JP4613495B2

JP4613495B2 - 前置増幅器

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Publication number: JP4613495B2
Application number: JP2004029841A
Authority: JP
Inventors: 弘原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005223638A

Description

本発明は、前置増幅器に関する。

文献１(特開平１０−２８４９５５号公報)には、光通信用前置増幅器が記載されている。光通信用前置増幅器は、ソース接地段からの出力を時間にわたって平均化して平均電圧を生成する回路を含む。平均電圧は、レベルシフトを行うソースフォロア段の電流源トランジスタの制御端子に加えられる。帰還トランジスタは、このソースフォロア段からの信号に応答して動作する。光通信用前置増幅器は、入力パワーに応じて変換利得を変更される。

文献２(特開平０５−３０４４２２号公報)には、光通信用前置増幅器が記載されている。光通信用前置増幅器はソースフォロア段を含んでおり、このソースフォロア段はソース接地段からの出力を受ける。ソースフォロア段の出力は、入力信号と同相に変化しており、帰還トランジスタは、このソースフォロア段からの信号に応答して動作する。
特開平１０−２８４９５５号公報特開平０５−３０４４２２号公報

文献１に記載された前置増幅器は平均化回路を含むので、この前置増幅器の周波数特性の低域にはカットオフ周波数が現れる。一方、文献２に記載された前置増幅器では、入力信号をビット毎に応答することができる。この光通信用前置増幅器では、ソースフォロア段のゲインは１未満であり、ソースフォロア段の出力振幅は小さい。

文献２の前置増幅器は入力信号をビット毎に応答できるけれども、信号光と共に受信される光ノイズに対する耐性が小さい。このノイズ耐性を向上するために様々な検討を行った結果、トランスインピーダンスの変化を大きくすることによって、前置増幅器のノイズ耐性を向上できることが明らかになった。

本発明は、上記の事項を鑑みて為されたものであり、トランスインピーダンスの変化を大きくできる前置増幅器を提供することを目的にする。

本発明の一側面によれば、前置増幅器は、（ａ）受光素子からの信号を受ける入力、該信号に応答した出力信号を提供する出力、および前記入力と前記出力との間に接続されたトランスインピーダンス部を含むトランスインピーダンスアンプと、（ｂ）前記出力信号を受け、該出力信号と同相の信号を出力する第１の段と、（ｃ）前記出力信号及び前記第１の段から出力される同相の信号を受け、前記出力信号及び前記第１の段から出力される同相の信号とは逆相の信号を提供する第２の段と、を備え、前記トランスインピーダンス部は、前記第２の段から出力される逆相の信号により制御される帰還トランジスタを含む。前記第１及び第２の段は、前記受光素子からの前記信号のクロック成分の周波数ｆ_ＳＩＧに対応する時定数より大きな時定数を示す回路を含まない。
前記第２の段は、第１の入力、第２の入力、出力、第１のトランジスタ、抵抗及び第２のトランジスタを含み、前記第１の入力は前記出力信号を受け、該第１のトランジスタのゲートに接続され、該第２の入力は前記第１の段の出力を受け該第２のトランジスタのゲートに接続され、該第１のトランジスタのソースは前記抵抗を介して該第２のトランジスタのドレイン及び該出力に接続されている。

第１の段は、トランスインピーダンスアンプの出力信号を受け、該出力信号と同相の信号を提供し、第２の段は、トランスインピーダンスアンプの出力信号及び第１の段から出力される同相の信号とは逆相の信号を提供する。帰還トランジスタは、該反転された信号を受けるので、前置増幅器は入力信号に対してビット毎に応答することができる。また、帰還トランジスタのゲートは、第１および第２の段を介して入力信号を受ける。帰還トランジスタが受ける信号の振幅を第１および第２の段を用いて調整できるので、トランスインピーダンス部のトランスインピーダンスは、ノイズ光による信号波形の変化にも応答して変更されることができる。

