JP2015012524A - 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 - Google Patents
光トリガ型パラレルシリアル変換回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015012524A JP2015012524A JP2013137746A JP2013137746A JP2015012524A JP 2015012524 A JP2015012524 A JP 2015012524A JP 2013137746 A JP2013137746 A JP 2013137746A JP 2013137746 A JP2013137746 A JP 2013137746A JP 2015012524 A JP2015012524 A JP 2015012524A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- terminal
- sampling
- input
- parallel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 112
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 94
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 41
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 abstract 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
【課題】サンプリングされる信号が、サンプリングの際に、1つのトランジスタのみを経由して出力されるようにする。
【解決手段】光トリガ型パラレルシリアル変換回路10において、パラレル電気信号SP1〜SPNを反転増幅する入力段アンプAm1〜AmNから伝送線路Lまでの間のラインには、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1のみを配置する。ある並び順の充電用キャパシタMkに光トリガパルスPkが入射されるとサンプリング開始トランジスタTrkがオンになりサンプリングが開始され、その後、並び順が一つ下位の充電用キャパシタMk+1に光トリガパルスPk+1が入射されるとサンプリング停止トランジスタTrkがオフになって入力段アンプAmkの出力がゼロになりサンプリングが停止される。
【選択図】図1
【解決手段】光トリガ型パラレルシリアル変換回路10において、パラレル電気信号SP1〜SPNを反転増幅する入力段アンプAm1〜AmNから伝送線路Lまでの間のラインには、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1のみを配置する。ある並び順の充電用キャパシタMkに光トリガパルスPkが入射されるとサンプリング開始トランジスタTrkがオンになりサンプリングが開始され、その後、並び順が一つ下位の充電用キャパシタMk+1に光トリガパルスPk+1が入射されるとサンプリング停止トランジスタTrkがオフになって入力段アンプAmkの出力がゼロになりサンプリングが停止される。
【選択図】図1
Description
本発明は、光トリガ型パラレルシリアル変換回路、より詳しくは低速な複数のパラレル電気信号を高速なシリアル電気信号に変換するN対1の光トリガ型パラレルシリアル変換回路に関するものである。
近年、インターネットを中心とするパケットベースのネットワークの隆盛により、光通信の大容量化と柔軟性・拡張性の向上が求められている。このため、帯域利用効率・柔軟性・拡張性の面に優れる光パケットを用いたネットワーク(光パケットスイッチネットワーク)の実現が必要とされている。
このような光パケットスイッチネットワークの実現のためには、非同期任意長のバースト光パケット信号の生成が不可欠である。そのためには、光パケットスイッチネットワークのノードである光パケットルータ内のランダムアクセスメモリ(RAM)から出力される低速な(<1Gbps)パラレル信号を、光ファイバで用いられる高速な(>10Gbps)シリアル信号に変換するという動作を、バースト信号に対して行わなければならない。
一般的なパラレルシリアル変換回路では、内部で用いられるクロック再生のために、このようなバースト信号に対応することが困難であるとともに、多くの場合、変換回路自体が大規模なものとなるため大きな消費電力を必要とした。
これらの問題を解決するため、充放電型MSM−PD(Metal-Semiconductor-Metal Photo Detector)(例えば、非特許文献1参照)を利用した光トリガ型サンプリング回路が提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献2参照)。
更にそれを発展させ、差動トリガを用いて光パワー変動耐性を高めることを実現した光トリガ型サンプリングを応用したパラレルシリアル変換回路(例えば、特許文献2、非特許文献3参照)も提案されている。
更にそれを発展させ、差動トリガを用いて光パワー変動耐性を高めることを実現した光トリガ型サンプリングを応用したパラレルシリアル変換回路(例えば、特許文献2、非特許文献3参照)も提案されている。
ここで、差動トリガ方式の従来の光トリガ型パラレルシリアル変換回路を図4に示す。
この光トリガ型パラレルシリアル変換回路100は、N対1のパラレルシリアル変換を行うものであり、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個(Nは2以上の整数)の光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nが、伝送線路Lに並列に接続されて構成されている。
この光トリガ型パラレルシリアル変換回路100は、N対1のパラレルシリアル変換を行うものであり、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個(Nは2以上の整数)の光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nが、伝送線路Lに並列に接続されて構成されている。
接続状態の詳細は後述するが、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個の光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nは、ループ状に接続されている。
各光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nは、HEMT(High Electron Mobility Transistor)からなる第1のトランジスタTr111〜Tr1N1と、HEMTからなる第2のトランジスタTr112〜Tr1N2と、トランジスタ制御回路Co101〜Co10Nとで構成されている。
第1のトランジスタTr111〜Tr1N1と第2のトランジスタTr112〜Tr1N2は直列接続されている。
更に詳述すると、第1のトランジスタTr111〜Tr1N1は、その出力端子(ソース端子)が伝送線路Lに接続されている。第2のトランジスタTr112〜Tr1N2は、その出力端子(ソース端子)が第1のトランジスタTr111〜Tr1N1の入力端子(ドレイン端子)に接続され、その入力端子(ドレイン端子)が信号入力端子t101〜t10Nに接続されている。
第1のトランジスタTr111〜Tr1N1の制御端子(ゲート端子)と、第2のトランジスタTr112〜Tr1N2の制御端子(ゲート端子)の接続状態は後述する。
更に詳述すると、第1のトランジスタTr111〜Tr1N1は、その出力端子(ソース端子)が伝送線路Lに接続されている。第2のトランジスタTr112〜Tr1N2は、その出力端子(ソース端子)が第1のトランジスタTr111〜Tr1N1の入力端子(ドレイン端子)に接続され、その入力端子(ドレイン端子)が信号入力端子t101〜t10Nに接続されている。
第1のトランジスタTr111〜Tr1N1の制御端子(ゲート端子)と、第2のトランジスタTr112〜Tr1N2の制御端子(ゲート端子)の接続状態は後述する。
トランジスタ制御回路Co101〜Co10Nは、光電変換部OE101〜OE10Nと、キャパシタC101〜C10Nと、並列抵抗R111〜R1N1、R112〜R1N2と、バイアス抵抗R113〜R1N3と、バイアス抵抗R114〜R1N4により構成されている。
光電変換部OE101〜OE10Nは、光電変換素子として、一つのMSM−PD M101〜M10Nを備えている。
光電変換部OE101〜OE10Nには、一定の時間間隔τをあけて光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。
MSM−PD M101〜M10Nの一方の端子(図4では右側の端子)には、並列抵抗R111〜R1N1,R112〜R1N2が接続される。
MSM−PD M101〜M10Nの他方の端子(図4では左側の端子)には、キャパシタC101〜C10Nと、バイアス抵抗R113〜R1N3と、バイアス抵抗R114〜R1N4が接続されている。
キャパシタC101〜C10Nと、バイアス抵抗R114〜R1N4は、レベル変換回路としても機能するものである。なおレベル変換動作については後述する。
MSM−PD M101〜M10Nの他方の端子(図4では左側の端子)には、キャパシタC101〜C10Nと、バイアス抵抗R113〜R1N3と、バイアス抵抗R114〜R1N4が接続されている。
キャパシタC101〜C10Nと、バイアス抵抗R114〜R1N4は、レベル変換回路としても機能するものである。なおレベル変換動作については後述する。
並列抵抗R111〜R1N1,R112〜R1N2には負のバイアス電圧VNLが入力され、バイアス抵抗R113〜R1N3には正のバイアス電圧VMSMが入力され、バイアス抵抗R114〜R1N4には正のバイアス電圧VNHが入力されている。
並列抵抗R111〜R1N1,R112〜R1N2に入力される負のバイアス電圧VNLは、第1のトランジスタTr111〜Tr1N1の制御端子(ゲート端子)に印加され、第1のトランジスタTr111〜Tr1N1をノーマリオフにする電圧値に設定されている。
バイアス抵抗R114〜R1N4に入力される正のバイアス電圧VNHは、第2のトランジスタTr112〜Tr1N2をノーマリオンにする電圧値に設定されている。
なお、正のバイアス電圧VNHの電圧値は、正のバイアス電圧VMSMの電圧値よりも小さくなっている。
バイアス抵抗R114〜R1N4に入力される正のバイアス電圧VNHは、第2のトランジスタTr112〜Tr1N2をノーマリオンにする電圧値に設定されている。
なお、正のバイアス電圧VNHの電圧値は、正のバイアス電圧VMSMの電圧値よりも小さくなっている。
光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−NのMSM−PD M101〜M10Nは、その一方の端子(図4では右側の端子)が、当該光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nの第1のトランジスタTr111〜Tr1N1の制御端子に接続されている。
光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−NのMSM−PD M101〜M10Nは、その他方の端子(図4では左側の端子)が、当該光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nに対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nの第2のトランジスタTr112〜Tr1N2の制御端子に接続されている。
例えば、第1チャンネルのMSM−PD M101の他方の端子は、並び順が一つ下位の第Nチャンネルの第2のトランジスタTr1N2の制御端子に接続され、第2チャンネルのMSM−PD M102の他方の端子は、並び順が一つ下位の第1チャンネルの第2のトランジスタTr112の制御端子に接続され、第kチャンネルのMSM−PD M10kの他方の端子は、並び順が一つ下位の第(k−1)チャンネルの第2のトランジスタTr1(k-1)2の制御端子に接続され、第NチャンネルのMSM−PD M10Nの他方の端子は、並び順が一つ下位の第(N―1)チャンネルの第2のトランジスタTr1(N-1)2の制御端子に接続されている。
このような接続により、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個の光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nによる、ループ状の接続が形成されるのである。
このような接続により、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個の光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nによる、ループ状の接続が形成されるのである。
第1〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nの光電変換部OE101〜OE10Nには、予め決めた一定の時間間隔τをあけて、チャンネルの順番に沿い、光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。
なお、時間間隔τは、光トリガ型シリアルパラレル変換回路100から出力されるシリアル電気信号SS(詳細は後述)のユニットインターバルに相当するものである。
なお、時間間隔τは、光トリガ型シリアルパラレル変換回路100から出力されるシリアル電気信号SS(詳細は後述)のユニットインターバルに相当するものである。
光トリガパルスP1〜PNの照射状態を具体的に説明すると、
