JP2536841B2 - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
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- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数のフォトダイオードを切り換えて、
それぞれのフォトダイオードに照射された光量を短絡電
流として、それぞれ検出できるようにした光電変換装置
に関するものである。
それぞれのフォトダイオードに照射された光量を短絡電
流として、それぞれ検出できるようにした光電変換装置
に関するものである。
第２図は従来の複数のフォトダイオードの短絡電流を
検出する光電変換装置において、複数のフォトダイオー
ドの短絡電流をＮ−ch（Ｎチャンネル）MOSトランジス
タで切り換えるようにしたものの一例であり、図におい
て、３はその短絡電流を検出しようとするフォトダイオ
ードであり、これは複数並列に設けられており、そのア
ノードが相互に接続されている。１はフォトダイオード
３のアノード・カソード間を短絡する第１のスイッチで
あるＮ−chMOSトランジスタ、２はフォトダイオード３
のカソードとオペアンブ７の反転入力との間に接続さ
れ、フォトダイオード３の短絡電流を切り換える第２の
スイッチであるＮ−chMOSトランジスタ、４はオペアン
プ７の反転入力と正転入力との間に接続されたフォトダ
イオード、６はフォトダイオード3,4のアノード電極に
電位を与える電源、８はフォトダイオード3,4の短絡電
流を電圧に変換するダイオード、７はフォトダイオード
3,4のカソードの電圧を決めるためのオペアンプ、９は
前記Ｎ−chMOSトランジスタ1,2のオンオフを制御する信
号の入力される制御端子、11はこの制御端子９に入力さ
れる制御信号を反転するインバータ、10は光電変換され
た電圧が出力される出力端子である。
検出する光電変換装置において、複数のフォトダイオー
ドの短絡電流をＮ−ch（Ｎチャンネル）MOSトランジス
タで切り換えるようにしたものの一例であり、図におい
て、３はその短絡電流を検出しようとするフォトダイオ
ードであり、これは複数並列に設けられており、そのア
ノードが相互に接続されている。１はフォトダイオード
３のアノード・カソード間を短絡する第１のスイッチで
あるＮ−chMOSトランジスタ、２はフォトダイオード３
のカソードとオペアンブ７の反転入力との間に接続さ
れ、フォトダイオード３の短絡電流を切り換える第２の
スイッチであるＮ−chMOSトランジスタ、４はオペアン
プ７の反転入力と正転入力との間に接続されたフォトダ
イオード、６はフォトダイオード3,4のアノード電極に
電位を与える電源、８はフォトダイオード3,4の短絡電
流を電圧に変換するダイオード、７はフォトダイオード
3,4のカソードの電圧を決めるためのオペアンプ、９は
前記Ｎ−chMOSトランジスタ1,2のオンオフを制御する信
号の入力される制御端子、11はこの制御端子９に入力さ
れる制御信号を反転するインバータ、10は光電変換され
た電圧が出力される出力端子である。
次に動作について説明する。
フォトダイオード3,4で発生した短絡電流は、オペア
ンプ７の出力からダイオード８を通って流れ、ダイオー
ド８の両極にフォトダイオードの短絡電流を対数圧縮し
た電圧が生じる。オペアンプ７はダイオード８によって
負帰還がかけられており、フォトダイオード3,4のカソ
ード電極は電源６の電圧になるので、出力端子10には、
フォトダイオード3,4の短絡電流をダイオード８で対数
圧縮した電圧と電源６電圧との和電圧が出力される。こ
こで、制御端子９の信号がＬのときはＮ−chMOSトラン
ジスタ１がオフして、Ｎ−chMOSトランジスタ２がオン
するのでダイオード８にはフォトダイオード３と４で発
生した短絡電流の和の電流が流れ、この電流が対数圧縮
された電圧と電源６電圧との和電圧となり、出力され
る。また、制御端子９の信号がＨのときはＮ−chMOSト
ランジスタ１がオンして、Ｎ−chMOSトランジスタ２が
オフするので、フォトダイオード３の電流はＮ−chMOS
トランジスタ１を流れて、ダイオード８にはフォトダイ
オード４で発生した短絡電流のみが流れ、出力端子10に
はフォトダイオード４で発生した短絡電流がダイオード
８で対数圧縮された電圧と電源６電圧との和電圧が出力
される。
ンプ７の出力からダイオード８を通って流れ、ダイオー
ド８の両極にフォトダイオードの短絡電流を対数圧縮し
た電圧が生じる。オペアンプ７はダイオード８によって
負帰還がかけられており、フォトダイオード3,4のカソ
ード電極は電源６の電圧になるので、出力端子10には、
フォトダイオード3,4の短絡電流をダイオード８で対数
圧縮した電圧と電源６電圧との和電圧が出力される。こ
こで、制御端子９の信号がＬのときはＮ−chMOSトラン
ジスタ１がオフして、Ｎ−chMOSトランジスタ２がオン
するのでダイオード８にはフォトダイオード３と４で発
