JP2023177829A - 電流電圧変換器、及び、検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】入力電流を電圧に変換することができ、且つ、応答特性の良好な電流電圧変換器を提供する。【解決手段】入力電流を電圧に変換する電流電圧変換器５であって、入力電流が入力される反転入力端子及び接地された非反転入力端子を備えた第１オペアンプＡ１と、第１オペアンプの出力端子に接続された非反転入力端子と、接地された反転入力端子を備えた第２オペアンプＡ２と、第２オペアンプの出力端子と、第１オペアンプの反転入力端子との間に設けられ、電圧に対して電流が非線形に変化する非線形抵抗器７とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、電流電圧変換器であって、特に、フォトダイオード等の電流出力のセンサ信号を電圧に変換するための電流電圧変換器と、その電流電圧変換器を備えた検出器に関する。

特許文献１は、放射線を検出して電気信号を出力するセンサと、このセンサからの電気信号を増幅し波形整形する増幅器とを備えた放射線検出器を開示している。特許文献１の放射線検出器ではセンサとして、フォトダイオードが使用されている。

特許文献１の増幅器は、センサの電流出力を電圧に変換するＩ／Ｖアンプ（電流電圧変換器）と、電流電圧変換増幅回路の出力に接続された微分回路とを有している。Ｉ／Ｖアンプは、反転入力端子（－）がセンサの出力端子に接続され、非反転入力端子（＋）が接地されたオペアンプを備えている。オペアンプの出力端子と反転入力端子間には、コンデンサと抵抗とが、互いに並列に接続されている。

ダイオードの順方向特性やトランジスタのベース・エミッタ間の電圧が流れる電流に対して対数特性を示すことを利用した対数変換回路が公知である。特許文献２には従来例として、オペアンプと、トランジスタとを備えた対数変換回路が示されている。オペアンプの反転入力端子（－）にはセンサからのセンサ信号が入力され、非反転入力端子（＋）は接地されている。トランジスタのコレクタは反転入力端子に接続され、エミッタは出力端子に接続され、ベースは接地されている。

特開平６－３０８２５０号公報 特開平７－１３５４３８号公報

特許文献１に示されているように、フォトダイオードの接合容量による発振などの不安定性を除去するため、電流電圧変換器では、オペアンプの出力端子と反転入力端子間にコンデンサ（以下、帰還コンデンサ）が設けられる。不安定性を除去するためには、このような帰還コンデンサの容量はフォトダイオードの接合容量以上に設定することが望ましい。

一方、帰還コンデンサの容量が大きくなると、帰還コンデンサがセンサから入力される電流によって充電されるまでに要する時間が長くなる。そのため、帰還コンデンサの容量が大きくなると、出力電圧の応答特性が悪化するという問題があった。

そこで、本発明は、入力電流を電圧に変換することができ、且つ、応答特性の良好な電流電圧変換器、及び、電流電圧変換器を備えた検出器を提供することを課題とする。

本発明の一つの実施形態による電流電圧変換器は、入力電流を電圧に変換する電流電圧変換器（５）であって、前記入力電流が入力される反転入力端子及び接地された非反転入力端子を備えた第１オペアンプ（Ａ_１）と、前記第１オペアンプの出力端子に接続された非反転入力端子と、接地された反転入力端子を備えた第２オペアンプ（Ａ_２）と、前記第２オペアンプの出力端子と、前記第１オペアンプの反転入力端子との間に設けられ、電圧に対して電流が非線形に変化する非線形抵抗器（７）とを備える。

この態様によれば、入力電流を電圧に変換することができ、且つ、応答特性の良好な電流電圧変換器を提供することができる。

上記の態様において、好ましくは、前記非線形抵抗器が、順方向が互いに逆向きとなるように並列に接続された２つのダイオードを含む。

この態様によれば、正及び負いすれの入力電流を電圧に変換することができる。

上記の態様において、好ましくは、前記非線形抵抗器は、前記第２オペアンプの出力端子に接続されたエミッタと、前記第１オペアンプの反転入力端子に接続されたコレクタと、接地されたベースとを備えたトランジスタを含む。

この態様によれば、入力電流を電圧に変換することができ、且つ、応答特性の良好な電流電圧変換器を提供することができる。

本発明の一つの実施形態による検出器であって、前記電流電圧変換器と、一端において接地され、他端において前記第１オペアンプの反転入力端子に接続されたフォトダイオード（３）とを含む。