・第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1の光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2の光電変換部OE102に光トリガパルスP2が入射され、
・第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2の光電変換部OE102に光トリガパルスP2が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第3チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−3の光電変換部OE103に光トリガパルスP3が入射され、
・以降は同様に、時間間隔τごとに、並び順がより上位の光トリガ型トランジスタ回路の光電変換部に光トリガパルスが順次入射され、
・第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−Nの光電変換部OE10Nに光トリガパルスPNが入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1の光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射されていく、
という具合に、光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。
・第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1の光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2の光電変換部OE102に光トリガパルスP2が入射され、
・第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2の光電変換部OE102に光トリガパルスP2が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第3チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−3の光電変換部OE103に光トリガパルスP3が入射され、
・以降は同様に、時間間隔τごとに、並び順がより上位の光トリガ型トランジスタ回路の光電変換部に光トリガパルスが順次入射され、
・第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−Nの光電変換部OE10Nに光トリガパルスPNが入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1の光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射されていく、
という具合に、光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。
第1〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nの信号入力端子t101〜t10Nには、それぞれ個別に、パラレル電気信号の各チャンネルの電気信号SP1〜SPN(以下、単に「パラレル電気信号SP1〜SPN」と表す)が入力される。
次に、上記構成となっている光トリガ型パラレルシリアル変換回路100により、パラレルシリアル変換をする動作を説明する。
先ず、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1により、パラレル電気信号SP1を切り出してサンプリングすることにより、1ビット分のシリアル電気信号SS1を出力する動作を説明する。
第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1の光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射されていないときには、負のバイアス電圧VNLが制御端子に入力されているトランジスタTr111は、ノーマリオフになっており、正のバイアス電圧VNHが制御端子に入力されているトランジスタTr112はノーマリオンになっている。
また正のバイアス電圧VMSMにより、キャパシタC101に電荷が充電される。
また正のバイアス電圧VMSMにより、キャパシタC101に電荷が充電される。
第1チャンネルの光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射されると、MSM−PD M101は、光伝導効果によりその抵抗値が急激に減少するため、キャパシタC101に蓄積されていた電荷はMSM−PD M101を通って高速に放電され、並列抵抗R111,R112に流れるため、MSM−PD M101の一方の端子(図4では右側の端子)から正の電気パルスが発生する。
その反射的動作として、MSM−PD M101の他方の端子(図4では左側の端子)から負の電気パルスが発生する。
その反射的動作として、MSM−PD M101の他方の端子(図4では左側の端子)から負の電気パルスが発生する。
MSM−PD M101の一方の端子(図4では右側の端子)から発生した正の電気パルスは、第1のトランジスタTr111の制御端子に入力される。そうすると、トランジスタTr111はノーマリオフ状態からオン状態になる。
このため、第1チャンネルの信号入力端子t101に入力されたパラレル電気信号SP1が、ノーマリオンになっている第2のトランジスタTr112及びオン状態になった第1のトランジスタTr111を通って、伝送線路Lに向かって流れ始める。
このため、第1チャンネルの信号入力端子t101に入力されたパラレル電気信号SP1が、ノーマリオンになっている第2のトランジスタTr112及びオン状態になった第1のトランジスタTr111を通って、伝送線路Lに向かって流れ始める。
第1チャンネルの光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射された時点から時間間隔τが経過した時点で、第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2の光電変換部OE102に光トリガパルスP2が入射される。
第2チャンネルの光電変換部OE102に光トリガパルスP2が入射されると、MSM−PD M102は、光伝導効果によりその抵抗値が急激に減少するため、キャパシタC102に蓄積されていた電荷はMSM−PD M102を通って高速に放電され、並列抵抗R121,R122に流れるため、MSM−PD M102の一方の端子(図4では右側の端子)から正の電気パルスが発生する。
その反射的動作として、MSM−PD M102の他方の端子(図4では左側の端子)から負の電気パルスが発生する。
その反射的動作として、MSM−PD M102の他方の端子(図4では左側の端子)から負の電気パルスが発生する。
第2チャンネルのMSM−PD M102の他方の端子(図4では左側の端子)から発生した負の電気パルスは、第2チャンネルのキャパシタC102により直流成分が除去された後、第2チャンネルのバイアス抵抗R124に印加されているバイアス電圧VNHでレベル調整(レベル変換)がされてから、第1チャンネルの第2のトランジスタTr112の制御端子に入力される。そうすると、第1チャンネルの第2のトランジスタTr112はノーマリオン状態からオフ状態になる。
このため、第1チャンネルの信号入力端子t101から第2のトランジスタTr112及び第1のトランジスタTr111を通って伝送線路Lに向かって流れていた電気信号が遮断される。
このため、第1チャンネルの信号入力端子t101から第2のトランジスタTr112及び第1のトランジスタTr111を通って伝送線路Lに向かって流れていた電気信号が遮断される。
このように、第1チャンネルの光電変換部OE101に光トリガパルスP1が入射された時点から、第2チャンネルの光電変換部OE102に光トリガパルスP2が入射された時点までの期間(つまり時間間隔τ)において、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1では、信号入力端子t101から第2のトランジスタTr112及び第1のトランジスタTr111を通って伝送線路Lに向かって電気信号が流れ、この電気信号が1ビット分のシリアル電気信号SS1として、伝送線路Lに出力される。
以降は、時間間隔τごとに、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1での動作と同じ動作が、第2〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2〜100−Nで行われる。
このため、時間間隔τごとに、第2〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2〜100−Nから伝送線路Lに、1ビット分のシリアル電気信号SS2〜SSNが出力される。
このため、時間間隔τごとに、第2〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−2〜100−Nから伝送線路Lに、1ビット分のシリアル電気信号SS2〜SSNが出力される。
このようにして出力された各シリアル電気信号SS1〜SSNが時間順に並んで、Nビットのシリアル電気信号SSとなり、伝送線路Lを伝播する。これによりN対1のパラレルシリアル変換動作が行われる。
第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−Nから伝送線路Lに、シリアル電気信号SSNが出力された後は、再び、上記と同じ動作が第1チャンネルから第Nチャンネルで次々と繰り返されて、N対1のパラレルシリアル変換動作が順次行われていく。
このようにして、低速な複数のパラレル電気信号SP1〜SPNを高速なシリアル電気信号SSに変換することができる。
このようにして、低速な複数のパラレル電気信号SP1〜SPNを高速なシリアル電気信号SSに変換することができる。
なお、図4に示す光トリガ型パラレルシリアル変換回路100を差動入力型としたものが、図5に示す光トリガ型パラレルシリアル変換回路100Aである。
この光トリガ型パラレルシリアル変換回路100Aには、LVDS(Low Voltage Differential Signaling:小振幅差動信号方式)で用いているような差動信号となっている、パラレル電気信号SP1-1,SP1-2〜SPN-1,SPN-2が入力される。
このため、各チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nには、信号入力端子t101-1,t101-2〜t10N-1,t10N-2や、終端抵抗r101-1,r101-2〜r10N-1,r10N-2や、信号入力用トランジスタTr113〜Tr1N3等により構成された、差動信号入力用の終端回路が備えられている。
各終端回路は、各チャンネルの第2のトランジスタTr112〜Tr1N2のドレイン端子に接続されている。
この光トリガ型パラレルシリアル変換回路100Aには、LVDS(Low Voltage Differential Signaling:小振幅差動信号方式)で用いているような差動信号となっている、パラレル電気信号SP1-1,SP1-2〜SPN-1,SPN-2が入力される。
このため、各チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路100−1〜100−Nには、信号入力端子t101-1,t101-2〜t10N-1,t10N-2や、終端抵抗r101-1,r101-2〜r10N-1,r10N-2や、信号入力用トランジスタTr113〜Tr1N3等により構成された、差動信号入力用の終端回路が備えられている。
各終端回路は、各チャンネルの第2のトランジスタTr112〜Tr1N2のドレイン端子に接続されている。
高畑清人、他4名、「スリー・ポイント・スリー・ピコセカンズ・エレクトリカル・パルス・ジェネレイション・フロム・ア・ディスチャージ・ベイスド・メタル・セミコンダクター・メタル・フォトディテクター(3.3 ps electrical pulse generation from a discharge-based metal-semiconductor-metal photodetector)」、エレクトロニクス・レターズ(Electronics Letters)、アイダブルイー(IEE)、2005年1月、第41巻、第1号、pp.38-29
リョウヘイ・ウラタ(R. Urata)、他4名、「アン・オプティカリィ・クロックト・トランジスター・アレイ・フォー・ハイスピード・アシンクロニャス・ラベル・スワッピング・フォーティギガビットパーセンコンズ・アンド・ビヨンド(An Optically Clocked Transistor Array for High-Speed Asynchronous Label Swapping: 40 Gb/s and Beyond)」、ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー(JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY)、アイトリプルイー(IEEE)、2008年3月、第26巻、第6号、pp.692-703
石川裕士、他5名、「ア・ノーベル・オプティカリィ・クロックト・トランジスター・アレイ・ユージング・ディファレンシャル・オペレイション・フォー・パラレル・トゥ・シリアル・コンバージョン(A novel optically clocked transistor array using differential operation, for parallel-to-serial conversion)」、イーシーオーシー2010(ECOC 2010)、P2.13.