本発明の前置増幅器では、前記第１の段は、入力、出力、トランジスタ、及び抵抗を含むソースフォロワ回路を有しており、該入力は前記出力信号を受け該トランジスタのゲートに接続され、該トランジスタのソースは該抵抗及び該出力に接続されることができる。

第１の段のソースフォロア回路は、トランスインピーダンスアンプの出力からの信号に応答した同相信号を生成できる。

本発明の前置増幅器では、前記第２の段は、第１の入力、第２の入力、出力、第１のトランジスタ、及び第２のトランジスタを含み、前記第１の入力は前記出力信号を受け、該第１のトランジスタのゲートに接続され、該第２の入力は前記第１の段の出力を受け該第２のトランジスタのゲートに接続され、該第１のトランジスタのソースと該第２のトランジスタのドレイン及び該出力が接続されているようにしてもよい。

電流源は、第１の段からの信号に応答してソースフォロア回路に流れる電流を変化させる。抵抗素子はトランジスタと出力との間に設けられているので、第２の段は、トランスインピーダンスアンプの出力信号と同相でかつ第１の段から出力される同相の信号とは逆相の信号を提供する。

本発明の前置増幅器では、前記トランスインピーダンス部は、前記帰還トランジスタに並列して接続された抵抗素子を更に含むことができる。

この前置増幅器によれば、帰還トランジスタがカットオフするときでも、トランスインピーダンスが非常に高くなることを防止できる。

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。

以上説明したように、本発明によれば、トランスインピーダンスの変化を大きくできる前置増幅器を提供できる。

本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の光受信器および前置増幅器に係わる実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。

図１は、第１の実施の形態に係る光受信器を示す図面である。

前置増幅器１は、トランスインピーダンスアンプ３と、第１の段５と、第２の段７とを有している。トランスインピーダンスアンプ３は、入力３ａ、出力３ｂ、ソース接地段９、およびトランスインピーダンス部１１を含む。入力３ａは、受光素子１３からの入力信号Ｉ_ＩＮを受ける。受光素子１３は、光信号Ｌ_ＩＮに応答した信号を生成する。ソース接地段９は入力３ａに接続されている。出力３ｂは、該入力信号Ｉ_ＩＮに応答した出力信号Ｖ_ＯＵＴを提供する。トランスインピーダンス部１１は、入力３ａと出力３ｂとの間に接続されている。第１の段５は、出力信号Ｖ_ＯＵＴを受け、該出力信号Ｖ_ＯＵＴと同相の信号Ｖ_１を出力しており、好適な実施例では、トランスインピーダンスアンプ３の出力３ａからの信号Ｖ_ＯＵＴを受けるソースフォロア回路１５を含む。第２の段７は、出力信号Ｖ_ＯＵＴ及び第１の段５から出力される同相の信号を受け、出力信号Ｖ_ＯＵＴと同相でかつ第１の段５から出力される同相の信号とは逆相の信号を提供する。また、第２の段７は、トランスインピーダンスアンプ３の出力３ｂからの信号Ｖ_ＯＵＴおよびソースフォロア回路１５の出力１５ａからの信号Ｖ_１に応答して動作しており、トランスインピーダンスアンプ３の出力信号Ｖ_ＯＵＴに対して反転した信号Ｖ_ＣＯＮＴを提供する。トランスインピーダンス部１１は、ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体電界効果トランジスタといった帰還トランジスタ１７を含んでおり、帰還トランジスタ１７は、第２の段７の出力７ｂからの信号Ｖ_ＣＯＮＴを入力３ｃを介して受けるゲートを有する。

