JP2014116851A - 増幅器および光受信器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】差動トランスインピーダンスアンプ10は、コレクタが第1の負荷インピーダンス素子Z1を介して第1の電源V1に接続された第1トランジスタQ1、コレクタが第2の負荷インピーダンス素子Z2を介して第1の電源V1に接続された第2トランジスタQ2、第1トランジスタQ1のエミッタおよび第2トランジスタQ2のエミッタに接続される抵抗素子Re、第1トランジスタQ1のエミッタと第2の電源V2に接続された第1電流源Is1、および第2トランジスタQ2のエミッタと第2の電源V2に接続された第2電流源Is2を有する。第1トランジスタQ1と第2トランジスタQ2は、エミッタ接地トランジスタと等価、抵抗素子Reは利得調整用の抵抗素子、負荷インピーダンス素子Z1,Z2は抵抗素子である。
【選択図】図4
Description
コレクタ又はドレインが第1の負荷インピーダンス素子を介して第1の電源に接続された第1トランジスタと、
コレクタ又はドレインが第2の負荷インピーダンス素子を介して前記第1の電源に接続された第2トランジスタと、
前記第1トランジスタのエミッタ又はソースと前記第2トランジスタのエミッタ又はソースに接続された利得調整素子と、
前記第1トランジスタのエミッタ又はソースと第2の電源に接続された第1電流源と、
前記第2トランジスタのエミッタ又はソースと前記第2の電源に接続された第2電流源と、
コレクタ又はドレインが前記第1の電源に接続されベース又はゲートが前記第1の負荷インピーダンス素子に接続された第3トランジスタと、
コレクタ又はドレインが前記第1の電源に接続されベース又はゲートが前記第2の負荷インピーダンス素子に接続された第4トランジスタと、
前記第1トランジスタのベース又はゲートと前記第3トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第1の帰還抵抗素子と、
前記第2トランジスタのベース又はゲートと前記第4トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第2の帰還抵抗素子と、
を有する。
G=(VCC−VC)/VT (7)
式(4)、(7)より、利得Gはコレクタ抵抗RC、出力ノードの電位VC(動作点)に依存することがわかる。利得を変えるためにコレクタ抵抗RCを調整すれば、動作点と極の位置が変わってしまう。同様のことが電界効果トランジスタを用いた場合にも当てはまる。
式(12)〜(14)により、利得Gは式(15)で表わされる。
すなわち、利得Gは、入力信号vinに依存せず、コレクタ抵抗RCまたはQ1、Q2のエミッタ間の抵抗REによって決まる。コレクタ抵抗RCを変えると極の位置もずれてしまうので、コレクタ抵抗RCは変化させず、代わりにエミッタ間の抵抗REを調節する。これにより、極の位置、動作点に変更を生じさせずに、利得Gを調整することが可能になる。このことは電界効果トランジスタの場合でも同様である。また、コレクタ抵抗がインピーダンス素子の場合でも同様である。電界効果トランジスタを用いる場合は、図4の第1トランジスタQ1と第2トランジスタQ2はソース接地トランジスタとなる。
10、20、30,40 差動トランスインピーダンスアンプ(増幅器)
Q1、Q2 差動段のトランジスタ(第1トランジスタ、第2トランジスタ))
Q3、Q4 カスコードトランジスタ(第7トランジスタ、第8トランジスタ)
Q5、Q6 ベース接地(又はゲート接地)トランジスタ(第5トランジスタ、第6トランジスタ)
Q7、Q8 エミッタフォロワ(又はソースフォロワ)のトランジスタ(第3トランジスタ、第4トランジスタ)
FBLP1、FBLP2 帰還ループ
Z1 第1の負荷インピーダンス素子
Z2 第2の負荷インピーダンス素子
Re 利得調整用の抵抗素子
Re1 第1の利得調整抵抗素子
Re2 第2の利得調整抵抗素子
R3 第1抵抗素子
R5 第2抵抗素子
R7 第3抵抗素子
R8 第4抵抗素子
R4 第5抵抗素子
R6 第6抵抗素子
Claims (8)
- コレクタ又はドレインが第1の負荷インピーダンス素子を介して第1の電源に接続された第1トランジスタと、
コレクタ又はドレインが第2の負荷インピーダンス素子を介して前記第1の電源に接続された第2トランジスタと、
前記第1トランジスタのエミッタ又はソースと前記第2トランジスタのエミッタ又はソースに接続された利得調整用抵抗素子と、
前記第1トランジスタのエミッタ又はソースと第2の電源に接続された第1電流源と、