ところで、上述した従来の差動トリガ方式の光トリガ型パラレルシリアル変換回路100,100Aでは、サンプリングされる信号は、信号入力端子t101〜t10N、t101-1,t101-2〜t10N-1,t10N-2から伝送線路Lまで、二つのトランジスタTr111〜Tr1N1、Tr112〜Tr1N2を経由して出力されていた。このため、サンプリングされた信号(シリアル電気信号SS1〜SSN)が減衰した形で出力されてしまうという問題があった。
そこで本発明では、従来の差動トリガ方式を廃止し、入力段アンプブロックなどの新規な工夫をした構成を採用することにより、入力段アンプブロックから伝送線路までの間に信号が経由するトランジスタを一つのみに減らすことで、出力信号振幅の減少を低減することができる、パラレルシリアル変換回路を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明は、
伝送線路と、
第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んで前記伝送線路に並列に接続されており、第1チャンネルから第Nチャンネルに対して予め決めた一定の時間間隔をあけてチャンネルの順番に沿い光トリガパルスが順次且つ周回的に照射されるN個の光トリガ型トランジスタ回路を備えており、
前記光トリガ型トランジスタ回路は、それぞれ、
出力端子が前記伝送線路に接続されたサンプリング開始トランジスタと、
入力端子にパラレル電気信号が入力されると共に出力端子が前記サンプリング開始トランジスタの入力端子に接続されている入力段トランジスタを有しており、前記入力段トランジスタがインバータアンプとして機能するように前記入力段トランジスタの入力端子及び出力端子にアンプ電源電圧が印加されている入力段アンプブロックと、
出力端子が前記入力段トランジスタの出力端子に接続されると共に、入力端子が前記入力段トランジスタの入力端子に接続されたサンプリング停止トランジスタと、
前記光トリガパルスが照射されたときに一方の端子から正の電気パルスを発生する光電変換素子と、一方の端子が前記光電変換素子の他方の端子に接続されている充電用キャパシタと、前記サンプリング開始トランジスタの制御端子及び前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に負のバイアス電圧を印加して前記サンプリング開始トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタをノーマリオフ状態にする並列抵抗と、前記充電用キャパシタの一方の端子に接続されて正のバイアス電圧を印加するバイアス抵抗を有する光電変換部とを備え、
前記光電変換素子の一方の端子は、当該光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング開始トランジスタの制御端子に接続されると共に、当該光トリガ型トランジスタ回路に対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に接続されていることを特徴とする。
伝送線路と、
第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んで前記伝送線路に並列に接続されており、第1チャンネルから第Nチャンネルに対して予め決めた一定の時間間隔をあけてチャンネルの順番に沿い光トリガパルスが順次且つ周回的に照射されるN個の光トリガ型トランジスタ回路を備えており、
前記光トリガ型トランジスタ回路は、それぞれ、
出力端子が前記伝送線路に接続されたサンプリング開始トランジスタと、
入力端子にパラレル電気信号が入力されると共に出力端子が前記サンプリング開始トランジスタの入力端子に接続されている入力段トランジスタを有しており、前記入力段トランジスタがインバータアンプとして機能するように前記入力段トランジスタの入力端子及び出力端子にアンプ電源電圧が印加されている入力段アンプブロックと、
出力端子が前記入力段トランジスタの出力端子に接続されると共に、入力端子が前記入力段トランジスタの入力端子に接続されたサンプリング停止トランジスタと、
前記光トリガパルスが照射されたときに一方の端子から正の電気パルスを発生する光電変換素子と、一方の端子が前記光電変換素子の他方の端子に接続されている充電用キャパシタと、前記サンプリング開始トランジスタの制御端子及び前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に負のバイアス電圧を印加して前記サンプリング開始トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタをノーマリオフ状態にする並列抵抗と、前記充電用キャパシタの一方の端子に接続されて正のバイアス電圧を印加するバイアス抵抗を有する光電変換部とを備え、
前記光電変換素子の一方の端子は、当該光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング開始トランジスタの制御端子に接続されると共に、当該光トリガ型トランジスタ回路に対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に接続されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、
前記入力段トランジスタの入力端子には、差動信号入力用の終端回路が接続されていることを特徴とする。
前記入力段トランジスタの入力端子には、差動信号入力用の終端回路が接続されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、
前記光電変換素子は、MSM−PDまたはpinフォトダイオードまたはアバランシェフォトダイオードのいずれかであることを特徴とする。
前記光電変換素子は、MSM−PDまたはpinフォトダイオードまたはアバランシェフォトダイオードのいずれかであることを特徴とする。
また本発明の構成は、
前記サンプリング開始トランジスタ、前記入力段トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタは、HEMTまたはCMOSトランジスタまたはHBTのいずれかであることを特徴とする。
前記サンプリング開始トランジスタ、前記入力段トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタは、HEMTまたはCMOSトランジスタまたはHBTのいずれかであることを特徴とする。
従来の光トリガ型パラレルシリアル変換回路では、サンプリングされる信号は、信号入力端子から伝送線路まで二つのトランジスタを経由して出力されていた。このため、サンプリングされた信号が減衰した形で出力されるという課題があった。
本発明では、入力段アンプブロックから伝送線路までの間に信号が経由するトランジスタを一つのみに減らすことで、出力信号振幅の減少を低減することができるという、優れた効果を奏する。
本発明では、入力段アンプブロックから伝送線路までの間に信号が経由するトランジスタを一つのみに減らすことで、出力信号振幅の減少を低減することができるという、優れた効果を奏する。
以下、本発明に係る光トリガ型パラレルシリアル変換回路を、実施例に基づき詳細に説明する。
各実施例は、差動トリガ方式を廃止する一方で、入力段アンプブロック及びサンプリング停止トランジスタ等を導入することにより、サンプリング信号の減衰を低減するものである。
各実施例は、差動トリガ方式を廃止する一方で、入力段アンプブロック及びサンプリング停止トランジスタ等を導入することにより、サンプリング信号の減衰を低減するものである。
[実施例1]
図1は本発明の実施例1に係る、光トリガ型パラレルシリアル変換回路10を示す。この光トリガ型パラレルシリアル変換回路10は、インジウムリン基板上にモノリシック集積して構成されたOEIC(Optical Electrical Integrated Circuit:光電集積回路)として作製されている。
図1は本発明の実施例1に係る、光トリガ型パラレルシリアル変換回路10を示す。この光トリガ型パラレルシリアル変換回路10は、インジウムリン基板上にモノリシック集積して構成されたOEIC(Optical Electrical Integrated Circuit:光電集積回路)として作製されている。
光トリガ型パラレルシリアル変換回路10は、N対1のパラレルシリアル変換を行うものであり、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個(Nは2以上の整数)の光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nが、伝送線路Lに並列に接続されて構成されている。
接続状態の詳細は後述するが、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個の光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nは、ループ状に接続されている。
各光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nは、N型ディプリーションモードHEMT(High Electron Mobility Transistor)からなるサンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1と、N型ディプリーションモードHEMTからなる入力段トランジスタTr12〜TrN2を有する入力段アンプブロックAm1〜AmNと、N型ディプリーションモードHEMTからなるサンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3と、充放電型MSM−PD(Metal-Semiconductor-Metal Photo Detector)M1〜MNを有する光電変換部OE1〜OENとで構成されている。
サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1は、その出力端子(ソース端子)が伝送線路Lに接続され、その入力端子(ドレイン端子)が入力段アンプブロックAm1〜AmNの出力端子(入力段トランジスタTr12〜TrN2の出力端子(ソース端子))に接続されている。
入力段アンプブロックAm1〜AmNは、入力段トランジスタTr12〜TrN2と、負荷抵抗RL1〜RLNとを有している。
入力段トランジスタTr12〜TrN2の制御端子(ゲート端子)には、信号入力端子t1〜tNを介して、それぞれ個別に、パラレル電気信号の各チャンネルの電気信号SP1〜SPN(以下、単に「パラレル電気信号SP1〜SPN」と表す)が入力される。
入力段トランジスタTr12〜TrN2の出力端子(ソース端子)には、負荷抵抗RL1〜RLNを介して正電位となっているアンプ電源電圧V+が印加されている。入力段トランジスタTr12〜TrN2の入力端子(ドレイン端子)には、負電位となっているアンプ電源電圧V−が印加されている。このため、入力段アンプブロックAm1〜AmNはインバータアンプとして機能する。
したがって、信号入力端子t1〜tnからパラレル電気信号SP1〜SPNが入力段アンプブロックAm1〜AmNに入力されると、パラレル電気信号SP1〜SPNは、入力段アンプブロックAm1〜AmNで反転増幅されてから、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の入力端子(ドレイン端子)に入力される。
