JP2667148B2 - 電流・電圧変換回路 - Google Patents
電流・電圧変換回路Info
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- JP2667148B2 JP2667148B2 JP61008225A JP822586A JP2667148B2 JP 2667148 B2 JP2667148 B2 JP 2667148B2 JP 61008225 A JP61008225 A JP 61008225A JP 822586 A JP822586 A JP 822586A JP 2667148 B2 JP2667148 B2 JP 2667148B2
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- current
- operational amplifier
- output
- inverting input
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は電流・電圧変換回路、詳しくは、直流成分に
交流成分が重畳した入力電流を信号源とし、直流成分の
大きさに依存することなく、入力電流の交流成分を交流
電圧に変換することが可能な電流・電圧変換回路に関す
るものである。 従来の技術 たとえば、光電変換装置では微小電流の電圧変換回路
が要求される。第４図は、従来の光電変換装置に用いら
れている電流・電圧変換回路の構成図であり、受光素子
１の信号電流をオペアンプ２により電圧変換して出力す
る回路構成である。この回路で、受光素子１に生じる交
流入力電流IA,直流入力電流をIDとし、オペアンプ２の
非反転入力端子の電圧を基準電圧Vrとして、同オペアン
プ２の出力電圧VOをみると VO＝Vr−R1（IA＋ID） （１） で表わされる。ここで、R1は抵抗３の抵抗値である。 発明が解決しようとする問題点 いま、この回路を強い外光下で動作させると、直流入
力電流をIDが大きくなり、これにより、出力電圧VOが飽
和してしまい、交流入力電流IAに対する信号出力が低下
する。このように従来回路を用いる場合、直流入力電流
が大きいとき、十分な出力電圧を得ようとすると、高い
電源電圧が必要となり、低電圧電源でシステムを構成す
ることができない。 低い電源電圧であっても直流成分の大きさに依存しな
いで、入力電流の交流成分を交流電圧に変換することが
可能な電流・電圧変換回路を提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明の電流・電圧変換回路は、反転入力端と非反転
入力端との間に受光素子（１）を接続し前記非反転入力
端を基準電圧点（Vr）に接続すると共に、前記反転入力
端と出力端との間に第１の抵抗（３）を接続したオペア
ンプ（Ｉ）と、前記オペアンプの出力端にベースを接続
すると共に前記基準電圧点に一端を接続した第２の抵抗
（４）の他端にエミッタを接続するPNPトランジスタ
（５）と、前記PNPトランジスタのコレクタ電流を平滑
するコンデンサ（C1）と、前記コンデンサの平滑出力を
増幅し増幅した電流出力を前記オペアンプの反転入力端
に供給する電流アンプ（II）とを備え、前記オペアン
プ、前記PNPトランジスタ、前記コンデンサおよび前記
電流アンプによって直流負帰還ループを構成し、前記オ
ペアンプの出力端から出力信号を取り出すものである。 作用 本発明によると、入力光量が大きくなって、受光素子
１の光電流が増大し、反転入力端の電位が上昇すると、
PNPトランジスタ５はベース・エミッタ間に与えられる
オペアンプの出力電圧と基準電圧との差に応じた電流を
増幅し、コンデンサC1はその電流の交流成分を平滑し、
反転入力端に入力される直流電流成分を削減するように
負帰還するので、オペアンプ出力の直流電位を変化させ
ずに光電流の交流成分に応答した電圧増幅ができ、低電
圧電源でも広いダイナミックレンジが実現される。 実 施 例 第１図は本発明実施例の回路構成ブロック図であり、
第４図に示した受光素子1,オペアンプ２および抵抗３に
加えて、オペアンプ２の出力端子が、PNPトランジスタ
５のベースに接続され、このPNPトランジスタ５のエミ
ッタを抵抗４を介してオペアンプの非反転入力端子と共
に基準電圧源Vrに、また、同トランジスタのコレクタ
を、フィルター回路部６および電流アンプ部７を介し
て、前記オペアンプ２の反転入力端子に結合した構成で
ある。 次に第１図の回路構成図を述べる。 外光入射に応じて、受光素子１に交流入力電流IA、お
よび直流入力電流IDが発生すると、オペアンプ２の出力
電圧VOは前述（１）式にしたがって変化する。すなわ
ち、出力電圧VOが基準電圧VrよりPNPトランジスタ５の
エミッタベース順方向電圧VDを越えて低くなると、PNP
トランジスタ５のコレクタに電流が流れる。この電流の
交流信号成分をフィルター回路部６で除去したのち、電
流アンプ部７で所定の電流に増幅し、オペアンプ２の反
転入力端子に帰還結合させているので、抵抗３に流れる
直流電流が減少する。これによってオペアンプ２の出力
直流電圧を、ほぼ（Vr−VD）に固定することができる。
PNPトランジスタ５がシリコントランジスタの場合、VD
0.7VであるからVrの値をオペアンプ２の最小飽和電圧
＋0.7V以上に設定すれば、低電源電圧でも交流信号の電
流電圧変換は直流入力電流に依存せずに行なわれる。 第２図は、バイポーラトランジスタの集積回路例であ
