JP2008167364A - Amplification circuit, light receiving amplifier circuit, and optical pickup device - Google Patents

Amplification circuit, light receiving amplifier circuit, and optical pickup device Download PDF

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JP2008167364A JP2007000350A JP2007000350A JP2008167364A JP 2008167364 A JP2008167364 A JP 2008167364A JP 2007000350 A JP2007000350 A JP 2007000350A JP 2007000350 A JP2007000350 A JP 2007000350A JP 2008167364 A JP2008167364 A JP 2008167364A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve consistency of circuit stabilization at a low gain with high speed responses at a high gain, by switching gains according to the levels of input signals. <P>SOLUTION: A prestage amplification circuit 100a has a bipolar transistor for amplification 102 which amplifies a current signal output from a photodiode 101 and outputs to an output terminal 112, and a feedback circuit having a gain switching function which can switch between a low gain and a high gain and is connected to the base of the bipolar transistor 102 and the output terminal 112. Responding to switching of gains of the feedback circuit according to the signal level of the output current signal, the amplification circuit adjusts open loop gains which are frequency characteristics when the feedback circuit is not provided and indicate relations between gains and response frequencies. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、増幅回路、受光増幅回路、および光ピックアップ装置に関するものであり、特に、ゲイン切替機能付きの増幅回路に関するものである。   The present invention relates to an amplifier circuit, a light receiving amplifier circuit, and an optical pickup device, and more particularly to an amplifier circuit with a gain switching function.

近年、記録容量の増大を目的として、例えば、CD,DVD,BDなどの様々な種類の光ディスクが開発されている。このため、上記光ディスクを記録再生する光ディスク記録再生装置には、異なるフォーマットの光ディスクに対応する光ピックアップドライブを備えることが求められている。   In recent years, for the purpose of increasing the recording capacity, various types of optical discs such as CD, DVD, and BD have been developed. For this reason, an optical disc recording / reproducing apparatus for recording / reproducing the optical disc is required to have an optical pickup drive corresponding to an optical disc of a different format.

図13は、従来の光ピックアップ装置1000の光学系の概略構成を示す図である。   FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of an optical system of a conventional optical pickup apparatus 1000. As shown in FIG.

光ピックアップ装置1000は、光ピックアップドライブ(図示せず)に搭載され、当該光ピックアップドライブに挿入された光ディスク1001のデータを読み取る装置である。光ピックアップ装置1000は、図13に示すように、対物レンズ1002、コリメータレンズ1003、ビームスプリッタ1004、スポットレンズ1005、受光IC1006、および半導体レーザ1007を備えている。   The optical pickup device 1000 is a device that is mounted on an optical pickup drive (not shown) and reads data on an optical disc 1001 inserted into the optical pickup drive. As shown in FIG. 13, the optical pickup device 1000 includes an objective lens 1002, a collimator lens 1003, a beam splitter 1004, a spot lens 1005, a light receiving IC 1006, and a semiconductor laser 1007.

半導体レーザ1007は、複数の異なるフォーマットに対応するために、波長の異なる複数の半導体レーザにより構成されている。各半導体レーザは、それぞれの光ディスク1001に対応するレーザ光を照射する。例えば、CDに対応するためには780nmの波長のレーザ光を、DVDに対応するためには650nmの波長のレーザ光を、BDに対応するためには405nmの波長のレーザ光を、半導体レーザ1007は照射しなければならない。   The semiconductor laser 1007 is composed of a plurality of semiconductor lasers having different wavelengths in order to support a plurality of different formats. Each semiconductor laser irradiates a laser beam corresponding to each optical disk 1001. For example, a laser beam having a wavelength of 780 nm is used to support CD, a laser beam having a wavelength of 650 nm is used to support DVD, and a laser beam having a wavelength of 405 nm is used to support BD. Must be irradiated.

また、各半導体レーザは、光学的に精度良く配置され、かつ、光ディスク1001からの反射光が受光IC1006に照射されるように配置されている。受光IC1006には、受光素子を備えた受光アンプ回路(受光増幅回路)が構成されている。受光素子に入力された光信号は、電流信号に変換されて増幅され、後段の回路に出力される。   Each semiconductor laser is optically arranged with high accuracy and is arranged so that reflected light from the optical disc 1001 is irradiated onto the light receiving IC 1006. The light receiving IC 1006 includes a light receiving amplifier circuit (light receiving amplification circuit) including a light receiving element. The optical signal input to the light receiving element is converted into a current signal, amplified, and output to a subsequent circuit.

ここで、一般的なパソコン機器において主に装備されている、記録再生可能なCDまたはDVDドライブでは、記録時には再生時に比べて、大きなレーザパワーを有する光量が光ディスクに照射される。   Here, in a recordable / reproducible CD or DVD drive mainly equipped in a general personal computer device, a light amount having a larger laser power is irradiated to an optical disc at the time of recording than at the time of reproduction.

このため、図13を用いて説明すると、光ディスク1001からの反射光が照射される受光IC1006には、記録時には再生時に比べて大きなレベルを有する光信号が入力される。言い換えると、記録スピードの高速化に対応するためには、レーザパワーの増大は不可欠である。これにより、受光IC1006のゲイン設定は低いほうが好ましい。一方、BDなど記録容量がより増大された光ディスクの再生に対応するためには、高いゲインでの高速応答が要求される。   For this reason, to explain with reference to FIG. 13, an optical signal having a higher level than that at the time of reproduction is input to the light receiving IC 1006 irradiated with the reflected light from the optical disc 1001 at the time of recording. In other words, an increase in laser power is indispensable to cope with an increase in recording speed. Accordingly, it is preferable that the gain setting of the light receiving IC 1006 is low. On the other hand, a high-speed response with a high gain is required in order to cope with the reproduction of an optical disc having an increased recording capacity such as BD.

これにより、記録時と再生時との光入力レベルの差に対応するために、受光IC1006では、記録時および再生時の各光入力レベルに対応するようにゲインを切り替える方式が採用されている。受光IC1006のゲインは、光入力レベルに応じて、高いゲインから低いゲインまで広く切り替えられ十分な応答速度を得ることが必要である。   Thus, in order to cope with the difference in optical input level between recording and reproduction, the light receiving IC 1006 employs a method of switching the gain so as to correspond to each optical input level during recording and reproduction. The gain of the light receiving IC 1006 needs to be switched widely from a high gain to a low gain according to the optical input level to obtain a sufficient response speed.

また、ゲイン切替機能を有する増幅回路が、例えば、特許文献1および特許文献2に開示されている。特許文献1には、変化させたゲイン毎に、最適な位相補償を行う構成が開示されている。特許文献2には、ゲインを切り替える構成が開示されている。   An amplifier circuit having a gain switching function is disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2. Patent Document 1 discloses a configuration that performs optimum phase compensation for each changed gain. Patent Document 2 discloses a configuration for switching the gain.

次に、図14〜16を参照しながら、従来の受光IC1006の一例として、前段アンプ回路2100および後段アンプ回路2200を備えている受光IC2000の構成について説明する。   Next, as an example of a conventional light receiving IC 1006, a configuration of a light receiving IC 2000 including a front amplifier circuit 2100 and a rear amplifier circuit 2200 will be described with reference to FIGS.

図14は、従来の多段ゲイン切替機能付き受光IC2000の構成を示す図である。   FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional light receiving IC 2000 with a multistage gain switching function.

受光IC2000は、光ピックアップ装置搭載用の多段ゲイン切替機能付き受光アンプ回路を備えている。詳細には、受光アンプ回路は、前段アンプ回路2100と後段アンプ回路2200とにより構成されており、多段増幅機能を有している。ここで、本発明は前段アンプ回路2100の部分に関する発明である。それゆえ、以下では、前段アンプ回路2100の詳細な構成について説明する。   The light receiving IC 2000 includes a light receiving amplifier circuit with a multistage gain switching function for mounting an optical pickup device. Specifically, the light receiving amplifier circuit includes a front-stage amplifier circuit 2100 and a rear-stage amplifier circuit 2200, and has a multi-stage amplification function. Here, the present invention relates to a part of the preamplifier circuit 2100. Therefore, a detailed configuration of the pre-stage amplifier circuit 2100 will be described below.

前段アンプ回路2100は、図14に示すように、光ディスクからの反射光を受光する受光素子としてのフォトダイオード2101、増幅回路2102、および増幅回路2102の帰還回路を備えている。   As shown in FIG. 14, the preamplifier circuit 2100 includes a photodiode 2101 as a light receiving element that receives reflected light from an optical disk, an amplifier circuit 2102, and a feedback circuit of the amplifier circuit 2102.

なお、上記帰還回路は、詳細には、1段目の帰還回路と2段目の帰還回路とにより構成されている。すなわち、1段目の帰還回路は、帰還容量2103と帰還抵抗2104とが並列に接続され、当該並列に接続された回路の一方の端子が増幅回路2102の入力側に接続され、他方の端子が増幅回路2102の出力側に接続される回路である。2段目の帰還回路は、帰還容量2105と帰還抵抗2106とが並列に接続され、当該並列に接続された回路の一方の端子が増幅回路2102の入力側に接続され、他方の端子がスイッチ2107を介して増幅回路2102の出力側に接続される回路である。   In detail, the feedback circuit is composed of a first-stage feedback circuit and a second-stage feedback circuit. That is, in the feedback circuit of the first stage, the feedback capacitor 2103 and the feedback resistor 2104 are connected in parallel, one terminal of the circuit connected in parallel is connected to the input side of the amplifier circuit 2102, and the other terminal is This is a circuit connected to the output side of the amplifier circuit 2102. In the second-stage feedback circuit, a feedback capacitor 2105 and a feedback resistor 2106 are connected in parallel, one terminal of the circuit connected in parallel is connected to the input side of the amplifier circuit 2102, and the other terminal is the switch 2107. This is a circuit connected to the output side of the amplifier circuit 2102 via

上記の構成において、フォトダイオード2101は、受光した反射光を、光信号から電流信号に変換する。ここで、高速再生などに対応させるために、受光IC2000に高い感度が必要な場合、ゲインを高く設定するためスイッチ2107をオフにする。   In the above configuration, the photodiode 2101 converts the received reflected light from an optical signal to a current signal. Here, when high sensitivity is required for the light receiving IC 2000 in order to cope with high-speed reproduction or the like, the switch 2107 is turned off in order to set the gain high.

この場合、発生した電流信号を帰還抵抗2104で電圧信号に変換し、後段アンプ回路2200に出力する。このとき、帰還抵抗2104の抵抗値Raの大きさによって、前段アンプ回路2100のゲインは決定される。   In this case, the generated current signal is converted into a voltage signal by the feedback resistor 2104 and output to the subsequent amplifier circuit 2200. At this time, the gain of the preamplifier circuit 2100 is determined by the magnitude of the resistance value Ra of the feedback resistor 2104.

Vo=Isc×Ra ・・・式(1)
(Vo:前段アンプ回路2100の出力電圧、Isc:受光素子が光を受けて発生した電流(光の強さ×フォトダイオード2101の感度))
よって、前段アンプ回路2100のゲインは、式(1)により、帰還抵抗2104の抵抗値Raの大きさで決定される。
Vo = Isc × Ra (1)
(Vo: output voltage of the pre-amplifier circuit 2100, Isc: current generated when the light receiving element receives light (light intensity × sensitivity of the photodiode 2101))
Therefore, the gain of the pre-stage amplifier circuit 2100 is determined by the magnitude of the resistance value Ra of the feedback resistor 2104 according to the equation (1).

一方、記録時などの大光量照射時には、受光IC2000の感度を低く設定しなくてはならない。この場合、ゲインを低く設定するためスイッチ2107をオンにする。ゆえに、帰還抵抗2106の抵抗値をRbとすると、式(1)におけるRaがRa//Rbとなる。これにより、帰還抵抗の値が減少し、前段アンプ回路2100のゲインが減少することになる。なお、Ra//Rbは、RaとRbとが並列接続されたときの合成抵抗値を示す。   On the other hand, the sensitivity of the light receiving IC 2000 must be set low when irradiating a large amount of light such as during recording. In this case, the switch 2107 is turned on to set the gain low. Therefore, when the resistance value of the feedback resistor 2106 is Rb, Ra in Expression (1) is Ra // Rb. As a result, the value of the feedback resistor decreases, and the gain of the preamplifier circuit 2100 decreases. Ra // Rb indicates a combined resistance value when Ra and Rb are connected in parallel.

したがって、スイッチ2107のオン/オフを切り替えることによって、前段アンプ回路2100のゲインを切り替えることが可能となる。   Therefore, the gain of the preamplifier circuit 2100 can be switched by switching the switch 2107 on / off.

続いて、前段アンプ回路2100の詳細な構成について説明する。   Next, a detailed configuration of the pre-stage amplifier circuit 2100 will be described.

図15は、従来の前段アンプ回路2100の詳細な構成を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing a detailed configuration of a conventional preamplifier circuit 2100. As shown in FIG.

前段アンプ回路2100は、図15に示すように、フォトダイオード101、バイポーラトランジスタ102、バイポーラトランジスタ103、抵抗104、バイポーラトランジスタ105、定電流源106、帰還容量107、帰還抵抗108、帰還容量109、帰還抵抗110、スイッチ111、出力端子112、抵抗113、バイポーラトランジスタ114、および定電流源115を備えている。   As shown in FIG. 15, the preamplifier circuit 2100 includes a photodiode 101, a bipolar transistor 102, a bipolar transistor 103, a resistor 104, a bipolar transistor 105, a constant current source 106, a feedback capacitor 107, a feedback resistor 108, a feedback capacitor 109, and a feedback. A resistor 110, a switch 111, an output terminal 112, a resistor 113, a bipolar transistor 114, and a constant current source 115 are provided.

また、抵抗113、バイポーラトランジスタ114、および定電流源115により構成される回路は、前段アンプ回路2100において、バイポーラトランジスタ102に供給されるバイアス電流の電流源を構成する部分である。すなわち、図14では図示していないが、実際には、増幅回路2102の入力側にバイアス電流が供給される。   Further, the circuit constituted by the resistor 113, the bipolar transistor 114, and the constant current source 115 is a part constituting a current source of a bias current supplied to the bipolar transistor 102 in the preamplifier circuit 2100. That is, although not shown in FIG. 14, actually, a bias current is supplied to the input side of the amplifier circuit 2102.

バイポーラトランジスタ102は、npn型のバイポーラトランジスタであり、ベースがフォトダイオード101に接続され、コレクタがバイポーラトランジスタ103のコレクタに接続され、エミッタが接地されている。なお、バイポーラトランジスタ102は、前段アンプ回路2100において、エミッタ接地型の増幅用トランジスタとして備えられている。   The bipolar transistor 102 is an npn-type bipolar transistor, the base is connected to the photodiode 101, the collector is connected to the collector of the bipolar transistor 103, and the emitter is grounded. The bipolar transistor 102 is provided as a grounded emitter type amplification transistor in the pre-stage amplifier circuit 2100.

バイポーラトランジスタ103は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、ベースがバイポーラトランジスタ114のベースに接続され、エミッタが抵抗104を介して電源Vccに接続されている。また、バイポーラトランジスタ103および抵抗104は、バイポーラトランジスタ102に対する能動負荷の電流源を構成している。   The bipolar transistor 103 is a pnp bipolar transistor, and has a base connected to the base of the bipolar transistor 114 and an emitter connected to the power supply Vcc via the resistor 104. The bipolar transistor 103 and the resistor 104 constitute an active load current source for the bipolar transistor 102.

バイポーラトランジスタ105は、npn型のバイポーラトランジスタであり、ベースがバイポーラトランジスタ102のコレクタに接続され、コレクタが電源Vccに接続され、エミッタが定電流源106を介して接地されている。また、出力端子112は、バイポーラトランジスタ105のエミッタ電圧を出力しており、バイポーラトランジスタ105および定電流源106は、出力エミッタフォロア回路を構成している。   The bipolar transistor 105 is an npn-type bipolar transistor, the base is connected to the collector of the bipolar transistor 102, the collector is connected to the power supply Vcc, and the emitter is grounded via the constant current source 106. The output terminal 112 outputs the emitter voltage of the bipolar transistor 105, and the bipolar transistor 105 and the constant current source 106 constitute an output emitter follower circuit.

バイポーラトランジスタ114は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、エミッタが抵抗113を介して電源Vccに接続され、コレクタが定電流源115を介して接地されている。また、バイポーラトランジスタ114のコレクタは、自身のベースにも接続されている。それゆえ、バイポーラトランジスタ114は、バイポーラトランジスタ103とカレントミラー回路を形成している。   The bipolar transistor 114 is a pnp type bipolar transistor, and has an emitter connected to the power supply Vcc via a resistor 113 and a collector grounded via a constant current source 115. The collector of the bipolar transistor 114 is also connected to its own base. Therefore, the bipolar transistor 114 forms a current mirror circuit with the bipolar transistor 103.

また、フォトダイオード101、帰還容量107、帰還抵抗108、帰還容量109、帰還抵抗110、およびスイッチ111は、図14に示したフォトダイオード2101、帰還容量2103、帰還抵抗2104、帰還容量2105、帰還抵抗2106、およびスイッチ2107にそれぞれ相当する。また、詳細には、図15に示す帰還回路は、増幅回路2102の入力側に相当するバイポーラトランジスタ102のベースと、増幅回路2102の出力側に相当する出力端子112との間に設けられている。   The photodiode 101, feedback capacitor 107, feedback resistor 108, feedback capacitor 109, feedback resistor 110, and switch 111 are the photodiode 2101, feedback capacitor 2103, feedback resistor 2104, feedback capacitor 2105, feedback resistor shown in FIG. 2106 and switch 2107, respectively. Specifically, the feedback circuit shown in FIG. 15 is provided between the base of the bipolar transistor 102 corresponding to the input side of the amplifier circuit 2102 and the output terminal 112 corresponding to the output side of the amplifier circuit 2102. .

上記の構成において、フォトダイオード101にて光信号から変換された電流信号は、バイポーラトランジスタ102のベースに入力され、続いてバイポーラトランジスタ102のコレクタを介して、バイポーラトランジスタ105のベースに入力される。そして、バイポーラトランジスタ105のエミッタの電圧が、出力端子112から出力される。   In the above configuration, the current signal converted from the optical signal by the photodiode 101 is input to the base of the bipolar transistor 102 and then input to the base of the bipolar transistor 105 through the collector of the bipolar transistor 102. Then, the voltage of the emitter of the bipolar transistor 105 is output from the output terminal 112.

