JP2003264434A - Optical signal receiving circuit - Google Patents

Optical signal receiving circuit

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JP2003264434A
JP2003264434A JP2002061470A JP2002061470A JP2003264434A JP 2003264434 A JP2003264434 A JP 2003264434A JP 2002061470 A JP2002061470 A JP 2002061470A JP 2002061470 A JP2002061470 A JP 2002061470A JP 2003264434 A JP2003264434 A JP 2003264434A
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Japan
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circuit
transistor
output
emitter
optical signal
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JP2002061470A
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Japanese (ja)
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Yutaka Yamashita
裕 山下
Takeshi Kanezashi
健 金指
Masataka Tanaka
昌貴 田中
Takateru Arai
貴輝 荒井
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Original Assignee
Opnext Japan Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical signal receiving circuit having a wide dynamic range capable of responding to a optical burst signal at a high speed. <P>SOLUTION: In the optical signal receiving circuit having an inverting amplifier 12 connected with an output circuit of a light receiving element 10 that converts the optical signal into a current signal and a feedback resistor 13 connected between input and output of the inverting amplifier, it is provided with a transistor 14 for current control formed by connecting a collector on the input side of the inverting amplifier, connecting the emitter on the output side of the inverting amplifier, and driving the base at a constant voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光信号受信回路に関
し、特に、光通信システムで光入力信号を電気信号に変
換するために使用される電流―電圧変換用の前置増幅器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal receiving circuit, and more particularly to a current-voltage conversion preamplifier used for converting an optical input signal into an electric signal in an optical communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムでは、光入力信号を受光
素子によって電気(電流)信号に変換し、受光素子の出
力電流を前置増幅器によって電圧に変換している。通
常、前置増幅器としては、帰還抵抗を備えたトランス・
インピーダンス型のものが採用される。典型的な前置増
幅器は、信号入力端子に固定電圧を与えた回路構成とな
っているため、前置増幅器の出力端子には、入力端子電
圧から受光素子の出力電流と帰還抵抗との積を引いた値
に相当する出力電圧が現れる。
2. Description of the Related Art In an optical communication system, an optical input signal is converted into an electric (current) signal by a light receiving element, and an output current of the light receiving element is converted into a voltage by a preamplifier. Normally, the preamplifier is a transformer with a feedback resistor.
Impedance type is adopted. Since a typical preamplifier has a circuit configuration in which a fixed voltage is applied to the signal input terminal, the product of the output current of the light receiving element and the feedback resistance is calculated from the input terminal voltage at the output terminal of the preamplifier. An output voltage corresponding to the subtracted value appears.

【0003】受光素子は、入力される光信号が強ければ
強いほど大きな電流を出力する。光信号強度が変化する
と、帰還抵抗で生ずる電圧降下の変化によって、前置増
幅器の出力信号が変化する。しかしながら、光信号強度
が或る値を超えると、前置増幅器の回路動作が飽和し、
出力振幅が入力変化に追従しなくなる。つまり、前置増
幅器では、基準電位、電源電圧、あるいは接地側電位
(GND)によって、光入力信号の強度変化に応答でき
るダイナミックレンジが制限される。そのため、印加す
る電源電圧あるいは基準電位を変えることなく、増幅回
路の飽和点を引き上げ、光信号強度に応答できるダイナ
ミックレンジを拡大できる回路方式が望まれている。
The light receiving element outputs a larger current as the input optical signal is stronger. When the optical signal intensity changes, the output signal of the preamplifier changes due to the change in the voltage drop that occurs in the feedback resistor. However, when the optical signal strength exceeds a certain value, the circuit operation of the preamplifier is saturated,
The output amplitude does not follow the input change. That is, in the preamplifier, the dynamic range capable of responding to the intensity change of the optical input signal is limited by the reference potential, the power supply voltage, or the ground side potential (GND). Therefore, there is a demand for a circuit system capable of raising the saturation point of the amplifier circuit and expanding the dynamic range capable of responding to the optical signal intensity without changing the applied power supply voltage or the reference potential.

