JP2006333204A - 光電気変換回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光検出素子1と電圧源2との間に、コイルとコンデンサと負荷抵抗を備えたLC並列共振回路3を直列に接続したことで、コイルとコンデンサにより、回路を共振状態とし電流信号Iの共振周波数成分を電圧信号Vに変換し十分な利得を得ることができる。
【選択図】図1
Description
トランスインピーダンスアンプ4は、入力電圧Vにより、帰還抵抗RFを介して内部に流れ込む電流信号iを電圧信号に変換し増幅した電圧信号Voutを出力端子43に出力する。
第1の光検出素子と前記電圧源との間に直列に接続された第1のLC並列共振回路と、この第1のLC並列共振回路に並列に接続された第1の負荷抵抗と、第2の光検出素子と電圧源との間に直列に接続された第2のLC並列共振回路と、この第2のLC並列共振回路に並列に接続された第2の負荷抵抗と、第1および第2のLC並列共振回路にカスケード接続された増幅回路とを有することを特徴とする光電気変換回路。
図1は、第1の実施の形態に係る光電気変換回路の概略を示す回路図である。同図の光電気変換回路は、検出した光信号を電流信号に変換する光検出素子1と、光検出素子1にバイアス電圧を供給する電圧源2と、光検出素子1と電圧源2との間に直列に接続されたLC並列共振回路3(図中の破線で囲んだ部分)と、LC並列共振回路3及び負荷抵抗にカスケード接続されたトランスインピーダンスアンプ4で構成される。
次にトランスインピーダンスアンプ4について図2の回路図を用いて説明する。トランスインピーダンスアンプは、一般的には微弱な電流信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換回路として使用される。
ここで、アドミタンスYは、コイルの内部抵抗の抵抗値RLは無視できるほど小さいことから、コイルが有するインダクタンスL、コンデンサが有するキャパシタンスC、負荷抵抗が有する抵抗値Rを用いて次の式(3)で表すことができる。
ここで信号成分の周波数fを以下の式(4)に示す共振周波数fLCとし、LC並列共振回路3を共振状態にすれば、式(3)は第1項のみになる。
このように、光電気変換回路において、LC並列共振回路3を共振状態とすることで、電流信号Iが共振周波数fLCにおける電圧信号Vの信号成分に変換され十分な利得を得ることができる。
以下、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態は、電界を誘起する人体や絶縁体などを媒体とし誘起された電界を検出することで情報の送受信を行う電界通信システム等の受信側において、本発明の光電気変換回路を適用することを想定したものである。
図5(a)は、図4の差動型トランスインピーダンスアンプ5の構成を示す回路図である。同図の差動型トランスインピーダンスアンプは、基本形を示すものである。pチャネルMOSトランジスタQ1,Q2と、抵抗値R1を有する負荷抵抗と、抵抗値R2を有する負荷抵抗と、定電流源で構成される。各ドレイン端子に入力された電圧信号は、Q1、Q2のドレイン電流に変換され、各負荷抵抗により電圧に変換され各出力端子から出力される。
ここで、アドミタンスYは、コイルの内部抵抗の抵抗値RLは無視できるほど小さいことから、コイルが有するインダクタンスL、コンデンサが有するキャパシタンスC、負荷抵抗が有する抵抗値Raを用いて次の式(3a)で表すことができる。
ここで信号成分の周波数fを以下の式(4a)に示す共振周波数fLCとし、LC並列共振回路3を共振状態にすれば、式(3a)は第1項のみになる。
このように、光電気変換回路において、LC並列共振回路3aを共振状態とすることで、電流信号Iaが共振周波数fLCにおける電圧信号Vaの信号成分に変換され十分な利得を得ることができる。一方で、式(3a)の第1項の抵抗値Raを調整することで、光検出素子1aに電源電圧VDDとほぼ等しいバイアス電圧を供給することができ、電源電圧VDDが低い場合であっても、光検出素子1aに供給する逆バイアス電圧VPDを確保することができる。
1a…第1の光検出素子
1b…第2の光検出素子
2…電圧源
3…LC並列共振回路
3a…第1のLC並列共振回路
3b…第2のLC並列共振回路
4…トランスインピーダンスアンプ
4´…pMOSトランジスタで構成したトランスインピーダンスアンプ
5…差動入力型トランスインピーダンスアンプ
6…高い抵抗値を有する負荷抵抗
40…第1電圧電極
41…第2電圧電極
42…入力端子
42a…第1の入力端子
42b…第2の入力端子
43…出力端子
43a…第1の出力端子
43b…第2の出力端子
Claims (3)
- 検出した光信号を電流信号に変換する光検出素子と、
前記光検出素子にバイアス電圧を供給する電圧源と、
前記光検出素子と前記電圧源との間に直列に接続されたコイル、該コイルに対して並列に接続されたコンデンサ、該コンデンサに対して並列に接続された負荷抵抗を備えたLC並列共振回路と、
前記LC並列共振回路にカスケード接続された増幅回路と、
を有することを特徴とする光電気変換回路。 - 検出した光信号を電流信号に変換する第1および第2の光検出素子と、
前記第1および第2の光検出素子にバイアス電圧を供給する電圧源と、
前記第1の光検出素子と前記電圧源との間に直列に接続された第1のLC並列共振回路と、
該第1のLC並列共振回路に並列に接続された第1の負荷抵抗と、
前記第2の光検出素子と前記電圧源との間に直列に接続された第2のLC並列共振回路と、
該第2のLC並列共振回路に並列に接続された第2の負荷抵抗と、
前記第1および第2のLC並列共振回路にカスケード接続された差動増幅回路と、
を有することを特徴とする光電気変換回路。 - 前記光検出素子は、フォトダイオードと、pinフォトダイオードと、アバランシフォトダイオードと、フォトトランジスタのうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1若しくは2いずれか記載の光電気変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005155577A JP2006333204A (ja) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | 光電気変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005155577A JP2006333204A (ja) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | 光電気変換回路 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2006333204A true JP2006333204A (ja) | 2006-12-07 |
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ID=37554397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005155577A Pending JP2006333204A (ja) | 2005-05-27 | 2005-05-27 | 光電気変換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006333204A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011029872A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | トランスインピーダンスアンプ |
JP2021052398A (ja) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー | 調整可能な入力範囲を有するトランスインピーダンス増幅器 |
US11277106B2 (en) | 2019-09-25 | 2022-03-15 | Analog Devices International Unlimited Company | Transimpedance amplifiers with adjustable input range |
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2005
- 2005-05-27 JP JP2005155577A patent/JP2006333204A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011029872A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | トランスインピーダンスアンプ |
JP2021052398A (ja) * | 2019-09-25 | 2021-04-01 | アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー | 調整可能な入力範囲を有するトランスインピーダンス増幅器 |
US11277106B2 (en) | 2019-09-25 | 2022-03-15 | Analog Devices International Unlimited Company | Transimpedance amplifiers with adjustable input range |
JP7132301B2 (ja) | 2019-09-25 | 2022-09-06 | アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー | 調整可能な入力範囲を有するトランスインピーダンス増幅器 |
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