ソースフォロア回路１５はトランスインピーダンスアンプ３の出力３ａからの信号Ｖ_ＯＵＴに応じた出力信号Ｖ_１を提供し、第２の段７はトランスインピーダンスアンプ３の出力信号Ｖ_ＯＵＴに対して反転した信号Ｖ_ＣＯＮＴを提供する。帰還トランジスタ１７は、該反転された信号Ｖ_ＣＯＮＴを受けるので、前置増幅器１は入力信号Ｉ_ＩＮに対してビット毎に応答することができる。また、帰還トランジスタ１７のゲート１７ａは、第１の段５および第２の段５を用いて出力信号
Ｖ_ＯＵＴから生成された制御信号Ｖ_ＣＯＮＴを受ける。帰還トランジスタ１７が受ける信号Ｖ_ＣＯＮＴの振幅が第１の段５および第２の段５を用いて調整される。この調整により、トランスインピーダンス部１１のトランスインピーダンスがノイズ光に応答して小さくなるようにできる。

この実施の形態によれば、トランスインピーダンスの変化を大きくできる前置増幅器１を提供できる。

図１に示されるように、前置増幅器１では、トランスインピーダンス部１１は、帰還トランジスタ１７に並列して接続された抵抗素子３７を更に含むことができる。トランスインピーダンス部１１の一端１１ａは、帰還トランジスタ１７のソースおよびドレインの一方１７ｂ並びに抵抗素子３７の一端３７ａに接続されている。トランスインピーダンス部１１の他方１１ｂは、帰還トランジスタ１７のソースおよびドレインの他端１７ｃ並びに抵抗素子３７の他端３７ｂに接続されている。この前置増幅器１によれば、帰還トランジスタ３７がカットオフするときでも、トランスインピーダンスが非常に高くなることを防止できる。

図２（Ａ）は、一実施例である前置増幅器の回路図の一部を示す図面である。ソースフォロア段１５および２５が示されている。

図１および図２（Ａ）を参照すると、前置増幅器１では、第２の段７は、第１の入力７ａ、出力７ｂ、第２の入力７ｃ、ソースフォロア回路２５を含んでおり、ソースフォロア回路２５は、ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体電界効果トランジスタといったトランジスタ１９と、電流源２１と、抵抗器といった抵抗素子２３とを含んでいる。ソースフォロア回路２５では、トランジスタ１９、電流源２１および抵抗素子２３が直列に接続されている。電流源２１は、第１の段５のソースフォロア回路１５からの信号Ｖ_１に応答した電流Ｉ_２を生成する。トランジスタ１９は、第２の段７の第１の入力７ａに接続されたゲート１９ａと、抵抗素子２３の一端２３ａに接続されたソース１９ｂと、電源線２９に接続されたドレイン１９ｃとを有している。抵抗素子２３の他端２３ｂは、電流源２１の一端２１ｂおよび出力７ｂに接続されている。

電流源２１の制御端子２１ａは信号Ｖ_１を受けており、電流源２１は、信号Ｖ_１に応答してソースフォロア回路２５に流れる電流Ｉ_２を変化させる。抵抗素子２３はトランジスタ１９と出力７ｂとの間に設けられているので、第２の段７は、トランスインピーダンスアンプ３の出力信号Ｖ_ＯＵＴに対して反転した出力信号Ｖ_ＣＯＮＴを提供する。

図１および図２（Ａ）を参照すると、前置増幅器１では、第１の段５は、第１の入力５ａと、第１の出力５ｂと、ソースフォロア回路１５とを有しており、ソースフォロア回路１５は、ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体電界効果トランジスタといったトランジスタ３１、抵抗素子３３および抵抗素子３５を含んでいる。ソースフォロア回路１５では、トランジスタ３１、抵抗素子３３および抵抗素子３５が直列に接続されている。第１の入力５ａは、トランスインピーダンスアンプ３の出力３ｂからの信号Ｖ_ＯＵＴを受ける。第１の出力５ｂは、第１の入力５ａに受けた信号Ｖ_ＯＵＴに応答した信号Ｖ_１を提供する。トランジスタ３１は、信号Ｖ_ＯＵＴを受けるゲート３１ａと、電源線２９に接続されたドレイン３１ｂと、抵抗素子３３の一端３３ａに接続されたソース３１ｃとを有する。抵抗素子３３の他端３３ｂは、出力５ｂに接続されている。抵抗素子３５の一端３５ａは、出力５ｂに接続
されている。抵抗素子３５の他端３５ｂは、接地といった別の電源線に接続されている。本実施例の第１の段５では、ソースフォロア回路１５の出力は、直列に接続された抵抗素子３３および抵抗素子３５から成る分圧回路の分圧出力に接続されている。