【0004】前置増幅器のダイナミックレンジを拡大す
るための1つの方式として、例えば、図6に示すよう
に、反転増幅器12の入、出力端子間に、帰還抵抗13
とダイオード20を並列に接続した回路構成が知られて
いる。光入力信号の強度が高くなるに従って、受光素子
10の出力電流が増加し、帰還抵抗13に生ずる電圧降
下も大きくなる。光信号の強度が更に高くなって、帰還
抵抗13の両端電圧がダイオード20の閾値を超える
と、受光素子10の出力電流の一部がダイオード20で
バイパスされ、増幅回路の飽和が防止される。但し、こ
の回路方式は、結果的に、受光素子の出力信号振幅が或
る値でクリップされ、増幅器12の出力波形がリンギン
グや波形歪を伴ったものとなる。
As one method for expanding the dynamic range of the preamplifier, for example, as shown in FIG. 6, a feedback resistor 13 is provided between the input and output terminals of the inverting amplifier 12.
A circuit configuration in which a diode 20 and a diode 20 are connected in parallel is known. As the intensity of the optical input signal increases, the output current of the light receiving element 10 increases and the voltage drop generated in the feedback resistor 13 also increases. When the intensity of the optical signal further increases and the voltage across the feedback resistor 13 exceeds the threshold value of the diode 20, a part of the output current of the light receiving element 10 is bypassed by the diode 20 and the saturation of the amplifier circuit is prevented. However, in this circuit system, as a result, the output signal amplitude of the light receiving element is clipped at a certain value, and the output waveform of the amplifier 12 is accompanied by ringing and waveform distortion.

【0005】特開平10−126167号(従来技術
1)には、図7に示すように、受光素子100の出力端
子と接地(GND)電位との間にPMOSトランジスタ
30のソース、ドレインを接続し、該PMOSトランジ
スタのゲートを反転増幅器12の出力電圧で制御するよ
うにした回路構成が提案されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 10-126167 (Prior Art 1), as shown in FIG. 7, a source and a drain of a PMOS transistor 30 are connected between an output terminal of a light receiving element 100 and a ground (GND) potential. A circuit configuration has been proposed in which the gate of the PMOS transistor is controlled by the output voltage of the inverting amplifier 12.

【0006】従来技術1の回路では、反転増幅器12の
出力端子OUTに現れる出力信号の振幅が、受光素子1
00に入力される光信号の強度が高くなればなるほど、
負電圧側に大きくなり、反転増幅器12の出力信号のピ
ーク値がGND電位に近づくと、PMOSトランジスタ
30がON状態となる。従って、受光素子100の出力
電流がGNDに分岐し、帰還抵抗13に流れる電流が減
少するため、増幅器の飽和が回避され、光信号強度に対
するダイナミックレンジが拡大される。
In the circuit of the prior art 1, the amplitude of the output signal appearing at the output terminal OUT of the inverting amplifier 12 is determined by the light receiving element 1
The higher the intensity of the optical signal input to 00,
When it increases to the negative voltage side and the peak value of the output signal of the inverting amplifier 12 approaches the GND potential, the PMOS transistor 30 is turned on. Therefore, the output current of the light receiving element 100 branches to GND and the current flowing through the feedback resistor 13 decreases, so that the saturation of the amplifier is avoided and the dynamic range for the optical signal intensity is expanded.

【0007】図8は、特開2001−127560号公
報(従来技術2)に記載された前置増幅器の回路構成を
示している。ここでは、トランジスタQ1の負荷抵抗R
Lから取り出された出力を次段のトランジスタQ2のベ
ースに入力し、トランジスタQ2の出力をエミッタ抵抗
R1、R2で分割し、抵抗R2の電位を帰還抵抗Rfを
介してトランジスタQ1のベースに帰還することによ
り、エミッタ接地の電流帰還型トランスインピーダンス
回路を形成している。受光素子(フォトダイオードP
D)の出力電流は、トランジスタQ1のベースに接続さ
れ、トランジスタQ2のエミッタ出力が、トランジスタ
Q3と抵抗R3からなるエミッタフォロア回路を介し
て、出力端子OUTに取出される。トランジスタQ4〜
Q6と抵抗R4からなるカレントミラー回路は、トラン
ジスタQ1への入力電流を制御する電流制御回路を構成
している。
FIG. 8 shows a circuit configuration of a preamplifier described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-127560 (Prior Art 2). Here, the load resistance R of the transistor Q1
The output extracted from L is input to the base of the transistor Q2 at the next stage, the output of the transistor Q2 is divided by the emitter resistors R1 and R2, and the potential of the resistor R2 is fed back to the base of the transistor Q1 via the feedback resistor Rf. As a result, a current feedback type transimpedance circuit with a grounded emitter is formed. Light receiving element (photodiode P
The output current of D) is connected to the base of the transistor Q1, and the emitter output of the transistor Q2 is taken out to the output terminal OUT via the emitter follower circuit composed of the transistor Q3 and the resistor R3. Transistor Q4 ~
The current mirror circuit composed of Q6 and the resistor R4 constitutes a current control circuit that controls the input current to the transistor Q1.