また、バイポーラトランジスタ103とバイポーラトランジスタ114とがカレントミラー回路を形成していることにより、定電流源115によって、バイポーラトランジスタ102へのバイアス電流が供給される。なお、帰還回路におけるスイッチ111の切り替え動作については、図14を用いて説明したとおりである。   Further, since the bipolar transistor 103 and the bipolar transistor 114 form a current mirror circuit, a bias current to the bipolar transistor 102 is supplied from the constant current source 115. Note that the switching operation of the switch 111 in the feedback circuit is as described with reference to FIG.

ところで、増幅回路は、入力される電流信号が高周波になるにつれて、高域ゲインが低下するという周波数特性を有している。そこで続いて、前段アンプ回路2100の周波数特性について説明する。   By the way, the amplifier circuit has a frequency characteristic that the high-frequency gain decreases as the input current signal becomes a high frequency. Then, the frequency characteristic of the pre-stage amplifier circuit 2100 will be described subsequently.

図16は、前段アンプ回路2100の周波数特性を示すグラフである。上のグラフは、応答周波数とゲインとの関係を示しており、下のグラフは、応答周波数と位相との関係を示している。   FIG. 16 is a graph showing the frequency characteristics of the pre-stage amplifier circuit 2100. The upper graph shows the relationship between response frequency and gain, and the lower graph shows the relationship between response frequency and phase.

前段アンプ回路2100のオープンループゲインが、太線の実線で示したグラフAで示されるとする。なお、オープンループゲインは、負帰還がかけられていない場合の、前段アンプ回路2100の周波数特性である。   It is assumed that the open loop gain of the pre-stage amplifier circuit 2100 is indicated by a graph A indicated by a bold solid line. The open loop gain is a frequency characteristic of the pre-amplifier circuit 2100 when negative feedback is not applied.

オープンループゲインでは、極P1〜P3が存在する。すなわち、オープンループゲインは、周波数が極P1の地点よりも高くなると−6dB/オクターブ、さらに極P2の地点以降で−12dB/オクターブ、さらに極P3の地点以降で−18dB/オクターブで減少する。また、極P1〜P3の地点でのオープンループゲインの位相は、極P1で−45度、極P2で−135度、極P3で−225度回転する。
特開2003−8361号公報(平成15年1月10日公開) 特開平8−154023号公報(1996年6月11日公開)
In the open loop gain, there are poles P1 to P3. That is, the open loop gain decreases at −6 dB / octave when the frequency is higher than the point of the pole P1, further decreases by −12 dB / octave after the point of the pole P2, and further decreases by −18 dB / octave after the point of the pole P3. The phase of the open loop gain at the points P1 to P3 rotates by -45 degrees at the pole P1, -135 degrees at the pole P2, and -225 degrees at the pole P3.
JP 2003-8361 A (published on January 10, 2003) JP-A-8-154023 (released on June 11, 1996)

ここで、図16に示したオープンループゲインを有する前段アンプ回路2100に、帰還抵抗で帰還をかけたときのゲインと、オープンループゲインすなわちグラフAとが交わる周波数を、周波数fxとする。   Here, the frequency at which the gain when the feedback is applied to the pre-stage amplifier circuit 2100 having the open loop gain shown in FIG. 16 and the open loop gain, that is, the graph A, is defined as a frequency fx.

記録スピードの高速化に対応するためには、図16に示すように、帰還をかけたときのゲインを低く設定(L1)して高い周波数(L2)を得ればよい。ところが、周波数fxが、位相が−135度回転する極P2の地点よりも高くなると、位相余裕が45度以下(Z)となり発振の危険が生じる。   In order to cope with an increase in recording speed, as shown in FIG. 16, a high frequency (L2) may be obtained by setting a low gain (L1) when feedback is applied. However, when the frequency fx becomes higher than the point of the pole P2 whose phase rotates by -135 degrees, the phase margin becomes 45 degrees or less (Z), and there is a risk of oscillation.

それゆえ、周波数fxは、オープンループゲインの位相が−135度以上回らないような値に設定することが、発振の防止すなわち回路の安定性を考える上で不可欠な条件となる。このため、周波数fxは、極P2の地点以前になるように設計しなくてはならない。   Therefore, setting the frequency fx to a value such that the phase of the open loop gain does not rotate more than −135 degrees is an indispensable condition for preventing oscillation, that is, considering circuit stability. For this reason, the frequency fx must be designed to be before the point of the pole P2.

一方、オープンループゲインの周波数特性において、ゲインが低下し始める基準となる極P1での周波数fcは、図14に示した前段アンプ回路2100における、帰還抵抗2104(または帰還抵抗2106)と、帰還容量2103(容量値Ca)(または帰還容量2105)とによって決定される。   On the other hand, in the frequency characteristics of the open loop gain, the frequency fc at the pole P1, which serves as a reference for the gain to begin to decrease, is equal to the feedback resistance 2104 (or feedback resistance 2106) and the feedback capacitance in the pre-stage amplifier circuit 2100 shown in FIG. 2103 (capacitance value Ca) (or feedback capacitance 2105).

fc=1/(2πRa・Ca) 〔Hz〕 ・・・式(2)
ところが、帰還抵抗2104の抵抗値Raが非常に高い場合、または、オープンループゲインによっては、上記式(2)での設計よりも前段アンプ回路2100の応答特性で制限される。すなわち、上記周波数fcを速く設計しても、帰還回路を用いた前段アンプ回路2100の応答周波数の限界は、図16に示すように、周波数fxで律速される。ゆえに、ゲインを高く設定(H1)すればするほど周波数の値は低くなる(H2)ので、応答周波数の高速化は困難となる。
fc = 1 / (2πRa · Ca) [Hz] (2)
However, when the resistance value Ra of the feedback resistor 2104 is very high, or depending on the open-loop gain, the response characteristic of the pre-stage amplifier circuit 2100 is limited as compared with the design of the above equation (2). That is, even if the frequency fc is designed to be fast, the limit of the response frequency of the pre-stage amplifier circuit 2100 using the feedback circuit is limited by the frequency fx as shown in FIG. Therefore, the higher the gain is set (H1), the lower the value of the frequency (H2). Therefore, it is difficult to increase the response frequency.

しかし、上記光ピックアップ用の多段ゲイン切替機能付き受光IC2000には、複数の光ディスクメディアに対応すること、かつ、記録および再生の高速化に対応することが求められている。これにより、低いゲインでの回路安定化と高いゲインでの応答高速化との両立を実現するように、前段アンプ回路2100では、低いゲインから高いゲインまでの大きな幅でゲインの切り替えを行う必要がある。   However, the light receiving IC 2000 with a multistage gain switching function for the optical pickup is required to support a plurality of optical disc media and to increase the speed of recording and reproduction. As a result, the preamplifier circuit 2100 needs to switch the gain in a large range from a low gain to a high gain so as to realize both the circuit stabilization at a low gain and the response speed increase at a high gain. is there.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、入力信号レベルに応じてゲインを切り替えることによって、低いゲインでの回路安定化と高いゲインでの応答高速化との両立を実現することができる増幅回路、受光増幅回路、および光ピックアップ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to switch the gain according to the input signal level, thereby stabilizing the circuit at a low gain and increasing the response speed at a high gain. It is an object of the present invention to provide an amplifier circuit, a light receiving amplifier circuit, and an optical pickup device that can realize both of the above.

本発明の増幅回路は、上記課題を解決するために、入力端子と、出力端子と、上記入力端子から入力された電流信号を増幅して、上記出力端子へと出力する増幅用トランジスタと、低いゲインと高いゲインとを切り替え可能なゲイン切替機能を有し、上記入力端子および出力端子に接続される帰還回路とを備える増幅回路において、上記入力された電流信号の信号レベルに応じた上記帰還回路のゲインの切り替えに応じて、上記帰還回路が設けられていない場合の周波数特性でありゲインと応答周波数との関係を表すオープンループゲインを調整することを特徴としている。   In order to solve the above problems, an amplifier circuit according to the present invention has an input terminal, an output terminal, an amplifying transistor that amplifies a current signal input from the input terminal and outputs the amplified signal to the output terminal, and a low In the amplifier circuit having a gain switching function capable of switching between a gain and a high gain, and having a feedback circuit connected to the input terminal and the output terminal, the feedback circuit according to the signal level of the input current signal According to the switching of the gain, the open loop gain representing the relationship between the gain and the response frequency, which is a frequency characteristic when the feedback circuit is not provided, is adjusted.

上記の構成によれば、帰還回路は、入力された電流信号の信号レベルの差に対応するために、各信号レベルに対応するように低いゲインまたは高いゲインに切り替え可能なゲイン切替機能を有している。   According to the above configuration, the feedback circuit has a gain switching function capable of switching to a low gain or a high gain so as to correspond to each signal level in order to correspond to the difference in signal level of the input current signal. ing.

また、オープンループゲインは、ゲインが低くなると応答周波数が低下し、ゲインが高くなると応答周波数が増加する周波数特性を有している。すなわち、応答周波数が低下することは応答速度が低下することを意味し、応答周波数が増加することは位相差が増加し、発振の危険が生じてしまうことを意味している。   The open loop gain has a frequency characteristic in which the response frequency decreases when the gain decreases, and increases when the gain increases. In other words, a decrease in response frequency means a decrease in response speed, and an increase in response frequency means an increase in phase difference and the risk of oscillation.

ゆえに、入力信号レベルに応じて、帰還回路で低いゲインに切り替えられる場合、応答周波数が増大することにより発振の危険が生じてしまう。また、帰還回路で高いゲインに切り替えられる場合、応答周波数が低下することにより高速応答が困難となる。   Therefore, when switching to a low gain by the feedback circuit according to the input signal level, a risk of oscillation occurs due to an increase in the response frequency. Further, when the gain is switched to a high gain by the feedback circuit, a high-speed response becomes difficult because the response frequency is lowered.

そこで、入力信号レベルに応じた帰還回路のゲインの切り替えに応じて、オープンループゲインを調整することにより、入力信号レベルに応じて調整した応答周波数を得ることが可能となる。例えば、帰還回路で低いゲインに切り替えられた場合には、応答周波数を低下させるようにオープンループゲインを調整する。また、帰還回路で高いゲインに切り替えられた場合には、発振の危険を回避する間際まで応答周波数を増加させるようにオープンループゲインを調整する。   Therefore, it is possible to obtain a response frequency adjusted in accordance with the input signal level by adjusting the open loop gain in accordance with switching of the gain of the feedback circuit in accordance with the input signal level. For example, when the gain is switched to a low gain by the feedback circuit, the open loop gain is adjusted so as to reduce the response frequency. When the feedback circuit is switched to a high gain, the open loop gain is adjusted so as to increase the response frequency until just before the risk of oscillation is avoided.

これにより、低いゲインの状態時であっても、回路の安定化を実現することが可能となる。また、高いゲインの状態時であっても、高速応答を実現することが可能となる。よって、本発明の増幅回路は、入力信号レベルに応じてゲインを切り替えることによって、低いゲインでの回路安定化と高いゲインでの応答高速化との両立を実現することが可能となる。   This makes it possible to achieve circuit stabilization even in a low gain state. In addition, a high-speed response can be realized even in a high gain state. Therefore, the amplifier circuit according to the present invention can realize both the stabilization of the circuit with a low gain and the increase of the response speed with a high gain by switching the gain according to the input signal level.

また、本発明の増幅回路は、上記帰還回路のゲインが低いゲインに切り替えられる場合、上記オープンループゲインを、GB積が減少する方向に下がるように調整し、上記帰還回路のゲインが高いゲインに切り替えられる場合、上記オープンループゲインを、GB積が増加する方向に上がるように調整することが好ましい。   In addition, when the gain of the feedback circuit is switched to a low gain, the amplifier circuit of the present invention adjusts the open loop gain so as to decrease the GB product so that the gain of the feedback circuit is increased. When switching, it is preferable to adjust the open loop gain so that the GB product increases.

上記の構成によれば、オープンループゲインのGB積が減少する方向に下がる場合、同じゲインで、オープンループゲインのGB積が下がる前後の応答周波数を比較すると、オープンループゲインのGB積が下がった後の応答周波数は、オープンループゲインのGB積が下がる前の応答周波数よりも低下する。よって、帰還回路のゲインが低いゲインに切り替えられる場合に、高周波での回路発振や不安定動作を防止するようにオープンループゲインを調整することが可能となる。   According to the above configuration, when the GB product of the open loop gain decreases, the open loop gain GB product decreases when comparing the response frequency before and after the open loop gain GB product decreases with the same gain. The later response frequency is lower than the response frequency before the GB product of the open loop gain is decreased. Therefore, when the gain of the feedback circuit is switched to a low gain, the open loop gain can be adjusted so as to prevent circuit oscillation at high frequency and unstable operation.

また、オープンループゲインのGB積が増加する方向に上がる場合、同じゲインで、オープンループゲインのGB積が上がる前後の応答周波数を比較すると、オープンループゲインのGB積が上がった後の応答周波数は、オープンループゲインのGB積が上がる前の応答周波数よりも増加する。よって、帰還回路のゲインが高いゲインに切り替えられる場合に、応答周波数が増加するようにオープンループゲインを調整することが可能となる。   In addition, when the GB product of the open loop gain increases, when the response frequency before and after the GB product of the open loop gain increases with the same gain is compared, the response frequency after the GB product of the open loop gain increases is The response frequency before the GB product of the open loop gain increases is increased. Therefore, when the gain of the feedback circuit is switched to a high gain, the open loop gain can be adjusted so that the response frequency increases.

また、本発明の増幅回路は、上記オープンループゲインは、上記増幅用トランジスタのGB積の調整を行うことにより調整されることが好ましい。   In the amplifier circuit of the present invention, it is preferable that the open loop gain is adjusted by adjusting a GB product of the amplification transistor.

上記の構成によれば、増幅用トランジスタのGB積の調整を行うことにより、増幅回路としてのGB積を調整することになるので、増幅回路のオープンループゲインのGB積を調整することが可能となる。   According to the above configuration, by adjusting the GB product of the amplifying transistor, the GB product as the amplifier circuit is adjusted. Therefore, the GB product of the open loop gain of the amplifier circuit can be adjusted. Become.

また、本発明の増幅回路は、上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであって、上記増幅用トランジスタのエミッタと接地との間に直列接続される第1スイッチと、一方の端子が上記増幅用トランジスタのエミッタに接続され、他方の端子が第1抵抗を介して接地される第2スイッチとを備えることが好ましい。   The amplifier circuit according to the present invention is a grounded-emitter bipolar transistor in which a base is connected to the input terminal and a bias current is supplied to a collector of the amplifier transistor, the emitter of the amplifier transistor being It is preferable to include a first switch connected in series with the ground, and a second switch having one terminal connected to the emitter of the amplifying transistor and the other terminal grounded via the first resistor. .

上記の構成によれば、第1スイッチをオフ、かつ第2スイッチをオンに切り替えれば、増幅用トランジスタのエミッタに第1抵抗が接続されるので、増幅用トランジスタのコレクタ電流が減少する。これにより、増幅用トランジスタの出力電圧の調整を行うことが可能となる。   According to the above configuration, when the first switch is turned off and the second switch is turned on, the first resistor is connected to the emitter of the amplifying transistor, so that the collector current of the amplifying transistor is reduced. As a result, the output voltage of the amplifying transistor can be adjusted.

また、本発明の増幅回路は、上記オープンループゲインは、上記増幅用トランジスタの出力電圧の位相補償を行うことにより調整されることが好ましい。   In the amplifier circuit of the present invention, it is preferable that the open loop gain is adjusted by performing phase compensation of the output voltage of the amplification transistor.

上記の構成によれば、増幅用トランジスタの出力電圧の位相補償を行うことにより、増幅回路としての出力電圧に位相補償が行われることになるので、オープンループゲインにおいて、ゲインが低下し始める周波数地点が低周波側にシフトする。これにより、オープンループゲインを調整することが可能となる。   According to the above configuration, by performing phase compensation of the output voltage of the amplification transistor, phase compensation is performed on the output voltage as the amplification circuit. Therefore, in the open loop gain, the frequency point at which the gain starts to decrease. Shifts to the low frequency side. As a result, the open loop gain can be adjusted.

また、本発明の増幅回路は、上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであって、一方の端子が位相補償容量素子を介して上記増幅用トランジスタのコレクタに接続され、他方の端子が接地される第3スイッチを備えることが好ましい。   In the amplifier circuit of the present invention, the amplifying transistor is a grounded emitter bipolar transistor having a base connected to the input terminal and a collector supplied with a bias current, and one terminal of which is a phase compensation capacitor. It is preferable to include a third switch that is connected to the collector of the amplifying transistor through an element and whose other terminal is grounded.

上記の構成によれば、第3スイッチをオンに切り替えれば、増幅用トランジスタのコレクタに位相補償容量素子が接続されるので、増幅用トランジスタのコレクタ電圧が位相補償容量により調節される。これにより、増幅用トランジスタの出力電圧の位相補償を行うことが可能となる。   According to the above configuration, when the third switch is turned on, the phase compensation capacitance element is connected to the collector of the amplification transistor, so that the collector voltage of the amplification transistor is adjusted by the phase compensation capacitance. Thereby, phase compensation of the output voltage of the amplifying transistor can be performed.

また、本発明の増幅回路は、上記オープンループゲインは、上記増幅用トランジスタに供給するバイアス電流を増加することにより調整されることが好ましい。   In the amplifier circuit of the present invention, it is preferable that the open loop gain is adjusted by increasing a bias current supplied to the amplifying transistor.

上記の構成によれば、増幅用トランジスタに供給するバイアス電流を増加することにより、増幅回路からは高周波帯域が広くなった電圧が出力されることになるので、オープンループゲインにおいて、ゲインが低下し始める周波数地点が高周波側にシフトする。これにより、オープンループゲインを調整することが可能となる。   According to the above configuration, by increasing the bias current supplied to the amplifying transistor, a voltage with a wide high frequency band is output from the amplifying circuit, so that the gain decreases in the open loop gain. The starting frequency point shifts to the high frequency side. As a result, the open loop gain can be adjusted.

また、本発明の増幅回路は、上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであって、上記増幅用トランジスタのコレクタにバイアス電流を供給する第1電流源と、上記第1電流源は、上記増幅用トランジスタのコレクタに接続する接続部位を上流側としたときに、一方の端子が上記第1電流源の上流側に接続され、他方の端子が第2電流源を介して接地される第4スイッチとを備えることが好ましい。   In the amplifier circuit of the present invention, the amplifying transistor is a grounded-emitter bipolar transistor having a base connected to the input terminal and a collector supplied with a bias current, and the collector of the amplifying transistor is connected to the amplifying transistor. The first current source for supplying the bias current and the first current source have one terminal on the upstream side of the first current source when the connection portion connected to the collector of the amplification transistor is on the upstream side. It is preferable to include a fourth switch connected and having the other terminal grounded via the second current source.

