JP4472874B2 - 検出回路 - Google Patents
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Description
(発明の技術分野)
本発明は検出回路に関する。さらに詳細に言えば、本発明は入射光信号の光強度に応じて電圧信号を発生する回路に関する。
【0002】
(発明の背景)
フォトダイオード検出器を有しそして入射光の強度に比例する電流を発生する検出回路は、よく知られている。この回路はさらに、この電流を出力電圧に変換するトランスインピーダンス増幅器回路を有する。例えば、米国特許第 5,030,925号はこの形式の検出回路を開示している。
【0003】
この形式の検出回路の場合に認識されている1つの問題点は、入力光信号の強度およびこの入力光信号の強度に比例するフォトダイオード電流が、非常に広いダイナミック・レンジにわたって変わることである。例えば、大きさが数桁にわたって変化する入力信号を取り扱うことが必要である。増幅器の入力におけるインピーダンスの設計値に特別の配慮をしなければ、増幅器に対する入力のダイナミック・レンジが大きいことが原因となって、低い信号レベルにおいて有用である程に十分に大きい出力信号を生ずるために種々の問題点が生じ、一方、回路が飽和または制限を起こさないで取り扱うことができる大きな入力信号レベルに対して出力信号を生ずるためになお種々の問題点が生ずる。
【0004】
米国特許第 5,708,392号は、限定用トランスインピーダンス増幅器(TIA、transimpedance amplifier)を開示している。この増幅器回路は、抵抗器の両端に接続されたダイオードを備えたフィードバック抵抗器を有している。したがって、高い信号レベルでは、ダイオードに入力電流が流れ、そして増幅器の出力段階の飽和を引き起こすレベルより低いレベルに、出力電圧を制限する。それらの入力/出力の両端にダイオードを用いているTIA増幅器は、それらの出力段階において、過負荷電流を取り扱わなければならない。このことは、さらに大きな容量を有する大型のトランジスタを必要とする。したがって、これらの設計はさらに複雑になり、そして集積回路の中に組込む時にはシリコンのさらに大きな面積領域が必要になる。
【0005】
さらに、欧州特許出願第A−0745868 号は、フォトダイオード検出器およびトランスインピーダンス増幅器を有する検出回路を開示している。初期の検出段階の間に過剰な入力電流を取り扱うことができるために、光ダイオードはまた別のダイオードを通してアースに接続され、またRC回路網を通して正電圧源に接続される。
【0006】
(発明の要約)
本発明は検出回路に関する。この検出回路は、好ましい実施例では、大きな過負荷電流を取り扱うことができる。さらに詳細に言えば、本発明は持続する大きな過負荷電流を取り扱うことができる検出回路に関する。
【0007】
本発明の検出回路は、利点として、過負荷保護ダイオードを有し、検出用フォトダイオードと直列に接続され、かつ低い交流インピーダンスによる電源電圧に接続され、平坦周波数応答接続体のものである。この過負荷保護ダイオードと検出用フォトダイオードとの間の接続点がトランスインピーダンス増幅器に接続され、そしてこのトランスインピーダンス増幅器の入力インピーダンスは、カットオフ信号電流において、過負荷保護ダイオードのインピーダンスと整合するように調整されることが好ましい。カットオフ電流よりも低い信号電流に対しては、電流の大部分がトランスインピーダンス増幅器に送られ、一方、カットオフ電流よりも高い信号電流に対しては、電流の大部分が過負荷保護ダイオードを通ってトランスインピーダンス増幅器をそれて流れる。
【0008】
この検出回路は、増幅器の設計を簡単にすることができるという利点を有している。
【0009】
(好ましい実施例の詳細な説明)
図1は、検出回路2を示した図である。入射光信号を検出するために、検出用フォトダイオード4が配置される。この入射光信号は、例えば、光ファイバから出力される光に含まれる信号であってもよい。典型的な場合には、光ファイバは論理値「1」および「0」で構成されるディジタル信号を伝送することができる。論理値「1」の光強度は、論理値「0」の光強度の10倍であってもよい。けれども、光の強度レベルは非常に広い範囲にわたって変わり得る。検出回路は、広い範囲で変化するパワーを有する送信器に接続された光ファイバからの信号を受け取ることができる。さらに、検出回路は長い光ファイバと一緒に用いることができ、または短い光ファイバと一緒に用いることもできる。したがって、このことは光信号の減衰の程度が変化することに対応する。よって、これらの2つの事柄を考慮するならば、論理値「0」の光強度は数桁の範囲で変わり得る。
【0010】
検出用フォトダイオード4は、この例示された実施例では正電圧源Vccに逆バイアスの方向に直接に接続されているが、しかし原理的には、直流および交流で低いインピーダンスを有し、かつ全体的に平坦な周波数特性を有する任意の接続体によって電源に接続することができる。
【0011】
検出用フォトダイオードの作用は、入射光強度に正比例する信号電流Is を生ずることである。
【0012】