入力段トランジスタTr12〜TrN2の出力端子(ソース端子)には、負荷抵抗RL1〜RLNを介して正電位となっているアンプ電源電圧V+が印加されている。入力段トランジスタTr12〜TrN2の入力端子(ドレイン端子)には、負電位となっているアンプ電源電圧V−が印加されている。このため、入力段アンプブロックAm1〜AmNはインバータアンプとして機能する。
したがって、信号入力端子t1〜tnからパラレル電気信号SP1〜SPNが入力段アンプブロックAm1〜AmNに入力されると、パラレル電気信号SP1〜SPNは、入力段アンプブロックAm1〜AmNで反転増幅されてから、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の入力端子(ドレイン端子)に入力される。
なお、上記例では、アンプ電源電圧V+の電位を正電位、アンプ電源電圧V−の電位を負電位にしているが、アンプ電源電圧V+及びアンプ電源電圧V−を共に正電位とし、アンプ電源電圧V+の電圧値に対して、アンプ電源電圧V−の電圧値を下げるように、電源電圧値を設定してもよい。
つまり、入力段アンプブロックAm1〜AmNがインバータアンプとして機能するように、入力段トランジスタTr12〜TrN2に印加するアンプ電源電圧V+及びアンプ電源電圧V−の電圧値を設定すればよい。
つまり、入力段アンプブロックAm1〜AmNがインバータアンプとして機能するように、入力段トランジスタTr12〜TrN2に印加するアンプ電源電圧V+及びアンプ電源電圧V−の電圧値を設定すればよい。
サンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3は、その出力端子(ソース端子)が入力段トランジスタTr12〜TrN2の出力端子(ソース端子)に接続され、その入力端子(ドレイン端子)が入力段トランジスタTr12〜TrN2の入力端子(ドレイン端子)に接続されている。
このため、サンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3では、その出力端子(ソース端子)に、負荷抵抗RL1〜RLNを介してアンプ電源電圧V+が印加され、その入力端子(ドレイン端子)に、アンプ電源電圧V−が印加される。
このため、サンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3では、その出力端子(ソース端子)に、負荷抵抗RL1〜RLNを介してアンプ電源電圧V+が印加され、その入力端子(ドレイン端子)に、アンプ電源電圧V−が印加される。
光電変換部OE1〜OENは、光電変換素子であるMSM−PD M1〜MNと、充電用キャパシタC1〜CNと、並列抵抗R11〜RN1,R12〜RN2と、バイアス抵抗R13〜RN3により構成されている。
MSM−PD M1〜MNの一方の端子(図1では右側の端子)は、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に接続されている。このMSM−PD M1〜MNには、一定の時間間隔τをあけて光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。光トリガパルスP1〜PNの半値幅は、時間間隔τよりも十分に狭くなっている。
MSM−PD M1〜MNの他方の端子(図1では左側の端子)は、充電用キャパシタC1〜CNの一方の端子(図1では上側の端子)に接続されている。
MSM−PD M1〜MNの他方の端子(図1では左側の端子)は、充電用キャパシタC1〜CNの一方の端子(図1では上側の端子)に接続されている。
並列抵抗R11〜RN1,R12〜RN2は、MSM−PD M1〜MNの一方の端子(図1では右側の端子)及びサンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に接続されている。
バイアス抵抗R13〜RN3は、MSM−PD M1〜MNの他方の端子(図1では左側の端子)及び充電用キャパシタC1〜CNの一方の端子(図1では上側の端子)に接続されている。
充電用キャパシタC1〜CNは、その一方の端子(図1では上側の端子)がMSM−PD M1〜MNの他方の端子(図1では左側の端子)に接続され、その他方の端子(図1では下側の端子)が接地電位に接続されている。
並列抵抗R11〜RN1,R12〜RN2には負のバイアス電圧VNLが入力され、バイアス抵抗R13〜RN3には正のバイアス電圧VNHが入力されている。
並列抵抗R11〜RN1,R12〜RN2に入力される負のバイアス電圧VNLは、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に印加され、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1をノーマリオフにする電圧値に設定されている。
バイアス抵抗R13〜RN3に入力される正のバイアス電圧VNHは、充電用キャパシタC1〜CNに印加され、充電用キャパシタC1〜CNに電荷が充電される。この場合、充電用キャパシタC1〜CNの一方の端子(図1では上側の端子)側が正となり、他方の端子(図1では下側の端子)側が負となる状態で、充電用キャパシタC1〜CNに電荷が充電される。
バイアス抵抗R13〜RN3に入力される正のバイアス電圧VNHは、充電用キャパシタC1〜CNに印加され、充電用キャパシタC1〜CNに電荷が充電される。この場合、充電用キャパシタC1〜CNの一方の端子(図1では上側の端子)側が正となり、他方の端子(図1では下側の端子)側が負となる状態で、充電用キャパシタC1〜CNに電荷が充電される。
光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−NのMSM−PD M1〜MNの一方の端子(図1では右側の端子)は、当該光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nのサンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に接続されると共に、当該光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nに対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nのサンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3の制御端子に接続されている。
MSM−PD M1〜MNの一方の端子(図1では右側の端子)が、
・当該光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nのサンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に接続されると共に、
・当該光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nに対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nのサンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3の制御端子に接続されている、
という状態を更に説明すると、次の通りである。
・当該光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nのサンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に接続されると共に、
・当該光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nに対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nのサンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3の制御端子に接続されている、
という状態を更に説明すると、次の通りである。
即ち、例えば、
・第1チャンネルのMSM−PD M1の一方の端子は、第1チャンネルのサンプリン開始トランジスタTr11の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第Nチャンネルのサンプリング停止トランジスタTrN3の制御端子に接続され、
・第2チャンネルのMSM−PD M2の一方の端子は、第2チャンネルのサンプリン開始トランジスタTr21の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第1チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr13の制御端子に接続され、
・第kチャンネルのMSM−PD Mkの一方の端子は、第kチャンネルのサンプリン開始トランジスタTrk1の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第(k−1)チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr(k-1)3の制御端子に接続され、
・第NチャンネルのMSM−PD MNの一方の端子は、第Nチャンネルのサンプリン開始トランジスタTrN1の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第(N―1)チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr(N-1)3の制御端子に接続されている。
このような接続により、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個の光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nによる、ループ状の接続が形成されるのである。
・第1チャンネルのMSM−PD M1の一方の端子は、第1チャンネルのサンプリン開始トランジスタTr11の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第Nチャンネルのサンプリング停止トランジスタTrN3の制御端子に接続され、
・第2チャンネルのMSM−PD M2の一方の端子は、第2チャンネルのサンプリン開始トランジスタTr21の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第1チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr13の制御端子に接続され、
・第kチャンネルのMSM−PD Mkの一方の端子は、第kチャンネルのサンプリン開始トランジスタTrk1の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第(k−1)チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr(k-1)3の制御端子に接続され、
・第NチャンネルのMSM−PD MNの一方の端子は、第Nチャンネルのサンプリン開始トランジスタTrN1の制御端子に接続されると共に、並び順が一つ下位の第(N―1)チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr(N-1)3の制御端子に接続されている。
このような接続により、第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んだN個の光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nによる、ループ状の接続が形成されるのである。