前記第2トランジスタのエミッタ又はソースと前記第2の電源に接続された第2電流源と、
コレクタ又はドレインが前記第1の電源に接続され、ベース又はゲートが前記第1の負荷インピーダンス素子に接続された第3トランジスタと、
コレクタ又はドレインが前記第1の電源に接続され、ベース又はゲートが前記第2の負荷インピーダンス素子に接続された第4トランジスタと、
前記第1トランジスタのベース又はゲートと前記第3トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第1の帰還抵抗素子と、
前記第2トランジスタのベース又はゲートと前記第4トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第2の帰還抵抗素子と、
を有することを特徴とする増幅回路。 - コレクタ又はドレインが第1の負荷インピーダンス素子を介して第1の電源に接続された第1トランジスタと、
コレクタ又はドレインが第2の負荷インピーダンス素子を介して前記第1の電源に接続された第2トランジスタと、
前記第1トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第1の利得調整抵抗素子と、
前記第2トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第2の利得調整抵抗素子と、
前記第1の利得調整抵抗素子および前記第2の利得調整抵抗素子と、第2の電源の間に接続された第3の電流源(Is)と、
コレクタ又はドレインが前記第1の電源に接続され、ベース又はゲートが前記第1トランジスタQ1のコレクタ又はドレインに接続された第3トランジスタと、
コレクタ又はドレインが前記第1の電源に接続され、ベース又はゲートが前記第2トランジスタのコレクタ又はドレインに接続された第4トランジスタと、
前記第1トランジスタのベース又はゲートと前記第3トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第1の帰還抵抗素子と、
前記第2トランジスタのベース又はゲートと前記第4トランジスタのエミッタ又はソースに接続された第2の帰還抵抗素子と、
を有することを特徴とする増幅回路。 - 前記第1の負荷インピーダンス素子、および、第2の負荷インピーダンス素子が抵抗素子であることを特徴とする請求項1または2に記載の増幅回路
- コレクタ又はドレインが第1抵抗素子を介して前記第1の電源に接続された第5トランジスタと、
コレクタ又はドレインが第2の抵抗素子を介して前記第1の電源に接続された第6トランジスタと
をさらに有し、前記第5トランジスタのコレクタ又はドレインと、前記第1トランジスタのベース又はゲートが接続され、前記第6トランジスタのコレクタ又はドレインと、前記第2トランジスタのベース又はゲートが接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の増幅回路。 - 前記第1トランジスタのコレクタ又はドレインに直列に接続された第7トランジスタと、
前記第2トランジスタのコレクタ又はドレインに直列に接続された第8トランジスタと
をさらに含み、前記第7トランジスタのコレクタ又はドレインは、前記第3トランジスタのベース又はゲートに接続され、前記第8トランジスタのコレクタ又はドレインは、前記第4トランジスタのベース又はゲートに接続されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の増幅器。 - 前記第3トランジスタのエミッタ又はソースと前記第2の電源の間に接続される第3の抵抗素子又は第4の電流源と
前記第4トランジスタのエミッタ又はソースと前記第2の電源の間に接続される第4の抵抗素子又は第5の電流源と
をさらに有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の増幅回路。 - 前記第5トランジスタと前記第2の電源の間に接続される第5の抵抗素子又は第6の電流源と、
前記第6トランジスタと前記第2の電源の間に接続される第6の抵抗素子又は第7の電流源、
をさらに有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の増幅器。 - 受信した信号光を電流に変換する光検出器と、
前記光検出器で生成された電流を電圧に変換するとともに増幅する請求項1〜7のいずれかに記載の増幅器と、
を有する光受信器。
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