生した短絡電流の和の電流が流れ、この電流が対数圧縮
された電圧と電源６電圧との和電圧となり、出力され
る。また、制御端子９の信号がＨのときはＮ−chMOSト
ランジスタ１がオンして、Ｎ−chMOSトランジスタ２が
オフするので、フォトダイオード３の電流はＮ−chMOS
トランジスタ１を流れて、ダイオード８にはフォトダイ
オード４で発生した短絡電流のみが流れ、出力端子10に
はフォトダイオード４で発生した短絡電流がダイオード
８で対数圧縮された電圧と電源６電圧との和電圧が出力
される。
このような従来の光電変換装置においては、複数のフ
ォトダイオードの短絡電流を切り換える素子として用い
ているMOSトランジスタのバックゲートの電圧を、電源
電圧で与えているため、バックゲートとソース，ドレイ
ン，チャネル間のリーク電流が大きく、このリーク電流
による光電変換出力に誤差が生じるという欠点があっ
た。特に、フォトダイオードの短絡電流が小さいとき、
この誤差が大きくなっていた。
ォトダイオードの短絡電流を切り換える素子として用い
ているMOSトランジスタのバックゲートの電圧を、電源
電圧で与えているため、バックゲートとソース，ドレイ
ン，チャネル間のリーク電流が大きく、このリーク電流
による光電変換出力に誤差が生じるという欠点があっ
た。特に、フォトダイオードの短絡電流が小さいとき、
この誤差が大きくなっていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、フォトダイオードで発生する短絡電流が小
さいときでも高精度の光電変換ができる光電変換装置を
得ることを目的とする。
れたもので、フォトダイオードで発生する短絡電流が小
さいときでも高精度の光電変換ができる光電変換装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る光電変換装置は、複数のフォトダイオ
ードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する光電変
換装置において、上記各フォトダイオードのアノード電
極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切り換え
るための各スイッチをMOSトランジスタで構成し、これ
らのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて上記
フォトダイオードのアノード電位と同一の電位に設定す
ることにより、これらのMOSトランジスタのソース，ド
レイン，チャネル部分とバックゲート間の電位差をほぼ
ゼロにしたものである。
ードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する光電変
換装置において、上記各フォトダイオードのアノード電
極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切り換え
るための各スイッチをMOSトランジスタで構成し、これ
らのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて上記
フォトダイオードのアノード電位と同一の電位に設定す
ることにより、これらのMOSトランジスタのソース，ド
レイン，チャネル部分とバックゲート間の電位差をほぼ
ゼロにしたものである。
また、この発明に係る光電変換装置は、複数のフォト
ダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する
光電変換装置において、上記各フォトダイオードのカソ
ード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切
り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで構成
し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をす
べて上記フォトダイオードのカソード電位と同一の電位
に設定することにより、これらのMOSトランジスタのソ
ース，ドレイン，チャネル部分とバックゲート間の電位
差をほぼゼロにしたものである。
ダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する
光電変換装置において、上記各フォトダイオードのカソ
ード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切
り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで構成
し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をす
べて上記フォトダイオードのカソード電位と同一の電位
に設定することにより、これらのMOSトランジスタのソ
ース，ドレイン，チャネル部分とバックゲート間の電位
差をほぼゼロにしたものである。