ソースフォロア回路１５は、トランスインピーダンスアンプ３の出力３ｂからの信号Ｖ_ＯＵＴに応答した同相信号Ｖ_１を生成できる。

図１に示されるように、前置増幅器１は、トランスインピーダンスアンプ３の出力に接続された増幅回路４３と、増幅回路４３に基準信号Ｖ_ＲＥＦを提供するリファレンス回路４５とをさらに含むことができる。増幅回路４３は、信号入力４３ａ、参照入力４３ｂ、正相出力４３ｃおよび逆相出力４３ｄを有しており、基準信号Ｖ_ＲＥＦを用いて信号Ｖ_ＯＵＴを処理して正相信号Ｖ_０および相補信号Ｖ_Ｃを出力する。また、光受信器４１は、前置増幅器１と、フォトダイオードといった受光素子１３とを含む。

図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、トランスインピーダンスアンプのソース接地段の実施例を示す図面である。ソース接地段９ａおよび９ｂは、入力信号を受けるトランジスタ１０を含んでおり、トランジスタ１０のゲート１０ａは、入力ＩＮにおいて受光素子に電気的に接続されている。トランジスタ１０は、負荷素子１２を介して電源線１８に接続されている。トランジスタ１０のドレイン１０ｂは負荷素子１２の一端に接続されており、負荷素子１２の他端は電源線１８に接続されている。ソース接地段９ａでは、負荷素子１２は抵抗器１２ａを含む。また、ソース接地段９ｂでは、負荷素子１２はトランジスタ１２ｂを含んでおり、トランジスタ１２ｂのソースとゲートは互いに接続されている。負荷素子１２の一端は出力ＯＵＴに接続されている。ソース接地段９ａおよび９ｂでは、例えば、負荷素子１２とトランジスタ１０との間にトランジスタ１４を設けることができ、トランジスタ１４のドレイン１４ｂは出力ＯＵＴおよび負荷素子１２の一端に接続されている。トランジスタ１４のソース１４ｃはトランジスタ１０のドレイン１０ｂに接続されている。トランジスタ１４のゲート１４ａはバイアス回路１６からバイアス電圧を受ける。トランジスタ１０のソース１０ｃは、ソース抵抗回路２０を介して接地線２２に接続されている。ソース接地段９ａおよび９ｂは、入力ＩＮに受けた信号を増幅しており、また該増幅された信号を出力ＯＵＴに提供している。

図１に示されるように、前置増幅器１では、トランスインピーダンスアンプ３内の電流電圧変換回路４７は、受光素子１３からの光電流を電圧に変換する。電流電圧変換回路４７の入力および出力には、トランスインピーダンス部１１が接続されている。トランスインピーダンスアンプ３の出力信号Ｖ_ＯＵＴは、第１の段５のソースフォロア段１５に入力され、ソースフォロア段１５の出力信号Ｖ_１は、第２の段７に入力される。第２の段７の出力信号Ｖ_ＣＯＮＴは、帰還トランジスタ１７のゲート１７ａに提供される。