このようなループ状の接続が形成されるため、並列抵抗R11〜RN1,R12〜RN2は、先に述べたように、MSM−PD M1〜MNの一方の端子(図1では右側の端子)及びサンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に接続される他、更に、並び順が一つ下位のサンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3の制御端子(ゲート端子)にも接続される。
そして、並列抵抗R11〜RN1,R12〜RN2に入力される負のバイアス電圧VNLは、先に述べたように、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に印加され、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1をノーマリオフにする電圧値に設定される他、更に、並び順が一つ下位のサンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3の制御端子(ゲート端子)にも印加され、サンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3をノーマリオフにする電圧値に設定されている。
そして、並列抵抗R11〜RN1,R12〜RN2に入力される負のバイアス電圧VNLは、先に述べたように、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1の制御端子(ゲート端子)に印加され、サンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1をノーマリオフにする電圧値に設定される他、更に、並び順が一つ下位のサンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3の制御端子(ゲート端子)にも印加され、サンプリング停止トランジスタTr13〜TrN3をノーマリオフにする電圧値に設定されている。
第1〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nの光電変換部OE1〜OENのMSM−PD M1〜MNには、予め決めた一定の時間間隔τをあけて、チャンネルの順番に沿い、光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。
なお、時間間隔τは、光トリガ型シリアルパラレル変換回路10から出力されるシリアル電気信号SS(詳細は後述)のユニットインターバルに相当するものである。
なお、時間間隔τは、光トリガ型シリアルパラレル変換回路10から出力されるシリアル電気信号SS(詳細は後述)のユニットインターバルに相当するものである。
光トリガパルスP1〜PNの照射状態を具体的に説明すると、
・第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1のMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−2のMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射され、
・第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−2のMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第3チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−3のMSM−PD M3に光トリガパルスP3が入射され、
・以降は同様に、時間間隔τごとに、並び順がより上位の光トリガ型トランジスタ回路の光電変換部に光トリガパルスが順次入射され、
・第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−NのMSM−PD MNに光トリガパルスPNが入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1のMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射されていく、
という具合に、光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。
・第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1のMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−2のMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射され、
・第2チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−2のMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第3チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−3のMSM−PD M3に光トリガパルスP3が入射され、
・以降は同様に、時間間隔τごとに、並び順がより上位の光トリガ型トランジスタ回路の光電変換部に光トリガパルスが順次入射され、
・第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−NのMSM−PD MNに光トリガパルスPNが入射されてから、時間間隔τが経過した時点で、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1のMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射されていく、
という具合に、光トリガパルスP1〜PNが順次且つ周回的に照射される。
第1〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nの信号入力端子t1〜tNには、それぞれ個別に、パラレル電気信号SP1〜SPNが入力される。
次に、上記構成となっている光トリガ型パラレルシリアル変換回路10により、パラレルシリアル変換をする動作を説明する。
先ず、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1により、パラレル電気信号SP1を切り出してサンプリングすることにより、1ビット分のシリアル電気信号SS1を出力する動作を説明する。
第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1のMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射されていないときには、光電変換部OE1から負のバイアス電圧VNLが制御端子に入力されているサンプリング開始トランジスタTr11と、光電変換部OE2から負のバイアス電圧VNLが制御端子に入力されているサンプリング停止トランジスタTr13は、共にノーマリオフになっている。
また正のバイアス電圧VNHにより、充電用キャパシタC1に電荷が充電される。
また正のバイアス電圧VNHにより、充電用キャパシタC1に電荷が充電される。
第1チャンネルの信号入力端子t1にパラレル電気信号SP1が入力されると、このパラレル電気信号SP1は、入力段アンプブロックAm1の入力段トランジスタTr12により反転増幅され、反転増幅されたパラレル電気信号SP1が、サンプリング開始トランジスタTr11の入力端子に入力される。
このとき、サンプリング開始トランジスタTr11はノーマリオフ状態になっており、この状態では、反転増幅されたパラレル電気信号SP1は、サンプリング開始トランジスタTr11を通過することができない。
このとき、サンプリング開始トランジスタTr11はノーマリオフ状態になっており、この状態では、反転増幅されたパラレル電気信号SP1は、サンプリング開始トランジスタTr11を通過することができない。
第1チャンネルのMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射されると、MSM−PD M1は、光伝導効果によりその抵抗値が急激に減少するため、充電用キャパシタC1に蓄積されていた電荷はMSM−PD M1を通って高速に放電され、並列抵抗R11,R12に流れるため、MSM−PD M1の一方の端子(図1では右側の端子)から正の電気パルスが発生する。
MSM−PD M1の一方の端子(図1では右側の端子)から発生した正の電気パルスは、サンプリング開始トランジスタTr11の制御端子に入力される。そうすると、サンプリング開始トランジスタTr11はノーマリオフ状態からオン状態になる。
このため、サンプリング開始トランジスタTr11の入力端子に入力されていた、反転増幅されたパラレル電気信号SP1が、オン状態になった第1のトランジスタTr11を通って、伝送線路Lに向かって流れ始める。つまり、パラレル電気信号SP1のサンプリングが開始される。
このため、サンプリング開始トランジスタTr11の入力端子に入力されていた、反転増幅されたパラレル電気信号SP1が、オン状態になった第1のトランジスタTr11を通って、伝送線路Lに向かって流れ始める。つまり、パラレル電気信号SP1のサンプリングが開始される。
第1チャンネルのMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射された時点から時間間隔τが経過した時点で、第2チャンネルのMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射される。
第2チャンネルのMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射されると、MSM−PD M2は、光伝導効果によりその抵抗値が急激に減少するため、充電用キャパシタC2に蓄積されていた電荷はMSM−PD M2を通って高速に放電され、並列抵抗R21,R22に流れるため、MSM−PD M2の一方の端子(図1では右側の端子)から正の電気パルスが発生する。
第2チャンネルのMSM−PD M2の一方の端子(図1では右側の端子)から発生した正の電気パルスは、第1チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr13の制御端子に入力される。そうすると、第1チャンネルのサンプリング停止トランジスタTr13はノーマリオフ状態からオン状態になる。
このようにして、サンプリング停止トランジスタTr13がノーマリオフ状態からオン状態になると、オン状態になったサンプリング停止トランジスタTr13を介して、入力段トランジスタTr12の出力端子(入力段アンプブロックAm1の出力端子)が、電源電圧V−に短絡する。換言すると、入力段トランジスタTr12の出力端子と入力端子は、オン状態になったサンプリング停止トランジスタTr13を介して短絡される。
これにより、入力段トランジスタTr12による信号増幅動作が停止され、入力段トランジスタTr12の出力端子(入力段アンプブロックAm1の出力端子)の出力信号レベルがゼロレベルになり、結果的に、サンプリング開始トランジスタTr11の入力端子へのパラレル電気信号SP1の入力がなくなる。
これにより、パラレル電気信号SP1のサンプリングが停止する。
これにより、入力段トランジスタTr12による信号増幅動作が停止され、入力段トランジスタTr12の出力端子(入力段アンプブロックAm1の出力端子)の出力信号レベルがゼロレベルになり、結果的に、サンプリング開始トランジスタTr11の入力端子へのパラレル電気信号SP1の入力がなくなる。
