JP3173429B2 - I−v変換増幅器 - Google Patents
I−v変換増幅器Info
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Description
器、特に光学式記録再生装置のI−V変換増幅器に関す
る。
生装置114を図6に示す。図6に示すように、半導体
レーザ101から出射された光はレンズ105により集
光され、記録媒体としてのディスク110に当たり、そ
こで反射された光は光受信素子106に照射され、電気
信号へ変換された後に制御回路112に入力される。1
02はグレーティングプレート、103はハーフプリズ
ム、104はコリメートレンズである。
キングサーボを制御できるように複数のフォトダイオー
ドを備え、さらにそれぞれのフォトダイオードに対し
て、光電流を電圧信号に変換するI−V変換増幅器が接
続されている。107はシリンドリカルレンズ、108
はフォーカスアクチュエータ、109はトラッキングア
クチュエータ、113はサーボコントロールである。
ク)110の高速回転化にともない、光受信素子106
は、フォトダイオードとI−V変換増幅器とを同一チッ
プ上に形成するものが主流となってきている。そして電
気的特性については、広帯域化の要求が高まってきてい
る。
器としては、図5に示すようにアンプ21、フォトダイ
オード20、帰還抵抗23を備えており、しかも帰還抵
抗23を寄生容量の小さいポリシリコン抵抗で形成した
ものがある(特開平5−259498号参照)。
圧は帰還抵抗(ポリシリコン抵抗)に比例し、ポリシリ
コン抵抗はポリシリコン間の結合のネットワークが柔軟
なため、イオン注入により抵抗ρsを制御しにくく、製
造ばらつきが大きいため、出力電圧に関して、プロセス
の製造ばらつきが大きいという課題があった。
きいため、出力電圧に関して温度依存性が大きいという
課題があった。
還抵抗の値を大きくしなければならないが、帰還抵抗を
大きくすると、フォトダイオードの接合容量と帰還抵抗
の時定数が大きくなり、帯域が拡大されないため、高出
力電圧を得ようとしたとき、I−V変換増幅器の広帯域
化を実現できないという課題があった。
ばらつきの低減、出力電圧の電圧依存性の低減、広帯域
化を実現したI−V変換回路を提供することにある。
め、本発明に係るI−V変換増幅器は、I−V変換回路
と電圧増幅回路とによる二段増幅器として構成され、1
段目のI−V変換回路は、インピーダンス変換の機能を
もつものであり、2段目の電圧増幅回路は、前記I−V
変換回路からの出力を入力とし、利得を得るものであ
り、 前記I−V変換回路及び前記電圧増幅回路は、それ
ぞれ帰還抵抗を有し、かつ前記電圧増幅回路は、前記I
−V変換回路からの出力が入力抵抗を通して入力するも
のであり、 前記電圧増幅回路の有する帰還抵抗は、寄生
容量の少ない抵抗と製造ばらつきの小さい抵抗の組合わ
せから構成されたものである。
つきの小さい抵抗の組合わせは、前記ポリシリ抵抗とベ
ース抵抗との組合わせである。
比は、n:(1−n)(n≦1)に設定したものであ
る。
−V変換回路と電圧増幅回路とによる二段増幅器として
構成され、 1段目のI−V変換回路は、インピーダンス
変換の機能をもつものであり、 2段目の電圧増幅回路
は、前記I−V変換回路からの出力を入力とし、利得を
得るものであり、 前記I−V変換回路及び前記電圧増幅
回路は、それぞれ帰還抵抗を有し、かつ前記電圧増幅回
路は、前記I−V変換回路からの出力が入力抵抗を通し
て入力するものであり、 前記電圧増幅回路の有する帰還
抵抗は、寄生容量の少ない抵抗と製造ばらつきの小さい
抵抗の組合わせであって、直列接続した少なくとも2以
上の抵抗からなるものである。
帰還抵抗と2段目の入力抵抗とをN-ポリシリ抵抗で構
成している。このため、出力電圧の製造ばらつきには、
2段目の帰還抵抗の製造ばらつきが反映され、2段目の
帰還抵抗を製造ばらつきの少ないP-ベース抵抗で構成
することにより、出力電圧の製造ばらつきを低減するこ
とが可能となる。
ベース抵抗との組合わせで構成すれば、温度係数は、そ
れぞれ−3000ppn、−1400ppnであるた
め、組み合わせの比を温度係数の小さくなるような値に
設定できる。
ーダンス変換の機能をもつため、2段目の増幅器で利得
を得ることにより、高出力で広帯域を実現することが可
能となる。
図面を参照して詳細に説明する。
形態に係るI−V変換増幅器は、フォトダイオード2の
光電流を電圧に変換する2段増幅器、すなわち、増幅器
(I−V変換回路)3と増幅器(電圧増幅回路)4とに
よる二段増幅器として構成したものである。そして、1
段目の増幅器(I−V変換回路)3には、インピーダン
ス変換の機能をもたせ、2段目の増幅器(電圧増幅回
路)4は、1段目の増幅器3からの出力を入力とし、利
得を得るようにしたものである。
量の少ない抵抗で形成する。2段目の入力抵抗8は、1
段目の増幅器3の帰還抵抗7と同種類の抵抗で形成し、
2段目の増幅器4の帰還抵抗は、入力抵抗8と同種類の
抵抗9と、製造ばらつきの小さい抵抗10とで形成され
ている。抵抗9と抵抗10の比は、要求される出力温度
係数に応じて任意に設定できる。
N-ポリシリ抵抗又はN+ポリシリ抵抗、抵抗10はP-
ベース抵抗又はP+ベース抵抗により形成することがが
望ましい。
は、差動入力型の増幅器又はオペアンプであることが望
ましい。さらに、フォトダイオード2は、光電流Ipが
図1の矢印の方向に流れるものが望ましい。
入力信号に対する各部の波形を示している。
はフォトダイオード2で発生する光電流を示す。
の増幅器3でI−V変換されたときのV01の電圧を示し
ている。基準電圧Vcに対して負側に信号は振れてい
る。
力電圧を示している。ここでは、V01に対して4倍の利