この発明においては、上述のように構成したことによ
り、短絡電流を切り換えるMOSトランジスタのバックゲ
ートとソース，ドレイン，チャネル間のリーク電流を減
少させ、高精度の光電変換を可能にさせる。
り、短絡電流を切り換えるMOSトランジスタのバックゲ
ートとソース，ドレイン，チャネル間のリーク電流を減
少させ、高精度の光電変換を可能にさせる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。第１
図は本件出願の第１の発明の一実施例による光電変換装
置を示し、図において、３はその短絡電流を検出しよう
とするフォトダイオードであり、それは複数並列に設け
られており、そのアノードが相互接続されている。１は
フォトダイオード３のアノード・カソード間を短絡する
第１のスイッチであるＮ−chMOSトランジスタ、２はフ
ォトダイオード３のカソードとオペアンプ７の反転入力
との間に接続され、フォトダイオード３の短絡電流を切
り換える第２のスイッチであるＮ−chMOSトランジス
タ、４はアペアンプの反転入力と正転入力との間に接続
されたフォトダイオード、６はフォトダイオード3,4の
アノード電極およびＮ−chMOSトランジスタ1,2のバック
ゲートに電位を与える電源、８はフォトダイオード3,4
の短絡電流を電位に変換するダイオード、７はフォトダ
イオード3,4のカソード電極の電位を決めるためのオペ
アンプ、９は前記Ｎ−chMOSトランジスタ1,2のオンオフ
を制御する信号が入力される制御端子、１はこの制御端
子９に入力される制御信号を反転するインバータ、10は
光電変換された電位が出力される出力端子である。
図は本件出願の第１の発明の一実施例による光電変換装
置を示し、図において、３はその短絡電流を検出しよう
とするフォトダイオードであり、それは複数並列に設け
られており、そのアノードが相互接続されている。１は
フォトダイオード３のアノード・カソード間を短絡する
第１のスイッチであるＮ−chMOSトランジスタ、２はフ
ォトダイオード３のカソードとオペアンプ７の反転入力
との間に接続され、フォトダイオード３の短絡電流を切
り換える第２のスイッチであるＮ−chMOSトランジス
タ、４はアペアンプの反転入力と正転入力との間に接続
されたフォトダイオード、６はフォトダイオード3,4の
アノード電極およびＮ−chMOSトランジスタ1,2のバック
ゲートに電位を与える電源、８はフォトダイオード3,4
の短絡電流を電位に変換するダイオード、７はフォトダ
イオード3,4のカソード電極の電位を決めるためのオペ
アンプ、９は前記Ｎ−chMOSトランジスタ1,2のオンオフ
を制御する信号が入力される制御端子、１はこの制御端
子９に入力される制御信号を反転するインバータ、10は
光電変換された電位が出力される出力端子である。
次にこの実施例の作用，動作について説明する。フォ
トダイオード3,4で発生した短絡電流を電圧に変換する
動作は従来回路と同じであるが、本実施例では、Ｎ−ch
MOSトランジスタ1,2のバックゲートの電圧をフォトダイ
オード3,4のアノード電極の電位と同一電位にしている
ので、スイッチを構成しているMOSトランジスタのソー
ス，ドレイン，チャネル部分とバックゲート間の電位差
がゼロとなり、このMOSトランジスタのソース，ドレイ
ン、チャネル部分とバックゲート間のリーク電流をほと
んど零にすることができる。従ってフォトダイオード3,
4で発生した短絡電流をほとんど全て電圧変換を行うダ
イオード８に流すことができ、高精度の光電変換を行う
ことができる。
トダイオード3,4で発生した短絡電流を電圧に変換する
動作は従来回路と同じであるが、本実施例では、Ｎ−ch
MOSトランジスタ1,2のバックゲートの電圧をフォトダイ
オード3,4のアノード電極の電位と同一電位にしている
ので、スイッチを構成しているMOSトランジスタのソー
ス，ドレイン，チャネル部分とバックゲート間の電位差
がゼロとなり、このMOSトランジスタのソース，ドレイ
ン、チャネル部分とバックゲート間のリーク電流をほと
んど零にすることができる。従ってフォトダイオード3,
4で発生した短絡電流をほとんど全て電圧変換を行うダ
イオード８に流すことができ、高精度の光電変換を行う
ことができる。
なお、上記実施例では、フォトダイオードを短絡する
第１のスイッチとフォトダイオードの短絡電流を切り換
える第２のスイッチはともにＮ−chMOSトランジスタに
より構成したが、このスイッチはＰ−chMOSトランジス
タ、あるいはＮ−chMOSトランジスタとＰ−chMOSトラン
ジスタからなるトランスミッションゲートにより構成し
てもよい。
第１のスイッチとフォトダイオードの短絡電流を切り換
える第２のスイッチはともにＮ−chMOSトランジスタに
より構成したが、このスイッチはＰ−chMOSトランジス
タ、あるいはＮ−chMOSトランジスタとＰ−chMOSトラン
ジスタからなるトランスミッションゲートにより構成し
てもよい。
又、上記実施例では、フォトダイオード3,4のアノー
ド電極を相互接続したが、第３図の本件出願の第２の発