この態様によれば、フォトダイオードに発生した電流を電圧に変換するとともに、その電流を応答性よく検出することができる検出器を提供できる。

本発明によれば、入力電流を電圧に変換することができ、且つ、応答特性の良好な電流電圧変換器を提供することができる。

本発明に係る電流電圧変換器の回路図 本発明に係る電流電圧変換器に用いられるダイオードの１５℃における順方向の電流電圧特性を示すグラフ 比較例に係る電流電圧変換器の回路図 帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量が１０ｐＦであるときの比較例に係る電流電圧変換器の応答特性を示すグラフ 帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量が１００ｐＦであるときの比較例に係る電流電圧変換器の応答特性を示すグラフ 帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量が１ｎＦであるときの比較例に係る電流電圧変換器の応答特性を示すグラフ 帰還コンデンサＣ_Ｆの容量が１０ｐＦであるときの本発明に係る電流電圧変換器の応答特性を示すグラフ 帰還コンデンサＣ_Ｆの容量が１００ｐＦであるときの本発明に係る電流電圧変換器の応答特性を示すグラフ 帰還コンデンサＣ_Ｆの容量が１ｎＦであるときの本発明に係る電流電圧変換器の応答特性を示すグラフ 本発明に係る電流電圧変換器の（Ａ）第１変形例及び（Ｂ）第２変形例に係る回路図

以下、図面を参照して、本発明に係る電流電圧変換器及び検出器の実施形態を説明する。

検出器１は光や放射線等の電磁波を検出する装置であって、光や放射線等を検出するフォトダイオード３と、電流電圧変換器５とを備える。本実施形態では、電流電圧変換器５は、フォトダイオード３からの電流出力を電圧に変換するための装置として使用されている。

フォトダイオード３はＰＮ接合又はＰＩＮ接合を有する半導体素子である。フォトダイオード３に光や放射線が入射すると、電子・正孔対が生成されて、光や放射線の強さに応じた電流を発生する。本実施形態では、フォトダイオード３の一端は接地され（グランドに接続され）、他端から入射した光や放射線の強度に応じた電流が出力される。フォトダイオード３は、光を検出するためのシリコン製のフォトダイオードであってよく、例えば、ｍａｒｋｔｅｃｈ社製の型番：ＭＴＤ５０５２Ｎであってよい。

図１には、フォトダイオード３の等価回路モデルが示されている。フォトダイオード３は等価回路モデルにおいて、シャント抵抗Ｒ_Ｓ、ダイオードＳ_１、シャントコンデンサＣ_Ｓ、及び、光や放射線の強度に依存する電流を発生させる電流源Ｓ_ｃが、並列に接続された回路によって表される。

電流電圧変換器５は、２つのオペアンプを備えている。一方のオペアンプ（以下、第１オペアンプＡ_１）の反転入力端子はフォトダイオード３の他端に接続され、その反転入力端子にフォトダイオード３に発生した電流が入力される。すなわち、フォトダイオード３は一端において接地され、他端において第１オペアンプＡ_１の反転入力端子に接続されている。第１オペアンプＡ_１の非反転入力端子は接地されている。

他方のオペアンプ（以下、第２オペアンプＡ_２）は第１オペアンプＡ_１の後段に位置している。第２オペアンプＡ_２の非反転入力端子は第１オペアンプＡ_１の出力端子に接続されている。第２オペアンプＡ_２の反転入力端子は抵抗Ｒ_１を介して接地されている。但し、抵抗Ｒ_１は第２オペアンプＡ_２の応答特性を改善するために設けられるものであって、必須ではなく、第２オペアンプＡ_２の反転入力端子が直接グランドに接続されて接地されていてもよい。第２オペアンプＡ_２は、反転入力端子への入力電圧と非反転入力端子への入力電圧のずれを検出して、出力端子にそのずれを増幅して出力する誤差アンプ又はコンパレータとして機能する。

第１オペアンプＡ_１として、アナログデバイセズ社製の型番：ＡＤＡ４５３０－１を用いるとよい。第２オペアンプＡ_２として、テキサスインスツルメンツ社製の型番：ＯＰＡ８２８を用いるとよい。第１オペアンプＡ_１として用いたＡＤＡ４５３０－１の特性と、第２オペアンプＡ_２として用いたＯＰＡ８２８の特性とを下の表１に示す。