り、第１図と対応させると、破線で囲む部分Ｉがオペア
ンプ2,同IIがフィルター回路部６および電流アンプ回路
部７である。 第２図の回路動作に関しては、オペアンプ２が、通
常、広く知られた回路構成であるから、その動作説明を
省略する。 オペアンプ２の出力電圧VOがVr−VDより低くなると、
PNPトランジスタ５のコレクタに電流が流れ、トランジ
スタQ1,Q2,抵抗R1,R2,コンデンサC1で構成されるローパ
スフィルター回路に伝達される。直流電流成分はR1/R2
＝Ｎとすると、ほぼPNPトランジスタ５のコレクタ電流
のＮ倍に増幅され、入力電流からオペアンプ２の反転入
力端子で引き抜かれることになる。 第３図は交流出力電圧VOAと直流入力電流IDとの関係
を示す特性図である。本実施例によれば、実線で表わさ
れた特性曲線のように、ほとんど直流入力電流に依存せ
ず電流電圧変換されている。一方、従来例は点線で示し
たように低直流入力電流でオペアンプ２の出力が飽和し
てしまい、電流電圧変換が急激に動作しなくなる。 発明の効果 本発明によれば、直流入力電流に依存しない電流・電
圧変換がなされ、低い電源電圧でも動作可能な回路が簡
素に構成できる。
交流成分が重畳した入力電流を信号源とし、直流成分の
大きさに依存することなく、入力電流の交流成分を交流
電圧に変換することが可能な電流・電圧変換回路に関す
るものである。 従来の技術 たとえば、光電変換装置では微小電流の電圧変換回路
が要求される。第４図は、従来の光電変換装置に用いら
れている電流・電圧変換回路の構成図であり、受光素子
１の信号電流をオペアンプ２により電圧変換して出力す
る回路構成である。この回路で、受光素子１に生じる交
流入力電流IA,直流入力電流をIDとし、オペアンプ２の
非反転入力端子の電圧を基準電圧Vrとして、同オペアン
プ２の出力電圧VOをみると VO＝Vr−R1（IA＋ID） （１） で表わされる。ここで、R1は抵抗３の抵抗値である。 発明が解決しようとする問題点 いま、この回路を強い外光下で動作させると、直流入
力電流をIDが大きくなり、これにより、出力電圧VOが飽
和してしまい、交流入力電流IAに対する信号出力が低下
する。このように従来回路を用いる場合、直流入力電流
が大きいとき、十分な出力電圧を得ようとすると、高い
電源電圧が必要となり、低電圧電源でシステムを構成す
ることができない。 低い電源電圧であっても直流成分の大きさに依存しな
いで、入力電流の交流成分を交流電圧に変換することが
可能な電流・電圧変換回路を提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明の電流・電圧変換回路は、反転入力端と非反転
入力端との間に受光素子（１）を接続し前記非反転入力
端を基準電圧点（Vr）に接続すると共に、前記反転入力
端と出力端との間に第１の抵抗（３）を接続したオペア
ンプ（Ｉ）と、前記オペアンプの出力端にベースを接続
すると共に前記基準電圧点に一端を接続した第２の抵抗
（４）の他端にエミッタを接続するPNPトランジスタ
（５）と、前記PNPトランジスタのコレクタ電流を平滑
するコンデンサ（C1）と、前記コンデンサの平滑出力を
増幅し増幅した電流出力を前記オペアンプの反転入力端
に供給する電流アンプ（II）とを備え、前記オペアン
プ、前記PNPトランジスタ、前記コンデンサおよび前記
電流アンプによって直流負帰還ループを構成し、前記オ
ペアンプの出力端から出力信号を取り出すものである。 作用 本発明によると、入力光量が大きくなって、受光素子
１の光電流が増大し、反転入力端の電位が上昇すると、
PNPトランジスタ５はベース・エミッタ間に与えられる
オペアンプの出力電圧と基準電圧との差に応じた電流を
増幅し、コンデンサC1はその電流の交流成分を平滑し、
反転入力端に入力される直流電流成分を削減するように
負帰還するので、オペアンプ出力の直流電位を変化させ
ずに光電流の交流成分に応答した電圧増幅ができ、低電
圧電源でも広いダイナミックレンジが実現される。 実 施 例 第１図は本発明実施例の回路構成ブロック図であり、
第４図に示した受光素子1,オペアンプ２および抵抗３に
加えて、オペアンプ２の出力端子が、PNPトランジスタ
５のベースに接続され、このPNPトランジスタ５のエミ
ッタを抵抗４を介してオペアンプの非反転入力端子と共
に基準電圧源Vrに、また、同トランジスタのコレクタ
を、フィルター回路部６および電流アンプ部７を介し
て、前記オペアンプ２の反転入力端子に結合した構成で
ある。 次に第１図の回路構成図を述べる。 外光入射に応じて、受光素子１に交流入力電流IA、お
よび直流入力電流IDが発生すると、オペアンプ２の出力
電圧VOは前述（１）式にしたがって変化する。すなわ
ち、出力電圧VOが基準電圧VrよりPNPトランジスタ５の
エミッタベース順方向電圧VDを越えて低くなると、PNP
トランジスタ５のコレクタに電流が流れる。この電流の
交流信号成分をフィルター回路部６で除去したのち、電
流アンプ部７で所定の電流に増幅し、オペアンプ２の反
転入力端子に帰還結合させているので、抵抗３に流れる
直流電流が減少する。これによってオペアンプ２の出力
直流電圧を、ほぼ（Vr−VD）に固定することができる。
PNPトランジスタ５がシリコントランジスタの場合、VD
0.7VであるからVrの値をオペアンプ２の最小飽和電圧
＋0.7V以上に設定すれば、低電源電圧でも交流信号の電
流電圧変換は直流入力電流に依存せずに行なわれる。 第２図は、バイポーラトランジスタの集積回路例であ