明の一実施例のように、フォトダイオード3,4のカソー
ド電極を相互接続し、さらに前記電圧変換するダイオー
ド８のアノード・カソード接続を逆接続として構成して
もよい。更に、本発明では切り換えるフォトダイオード
３の数は特に制限されるものではない。
ド電極を相互接続したが、第３図の本件出願の第２の発
明の一実施例のように、フォトダイオード3,4のカソー
ド電極を相互接続し、さらに前記電圧変換するダイオー
ド８のアノード・カソード接続を逆接続として構成して
もよい。更に、本発明では切り換えるフォトダイオード
３の数は特に制限されるものではない。
また本発明では上述のような光電変換装置において、
各フォトダイオードを切り換えるための各MOSトランジ
スタのバックゲート電位をすべてフォトダイオードのア
ノード（又はカソード電位）と同一電位にしたものであ
れば、特に上記実施例のような回路構成に限定されるも
のではない。
各フォトダイオードを切り換えるための各MOSトランジ
スタのバックゲート電位をすべてフォトダイオードのア
ノード（又はカソード電位）と同一電位にしたものであ
れば、特に上記実施例のような回路構成に限定されるも
のではない。
以上のように、この発明に係る光電変換装置によれ
ば、複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切
り換えて検出する光電変換装置において、上記各フォト
ダイオードのアノード電極を相互に接続し、上記各フォ
トダイオードを切り換えるための各スイッチをMOSトラ
ンジスタで構成し、これらのMOSトランジスタのバック
ゲート電位をすべて上記フォトダイオードのアノード電
位と同一の電位に設定することにより、これらのMOSト
ランジスタのソース，ドレイン，チャネル部分とバック
ゲート間の電位差をほぼゼロにするようにしたので、短
絡電流を切り換えるMOSトランジスタのバックゲートと
ソース，ドレイン，チャネル間のリーク電流を減少で
き、フォトダイオードの短絡電流の小さい領域まで高精
度の光電変換が可能な光電変換装置が得られる効果があ
る。
ば、複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切
り換えて検出する光電変換装置において、上記各フォト
ダイオードのアノード電極を相互に接続し、上記各フォ
トダイオードを切り換えるための各スイッチをMOSトラ
ンジスタで構成し、これらのMOSトランジスタのバック
ゲート電位をすべて上記フォトダイオードのアノード電
位と同一の電位に設定することにより、これらのMOSト
ランジスタのソース，ドレイン，チャネル部分とバック
ゲート間の電位差をほぼゼロにするようにしたので、短
絡電流を切り換えるMOSトランジスタのバックゲートと
ソース，ドレイン，チャネル間のリーク電流を減少で
き、フォトダイオードの短絡電流の小さい領域まで高精
度の光電変換が可能な光電変換装置が得られる効果があ
る。
また、この発明に係る光電変換装置によれば、複数の
フォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検
出する光電変換装置において、上記各フォトダイオード
のカソード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオー
ドを切り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで
構成し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位
をすべて上記フォトダイオードのカソード電位と同一の
電位に設定することにより、これらのMOSトランジスタ
のソース，ドレイン，チャネル部分とバックゲート間の
電位差をほぼゼロにするようにしたので、短絡電流を切
り換えるMOSトランジスタのバックゲートとソース，ド
レイン，チャネル間のリーク電流を減少でき、フォトダ
イオードの短絡電流の小さな領域まで高精度の光電変換
が可能な光電変換装置が得られる効果がある。
フォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検
出する光電変換装置において、上記各フォトダイオード
のカソード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオー
ドを切り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで
構成し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位
をすべて上記フォトダイオードのカソード電位と同一の
電位に設定することにより、これらのMOSトランジスタ
のソース，ドレイン，チャネル部分とバックゲート間の
電位差をほぼゼロにするようにしたので、短絡電流を切
り換えるMOSトランジスタのバックゲートとソース，ド
レイン，チャネル間のリーク電流を減少でき、フォトダ