第２オペアンプＡ_２の出力端子と、第１オペアンプＡ_１の反転入力端子との間には非線形抵抗器７が設けられている。非線形抵抗器７とは、印加電圧に対して電流が非線形に変化する素子であって、印加電圧に対して電流が指数関数的に増加することが好ましい。本実施形態では、非線形抵抗器７は、順方向が互いに逆向きとなるように並列に接続された２つのダイオードＤ_１、Ｄ_２によって構成されている。

図２には、１５℃におけるダイオードＤ_１、Ｄ_２の順方向の電流電圧特性（以下、ＩＶ特性）が示されている。ダイオードＤ_１、Ｄ_２のＩＶ特性はそれぞれ以下の式（１）で与えられる。

式（１）において、Ｖ_ＦはダイオードＤ_１、Ｄ_２に加わる順方向の電圧、Ｉ_ＦはダイオードＤ_１、Ｄ_２を流れる電流、Ｉ_ｕはダイオードＤ_１、Ｄ_２の飽和電流、ｑは電気素量（ｑ＝１．６×１０^－１９Ｃ）、ｋはボルツマン定数（ｋ＝１．３８×１０^－２３Ｊ／Ｋ）、Ｔは絶対温度をそれぞれ示している。

式（１）を用いて、Ｖ_Ｆは以下の式（２）のように求められる。

ダイオードＤ_１、Ｄ_２としてそれぞれ、ｉｎｆｉｎｅｏｎ社製の型番：ＢＡＶ１９９を用いるとよい。図２には、ｉｎｆｉｎｅｏｎ社製の型番：ＢＡＶ１９９の１５℃における電流電圧特性の測定結果が示されている。図２に示すように、Ｉ_Ｆ＝１ｐＡ～１０μＡという電流範囲であってもＶ_Ｆは２０５ｍＶ～６１２ｍＶとなり、レンジ切り替えをすること無く非常に広い電流範囲においてカバーすることができる（すなわち、Ｉ_ＦとＶ_Ｆとの間に指数関数的な関係が成り立つ）。

本実施形態では、図１に示すように、第１オペアンプＡ_１の反転入力端子と出力端子との間には発振を防止するためのコンデンサ（以下、帰還コンデンサＣ_Ｆ）が設けられている。更に、第２オペアンプＡ_２の応答特性を改善するため、第２オペアンプＡ_２の出力端子と反転入力端子との間にはコンデンサＣ_１が設けられている。但し、第２オペアンプＡ_２の出力端子と反転入力端子との間のコンデンサＣ_１は必須ではない。本発明に係る電流電圧変換器５では、第１オペアンプＡ_１の反転入力端子に入力電流Ｉ_Ｓが入力されると、第２オペアンプＡ_２の出力端子からグランドを基準とした出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２が出力される。

次に、このように構成した電流電圧変換器５及び検出器１の効果について説明する。本発明に係る電流電圧変換器５の効果を確認するため、比較例として用いた電流電圧変換器１５を図３に示す。比較例に係る電流電圧変換器１５は、第１オペアンプＡ_１と同じ特性を有する１つのオペアンプ（以下、第３オペアンプＡ３）を有している。第３オペアンプＡ３の反転入力端子にはフォトダイオード３の他端が接続され、フォトダイオード３に発生した電流が入力される。第３オペアンプＡ３の非反転入力端子は接地され、第３オペアンプＡ３の非反転入力端子と出力端子との間にはコンデンサ（以下、帰還コンデンサＣ_Ｆ´）と、ダイオードＤ_Ｆが設けられている。

本願発明者らは、本願発明に係る電流電圧変換器５の特性を評価するべく、本発明に係る電流電圧変換器５を、比較例に係る電流電圧変換器１５と比較する実験を行った。

図３に示すように、比較例に係る電流電圧変換器１５は一つのオペアンプ（以下、第３オペアンプＡ_３）を備えている。第３オペアンプＡ_３は第１オペアンプＡ_１と同様のものであってよい。第３オペアンプＡ_３の反転入力端子は、本発明に係る電流電圧変換器５の第１オペアンプＡ_１と同様に、フォトダイオード３の他端に接続され、その反転入力端子にフォトダイオード３に発生した電流が入力される。第１オペアンプＡ_１の非反転入力端子は接地されている。