上記の構成によれば、第4スイッチをオンに切り替えれば、第1電流源の上流側に第2電流源が接続されるので、増幅用トランジスタに供給されるバイアス電流が増大する。これにより、増幅用トランジスタに供給するバイアス電流を増加することが可能となる。   According to the above configuration, when the fourth switch is turned on, the second current source is connected to the upstream side of the first current source, so that the bias current supplied to the amplifying transistor increases. As a result, the bias current supplied to the amplifying transistor can be increased.

また、本発明の増幅回路は、上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであることが好ましい。   In the amplifying circuit of the present invention, the amplifying transistor is preferably a grounded-emitter bipolar transistor having a base connected to the input terminal and a collector supplied with a bias current.

上記の構成によれば、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタを用いることにより、当該バイポーラトランジスタのGB積を向上することが可能となる。また、例えば、容量などをコレクタに接続させることにより、GB積を低く設定することも可能となる。   According to the above configuration, by using a grounded emitter bipolar transistor, the GB product of the bipolar transistor can be improved. Further, for example, the GB product can be set low by connecting a capacitor or the like to the collector.

それゆえ、増幅用トランジスタのGB積の調整を行うことにより、増幅回路としてのGB積を調整することになるので、増幅回路のオープンループゲインのGB積を調整することが可能となる。これにより、増幅回路のオープンループゲインの調整範囲を大きくすることが可能となる。   Therefore, by adjusting the GB product of the amplifying transistor, the GB product as the amplifier circuit is adjusted, so that the GB product of the open loop gain of the amplifier circuit can be adjusted. This makes it possible to increase the adjustment range of the open loop gain of the amplifier circuit.

また、本発明の増幅回路は、上記帰還回路は、スイッチをオンオフすることにより切り替えられることが好ましい。これにより、低いゲインと高いゲインとの切り替えを、スイッチをオンオフするだけで容易に行うことが可能となる。   In the amplifier circuit of the present invention, the feedback circuit is preferably switched by turning on and off the switch. As a result, it is possible to easily switch between a low gain and a high gain simply by turning on and off the switch.

また、本発明の増幅回路は、上記帰還回路は、第2抵抗および第1容量素子を並列接続した第1帰還回路部と、並列接続した第3抵抗および第2容量素子にさらに第5スイッチを直列接続した第2帰還回路部とが並列接続されることにより構成されていることが好ましい。   In the amplifier circuit of the present invention, the feedback circuit includes a first feedback circuit unit in which the second resistor and the first capacitor element are connected in parallel, and a fifth switch in the third resistor and the second capacitor element connected in parallel. It is preferable that the second feedback circuit unit connected in series is connected in parallel.

上記の構成によれば、第5スイッチをオンに切り替える場合、第1帰還回路部および第2帰還回路部が並列接続されるので、帰還回路のゲインは減少する。また、第5スイッチをオフに切り替える場合、第5スイッチをオンに切り替える場合のゲインよりも、帰還回路のゲインは高い状態となる。   According to the above configuration, when the fifth switch is turned on, the first feedback circuit unit and the second feedback circuit unit are connected in parallel, so that the gain of the feedback circuit decreases. Further, when the fifth switch is switched off, the gain of the feedback circuit is higher than the gain when the fifth switch is switched on.

よって、第5スイッチをオンに切り替えることにより帰還回路のゲインを低い状態に切り替え、また、第5スイッチをオフに切り替えることにより帰還回路のゲインを高い状態に切り替えることが可能となる。   Therefore, the gain of the feedback circuit can be switched to a low state by switching the fifth switch on, and the gain of the feedback circuit can be switched to a high state by switching the fifth switch off.

また、本発明の増幅回路は、上記第1スイッチ、上記第2スイッチ、上記第3スイッチ、上記第4スイッチ、および上記第5スイッチは、電気的なスイッチ回路により構成されることが好ましい。これにより、増幅回路を半導体集積回路として容易に実現することが可能となる。   In the amplifier circuit of the present invention, it is preferable that the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch are configured by an electrical switch circuit. As a result, the amplifier circuit can be easily realized as a semiconductor integrated circuit.

また、本発明の増幅回路は、上記第5スイッチと、上記第1スイッチおよび第2スイッチ、上記第3スイッチ、並びに上記第4スイッチのうちから複数個を組み合わせた構成とを備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the amplifier circuit of the present invention includes the fifth switch and a configuration in which a plurality of the first switch and the second switch, the third switch, and the fourth switch are combined.

上記の構成によれば、例えば、第5スイッチと、第1スイッチおよび第2スイッチと第3スイッチとを組み合わせた構成とを備えることにより、各スイッチを切り替えることによって、さらなる回路の安定化を実現することが可能となる。   According to the above configuration, for example, by providing a fifth switch and a configuration in which the first switch, the second switch, and the third switch are combined, further circuit stabilization is realized by switching each switch. It becomes possible to do.

また、第5スイッチと、第3スイッチと第4スイッチとを組み合わせた構成とを備えることにより、各スイッチを切り替えることによって、回路の安定化と応答高速化との両立を実現することが可能となる。よって、強化させたい実現対象に応じて、最適な回路構成を実現することが可能となる。   In addition, by providing the fifth switch and the configuration in which the third switch and the fourth switch are combined, it is possible to achieve both stabilization of the circuit and faster response by switching each switch. Become. Therefore, it is possible to realize an optimum circuit configuration according to the realization target to be strengthened.

また、本発明の受光増幅回路は、上記増幅回路と、入力した光信号を電流信号に変換して出力する受光素子とを備え、上記受光素子は、上記増幅回路の入力端子に上記電流信号を出力することを特徴としている。   The light receiving amplifier circuit of the present invention includes the amplifier circuit and a light receiving element that converts an input optical signal into a current signal and outputs the current signal, and the light receiving element outputs the current signal to an input terminal of the amplifier circuit. It is characterized by output.

上記の構成によれば、受光素子を備えることにより、光信号の信号レベルに応じて増幅した電圧信号を、後段の回路に出力することが可能となる。   According to said structure, it becomes possible to output the voltage signal amplified according to the signal level of an optical signal to a circuit of a back | latter stage by providing a light receiving element.

また、本発明の光ピックアップ装置は、上記受光増幅回路を備えることを特徴としている。   Also, an optical pickup device of the present invention is characterized by including the light receiving amplification circuit.

光ピックアップ装置は、光ディスクからの反射光を受光増幅回路に入力させて、反射光の光信号から増幅した電圧信号を、後段の回路に出力する。それゆえ、上記の構成によれば、上記受光増幅回路を備えることにより、記録時および再生時の各光入力レベルに対応するように好適にゲインが切り替えられながら、オープンループゲインが調整されることによって、常に最適に調整された出力を得ることが可能となる。   The optical pickup device inputs reflected light from the optical disk to a light receiving amplification circuit, and outputs a voltage signal amplified from the optical signal of the reflected light to a subsequent circuit. Therefore, according to the above configuration, the open-loop gain is adjusted while the gain is suitably switched so as to correspond to each optical input level at the time of recording and reproduction by providing the light receiving amplification circuit. Therefore, it is possible to always obtain an optimally adjusted output.

以上のように、本発明の増幅回路は、入力された電流信号の信号レベルに応じた帰還回路のゲインの切り替えに応じて、上記帰還回路が設けられていない場合の周波数特性でありゲインと応答周波数との関係を表すオープンループゲインを調整する、という構成を有している。   As described above, the amplifier circuit according to the present invention is a frequency characteristic in the case where the feedback circuit is not provided according to the switching of the gain of the feedback circuit according to the signal level of the input current signal. The open loop gain representing the relationship with the frequency is adjusted.

それゆえ、低いゲインの状態時であっても、回路の安定化を実現することが可能となり、高いゲインの状態時であっても、高速応答を実現することが可能となる。よって、入力信号レベルに応じてゲインを切り替えることによって、低いゲインでの回路安定化と高いゲインでの応答高速化との両立を実現することができるという効果を奏する。   Therefore, the circuit can be stabilized even when the gain is low, and the high-speed response can be realized even when the gain is high. Therefore, by switching the gain according to the input signal level, there is an effect that it is possible to realize both the stabilization of the circuit with a low gain and the speeding up of the response with a high gain.

また、本発明の受光増幅回路は、上記増幅回路と、入力した光信号を電流信号に変換して出力する受光素子とを備え、上記受光素子は、上記増幅回路の入力端子に上記電流信号を出力する、という構成を有している。   The light receiving amplifier circuit of the present invention includes the amplifier circuit and a light receiving element that converts an input optical signal into a current signal and outputs the current signal, and the light receiving element outputs the current signal to an input terminal of the amplifier circuit. It has a configuration of outputting.

それゆえ、受光素子を備えることにより、光信号の信号レベルに応じて増幅した電圧信号を、後段の回路に出力することができるという効果を奏する。   Therefore, by providing the light receiving element, there is an effect that the voltage signal amplified according to the signal level of the optical signal can be output to the subsequent circuit.

また、本発明の光ピックアップ装置は上記受光増幅回路を備えている。それゆえ、受光増幅回路を備えることにより、記録時および再生時の各光入力レベルに対応するように、好適にゲインを切り替えることが可能となる。   The optical pickup device of the present invention includes the light receiving amplification circuit. Therefore, by providing the light receiving amplification circuit, it is possible to suitably switch the gain so as to correspond to each optical input level at the time of recording and at the time of reproduction.

それゆえ、受光増幅回路を備えることにより、記録時および再生時の各光入力レベルに対応するように好適にゲインが切り替えられながら、オープンループゲインが調整されることによって、常に最適に調整された出力を得ることができるという効果を奏する。   Therefore, by providing the light receiving amplification circuit, the gain is suitably switched so as to correspond to each optical input level at the time of recording and reproduction, and the open loop gain is adjusted so that it is always optimally adjusted. There is an effect that an output can be obtained.

〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において、図15に示した従来の前段アンプ回路2100の構成要素と同等な機能を有する構成要素については、同一の参照符号を付記し、その説明を適宜省略する。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, components having the same functions as those of the conventional pre-amplifier circuit 2100 shown in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

図1は、本実施の形態の前段アンプ回路100aの一構成例を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-stage amplifier circuit 100a of the present embodiment.

本実施の形態の前段アンプ回路100aは、後段アンプ回路(図示せず)と共に、多段ゲイン切替機能付きの受光IC(図示せず)として構成される。受光ICは、受光増幅機能を有するICとして、例えば、CD,DVD,BDなどの様々な種類の光ディスクを記録再生する光ディスク記録再生装置に搭載された光ピックアップ装置などの、光学系装置に搭載される。   The preamplifier circuit 100a of the present embodiment is configured as a light receiving IC (not shown) with a multistage gain switching function together with a postamplifier circuit (not shown). The light receiving IC is mounted on an optical system device such as an optical pickup device mounted on an optical disk recording / reproducing apparatus for recording / reproducing various types of optical disks such as CDs, DVDs, and BDs as an IC having a light receiving amplification function. The

前段アンプ回路100aは、図1に示すように、フォトダイオード101、バイポーラトランジスタ102、バイポーラトランジスタ103、抵抗104、バイポーラトランジスタ105、定電流源106、帰還容量107、帰還抵抗108、帰還容量109、帰還抵抗110、スイッチ111、出力端子112、抵抗113、バイポーラトランジスタ114、定電流源115、およびエミッタ抵抗切替回路120を備えている。   As shown in FIG. 1, the preamplifier circuit 100a includes a photodiode 101, a bipolar transistor 102, a bipolar transistor 103, a resistor 104, a bipolar transistor 105, a constant current source 106, a feedback capacitor 107, a feedback resistor 108, a feedback capacitor 109, and a feedback. A resistor 110, a switch 111, an output terminal 112, a resistor 113, a bipolar transistor 114, a constant current source 115, and an emitter resistance switching circuit 120 are provided.

また、前段アンプ回路100aは、エミッタ接地型の受光アンプ回路である。さらに詳細には、前段アンプ回路100aは、トランスインピーダンスアンプ回路により構成されている。トランスインピーダンスアンプ回路は、例えば、フォトダイオードなどの微小電流信号を直接入力して増幅する、トランスインピーダンスと呼ばれる方式を用いた増幅回路である。なお、前段アンプ回路100aは、例えば、図14に示した前段アンプ回路2100の部分に対応する。   The preamplifier circuit 100a is a grounded emitter type light receiving amplifier circuit. More specifically, the pre-stage amplifier circuit 100a is configured by a transimpedance amplifier circuit. The transimpedance amplifier circuit is an amplifier circuit using a method called transimpedance that directly inputs and amplifies a minute current signal such as a photodiode. The pre-stage amplifier circuit 100a corresponds to, for example, the part of the pre-stage amplifier circuit 2100 illustrated in FIG.

バイポーラトランジスタ102は、npn型のバイポーラトランジスタであり、ベースがフォトダイオード101に接続され、コレクタがバイポーラトランジスタ103のコレクタに接続され、エミッタがエミッタ抵抗切替回路120に接続されている。なお、バイポーラトランジスタ102は、前段アンプ回路100aにおいて、エミッタ接地型の増幅用トランジスタとして備えられている。   The bipolar transistor 102 is an npn-type bipolar transistor, the base is connected to the photodiode 101, the collector is connected to the collector of the bipolar transistor 103, and the emitter is connected to the emitter resistance switching circuit 120. The bipolar transistor 102 is provided as a grounded emitter amplification transistor in the preamplifier circuit 100a.

バイポーラトランジスタ103は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、ベースがバイポーラトランジスタ114のベースに接続され、エミッタが抵抗104を介して電源Vccに接続されている。また、バイポーラトランジスタ103および抵抗104は、バイポーラトランジスタ102に対する能動負荷の電流源を構成している。   The bipolar transistor 103 is a pnp bipolar transistor, and has a base connected to the base of the bipolar transistor 114 and an emitter connected to the power supply Vcc via the resistor 104. The bipolar transistor 103 and the resistor 104 constitute an active load current source for the bipolar transistor 102.

バイポーラトランジスタ105は、npn型のバイポーラトランジスタであり、ベースがバイポーラトランジスタ102のコレクタに接続され、コレクタが電源Vccに接続され、エミッタが定電流源106を介して接地されている。また、出力端子112は、バイポーラトランジスタ105のエミッタ電圧を出力しており、バイポーラトランジスタ105および定電流源106は、出力エミッタフォロア回路を構成している。   The bipolar transistor 105 is an npn-type bipolar transistor, the base is connected to the collector of the bipolar transistor 102, the collector is connected to the power supply Vcc, and the emitter is grounded via the constant current source 106. The output terminal 112 outputs the emitter voltage of the bipolar transistor 105, and the bipolar transistor 105 and the constant current source 106 constitute an output emitter follower circuit.

バイポーラトランジスタ114は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、エミッタが抵抗113を介して電源Vccに接続され、コレクタが定電流源115を介して接地されている。また、バイポーラトランジスタ114のコレクタは、自身のベースにも接続されている。それゆえ、バイポーラトランジスタ114は、バイポーラトランジスタ103とカレントミラー回路を形成している。   The bipolar transistor 114 is a pnp type bipolar transistor, and has an emitter connected to the power supply Vcc via a resistor 113 and a collector grounded via a constant current source 115. The collector of the bipolar transistor 114 is also connected to its own base. Therefore, the bipolar transistor 114 forms a current mirror circuit with the bipolar transistor 103.

帰還容量107、帰還抵抗108、帰還容量109、および帰還抵抗110は、前段アンプ回路100aの帰還回路に設けられている。帰還回路は、1段目の回路と2段目の回路とが並列接続された2段回路により構成されている。   The feedback capacitor 107, the feedback resistor 108, the feedback capacitor 109, and the feedback resistor 110 are provided in the feedback circuit of the preamplifier circuit 100a. The feedback circuit is composed of a two-stage circuit in which a first-stage circuit and a second-stage circuit are connected in parallel.

1段目は、帰還容量107と帰還抵抗108とが並列接続され、当該並列に接続された一方の端子がバイポーラトランジスタ102のベースに接続され、他方の端子が出力端子112に接続されている回路である。なお、この回路は、特許請求の範囲に記載の第1帰還回路部に該当する。   The first stage is a circuit in which a feedback capacitor 107 and a feedback resistor 108 are connected in parallel, one terminal connected in parallel is connected to the base of the bipolar transistor 102, and the other terminal is connected to the output terminal 112. It is. This circuit corresponds to the first feedback circuit section recited in the claims.

2段目は、帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続され、当該並列に接続された一方の端子がバイポーラトランジスタ102のベースに接続され、他方の端子がスイッチ111を介して出力端子112に接続されている回路である。なお、この回路は、特許請求の範囲に記載の第2帰還回路部に該当する。   In the second stage, the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel, one terminal connected in parallel is connected to the base of the bipolar transistor 102, and the other terminal is connected to the output terminal 112 via the switch 111. It is a connected circuit. This circuit corresponds to the second feedback circuit section recited in the claims.

エミッタ抵抗切替回路120は、スイッチ121、スイッチ122、および抵抗123により構成されている。   The emitter resistance switching circuit 120 includes a switch 121, a switch 122, and a resistor 123.

スイッチ121は、一方の端子がバイポーラトランジスタ102のエミッタに接続され、他方の端子が接地されている。スイッチ122は、一方の端子がバイポーラトランジスタ102のエミッタに接続され、他方の端子が抵抗123を介して接地されている。これにより、スイッチ121またはスイッチ122の何れかがオンになっていれば、バイポーラトランジスタ102のエミッタは接地されることになる。   The switch 121 has one terminal connected to the emitter of the bipolar transistor 102 and the other terminal grounded. The switch 122 has one terminal connected to the emitter of the bipolar transistor 102 and the other terminal grounded via a resistor 123. Thereby, if either the switch 121 or the switch 122 is turned on, the emitter of the bipolar transistor 102 is grounded.

上記の構成において、フォトダイオード101にて光信号から変換された電流信号は、バイポーラトランジスタ102のベースに入力され、続いてバイポーラトランジスタ102のコレクタを介して、バイポーラトランジスタ105のベースに入力される。そして、バイポーラトランジスタ105のエミッタの電圧が、出力端子112から出力される。   In the above configuration, the current signal converted from the optical signal by the photodiode 101 is input to the base of the bipolar transistor 102 and then input to the base of the bipolar transistor 105 through the collector of the bipolar transistor 102. Then, the voltage of the emitter of the bipolar transistor 105 is output from the output terminal 112.