検出用フォトダイオード4の陽極は、トランスインピーダンス増幅器回路6に接続される。トランスインピーダンス増幅器回路6は、トランスインピーダンス増幅器8およびフィードバック抵抗器10を有する。トランスインピーダンス増幅器回路6を構成する回路の形式それ自体は、よく知られている。増幅器8は利得A1を有し、そして抵抗器10は抵抗値Rt を有する。トランスインピーダンス増幅器回路6の出力は、出力端子12において検出回路出力を形成する。
【0013】
この増幅器の利得は入力信号のレベルによって変わることはほとんどないが、一方において前記で説明したように、信号電流Is は極めて広い範囲で変わり得る。例えば、信号電流は数ナノアンペアという低い値から数ミリアンペアという高い値まで変化できる。したがって、増幅器が受け入れ可能な広いダイナミック・レンジを有するべきであるならば、検出回路2は高い入力信号レベルにおいて過負荷電流を処理できることが必要である。
【0014】
本発明に従い、過負荷電流は過負荷保護ダイオードによって処理される。本発明のこの例示された実施例では、過負荷保護ダイオードはNPNトランジスタ14の形式を有する。NPNトランジスタ14のコレクタ端子とベース端子とは共通に接続され、そしてフォトダイオード4の陽極に接続される。NPNトランジスタ14のエミッタ端子はアースに接続される。
【0015】
トランジスタ14のコレクタ・エミッタ導電路の抵抗値Re は、それを流れる電流Ic の逆関数である。したがって、電流が低い場合にはトランジスタ14は高い抵抗値を有するが、しかし電流が高い場合には抵抗値は小さい。さらに詳細に言えば、抵抗値は下記の式により与えられる。
【0016】
【数1】
【0017】
ここで、Vt はダイオードの熱電圧であり、室温において約25mVである。
【0018】
ところで、トランスインピーダンス増幅器回路6は入力インピーダンスRa を有する。入力インピーダンスRa は一般的には一定であり、そして増幅器8の利得A1と抵抗器10の抵抗値Rtとによって主として決定される。第1近似では、この入力インピーダンス下記の式により与えられる。
【0019】
【数2】
【0020】
信号電流の一部分Ia はトランスインピーダンス増幅器回路6の中に流れ、そして残りの部分Ic は過負荷保護ダイオード14の中に流れる。これらの電流の大きさの比は、トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスRa と過負荷保護ダイオードの動的抵抗値Re との相対的な大きさに応じて定まる。
【0021】
場合によっては、フォトダイオード4の陽極と増幅器6の入力との間にコンデンサを挿入すると有利である。これによって、回路の作成と利用できる電源とを適合させるために、増幅器を分離してバイアスすることができる。
【0022】
抵抗値Rt と増幅器の利得A1とを適切に選定することにより、一定のレベルを越えた過負荷電流が過負荷保護ダイオードを優先して流れるように、トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスを調整することができる。例えば、その時にカットオフ電流として作用する特定の電流において、入力インピーダンスがダイオードの抵抗値に等しくなるように設計することができる。電流が低い場合には、信号電流の大部分は増幅器に流れる。電流が高い場合には、信号電流の大部分は過負荷保護ダイオードを通ってアースに流れる。
【0023】
1つの好ましい実施例では、Rt =6kΩおよびA1=30であり、これは入力インピーダンス 200Ωを与える。Ic = 125μAの時Re = 200Ωである。
【0024】
光信号レベルが低い場合には、またはフォトダイオードの電流が低い場合には、フォトダイオードの電流の大部分は増幅器を流れる。この場合、「1」および「0」を表す光信号の間のフォトダイオード電流の変化から生ずる差動出力電圧Vout は、増幅器の入力電流とフィードバック抵抗器10の抵抗値Rtとに応じて定まる。「1」を表す光信号に対するフォトダイオード電流をIs1で表し、そして「0」を表す光信号に対するフォトダイオード電流をIs0で表すことにする。フォトダイオード電流の全部が増幅器の入力に流れる極端な場合には、差動出力電圧は下記の式により与えられる。
【0025】
【数3】
【0026】
ここで例えば、「1」を表す光信号に対するフォトダイオード電流は10μAであり、そして「0」を表す光信号に対するフォトダイオード電流は1μAである。ここで、Rt =6kΩ、Vout =54mVである。
【0027】
さらに高い信号レベルの場合には、または高いフォトダイオード電流の場合には、過負荷保護ダイオードの抵抗値がトランスインピーダンス増幅器の入力インピーダンスよりも低いので、フォトダイオード電流の大部分は過負荷保護ダイオードを流れる。例えば、「1」を表す光信号に対するフォトダイオード電流は5mAであり、そして「0」を表す光信号に対するフォトダイオード電流は 500μAにできる。(過負荷保護ダイオードの電流が5mAである場合、その抵抗値は5Ωである。この値は、前記で説明した例の増幅器のインピーダンス 200Ωと比較される。)その場合には、「1」を表す光信号と「0」を表す光信号との間のフォトダイオード電流の変化から生ずる差動出力電圧Vout は、トランジスタのベース・エミッタを流れる電流が増大することにより生ずるこのトランジスタのベース・エミッタ電圧の増大に応じて変化する。この時、この増大したベース・エミッタ電圧が増幅器によって増幅される。