第３オペアンプＡ_３の出力端子と、第３オペアンプＡ_３の反転入力端子との間には、帰還コンデンサＣ_Ｆ´と、非線形抵抗器１７が設けられている。非線形抵抗器１７は、本発明に係る電流電圧変換器５の非線形抵抗器７とは異なり、１つのダイオードＤ_Ｆによって構成されている。ダイオードＤ_Ｆは、本発明の電流電圧変換器５に設けられるダイオードＤ_１、Ｄ_２と同様のものである。比較例に係る電流電圧変換器１５では、第３オペアンプＡ_３の反転入力端子に入力電流Ｉ_Ｓが入力されると、第３オペアンプＡ_３の出力端子からグランドを基準とした出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３が出力される。

本願発明者らは、帰還コンデンサＣ_Ｆの容量の異なる複数の本発明に係る電流電圧変換器５と、帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量の異なる比較例に係る電流電圧変換器１５とを用意して、それぞれに１ｎＡのパルス電流を入力電流Ｉ_Ｓとして入力し、出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２及び出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３を測定する実験を行った。実験で用いたダイオードＤ_１、Ｄ_２、Ｄ_Ｆはそれぞれ図２に示すＩＶ特性を示す素子によって構成されている。実験では、抵抗Ｒ_１の抵抗値をＲ_１＝１．２ＭΩ、コンデンサＣ_１の容量をＣ_１＝１０ｐＦとした。但し、帰還コンデンサＣ_Ｆ及びＣ_Ｆ´の容量がＣ_Ｆ＝Ｃ_Ｆ´＝１ｎＦのときのみ、コンデンサＣ_１の容量をＣ_１＝０Ｆとした。

図４～図６には、比較例に係る電流電圧変換器１５において、帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量をそれぞれＣ_Ｆ´＝１０ｐＦ（図４）、１００ｐＦ（図５）、１ｎＦ（図６）とし、０ｎＡから１ｎＡに変化するステップ電流を入力したときに測定された出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３の時間変化（応答特性ともいう）が示されている。

帰還コンデンサＣ_Ｆ、Ｃ_Ｆ´の容量は、発振を避けるため、シャントコンデンサＣ_Ｓの容量以上（Ｃ_Ｆ≧Ｃ_Ｓ、Ｃ_Ｆ´≧Ｃ_Ｓ）となるように選択される。そのため、シャントコンデンサＣ_Ｓが大きくなるほど、帰還コンデンサＣ_Ｆ、Ｃ_Ｆ´の容量をそれぞれ大きくする必要がある。

帰還コンデンサＣ_Ｆ´が入力電流Ｉ_Ｓ（センサ電流ともいう）によって充電される時のスルーレートＳＲ（出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３の単位時間当たりの変化率）は、以下の式（３）によって表される。

出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３が遷移電圧ΔＶ（ここでは、０．５Ｖ）だけ遷移するのに必要な時間（以下、応答時間ｔ）は、スルーレートＳＲを用いて、以下の式（４）で表される。

式（３）及び（４）を用いると、比較例に係る電流電圧変換器１５において、帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量がＣ_Ｆ´＝１０ｐＦであるときのスルーレートＳＲの理論値はＳＲ＝１００Ｖ／秒、応答時間ｔの理論値は５ｍｓ（５ミリ秒）それぞれと見積もられる。

図４から、遷移時間の測定値はｔ＝６．８４ｍｓとなっていることが分かる。応答時間ｔの測定値は概ね、理論値と一致しているものの、理論値よりも若干大きくなっている。これは、ダイオードＤ_Ｆの内部容量や、ダイオードＤ_Ｆの浮遊容量、帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量の誤差などによる影響であると考えられる。

また、式（３）及び（４）を用いると、比較例に係る電流電圧変換器１５において、帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量がＣ_Ｆ´＝１００ｐＦであるときのスルーレートＳＲの理論値はＳＲ＝１０Ｖ／秒、応答時間ｔの理論値は５０ｍｓ（５０ミリ秒）それぞれと見積もられる。図５から、応答時間ｔの測定値はｔ＝５４ｍｓとなっていることが分かる。