【0008】従来技術2では、出力端子OUTに接続さ
れた平均値検出回路4によって、出力電圧の平均値を取
り出し、これをトランジスタQ6のベースに供給するこ
とによって、受光素子PDの出力電流のうち、上記出力
平均値に比例した電流をトランジスタQ4に分流させて
いる。
In the prior art 2, the average value detection circuit 4 connected to the output terminal OUT extracts the average value of the output voltage and supplies the average value to the base of the transistor Q6 to obtain the output current of the light receiving element PD. , A current proportional to the average output value is shunted to the transistor Q4.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来技術1の回路構成
は、受光素子の出力電流の分流制御にPMOSトランジ
スタ30を使用している。しかしながら、MOS型のト
ランジスタは、一般的に、ゲート電圧に対するドレイン
またはソース電流の特性にばらつきが多いため、PMO
Sトランジスタ30に分岐される電流値にばらつきがあ
り、量産された前置増幅器に均一な特性を保証すること
が容易でない。
The circuit configuration of the prior art 1 uses the PMOS transistor 30 for shunt control of the output current of the light receiving element. However, since the MOS type transistor generally has a large variation in the characteristics of the drain or source current with respect to the gate voltage, the PMO
There is variation in the current value branched to the S-transistor 30, and it is not easy to guarantee uniform characteristics for mass-produced preamplifiers.

【0010】また、従来技術2の回路構成は、受光素子
PDに入力される光信号が連続的な信号の場合には有効
となるが、光信号強度が短時間に大きく変化するバース
ト的な入力信号を電気信号に変換する場合には、増幅器
出力の平均値の検出で時間遅れが発生し、受光素子の出
力電流の制御動作が光信号の変化に追従できないという
問題がある。
Further, the circuit configuration of the prior art 2 is effective when the optical signal input to the light receiving element PD is a continuous signal, but a burst-type input in which the optical signal intensity changes greatly in a short time. When converting a signal into an electric signal, there is a problem that a time delay occurs in detecting the average value of the amplifier output, and the control operation of the output current of the light receiving element cannot follow the change of the optical signal.

【0011】本発明の目的は、バースト的な光信号に対
して高速に応答できる広いダイナミックレンジをもった
光信号受信回路を提供することにある。本発明の他の目
的は、特性にばらつきが少なく、IC化による量産性に
優れた光信号受信回路を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an optical signal receiving circuit having a wide dynamic range capable of responding to bursty optical signals at high speed. Another object of the present invention is to provide an optical signal receiving circuit which has little variation in characteristics and is excellent in mass productivity by being integrated into an IC.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光信号を電流信号に変換する受光素子
と、該受光素子の出力回路に接続された反転増幅器とか
らなり、上記反転増幅器の入出力間に帰還抵抗を有する
光信号受信回路において、コレクタを上記反転増幅器の
入力側に接続し、エミッタを上記反転増幅器の出力側に
接続し、ベースを定電圧駆動した電流制御用のトランジ
スタを備えたことを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention comprises a light receiving element for converting an optical signal into a current signal, and an inverting amplifier connected to an output circuit of the light receiving element. In an optical signal receiving circuit having a feedback resistance between the input and output of an inverting amplifier, the collector is connected to the input side of the inverting amplifier, the emitter is connected to the output side of the inverting amplifier, and the base is driven with a constant voltage for current control. It is characterized by including the transistor of.