【0028】
ここで再び、「1」を表す光信号に対するフォトダイオード電流をIs1で表し、そして「0」を表す光信号に対するフォトダイオード電流をIs0で表し、そしてフォトダイオード電流の全部が過負荷保護ダイオードを流れる極端な場合を考えるならば、差動出力電圧は下記の式により与えられる。
【0029】
【数4】
【0030】
「1」を表す光信号に対するフォトダイオード電流は、前記で説明したように、「0」を表す光信号に対するフォトダイオード電流の一般的に10倍であるから、前記のようにA1=30である場合には、室温においてVout =1800mVである。
【0031】
したがって、入力信号のレベルが(5mA/10μA)= 500の因子だけ増大しているけれども、前記で説明した2つの場合の間で、出力信号のレベルは(1800mV/54mV)=33の因子だけ増大する。
【0032】
したがって、高い信号電流の場合には、ダイオードの抵抗値が低下し、そして信号電流のさらに多くの部分がトランスインピーダンス増幅器回路を流れるよりもむしろダイオードを流れる。信号電流が変化する時、この調整が自動的に行われる。このように過負荷保護が得られ、検出回路のダイナミック・レンジが増大する。その上、電源に対する接続体は交流と直流との両方において低いインピーダンスを有するために、検出回路は高い周波数の一時的な過大負荷と、持続する過大負荷、すなわち低い周波数の過大負荷、との両方を取り扱うことができる。
【0033】
図2は、本発明のまた別の検出回路22を示した図である。検出回路22では、検出用フォトダイオード24が、正電圧源Vccとアースとの間に逆バイアスに接続され、そして再び、入射光の強度に応ずる信号電流Is が流れる。
【0034】
けれどもこの実施例では、差動トランスインピーダンス増幅器構造体が用いられる。さらに詳細に言えば、第1トランスインピーダンス増幅器回路26がフォトダイオード24の陰極に接続され、かつ第2トランスインピーダンス増幅器回路28がフォトダイオード24の陽極に接続される。第1トランスインピーダンス増幅器回路26は増幅器30と抵抗器32とを有し、そして第2トランスインピーダンス増幅器回路28は増幅器34と抵抗器36とを有する。これら2つのトランスインピーダンス増幅器は整合していて、同じ配線および整合したレイアウトを有する。第1トランスインピーダンス増幅器回路からの出力と第2トランスインピーダンス増幅器回路からの出力とが差動回路利得ブロック38に送られる。差動回路利得ブロック38は差動出力信号を生ずる。
【0035】
それらのベースとコレクタとが共通接続されているNPNトランジスタ40、42で再び形成されるそれぞれの過負荷保護ダイオードは、フォトダイオード24のそれぞれ陰極および陽極に接続される。ダイオード40は正電圧源Vccに直接に接続され、一方、ダイオード42はアースに直接に接続される。
【0036】
さらに、2つの増幅器回路26、28の入力は同じ直流電圧になければならないから、フォトダイオードからのそれぞれの入力信号は、増幅器回路の入力においてそれぞれのコンデンサ44、46を通して交流的に結合される。
【0037】
利点として、図2に示された回路22は単一のチップの上に集積することができる。また、それとは異なって、過負荷保護ダイオードは検出回路のその他の部分を含むチップに対して外部にあるダイオードであり得る。
【0038】
したがって前記で説明したように、高い信号電流の場合には、過負荷保護ダイオード40、42の抵抗値が低下し、そして信号電流Is のさらに多くの部分がトランスインピーダンス増幅器回路26、28を流れるよりもむしろ過負荷保護ダイオードを流れる。
【0039】
図1および図2の回路は、本発明の好ましい実施例を表している。一般的に言えば、1個または複数個の過負荷保護ダイオードを、それを流れる電流と共にインピーダンスが変化する任意の回路ブロックまたは任意の回路部品で置き換えることができる。
【0040】
図3は、図1のデバイスと全体的には同様であるデバイスの回路図(この図において、同じ参照番号は同じ部品であることを示している)である。図3では、過負荷保護ダイオード14が保護回路60によって置き換えられている。
【0041】
前記で説明したように、場合によっては、フォトダイオード4の陽極と増幅器6の入力との間にコンデンサを挿入すると有利である。この場合には、増幅器を分離してバイアスすることができ、それにより回路の作成と利用できる電源とを適合させることができる。
【0042】
同様に図4は、図2のデバイスと全体的には同様であるデバイスの回路図(この図において、同じ参照番号は同じ部品であることを示している)である。図4では、過負荷保護ダイオード40、42が保護回路62、64によって置き換えられている。
【0043】
例えば場合によっては、トランスインピーダンス増幅器回路に対して利用可能であるヘッドルームを増加すると有利である。この場合には図5に示されているように、保護回路62、64は直列に接続されたダイオード66、68およに70、72のそれぞれの対の形式を取ることができる。
【0044】
図6および図7はまた別の回路の図であって、これらの回路では保護回路は異なる形式を有している。図6および図7の両方の場合、これらの回路は図3の回路に基づいている。これらの図において、図3の部品と同じである部品は同じ参照番号で示されており、そしてこれ以上に詳しく説明することはしない。