一実施例では、トランスインピーダンスアンプ３の出力信号Ｖ_ＯＵＴはソースフォロア段１５に入力されるので、ソースフォロア段１５の出力信号Ｖ_１の振幅は、トランスインピーダンスアンプ３の出力信号Ｖ_ＯＵＴの振幅より小さく、例えば、比（Ｖ_１／Ｖ_ＯＵＴ）は０．１程度である。出力信号Ｖ_１は、電流源のためのトランジスタ３９のゲートに提供される。受光素子１３への光入力のパワーが大きくなると、トランスインピーダンスアンプ３の出力信号Ｖ_ＯＵＴのレベルは下がり、これに応答してソースフォロア段１５の出力信号Ｖ_１のレベルも下がる。例えば、出力信号Ｖ _ＯＵＴのレベルが１ボルト下がるとき、出力信号Ｖ _１のレベルは０．１ボルトだけ下がる。故に、第２の段７の流れる電流の変化量Ｉ_ＤＩＦＦは、下記の式
Ｋ×（（ＶＧＳ_３９−ＶＴＨ_３９）^２−（ＶＧＳ_３９−０．１−ＶＴＨ_３９）^２）
で表される（シンボルＶＧＳ_３９はトランジスタ３９のソース−ゲート電圧であり、シンボルＶＴＨ_３９はトランジスタ３９の閾値である）。第２の段７の出力信号Ｖ_ＣＯＮＴのレベルの変化Ｖ_ＤＩＦＦは、Ｉ_ＤＩＦＦ×Ｒ_２３である（シンボルＲ_２３は抵抗素子２３の等価抵抗値である）。この値Ｖ_ＤＩＦＦに応じて、出力信号Ｖ_ＣＯＮＴのレベルは上昇する。つまり、受光素子１３が受ける光パワーが大きくなると、前置増幅器１は次のように動作する。
（１）トランスインピーダンスアンプ３の出力における信号のレベルは下がる。
（２）電流源２１の入力レベルは下がる。
（３）第２の段７の出力信号のレベルは上がる。
（４）トランスインピーダンスＺ_Ｔは小さくなる。
この動作によれば、トランスインピーダンス部１１を流れる分留電流が大きくなる。

前置増幅器１では、第１の段５および第２の段７は、前置増幅器１への入力信号のクロック成分の周波数ｆ_ＳＩＧに対応する時定数より大きな時定数を示す回路を含まないので、第１および第２の段５、７は、ビット毎に応答できる。また、第１の段５および第２の段７は、前置増幅器１への入力信号のバースト成分の周波数ｆ_ＢＳＴに対応する時定数より大きな時定数を示す回路を含まないので、前置増幅器１はバースト信号を処理することができる（ｆ_ＳＩＧ＞ｆ_ＢＳＴ）。

図３（Ａ）は前置増幅器を示しており、前置増幅器５１は、トランスインピーダンスアンプ５３およびソースフォロア段５５を有している。この前置増幅器５１では、トランスインピーダンスアンプ５３の出力信号は、単一のソースフォロア段５５を介してトランスインピーダンス部に帰還される。トランスインピーダンス部への帰還信号のレベルの変化量は、トランスインピーダンスアンプ５３およびソースフォロア段５５によって決定される。

一方、前置増幅器１では、トランスインピーダンス部１１への帰還信号のレベルの変化量は、第１の段５および第２の段７によって決定される。故に、前置増幅器１によれば、帰還信号のレベルの変化量を大きくできる。例えば、第１の段５および第２の段７を用いて、帰還信号の振幅を前置増幅器１の出力信号Ｖ_ＯＵＴの振幅と同程度まで大きくできる。

また、前置増幅器１によれば、光ノイズに対する耐性を高めることができる。次いで、ノイズを含む光信号を受けた光受信器の動作を説明する。図４（Ａ）は光電流の波形を示す図面である。図４（Ｂ）は、第２の段の出力信号（トランスインピーダンス部への入力信号）の波形を示す図面である。図４（Ｃ）はトランスインピーダンスアンプの出力信号の波形を示す図面である。図４（Ｄ）は、第１の段の出力信号の波形を示す図面である。