【0013】本発明の他の特徴は、上記反転増幅器が出
力電圧を分圧するための分圧回路を有し、上記帰還抵抗
電流制御用のトランジスタのエミッタに上記分圧回路で
分圧された出力電圧を与えたことを特徴とする。
Another feature of the present invention is that the inverting amplifier has a voltage dividing circuit for dividing the output voltage, and the output of the feedback resistor current control transistor divided by the voltage dividing circuit is applied to the emitter of the transistor. The feature is that a voltage is applied.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図1は、本発明による光信号受
信回路(前置増幅回路)の第1実施例を示す。光信号受
信回路は、受光素子10の出力回路に接続された反転増
幅器12と、該反転増幅器の入、出力端子間に並列に接
続された帰還抵抗13とによって電流−電圧変換回路を
構成し、コレクタとエミッタを上記電流−電圧変換回路
の入力端子と出力端子にそれぞれ接続し、ベースを定電
圧源15に接続した帰還抵抗電流制御用のトランジスタ
14を備えた構成となっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of an optical signal receiving circuit (preamplifier circuit) according to the present invention. The optical signal receiving circuit constitutes a current-voltage conversion circuit by an inverting amplifier 12 connected to the output circuit of the light receiving element 10 and a feedback resistor 13 connected in parallel between the input and output terminals of the inverting amplifier. The collector and the emitter are connected to the input terminal and the output terminal of the current-voltage conversion circuit, respectively, and the base is connected to the constant voltage source 15. The transistor 14 for feedback resistance current control is provided.

【0015】反転増幅器12の入力インピーダンスを帰
還抵抗13の抵抗値に比較して十分に大きい値にしてお
けば、受光素子の出力電流I1の殆どが、帰還抵抗13
への流入電流I2となる。従って、帰還抵抗13には、
上記出力電流I1に比例した電圧降下が発生し、光信号
の強度が高くなるに従って、電流−電圧変換回路の出力
端子(OUT)の電圧が低下し、ダイナミックレンジの
飽和点に近づく。
If the input impedance of the inverting amplifier 12 is set to a value that is sufficiently larger than the resistance value of the feedback resistor 13, most of the output current I1 of the light receiving element will be the feedback resistor 13.
Is the inflow current I2. Therefore, the feedback resistor 13
A voltage drop that is proportional to the output current I1 occurs, and as the intensity of the optical signal increases, the voltage at the output terminal (OUT) of the current-voltage conversion circuit decreases and approaches the saturation point of the dynamic range.

【0016】本実施例では、定電圧源15によってベー
スを固定電位Vthとしたことによって、電流制御用トラ
ンジスタ14が、ベース接地型のトランジスタとして動
作し、コレクタ電流I3が、ベース・エミッタ間の電圧
によって制御されている。エミッタ電圧が固定電位Vth
よりも高いときは、トランジスタ14はオフ状態となっ
ているため、受光素子の出力電流I1の殆どが帰還抵抗
13に流れる。電流−電圧変換回路の出力電圧が低下
し、トランジスタ14のエミッタ電圧が固定電位Vthよ
りも低くなると、ベース・エミッタ間に順方向に電圧が
印加され、トランジスタ14が導通する。
In this embodiment, by setting the base to the fixed potential Vth by the constant voltage source 15, the current controlling transistor 14 operates as a grounded base transistor, and the collector current I3 causes the base-emitter voltage. Is controlled by. Emitter voltage is fixed potential Vth
When it is higher than the above, the transistor 14 is in the off state, so most of the output current I1 of the light receiving element flows to the feedback resistor 13. When the output voltage of the current-voltage conversion circuit decreases and the emitter voltage of the transistor 14 becomes lower than the fixed potential Vth, a voltage is applied in the forward direction between the base and the emitter, and the transistor 14 becomes conductive.

【0017】従って、ダイナミックレンジの飽和点の少
し前で電流制御用のトランジスタ14の導通するよう
に、トランジスタ14のベース電位(固定電位Vth)を
設定しておけば、コレクタ電流I3として分岐した電流
分だけ、帰還抵抗13に流れ込む電流I2の増加を抑制
できる。受光素子10の出力電流I1の増加量に対し
て、帰還抵抗の電流I2の増加分を少なくすれば、飽和
点への到達が遅れるため、結果的にダイナミックレンジ
を拡大できる。
Therefore, if the base potential (fixed potential Vth) of the transistor 14 is set so that the transistor 14 for current control becomes conductive just before the saturation point of the dynamic range, the current branched as the collector current I3. An increase in the current I2 flowing into the feedback resistor 13 can be suppressed by that much. If the increase amount of the current I2 of the feedback resistor is reduced with respect to the increase amount of the output current I1 of the light receiving element 10, the arrival at the saturation point is delayed, and as a result, the dynamic range can be expanded.