【0045】
図6の回路では、保護回路60はNPNトランジスタ80を有している。NPNトランジスタ80は、フォトダイオード4の陽極に接続されたコレクタ端子と、アースに接続されたエミッタ端子とを有する。また別のNPNトランジスタ82は、トランジスタ80のコレクタに接続されたベース端子と、トランジスタ80のベースに接続されたエミッタ端子とを有する。トランジスタ82のエミッタ端子はまた、電流源84を通してアースに接続される。この回路により、フォトダイオード電流が高い場合に、電流の大部分をアースに流すようにバイアスのレベルを設定することができる。
【0046】
図7の回路では、保護回路60はNPNトランジスタ90を有する。NPNトランジスタ90は、フォトダイオード4の陽極に接続されたコレクタ端子と、アースに接続されたエミッタ端子とを有する。低インピーダンスの基準電圧源92が、トランジスタ90のベース端子とコレクタ端子との間に接続される。このことにより、フォトダイオード4の陽極の電圧を要求されたレベルに設定することができる。その上さらに、回路に要求された温度係数を与えるように基準電圧源92を設計することができる。
【0047】
図8は、本発明によるさらに別の検出回路を示した図である。このデバイスは図1のデバイスと全体的には同様(この図において、同じ参照番号は同じ部品であることを示している)である。この場合には回路は、フォトダイオード4の陽極と増幅器6の入力との間に接続された交流結合コンデンサ70を有している。この交流結合コンデンサは前記で説明されたが、しかし図には示されなかった。
【0048】
さらにそれに加えて、一定電流Ib を流す定電流源72が、正電圧源とフォトダイオード4の陽極との間に接続される。バイアス電流Ib は、フォトダイオード電流には関係なく、過負荷保護ダイオード14の中の電流を増加させる。このことは、入力「1」と入力「0」を比較するならば、過負荷保護ダイオード(差動出力電圧)の中の電流の比が過負荷の場合に小さくなることを意味する。
【0049】
この同じ原理を2重終端回路に用いることができる。例えば、図2の回路において、電流源をフォトダイオード24と並列に接続することができる。またはそれとは異なって、第1電流源を正電圧源とフォトダイオード24の陽極との間に接続することができ、一方、第2電流源をアース電源とフォトダイオード24の陰極との間に接続することができる。
【0050】
検出回路は、これまではバイポーラ・トランジスタで作成されたダイオードを用いるとして説明してきた。BiCMOSまたはCMOSを用いても同様に可能であることが理解されるであろう。
【0051】
したがって、広いダイナミック・レンジを有する検出回路を達成するために、高い入力信号レベルにまで動的に反応して過負荷電流を増幅器からそらして流す回路が説明された。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従う第1検出回路の回路概要図。
【図2】 本発明に従う第2検出回路の回路概要図。
【図3】 本発明に従う第3検出回路の回路概要図。
【図4】 本発明に従う第4検出回路の回路概要図。
【図5】 本発明に従う第5検出回路の回路概要図。
【図6】 本発明に従う第6検出回路の回路概要図。
【図7】 本発明に従う第7検出回路の回路概要図。
【図8】 本発明に従う第8検出回路の回路概要図。
Claims (16)
- 入射する光信号の強度に応じて電流を生ずるフォトダイオードを有し、 前記フォトダイオードと直列に接続され、かつ1つの接続点において前記フォトダイオードに接続された可変インピーダンス回路を有し、該可変インピーダンス回路のインピーダンスはそれを流れる電流に依存し、トランスインピーダンス増幅器とフィードバック回路とを有し、かつ入力と出力のあるトランスインピーダンス増幅器回路を有し、該トランスインピーダンス増幅器回路の前記入力は前記接続点に接続され、かつ前記トランスインピーダンス増幅器回路の前記出力は検出回路の出力を形成し、前記可変インピーダンス回路と前記フォトダイオードとの直列接続体が交流および直流において低いインピーダンスを有する接続体によって1対の電圧供給レールの間に接続され、ここで前記トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスがカット・オフ電流において前記可変インピーダンス回路のインピーダンスに整合し、カットオフ電流以下の電流では前記可変インピーダンス回路のインピーダンスよりも低く、かつ前記トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスが過負荷電流において前記可変インピーダンス回路のインピーダンスに比べて高い、検出回路。
- 請求項1記載の検出回路において、前記トランスインピーダンス増幅器回路のフォードバック回路が抵抗器を有する検出回路。
- 請求項1記載の検出回路において、前記トランスインピーダンス増幅器回路の入力と前記接続点との間に接続されたコンデンサをさらに有する検出回路。
- 請求項1記載の検出回路において、前記可変インピーダンス回路が過負荷保護ダイオードを有する検出回路。
- 請求項4記載の検出回路において、前記過負荷保護ダイオードがベースとコレクタとが共通接続されたバイポーラ・トランジスタを有する検出回路。