図４（Ａ）に示されるように、受光素子が生成する光電流Ｉ_ＩＮは、ハイレベルＩ_ＨＩＧＨおよびロウレベルＩ_ＬＯＷ（消光レベル）を有している。この光電流Ｉ_ＩＮの信号はノイズ成分Ｎ１を含んであり、ノイズ成分Ｎ１の大きさはＩ_ＮＩである。図４（Ｄ）に示されるように、第１の段（ソースフォロア段）５の出力信号にはノイズ成分Ｎ２が現れる。第２の段７は、このノイズ成分Ｎ２を含む出力信号を処理して、ノイズ成分Ｎ３を含む出力信号を生成する。第１の段５および第２の段７によって調整された制御信号Ｖ_ＣＯＮＴが、トランスインピーダンス部１１に帰還される。前置増幅器１は、トランスインピーダンスの変化を大きくできる。ノイズ成分Ｎ３の振幅Ｖ_Ｎ３が帰還トランジスタの閾値ＶＴＨより大きいとき、トランスインピーダンスが小さくなる。図４（Ｃ）は、トランスインピーダンスアンプ３の出力に現れる信号を示しており、出力信号Ｖ_ＯＵＴに含まれるノイズ成分Ｎ４の振幅Ｖ_Ｎ４が小さくなる。

図３（Ｂ）は、光電流の波形を示す図面である。図３（Ｃ）はトランスインピーダンスアンプの出力信号の波形を示す図面である。図３（Ｄ）は、トランスインピーダンスの変化を示す図面である。図３（Ｅ）は、ソースフォロア段の出力信号（トランスインピーダンス部への入力信号）の波形を示す図面である。

図３（Ａ）に示される前置増幅器は、図４（Ａ）に示される前置増幅器が受ける信号と同じ光電流Ｉ_ＩＮを受ける。この光電流Ｉ_ＩＮの信号は、ノイズ成分Ｎ１を含む。

図３（Ｅ）に示されるように、ソースフォロア段５５の出力信号にはノイズ成分Ｎ５が現れる。ソースフォロア段５５からの制御信号Ｖ_ＣＯＮＴが、トランスインピーダンス部に帰還される。しかしながら、ノイズ成分Ｎ５の振幅Ｖ_Ｎ５がトランジスタの閾値ＶＴＨより大きくないので、図３（Ｄ）に示されるようにトランスインピーダンスの変化は無い。故に、前置増幅器のトランスインピーダンスは最大値ＺＴ_ＭＡＸを示す。図３（Ｃ）は、トランスインピーダンスアンプ３の出力に現れる信号を示しており、出力信号Ｖ_ＯＵＴは、振幅Ｖ_Ｎ６を有するノイズ成分Ｎ６を含む。このノイズ成分の大きさＶ_Ｎ６は、ＺＴ_ＭＡＸ×Ｉ_ＮＩである。

本実施の形態に係る前置増幅器によれば、トランスインピーダンスの変化を大きくできるので、ノイズ成分の振幅Ｖ_Ｎ６は、ノイズ成分Ｎ４の振幅Ｖ_Ｎ４より大きい。

以上説明したように、前置増幅器は、光受信器に用いられる。また、前置増幅器におけるトランスインピーダンスを制御するための帰還回路を備え、この帰還回路は、光受信用可変トランスインピーダンスアンプからの主信号と同相であって光信号のビットに応答する第１の電気信号を生成する第１の段と、該電気信号に応答する電流とこの電流源からの電流を受ける抵抗素子を用いて第２の電気信号を生成する第２の段とを含んでいる。トランスインピーダンスアンプのトランスインピーダンス部は、第２の段の電流源と抵抗素子との間のノードに接続されている。

前置増幅器では、帰還回路の第２の段内の電流源が該主信号に応答してダイナミックに動作するので、第２の段のゲインが該主信号と同相に変化する。

この前置増幅器は、主信号を平均化するための大きな時定数を有する回路を含まないので、直流レベルの信号（周波数ゼロＨｚ）から動作することができ、広い周波数帯域を有する。