また、式（３）及び（４）を用いると、比較例に係る電流電圧変換器１５において、帰還コンデンサＣ_Ｆ´の容量がＣ_Ｆ´＝１ｎＦであるときのスルーレートＳＲの理論値はＳＲ＝１Ｖ／秒、応答時間ｔの理論値は５００ｍｓ（５０ミリ秒）それぞれと見積もられる。図６から、応答時間ｔの測定値はｔ＝４８０ｍｓとなっていることが分かる。

このように、比較例に係る電流電圧変換器１５においては、帰還コンデンサＣ_Ｆ、Ｃ_Ｆ´の容量が大きくなると、応答時間ｔが大きくなり、電流電圧変換器１５の応答特性は悪くなることが分かる。

なお、比較例に係る電流電圧変換器１５の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３は、最終的に、ダイオードＤ_Ｆの順方向電圧Ｖ_Ｆに等しくなる。入力電流Ｉ_Ｓが１ｎＡの時は、図２のａ点の値すなわち０．３８Ｖとなる。

図７～図９には、本発明に係る電流電圧変換器５において、帰還コンデンサＣ_Ｆの容量をそれぞれＣ_Ｆ＝１０ｐＦ（図７）、１００ｐＦ（図８）、１ｎＦ（図９）とし、１０ｎＡから１ｎＡに変化するステップ電流を入力したときに出力される出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２の時間変化（応答特性）が示されている。

図７に示すように、本発明に係る電流電圧変換器５においては、帰還コンデンサＣ_Ｆの容量がＣ_Ｆ＝１０ｐＦであるときに、応答時間ｔが１．５２ｍｓとなっていることが分かる。このことから、帰還コンデンサＣ_Ｆ、Ｃ_Ｆ´の容量がそれぞれ１０ｐＦである場合には、本発明に係る電流電圧変換器５においては、比較例に係る電流電圧変換器１５（図４参照。ｔ＝６．８４ｍｓ）に比べて、応答時間ｔが約４．５分の１になっているといえる。よって、本発明に係る電流電圧変換器５は、比較例に係る電流電圧変換器１５に比べて、応答特性が約４．５倍改善したということができる。

同様に、図８に示すように、本発明に係る電流電圧変換器５においては、帰還コンデンサＣ_Ｆの容量がＣ_Ｆ＝１００ｐＦであるときに、応答時間ｔが１．７６ｍｓとなっていることが分かる。このことから、帰還コンデンサＣ_Ｆ、Ｃ_Ｆ´の容量がそれぞれ１００ｐＦである場合には、本発明においては、比較例（図５参照、ｔ＝５４ｍｓ）に比べて、応答時間ｔが約３０分の１になり、応答特性が約３０倍改善したといえる。

また、図９に示すように、本発明に係る電流電圧変換器５においては、帰還コンデンサＣ_Ｆの容量がＣ_Ｆ＝１ｎＦであるときに、応答時間ｔが１．６６ｍｓとなっていることが分かる。このことから、帰還コンデンサＣ_Ｆ、Ｃ_Ｆ´の容量がそれぞれ１ｎＦである場合には、本発明においては、比較例（図６参照、ｔ＝４８０ｍｓ）に比べて、応答時間ｔが約３００分の１になり、応答特性が約３００倍改善したといえる。

比較例に係る電流電圧変換器１５と、本発明に係る電流電圧変換器５とを比較するため、比較例に係る電流電圧変換器１５を本発明に係る電流電圧変換器５に置き換えることを考える。その場合、比較例に係る電流電圧変換器１５の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３（図３参照）と、本発明に係る電流電圧変換器５の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２（図１参照）とが等しくなる（例えば、０．５Ｖとなる）ように設定される。比較例に係る電流電圧変換器１５と、本発明に係る電流電圧変換器５とを比較すると、入力電流Ｉ_Ｓ（センサ電流）により帰還コンデンサＣ_Ｆ、Ｃ_Ｆ´が充電されるという点は、両者に共通しているため、応答特性は変わらないようにも思われる。

