JP2012085366A - トランスインピーダンスアンプおよびトランスインピーダンスアンプ接続回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力端子から入力される入力電流のインピーダンス変換を行うトランスインピーダンスアンプTIAとして第一の電源端子VCCTIAと第二の電源端子VEETIAとを有し、第一の電源端子VCCTIAには第二の電源端子VEETIAよりも高い電圧が印加され、かつ、第一の電源端子VCCTIAと第二の電源端子VEETIAとの間に、トランスインピーダンスアンプTIAと並列の電流パスを形成する第一の回路素子が接続されている。該第一の回路素子は、第一のダイオードもしくはダイオード列からなっている。
【選択図】図7
Description
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、光通信用受信モジュール等に用いるために、光パワーを光電変換した入力電流のインピーダンス変換を行うトランスインピーダンスTIA(Trans-Impedance Amplifier)の特性を改善するための回路構成に関するものである。なお、本発明に係るトランスインピーダンスアンプTIAとは、背景技術において説明した図13の場合と同様の回路構成からなるものであり、トランスインピーダンスアンプTIAのコア回路(TIA Core:Trans-Impedance Amplifier Core)にオフセット補正回路(AOC:Auto Offset Cancellation)などが組み合わされた構成のものを意味している。
図13に示したような従来のトランスインピーダンスアンプTIAを実際に使用する場合は、図15に示すように、トランスインピーダンスアンプTIAの第一の電源端子VCCTIAは、トランスインピーダンスアンプTIAの外部の電源VCC(正の電圧値を出力する電源)とワイヤで接続され、第二の電源端子VEETIAはグランドに接続される。ここで、電源VCCに接続するためのワイヤとトランスインピーダンスアンプTIAとの間で共振が起き、群遅延特性の入力光パワー依存性が増大する原因となっている。図15は、従来のトランスインピーダンスアンプTIAの外部の電源VCCと接続するワイヤと、トランスインピーダンスアンプTIAと、の間の共振を説明するための回路図である。
まず、トランスインピーダンスアンプの第一の参考例について図1を用いて説明する。図1は、トランスインピーダンスアンプTIAの第一の参考例を示す回路図である。図1のトランスインピーダンスアンプTIAの特徴は、トランスインピーダンスアンプTIAの第一の電源端子VCCTIA(外部の電源VCCと接続する電源端子)と第二の電源端子VEETIAとが、トランスインピーダンスアンプTIAの直近において、トランスインピーダンスアンプTIAとは並列に、第一の抵抗r1によって接続されていることにある。
次に、トランスインピーダンスアンプの第二の参考例について図4を用いて説明する。図4は、トランスインピーダンスアンプTIAの第二の参考例を示す回路図である。図4のトランスインピーダンスアンプTIAの特徴は、トランスインピーダンスアンプTIAの第一の電源端子VCCTIA(外部の電源VCCと接続する電源端子)と第二の電源端子VEETIAとが、トランスインピーダンスアンプTIAの直近において、トランスインピーダンスアンプTIAとは並列に、第一のキャパシタc1によって接続されていることにある。
次に、本発明に係るトランスインピーダンスアンプの第一の実施形態について図7を用いて説明する。図7は、本発明に係るトランスインピーダンスアンプTIAの第一の実施形態を示す回路図である。図7のトランスインピーダンスアンプTIAの特徴は、トランスインピーダンスアンプTIAの第一の電源端子VCCTIA(外部の電源VCCと接続する電源端子)と第二の電源端子VEETIAとが、トランスインピーダンスアンプTIAの直近において、トランスインピーダンスアンプTIAとは並列に、ESD保護ダイオードとしても機能する第一のダイオードd1(単一のダイオードもしくはダイオード列)によって接続されていることにある。
次に、本発明に係るトランスインピーダンスアンプ接続回路の実施形態について本発明の第二の実施形態として図10を用いて説明する。図10は、本発明に係るトランスインピーダンスアンプ接続回路の接続構成例を第二の実施形態として示すブロック図であり、図7に示した第一の実施形態のトランスインピーダンスアンプTIAの後段には、図13において説明した後段回路2と同様に、可変利得増幅器(VGA:Variable Gain Amplifier)を少なくとも含む回路構成からなる後段回路PPが接続されていることにある。
