1のコレクタに接続
されている。トランジスタQ1のベースはnpnトラン
ジスタQ2のベース及びコレクタに接続されており、そ
れぞれのエミッタは接地されている。カレントミラー回
路を構成するトランジスタQ1,Q2は、エミッタ面積
比が1:xとされ、トランジスタQ2のコレクタ電流は
フォトダイオードPDの出力電流のx倍に増幅される。
【0011】トランジスタQ2のコレクタはpnpトラ
ンジスタQ3のコレクタに接続されている。トランジス
タQ3のベースはpnpトランジスタQ4のベース及び
コレクタに接続されており、それぞれのエミッタは電源
Vccに出力されている。カレントミラー回路を構成す
るトランジスタQ3,Q4は、エミッタ面積比が1:y
とされ、トランジスタQ4のコレクタからはトランジス
タQ1のコレクタ電流がx・y倍に増幅されて端子10
を介して出力される。
【0012】また、フォトダイオードPDのアノードに
はnpnトランジスタQ5のコレクタが接続されてい
る。トランジスタQ5のベースはnpnトランジスタQ
6のベース及びコレクタに接続されており、それぞれの
エミッタは接地されている。カレントミラー回路を構成
するトランジスタQ5,Q6は、エミッタ面積比が1:
1とされている。
【0013】トランジスタQ6のコレクタはフォトダイ
オードdp1のアノードに接続され、フォトダイオード
dp1のカソードは電源Vccに接続されている。フォ
トダイオードdp1としてはフォトダイオードPDと同
一特性かつ同一受光面積のものを用い、フォトダイオー
ドdp1は常時遮光して使用する。
【0014】ここで、フォトダイオードdp1は遮光さ
れているため、常時、暗電流だけを流す。従って、カレ
ントミラー回路を構成するトランジスタQ5,Q6それ
ぞれのコレクタ電流は暗電流だけとなり、トランジスタ
Q1のコレクタ電流はフォトダイオードPDの出力電流
から暗電流を除去した電流となる。このため、暗電流を
除去したフォトダイオードPDの出力電流がx・y倍に
増幅されて端子10より出力される。
【0015】図2は、本発明の光電流増幅回路の第2実
施例の回路図を示す。同図中、図1と同一部分には同一
符号を付す。
【0016】図2において、フォトダイオードPDのカ
ソードは電源Vccに接続され、フォトダイオードPD
のアノードはnpnトランジスタQ1のコレクタに接続
されている。トランジスタQ1のベースはnpnトラン
ジスタQ2のベース及びコレクタに接続されており、そ
れぞれのエミッタは接地されている。カレントミラー回
路を構成するトランジスタQ1,Q2は、エミッタ面積
比が1:xとされ、トランジスタQ2のコレクタ電流は
フォトダイオードPDの出力電流のx倍に増幅される。
【0017】トランジスタQ2のコレクタはpnpトラ
ンジスタQ3のコレクタに接続されている。トランジス
タQ3のベースはpnpトランジスタQ4のベース及び
コレクタに接続されており、それぞれのエミッタは電源
Vccに出力されている。カレントミラー回路を構成す
るトランジスタQ3,Q4は、エミッタ面積比が1:y
とされ、トランジスタQ4のコレクタからはトランジス
タQ1のコレクタ電流がx・y倍に増幅されて端子10
を介して出力される。
【0018】また、フォトダイオードPDのアノードに
はnpnトランジスタQ5のコレクタが接続されてい
る。トランジスタQ5のベースはnpnトランジスタQ
7のベース及びコレクタに接続されており、それぞれの
エミッタは接地されている。カレントミラー回路を構成
するトランジスタQ7,Q5は、エミッタ面積比が1:
z(zは例えば10)とされている。
【0019】トランジスタQ7のコレクタはフォトダイ
オードdp2のアノードに接続され、フォトダイオード
dp2のカソードは電源Vccに接続されている。フォ
トダイオードdp2とフォトダイオードPDの受光面積
は1:zとされている。なお、フォトダイオードdp2
とフォトダイオードPDは特性的には同一である。フォ
トダイオードdp2は常時遮光して使用する。
【0020】ここで、フォトダイオードdp2は遮光さ
れているため、常時、暗電流i1だけを流す。フォトダ
イオードPDは受光面積がフォトダイオードdp2のz
倍であるため、暗電流はi1・zとなる。カレントミラ
ー回路を構成するトランジスタQ7,Q5のコレクタ電
流は1:zであるため、トランジスタQ7,Q5それぞ
れのコレクタ電流はフォトダイオードdp2,PDそれ
ぞれの暗電流だけとなり、トランジスタQ1のコレクタ
電流はフォトダイオードPDの出力電流から暗電流を除