- 請求項4記載の検出回路において、前記過負荷保護ダイオードが1つの電圧供給レールに直接に接続される検出回路。
- 入射する光信号の強度に応じて電流を生ずるフォトダイオードを有し、該フォトダイオードは第1接続点と第2接続点との間に接続され、 交流および直流において低いインピーダンスを有する接続体によって前記第1接続点と第1電圧供給レールとの間に接続された第1可変インピーダンス回路と、 交流および直流において低いインピーダンスを有する接続体によって前記第2接続点と第2電圧供給レールとの間に接続された第2可変インピーダンス回路を有し、 各々が入力と出力のある第1トランスインピーダンス増幅器回路および第2トランスインピーダンス増幅器回路を設けた差動トランスインピーダンス増幅器回路を有し、前記第1トランスインピーダンス増幅器回路の入力が第1コンデンサを通して前記第1接続点に接続され、かつ前記第2トランスインピーダンス増幅器回路の入力が第2コンデンサを通して前記第2接続点に接続され、かつ前記第1および第2トランスインピーダンス増幅器回路の出力が差動増幅器に対する入力を形成することによって検出回路の出力を設け、ここで前記トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスがカット・オフ電流において前記可変インピーダンス回路のインピーダンスに整合し、カットオフ電流以下の電流では前記可変インピーダンス回路のインピーダンスよりも低く、かつ前記トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスが過負荷電流において前記可変インピーダンス回路のインピーダンスに比べて高い、検出回路。
- 請求項7記載の検出回路において、前記トランスインピーダンス増幅器回路の各々が抵抗器を備えたフィードバック回路を有する検出回路。
- 請求項7記載の検出回路において、前記可変インピーダンス回路の各々が過負荷保護ダイオードを有する検出回路。
- 請求項9記載の検出回路において、前記過負荷保護ダイオードの各々がそれぞれのベースとコレクタとで共通接続されたバイポーラ・トランジスタを有する検出回路。
- 請求項9記載の検出回路において、前記過負荷保護ダイオードの各々がそれぞれの電圧供給レールに直接に接続された検出回路。
- 入射する光信号の強度に応じて電流を生じ、かつ第1接続点と第2接続点との間に接続されたフォトダイオードを有し、 交流および直流において低いインピーダンスを有する接続体によって前記第1接続点と第1電圧供給レールとの間に接続された第1可変インピーダンス回路を有し、該第1可変インピーダンス回路のインピーダンスはそれを流れる電流に依存し、 交流および直流において低いインピーダンスを有する接続体によって前記第2接続点と第2電圧供給レールとの間に接続された第2可変インピーダンス回路を有し、該第2可変インピーダンス回路のインピーダンスはそれを流れる電流に依存し、 各々が入力と出力のある第1トランスインピーダンス増幅器回路および第2トランスインピーダンス増幅器回路を設けた差動トランスインピーダンス増幅器回路を有し、前記第1トランスインピーダンス増幅器回路の入力が第1コンデンサを通して前記第1接続点に接続され、かつ前記第2トランスインピーダンス増幅器回路の入力が第2コンデンサを通して前記第2接続点に接続され、かつ前記第1および第2トランスインピーダンス増幅器回路の出力が差動増幅器に対する入力を形成することによって検出回路の出力を設け、 前記トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスがカットオフ電流において前記可変インピーダンス回路のインピーダンスに整合し、カットオフ電流以下の電流では前記可変インピーダンス回路のインピーダンスよりも低く、かつ前記トランスインピーダンス増幅器回路の入力インピーダンスが過負荷電流において前記可変インピーダンス回路のインピーダンスに比べて高い、検出回路。
- 請求項12記載の検出回路において、前記トランスインピーダンス増幅器回路の各々が抵抗器を備えたフィードバック回路を有する検出回路。
- 請求項12記載の検出回路において、前記可変インピーダンス回路の各々が過負荷保護ダイオードを有する検出回路。
- 請求項14記載の検出回路において、前記過負荷保護ダイオードの各々がそれぞれのベースとコレクタとで共通接続されたバイポーラ・トランジスタを有する検出回路。
- 請求項14記載の検出回路において、前記過負荷保護ダイオードの各々がそれぞれの電圧供給レールに直接に接続された検出回路。
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| KR100444911B1 (ko) * | 2002-01-29 | 2004-08-21 | 한국과학기술원 | 광수신기용 차동 트랜스임피던스 증폭기 |
| JP3813516B2 (ja) * | 2002-02-27 | 2006-08-23 | 株式会社東芝 | 光検出回路 |
| TWI222755B (en) * | 2004-02-06 | 2004-10-21 | Ind Tech Res Inst | Optical receiving device |
| US7385170B1 (en) * | 2004-08-24 | 2008-06-10 | Semiconductor Components Industries, Llc | Ambient light suppression circuit for photodiode receiver applications |
| US7361882B2 (en) * | 2005-04-14 | 2008-04-22 | Sensors Unlimited, Inc. | Method and apparatus for providing non-linear, passive quenching of avalanche currents in Geiger-mode avalanche photodiodes |
| JP2006303668A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 出力インピーダンス可変回路 |
| DE102005044679A1 (de) * | 2005-09-19 | 2007-03-22 | Vishay Semiconductor Gmbh | Schaltungsanordnung zur Versorgung einer Photodiode mit einer Vorspannung |
| CN100536325C (zh) * | 2006-01-11 | 2009-09-02 | 财团法人工业技术研究院 | 具有负阻抗补偿功能的转阻放大器 |
| JP5320841B2 (ja) * | 2008-06-17 | 2013-10-23 | 住友電気工業株式会社 | 増幅器および光モジュール |
| KR101183986B1 (ko) | 2008-12-19 | 2012-09-19 | 한국전자통신연구원 | 고입력 임피던스를 갖는 리드아웃 회로 |
| US8357889B2 (en) * | 2010-01-21 | 2013-01-22 | Intersil Americas Inc. | Circuits, systems and methods for vertical and horizontal light beam alignment |
| JP5186546B2 (ja) * | 2010-11-12 | 2013-04-17 | アンリツ株式会社 | 光電変換回路 |
| US20130092843A1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-18 | Marcos de Azambuja Turqueti | Miniature Radiation Detector Module Configured as Smart Mobile Device/Phone Ad-On |
| US9515628B2 (en) * | 2012-04-25 | 2016-12-06 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Open-gain trans-impedance amplifier with programmable input impedance |
| US20150180582A1 (en) * | 2012-08-13 | 2015-06-25 | Dacheng Zhou | Trans-impedance amplifiers (tia) thermally isolated from optical modules |
| CN103178748A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-06-26 | 天津大学 | 一种光电转换电路 |
| US9863808B2 (en) * | 2014-01-08 | 2018-01-09 | Asahi Kasei Microdevices Corporation | Output-current detection chip for diode sensors, and diode sensor device |
| EP2896940B1 (en) * | 2014-01-20 | 2019-04-24 | Molecular Devices, LLC | Differential photodiode integrator circuit for absorbance measurements |
| KR101667305B1 (ko) * | 2014-07-30 | 2016-10-19 | 전자부품연구원 | 버스트 모드에서 고속으로 외란 광을 제거할 수 있는 tia |
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| US9754981B2 (en) * | 2015-06-05 | 2017-09-05 | General Electric Company | Solid state photomultiplier having an intermediate region coupled between high and low voltage regions and associated detector |