第一の実施形態においては、トランスインピーダンスアンプTIAの第一の電源端子VCCTIAと第二の電源端子VEETIAとの間を接続する第一の回路素子として、第一のダイオードd1もしくはダイオード列を単独に用いる場合を示したが、単一の素子ではなく、該第一の回路素子として、第一のダイオードd1もしくはダイオード列と第一の抵抗r1、第一のキャパシタc1の少なくとも一方との組み合わせを用いて直列および/または並列に接続した回路からなるようにしても、第一の実施形態の場合と同様に、トランスインピーダンスアンプTIAにおける群遅延特性の入力光パワー依存性を低減させる効果が得られる。
以上に、本発明に係るトランスインピーダンスアンプTIAおよびトランスインピーダンスアンプ接続回路の回路構成について詳細に説明したように、トランスインピーダンスアンプの第一の電源端子と第二の電源端子との間に、または、トランスインピーダンスアンプの第一の電源端子と第二の電源端子との間および後段回路の第三の電源端子と第四の電源端子との間に、抵抗、コンデンサ、ダイオード、もしくは、それらの回路素子のうちいずれか複数の回路素子の組み合わせ等を挿入することにより、群遅延特性の入力光パワー依存性を大幅に低減すると同時に、高いESD耐圧を実現することができる。
Claims (8)
- 入力端子から入力される入力電流のインピーダンス変換を行うトランスインピーダンスアンプにおいて、第一の電源端子および第二の電源端子を有し、前記第一の電源端子には前記第二の電源端子よりも高い電圧が印加され、かつ、前記第一の電源端子と前記第二の電源端子との間に、当該トランスインピーダンスアンプと並列の電流パスを形成する第一の回路素子が接続され、
前記第一の回路素子が第一のダイオードもしくは複数のダイオードからなるダイオード列である
ことを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 - 請求項1に記載のトランスインピーダンスアンプにおいて、前記第一の回路素子が、単一の素子ではなく、前記第一のダイオードもしくは複数のダイオードからなるダイオード列と、第一の抵抗、第一のキャパシタの少なくとも一方との組み合わせを用いて直列および/または並列に接続した回路からなることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。
- 入力端子から入力される入力電流のインピーダンス変換を行うトランスインピーダンスアンプの後段に可変利得増幅器を少なくとも含む後段回路を接続してなるトランスインピーダンスアンプ接続回路において、前記トランスインピーダンスアンプが、請求項1または2に記載のトランスインピーダンスアンプであることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ接続回路。
- 請求項3に記載のトランスインピーダンスアンプ接続回路において、前記後段回路は、第三の電源端子および第四の電源端子を有し、前記第三の電源端子には前記第四の電源端子よりも高い電圧が印加され、かつ、前記第三の電源端子と前記第四の電源端子との間に、当該後段回路と並列の電流パスを形成する第二の回路素子が接続されることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ接続回路。
- 請求項4に記載のトランスインピーダンスアンプ接続回路において、前記第二の回路素子が第二の抵抗であることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ接続回路。
- 請求項4に記載のトランスインピーダンスアンプ接続回路において、前記第二の回路素子が第二のキャパシタであることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ接続回路。
- 請求項4に記載のトランスインピーダンスアンプ接続回路において、前記第二の回路素子が第二のダイオードもしくは複数のダイオードからなるダイオード列であることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ接続回路。
- 請求項4に記載のトランスインピーダンスアンプ接続回路において、前記第二の回路素子が、単一の素子ではなく、前記第二の抵抗、前記第二のキャパシタ、前記第二のダイオードもしくは複数のダイオードからなるダイオード列のうちいずれか複数の素子の組み合わせを用いて直列および/または並列に接続した回路からなることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ接続回路。
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