なお、バイポーラトランジスタ103とバイポーラトランジスタ114とがカレントミラー回路を形成していることにより、定電流源115によって、バイポーラトランジスタ102へのバイアス電流が供給される。   Since the bipolar transistor 103 and the bipolar transistor 114 form a current mirror circuit, a bias current to the bipolar transistor 102 is supplied from the constant current source 115.

また、スイッチ111が、前段アンプ回路100aのゲインを切り替えるためにオン/オフに切り替えられる。すなわち、スイッチ111がオフの場合、帰還回路は、帰還容量107および帰還抵抗108で構成される帰還回路のみになる。一方、スイッチ111がオンの場合、帰還回路は、帰還容量107および帰還抵抗108で構成される帰還回路と、帰還容量109および帰還抵抗110で構成される帰還回路とが2段接続された帰還回路になる。   Further, the switch 111 is switched on / off in order to switch the gain of the pre-stage amplifier circuit 100a. That is, when the switch 111 is off, the feedback circuit is only the feedback circuit composed of the feedback capacitor 107 and the feedback resistor 108. On the other hand, when the switch 111 is on, the feedback circuit is a feedback circuit in which a feedback circuit composed of the feedback capacitor 107 and the feedback resistor 108 and a feedback circuit composed of the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in two stages. become.

これにより、帰還回路は、スイッチ111がオフの場合、高いゲインに設定されることになり、スイッチ111がオンの場合、低いゲインに設定されることになる。   Thus, the feedback circuit is set to a high gain when the switch 111 is off, and is set to a low gain when the switch 111 is on.

ここで、エミッタ抵抗切替回路120では、スイッチ111のオン/オフの切り替えに応じて、スイッチ121およびスイッチ122のオン/オフが切り替えられている。これについて、図1および図2を参照しながら次に説明する。   Here, in the emitter resistance switching circuit 120, the on / off of the switch 121 and the switch 122 is switched in accordance with the on / off switching of the switch 111. This will be described next with reference to FIG. 1 and FIG.

図2は、前段アンプ回路100aの周波数特性を示すグラフである。縦軸は、ゲイン(dB)を示し、横軸は、応答周波数(Hz)を示している。   FIG. 2 is a graph showing frequency characteristics of the pre-amplifier circuit 100a. The vertical axis represents gain (dB), and the horizontal axis represents response frequency (Hz).

まず、前段アンプ回路100aに、帰還回路が設けられていないとする。このときの前段アンプ回路100aの周波数特性は、オープンループゲインとして示される。   First, it is assumed that no feedback circuit is provided in the pre-stage amplifier circuit 100a. The frequency characteristic of the preamplifier circuit 100a at this time is shown as an open loop gain.

このとき、図1に示すように、スイッチ121がオン、かつ、スイッチ122がオフで、バイポーラトランジスタ102のエミッタが、何も介さず直接接地されるとする。すると、前段アンプ回路100aのオープンループゲインが、図2にて太線の実線で示したグラフAで示される。このときのオープンループゲインでは、極P1〜P3が存在する。極P1〜P3では、図16に示したオープンループゲインの極P1〜P3と同様の特性を有する。   At this time, as shown in FIG. 1, it is assumed that the switch 121 is on and the switch 122 is off, and the emitter of the bipolar transistor 102 is directly grounded without any intervention. Then, the open loop gain of the preamplifier circuit 100a is shown by a graph A indicated by a thick solid line in FIG. In the open loop gain at this time, there are poles P1 to P3. The poles P1 to P3 have the same characteristics as the poles P1 to P3 of the open loop gain shown in FIG.

一方、スイッチ121がオフ、かつ、スイッチ122がオンで、バイポーラトランジスタ102のエミッタが、抵抗123を介して接地されるとする。すると、抵抗123が接続されることによって、バイポーラトランジスタ102のコレクタ電流が減少する。このため、最終的に出力端子112から出力される電圧の値が減少する。よって、前段アンプ回路100aのオープンループゲインが全体的に下がる。   On the other hand, assume that the switch 121 is off and the switch 122 is on, and the emitter of the bipolar transistor 102 is grounded via the resistor 123. Then, the collector current of the bipolar transistor 102 is reduced by connecting the resistor 123. For this reason, the value of the voltage finally output from the output terminal 112 decreases. Therefore, the open loop gain of the preamplifier circuit 100a is reduced as a whole.

すなわち、このときのオープンループゲインは、図2にて太線の点線で示したグラフBで示される。グラフBのオープンループゲインにおいても、グラフAと同様の地点の周波数で、極P1〜P3が存在している。よって、スイッチ121がオフで、かつ、スイッチ122がオンの場合、スイッチ121がオンで、かつ、スイッチ122がオフの場合よりも、前段アンプ回路100aのオープンループゲインが、ゲインが減少する方向に全体的に下がっていることがわかる。   That is, the open loop gain at this time is indicated by a graph B indicated by a thick dotted line in FIG. Also in the open loop gain of the graph B, the poles P1 to P3 exist at the same frequency as the graph A. Therefore, when the switch 121 is off and the switch 122 is on, the open-loop gain of the preamplifier circuit 100a decreases in a direction in which the gain decreases compared to when the switch 121 is on and the switch 122 is off. It can be seen that the overall rate has dropped.

これにより、スイッチ111をオンに切り替えて、低いゲインに設定する場合、スイッチ121をオフ、かつ、スイッチ122をオンに切り替えて、グラフBのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、低いゲインでも周波数の増大を抑制することが可能となる。すなわち、低いゲイン設定時の周波数fxLを、極P2の地点以前になるように設定することが可能となる。それゆえ、発振の防止すなわち回路の安定性を向上することが可能となる。   Thus, when the switch 111 is turned on and set to a low gain, the switch 121 is turned off and the switch 122 is turned on, and the gain of the feedback circuit is set based on the open loop gain of the graph B. Thus, it is possible to suppress an increase in frequency even with a low gain. That is, it becomes possible to set the frequency fxL at the time of low gain setting to be before the point of the pole P2. Therefore, it is possible to prevent oscillation, that is, improve the stability of the circuit.

また、スイッチ111をオフに切り替えて、高いゲインに設定する場合、スイッチ121をオン、かつ、スイッチ122をオフに切り替えて、グラフBのオープンループゲインではなく、グラフAのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、高いゲイン時の周波数fxHを、低くせずに高い周波数で得ることが可能となる。   When the switch 111 is switched off and set to a high gain, the switch 121 is switched on and the switch 122 is switched off so that the open loop gain of the graph A is used as a reference instead of the open loop gain of the graph B. By setting the gain of the feedback circuit, the frequency fxH at the time of high gain can be obtained at a high frequency without reducing it.

以上により、本実施の形態の前段アンプ回路100aは、低いゲインを設定するときに、スイッチ121およびスイッチ122のオン/オフの切り替えにより、オープンループゲインを下げることを目的とした回路構成を有している。   As described above, the preamplifier circuit 100a according to the present embodiment has a circuit configuration for reducing the open loop gain by switching the switch 121 and the switch 122 on and off when setting a low gain. ing.

すなわち、スイッチ121をオフ、かつ、スイッチ122をオンに切り替えることにより、バイポーラトランジスタ102のエミッタに抵抗123が接続されるので、バイポーラトランジスタ102のコレクタ電流が減少する。このため、最終的に、出力端子112の出力電圧が減少する。それゆえ、バイポーラトランジスタ102のエミッタに何も接続されていない場合のオープンループゲインよりも、抵抗123が接続されている場合のオープンループゲインが、ゲインが減少する方向に全体的に下がる。   That is, when the switch 121 is turned off and the switch 122 is turned on, the resistor 123 is connected to the emitter of the bipolar transistor 102, so that the collector current of the bipolar transistor 102 decreases. For this reason, the output voltage of the output terminal 112 finally decreases. Therefore, the open loop gain when the resistor 123 is connected generally decreases in the direction in which the gain decreases, compared to the open loop gain when nothing is connected to the emitter of the bipolar transistor 102.

よって、低いゲイン設定時にスイッチ111がオンされるとき、スイッチ121をオフ、かつ、スイッチ122をオンに切り替えることにより、オープンループゲインを低いゲイン設定時のみ下げることが可能となる。   Therefore, when the switch 111 is turned on when the gain is set low, the open loop gain can be lowered only when the gain is set low by switching the switch 121 off and the switch 122 on.

ここで、増幅回路の周波数特性では、低ゲイン状態になるにつれて、応答周波数が増大することにより、位相差が増加し、発振の危険が生じる。しかし、本実施の形態の前段アンプ回路100aでは、オープンループゲインが下がっているので、低ゲイン状態時であっても、応答周波数の増大を抑制することが可能となる。これにより、位相差の増加を抑制し、回路の安定性を向上することが可能となる。   Here, in the frequency characteristics of the amplifier circuit, the response frequency increases as the low gain state is reached, thereby increasing the phase difference and causing the risk of oscillation. However, in the pre-amplifier circuit 100a of the present embodiment, the open loop gain is lowered, so that an increase in response frequency can be suppressed even in a low gain state. As a result, an increase in phase difference can be suppressed and the stability of the circuit can be improved.

また、高いゲイン設定時にスイッチ111がオフされる場合は、スイッチ121をオン、かつ、スイッチ122をオフに切り替えることにより、オープンループゲインを下げない。これにより、高ゲイン状態時であっても、応答周波数を減少させずに、高速応答を保つことが可能となる。   Further, when the switch 111 is turned off when a high gain is set, the open loop gain is not lowered by turning on the switch 121 and turning off the switch 122. Thereby, even in the high gain state, it is possible to maintain a high-speed response without reducing the response frequency.

したがって、本実施の形態の前段アンプ回路100aは、入力レベルに応じて、スイッチ111、スイッチ121、およびスイッチ122のオン/オフをそれぞれ切り替えながらゲインを切り替えることによって、高いゲインでの高速応答と低いゲインでの回路安定化との両立を実現することが可能となる。   Therefore, the pre-amplifier circuit 100a according to the present embodiment switches the gain while switching on / off of the switch 111, the switch 121, and the switch 122 in accordance with the input level, so that a high-speed response with a high gain and a low response. It becomes possible to achieve both circuit stabilization with gain.

ここで、一般的なアンプ回路には、アンプ回路の周波数特性を決めるパラメータとしてGB積がある。GB積は、「ゲイン(Gain)×帯域(Band)」で示される。また、高速に動作する回路中においてアンプ回路を使用するためには、GB積が大きいことが求められる。GB積が大きければ大きいほど、より高い周波数領域でアンプ回路を用いることが可能となる。   Here, a general amplifier circuit has a GB product as a parameter for determining the frequency characteristic of the amplifier circuit. The GB product is indicated by “Gain × Band”. Further, in order to use an amplifier circuit in a circuit that operates at high speed, a large GB product is required. As the GB product is larger, the amplifier circuit can be used in a higher frequency region.

本実施の形態の前段アンプ回路100aでは、低いゲインを設定するときに、オープンループゲインを、ゲインが減少する方向に全体的に下げている。   In the pre-amplifier circuit 100a of the present embodiment, when setting a low gain, the open loop gain is generally lowered in the direction in which the gain decreases.

ゲインが減少すると、GB積は減少する。よって、ゲインが減少する方向とは、すなわち、GB積が減少する方向を示していることになる。GB積が減少すると、GB積が減少する前よりも低い周波数領域でアンプ回路を用いることが可能となる。これにより、低い周波数領域でアンプ回路を用いるので、回路安定化が可能となる。   As the gain decreases, the GB product decreases. Therefore, the direction in which the gain decreases indicates the direction in which the GB product decreases. When the GB product decreases, the amplifier circuit can be used in a lower frequency region than before the GB product decreases. As a result, the amplifier circuit is used in a low frequency region, so that the circuit can be stabilized.

逆に、ゲインが増加すると、GB積は増加する。よって、ゲインが増加する方向は、GB積が増加する方向を示していることになる。GB積が増加すると、GB積が増加する前よりも高い周波数領域でアンプ回路を用いることが可能となる。これにより、高い周波数領域でアンプ回路を用いるので、高速応答が可能となる。   Conversely, as the gain increases, the GB product increases. Therefore, the direction in which the gain increases indicates the direction in which the GB product increases. When the GB product increases, the amplifier circuit can be used in a higher frequency region than before the GB product increases. As a result, an amplifier circuit is used in a high frequency region, so that high-speed response is possible.

つまりは、本発明では、GB積を調整するためにオープンループゲインを調整している。本実施の形態の前段アンプ回路100aでは、低いゲインを設定するときに、オープンループゲインを、GB積が減少する方向に下がるように調整している。   That is, in the present invention, the open loop gain is adjusted to adjust the GB product. In the pre-amplifier circuit 100a of the present embodiment, when setting a low gain, the open loop gain is adjusted so as to decrease in the direction in which the GB product decreases.

具体的には、増幅用トランジスタ(バイポーラトランジスタ102)のGB積の調整を行うことにより、アンプ回路(前段アンプ回路100a)としてのGB積を調整することになるので、増幅用トランジスタ(バイポーラトランジスタ102)の出力を調整している。   Specifically, by adjusting the GB product of the amplifying transistor (bipolar transistor 102), the GB product as the amplifier circuit (pre-stage amplifier circuit 100a) is adjusted. Therefore, the amplifying transistor (bipolar transistor 102) is adjusted. ) Is adjusted.

なお、本実施の形態の前段アンプ回路100aでは、「GB積=ゲイン×帯域」における帯域は、−3dBまでの周波数帯域としている。   In the pre-stage amplifier circuit 100a of the present embodiment, the band in “GB product = gain × band” is a frequency band up to −3 dB.

また、前段アンプ回路100aでは、帰還抵抗108および帰還抵抗110を設けた帰還回路を備えているが、これに限らず、帰還回路は、高い帰還抵抗から低い帰還抵抗までを複数個設けたり、多段回路で構成してもよく、スイッチの切り替えにより増幅率を切り替えればよい。   The preamplifier circuit 100a includes a feedback circuit provided with the feedback resistor 108 and the feedback resistor 110. However, the present invention is not limited to this, and the feedback circuit may include a plurality of high feedback resistors to low feedback resistors. It may be configured by a circuit, and the amplification factor may be switched by switching the switch.

また、前段アンプ回路100aは、光ピックアップ装置などに搭載される受光アンプ回路としたが、これに限らない。すなわち、図1に示した前段アンプ回路100aにおいてフォトダイオード101を除いた構成は、トランスインピーダンスと呼ばれる方式を用いたトランスインピーダンスアンプ回路(増幅回路)である。ゆえに、トランスインピーダンスアンプ回路は、搭載される装置、およびバイポーラトランジスタ102のベースに接続される構成などに応じて好適に用いることが可能である。   In addition, the preamplifier circuit 100a is a light receiving amplifier circuit mounted on an optical pickup device or the like, but is not limited thereto. That is, the configuration excluding the photodiode 101 in the pre-stage amplifier circuit 100a shown in FIG. 1 is a transimpedance amplifier circuit (amplifier circuit) using a system called transimpedance. Therefore, the transimpedance amplifier circuit can be suitably used according to the device to be mounted, the configuration connected to the base of the bipolar transistor 102, and the like.

また、前段アンプ回路100aでは、バイポーラトランジスタ102、バイポーラトランジスタ103、バイポーラトランジスタ105、およびバイポーラトランジスタ114を備えているが、これに限らない。   The preamplifier circuit 100a includes the bipolar transistor 102, the bipolar transistor 103, the bipolar transistor 105, and the bipolar transistor 114, but is not limited thereto.

すなわち、前段アンプ回路100aが目的とする効果を奏せば、バイポーラトランジスタはnpn型やpnp型のどちらを用いてもよい。また、バイポーラトランジスタ103、バイポーラトランジスタ105、およびバイポーラトランジスタ114は、例えば、MOSトランジスタなどを用いてもよい。さらに、バイポーラトランジスタ102は、エミッタ接地型に限らず、ベース接地型でもコレクタ接地型でもよい。   That is, as long as the preamplifier circuit 100a achieves the intended effect, the npn type or the pnp type may be used for the bipolar transistor. Further, as the bipolar transistor 103, the bipolar transistor 105, and the bipolar transistor 114, for example, a MOS transistor or the like may be used. Further, the bipolar transistor 102 is not limited to the grounded emitter type, and may be a grounded base type or a grounded collector type.

なお、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタ102を用いると、前段アンプ回路100aのオープンループゲインのGB積を高くすることに有利になる。高く設定する点に関しては限界があるが、低く設定する点に関しては、後述する位相補償容量211などを設けることにより設計することが可能となっている。   The use of the common emitter bipolar transistor 102 is advantageous in increasing the GB product of the open loop gain of the preamplifier circuit 100a. Although there is a limit on the point to be set high, the point to be set low can be designed by providing a phase compensation capacitor 211 and the like described later.

これにより、オープンループゲインの調整範囲を大きくすることができるため、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタ102を用いることが好ましい。   As a result, the adjustment range of the open loop gain can be increased, and therefore it is preferable to use the grounded emitter bipolar transistor 102.

また、エミッタ接地型の構成を有する前段アンプ回路100aを説明したが、これに限らず、前段アンプ回路100aを差動増幅回路として構成した場合においても、本発明の効果を適用することが可能である。   Further, the preamplifier circuit 100a having the grounded emitter configuration has been described. However, the present invention is not limited to this, and the effects of the present invention can be applied even when the preamplifier circuit 100a is configured as a differential amplifier circuit. is there.

また、スイッチ111、スイッチ121、およびスイッチ122は、電気的スイッチや機械式スイッチなどにより構成すればよい。しかし、例えば、リレーなどの機械式スイッチを用いると、前段アンプ回路100aを半導体集積回路として使用することができない。   Further, the switch 111, the switch 121, and the switch 122 may be configured by an electrical switch, a mechanical switch, or the like. However, for example, when a mechanical switch such as a relay is used, the preamplifier circuit 100a cannot be used as a semiconductor integrated circuit.

それゆえ、本実施の形態の前段アンプ回路100aでは、スイッチ111、スイッチ121、およびスイッチ122には、MOSトランジスタまたはバイポーラトランジスタによって構成された電気的スイッチ回路を用いることが好ましい。これにより、前段アンプ回路100aを半導体集積回路として使用することが可能となる。   Therefore, in the pre-amplifier circuit 100a of the present embodiment, it is preferable to use an electrical switch circuit configured by a MOS transistor or a bipolar transistor for the switch 111, the switch 121, and the switch 122. As a result, the preamplifier circuit 100a can be used as a semiconductor integrated circuit.

また、電気的スイッチ回路を用いる場合、当該電気的スイッチ回路に制御信号を出力することにより、各スイッチの切り替えを制御することが可能となる。これについて、図3を参照しながら説明する。   When an electrical switch circuit is used, switching of each switch can be controlled by outputting a control signal to the electrical switch circuit. This will be described with reference to FIG.