| EP3324609A4 (en) * | 2015-07-13 | 2018-08-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Radiation detector |
| US9882638B2 (en) * | 2015-07-28 | 2018-01-30 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Optical receiver signal strength indicator (RSSI) circuit having a variable supply voltage filter impedance |
| EP3360249B1 (en) * | 2015-10-05 | 2019-08-14 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (PUBL) | Amplification device incorporating limiting |
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| CN107765075B (zh) * | 2016-08-16 | 2021-08-24 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种电流信号处理装置 |
| JP7029639B2 (ja) * | 2017-07-20 | 2022-03-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ペロブスカイト型化合物を含む光電変換層を備える光センサ及びそれを用いた光検出装置 |
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| KR102219713B1 (ko) * | 2019-04-19 | 2021-02-24 | 한화시스템 주식회사 | 레이저 탐색기 |
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| CN113008748A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-22 | 深圳市汇投智控科技有限公司 | 一种红外检测电路 |
| CN113949449B (zh) * | 2021-09-24 | 2023-11-17 | 昂纳科技(深圳)集团股份有限公司 | 光电二极管检测电路、光模块及其监控系统、监控方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4415803A (en) * | 1980-10-22 | 1983-11-15 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optical receiver with improved dynamic range |
| DE3218439C2 (de) | 1982-05-15 | 1987-02-19 | kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover | Schaltungsanordnung für einen opto/elektrischen Wandler |
| US4623786A (en) * | 1984-11-07 | 1986-11-18 | At&T Bell Laboratories | Transimpedance amplifier with overload protection |
| NL8602408A (nl) * | 1986-09-24 | 1988-04-18 | Philips Nv | Voorversterker voor een optische ontvanger. |
| JP2564133B2 (ja) * | 1987-04-17 | 1996-12-18 | オリンパス光学工業株式会社 | 固体撮像装置 |
| GB2233525B (en) * | 1989-06-09 | 1994-02-16 | Stc Plc | Optical receivers |
| DE3938097A1 (de) | 1989-11-16 | 1991-05-23 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optischer empfaenger |
| GB2247798B (en) * | 1990-09-06 | 1994-10-26 | Stc Plc | Optical receiver |
| US5130667A (en) | 1991-04-11 | 1992-07-14 | Bell Communications Research Inc. | Differential transimpedance amplifier |
| US5442321A (en) | 1993-07-08 | 1995-08-15 | Anadigics, Inc. | Automatic transimpedance control amplifier |
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