【0018】図2(A)は、電流制御用トランジスタ1
4のコレクタ電流とエミッタ電圧との関係を示す。トラ
ンジスタ14は、ベースに固定電圧Vthが印加されてい
るため、電流制御用トランジスタ14は、エミッタ電圧
がベース電圧Vthよりも低下し、ベース・エミッタ間電
圧に所定値Vbe以上の順方向の電圧が印加された時に導
通状態となる。従って、ベースに与える固定電圧Vthの
値を変えることによって、ダイナミックレンジの飽和点
の前で、トランジスタ14への分流開始位置を任意に設
定できる。
FIG. 2A shows a current control transistor 1
4 shows the relationship between the collector current and the emitter voltage of No. 4. Since the fixed voltage Vth is applied to the base of the transistor 14, the current control transistor 14 has an emitter voltage lower than the base voltage Vth and a forward voltage equal to or higher than a predetermined value Vbe in the base-emitter voltage. It becomes conductive when applied. Therefore, by changing the value of the fixed voltage Vth applied to the base, the shunt start position to the transistor 14 can be arbitrarily set before the saturation point of the dynamic range.

【0019】ベース・エミッタ間電圧が、閾値Vbeを超
えた所定の範囲内300で変化する時、図2(B)に拡
大して示すように、ベース・エミッタ間電圧の増加に伴
って、コレクタ電流が緩やかに増加し、ベース・エミッ
タ間電圧が上記範囲300を超えると、コレクタ電流が
指数関数的に急激に増加する。
When the base-emitter voltage changes within a predetermined range 300 exceeding the threshold value Vbe, as shown in the enlarged view of FIG. 2B, as the base-emitter voltage increases, the collector When the current gradually increases and the base-emitter voltage exceeds the range 300, the collector current exponentially increases rapidly.

【0020】図3は、本発明による前置増幅回路の出力
直流特性を示す。領域310は、図6に示した従来構造
の増幅回路のダイナミックレンジ、領域320は、図1
に示した本発明の増幅回路のダイナミックレンジを示
す。
FIG. 3 shows the output DC characteristic of the preamplifier circuit according to the present invention. A region 310 is a dynamic range of the amplifier circuit having the conventional structure shown in FIG. 6, and a region 320 is a dynamic range of FIG.
5 shows a dynamic range of the amplifier circuit of the present invention shown in FIG.

【0021】帰還抵抗13に流れる電流I2の一部をベ
ース接地型トランジスタ14のコレクタ電流I3として
分流制御したことにより、本発明の増幅回路では、実線
300で示すように、従来回路のダイナミックレンジの
飽和点近傍(破線部分)の光信号強度を対数的に延長し
た形で、光信号変化に対するダイナミックレンジを拡張
できる。従って、受光素子10に信号強度が高い光信号
が入力された場合でも、光信号変化に追従した出力電圧
を得ることが可能となる。
By controlling part of the current I2 flowing through the feedback resistor 13 as the collector current I3 of the base-grounded transistor 14, the amplifier circuit of the present invention has the dynamic range of the conventional circuit as shown by the solid line 300. The dynamic range with respect to changes in the optical signal can be expanded by logarithmically extending the optical signal intensity near the saturation point (broken line portion). Therefore, even when an optical signal having a high signal intensity is input to the light receiving element 10, it is possible to obtain an output voltage that follows the change in the optical signal.

【0022】図4は、本発明による光信号受信回路の第
2の実施例を示す。本実施例は、第1実施例に示した電
流−電圧変換回路の出力側に分圧器16を接続し、電流
制御用トランジスタ14のベース・エミッタ間に、1/
nに分圧された出力電圧を印加するようにしたことを特
徴としている。
FIG. 4 shows a second embodiment of the optical signal receiving circuit according to the present invention. In the present embodiment, a voltage divider 16 is connected to the output side of the current-voltage conversion circuit shown in the first embodiment, and 1 /
It is characterized in that the divided output voltage is applied to n.