り、第１図と対応させると、破線で囲む部分Ｉがオペア
ンプ2,同IIがフィルター回路部６および電流アンプ回路
部７である。 第２図の回路動作に関しては、オペアンプ２が、通
常、広く知られた回路構成であるから、その動作説明を
省略する。 オペアンプ２の出力電圧VOがVr−VDより低くなると、
PNPトランジスタ５のコレクタに電流が流れ、トランジ
スタQ1,Q2,抵抗R1,R2,コンデンサC1で構成されるローパ
スフィルター回路に伝達される。直流電流成分はR1/R2
＝Ｎとすると、ほぼPNPトランジスタ５のコレクタ電流
のＮ倍に増幅され、入力電流からオペアンプ２の反転入
力端子で引き抜かれることになる。 第３図は交流出力電圧VOAと直流入力電流IDとの関係
を示す特性図である。本実施例によれば、実線で表わさ
れた特性曲線のように、ほとんど直流入力電流に依存せ
ず電流電圧変換されている。一方、従来例は点線で示し
たように低直流入力電流でオペアンプ２の出力が飽和し
てしまい、電流電圧変換が急激に動作しなくなる。 発明の効果 本発明によれば、直流入力電流に依存しない電流・電
圧変換がなされ、低い電源電圧でも動作可能な回路が簡
素に構成できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例の回路構成ブロック図、第２図は
本発明実施例の集積回路図、第３図は本発明実施例の特
性図、第４図は従来例の回路構成ブロック図である。 １……受光素子、２……オペアンプ、3,4……抵抗、５
……PNPトランジスタ、６……フィルター回路部、７…
…電流アンプ回路部。
本発明実施例の集積回路図、第３図は本発明実施例の特
性図、第４図は従来例の回路構成ブロック図である。 １……受光素子、２……オペアンプ、3,4……抵抗、５
……PNPトランジスタ、６……フィルター回路部、７…
…電流アンプ回路部。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．反転入力端と非反転入力端との間に受光素子を接続
し前記非反転入力端を基準電圧点に接続すると共に、前
記反転入力端と出力端との間に第１の抵抗を接続したオ
ペアンプと、 前記オペアンプの出力端にベースを接続すると共に前記
基準電圧点に一端を接続した第２の抵抗の他端にエミッ
タを接続するPNPトランジスタと、 前記PNPトランジスタのコレクタ電流を平滑するコンデ
ンサと、 前記コンデンサの平滑出力を増幅し増幅した電流出力を
前記オペアンプの反転入力端に供給する電流アンプとを
備え、 前記オペアンプ、前記PNPトランジスタ、前記コンデン
サおよび前記電流アンプによって直流負帰還ループを構
成し、前記オペアンプの出力端から出力信号を取り出す
ことを特徴とする電流・電圧変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61008225A JP2667148B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 電流・電圧変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61008225A JP2667148B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 電流・電圧変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62165128A JPS62165128A (ja) | 1987-07-21 |
| JP2667148B2 true JP2667148B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=11687227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61008225A Expired - Lifetime JP2667148B2 (ja) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | 電流・電圧変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2667148B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4926408B2 (ja) | 2005-03-14 | 2012-05-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628322B2 (ja) * | 1983-08-03 | 1994-04-13 | 松下電器産業株式会社 | 電流・電圧変換回路 |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP61008225A patent/JP2667148B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「半導体ハンドブック」Ｐ．３７３ Ｆｉｇ６．７１ （株）オ−ム社 昭和４３年９月１日 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62165128A (ja) | 1987-07-21 |
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