JP2010010208A - 受光回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホトダイオード30とオペアンプ31aとの間に並列にNMOS40を接続し、オペアンプ31aと保護回路33との間にNMOS42を直列に接続し、そのNMOS40,42を制御信号ENによりゲート制御する構成になっている。そのため、待機時には、NMOS42がオフ状態になると共に、NMOS40がオン状態になり、保護回路33からのリーク電流を防止できると共に、ホトダイオード30に発生した光電流をグランドGNDへ放電することで、待機時の消費電力を低減できる。
【選択図】図1
Description
この受光回路は、動作状態と待機状態を切り替えるための制御信号ENを入力する制御端子1、電源電圧VDD(例えば、3V)が印加される電源端子2、及び出力電圧Voを出力する出力端子3を有している。ノードN1とグランドGNDとの間には、逆方向にホトダイオード10が接続されている。ホトダイオード10は、入射光PTを光電流に変換する素子であり、このホトダイオード10のカソード側のノードN1に、電流/電圧変換回路11の入力側が接続されている。電流/電圧変換回路11は、オペアンプ11aと、このオペアンプ11aの負(−)入力端子と出力端子との間に接続された帰還抵抗11bとにより構成されている。オペアンプ11aの正(+)入力端子は、グランドGNDに接続され、このオペアンプ11aの出力端子側のノードN2が、出力端子3に接続されている。
待機時において、光PTがホトダイオード10に入射されると、このホトダイオード10から光電流が発生する。発生した光電流は放電する経路がないので、電荷が溜まり、ホトダイオード10のカソードに電圧(例えば、−0.2V)が生じ、この電圧は帰還抵抗11bを介して出力端子3の端子電圧をバイアスする(例えば、端子電圧が−0.1V)。これにより、電源端子2と出力端子3との電位差が大きくなり、NMOS13a,13bのソース電極(以下単に「ソース」という。)とドレイン電極(以下単に「ドレイン」という。)との間の電流が増加し、図2の破線矢印で示すリーク電流Ilが流れる。例えば、帰還抵抗11bの抵抗値が100KΩの場合、1μAのリーク電流Ilが流れる。
図1は、本発明の実施例1における受光回路の構成例を示す回路図である。
この受光回路は、光センサ集積回路等に設けられ、従来と同様に、動作状態と待機状態を切り替えるための制御信号ENを入力する制御端子21、電源電圧VDD(例えば、3V)が印加される電源端子22、及び出力電圧Voを出力する出力端子23を有している。ノードN11とグランドGNDとの間には、逆方向に受光素子(例えば、ホトダイオード)30が接続されている。ホトダイオード30は、入射光PTを光電流に変換する素子であり、このホトダイオード30のカソード側のノードN11に、電流/電圧変換回路31の入力側が接続されている。
図1の受光回路における通常動作時の動作(1)と、待機時の動作(2)を以下説明する。
制御端子21に入力される制御信号ENが“H”レベルの時、NMOS32,42がオン状態になると共に、その“H”レベルがインバータ41で反転されて“L”レベルとなり、この“L”レベルによってNMOS40がオフ状態になる。NMOS32がオン状態になると、電源端子22に印加された電源電圧VDDがオペアンプ31aの電源端子へ供給されて動作状態になる。光PTがホトダイオード30に入射されると、入射光量に比例した光電流がそのホトダイオード30から出力される。出力された光電流は、電流/電圧変換回路31で電圧に変換され、この電流/電圧変換回路31の出力電圧Voが、NMOS42を介して出力端子23から出力される。
制御信号ENが“L”レベルの時は、NMOS32,42がオフ状態になると共に、インバータ41の反転信号“H”によってNMOS40がオン状態になる。NMOS32のオフ状態により、オペアンプ31aへの電源電圧VDDの供給が遮断されて待機状態になる。
本実施例1によれば、次の(a)〜(c)のような効果がある。
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)〜(d)のようなものがある。
31 電流/電圧変換回路
32,40,42 NMOS
33 保護回路
Claims (8)
- 入射光を光電流に変換する受光素子と、
電源端子から電源電圧が供給されると、動作状態になって入力側から入力した前記光電流を電圧に変換して出力側から出力端子へ出力し、前記電源電圧の供給が遮断されると、待機状態になる電流/電圧変換回路と、
第1及び第2の電位に遷移する制御信号に基づき、前記制御信号が第1の電位の時にはオン状態になって前記電源電圧を前記電流/電圧変換回路へ供給し、前記制御信号が第2の電位の時にはオフ状態になって前記電流/電圧変換回路への前記電源電圧の供給を遮断するスイッチ手段と、
前記出力端子に接続され、前記出力端子に印加される高電圧を放電させる保護回路と、
前記受光素子と前記電流/電圧変換回路の入力側との間に前記受光素子に対して並列に接続され、前記制御信号が第1の電位の時にはオフ状態になり、前記制御信号が第2の電位の時にはオン状態になって前記光電流を放電させる第1のトランジスタと、
を有することを特徴とする受光回路。 - 入射光を光電流に変換する受光素子と、
電源端子から電源電圧が供給されると、動作状態になって入力側から入力した前記光電流を電圧に変換して出力側から出力端子へ出力し、前記電源電圧の供給が遮断されると、待機状態になる電流/電圧変換回路と、
第1及び第2の電位に遷移する制御信号に基づき、前記制御信号が第1の電位の時にはオン状態になって前記電源電圧を前記電流/電圧変換回路へ供給し、前記制御信号が第2の電位の時にはオフ状態になって前記電流/電圧変換回路への前記電源電圧の供給を遮断するスイッチ手段と、
前記出力端子に接続され、前記出力端子に印加される高電圧を放電させる保護回路と、
前記電流/電圧変換回路の出力側と前記保護回路との間に直列に接続され、前記制御信号が第1の電位の時には、前記電流/電圧変換回路の出力側と前記保護回路との間をオン状態にし、前記制御信号が第2の電位の時には、前記電流/電圧変換回路の出力側と前記保護回路との間をオフ状態にする第2のトランジスタと、
を有することを特徴とする受光回路。 - 請求項2記載の受光回路は、更に、
前記受光素子と前記電流/電圧変換回路の入力側との間に前記受光素子に対して並列に接続され、前記制御信号が第1の電位の時にはオフ状態になり、前記制御信号が第2の電位の時にはオン状態になって前記光電流を放電させる第1のトランジスタを有することを特徴とする受光回路。 - 前記保護回路は、保護トランジスタにより構成され、
前記第2のトランジスタのサイズは、前記保護トランジスタのサイズよりも小さいことを特徴とする請求項2又は3記載の受光回路。 - 前記受光素子は、ホトダイオードにより構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の受光回路。
- 前記電流/電圧変換回路は、
演算増幅器と、
前記演算増幅器の入力側と出力側との間に接続された帰還抵抗と、
により構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の受光回路。 - 前記スイッチ手段は、前記演算増幅器の内部に設けられていることを特徴とする請求項6記載の受光回路。
- 前記第1及び第2のトランジスタと、前記スイッチ手段と、前記保護トランジスタとは、
それぞれ電界効果トランジスタにより構成されていることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載の受光回路。
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