【0023】本実施例は、第1実施例と同様の理由によ
って、ダイナミックレンジを拡張できる。また、分圧器
16がない場合は、トランジスタ14のコレクタ−エミ
ッタ間の容量Cobが帰還抵抗12に並列に接続され、受
光素子10から見た対接地(GND)容量=(1+A)×
Cobが動作速度を制限要因となる。これに対して、本実
施例のように、分圧器16を使用して、トランジスタ1
4のベース・エミッタ間電圧を1/nにすると、受光素
子10から見た対GND容量を(1+A)×Cob/nに減
少できるため、動作速度を高速化できる。
The present embodiment can extend the dynamic range for the same reason as in the first embodiment. If the voltage divider 16 is not provided, the collector-emitter capacitance Cob of the transistor 14 is connected in parallel to the feedback resistor 12, and the grounding (GND) capacitance seen from the light receiving element 10 = (1 + A) ×
Cob is a limiting factor on the operating speed. On the other hand, as in this embodiment, the voltage divider 16 is used to
When the base-emitter voltage of 4 is set to 1 / n, the capacitance to GND seen from the light receiving element 10 can be reduced to (1 + A) × Cob / n, so that the operation speed can be increased.

【0024】図5は、上記第2実施例の具体的な回路構
成の1例を示す。受光素子(フォトダイオード)100
の出力電流I1は、負荷抵抗122を備えたエミッタフ
ォロア型の第1トランジスタ121のベースに入力さ
れ、その出力が、負荷抵抗124を備えたエミッタ接地
型の第2トランジスタ123のベースに入力される。上
記第2トランジスタの出力は、分圧回路となる直列負荷
抵抗131、132を備えたエミッタフォロア型の第3
トランジスタ(出力トランジスタ)130のベースに入
力され、該第3トランジスタのエミッタ電位の変化が、
端子OUTに出力電圧として出力される。これらのトラ
ンジスタ回路によって、図1、図2に示した反転増幅器
12が構成される。また、第3トランジスタ130の出
力を帰還抵抗13を介して第1トランジスタ121のベ
ースに帰還することによって、電流−電圧変換回路が構
成される。
FIG. 5 shows an example of a concrete circuit configuration of the second embodiment. Light receiving element (photodiode) 100
Output current I1 is input to the base of the emitter follower type first transistor 121 including the load resistor 122, and the output thereof is input to the base of the grounded emitter type second transistor 123 including the load resistor 124. . The output of the second transistor is the third emitter follower type which is provided with series load resistors 131 and 132 which serve as a voltage dividing circuit.
The change in the emitter potential of the third transistor is input to the base of the transistor (output transistor) 130.
The output voltage is output to the terminal OUT. These transistor circuits form the inverting amplifier 12 shown in FIGS. Further, by feeding back the output of the third transistor 130 to the base of the first transistor 121 via the feedback resistor 13, a current-voltage conversion circuit is configured.

【0025】コレクタに負荷抵抗152を備えたトラン
ジスタ151は、定電圧ダイオードとして機能してお
り、電流制御用のトランジスタ14のベースを上記トラ
ンジスタ151のベース(コレクタ)に接続することに
よって、トランジスタ14をベース接地型トランジスタ
として動作させている。また、電流制御用トランジスタ
14のエミッタを抵抗131と132の接続点に結合す
ることによって、トランジスタ14を分圧された出力電
圧で駆動している。
The transistor 151 having the load resistor 152 in the collector functions as a constant voltage diode. By connecting the base of the transistor 14 for current control to the base (collector) of the transistor 151, the transistor 14 is connected. It operates as a base-grounded transistor. Further, by coupling the emitter of the current control transistor 14 to the connection point of the resistors 131 and 132, the transistor 14 is driven by the divided output voltage.

【0026】電流制御用トランジスタ14への分岐電流
I3は、定電圧回路の負荷抵抗152の値と、分圧回路
における抵抗131、132の抵抗比を変えることによ
って調整できる。尚、抵抗131を省略すれば、第1実
施例の回路構成となる。
The branch current I3 to the current control transistor 14 can be adjusted by changing the value of the load resistor 152 of the constant voltage circuit and the resistance ratio of the resistors 131 and 132 in the voltage dividing circuit. If the resistor 131 is omitted, the circuit configuration of the first embodiment is obtained.