本発明に係る電流電圧変換器５の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２は、第１オペアンプＡ_１の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ１を用いて、Ｖ_ＯＵＴ２＝Ｖ_ＯＵＴ１×Ｇ（Ｇ：増幅率）と表される。増幅率Ｇは、第２オペアンプＡ_２の出力端子と、第１オペアンプＡ_１の反転入力端子とを接続する負帰還（ネガティブ・フィードバックともいう）によりコントロールすることができる。本発明に係る電流電圧変換器５では、負帰還、すなわち、第２オペアンプＡ_２のループゲインを大きくすることによって、出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２を０．５Ｖに維持したまま、第１オペアンプＡ_１が出力すべき出力電圧Ｖ_ＯＵＴ１を小さくする（詳細には、１／Ｇにする）ことができる。

比較例に係る電流電圧変換器１５では、出力電圧が０．５Ｖとなるまでに要する時間（以下、応答時間ｔ）は、第３オペアンプＡ_３の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ３が０．５Ｖとなるまでの時間に等しい。一方、本発明に係る電流電圧変換器５では、応答時間ｔは、第１オペアンプＡ_１の出力電圧Ｖ_ＯＵＴ１が０．５Ｖ／Ｇになるまでの時間に概ね等しい。そのため、第１オペアンプＡ_１として、第３オペアンプＡ_３と同等のものを用いた場合、本発明においては、応答時間ｔを、比較例に比べて概ね１／Ｇに短縮することができる。よって、本発明によって応答時間ｔを比較例に比べて短くすることができ、本発明によって応答特性を比較例に比べて大幅に改善することができる。

非線形抵抗器７は第２オペアンプＡ_２の出力端子に接続され、第１オペアンプＡ_１の反転入力端子にフィードバック接続されている。非線形抵抗器７は、互いに順方向が逆向きとなるように並列接続された２つのダイオードＤ_１、Ｄ_２によって構成されているため、センサ電流の方向に依らず、入力電流Ｉ_Ｓを出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２に変換することが可能である。

上記実施形態では、非線形抵抗器７が互いに順方向が逆向きとなるように並列接続された２つのダイオードＤ_１、Ｄ_２によって構成されていたが、この態様には限定されない。例えば、図１０（Ａ）に示すように、非線形抵抗器７は一つのダイオードＤ_３によって構成されていてもよい。

非線形抵抗器７は、トランジスタＴを含んでいてもよい。具体的には、図１０（Ｂ）に示すように、非線形抵抗器７は、第２オペアンプＡ_２の出力端子に接続されたエミッタと、第１オペアンプＡ_１の反転入力端子に接続されたコレクタと、接地されたベースとを備えたトランジスタＴを含んでいてもよい。このような構成によってもまた、入力電流Ｉ_Ｓを出力電圧Ｖ_ＯＵＴ２に変換することができ、且つ、応答特性の良好な電流電圧変換器５を提供することができる。

以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

上記の電流電圧変換器５は、フォトダイオード３に生じる電流を電圧に変換することにより、光を検出する検出器１に適用されていたが、この態様には限定されない。本発明に係る電流電圧変換器５は、他の構成の検出器や、いかなる電気・電子機器に適用されてもよい。

１ ：本発明に係る検出器
３ ：フォトダイオード
５ ：本発明に係る電流電圧変換器
７ ：非線形抵抗器
Ａ_１ ：第１オペアンプ
Ａ_２ ：第２オペアンプ

Claims (4)

1. 入力電流を電圧に変換する電流電圧変換器であって、
   前記入力電流が入力される反転入力端子及び接地された非反転入力端子を備えた第１オペアンプと、
   前記第１オペアンプの出力端子に接続された非反転入力端子と、接地された反転入力端子を備えた第２オペアンプと、
   前記第２オペアンプの出力端子と、前記第１オペアンプの反転入力端子との間に設けられ、電圧に対して電流が非線形に変化する非線形抵抗器とを備える電流電圧変換器。
2. 前記非線形抵抗器が、順方向が互いに逆向きとなるように並列に接続された２つのダイオードを含む請求項１に記載の電流電圧変換器。
3. 前記非線形抵抗器が、前記第２オペアンプの出力端子に接続されたエミッタと、前記第１オペアンプの反転入力端子に接続されたコレクタと、接地されたベースとを備えたトランジスタを含む請求項１に記載の電流電圧変換器。
4. 請求項１～請求項３のいずれか１つの項に記載の前記電流電圧変換器と、
   一端において接地され、他端において前記第１オペアンプの反転入力端子に接続されたフォトダイオードと、を含む検出器。

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