図3は、前段アンプ回路100bの一構成例を示す回路図である。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-stage amplifier circuit 100b.

前段アンプ回路100bは、スイッチ111、およびエミッタ抵抗切替回路120を除いた前段アンプ回路100aの構成に加えて、図3に示すように、MOSトランジスタ131、MOSトランジスタ132、MOSトランジスタ133、抵抗134、MOSトランジスタ135、MOSトランジスタ136、およびスイッチ端子137を備えている。   As shown in FIG. 3, the preamplifier circuit 100b includes a MOS transistor 131, a MOS transistor 132, a MOS transistor 133, a resistor 134, in addition to the configuration of the preamplifier circuit 100a excluding the switch 111 and the emitter resistance switching circuit 120. A MOS transistor 135, a MOS transistor 136, and a switch terminal 137 are provided.

また、MOSトランジスタ132、MOSトランジスタ133、および抵抗134は、エミッタ抵抗切替回路130を構成している。エミッタ抵抗切替回路130は、図1に示したエミッタ抵抗切替回路120に対応する部分である。   Further, the MOS transistor 132, the MOS transistor 133, and the resistor 134 constitute an emitter resistance switching circuit 130. The emitter resistance switching circuit 130 corresponds to the emitter resistance switching circuit 120 shown in FIG.

MOSトランジスタ131は、Nチャネル型のMOSトランジスタであり、帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子とバイポーラトランジスタ102のベースとの間に直列接続されるように、ドレインが帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子に接続され、ソースがバイポーラトランジスタ102のベースに接続されている。また、ゲートがMOSトランジスタ136のドレインに接続されている。なお、MOSトランジスタ131は、スイッチ111に対応する部分である。   The MOS transistor 131 is an N-channel MOS transistor, and is connected in series between one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel and the base of the bipolar transistor 102. Is connected to one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel, and the source is connected to the base of the bipolar transistor 102. The gate is connected to the drain of the MOS transistor 136. The MOS transistor 131 is a part corresponding to the switch 111.

MOSトランジスタ132は、Nチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートがスイッチ端子137に接続され、ドレインがバイポーラトランジスタ102のエミッタに接続され、ソースが接地されている。なお、MOSトランジスタ132は、スイッチ121に対応する部分である。   The MOS transistor 132 is an N-channel MOS transistor, the gate is connected to the switch terminal 137, the drain is connected to the emitter of the bipolar transistor 102, and the source is grounded. The MOS transistor 132 is a part corresponding to the switch 121.

MOSトランジスタ133は、Nチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートがMOSトランジスタ136のドレインに接続され、ドレインがバイポーラトランジスタ102のエミッタに接続され、ソースが抵抗134を介して接地されている。なお、MOSトランジスタ133はスイッチ122に対応する部分であり、抵抗134は抵抗123に対応する部分である。   The MOS transistor 133 is an N-channel MOS transistor, the gate is connected to the drain of the MOS transistor 136, the drain is connected to the emitter of the bipolar transistor 102, and the source is grounded via the resistor 134. The MOS transistor 133 is a part corresponding to the switch 122, and the resistor 134 is a part corresponding to the resistor 123.

MOSトランジスタ135は、Pチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートがスイッチ端子137に接続され、ドレインが電源Vccに接続され、ソースがMOSトランジスタ136のドレインに接続されている。   The MOS transistor 135 is a P-channel MOS transistor, the gate is connected to the switch terminal 137, the drain is connected to the power supply Vcc, and the source is connected to the drain of the MOS transistor 136.

MOSトランジスタ136は、Nチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートがスイッチ端子137に接続され、ソースが接地されている。また、MOSトランジスタ135とMOSトランジスタ136とは、インバータ回路を形成している。   The MOS transistor 136 is an N-channel MOS transistor, the gate is connected to the switch terminal 137, and the source is grounded. The MOS transistor 135 and the MOS transistor 136 form an inverter circuit.

上記の構成において、スイッチ端子137にスイッチ制御信号として、Hiの信号(VCC電圧)が入力された場合、MOSトランジスタ135とMOSトランジスタ136とにより形成されたインバータ回路によって、MOSトランジスタ131のゲートおよびMOSトランジスタ133のゲートには、Lowの信号(GND電圧)が入力される。それゆえ、MOSトランジスタ131およびMOSトランジスタ133はオフになる。   In the above configuration, when a Hi signal (VCC voltage) is input to the switch terminal 137 as a switch control signal, the inverter circuit formed by the MOS transistor 135 and the MOS transistor 136 causes the gate of the MOS transistor 131 and the MOS transistor A low signal (GND voltage) is input to the gate of the transistor 133. Therefore, the MOS transistor 131 and the MOS transistor 133 are turned off.

一方、MOSトランジスタ132のゲートにはHiの信号が入力されるので、MOSトランジスタ132はオンになる。   On the other hand, since a Hi signal is input to the gate of the MOS transistor 132, the MOS transistor 132 is turned on.

これにより、帰還回路では高ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ102のエミッタは、何も介さず直接接地されることになる。よって、高いゲインを設定する場合には、Hiレベルのスイッチ制御信号を出力することによって、オープンループゲインを下げずに、基準となるオープンループゲインを得ることが可能となる。   As a result, the feedback circuit is in a high gain setting state, and the emitter of the bipolar transistor 102 is directly grounded without any intervention. Therefore, when a high gain is set, it becomes possible to obtain a reference open loop gain without lowering the open loop gain by outputting a switch control signal at the Hi level.

逆に、スイッチ端子137にスイッチ制御信号として、Lowの信号が入力された場合、MOSトランジスタ131およびMOSトランジスタ133はオンになり、MOSトランジスタ132はオフとなる。   Conversely, when a Low signal is input to the switch terminal 137 as a switch control signal, the MOS transistor 131 and the MOS transistor 133 are turned on, and the MOS transistor 132 is turned off.

これにより、帰還回路では低ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ102のエミッタは、抵抗134を介して接地されることになる。よって、低いゲインを設定する場合には、Lowレベルのスイッチ制御信号を出力することによって、基準よりも下がったオープンループゲインを得ることが可能となる。   As a result, the feedback circuit is set to a low gain setting state, and the emitter of the bipolar transistor 102 is grounded via the resistor 134. Therefore, when a low gain is set, it is possible to obtain an open loop gain lower than the reference by outputting a low level switch control signal.

また、スイッチ端子137にHiの信号を入力することにより、前段アンプ回路100bは、スイッチ111をオン、かつ、スイッチ121をオフ、かつ、スイッチ122をオンに切り替えた状態の前段アンプ回路100aと同等の状態になる。   Further, by inputting a Hi signal to the switch terminal 137, the preamplifier circuit 100b is equivalent to the preamplifier circuit 100a in which the switch 111 is turned on, the switch 121 is turned off, and the switch 122 is turned on. It becomes the state of.

逆に、スイッチ端子137にLowの信号を入力することにより、前段アンプ回路100bは、スイッチ111をオフ、かつ、スイッチ121をオン、かつ、スイッチ122をオフに切り替えた状態の前段アンプ回路100aと同等の状態になる。   Conversely, by inputting a Low signal to the switch terminal 137, the front-stage amplifier circuit 100b is connected to the front-stage amplifier circuit 100a in a state where the switch 111 is turned off, the switch 121 is turned on, and the switch 122 is turned off. Equivalent state.

それゆえ、前段アンプ回路100bは、ゲイン切り替えと同調してオープンループゲインを調整することが可能となり、入力信号が1つにまとめられたので、入力信号の数を低減することが可能となる。
なお、上記前段アンプ回路100aおよび前段アンプ回路100bにおいて、帰還回路は2段接続となっているが、これに限らず、帰還回路の数とスイッチの数を増やすことにより、さらに多段階のゲイン切替機能を有することが可能となる。
Therefore, the preamplifier circuit 100b can adjust the open loop gain in synchronization with the gain switching, and the input signals are combined into one, so that the number of input signals can be reduced.
In the above-described preamplifier circuit 100a and preamplifier circuit 100b, the feedback circuit is connected in two stages. However, the present invention is not limited to this, and by increasing the number of feedback circuits and the number of switches, further multistage gain switching It becomes possible to have a function.

〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to the drawings. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

図4は、本実施の形態の前段アンプ回路200aの一構成例を示す回路図である。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-amplifier circuit 200a of the present embodiment.

本実施の形態の前段アンプ回路200aは、エミッタ抵抗切替回路120を除いた前段アンプ回路100aの構成に加えて、図4に示すように、位相補償容量切替回路210を備えている。   The preamplifier circuit 200a according to the present embodiment includes a phase compensation capacitance switching circuit 210 as shown in FIG. 4 in addition to the configuration of the preamplifier circuit 100a excluding the emitter resistance switching circuit 120.

位相補償容量切替回路210は、位相補償容量211およびスイッチ212により構成されている。位相補償容量211は、一方の端子がバイポーラトランジスタ102のコレクタに接続され、他方の端子がスイッチ212を介して接地されている。   The phase compensation capacitor switching circuit 210 includes a phase compensation capacitor 211 and a switch 212. The phase compensation capacitor 211 has one terminal connected to the collector of the bipolar transistor 102 and the other terminal grounded via the switch 212.

上記の構成において、位相補償容量切替回路210では、スイッチ111のオン/オフの切り替えに応じて、スイッチ212のオン/オフが切り替えられている。これについて、図4および図5を参照しながら次に説明する。   In the above configuration, in the phase compensation capacitance switching circuit 210, the switch 212 is switched on / off in accordance with the switching of the switch 111 on / off. This will be described next with reference to FIG. 4 and FIG.

図5は、前段アンプ回路200aの周波数特性を示すグラフである。縦軸は、ゲイン(dB)を示し、横軸は、応答周波数(Hz)を示している。   FIG. 5 is a graph showing the frequency characteristics of the pre-stage amplifier circuit 200a. The vertical axis represents gain (dB), and the horizontal axis represents response frequency (Hz).

まず、前段アンプ回路200aに、帰還回路が設けられていないとする。このときの前段アンプ回路200aの周波数特性は、オープンループゲインとして示される。   First, it is assumed that no feedback circuit is provided in the preamplifier circuit 200a. The frequency characteristic of the pre-stage amplifier circuit 200a at this time is shown as an open loop gain.

このとき、図4に示すように、スイッチ212がオフで、バイポーラトランジスタ102のコレクタに何も接続されず、エミッタが直接接地されるとする。すると、前段アンプ回路200aのオープンループゲインが、図5にて太線の実線で示したグラフAで示される。なお、このグラフAのオープンループゲインは、図2に示したグラフAのオープンループゲインと同じである。   At this time, as shown in FIG. 4, it is assumed that the switch 212 is off, nothing is connected to the collector of the bipolar transistor 102, and the emitter is directly grounded. Then, the open loop gain of the pre-stage amplifier circuit 200a is shown by a graph A indicated by a bold solid line in FIG. The open loop gain of the graph A is the same as the open loop gain of the graph A shown in FIG.

一方、スイッチ212がオンで、バイポーラトランジスタ102のコレクタに、位相補償容量211が接続されるとする。すると、位相補償容量211が接続されることによって、バイポーラトランジスタ102のコレクタ電圧が位相補償容量211により調節される。このため、最終的に出力端子112からは、位相補償された電圧が出力される。よって、前段アンプ回路200aのオープンループゲインの主である極P1の位置が、低周波側(極P1a)にシフトする。   On the other hand, assume that the switch 212 is on and the phase compensation capacitor 211 is connected to the collector of the bipolar transistor 102. Then, the collector voltage of the bipolar transistor 102 is adjusted by the phase compensation capacitor 211 by connecting the phase compensation capacitor 211. For this reason, the phase-compensated voltage is finally output from the output terminal 112. Therefore, the position of the pole P1, which is the main open loop gain of the pre-stage amplifier circuit 200a, is shifted to the low frequency side (pole P1a).

すなわち、このときのオープンループゲインは、図5にて太線の点線で示したグラフCで示される。よって、スイッチ212がオンの場合、スイッチ212がオフの場合よりも、低い周波数でゲインが減少し始める。それゆえ、前段アンプ回路200aのオープンループゲインが、低周波側にシフトした極P1aの位置以降において下がっていることがわかる。   That is, the open loop gain at this time is indicated by a graph C indicated by a thick dotted line in FIG. Therefore, when the switch 212 is on, the gain begins to decrease at a lower frequency than when the switch 212 is off. Therefore, it can be seen that the open loop gain of the pre-stage amplifier circuit 200a is lowered after the position of the pole P1a shifted to the low frequency side.

これにより、スイッチ111をオンに切り替えて、低いゲインに設定する場合、スイッチ212をオンに切り替えて、グラフCのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、低いゲインでも周波数の増大を抑制することが可能となる。すなわち、低いゲイン設定時の周波数fxLを、極P2の地点以前になるように設定することが可能となる。それゆえ、発振の防止すなわち回路の安定性を向上することが可能となる。   As a result, when the switch 111 is turned on and set to a low gain, the switch 212 is turned on and the gain of the feedback circuit is set based on the open loop gain of the graph C. The increase can be suppressed. That is, it becomes possible to set the frequency fxL at the time of low gain setting to be before the point of the pole P2. Therefore, it is possible to prevent oscillation, that is, improve the stability of the circuit.

また、スイッチ111をオフに切り替えて、高いゲインに設定する場合、スイッチ212をオフに切り替えて、グラフCのオープンループゲインではなく、グラフAのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、高いゲイン時の周波数fxHを、低くせずに高い周波数で得ることが可能となる。   When the switch 111 is switched off and set to a high gain, the switch 212 is switched off and the gain of the feedback circuit is set based on the open loop gain of the graph A instead of the open loop gain of the graph C. Thus, the frequency fxH at the time of high gain can be obtained at a high frequency without decreasing.

以上により、本実施の形態の前段アンプ回路200aは、低いゲインを設定するときに、スイッチ212のオン/オフの切り替えにより、オープンループゲインを下げることを目的とした回路構成を有している。つまりは、本実施の形態の前段アンプ回路200aでは、低いゲインを設定するときに、オープンループゲインを、GB積が減少する方向に下がるように調整している。   As described above, the preamplifier circuit 200a of the present embodiment has a circuit configuration for reducing the open loop gain by switching the switch 212 on and off when setting a low gain. That is, in the pre-stage amplifier circuit 200a of the present embodiment, when setting a low gain, the open loop gain is adjusted so as to decrease in the direction in which the GB product decreases.

すなわち、スイッチ212をオンに切り替えることにより、バイポーラトランジスタ102のコレクタに位相補償容量211が接続されるので、バイポーラトランジスタ102のコレクタ電圧が位相補償容量211により調節される。このため、最終的に、出力端子112からは、位相補償された電圧が出力される。   That is, when the switch 212 is turned on, the phase compensation capacitor 211 is connected to the collector of the bipolar transistor 102, so that the collector voltage of the bipolar transistor 102 is adjusted by the phase compensation capacitor 211. For this reason, finally, the phase-compensated voltage is output from the output terminal 112.

よって、バイポーラトランジスタ102のコレクタに位相補償容量211が接続されていない場合のオープンループゲインよりも、オープンループゲインの主である極P1の位置が、低周波側にシフトする。それゆえ、前段アンプ回路200aのオープンループゲインが、低周波側にシフトした極P1aの位置以降において下がる。   Therefore, the position of the pole P1, which is the main open-loop gain, is shifted to the lower frequency side than the open-loop gain when the phase compensation capacitor 211 is not connected to the collector of the bipolar transistor 102. Therefore, the open-loop gain of the pre-stage amplifier circuit 200a decreases after the position of the pole P1a shifted to the low frequency side.

したがって、低いゲイン設定時にスイッチ111がオンされるとき、スイッチ212をオンに切り替えることにより、オープンループゲインを低いゲイン設定時のみ下げることが可能となる。   Therefore, when the switch 111 is turned on when a low gain is set, the open loop gain can be lowered only when the low gain is set by turning the switch 212 on.

ここで、増幅回路の周波数特性では、低ゲイン状態になるにつれて、応答周波数が増大することにより、位相差が増加し、発振の危険が生じる。しかし、本実施の形態の前段アンプ回路200aでは、オープンループゲインが下がっているので、低ゲイン状態時であっても、応答周波数の増大を抑制することが可能となる。これにより、位相差の増加を抑制し、回路の安定性を向上することが可能となる。   Here, in the frequency characteristics of the amplifier circuit, the response frequency increases as the low gain state is reached, thereby increasing the phase difference and causing the risk of oscillation. However, in the pre-amplifier circuit 200a of the present embodiment, the open loop gain is lowered, so that an increase in response frequency can be suppressed even in a low gain state. As a result, an increase in phase difference can be suppressed and the stability of the circuit can be improved.

また、高いゲイン設定時にスイッチ111がオフされる場合は、スイッチ212をオフに切り替えることにより、オープンループゲインを下げない。これにより、高ゲイン状態時であっても、応答周波数を減少させずに、高速応答を保つことが可能となる。   Further, when the switch 111 is turned off when setting a high gain, the open loop gain is not lowered by switching the switch 212 to off. Thereby, even in the high gain state, it is possible to maintain a high-speed response without reducing the response frequency.

したがって、本実施の形態の前段アンプ回路200aは、入力レベルに応じて、スイッチ111およびスイッチ212のオン/オフをそれぞれ切り替えながらゲインを切り替えることによって、高いゲインでの高速応答と低いゲインでの回路安定化との両立を実現することが可能となる。   Therefore, the pre-amplifier circuit 200a according to the present embodiment switches the gain while switching the on / off of the switch 111 and the switch 212 in accordance with the input level, so that a high-speed response with a high gain and a circuit with a low gain are achieved. It is possible to achieve both stability and stability.

また、本実施の形態の前段アンプ回路200aにおいても、スイッチ111およびスイッチ212には、MOSトランジスタまたはバイポーラトランジスタによって構成された電気的スイッチ回路を用いることが好ましい。これにより、前段アンプ回路200aを半導体集積回路として使用することが可能となる。   Also in the pre-amplifier circuit 200a of the present embodiment, it is preferable to use an electrical switch circuit composed of a MOS transistor or a bipolar transistor for the switch 111 and the switch 212. As a result, the pre-stage amplifier circuit 200a can be used as a semiconductor integrated circuit.

次いで、図6を参照しながら、MOSトランジスタによって構成された電気的スイッチ回路を用いる前段アンプ回路200bの構成について説明する。その次に、図7を参照しながら、バイポーラトランジスタによって構成された電気的スイッチ回路を用いる前段アンプ回路200cの構成について説明する。   Next, the configuration of the preamplifier circuit 200b using the electrical switch circuit configured by the MOS transistor will be described with reference to FIG. Next, the configuration of the preamplifier circuit 200c that uses an electrical switch circuit configured by bipolar transistors will be described with reference to FIG.

図6は、前段アンプ回路200bの一構成例を示す回路図である。   FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-stage amplifier circuit 200b.

前段アンプ回路200bは、スイッチ111、および位相補償容量切替回路210を除いた前段アンプ回路200aの構成に加えて、図6に示すように、MOSトランジスタ221、位相補償容量222、MOSトランジスタ223、およびスイッチ端子224を備えている。   The preamplifier circuit 200b includes, in addition to the configuration of the preamplifier circuit 200a excluding the switch 111 and the phase compensation capacitor switching circuit 210, as shown in FIG. 6, a MOS transistor 221, a phase compensation capacitor 222, a MOS transistor 223, and A switch terminal 224 is provided.

また、位相補償容量222およびMOSトランジスタ223は、位相補償容量切替回路220を構成している。位相補償容量切替回路220は、図4に示した位相補償容量切替回路210に対応する部分である。   Further, the phase compensation capacitor 222 and the MOS transistor 223 constitute a phase compensation capacitor switching circuit 220. The phase compensation capacitance switching circuit 220 is a part corresponding to the phase compensation capacitance switching circuit 210 shown in FIG.

MOSトランジスタ221は、Nチャネル型のMOSトランジスタであり、帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子とバイポーラトランジスタ102のベースとの間に直列接続されるように、ドレインが帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子に接続され、ソースがバイポーラトランジスタ102のベースに接続されている。また、ゲートがスイッチ端子224に接続されている。なお、MOSトランジスタ221は、スイッチ111に対応する部分である。   The MOS transistor 221 is an N channel type MOS transistor, and is connected in series between one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel and the base of the bipolar transistor 102. Is connected to one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel, and the source is connected to the base of the bipolar transistor 102. The gate is connected to the switch terminal 224. Note that the MOS transistor 221 is a part corresponding to the switch 111.

位相補償容量222は、一方の端子がバイポーラトランジスタ102のコレクタに接続され、他方の端子がMOSトランジスタ223のドレインに接続されている。なお、位相補償容量222は、位相補償容量211に対応する部分である。   The phase compensation capacitor 222 has one terminal connected to the collector of the bipolar transistor 102 and the other terminal connected to the drain of the MOS transistor 223. The phase compensation capacitor 222 is a part corresponding to the phase compensation capacitor 211.

MOSトランジスタ223は、Nチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートがスイッチ端子224に接続され、ソースが接地されている。なお、MOSトランジスタ223は、スイッチ212に対応する部分である。   The MOS transistor 223 is an N-channel MOS transistor, the gate is connected to the switch terminal 224, and the source is grounded. Note that the MOS transistor 223 is a part corresponding to the switch 212.

上記の構成において、スイッチ端子224にスイッチ制御信号として、Lowの信号(GND電圧)が入力された場合、MOSトランジスタ221のゲートおよびMOSトランジスタ223のゲートには、Lowの信号が入力される。それゆえ、MOSトランジスタ221およびMOSトランジスタ223はオフになる。   In the above configuration, when a Low signal (GND voltage) is input to the switch terminal 224 as a switch control signal, a Low signal is input to the gate of the MOS transistor 221 and the gate of the MOS transistor 223. Therefore, the MOS transistor 221 and the MOS transistor 223 are turned off.

これにより、帰還回路では高ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ102のコレクタに何も接続されず、エミッタが直接接地されることになる。よって、高いゲインを設定する場合には、Lowレベルのスイッチ制御信号を出力することによって、オープンループゲインを下げずに、基準となるオープンループゲインを得ることが可能となる。   As a result, the feedback circuit is set to a high gain state, nothing is connected to the collector of the bipolar transistor 102, and the emitter is directly grounded. Therefore, when a high gain is set, it is possible to obtain a reference open loop gain without lowering the open loop gain by outputting a low level switch control signal.

逆に、スイッチ端子224にスイッチ制御信号として、Hiの信号(VCC電圧)が入力された場合、MOSトランジスタ221のゲートおよびMOSトランジスタ223のゲートには、Hiの信号が入力される。それゆえ、MOSトランジスタ221およびMOSトランジスタ223はオンになる。   Conversely, when a Hi signal (VCC voltage) is input to the switch terminal 224 as a switch control signal, the Hi signal is input to the gate of the MOS transistor 221 and the gate of the MOS transistor 223. Therefore, the MOS transistor 221 and the MOS transistor 223 are turned on.

これにより、帰還回路では低ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ102のコレクタに位相補償容量222が接続されることになる。よって、低いゲインを設定する場合には、Hiレベルのスイッチ制御信号を出力することによって、基準よりも下がったオープンループゲインを得ることが可能となる。   As a result, the feedback circuit is set to a low gain setting state, and the phase compensation capacitor 222 is connected to the collector of the bipolar transistor 102. Therefore, when setting a low gain, it is possible to obtain an open loop gain that is lower than the reference by outputting a switch control signal at the Hi level.

また、スイッチ端子137にLowの信号を入力することにより、前段アンプ回路200bは、スイッチ111をオフ、かつ、スイッチ212をオフに切り替えた状態の前段アンプ回路200aと同等の状態になる。   Further, by inputting a Low signal to the switch terminal 137, the pre-stage amplifier circuit 200b is in a state equivalent to the pre-stage amplifier circuit 200a in a state where the switch 111 is turned off and the switch 212 is turned off.

逆に、スイッチ端子137にHiの信号を入力することにより、前段アンプ回路200bは、スイッチ111をオン、かつ、スイッチ212をオンに切り替えた状態の前段アンプ回路200aと同等の状態になる。   Conversely, by inputting a Hi signal to the switch terminal 137, the preamplifier circuit 200b becomes equivalent to the preamplifier circuit 200a in which the switch 111 is turned on and the switch 212 is turned on.

それゆえ、前段アンプ回路200bは、ゲイン切り替えと同調してオープンループゲインを調整することが可能となり、入力信号を低減することが可能となる。   Therefore, the pre-stage amplifier circuit 200b can adjust the open loop gain in synchronization with the gain switching, and can reduce the input signal.

図7は、前段アンプ回路200cの一構成例を示す回路図である。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-stage amplifier circuit 200c.

前段アンプ回路200cは、スイッチ111、および位相補償容量切替回路210を除いた前段アンプ回路200aの構成に加えて、図7に示すように、バイポーラトランジスタ231、バイポーラトランジスタ232、抵抗233、位相補償容量234、バイポーラトランジスタ235、バイポーラトランジスタ236、バイポーラトランジスタ237、抵抗238、抵抗239、バイポーラトランジスタ240、抵抗241、およびスイッチ端子242を備えている。   The preamplifier circuit 200c includes a bipolar transistor 231, a bipolar transistor 232, a resistor 233, a phase compensation capacitor, as shown in FIG. 7, in addition to the configuration of the preamplifier circuit 200a excluding the switch 111 and the phase compensation capacitor switching circuit 210. 234, a bipolar transistor 235, a bipolar transistor 236, a bipolar transistor 237, a resistor 238, a resistor 239, a bipolar transistor 240, a resistor 241, and a switch terminal 242.

また、位相補償容量234およびバイポーラトランジスタ235は、位相補償容量切替回路230を構成している。位相補償容量切替回路230は、図4に示した位相補償容量切替回路210に対応する部分である。   Further, the phase compensation capacitor 234 and the bipolar transistor 235 constitute a phase compensation capacitor switching circuit 230. The phase compensation capacitance switching circuit 230 is a part corresponding to the phase compensation capacitance switching circuit 210 shown in FIG.

バイポーラトランジスタ231は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子と出力端子112との間に直列接続されるように、コレクタが帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子に接続され、エミッタが出力端子112に接続されている。また、ベースがバイポーラトランジスタ232のコレクタに接続されている。なお、バイポーラトランジスタ231は、スイッチ111に対応する部分である。   The bipolar transistor 231 is a pnp-type bipolar transistor, and the collector is connected in series between the output terminal 112 and one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel. 109 and the feedback resistor 110 are connected to one terminal of a circuit connected in parallel, and the emitter is connected to the output terminal 112. The base is connected to the collector of the bipolar transistor 232. Note that the bipolar transistor 231 is a part corresponding to the switch 111.

バイポーラトランジスタ232は、npn型のバイポーラトランジスタであり、エミッタが抵抗233を介して接地され、ベースがスイッチ端子242に接続されている。また、バイポーラトランジスタ232および抵抗233は、バイポーラトランジスタ231の電流源を構成している。   The bipolar transistor 232 is an npn-type bipolar transistor, and has an emitter grounded via a resistor 233 and a base connected to the switch terminal 242. The bipolar transistor 232 and the resistor 233 constitute a current source for the bipolar transistor 231.

位相補償容量234は、一方の端子がバイポーラトランジスタ102のコレクタに接続され、他方の端子がバイポーラトランジスタ235のコレクタに接続されている。なお、位相補償容量234は、位相補償容量211に対応する部分である。   The phase compensation capacitor 234 has one terminal connected to the collector of the bipolar transistor 102 and the other terminal connected to the collector of the bipolar transistor 235. The phase compensation capacitor 234 is a part corresponding to the phase compensation capacitor 211.

バイポーラトランジスタ235は、npn型のバイポーラトランジスタであり、ベースがバイポーラトランジスタ237のコレクタに接続され、エミッタが接地されている。なお、バイポーラトランジスタ235は、スイッチ212に対応する部分である。   The bipolar transistor 235 is an npn-type bipolar transistor, the base is connected to the collector of the bipolar transistor 237, and the emitter is grounded. Note that the bipolar transistor 235 is a portion corresponding to the switch 212.

バイポーラトランジスタ236は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、ベースがバイポーラトランジスタ237のベースに接続され、エミッタが抵抗238を介して電源Vccに接続され、コレクタがバイポーラトランジスタ240のコレクタと自身のベースとに接続されている。   The bipolar transistor 236 is a pnp type bipolar transistor, the base is connected to the base of the bipolar transistor 237, the emitter is connected to the power source Vcc through the resistor 238, and the collector is connected to the collector of the bipolar transistor 240 and its own base. It is connected.

バイポーラトランジスタ237は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、エミッタが抵抗239を介して電源Vccに接続されている。また、バイポーラトランジスタ237および抵抗239は、バイポーラトランジスタ235の電流源を構成している。さらに、バイポーラトランジスタ236とバイポーラトランジスタ237とは、カレントミラー回路を形成している。   The bipolar transistor 237 is a pnp type bipolar transistor, and has an emitter connected to the power supply Vcc via a resistor 239. Bipolar transistor 237 and resistor 239 constitute a current source of bipolar transistor 235. Furthermore, the bipolar transistor 236 and the bipolar transistor 237 form a current mirror circuit.

バイポーラトランジスタ240は、npn型のバイポーラトランジスタであり、ベースがスイッチ端子242に接続され、エミッタが抵抗241を介して接地されている。   The bipolar transistor 240 is an npn-type bipolar transistor, the base is connected to the switch terminal 242, and the emitter is grounded via the resistor 241.

上記の構成において、スイッチ端子242にスイッチ制御信号として、所望の電圧(各バイポーラトランジスタをオンさせる設計値)が入力されることにより、バイポーラトランジスタ232はオンになり、一定の電流を流すようになる。これにより、バイポーラトランジスタ231のベース電流が抽出されるので、バイポーラトランジスタ231はオンになる。   In the above configuration, when a desired voltage (design value for turning on each bipolar transistor) is input to the switch terminal 242 as a switch control signal, the bipolar transistor 232 is turned on and a constant current flows. . Thereby, since the base current of the bipolar transistor 231 is extracted, the bipolar transistor 231 is turned on.

また、所望の電圧が入力されることにより、バイポーラトランジスタ240もオンになるので、バイポーラトランジスタ236およびバイポーラトランジスタ237がオンになる。バイポーラトランジスタ240のコレクタに流れる電流は、バイポーラトランジスタ236およびバイポーラトランジスタ237で構成されるカレントミラー回路により折り返され、バイポーラトランジスタ235のベースに供給される。これにより、バイポーラトランジスタ235がオンになる。   In addition, when a desired voltage is input, the bipolar transistor 240 is also turned on, so that the bipolar transistor 236 and the bipolar transistor 237 are turned on. The current flowing through the collector of the bipolar transistor 240 is turned back by a current mirror circuit composed of the bipolar transistor 236 and the bipolar transistor 237 and supplied to the base of the bipolar transistor 235. Thereby, the bipolar transistor 235 is turned on.

これにより、帰還回路では低ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ102のコレクタに位相補償容量234が接続されることになる。よって、低いゲインを設定する場合には、所望の電圧のスイッチ制御信号を出力することによって、基準よりも下がったオープンループゲインを得ることが可能となる。   As a result, the feedback circuit is set to a low gain setting state, and the phase compensation capacitor 234 is connected to the collector of the bipolar transistor 102. Therefore, when a low gain is set, it is possible to obtain an open loop gain lower than the reference by outputting a switch control signal having a desired voltage.

逆に、高いゲインを設定する場合には、スイッチ端子242のバイアス電圧を所望の電圧を超えないように調整すればよい。これにより、帰還回路では高ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ102のコレクタに何も接続されず、エミッタが直接接地されることになる。よって、オープンループゲインを下げずに、基準となるオープンループゲインを得ることが可能となる。   Conversely, when setting a high gain, the bias voltage of the switch terminal 242 may be adjusted so as not to exceed a desired voltage. As a result, the feedback circuit is set to a high gain state, nothing is connected to the collector of the bipolar transistor 102, and the emitter is directly grounded. Therefore, it becomes possible to obtain a reference open loop gain without lowering the open loop gain.

また、スイッチ端子242に所望の電圧を入力することにより、前段アンプ回路200cは、スイッチ111をオン、かつ、スイッチ212をオンに切り替えた状態の前段アンプ回路200aと同等の状態になる。   Also, by inputting a desired voltage to the switch terminal 242, the preamplifier circuit 200c becomes in a state equivalent to the preamplifier circuit 200a in which the switch 111 is turned on and the switch 212 is switched on.

逆に、スイッチ端子242のバイアス電圧を所望の電圧を超えないように調整することにより、前段アンプ回路200cは、スイッチ111をオフ、かつ、スイッチ212をオフに切り替えた状態の前段アンプ回路200aと同等の状態になる。   On the contrary, by adjusting the bias voltage of the switch terminal 242 so as not to exceed a desired voltage, the front-stage amplifier circuit 200c is connected to the front-stage amplifier circuit 200a in a state where the switch 111 is switched off and the switch 212 is switched off. Equivalent state.

それゆえ、前段アンプ回路200cは、ゲイン切り替えと同調してオープンループゲインを調整することが可能となり、入力信号を低減することが可能となる。   Therefore, the pre-stage amplifier circuit 200c can adjust the open loop gain in synchronization with the gain switching, and can reduce the input signal.

なお、上記前段アンプ回路200a〜200cにおいて、帰還回路は2段接続となっているが、これに限らず、帰還回路の数とスイッチの数を増やすことにより、さらに多段階のゲイン切替機能を有することが可能となる。   In the preceding stage amplifier circuits 200a to 200c, the feedback circuit is connected in two stages. However, the present invention is not limited to this, and by further increasing the number of feedback circuits and the number of switches, a multi-stage gain switching function is provided. It becomes possible.

〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態について図に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1、2と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1、2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to the drawings. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first and second embodiments. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of Embodiments 1 and 2 are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.

図8は、本実施の形態の前段アンプ回路300aの一構成例を示す回路図である。   FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-stage amplifier circuit 300a of the present embodiment.

本実施の形態の前段アンプ回路300aは、エミッタ抵抗切替回路120を除いた前段アンプ回路100aの構成に加えて、図8に示すように、バイアス電流切替回路310を備えている。   The preamplifier circuit 300a of this embodiment includes a bias current switching circuit 310 as shown in FIG. 8 in addition to the configuration of the preamplifier circuit 100a excluding the emitter resistance switching circuit 120.

バイアス電流切替回路310は、スイッチ311および定電流源312により構成されている。スイッチ311は、一方の端子がバイポーラトランジスタ114のコレクタに接続され、他方の端子が定電流源312を介して接地されている。   The bias current switching circuit 310 includes a switch 311 and a constant current source 312. The switch 311 has one terminal connected to the collector of the bipolar transistor 114 and the other terminal grounded via the constant current source 312.

なお、定電流源115は電流Ibを出力するとし、定電流源312は電流Icを出力するとする。   The constant current source 115 outputs the current Ib, and the constant current source 312 outputs the current Ic.

上記の構成において、バイアス電流切替回路310では、スイッチ111のオン/オフの切り替えに応じて、スイッチ311のオン/オフが切り替えられている。これについて、図8および図9を参照しながら次に説明する。   In the above configuration, in the bias current switching circuit 310, the on / off of the switch 311 is switched according to the on / off switching of the switch 111. This will be described next with reference to FIGS.

図9は、前段アンプ回路300aの周波数特性を示すグラフである。縦軸は、ゲイン(dB)を示し、横軸は、応答周波数(Hz)を示している。   FIG. 9 is a graph illustrating frequency characteristics of the pre-stage amplifier circuit 300a. The vertical axis represents gain (dB), and the horizontal axis represents response frequency (Hz).

まず、前段アンプ回路300aに、帰還回路が設けられていないとする。このときの前段アンプ回路300aの周波数特性は、オープンループゲインとして示される。   First, it is assumed that no feedback circuit is provided in the pre-stage amplifier circuit 300a. The frequency characteristic of the pre-stage amplifier circuit 300a at this time is shown as an open loop gain.

このとき、図8に示すように、スイッチ311がオフで、バイポーラトランジスタ114のコレクタに定電流源312が接続されていないとする。すると、前段アンプ回路300aのオープンループゲインが、図9にて太線の実線で示したグラフAで示される。なお、このグラフAのオープンループゲインは、図2に示したグラフAのオープンループゲインと同じである。   At this time, it is assumed that the switch 311 is OFF and the constant current source 312 is not connected to the collector of the bipolar transistor 114 as shown in FIG. Then, the open loop gain of the preamplifier circuit 300a is shown by a graph A indicated by a thick solid line in FIG. The open loop gain of the graph A is the same as the open loop gain of the graph A shown in FIG.

ここで、バイポーラトランジスタ102の能動負荷であるバイポーラトランジスタ103に流れる電流量は、カレントミラー回路を形成しているバイポーラトランジスタ114に流れるバイアス電流、すなわち定電流源115から供給される電流で決まる。   Here, the amount of current flowing through the bipolar transistor 103 which is the active load of the bipolar transistor 102 is determined by the bias current flowing through the bipolar transistor 114 forming the current mirror circuit, that is, the current supplied from the constant current source 115.

一方、スイッチ311がオンで、バイポーラトランジスタ114のコレクタに定電流源312が接続されるとする。すると、定電流源312が接続されることによって、バイポーラトランジスタ114のコレクタに、Ib+Icの電流が流れる。このため、バイポーラトランジスタ102に供給されるバイアス電流が増大することにより、最終的に出力端子112からは、高周波帯域が広くなった電圧が出力される。よって、前段アンプ回路300aのオープンループゲインの主である極P1の位置が、高周波側(極P1b)にシフトする。   On the other hand, assume that the switch 311 is on and the constant current source 312 is connected to the collector of the bipolar transistor 114. Then, by connecting the constant current source 312, a current of Ib + Ic flows through the collector of the bipolar transistor 114. For this reason, when the bias current supplied to the bipolar transistor 102 is increased, a voltage whose frequency band is widened is finally output from the output terminal 112. Therefore, the position of the pole P1, which is the main open-loop gain of the pre-stage amplifier circuit 300a, is shifted to the high frequency side (pole P1b).

すなわち、このときのオープンループゲインは、図9にて太線の点線で示したグラフDで示される。よって、スイッチ311がオンの場合、スイッチ311がオフの場合よりも、高い周波数でゲインが減少し始める。それゆえ、前段アンプ回路300aのオープンループゲインが、高周波側にシフトする前のグラフAの極P1の位置以降から上がっていることがわかる。   That is, the open loop gain at this time is indicated by a graph D indicated by a thick dotted line in FIG. Therefore, when the switch 311 is on, the gain begins to decrease at a higher frequency than when the switch 311 is off. Therefore, it can be seen that the open-loop gain of the pre-stage amplifier circuit 300a increases from the position of the pole P1 of the graph A before shifting to the high frequency side.

これにより、スイッチ111をオフに切り替えて、高いゲインに設定する場合、スイッチ311をオンに切り替えて、グラフDのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、高いゲインでも周波数の低下を抑制することが可能となる。すなわち、高いゲイン設定時の周波数fxHを、極P2の地点間際まで設定することが可能となる。それゆえ、発振の防止を図りながら応答速度を向上し、応答速度を最大限まで速くすることが可能となる。   As a result, when the switch 111 is switched off and set to a high gain, the switch 311 is switched on and the gain of the feedback circuit is set based on the open loop gain of the graph D, so that the frequency can be increased even at a high gain. It is possible to suppress the decrease. That is, it is possible to set the frequency fxH at the time of high gain setting up to the point just before the pole P2. Therefore, the response speed can be improved while preventing the oscillation, and the response speed can be maximized.

また、スイッチ111をオンに切り替えて、低いゲインに設定する場合、スイッチ311をオフに切り替えて、グラフDのオープンループゲインではなく、グラフAのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、低いゲイン時の周波数fxLを、高くせずに低い周波数で得ることが可能となる。   When the switch 111 is switched on and set to a low gain, the switch 311 is switched off and the gain of the feedback circuit is set based on the open loop gain of the graph A instead of the open loop gain of the graph D. Thus, it is possible to obtain the low gain frequency fxL at a low frequency without increasing it.

以上により、本実施の形態の前段アンプ回路300aは、高いゲインを設定するときに、スイッチ311のオン/オフの切り替えにより、オープンループゲインを上げることを目的とした回路構成を有している。つまりは、本実施の形態の前段アンプ回路300aでは、高いゲインを設定するときに、オープンループゲインを、GB積が増加する方向に上がるように調整している。   As described above, the preamplifier circuit 300a of the present embodiment has a circuit configuration for increasing the open loop gain by switching the switch 311 on and off when setting a high gain. That is, in the pre-stage amplifier circuit 300a of the present embodiment, when setting a high gain, the open loop gain is adjusted so as to increase in the direction in which the GB product increases.

上記の構成によれば、スイッチ311をオンに切り替えることにより、バイポーラトランジスタ114のコレクタに定電流源312が接続されるので、バイポーラトランジスタ102へのバイアス電流が増大する。このため、最終的に、出力端子112からは、高周波帯域が広くなった電圧が出力される。   According to the above configuration, by switching on the switch 311, the constant current source 312 is connected to the collector of the bipolar transistor 114, so that the bias current to the bipolar transistor 102 increases. For this reason, finally, a voltage having a wide high frequency band is output from the output terminal 112.

よって、バイポーラトランジスタ114のコレクタに定電流源312が接続されていない場合のオープンループゲインよりも、オープンループゲインの主である極P1の位置が、高周波側にシフトする。それゆえ、前段アンプ回路300aのオープンループゲインが、高周波側にシフトする前のグラフAの極P1の位置以降において上がる。   Therefore, the position of the pole P1, which is the main open-loop gain, is shifted to the high-frequency side rather than the open-loop gain when the constant current source 312 is not connected to the collector of the bipolar transistor 114. Therefore, the open loop gain of the pre-stage amplifier circuit 300a increases after the position of the pole P1 in the graph A before shifting to the high frequency side.

したがって、高いゲイン設定時にスイッチ111がオフされるとき、スイッチ311をオンに切り替えることにより、オープンループゲインを高いゲイン設定時のみ上げることが可能となる。   Therefore, when the switch 111 is turned off when a high gain is set, the open loop gain can be increased only when the high gain is set by switching the switch 311 on.

ここで、増幅回路の周波数特性では、高ゲイン状態になるにつれて、応答周波数が低下することにより、応答速度が悪くなる。しかし、本実施の形態の前段アンプ回路300aでは、オープンループゲインが上がっているので、高ゲイン状態時であっても、応答周波数の低下を抑制することが可能となる。これにより、応答速度を向上することが可能となる。   Here, in the frequency characteristic of the amplifier circuit, the response speed decreases as the response frequency decreases as the gain state increases. However, in the pre-stage amplifier circuit 300a of the present embodiment, since the open loop gain is increased, it is possible to suppress a decrease in response frequency even in a high gain state. Thereby, the response speed can be improved.

また、低いゲイン設定時にスイッチ111がオンされる場合は、スイッチ311をオフに切り替えることにより、オープンループゲインを上げない。これにより、低ゲイン状態時であっても、応答周波数の増大させずに、回路の安定化を保つことが可能となる。   If the switch 111 is turned on when a low gain is set, the open loop gain is not increased by turning the switch 311 off. Thereby, even in the low gain state, it is possible to keep the circuit stable without increasing the response frequency.

したがって、本実施の形態の前段アンプ回路300aは、入力レベルに応じて、スイッチ111およびスイッチ311のオン/オフをそれぞれ切り替えながらゲインを切り替えることによって、高いゲインでの高速応答と低いゲインでの回路安定化との両立を実現することが可能となる。   Therefore, the pre-amplifier circuit 300a of the present embodiment switches the gain while switching on / off of the switch 111 and the switch 311 according to the input level, so that a high-speed response with a high gain and a circuit with a low gain are achieved. It is possible to achieve both stability and stability.

また、本実施の形態の前段アンプ回路300aにおいても、スイッチ111およびスイッチ311には、MOSトランジスタまたはバイポーラトランジスタによって構成された電気的スイッチ回路を用いることが好ましい。これにより、前段アンプ回路300aを半導体集積回路として使用することが可能となる。   Also in the pre-amplifier circuit 300a of the present embodiment, it is preferable to use an electrical switch circuit composed of a MOS transistor or a bipolar transistor for the switch 111 and the switch 311. As a result, the preamplifier circuit 300a can be used as a semiconductor integrated circuit.

次いで、図10を参照しながら、MOSトランジスタによって構成された電気的スイッチ回路を用いる前段アンプ回路300bの構成について説明する。その次に、図11を参照しながら、バイポーラトランジスタによって構成された電気的スイッチ回路を用いる前段アンプ回路300cの構成について説明する。   Next, the configuration of the preamplifier circuit 300b using the electrical switch circuit configured by MOS transistors will be described with reference to FIG. Next, the configuration of the preamplifier circuit 300c using an electrical switch circuit configured by bipolar transistors will be described with reference to FIG.

図10は、前段アンプ回路300bの一構成例を示す回路図である。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-stage amplifier circuit 300b.

前段アンプ回路300bは、スイッチ111、およびバイアス電流切替回路310を除いた前段アンプ回路300aの構成に加えて、図10に示すように、MOSトランジスタ321、MOSトランジスタ322、定電流源323、およびスイッチ端子324を備えている。   In addition to the configuration of the preamplifier circuit 300a excluding the switch 111 and the bias current switching circuit 310, the preamplifier circuit 300b includes a MOS transistor 321, a MOS transistor 322, a constant current source 323, and a switch as shown in FIG. A terminal 324 is provided.

また、MOSトランジスタ322および定電流源323は、バイアス電流切替回路320を構成している。バイアス電流切替回路320は、図8に示したバイアス電流切替回路310に対応する部分である。   In addition, the MOS transistor 322 and the constant current source 323 constitute a bias current switching circuit 320. The bias current switching circuit 320 is a part corresponding to the bias current switching circuit 310 shown in FIG.

MOSトランジスタ321は、Nチャネル型のMOSトランジスタであり、帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子とバイポーラトランジスタ102のベースとの間に直列接続されるように、ドレインが帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子に接続され、ソースがバイポーラトランジスタ102のベースに接続されている。また、ゲートがスイッチ端子324に接続されている。なお、MOSトランジスタ321は、スイッチ111に対応する部分である。   The MOS transistor 321 is an N-channel MOS transistor, and is connected in series between one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel and the base of the bipolar transistor 102. Is connected to one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel, and the source is connected to the base of the bipolar transistor 102. The gate is connected to the switch terminal 324. The MOS transistor 321 is a part corresponding to the switch 111.

MOSトランジスタ322は、Pチャネル型のMOSトランジスタであり、ゲートがスイッチ端子324に接続され、ドレインがバイポーラトランジスタ114のコレクタに接続され、ソースが定電流源323を介して接地されている。なお、MOSトランジスタ322はスイッチ311に対応する部分であり、定電流源323は定電流源312に対応する部分である。   The MOS transistor 322 is a P-channel MOS transistor, the gate is connected to the switch terminal 324, the drain is connected to the collector of the bipolar transistor 114, and the source is grounded via the constant current source 323. The MOS transistor 322 is a part corresponding to the switch 311, and the constant current source 323 is a part corresponding to the constant current source 312.

上記の構成において、スイッチ端子324にスイッチ制御信号として、Lowの信号(GND電圧)が入力された場合、MOSトランジスタ321のゲートおよびMOSトランジスタ322のゲートには、Lowの信号が入力される。それゆえ、MOSトランジスタ321はオフになり、MOSトランジスタ322はオンになる。   In the above configuration, when a Low signal (GND voltage) is input to the switch terminal 324 as a switch control signal, a Low signal is input to the gate of the MOS transistor 321 and the gate of the MOS transistor 322. Therefore, the MOS transistor 321 is turned off and the MOS transistor 322 is turned on.

これにより、帰還回路では高ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ114のコレクタに定電流源323が接続されることになる。よって、高いゲインを設定する場合には、Lowレベルのスイッチ制御信号を出力することによって、基準よりも上がったオープンループゲインを得ることが可能となる。   As a result, the feedback circuit is set to a high gain state, and the constant current source 323 is connected to the collector of the bipolar transistor 114. Therefore, when a high gain is set, it is possible to obtain an open loop gain that is higher than the reference by outputting a switch control signal at a low level.

逆に、スイッチ端子324にスイッチ制御信号として、Hiの信号(VCC電圧)が入力された場合、MOSトランジスタ321のゲートおよびMOSトランジスタ322のゲートには、Hiの信号が入力される。それゆえ、MOSトランジスタ321はオンになり、MOSトランジスタ322はオフになる。   Conversely, when a Hi signal (VCC voltage) is input to the switch terminal 324 as a switch control signal, the Hi signal is input to the gate of the MOS transistor 321 and the gate of the MOS transistor 322. Therefore, the MOS transistor 321 is turned on and the MOS transistor 322 is turned off.

これにより、帰還回路では低ゲイン設定状態となり、バイポーラトランジスタ114のコレクタには定電流源323が接続されない。よって、低いゲインを設定する場合には、Hiレベルのスイッチ制御信号を出力することによって、オープンループゲインを上げずに、基準となるオープンループゲインを得ることが可能となる。   As a result, the feedback circuit is set to a low gain setting state, and the constant current source 323 is not connected to the collector of the bipolar transistor 114. Therefore, when a low gain is set, it becomes possible to obtain a reference open loop gain without increasing the open loop gain by outputting a switch control signal at the Hi level.

また、スイッチ端子324にLowの信号を入力することにより、前段アンプ回路300bは、スイッチ111をオフ、かつ、スイッチ311をオンに切り替えた状態の前段アンプ回路300aと同等の状態になる。   Further, by inputting a Low signal to the switch terminal 324, the pre-stage amplifier circuit 300b is in a state equivalent to the pre-stage amplifier circuit 300a in which the switch 111 is turned off and the switch 311 is turned on.

逆に、スイッチ端子324にHiの信号を入力することにより、前段アンプ回路300bは、スイッチ111をオン、かつ、スイッチ212をオフに切り替えた状態の前段アンプ回路300aと同等の状態になる。   Conversely, by inputting a Hi signal to the switch terminal 324, the pre-stage amplifier circuit 300b becomes equivalent to the pre-stage amplifier circuit 300a in which the switch 111 is turned on and the switch 212 is turned off.

それゆえ、前段アンプ回路300bは、ゲイン切り替えと同調してオープンループゲインを調整することが可能となり、入力信号を低減することが可能となる。   Therefore, the pre-stage amplifier circuit 300b can adjust the open loop gain in synchronization with the gain switching, and can reduce the input signal.

図11は、前段アンプ回路300cの一構成例を示す回路図である。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of the pre-stage amplifier circuit 300c.

前段アンプ回路300cは、スイッチ111、およびバイアス電流切替回路310を除いた前段アンプ回路300aの構成に加えて、図11に示すように、バイポーラトランジスタ331、バイポーラトランジスタ332、抵抗333、スイッチ端子334、バイポーラトランジスタ335、抵抗336、およびスイッチ端子337を備えている。   In addition to the configuration of the preamplifier circuit 300a excluding the switch 111 and the bias current switching circuit 310, the preamplifier circuit 300c includes a bipolar transistor 331, a bipolar transistor 332, a resistor 333, a switch terminal 334, as shown in FIG. A bipolar transistor 335, a resistor 336, and a switch terminal 337 are provided.

また、バイポーラトランジスタ335および抵抗336は、バイアス電流切替回路330を構成している。バイアス電流切替回路330は、図8に示したバイアス電流切替回路310に対応する部分である。   The bipolar transistor 335 and the resistor 336 constitute a bias current switching circuit 330. The bias current switching circuit 330 is a part corresponding to the bias current switching circuit 310 shown in FIG.

バイポーラトランジスタ331は、pnp型のバイポーラトランジスタであり、帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子と出力端子112との間に直列接続されるように、コレクタが帰還容量109と帰還抵抗110とが並列接続された回路の一方の端子に接続され、エミッタが出力端子112に接続されている。また、ベースがバイポーラトランジスタ332のコレクタに接続されている。なお、バイポーラトランジスタ331は、スイッチ111に対応する部分である。   The bipolar transistor 331 is a pnp type bipolar transistor, and the collector is connected in series between the output terminal 112 and one terminal of a circuit in which the feedback capacitor 109 and the feedback resistor 110 are connected in parallel. 109 and the feedback resistor 110 are connected to one terminal of a circuit connected in parallel, and the emitter is connected to the output terminal 112. The base is connected to the collector of the bipolar transistor 332. Note that the bipolar transistor 331 is a portion corresponding to the switch 111.

バイポーラトランジスタ332は、npn型のバイポーラトランジスタであり、エミッタが抵抗333を介して接地され、ベースがスイッチ端子334に接続されている。また、バイポーラトランジスタ332および抵抗333は、バイポーラトランジスタ331の電流源を構成している。   The bipolar transistor 332 is an npn-type bipolar transistor, and has an emitter grounded via a resistor 333 and a base connected to the switch terminal 334. The bipolar transistor 332 and the resistor 333 constitute a current source for the bipolar transistor 331.

バイポーラトランジスタ335は、npn型のバイポーラトランジスタであり、ベースがスイッチ端子337に接続され、コレクタがバイポーラトランジスタ114のコレクタに接続され、エミッタが抵抗336を介して接地されている。なお、バイポーラトランジスタ335は、スイッチ311に対応する部分である。   The bipolar transistor 335 is an npn-type bipolar transistor, the base is connected to the switch terminal 337, the collector is connected to the collector of the bipolar transistor 114, and the emitter is grounded via the resistor 336. Note that the bipolar transistor 335 is a portion corresponding to the switch 311.

上記の構成において、スイッチ端子334にスイッチ制御信号として、所望の電圧(各バイポーラトランジスタをオンさせる設計値)が入力されることにより、バイポーラトランジスタ332はオンになり、一定の電流を流すようになる。これにより、バイポーラトランジスタ331のベース電流が抽出されるので、バイポーラトランジスタ331はオンになる。   In the above configuration, when a desired voltage (design value for turning on each bipolar transistor) is input as a switch control signal to the switch terminal 334, the bipolar transistor 332 is turned on and a constant current flows. . Thereby, since the base current of the bipolar transistor 331 is extracted, the bipolar transistor 331 is turned on.

また、スイッチ端子337にスイッチ制御信号として、所望の電圧が入力されることにより、バイポーラトランジスタ335はオンになり、一定の電流を流すようになる。すなわち、バイポーラトランジスタ114に一定の電流を供給することになる。   Further, when a desired voltage is input to the switch terminal 337 as a switch control signal, the bipolar transistor 335 is turned on and a constant current flows. That is, a constant current is supplied to the bipolar transistor 114.

よって、スイッチ端子334に所望の電圧を印加したときに、バイポーラトランジスタ331がオンし、帰還回路では低ゲイン設定状態となるため、このときのスイッチ端子337には、バイアスしない(ハイインピーダンス状態とする)。これにより、バイポーラトランジスタ102へは、定電流源115の電流Ibのバイアス電流が供給される。   Accordingly, when a desired voltage is applied to the switch terminal 334, the bipolar transistor 331 is turned on, and the feedback circuit is set to a low gain setting state. Therefore, the switch terminal 337 at this time is not biased (set to a high impedance state). ). As a result, the bias current of the current Ib of the constant current source 115 is supplied to the bipolar transistor 102.

それゆえ、低いゲインを設定する場合には、スイッチ端子334に所望の電圧のスイッチ制御信号を出力し、かつ、スイッチ端子337にはバイアスしないことによって、オープンループゲインを上げずに、基準となるオープンループゲインを得ることが可能となる。   Therefore, when a low gain is set, a switch control signal having a desired voltage is output to the switch terminal 334 and is not biased to the switch terminal 337, thereby providing a reference without increasing the open loop gain. An open loop gain can be obtained.

逆に、スイッチ端子334にはバイアスしない(ハイインピーダンス状態とする)場合には、スイッチ端子337に所望の電圧を印加してバイアスすることにより、バイポーラトランジスタ335がオンになる。   Conversely, when the switch terminal 334 is not biased (high impedance state), the bipolar transistor 335 is turned on by applying a desired voltage to the switch terminal 337 and biasing it.

これにより、バイポーラトランジスタ102のバイアス電流源は、バイポーラトランジスタ335を流れる電流も含まれる。それゆえ、バイポーラトランジスタ102へは、定電流源115の電流Ib+αのバイアス電流が供給される。   Thereby, the bias current source of the bipolar transistor 102 includes a current flowing through the bipolar transistor 335. Therefore, the bias current of the current Ib + α of the constant current source 115 is supplied to the bipolar transistor 102.

よって、高いゲインを設定する場合には、スイッチ端子334にはバイアスせず、かつ、スイッチ端子337に所望の電圧のスイッチ制御信号を出力することによって、基準よりも上がったオープンループゲインを得ることが可能となる。   Therefore, when setting a high gain, the switch terminal 334 is not biased, and a switch control signal having a desired voltage is output to the switch terminal 337, thereby obtaining an open loop gain higher than the reference. Is possible.

また、スイッチ端子334に所望の電圧を入力し、スイッチ端子337をハイインピーダンス状態とすることにより、前段アンプ回路300cは、スイッチ111をオン、かつ、スイッチ311をオフに切り替えた状態の前段アンプ回路300aと同等の状態になる。   In addition, by inputting a desired voltage to the switch terminal 334 and setting the switch terminal 337 to a high impedance state, the front-stage amplifier circuit 300c has the switch 111 turned on and the switch 311 turned off. It becomes a state equivalent to 300a.

逆に、スイッチ端子337に所望の電圧を入力し、スイッチ端子334をハイインピーダンス状態とすることにより、前段アンプ回路300cは、スイッチ111をオフ、かつ、スイッチ311をオンに切り替えた状態の前段アンプ回路300aと同等の状態になる。   Conversely, by inputting a desired voltage to the switch terminal 337 and setting the switch terminal 334 to a high impedance state, the preamplifier circuit 300c is a preamplifier in which the switch 111 is turned off and the switch 311 is turned on. The state is equivalent to that of the circuit 300a.

それゆえ、前段アンプ回路300cは、ゲイン切り替えと同調してオープンループゲインを調整することが可能となり、入力信号を低減することが可能となる。   Therefore, the pre-stage amplifier circuit 300c can adjust the open loop gain in synchronization with the gain switching, and can reduce the input signal.

なお、上記前段アンプ回路300a〜300cにおいて、帰還回路は2段接続となっているが、これに限らず、帰還回路の数とスイッチの数を増やすことにより、さらに多段階のゲイン切替機能を有することが可能となる。   In the above-described preamplifier circuits 300a to 300c, the feedback circuit is connected in two stages. However, the present invention is not limited to this. By increasing the number of feedback circuits and the number of switches, a further multistage gain switching function is provided. It becomes possible.

また、本実施の形態の前段アンプ回路300aのバイアス電流切替回路310は、前記実施の形態1の前段アンプ回路100aのエミッタ抵抗切替回路120や、前記実施の形態2の前段アンプ回路200aの位相補償容量切替回路210と、それぞれ組み合わせることが可能である。   Further, the bias current switching circuit 310 of the preamplifier circuit 300a of the present embodiment is the phase compensation of the emitter resistance switching circuit 120 of the preamplifier circuit 100a of the first embodiment and the preamplifier circuit 200a of the second embodiment. Each can be combined with the capacitance switching circuit 210.

図12は、位相補償容量切替回路210とバイアス電流切替回路310とを備えた前段アンプ回路400の一構成例を示す回路図である。   FIG. 12 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the preamplifier circuit 400 including the phase compensation capacitance switching circuit 210 and the bias current switching circuit 310.

前段アンプ回路400は、図12に示すように、前記実施の形態2の前段アンプ回路200aの構成に加えて、バイアス電流切替回路310を備えている。   As shown in FIG. 12, the preamplifier circuit 400 includes a bias current switching circuit 310 in addition to the configuration of the preamplifier circuit 200a of the second embodiment.

上記の構成において、スイッチ111をオフに切り替えて、高いゲインに設定する場合、スイッチ311をオン、かつ、スイッチ212をオフに切り替えて、図9に示したグラフDのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、高いゲインでも周波数の低下を抑制することが可能となる。すなわち、高いゲイン設定時の周波数fxHを、極P2の地点間際まで設定することが可能となる。それゆえ、発振の防止を図りながら、応答速度を向上することが可能となる。   In the above configuration, when the switch 111 is switched off and set to a high gain, the switch 311 is switched on and the switch 212 is switched off, and the feedback is based on the open loop gain of the graph D shown in FIG. By setting the gain of the circuit, it is possible to suppress a decrease in frequency even with a high gain. That is, it is possible to set the frequency fxH at the time of high gain setting up to the point just before the pole P2. Therefore, the response speed can be improved while preventing oscillation.

逆に、スイッチ111をオンに切り替えて、低いゲインに設定する場合、スイッチ311をオフ、かつ、スイッチ212をオンに切り替えて、図5に示したグラフCのオープンループゲインを基準に帰還回路のゲインを設定することによって、低いゲインでも周波数の増大を抑制することが可能となる。すなわち、低いゲイン設定時の周波数fxLを、極P2の地点以前になるように設定することが可能となる。それゆえ、発振の防止すなわち回路の安定性を向上することが可能となる。   Conversely, when the switch 111 is switched on and set to a low gain, the switch 311 is switched off and the switch 212 is switched on so that the open loop gain of the graph C shown in FIG. By setting the gain, it is possible to suppress an increase in frequency even with a low gain. That is, it becomes possible to set the frequency fxL at the time of low gain setting to be before the point of the pole P2. Therefore, it is possible to prevent oscillation, that is, improve the stability of the circuit.

したがって、前段アンプ回路400は、入力レベルに応じて、スイッチ111、スイッチ212、およびスイッチ311のオン/オフをそれぞれ切り替えながらゲインを切り替えることによって、低いゲインでの回路安定化と高いゲインでの応答高速化との両立を実現することが可能となる。   Therefore, the pre-amplifier circuit 400 switches the gain while switching on / off of the switch 111, the switch 212, and the switch 311 according to the input level, thereby stabilizing the circuit with a low gain and responding with a high gain. It is possible to achieve both high speed.

本発明は、例えば、CD,DVD,BDなどの様々な種類の光ディスクからの光信号を読み取る光ピックアップ装置において、当該光ピックアップ装置に設けられる受光アンプICに適用できるが、これに限らず、その他の分野にも適用することができる。例えば、微弱電流を直接入力して増幅する増幅回路などに適用することができる。   The present invention can be applied to a light receiving amplifier IC provided in the optical pickup device in an optical pickup device that reads optical signals from various types of optical disks such as CD, DVD, and BD, but is not limited thereto. It can also be applied to other fields. For example, the present invention can be applied to an amplifier circuit that directly inputs and amplifies a weak current.

本発明における前段アンプ回路の実施の一形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of a preamplifier circuit in the present invention. 上記前段アンプ回路の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the said front stage amplifier circuit. 上記前段アンプ回路の他の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of another structure of the said front | former stage amplifier circuit. 本発明における前段アンプ回路の他の実施の形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows other embodiment of the front | former stage amplifier circuit in this invention. 上記前段アンプ回路の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the said front stage amplifier circuit. 上記前段アンプ回路の他の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of another structure of the said front | former stage amplifier circuit. 上記前段アンプ回路のさらに他の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of another structure of the said front stage amplifier circuit. 本発明における前段アンプ回路のさらに他の実施の形態を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing still another embodiment of a preamplifier circuit in the present invention. 上記前段アンプ回路の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the said front stage amplifier circuit. 上記前段アンプ回路の他の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of another structure of the said front | former stage amplifier circuit. 上記前段アンプ回路のさらに他の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of another structure of the said front stage amplifier circuit. 本発明における前段アンプ回路のさらに他の実施の形態を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing still another embodiment of a preamplifier circuit in the present invention. 従来の光ピックアップ装置の光学系の構成を示す簡略模式図である。It is a simplified schematic diagram which shows the structure of the optical system of the conventional optical pick-up apparatus. 従来の受光ICの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional light reception IC. 上記受光ICに構成される、前段アンプ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the front | former stage amplifier circuit comprised in the said light reception IC. 上記前段アンプ回路の周波数特性を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency characteristic of the said front stage amplifier circuit.

符号の説明Explanation of symbols

100a,100b 前段アンプ回路(受光増幅回路)
101 フォトダイオード(受光素子)
102 バイポーラトランジスタ(増幅用トランジスタ)
103 バイポーラトランジスタ
104 抵抗
105 バイポーラトランジスタ
106 定電流源
107 帰還容量(第1容量素子)
108 帰還抵抗(第1抵抗)
109 帰還容量(第2容量素子)
110 帰還抵抗(第2抵抗)
111 スイッチ(第5スイッチ)
112 出力端子
113 抵抗
114 バイポーラトランジスタ
115 定電流源(第1電流源)
120,130 エミッタ抵抗切替回路
121 スイッチ(第1スイッチ)
122 スイッチ(第2スイッチ)
123,134 抵抗(第1抵抗)
131〜133,135,136 MOSトランジスタ
200a〜200c 前段アンプ回路(受光増幅回路)
210,220,230 位相補償容量切替回路
211,222,234 位相補償容量
212 スイッチ(第3スイッチ)
221,223 MOSトランジスタ
231,232,235〜237,240 バイポーラトランジスタ
233,238,239,241 抵抗
300a〜300c 前段アンプ回路(受光増幅回路)
310,320,330 バイアス電流切替回路
311 スイッチ(第4スイッチ)
312,323 定電流源(第2電流源)
321,322 MOSトランジスタ
331,332,335 バイポーラトランジスタ
333,336 抵抗
400 前段アンプ回路(受光増幅回路)
100a, 100b Pre-stage amplifier circuit (light receiving amplifier circuit)
101 Photodiode (light receiving element)
102 Bipolar transistor (amplification transistor)
103 Bipolar Transistor 104 Resistor 105 Bipolar Transistor 106 Constant Current Source 107 Feedback Capacitor (First Capacitance Element)
108 Feedback resistor (first resistor)
109 Feedback capacitance (second capacitance element)
110 Feedback resistor (second resistor)
111 switch (5th switch)
112 Output terminal 113 Resistor 114 Bipolar transistor 115 Constant current source (first current source)
120, 130 Emitter resistance switching circuit 121 Switch (first switch)
122 switch (second switch)
123,134 Resistance (first resistance)
131-133, 135, 136 MOS transistors 200a-200c Pre-stage amplifier circuit (light receiving amplifier circuit)
210, 220, 230 Phase compensation capacity switching circuit 211, 222, 234 Phase compensation capacity 212 switch (third switch)
221, 223 MOS transistor 231, 232, 235-237, 240 Bipolar transistor 233, 238, 239, 241 Resistance 300a-300c Preamplifier circuit (light receiving amplification circuit)
310, 320, 330 Bias current switching circuit 311 switch (fourth switch)
312,323 constant current source (second current source)
321, 322 MOS transistor 331, 332, 335 Bipolar transistor 333, 336 Resistor 400 Previous stage amplifier circuit (light receiving amplifier circuit)

Claims (15)

入力端子と、出力端子と、
上記入力端子から入力された電流信号を増幅して、上記出力端子へと出力する増幅用トランジスタと、
低いゲインと高いゲインとを切り替え可能なゲイン切替機能を有し、上記入力端子および出力端子に接続される帰還回路とを備える増幅回路において、
上記入力された電流信号の信号レベルに応じた上記帰還回路のゲインの切り替えに応じて、上記帰還回路が設けられていない場合の周波数特性でありゲインと応答周波数との関係を表すオープンループゲインを調整することを特徴とする増幅回路。
An input terminal, an output terminal,
An amplifying transistor that amplifies the current signal input from the input terminal and outputs the current signal to the output terminal;
In an amplifier circuit having a gain switching function capable of switching between a low gain and a high gain, and including a feedback circuit connected to the input terminal and the output terminal,
In response to switching of the gain of the feedback circuit according to the signal level of the input current signal, an open loop gain representing the relationship between the gain and the response frequency is a frequency characteristic when the feedback circuit is not provided. An amplifier circuit characterized by adjusting.
上記帰還回路のゲインが低いゲインに切り替えられる場合、上記オープンループゲインを、GB積が減少する方向に下がるように調整し、
上記帰還回路のゲインが高いゲインに切り替えられる場合、上記オープンループゲインを、GB積が増加する方向に上がるように調整することを特徴とする請求項1に記載の増幅回路。
When the gain of the feedback circuit is switched to a low gain, the open loop gain is adjusted so as to decrease in a direction in which the GB product decreases,
2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein when the gain of the feedback circuit is switched to a high gain, the open loop gain is adjusted so as to increase in a direction in which the GB product increases.
上記オープンループゲインは、上記増幅用トランジスタのGB積の調整を行うことにより調整されることを特徴とする請求項1に記載の増幅回路。   The amplifier circuit according to claim 1, wherein the open loop gain is adjusted by adjusting a GB product of the amplification transistor. 上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであって、
上記増幅用トランジスタのエミッタと接地との間に直列接続される第1スイッチと、
一方の端子が上記増幅用トランジスタのエミッタに接続され、他方の端子が第1抵抗を介して接地される第2スイッチとを備えることを特徴とする請求項3に記載の増幅回路。
The amplifying transistor is a grounded emitter bipolar transistor having a base connected to the input terminal and a collector supplied with a bias current,
A first switch connected in series between the emitter of the amplifying transistor and ground;
4. The amplifier circuit according to claim 3, further comprising: a second switch having one terminal connected to the emitter of the amplifying transistor and the other terminal grounded via a first resistor.
上記オープンループゲインは、上記増幅用トランジスタの出力電圧の位相補償を行うことにより調整されることを特徴とする請求項1に記載の増幅回路。   2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the open loop gain is adjusted by performing phase compensation of an output voltage of the amplification transistor. 上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであって、
一方の端子が位相補償容量素子を介して上記増幅用トランジスタのコレクタに接続され、他方の端子が接地される第3スイッチを備えることを特徴とする請求項5に記載の増幅回路。
The amplifying transistor is a grounded emitter bipolar transistor having a base connected to the input terminal and a collector supplied with a bias current,
6. The amplifier circuit according to claim 5, further comprising a third switch having one terminal connected to the collector of the amplifying transistor via a phase compensation capacitive element and the other terminal grounded.
上記オープンループゲインは、上記増幅用トランジスタに供給するバイアス電流を増加することにより調整されることを特徴とする請求項1に記載の増幅回路。   2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the open loop gain is adjusted by increasing a bias current supplied to the amplifying transistor. 上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであって、
上記増幅用トランジスタのコレクタにバイアス電流を供給する第1電流源と、
上記第1電流源は、上記増幅用トランジスタのコレクタに接続する接続部位を上流側としたときに、一方の端子が上記第1電流源の上流側に接続され、他方の端子が第2電流源を介して接地される第4スイッチとを備えることを特徴とする請求項7に記載の増幅回路。
The amplifying transistor is a grounded emitter bipolar transistor having a base connected to the input terminal and a collector supplied with a bias current,
A first current source for supplying a bias current to the collector of the amplifying transistor;
The first current source has one terminal connected to the upstream side of the first current source and the other terminal connected to the second current source when the connection portion connected to the collector of the amplifying transistor is on the upstream side. The amplifier circuit according to claim 7, further comprising a fourth switch that is grounded via the first switch.
上記増幅用トランジスタは、ベースが上記入力端子に接続され、コレクタにバイアス電流が供給される、エミッタ接地型のバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項3,5,または7に記載の増幅回路。   8. The amplifier circuit according to claim 3, 5, or 7, wherein the amplifying transistor is a grounded emitter bipolar transistor having a base connected to the input terminal and a collector supplied with a bias current. . 上記帰還回路は、スイッチをオンオフすることにより切り替えられることを特徴とする請求項1に記載の増幅回路。   2. The amplifier circuit according to claim 1, wherein the feedback circuit is switched by turning on and off a switch. 上記帰還回路は、
第2抵抗および第1容量素子を並列接続した第1帰還回路部と、並列接続した第3抵抗および第2容量素子にさらに第5スイッチを直列接続した第2帰還回路部とが並列接続されることにより構成されていることを特徴とする請求項10に記載の増幅回路。
The feedback circuit is
A first feedback circuit unit in which the second resistor and the first capacitor element are connected in parallel and a second feedback circuit unit in which a fifth switch is further connected in series to the third resistor and the second capacitor element connected in parallel are connected in parallel. The amplifier circuit according to claim 10, comprising:
上記第1スイッチ、上記第2スイッチ、上記第3スイッチ、上記第4スイッチ、および上記第5スイッチは、電気的なスイッチ回路により構成されることを特徴とする請求項4,6,8,または11に記載の増幅回路。   The first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch are each configured by an electrical switch circuit. 11. The amplifier circuit according to 11. 上記第5スイッチと、
上記第1スイッチおよび第2スイッチ、上記第3スイッチ、並びに上記第4スイッチのうちから複数個を組み合わせた構成とを備えることを特徴とする請求項4,6,8,または11に記載の増幅回路。
The fifth switch;
The amplification according to claim 4, 6, 8, or 11, comprising a combination of a plurality of the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch. circuit.
請求項1〜13のいずれか1項に記載の増幅回路と、
入力した光信号を電流信号に変換して出力する受光素子とを備え、
上記受光素子は、上記増幅回路の入力端子に上記電流信号を出力することを特徴とする受光増幅回路。
An amplifier circuit according to any one of claims 1 to 13,
A light receiving element that converts an input optical signal into a current signal and outputs the current signal;
The light receiving amplifier circuit, wherein the light receiving element outputs the current signal to an input terminal of the amplifier circuit.
請求項14に記載の受光増幅回路を備えた光ピックアップ装置。   An optical pickup device comprising the light receiving amplification circuit according to claim 14.
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