【0027】図5に示した回路は、全てのトランジスタ
にNPNトランジスタを適用することによって、高速の
光信号受信回路を構成できる。また、第3トランジスタ
130のエミッタ出力を、更に追加された第4のトラン
ジスタのベースに入力し、該第4トランジスタのコレク
タとエミッタをそれぞれ負荷抵抗を介してVccおよび
接地電位に接続することによって、第4トランジスタの
コレクタとエミッタから両相の出力電圧を取出す回路構
成とすることもできる。
The circuit shown in FIG. 5 can form a high-speed optical signal receiving circuit by applying NPN transistors to all the transistors. Further, the emitter output of the third transistor 130 is input to the base of the further added fourth transistor, and the collector and the emitter of the fourth transistor are connected to Vcc and the ground potential via the load resistors, respectively, It is also possible to adopt a circuit configuration in which the output voltages of both phases are extracted from the collector and the emitter of the fourth transistor.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、反転増幅器の帰還抵抗に流れ込む信号電流
の制御用トランジスタとして、ベース接地型のトランジ
スタを適用したことにより、光信号強度に対するダイナ
ミックレンジを拡大し、バースト的な光入力信号に高速
に応答可能な光信号受信回路を提供できる。
As can be understood from the above description, according to the present invention, the grounded base type transistor is applied as the transistor for controlling the signal current flowing into the feedback resistance of the inverting amplifier, so that the optical signal intensity is increased. It is possible to provide an optical signal receiving circuit that can respond to bursty optical input signals at high speed by expanding the dynamic range of the optical signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による光信号受信回路の第1の実施例を
示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical signal receiving circuit according to the present invention.

【図2】上記光信号受信回路における電流制御用のトラ
ンジスタ14の動作特性を説明するための図。
FIG. 2 is a diagram for explaining operating characteristics of a current controlling transistor 14 in the optical signal receiving circuit.

【図3】本発明による光信号受信回路の増幅特性を説明
する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the amplification characteristic of the optical signal receiving circuit according to the present invention.

【図4】本発明による光信号受信回路の第2の実施例を
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the optical signal receiving circuit according to the present invention.

【図5】上記第2実施例回路の具体的な回路構成の1例
を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a specific circuit configuration of the second embodiment circuit.

【図6】光信号受信回路の従来の基本的な回路構成を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional basic circuit configuration of an optical signal receiving circuit.

【図7】光信号受信回路の公知例を示す回路構成図。FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a known example of an optical signal receiving circuit.

【図8】光信号受信回路の別の公知例を示す回路構成
図。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing another known example of an optical signal receiving circuit.

【符号の説明】 10:受光素子、12:反転増幅器、13:帰還抵抗、
14:電流制御用トランジスタ、16:分圧器。
[Explanation of reference numerals] 10: light receiving element, 12: inverting amplifier, 13: feedback resistor,
14: current control transistor, 16: voltage divider.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 昌貴 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 荒井 貴輝 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 日 本オプネクスト株式会社内 Fターム(参考) 5J092 AA01 AA46 AA56 CA15 CA32 CA65 CA91 FA04 HA02 HA10 HA19 HA25 HA44 KA00 KA04 KA09 KA11 KA27 MA01 MA11 MA21 SA01 TA01 TA02 UL02 5J500 AA01 AA46 AA56 AC15 AC32 AC65 AC91 AF04 AH02 AH10 AH19 AH25 AH44 AK00 AK04 AK09 AK11 AK27 AM01 AM11 AM21 AS01 AT01 AT02 LU02   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masataka Tanaka             292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Ceremony company Hitachi Image Information System (72) Inventor Takaki Arai             216 Totsuka-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa             Inside this Opnext Co., Ltd. F term (reference) 5J092 AA01 AA46 AA56 CA15 CA32                       CA65 CA91 FA04 HA02 HA10                       HA19 HA25 HA44 KA00 KA04                       KA09 KA11 KA27 MA01 MA11                       MA21 SA01 TA01 TA02 UL02                 5J500 AA01 AA46 AA56 AC15 AC32                       AC65 AC91 AF04 AH02 AH10                       AH19 AH25 AH44 AK00 AK04                       AK09 AK11 AK27 AM01 AM11                       AM21 AS01 AT01 AT02 LU02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光信号を電流信号に変換する受光素子と、
該受光素子の出力回路に接続された反転増幅器とからな
り、上記反転増幅器の入出力間に帰還抵抗を有する光信
号受信回路において、 コレクタを上記反転増幅器の入力側に接続し、エミッタ
を上記反転増幅器の出力側に接続し、ベースを定電圧駆
動した電流制御用のトランジスタを備えたことを特徴と
する光信号受信回路。
1. A light receiving element for converting an optical signal into a current signal,
In an optical signal receiving circuit having an inverting amplifier connected to the output circuit of the light receiving element and having a feedback resistance between the input and output of the inverting amplifier, the collector is connected to the input side of the inverting amplifier, and the emitter is the inverting amplifier. An optical signal receiving circuit comprising a current control transistor connected to the output side of an amplifier and having a base driven at a constant voltage.
【請求項2】前記反転増幅器が出力電圧を分圧するため
の分圧回路を有し、 前記帰還抵抗電流制御用のトランジスタのエミッタに上
記分圧回路で分圧された出力電圧を与えたことを特徴と
する請求項1に記載の光信号受信回路。
2. The inverting amplifier has a voltage dividing circuit for dividing the output voltage, and the output voltage divided by the voltage dividing circuit is applied to the emitter of the feedback resistance current controlling transistor. The optical signal receiving circuit according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】前記反転増幅器が、前記受光素子の出力回
路にベース接続したエミッタフォロア型の第1トランジ
スタ回路と、該第1トランジスタ回路のエミッタ出力を
増幅するエミッタ接地型の第2トランジスタ回路と、該
第2トランジスタ回路のコレクタ出力を増幅するエミッ
タフォロア型の第3トランジスタ回路とからなり、 前記電流制御用トランジスタのコレクタと前記帰還抵抗
の一端が、上記第1トランジスタ回路のベースに接続さ
れ、上記電流制御用トランジスタのエミッタと帰還抵抗
の他端が上記第3トランジスタ回路のエミッタに接続さ
れたことを特徴とする請求項1に記載の光信号受信回
路。
3. An emitter follower type first transistor circuit in which the inverting amplifier is base-connected to an output circuit of the light receiving element, and a grounded emitter type second transistor circuit for amplifying an emitter output of the first transistor circuit. An emitter follower type third transistor circuit for amplifying a collector output of the second transistor circuit, wherein a collector of the current control transistor and one end of the feedback resistor are connected to a base of the first transistor circuit, The optical signal receiving circuit according to claim 1, wherein the emitter of the current controlling transistor and the other end of the feedback resistor are connected to the emitter of the third transistor circuit.
【請求項4】前記反転増幅器が、前記受光素子の出力回
路にベース接続したエミッタフォロア型の第1トランジ
スタ回路と、該第1トランジスタ回路のエミッタ出力を
増幅するエミッタ接地型の第2トランジスタ回路と、該
第2トランジスタ回路のコレクタ出力を増幅するエミッ
タフォロア型の第3トランジスタ回路とからなり、 上記第3トランジスタ回路のエミッタが直列接続された
第1、第2の負荷抵抗を有し、 前記電流制御用トランジスタのコレクタと前記帰還抵抗
の一端が、上記第1トランジスタ回路のベースに接続さ
れ、上記帰還抵抗の他端が上記第3トランジスタ回路の
エミッタに接続され、上記電流制御用トランジスタのエ
ミッタが上記第1、第2の負荷抵抗の接続点に接続され
たことを特徴とする請求項2に記載の光信号受信回路。
4. An emitter follower type first transistor circuit in which the inverting amplifier is base-connected to an output circuit of the light receiving element, and a grounded-emitter type second transistor circuit for amplifying an emitter output of the first transistor circuit. An emitter follower type third transistor circuit for amplifying a collector output of the second transistor circuit, the first and second load resistors in which the emitters of the third transistor circuit are connected in series, The collector of the control transistor and one end of the feedback resistor are connected to the base of the first transistor circuit, the other end of the feedback resistor is connected to the emitter of the third transistor circuit, and the emitter of the current control transistor is The optical signal according to claim 2, wherein the optical signal is connected to a connection point of the first and second load resistors. Shin circuit.
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