去した電流となる。
【0021】このため、暗電流を除去したフォトダイオ
ードPDの出力電流がx・y倍に増幅されて端子10よ
り出力される。この第2実施例においては、第1実施例
に比べてフォトダイオードdp2の面積を1/zに小型
化することができる。
【0022】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
受光素子としてのフォトダイオードとは別に設けられた
遮光されたフォトダイオードと、遮光されたフォトダイ
オードに電流を供給する第1トランジスタと、第1トラ
ンジスタとカレントミラー回路を構成し前記受光素子と
してのフォトダイオードに電流を供給する第2トランジ
スタとを有し、更に、請求項2に記載の発明は、遮光さ
れたフォトダイオードと受光素子としてのフォトダイオ
ードの受光面積は同一で、第1トランジスタと第2トラ
ンジスタのエミッタ面積は同一であることにより、遮光
されたフォトダイオードの暗電流に応じた電流が第2ト
ランジスタに流れ、暗電流を除去した電流が電流増幅さ
れて出力される。
【0023】また、請求項3に記載の発明は、遮光され
たフォトダイオードと受光素子としてのフォトダイオー
ドの受光面積は1:z(zは1を越える実数)で、第1
トランジスタと第2トランジスタのエミッタ面積は1:
zであることにより、遮光されたフォトダイオードの暗
電流に応じた電流が第2トランジスタに流れ、暗電流を
除去した電流が電流増幅されて出力されると共に、遮光
されたフォトダイオードを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光電流増幅回路の第1実施例の回路図
である。
【図2】本発明の光電流増幅回路の第2実施例の回路図
である。
【図3】従来の光電流増幅回路の一例の回路図である。
【図4】従来の光電流増幅回路の出力電流特性図であ
る。
【符号の説明】
10 端子 PD,dp1,dp2 フォトダイオード Q1,Q2,Q5〜Q7 npnトランジスタ Q3,Q4 pnpトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J091 AA01 AA44 AA56 CA13 CA88 CA92 FA13 HA08 HA19 HA44 KA09 MA21 TA02 5J092 AA01 AA44 AA56 CA13 CA88 CA92 FA13 HA08 HA19 HA44 KA09 MA21 TA02 UL02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光素子としてのフォトダイオードで発
    生した光電流を増幅する光電流増幅回路において、 前記受光素子としてのフォトダイオードとは別に設けら
    れた遮光されたフォトダイオードと、 前記遮光されたフォトダイオードに電流を供給する第1
    トランジスタと、 前記第1トランジスタとカレントミラー回路を構成し前
    記受光素子としてのフォトダイオードに電流を供給する
    第2トランジスタとを有することを特徴とする光電流増
    幅回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光電流増幅回路におい
    て、 前記遮光されたフォトダイオードと前記受光素子として
    のフォトダイオードの受光面積は同一で、前記第1トラ
    ンジスタと前記第2トランジスタのエミッタ面積は同一
    であることを特徴とする光電流増幅回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の光電流増幅回路におい
    て、 前記遮光されたフォトダイオードと前記受光素子として
    のフォトダイオードの受光面積は1:z(zは1を越え
    る実数)で、前記第1トランジスタと前記第2トランジ
    スタのエミッタ面積は1:zであることを特徴とする光
    電流増幅回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009194350A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Samsung Mobile Display Co Ltd 光センサ及びそれを用いた平板表示装置

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