得を設定している。信号は、基準電圧Vcに対して正に
振れている。
例を実施例として説明する。図1に示す実施例1におい
て、ベースエピ形フォトダイオード2のエピ側の端子1
は通常電源Vccに接続され、他端は2段構成のI−V変
換増幅器に接続される。
ポリシリ抵抗で形成された帰還抵抗7とから構成されて
おり、フォトダイオード2に発生した光電流を電圧出力
に変換するようになっている。
ポリシリ抵抗の入力抵抗8とを含み、帰還抵抗9、10
はそれぞれN-ポリシリ抵抗、P-ベース抵抗で構成され
ている。帰還抵抗9、10の抵抗値R3、R4の抵抗比
は、n:(1−n)(n≦1)に設定している。この構
成により、出力電圧V0は、 V0=Ip×R1(N-)×(R3(N-)+R4(P-))/
R2(N-) で表わされるから、出力電圧の製造バラツキ、温度係数
は、R3(N-)+R4(P-)の項で決定される。
0%|、P-ベース抵抗の製造バラツキを|15%|と
すると、出力電圧の製造バラツキは、 ΔV0(%)=20×n+15(1−n)となる。
n) (ただし、N-ポリシリ抵抗温度係数を−3000pp
m、P-ベース抵抗温度係数を−1400ppmとす
る)となる。
高出力を得るために、1段の増幅器のときのように、フ
ォトダイオードに直結する帰還抵抗を必要以上に大きく
することなく、2段目の増幅器の電圧利得を上げること
で対処できるため、容易に広帯域化できる。
果を図4に示す。抵抗9と10の抵抗値R3とR4の比n
を変えることにより、出力電圧の温度係数を任意に調整
できることがわかる。また、N-ポリシリ抵抗のみで回
路を構成したとき(n=1のとき)より、製造バラツキ
が低減されることが分かる。
示す図である。図1に示した実施例1では、増幅器への
入力を差動入力としたものであるが、図3に示した実施
例2では、2段構成の増幅器13,14に片側入力させ
るようにしたことを特徴とするものである。
果を得ることができる。
段構成のI−V変換回路で初段の帰還抵抗と2段目の入
力抵抗を寄生容量の少ない抵抗で形成することにより、
製造ばらつきの影響を低減することができるとともに、
出力電圧の温度係数を小さくすることができる。
ンピーダンス変換回路にし、利得を2段目で設定するた
め、高出力電圧に設定してもI−V変換増幅器の広帯域
化を図ることができる。
ある。
と製造ばらつきとの関係を示す特性図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 I−V変換回路と電圧増幅回路とによる
二段増幅器として構成され、 1段目のI−V変換回路は、インピーダンス変換の機能
をもつものであり、 2段目の電圧増幅回路は、前記I−V変換回路からの出
力を入力とし、利得を得るものであり、 前記I−V変換回路及び前記電圧増幅回路は、それぞれ
帰還抵抗を有し、かつ前記電圧増幅回路は、前記I−V
変換回路からの出力が入力抵抗を通して入力するもので
あり、 前記電圧増幅回路の有する帰還抵抗は、寄生容量の少な
い抵抗と製造ばらつきの小さい抵抗の組合わせから構成
されたものである ことを特徴とするI−V変換増幅器。 - 【請求項2】 前記寄生容量の少ない抵抗と製造ばらつ
きの小さい抵抗の組合わせは、前記ポリシリ抵抗とベー
ス抵抗との組合わせであることを特徴とする請求項1に
記載のI−V変換増幅器。 - 【請求項3】 前記ポリシリ抵抗とベース抵抗の構成比
は、n:(1−n)(n≦1)に設定したものであるこ
とを特徴とする請求項2に記載のI−V変換増幅器。 - 【請求項4】 I−V変換回路と電圧増幅回路とによる
二段増幅器として構成され、 1段目のI−V変換回路は、インピーダンス変換の機能
をもつものであり、 2段目の電圧増幅回路は、前記I−V変換回路からの出
力を入力とし、利得を得るものであり、 前記I−V変換回路及び前記電圧増幅回路は、それぞれ
帰還抵抗を有し、かつ前記電圧増幅回路は、前記I−V
変換回路からの出力が入力抵抗を通して入力するもので
あり、 前記電圧増幅回路の有する帰還抵抗は、寄生容量の少な
い抵抗と製造ばらつきの小さい抵抗の組合わせであっ
て、直列接続した少なくとも2以上の抵抗からなるもの
である ことを特徴とするI−V変換増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18952697A JP3173429B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | I−v変換増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1141036A JPH1141036A (ja) | 1999-02-12 |
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Family
ID=16242774
Family Applications (1)
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JP18952697A Expired - Fee Related JP3173429B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | I−v変換増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
1997
- 1997-07-15 JP JP18952697A patent/JP3173429B2/ja not_active Expired - Fee Related
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