これにより、パラレル電気信号SP1のサンプリングが停止する。
このように、第1チャンネルのMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射された時点から、第2チャンネルのMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射された時点までの期間(つまり時間間隔τ)において、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1では、反転増幅されたパラレル電気信号SP1が、サンプリング開始トランジスタTr11を通って伝送線路Lに向かって電気信号が流れ、この電気信号が1ビット分のシリアル電気信号SS1として、伝送線路Lに出力される。つまりパラレル電気信号SP1が切り出されて、1ビット分のシリアル電気信号SS1が伝送線路Lに出力される。
以降は、時間間隔τごとに、第1チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1での動作と同じ動作が、第2〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−2〜10−Nで行われる。
このため、時間間隔τごとに、第2〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−2〜10−Nから伝送線路Lに、1ビット分のシリアル電気信号SS2〜SSNが出力される。
このため、時間間隔τごとに、第2〜第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−2〜10−Nから伝送線路Lに、1ビット分のシリアル電気信号SS2〜SSNが出力される。
このようにして出力された各シリアル電気信号SS1〜SSNが時間順に並んで、Nビットのシリアル電気信号SSとなり、伝送線路Lを伝播する。これによりN対1のパラレルシリアル変換動作が行われる。
第Nチャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−Nから伝送線路Lに、シリアル電気信号SSNが出力された後は、再び、上記と同じ動作が第1チャンネルから第Nチャンネルで次々と繰り返されて、N対1のパラレルシリアル変換動作が順次行われていく。
このようにして、低速な複数のパラレル電気信号SP1〜SPNを高速なシリアル電気信号SSに変換することができる。
このようにして、低速な複数のパラレル電気信号SP1〜SPNを高速なシリアル電気信号SSに変換することができる。
上述したように、本実施例では、信号入力端子t1〜tNから伝送線路Lに向かう電気信号は、一旦、入力段アンプブロックAm1〜AmNにおいて増幅された後、増幅に寄与しないサンプリング開始トランジスタTr11〜TrN1を通過するのみとなっている。
このように、入力段アンプブロックAm1〜AmNから伝送線路Lまでの間において、信号が通過するトランジスタの数が1つのみになるため、出力されるシリアル電気信号SS1〜SSNの振幅の減少を抑制することができる。
このように、入力段アンプブロックAm1〜AmNから伝送線路Lまでの間において、信号が通過するトランジスタの数が1つのみになるため、出力されるシリアル電気信号SS1〜SSNの振幅の減少を抑制することができる。
ちなみに、図4,図5に示す従来技術では、サンプリングを行うトランジスタ(増幅に寄与しないトランジスタ)は2つ直列につながったものとなっている。このため従来技術では、サンプリングを行う2つのトランジスタを信号が通過することによる信号振幅の減少が多かった。
本実施例では、このような問題を解決することができる。
本実施例では、このような問題を解決することができる。
ここで、図2(a),(b)を参照して、第1チャンネルの光トリガトランジスタ回路10−1においてパラレルシリアル変換動作を行ったときの、光トリガ型パラレルシリアル変換回路10の各位置での信号状態を説明する。
図2(a)は、L(ローレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されたときの信号状態を示し、図2(b)は、H(ハイレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されたときの信号状態を示す。
図2(a)は、L(ローレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されたときの信号状態を示し、図2(b)は、H(ハイレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されたときの信号状態を示す。
図2(a),(b)において、時点αは、第1チャンネルのMSM−PD M1に光トリガパルスP1が入射された時点を、時点βは、第2チャンネルのMSM−PD M2に光トリガパルスP2が入射された時点を表す。
更に、図2(a),(b)において、期間T1は時点αよりも前の期間、期間T2は時点αから時点βまでの期間、期間T3は時点βよりも後の期間を示す。
更に、図2(a),(b)において、期間T1は時点αよりも前の期間、期間T2は時点αから時点βまでの期間、期間T3は時点βよりも後の期間を示す。
また、図1及び図2において、
・信号入力端子t1の電位(入力段トランジスタTr12の入力端子の電位)を、V1、
・サンプリング停止トランジスタTr13の制御端子の電位を、V2、
・入力段トランジスタTr12の出力端子の電位(サンプリング開始トランジスタTr11の入力端子の電位)を、V3、
・サンプリング開始トランジスタTr11の制御端子の電位を、V4、
・伝送線路Lの電位(サンプリング開始トランジスタTr11の出力端子の電位)を、V5とする。
・信号入力端子t1の電位(入力段トランジスタTr12の入力端子の電位)を、V1、
・サンプリング停止トランジスタTr13の制御端子の電位を、V2、
・入力段トランジスタTr12の出力端子の電位(サンプリング開始トランジスタTr11の入力端子の電位)を、V3、
・サンプリング開始トランジスタTr11の制御端子の電位を、V4、
・伝送線路Lの電位(サンプリング開始トランジスタTr11の出力端子の電位)を、V5とする。
先ず、図2(a)を参照して、L(ローレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されたときの信号状態を説明する。
期間T1において、L(ローレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されると、電位V1はLとなる。パラレル電気信号SP1が入力段トランジスタTr12で反転増幅されることにより、電位V3はHとなる。
期間T1においては、サンプリング停止トランジスタTr13の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V2はLとなり、サンプリング開始トランジスタTr11
の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V4はLとなる。
期間T1において、サンプリング開始トランジスタTr11はノーマリオフ状態になっているため、電位V5はLとなる。
期間T1においては、サンプリング停止トランジスタTr13の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V2はLとなり、サンプリング開始トランジスタTr11
の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V4はLとなる。
期間T1において、サンプリング開始トランジスタTr11はノーマリオフ状態になっているため、電位V5はLとなる。
時点αにおいて、光トリガパルスP1がMSM−PD M1に入射されて正の電気パルスが発生するため、期間T2において電位V4が急上昇する。これにより、サンプリング開始トランジスタTr11がオン状態になる。
サンプリング開始トランジスタTr11がオン状態になることにより、反転増幅された(電位V3がHとなっている)パラレル電気信号SP1が、入力段トランジスタTr12を通過して、伝送線路Lに流れる。これにより、電位V5がHとなる。
サンプリング開始トランジスタTr11がオン状態になることにより、反転増幅された(電位V3がHとなっている)パラレル電気信号SP1が、入力段トランジスタTr12を通過して、伝送線路Lに流れる。これにより、電位V5がHとなる。
時点βにおいて、光トリガパルスP2がMSM−PD M2に入射されて正の電気パルスが発生するため、期間T3において電位V2が急上昇する。これにより、サンプリング停止トランジスタTr13がオン状態になる。
サンプリング停止トランジスタTr13がオン状態になることにより、入力段トランジスタTr12の信号増幅動作が停止されてサンプリングが停止される。これにより、期間T3において、電位V3が急下降する。電位V3が急下降するため、伝送線路Lの電位V5がLになる。
サンプリング停止トランジスタTr13がオン状態になることにより、入力段トランジスタTr12の信号増幅動作が停止されてサンプリングが停止される。これにより、期間T3において、電位V3が急下降する。電位V3が急下降するため、伝送線路Lの電位V5がLになる。
次に、図2(b)を参照して、H(ハイレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されたときの信号状態を説明する。
期間T1において、H(ハイレベル)のパラレル電気信号SP1が信号入力端子t1に入力されると、電位V1はHとなる。パラレル電気信号SP1が入力段トランジスタTr12で反転増幅されることにより、電位V3はLとなる。
期間T1においては、サンプリング停止トランジスタTr13の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V2はLとなり、サンプリング開始トランジスタTr11
の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V4はLとなる。
期間T1において、サンプリング開始トランジスタTr11はノーマリオフ状態になっているため、電位V5はLとなる。
期間T1においては、サンプリング停止トランジスタTr13の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V2はLとなり、サンプリング開始トランジスタTr11
の制御端子に負のバイアス電圧VNLが入力されるため、電位V4はLとなる。
期間T1において、サンプリング開始トランジスタTr11はノーマリオフ状態になっているため、電位V5はLとなる。
時点αにおいて、光トリガパルスP1がMSM−PD M1に入射されて正の電気パルスが発生するため、期間T2において電位V4が急上昇する。これにより、サンプリング開始トランジスタTr11がオン状態になる。
サンプリング開始トランジスタTr11がオン状態になることにより、反転増幅された(電位V3がLとなっている)パラレル電気信号SP1が、入力段トランジスタTr12を通過して、伝送線路Lに流れる。これにより、電位V5がLのままとなる。
サンプリング開始トランジスタTr11がオン状態になることにより、反転増幅された(電位V3がLとなっている)パラレル電気信号SP1が、入力段トランジスタTr12を通過して、伝送線路Lに流れる。これにより、電位V5がLのままとなる。