イオードの短絡電流の小さな領域まで高精度の光電変換
が可能な光電変換装置が得られる効果がある。
第１図は本件出願の第１の発明の一実施例による光電変
換装置の回路図、第２図は従来の回路の回路図、第３図
は本件出願の第２の発明の一実施例による回路図であ
る。 1,2は第1,第２のスイッチ、３はフォトダイオード、６
は電源、７は演算増幅器、８はダイオードである。
換装置の回路図、第２図は従来の回路の回路図、第３図
は本件出願の第２の発明の一実施例による回路図であ
る。 1,2は第1,第２のスイッチ、３はフォトダイオード、６
は電源、７は演算増幅器、８はダイオードである。
Claims (2)
- 【請求項１】複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡
電流を切り換えて検出する光電変換装置において、 上記各フォトダイオードのアノード電極を相互に接続
し、 上記各フォトダイオードを切り換えるための各スイッチ
をMOSトランジスタで構成し、 これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて
上記フォトダイオードのアノード電位と同一の電位に設
定することにより、 これらのMOSトランジスタのソース，ドレイン，チャネ
ル部分とバックゲート間の電位差をほぼゼロにしたこと
を特徴とする光電変換装置。 - 【請求項２】複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡
電流を切り換えて検出する光電変換装置において、 上記各フォトダイオードのカソード電極を相互に接続
し、 上記各フォトダイオードを切り換えるための各スイッチ
をMOSトランジスタで構成し、 これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて
上記フォトダイオードのカソード電位と同一の電位に設
定することにより、 これらのMOSトランジスタのソース，ドレイン，チャネ
ル部分とバックゲート間の電位差をほぼゼロにしたこと
を特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61057469A JP2536841B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61057469A JP2536841B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62214676A JPS62214676A (ja) | 1987-09-21 |
| JP2536841B2 true JP2536841B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=13056549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61057469A Expired - Lifetime JP2536841B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536841B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107749410B (zh) * | 2017-09-22 | 2019-08-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 环境光传感器、显示面板及显示装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648186A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-01 | Hitachi Ltd | Photodetector |
| JPS56156041A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Multiplexer |
-
1986
- 1986-03-14 JP JP61057469A patent/JP2536841B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648186A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-01 | Hitachi Ltd | Photodetector |
| JPS56156041A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Multiplexer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62214676A (ja) | 1987-09-21 |
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