したがって、光受信器では、信号光に含まれるノイズ、特に光信号の消光レベルにおいて生じたノイズ（反射戻り光、バーストノイズ）に対する耐性が高められる。

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。例えば、抵抗素子は、トランジスタによって実現されることができる。また、第１段は、複数のソースフォロア段を含むことができる。さらに、第２の段の電流源は、本実施例に示された回路に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

図１は、第１の実施の形態に係る光受信器を示す図面である。図２（Ａ）は、一実施例である前置増幅器の回路図の一部を示す図面である。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、トランスインピーダンスアンプのソース接地段の実施例を示す図面である。図３（Ａ）は前置増幅器を示す回路図である。図３（Ｂ）は、光電流の波形を示す図面である。図３（Ｃ）はトランスインピーダンスアンプの出力信号の波形を示す図面である。図３（Ｄ）は、トランスインピーダンスの変化を示す図面である。図３（Ｅ）は、ソースフォロア段の出力信号（トランスインピーダンス部への入力信号）の波形を示す図面である。図４（Ａ）は光電流の波形を示す図面である。図４（Ｂ）は、第２の段の出力信号（トランスインピーダンス部への入力信号）の波形を示す図面である。図４（Ｃ）はトランスインピーダンスアンプの出力信号の波形を示す図面である。図４（Ｄ）は、第１の段の出力信号の波形を示す図面である。

符号の説明

１…前置増幅器、３…トランスインピーダンスアンプ、３ａ…入力、３ｂ…出力、５…第１の段、７…第２の段、９、９ａ、９ｂ…ソース接地段、１０…トランジスタ、１１…トランスインピーダンス部、１２…負荷素子、１３…受光素子、１４…トランジスタ、１５…ソースフォロア回路、１７…帰還トランジスタ、１９…トランジスタ、２１…電流源、２２…接地線、２３…抵抗素子、２５…ソースフォロア回路、２９…電源線、３１…トランジスタ、３１…抵抗素子、３５…抵抗素子、３７…抵抗素子、４３…増幅回路、４５…リファレンス回路、４７…電流電圧変換回路

Claims

受光素子からの信号を受ける入力、該信号に応答した出力信号を提供する出力、および前記入力と前記出力との間に接続されたトランスインピーダンス部を含むトランスインピーダンスアンプと、
前記出力信号を受け、該出力信号と同相の信号を出力する第１の段と、
前記出力信号及び前記第１の段から出力される同相の信号を受け、前記出力信号及び前記第１の段から出力される同相の信号とは逆相の信号を提供する第２の段と、
を備え、
前記トランスインピーダンス部は、前記第２の段から出力される逆相の信号により制御される帰還トランジスタを含み、
前記第１及び第２の段は、前記受光素子からの前記信号のクロック成分の周波数ｆ_ＳＩＧに対応する時定数より大きな時定数を示す回路を含まず、
前記第２の段は、第１の入力、第２の入力、出力、第１のトランジスタ、抵抗及び第２のトランジスタを含み、
前記第１の入力は前記出力信号を受け、該第１のトランジスタのゲートに接続され、
該第２の入力は前記第１の段の出力を受け該第２のトランジスタのゲートに接続され、該第１のトランジスタのソースは前記抵抗を介して該第２のトランジスタのドレイン及び該出力に接続されている、ことを特徴とする前置増幅器。
前記第１の段は、入力、出力、トランジスタ、及び別の抵抗を含むソースフォロワ回路を有しており、該入力は前記出力信号を受け該トランジスタのゲートに接続され、該トランジスタのソースは該別の抵抗及び該出力に接続されている、請求項１に記載の前置増幅器。
前記トランスインピーダンス部は、前記帰還トランジスタに並列に接続された抵抗を更に含む、請求項１又は請求項２に記載の前置増幅器。