時点βにおいて、光トリガパルスP2がMSM−PD M2に入射されて正の電気パルスが発生するため、期間T3において電位V2が急上昇する。これにより、サンプリング停止トランジスタTr13がオン状態になる。
サンプリング停止トランジスタTr13がオン状態になることにより、入力段トランジスタTr12の信号増幅動作が停止されてサンプリングが停止される。これにより、期間T3において、電位V3はL状態を維持する。電位V3がLであるため、伝送線路Lの電位VはLのままとなる。
サンプリング停止トランジスタTr13がオン状態になることにより、入力段トランジスタTr12の信号増幅動作が停止されてサンプリングが停止される。これにより、期間T3において、電位V3はL状態を維持する。電位V3がLであるため、伝送線路Lの電位VはLのままとなる。
〔実施例2〕
図1に示す光トリガ型パラレルシリアル変換回路10を差動入力型としたものが、図3に示す実施例2に係る光トリガ型パラレルシリアル変換回路10Aである。
図1に示す光トリガ型パラレルシリアル変換回路10を差動入力型としたものが、図3に示す実施例2に係る光トリガ型パラレルシリアル変換回路10Aである。
この光トリガ型パラレルシリアル変換回路10Aには、LVDS(Low Voltage Differential Signaling:小振幅差動信号方式)で用いているような差動信号となっている、パラレル電気信号SP1-1,SP1-2〜SPN-1,SPN-2が入力される。
このため、各チャンネルの光トリガ型トランジスタ回路10−1〜10−Nには、信号入力端子t1-1,t1-2〜tN-1,tN-2や、終端抵抗r1-1,r1-2〜rN-1,rN-2等により構成された、差動信号入力用の終端回路が備えられている。
各終端回路は、各チャンネルの入力段トランジスタTr12〜TrN2のドレイン端子に接続されている。
各終端回路は、各チャンネルの入力段トランジスタTr12〜TrN2のドレイン端子に接続されている。
他の部分の構成は、実施例1と同様である。
実施例2の光トリガ型パラレルシリアル変換回路10Aは、実施例1の光トリガ型パラレルシリアル変換回路10と同様に、入力段アンプブロックAm1〜AmNを含んでいるため、LVDSを始めとする比較的電圧振幅の小さい差動入力信号規格による入力信号であっても十分動作可能な構成となっている。
また、実施例2の光トリガ型パラレルシリアル変換回路10Aは、実施例1の光トリガ型パラレルシリアル変換回路10と同様に、入力段アンプブロックAm1〜AmNから伝送線路Lまでの間において、信号が通過するトランジスタの数が1つのみになるため、出力されるシリアル電気信号SS1〜SSNの振幅の減少を抑制することができる。
また、実施例2の光トリガ型パラレルシリアル変換回路10Aは、実施例1の光トリガ型パラレルシリアル変換回路10と同様に、入力段アンプブロックAm1〜AmNから伝送線路Lまでの間において、信号が通過するトランジスタの数が1つのみになるため、出力されるシリアル電気信号SS1〜SSNの振幅の減少を抑制することができる。
〔変形例〕
本発明は、上記の実施例1,2に限るものでは無く、次のような変形例も含むものである。
即ち、上記実施例では、光電変換器としてMSM−PDを用いた例を示したが、pinフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなど、他の光電変換器を用いても同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例では、トランジスタとしてN型ディプリーションモードHEMTを用いた例を示したが、CMOS(Complementary MOS)トランジスタや、HBT(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)等のバイポーラトランジスタなど、他のトランジスタを用いても同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例では、負荷として単純な抵抗を使用したが、トランジスタなどのアクティブ素子による負荷を用いても同様の効果を得ることができる。
更に、上記実施例では、光電変換器とトランジスタをモノリシックに集積している例を挙げたが、これはモノリシック集積でない実施形態でも同様の効果を得ることができる。
本発明は、上記の実施例1,2に限るものでは無く、次のような変形例も含むものである。
即ち、上記実施例では、光電変換器としてMSM−PDを用いた例を示したが、pinフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなど、他の光電変換器を用いても同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例では、トランジスタとしてN型ディプリーションモードHEMTを用いた例を示したが、CMOS(Complementary MOS)トランジスタや、HBT(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)等のバイポーラトランジスタなど、他のトランジスタを用いても同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例では、負荷として単純な抵抗を使用したが、トランジスタなどのアクティブ素子による負荷を用いても同様の効果を得ることができる。
更に、上記実施例では、光電変換器とトランジスタをモノリシックに集積している例を挙げたが、これはモノリシック集積でない実施形態でも同様の効果を得ることができる。
10、10A 光トリガ型パラレルシリアル変換回路
10−1、10−2、10−k、10−N 光トリガ型トランジスタ回路
Tr11、Tr21、Trk1、TrN1 サンプリング開始トランジスタ
Tr12、Tr22、Trk2、TrN2 入力段トランジスタ
Tr13、Tr23、Trk3、TrN3 サンプリング停止トランジスタ
Am1、Am2、Amk、AmN 入力段アンプブロック
RL1、RL2、RLk、RLN 負荷抵抗
OE1、OE2、OEk、OEN 光電変換部
M1、M2、MK、MN MSM−PD
R11、R21、RK1、RN1、R12、R22、RK2、RN2 並列抵抗
R13、R23、RK3、RN3 バイアス抵抗
t1、t2、tk、tN、t1-1、t1-2、t2-1、t2-2、tk-1、tk-2、tN-1、tN-2 信号入力端子
C1、C2、CK、CN 充電用キャパシタ
L 伝送線路
P1、P2、Pk、PN 光トリガパルス
SP1、SP2、SPk、SPN、SP1-1、SP1-2、SP2-1、SP2-2、SPk-1、SPk-2、SPN-1、SPN-2 パラレル電気信号
SS1、SS2、SSk、SSN 1ビット分のシリアル電気信号
SS Nビットのシリアル電気信号
10−1、10−2、10−k、10−N 光トリガ型トランジスタ回路
Tr11、Tr21、Trk1、TrN1 サンプリング開始トランジスタ
Tr12、Tr22、Trk2、TrN2 入力段トランジスタ
Tr13、Tr23、Trk3、TrN3 サンプリング停止トランジスタ
Am1、Am2、Amk、AmN 入力段アンプブロック
RL1、RL2、RLk、RLN 負荷抵抗
OE1、OE2、OEk、OEN 光電変換部
M1、M2、MK、MN MSM−PD
R11、R21、RK1、RN1、R12、R22、RK2、RN2 並列抵抗
R13、R23、RK3、RN3 バイアス抵抗
t1、t2、tk、tN、t1-1、t1-2、t2-1、t2-2、tk-1、tk-2、tN-1、tN-2 信号入力端子
C1、C2、CK、CN 充電用キャパシタ
L 伝送線路
P1、P2、Pk、PN 光トリガパルス
SP1、SP2、SPk、SPN、SP1-1、SP1-2、SP2-1、SP2-2、SPk-1、SPk-2、SPN-1、SPN-2 パラレル電気信号
SS1、SS2、SSk、SSN 1ビット分のシリアル電気信号
SS Nビットのシリアル電気信号
上記課題を解決する本発明は、
伝送線路と、
第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んで前記伝送線路に並列に接続されており、第1チャンネルから第Nチャンネルに対して予め決めた一定の時間間隔をあけてチャンネルの順番に沿い光トリガパルスが順次且つ周回的に照射されるN個の光トリガ型トランジスタ回路を備えており、
前記光トリガ型トランジスタ回路は、それぞれ、
出力端子が前記伝送線路に接続されたサンプリング開始トランジスタと、
制御端子にパラレル電気信号が入力されると共に出力端子が前記サンプリング開始トランジスタの入力端子に接続されている入力段トランジスタを有しており、前記入力段トランジスタがインバータアンプとして機能するように前記入力段トランジスタの入力端子及び出力端子にアンプ電源電圧が印加されている入力段アンプブロックと、
出力端子が前記入力段トランジスタの出力端子に接続されると共に、入力端子が前記入力段トランジスタの入力端子に接続されたサンプリング停止トランジスタと、
前記光トリガパルスが照射されたときに一方の端子から正の電気パルスを発生する光電変換素子と、一方の端子が前記光電変換素子の他方の端子に接続されている充電用キャパシタと、前記サンプリング開始トランジスタの制御端子及び前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に負のバイアス電圧を印加して前記サンプリング開始トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタをノーマリオフ状態にする並列抵抗と、前記充電用キャパシタの一方の端子に接続されて正のバイアス電圧を印加するバイアス抵抗を有する光電変換部とを備え、
前記光電変換素子の一方の端子は、当該光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング開始トランジスタの制御端子に接続されると共に、当該光トリガ型トランジスタ回路に対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に接続されていることを特徴とする。
伝送線路と、
第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んで前記伝送線路に並列に接続されており、第1チャンネルから第Nチャンネルに対して予め決めた一定の時間間隔をあけてチャンネルの順番に沿い光トリガパルスが順次且つ周回的に照射されるN個の光トリガ型トランジスタ回路を備えており、
前記光トリガ型トランジスタ回路は、それぞれ、
出力端子が前記伝送線路に接続されたサンプリング開始トランジスタと、
制御端子にパラレル電気信号が入力されると共に出力端子が前記サンプリング開始トランジスタの入力端子に接続されている入力段トランジスタを有しており、前記入力段トランジスタがインバータアンプとして機能するように前記入力段トランジスタの入力端子及び出力端子にアンプ電源電圧が印加されている入力段アンプブロックと、
出力端子が前記入力段トランジスタの出力端子に接続されると共に、入力端子が前記入力段トランジスタの入力端子に接続されたサンプリング停止トランジスタと、
前記光トリガパルスが照射されたときに一方の端子から正の電気パルスを発生する光電変換素子と、一方の端子が前記光電変換素子の他方の端子に接続されている充電用キャパシタと、前記サンプリング開始トランジスタの制御端子及び前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に負のバイアス電圧を印加して前記サンプリング開始トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタをノーマリオフ状態にする並列抵抗と、前記充電用キャパシタの一方の端子に接続されて正のバイアス電圧を印加するバイアス抵抗を有する光電変換部とを備え、
前記光電変換素子の一方の端子は、当該光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング開始トランジスタの制御端子に接続されると共に、当該光トリガ型トランジスタ回路に対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に接続されていることを特徴とする。
Claims (4)
- 伝送線路と、
第1チャンネルから第Nチャンネルまで順に並んで前記伝送線路に並列に接続されており、第1チャンネルから第Nチャンネルに対して予め決めた一定の時間間隔をあけてチャンネルの順番に沿い光トリガパルスが順次且つ周回的に照射されるN個の光トリガ型トランジスタ回路を備えており、
前記光トリガ型トランジスタ回路は、それぞれ、
出力端子が前記伝送線路に接続されたサンプリング開始トランジスタと、
入力端子にパラレル電気信号が入力されると共に出力端子が前記サンプリング開始トランジスタの入力端子に接続されている入力段トランジスタを有しており、前記入力段トランジスタがインバータアンプとして機能するように前記入力段トランジスタの入力端子及び出力端子にアンプ電源電圧が印加されている入力段アンプブロックと、
出力端子が前記入力段トランジスタの出力端子に接続されると共に、入力端子が前記入力段トランジスタの入力端子に接続されたサンプリング停止トランジスタと、
前記光トリガパルスが照射されたときに一方の端子から正の電気パルスを発生する光電変換素子と、一方の端子が前記光電変換素子の他方の端子に接続されている充電用キャパシタと、前記サンプリング開始トランジスタの制御端子及び前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に負のバイアス電圧を印加して前記サンプリング開始トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタをノーマリオフ状態にする並列抵抗と、前記充電用キャパシタの一方の端子に接続されて正のバイアス電圧を印加するバイアス抵抗を有する光電変換部とを備え、
前記光電変換素子の一方の端子は、当該光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング開始トランジスタの制御端子に接続されると共に、当該光トリガ型トランジスタ回路に対して並び順が一つ下位の光トリガ型トランジスタ回路の前記サンプリング停止トランジスタの制御端子に接続されていることを特徴とする光トリガ型パラレルシリアル変換回路。 - 請求項1において、
前記入力段トランジスタの入力端子には、差動信号入力用の終端回路が接続されていることを特徴とする光トリガ型パラレルシリアル変換回路。 - 請求項1または請求項2において、
前記光電変換素子は、MSM−PDまたはpinフォトダイオードまたはアバランシェフォトダイオードのいずれかであることを特徴とする光トリガ型パラレルシリアル変換回路。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項において、
前記サンプリング開始トランジスタ、前記入力段トランジスタ及び前記サンプリング停止トランジスタは、HEMTまたはCMOSトランジスタまたはHBTのいずれかであることを特徴とする光トリガ型パラレルシリアル変換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013137746A JP5519838B1 (ja) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013137746A JP5519838B1 (ja) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5519838B1 JP5519838B1 (ja) | 2014-06-11 |
JP2015012524A true JP2015012524A (ja) | 2015-01-19 |
Family
ID=51031322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013137746A Expired - Fee Related JP5519838B1 (ja) | 2013-07-01 | 2013-07-01 | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5519838B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5937719B1 (ja) * | 2015-04-27 | 2016-06-22 | 日本電信電話株式会社 | パラレル/シリアル変換器 |
JP2017194579A (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日本電信電話株式会社 | 光電子集積回路の実装方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000013451A (ja) * | 1998-06-22 | 2000-01-14 | Stanley Electric Co Ltd | 光デ−タの受信装置 |
KR100459571B1 (ko) * | 2002-07-20 | 2004-12-03 | 삼성전자주식회사 | 전광 신호 재생장치 및 방법 |
JP2004088660A (ja) * | 2002-08-28 | 2004-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光電変換回路、およびパラレル−シリアル変換装置、並びに光信号処理装置 |
JP5471509B2 (ja) * | 2010-01-26 | 2014-04-16 | 富士通株式会社 | パラレル−シリアル変換器 |
JP5466584B2 (ja) * | 2010-06-14 | 2014-04-09 | 日本電信電話株式会社 | 光トリガ型パラレル−シリアル変換回路 |
JP5512575B2 (ja) * | 2011-03-10 | 2014-06-04 | 日本電信電話株式会社 | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 |
JP5425997B1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-02-26 | 日本電信電話株式会社 | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 |
-
2013
- 2013-07-01 JP JP2013137746A patent/JP5519838B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5937719B1 (ja) * | 2015-04-27 | 2016-06-22 | 日本電信電話株式会社 | パラレル/シリアル変換器 |
JP2017194579A (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日本電信電話株式会社 | 光電子集積回路の実装方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5519838B1 (ja) | 2014-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011166659A (ja) | 光信号断検出回路および光受信器 | |
JP5466584B2 (ja) | 光トリガ型パラレル−シリアル変換回路 | |
CN110708032A (zh) | 跨阻放大电路 | |
US9882539B1 (en) | Multi-data rate, burst-mode transimpedance amplifier (TIA) circuit | |
JP6271372B2 (ja) | 光受信回路および光結合装置 | |
JP5519838B1 (ja) | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 | |
JP5425997B1 (ja) | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 | |
Sharif-Bakhtiar et al. | Low-power CMOS receivers for short reach optical communication | |
JP5512575B2 (ja) | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 | |
US20150104198A1 (en) | Fully digital CMOS based optical receiver | |
JP5462384B1 (ja) | 光トリガ型パラレルシリアル変換回路 | |
JP5964001B2 (ja) | パワーモニタ装置および受信装置 | |
JP6241243B2 (ja) | Apd回路 | |
JP5855553B2 (ja) | 光トリガ型シリアル−パラレル変換回路 | |
JP2008211808A (ja) | レファレンス電圧発生回路とそれを用いた電圧増幅器 | |
JP4221716B2 (ja) | 光論理素子 | |
Kim et al. | A 10-Gb/s 6-V pp differential modulator driver in 65-nm CMOS | |
KR102644012B1 (ko) | 출력 범위 제어 기능을 가지는 증폭기 및 그를 이용한 다단 증폭 장치 | |
Huang et al. | A 2× 20-Gb/s, 1.2-pJ/bit, time-interleaved optical receiver in 40-nm CMOS | |
Szilágyi et al. | Area-efficient offset compensation and common-mode control circuit with switched-capacitor technique in an 18 Gbps optical receiver in 80 nm CMOS | |
CN205265635U (zh) | 高精度光电流监视电路及基于该电路的前置放大器 | |
Ibrahim et al. | Highly energy-efficient receiver module for 100-Gbps burst-mode optical packets | |
JP5922277B1 (ja) | 直列/並列変換器 | |
JP5945027B1 (ja) | パルス生成回路 | |
JP5475850B1 (ja) | 充放電型msm−pd回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140312 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140403 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5519838 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |