JP5045370B2 - Semiconductor circuit device - Google Patents

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Description

本発明は、電流信号を電圧信号に変換する変換回路を含む半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a conversion circuit that converts a current signal into a voltage signal.

電流信号を電圧信号に変換する増幅回路は、例えば光−電気のインターフェイスに用いられている。この増幅回路を構成するデバイスには、化合物デバイス又はバイポーラデバイスが用いられてきた。化合物デバイス又はバイポーラデバイスは低雑音性及び高速性において、CMOSデバイスよりも有利だからである。しかし、その後のCMOSデバイスの高速性能の向上によって、CMOSデバイスによっても、増幅回路を構成できる可能性が出てきた。   An amplifier circuit that converts a current signal into a voltage signal is used, for example, in an opto-electric interface. A compound device or a bipolar device has been used as a device constituting the amplifier circuit. This is because compound devices or bipolar devices are advantageous over CMOS devices in terms of low noise and high speed. However, the subsequent improvement in the high-speed performance of the CMOS device has made it possible to configure an amplifier circuit also with the CMOS device.

CMOSデバイスによって、増幅回路を構成する利点は、光−電気のインターフェイス以外の回路を構成するCMOSデバイスとともに、光−電気のインターフェイスを構成するCMOSデバイスを1チップの半導体チップに搭載できる点にある。その結果、光−電気のインターフェイス及びその関連回路を搭載した半導体チップの総面積を削減できる。また、半導体チップを製造するプロセスを一つにできることから、大幅に製造コストが減少する。さらに、半導体チップの消費電力が削減される。   An advantage of configuring an amplifier circuit with a CMOS device is that a CMOS device that constitutes an opto-electric interface can be mounted on a single chip semiconductor chip together with a CMOS device that constitutes a circuit other than the opto-electric interface. As a result, the total area of the semiconductor chip on which the opto-electric interface and related circuits are mounted can be reduced. Further, since the process for manufacturing the semiconductor chip can be integrated into one, the manufacturing cost is greatly reduced. Furthermore, the power consumption of the semiconductor chip is reduced.

電流信号を電圧信号に変換する増幅回路では、大電流を伴う入力信号が入力された場合、増幅回路の出力信号の振幅が飽和することを回避することが求められる。すなわち、微小な電流を伴う入力信号も正しく受信できるような高感度な増幅回路においては、大電流を伴う入力信号を受信すると、出力信号の振幅が飽和してしまい、その増幅回路が誤動作をする。一方、大電流を伴う入力信号を受信できるように増幅回路を設計すると、素子の雑音を小さくすることができず、増幅回路は微小な電流を伴う入力信号を受信できない。   An amplifier circuit that converts a current signal into a voltage signal is required to avoid saturation of the amplitude of the output signal of the amplifier circuit when an input signal with a large current is input. That is, in a high-sensitivity amplifier circuit that can correctly receive an input signal with a minute current, when an input signal with a large current is received, the amplitude of the output signal is saturated, and the amplifier circuit malfunctions. . On the other hand, when an amplifier circuit is designed so that an input signal with a large current can be received, the noise of the element cannot be reduced, and the amplifier circuit cannot receive an input signal with a minute current.

例えば、光−電気のインターフェイスに用いられ、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードからの信号電流の一部について、増幅回路をバイパスするようにして、大電流を伴う入力信号が入力された場合、増幅回路の出力信号の振幅が飽和することを回避する提案がなされている(例えば、特許文献1)。   For example, when an input signal with a large current is input so as to bypass the amplifier circuit for a part of the signal current from a photodiode that is used in an opto-electric interface and converts an optical signal into an electrical signal A proposal has been made to avoid saturation of the amplitude of the output signal of the amplifier circuit (for example, Patent Document 1).

しかし、特許文献1に提案されている増幅回路においても、素子そのものの雑音を小さくすることはできず、増幅回路は微小な電流を伴う入力信号を受信できない。すなわち、受けることが可能な入力信号が伴う信号電流の大きさの上限を広げることはできるが、下限を引き下げることは困難である。そうすると、上記の増幅回路においては、望ましい入力信号が伴う信号電流の範囲で、信頼性のある出力信号を出力できない。
特開平11−340745号公報
However, even in the amplifier circuit proposed in Patent Document 1, the noise of the element itself cannot be reduced, and the amplifier circuit cannot receive an input signal with a minute current. That is, the upper limit of the magnitude of the signal current accompanying the input signal that can be received can be increased, but it is difficult to lower the lower limit. Then, in the above amplifier circuit, it is impossible to output a reliable output signal within a range of a signal current accompanied by a desired input signal.
JP 11-340745 A

本発明は、入力信号の信号振幅の広い範囲で、信頼性のある出力信号を出力できる増幅回路を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an amplifier circuit that can output a reliable output signal in a wide range of signal amplitude of an input signal.

上記の課題を解決するため、本発明により提供される、半導体回路装置は、第1電流経路を有し、前記第1電流経路に流れ込む電流により、入力信号を検出する第1電流電圧変換回路と、第2電流経路を有し、前記第2電流経路に流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第2電流電圧変換回路と、前記入力信号の電流値が第1電流値より小さいときは、前記第1電流電圧変換回路により前記入力信号を検出し、前記入力信号の電流値が前記第1電流値より大きいときは、前記第2電流電圧変換回路により前記入力信号を検出するように、前記第1電流電圧変換回路及び前記第2電流電圧変換回路の動作を制御する制御回路と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a semiconductor circuit device provided by the present invention includes a first current-voltage conversion circuit that has a first current path and detects an input signal by a current flowing into the first current path. A second current-voltage conversion circuit that has a second current path and detects the input signal by a current flowing into the second current path; and when the current value of the input signal is smaller than the first current value, The input signal is detected by a first current-voltage conversion circuit, and when the current value of the input signal is larger than the first current value, the input signal is detected by the second current-voltage conversion circuit. And a control circuit for controlling operations of the first current-voltage conversion circuit and the second current-voltage conversion circuit.

上記の半導体回路装置が、信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲の下限は、第1電流電圧変換回路が、信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲の下限となる。一方、その上限は第2電流電圧回路が、信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲の上限となる。その結果、上記の半導体回路装置は、広い、信頼性のある出力信号を出力できる入力信号の電流範囲を有することになる。   The lower limit of the current range of the input signal that the semiconductor circuit device can output a reliable output signal is the lower limit of the current range of the input signal that the first current-voltage conversion circuit can output the reliable output signal. Lower limit. On the other hand, the upper limit is the upper limit of the current range of the input signal that allows the second current / voltage circuit to output a reliable output signal. As a result, the semiconductor circuit device has a current range of input signals that can output a wide and reliable output signal.

以下、本発明の実施例1、実施例2、実施例3、実施例4、実施例5、実施例6、及び、実施例7について説明する。なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the fourth embodiment, the fifth embodiment, the sixth embodiment, and the seventh embodiment of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to said Example.

実施例1は、CMOS回路からなり、入力感度に対応する、入力信号の電流範囲が異なる第1及び第2のTIA(trance impedance amplifier)回路を組み合わせて構成されたTIA回路に関する。そして、入力信号の電流に応じて、第1及び第2のTIA回路の選択が行われる。但し本発明がMOSトランジスタで形成された増幅回路に限られるものではなく、化合物デバイス又はバイポーラデバイスにも適用しうるものである。   The first embodiment relates to a TIA circuit composed of a CMOS circuit and configured by combining first and second TIA (trance impedance amplifier) circuits corresponding to input sensitivity and having different current ranges of input signals. Then, the first and second TIA circuits are selected according to the current of the input signal. However, the present invention is not limited to an amplifier circuit formed of MOS transistors, but can be applied to a compound device or a bipolar device.

なお、TIA回路は電流を電圧にする変換回路でもある。   The TIA circuit is also a conversion circuit that converts current into voltage.

図1に、実施例1のTIA回路100を示す。実施例1のTIA回路100は、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、切り替え回路50、容量56、TIA回路60、TIA回路70、出力端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92(例えば、グランド電源)から構成されている。そして、TIA回路100は受光素子部80からの入力信号を増幅し、出力端子90へ信号を出力する。   FIG. 1 shows a TIA circuit 100 according to the first embodiment. The TIA circuit 100 according to the first embodiment includes a bias circuit 10, a bias circuit 20, a bias circuit 30, a bias circuit 40, a switching circuit 50, a capacitor 56, a TIA circuit 60, a TIA circuit 70, an output terminal 90, a high potential power supply 91, and A low potential power source 92 (for example, a ground power source) is used. The TIA circuit 100 amplifies the input signal from the light receiving element unit 80 and outputs the signal to the output terminal 90.

バイアス回路10、20は、後に説明するN型MOSトランジスタ63、73のゲート端子に対するバイアス電圧を供給する回路である。なお、後に、図2A及び図2Bを用いてバイアス回路10、20について詳細に説明する。   The bias circuits 10 and 20 are circuits for supplying a bias voltage to gate terminals of N-type MOS transistors 63 and 73 described later. The bias circuits 10 and 20 will be described in detail later with reference to FIGS. 2A and 2B.

バイアス回路30、40は、後に説明するN型MOSトランジスタ64、74のゲート端子に対するバイアス電圧を供給する回路である。なお、後に、図2C及び図2Dを用いてバイアス回路30、40について詳細に説明する。   The bias circuits 30 and 40 are circuits for supplying a bias voltage to gate terminals of N-type MOS transistors 64 and 74 described later. The bias circuits 30 and 40 will be described in detail later with reference to FIGS. 2C and 2D.

切り替え回路50は差動増幅器51及び反転増幅器52により構成されている。差動増幅器51の一方の入力端子は、フォトダイオード81及び抵抗82が接続する中間ノードに接続されている。差動増幅器51の他方の入力端子は、抵抗82、容量84、及び、インダクタンス83が接続する中間ノードに接続されている。そして、差動増幅器51は抵抗82の両端の電圧差が所定より大きいときに論理"L"の信号53を出力する。また、差動増幅器51は抵抗82の両端の電圧差が所定より小さいときに論理"H"の信号53を出力する。反転増幅器52は、信号54を入力端子に受け、その論理を反転させた信号53を出力する。従って、切り替え回路50は、論理"L"の信号54をP型トランジスタ71のゲート端子へ出力しているときには、論理"H"の信号53をP型トランジスタ61のゲート端子へ出力する。また、切り替え回路50は、論理"H"の信号54をP型トランジスタ71のゲート端子へ出力しているときには、論理"L"の信号53をP型トランジスタ61のゲート端子へ出力する。そうすると、P型トランジスタ71がオンするときは、P型トランジスタ61はオフする。また、P型トランジスタ71がオフするときは、P型トランジスタ61はオンする。   The switching circuit 50 includes a differential amplifier 51 and an inverting amplifier 52. One input terminal of the differential amplifier 51 is connected to an intermediate node to which the photodiode 81 and the resistor 82 are connected. The other input terminal of the differential amplifier 51 is connected to an intermediate node to which the resistor 82, the capacitor 84, and the inductance 83 are connected. The differential amplifier 51 outputs a logic “L” signal 53 when the voltage difference across the resistor 82 is greater than a predetermined value. The differential amplifier 51 outputs a logic “H” signal 53 when the voltage difference across the resistor 82 is smaller than a predetermined value. The inverting amplifier 52 receives the signal 54 at the input terminal and outputs a signal 53 in which the logic is inverted. Therefore, the switching circuit 50 outputs a logic “H” signal 53 to the gate terminal of the P-type transistor 61 when outputting a logic “L” signal 54 to the gate terminal of the P-type transistor 71. The switching circuit 50 outputs a logic “L” signal 53 to the gate terminal of the P-type transistor 61 when the logic “H” signal 54 is output to the gate terminal of the P-type transistor 71. Then, when the P-type transistor 71 is turned on, the P-type transistor 61 is turned off. Further, when the P-type transistor 71 is turned off, the P-type transistor 61 is turned on.

TIA回路60は、P型MOSトランジスタ61、抵抗62、N型MOSトランジスタ63、及び、N型MOSトランジスタ64から構成されている。P型MOSトランジスタ61のソースは高電位電源91に接続し、ドレインは抵抗62の一方の端と接続している。抵抗62の他方の端は、端子90及びN型MOSトランジスタ63のドレインと接続している。N型MOSトランジスタ63のソースはN型MOSトランジスタ64のドレイン及び中間ノード55に接続している。N型MOSトランジスタ64のソースは低電位電源92に接続している。そこで、中間ノード55を介して、N型MOSトランジスタ63とN型MOSトランジスタ64とが接続する中間ノードに、受光素子部80からの入力信号に伴う電流が注入されると、抵抗62を流れる電流が増減するため、抵抗62とN型MOSトランジスタ63とが接続する中間ノードに表れる電圧が上下する。N型MOSトランジスタ64を流れる電流はバイアス回路30により、一定となるように制御されているため、抵抗62を流れる電流と受光素子部80からの電流との和が一定となるように制御されるからである。なお、上記のようにN型MOSトランジスタ64に流れる電流が一定となるのは、N型MOSトランジスタ64の電流駆動能力が一定となるように、バイアス回路30が、N型MOSトランジスタ64のゲートに印加する電圧を、後述するように制御するからである。   The TIA circuit 60 includes a P-type MOS transistor 61, a resistor 62, an N-type MOS transistor 63, and an N-type MOS transistor 64. The source of the P-type MOS transistor 61 is connected to the high potential power supply 91, and the drain is connected to one end of the resistor 62. The other end of the resistor 62 is connected to the terminal 90 and the drain of the N-type MOS transistor 63. The source of the N-type MOS transistor 63 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 64 and the intermediate node 55. The source of the N-type MOS transistor 64 is connected to the low potential power source 92. Therefore, when a current accompanying an input signal from the light receiving element section 80 is injected into the intermediate node where the N-type MOS transistor 63 and the N-type MOS transistor 64 are connected via the intermediate node 55, the current flowing through the resistor 62 Therefore, the voltage appearing at the intermediate node where the resistor 62 and the N-type MOS transistor 63 are connected rises and falls. Since the current flowing through the N-type MOS transistor 64 is controlled to be constant by the bias circuit 30, the sum of the current flowing through the resistor 62 and the current from the light receiving element unit 80 is controlled to be constant. Because. As described above, the current flowing through the N-type MOS transistor 64 is constant because the bias circuit 30 is connected to the gate of the N-type MOS transistor 64 so that the current driving capability of the N-type MOS transistor 64 is constant. This is because the voltage to be applied is controlled as described later.

なお、上記の抵抗62とN型MOSトランジスタ63とが接続する中間ノードは端子90に接続している。すなわち、後述するTIA回路70の抵抗72とN型MOSトランジスタ73とが接続する中間ノードと、上記の中間ノードは、端子90に対してワイヤードオアされている。   The intermediate node connecting the resistor 62 and the N-type MOS transistor 63 is connected to the terminal 90. That is, an intermediate node where a resistor 72 of the TIA circuit 70 described later and an N-type MOS transistor 73 are connected and the above intermediate node are wired-ORed to the terminal 90.

TIA回路70は、P型MOSトランジスタ71、抵抗72、N型MOSトランジスタ73、及び、N型MOSトランジスタ74から構成されている。P型MOSトランジスタ71のソースは高電位電源91に接続し、ドレインは抵抗72の一方の端と接続している。抵抗72の他方の端は、端子90及びN型MOSトランジスタ73のドレインと接続している。N型MOSトランジスタ73のソースはN型MOSトランジスタ74のドレイン及び中間ノード55に接続している。N型MOSトランジスタ74のソースは低電位電源92に接続している。そして、TIA回路60と同様な理由により、抵抗72とN型MOSトランジスタ73とが接続する中間ノードに表れる電圧は上下する。   The TIA circuit 70 includes a P-type MOS transistor 71, a resistor 72, an N-type MOS transistor 73, and an N-type MOS transistor 74. The source of the P-type MOS transistor 71 is connected to the high potential power supply 91, and the drain is connected to one end of the resistor 72. The other end of the resistor 72 is connected to the terminal 90 and the drain of the N-type MOS transistor 73. The source of the N-type MOS transistor 73 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 74 and the intermediate node 55. The source of the N-type MOS transistor 74 is connected to the low potential power source 92. For the same reason as the TIA circuit 60, the voltage appearing at the intermediate node where the resistor 72 and the N-type MOS transistor 73 are connected rises and falls.

なお、N型MOSトランジスタ74のソースとドレイン間を流れる電流が、N型MOSトランジスタ64のソースとドレイン間を流れる電流の2倍程度となるように、N型MOSトランジスタ74のオン抵抗(電流駆動能力)が設定されている。バイアス回路40が、N型MOSトランジスタ74のゲートに印加する電圧を、後述するように制御するからである。なお、TIA回路60における、P型MOSトランジスタ61、抵抗62、N型MOSトランジスタ63、及び、TIA回路70における、P型MOSトランジスタ71、抵抗72、N型MOSトランジスタ73、の抵抗値又はオン抵抗は、上記の関係を維持するように設定されている。   The on-resistance (current driving) of the N-type MOS transistor 74 is set so that the current flowing between the source and drain of the N-type MOS transistor 74 is about twice the current flowing between the source and drain of the N-type MOS transistor 64. Ability) is set. This is because the bias circuit 40 controls the voltage applied to the gate of the N-type MOS transistor 74 as described later. Note that the resistance value or on-resistance of the P-type MOS transistor 61, the resistor 62, the N-type MOS transistor 63 in the TIA circuit 60, and the P-type MOS transistor 71, the resistor 72, and the N-type MOS transistor 73 in the TIA circuit 70. Is set to maintain the above relationship.

ここで、例えば、N型MOSトランジスタ64のソースとドレイン間を流れる電流は1.6mA、N型MOSトランジスタ74のソースとドレイン間を流れる電流は3.2mA程度とするのが望ましい。   Here, for example, it is desirable that the current flowing between the source and the drain of the N-type MOS transistor 64 is 1.6 mA, and the current flowing between the source and the drain of the N-type MOS transistor 74 is about 3.2 mA.

中間ノード55は、さらに、容量56の一方の端及びインダクタンス83の一方の端に接続している。容量56の他方の端は低電位電源92と接続している。   The intermediate node 55 is further connected to one end of the capacitor 56 and one end of the inductance 83. The other end of the capacitor 56 is connected to a low potential power source 92.

受光素子部80はフォトダイオード81、抵抗82、容量84、及び、インダクタンス83から構成されている。   The light receiving element unit 80 includes a photodiode 81, a resistor 82, a capacitor 84, and an inductance 83.

フォトダイオード81の一方の端は高電位電源91と接続し、他方の端は抵抗82の一方の端と接続している。抵抗82の他方の端はインダクタンス83の一方の端及び容量84の一方の端に接続されている。容量84の他方の端は低電位電源92に接続している。   One end of the photodiode 81 is connected to the high potential power supply 91, and the other end is connected to one end of the resistor 82. The other end of the resistor 82 is connected to one end of the inductance 83 and one end of the capacitor 84. The other end of the capacitor 84 is connected to the low potential power source 92.

インダクタンス83の他方の端は、中間ノード55及び容量56の一方の端に接続している。容量56の他方の端は低電位電源92に接続している。なお、インダクタンス83は、受光素子部80とTIA回路60、70を接続する配線又はリードフレームのインダクタンスを等価的に表したものである。容量56は、受光素子部80とTIA回路60、70を接続する配線又はリードフレームの容量を等価的に表したものである。   The other end of the inductance 83 is connected to one end of the intermediate node 55 and the capacitor 56. The other end of the capacitor 56 is connected to a low potential power source 92. The inductance 83 equivalently represents the inductance of the wiring or lead frame connecting the light receiving element portion 80 and the TIA circuits 60 and 70. The capacitor 56 equivalently represents the capacitance of the wiring or lead frame connecting the light receiving element unit 80 and the TIA circuits 60 and 70.

受光素子部80において、フォトダイオード81に光があたると、抵抗82及びインダクタンス83を介して中間ノード55に、高電位電源91から電流が流れ込む。   In the light receiving element portion 80, when light strikes the photodiode 81, current flows from the high potential power supply 91 to the intermediate node 55 through the resistor 82 and the inductance 83.

その結果、切り替え回路50は、上記の電流が所定値より小さいときには、TIA回路60を選択し、上記の電流が所定値より大きいときには、TIA回路70を選択する。選択された、TIA回路60またはTIA回路70は上記の電流値に応じた電圧を端子90に出力する。   As a result, the switching circuit 50 selects the TIA circuit 60 when the current is smaller than the predetermined value, and selects the TIA circuit 70 when the current is larger than the predetermined value. The selected TIA circuit 60 or TIA circuit 70 outputs a voltage corresponding to the current value to the terminal 90.

図2によって、バイアス回路10、20、30、40の例を示す。図2A及び図2Bにより、バイアス回路10又は20を示す。バイアス回路10又は20は、一定のバイアス電圧を発生する回路である。そして、図2Aに示す一定のバイアス電圧を発生する回路は、N型トランジスタのゲートに接続する高電位電源91そのものである。また、図2Bに示す一定のバイアス電圧を発生する回路は、高電位電源91と低電位電源92との間に直列に接続された抵抗11及び抵抗12からなる。そして、N型トランジスタのゲートに対して、抵抗11と抵抗12とに挟まれた中間ノードから、電圧を出力する回路である。なお、図2A及び図2Bに示されているバイアス回路10または20以外のN型トランジスタは、TIA回路60のN型トランジスタ63またはTIA回路70のN型トランジスタ73である。   FIG. 2 shows examples of the bias circuits 10, 20, 30 and 40. 2A and 2B show the bias circuit 10 or 20. The bias circuit 10 or 20 is a circuit that generates a constant bias voltage. The circuit for generating a constant bias voltage shown in FIG. 2A is the high potential power supply 91 itself connected to the gate of the N-type transistor. The circuit for generating a constant bias voltage shown in FIG. 2B includes a resistor 11 and a resistor 12 connected in series between a high potential power supply 91 and a low potential power supply 92. This is a circuit that outputs a voltage from an intermediate node sandwiched between the resistor 11 and the resistor 12 to the gate of the N-type transistor. The N-type transistors other than the bias circuit 10 or 20 shown in FIGS. 2A and 2B are the N-type transistor 63 of the TIA circuit 60 or the N-type transistor 73 of the TIA circuit 70.

図2C及び図2Dにより、バイアス回路30又は40を示す。バイアス回路30又は40は、バイアス回路30又は40が与えるバイアス電圧をゲートに受けたN型トランジスタが一定電流を流すような、バイアス電圧を発生する回路である。   The bias circuit 30 or 40 is shown by FIGS. 2C and 2D. The bias circuit 30 or 40 is a circuit that generates a bias voltage such that an N-type transistor that receives a bias voltage applied by the bias circuit 30 or 40 at its gate flows a constant current.

図2Cに示すバイアス回路は、高電位電源91、低電位電源92、抵抗31、抵抗32、差動増幅器33、抵抗34、N型MOSトランジスタ35、36、46a、46b、P型MOSトランジスタ37、38、及び、N型MOSトランジスタ39から構成されている。抵抗31及び抵抗32は直列に接続され、一方の端は高電位電源91と、他方の端は低電位電源92に接続されている。N型MOSトランジスタ35のソースは低電位電源92と、N型MOSトランジスタ35のドレインは抵抗34の一方の端と接続している。抵抗34の他方の端は高電位電源91と接続している。N型MOSトランジスタ35のゲートはN型MOSトランジスタ36のゲート及び差動増幅器33に接続している。差動増幅器33の一方の入力端子は抵抗31と抵抗32に挟まれた中間ノードに接続している。差動増幅器33の他方の入力端子は、抵抗34の一方の端と、N型MOSトランジスタ35のドレインとが接続する中間ノードと接続している。   2C includes a high potential power source 91, a low potential power source 92, a resistor 31, a resistor 32, a differential amplifier 33, a resistor 34, N-type MOS transistors 35, 36, 46a, 46b, a P-type MOS transistor 37, 38 and an N-type MOS transistor 39. The resistor 31 and the resistor 32 are connected in series, with one end connected to the high potential power source 91 and the other end connected to the low potential power source 92. The source of the N-type MOS transistor 35 is connected to the low potential power source 92, and the drain of the N-type MOS transistor 35 is connected to one end of the resistor 34. The other end of the resistor 34 is connected to the high potential power supply 91. The gate of the N-type MOS transistor 35 is connected to the gate of the N-type MOS transistor 36 and the differential amplifier 33. One input terminal of the differential amplifier 33 is connected to an intermediate node sandwiched between the resistors 31 and 32. The other input terminal of the differential amplifier 33 is connected to an intermediate node connecting one end of the resistor 34 and the drain of the N-type MOS transistor 35.

N型MOSトランジスタ36のソースは低電位電源92と、N型MOSトランジスタ36のドレインは、P型MOSトランジスタ37のドレイン及びゲート、P型MOSトランジスタ38のゲートに接続している。P型MOSトランジスタ37のソースは高電位電源91に接続している。P型MOSトランジスタ38のソースは高電位電源91と接続している。P型MOSトランジスタ38のドレインはN型MOSトランジスタ39のドレインに接続し、N型MOSトランジスタ46aのドレインと接続する。N型MOSトランジスタ46aのゲートは信号Bに接続している。N型MOSトランジスタ46aのソースはN型MOSトランジスタ39のゲート電極と、N型MOSトランジスタ46bのドレイン電極に接続している、中間ノードに接続している。N型MOSトランジスタ46bのソース電極は低電位電源92に接続している。そして、N型MOSトランジスタ46bのゲート電極は信号/Bに接続している。そして、図2Cに示すバイアス回路は上記の中間ノードより、制御の対象となるN型MOSトランジスタのゲートに対してバイアス電圧を出力する。   The source of the N-type MOS transistor 36 is connected to the low potential power source 92, and the drain of the N-type MOS transistor 36 is connected to the drain and gate of the P-type MOS transistor 37 and the gate of the P-type MOS transistor 38. The source of the P-type MOS transistor 37 is connected to the high potential power supply 91. The source of the P-type MOS transistor 38 is connected to the high potential power supply 91. The drain of the P-type MOS transistor 38 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 39, and is connected to the drain of the N-type MOS transistor 46a. The gate of the N-type MOS transistor 46a is connected to the signal B. The source of the N-type MOS transistor 46a is connected to an intermediate node connected to the gate electrode of the N-type MOS transistor 39 and the drain electrode of the N-type MOS transistor 46b. The source electrode of the N-type MOS transistor 46 b is connected to the low potential power source 92. The gate electrode of the N-type MOS transistor 46b is connected to the signal / B. The bias circuit shown in FIG. 2C outputs a bias voltage from the intermediate node to the gate of the N-type MOS transistor to be controlled.

なお、信号Bと信号/Bは相補信号である。そして、図2Cのバイアス回路をバイアス回路30及びバイアス回路40に採用する場合、バイアス回路30の信号Bとして図1の信号54を採用し、信号/Bとして図1の信号53を採用する。一方、バイアス回路40の信号Bとして図1の信号53を採用し、バイアス回路40の信号/Bとして図1の信号54を採用する。   Signal B and signal / B are complementary signals. When the bias circuit of FIG. 2C is adopted for the bias circuit 30 and the bias circuit 40, the signal 54 of FIG. 1 is adopted as the signal B of the bias circuit 30, and the signal 53 of FIG. On the other hand, the signal 53 of FIG. 1 is adopted as the signal B of the bias circuit 40, and the signal 54 of FIG. 1 is adopted as the signal / B of the bias circuit 40.

すなわち、図1のP型MOSトランジスタ61がオフするときには、N型MOSトランジスタ64もオフする。同様に、図1のP型MOSトランジスタ71がオフするときには、N型MOSトランジスタ74もオフする。   That is, when the P-type MOS transistor 61 in FIG. 1 is turned off, the N-type MOS transistor 64 is also turned off. Similarly, when the P-type MOS transistor 71 of FIG. 1 is turned off, the N-type MOS transistor 74 is also turned off.

抵抗31と抵抗32に挟まれた中間ノードが有するバイアス電圧がN型MOSトランジスタ36に与えられると、N型MOSトランジスタ36は一定の電流を流す定電流回路として動作する。そうすると、P型MOSトランジスタ37及びP型MOSトランジスタ38からなるカレントミラー回路によってN型MOSトランジスタ39にも、同様な定電流が流れる。そうすると、N型MOSトランジスタ39と制御の対象となるN型MOSトランジスタからなるカレントミラー回路によって、制御の対象となるN型MOSトランジスタにも同様な定電流が流れる。   When a bias voltage of an intermediate node sandwiched between the resistor 31 and the resistor 32 is applied to the N-type MOS transistor 36, the N-type MOS transistor 36 operates as a constant current circuit that flows a constant current. Then, a similar constant current flows through the N-type MOS transistor 39 by the current mirror circuit composed of the P-type MOS transistor 37 and the P-type MOS transistor 38. Then, a similar constant current flows through the N-type MOS transistor to be controlled by the current mirror circuit including the N-type MOS transistor 39 and the N-type MOS transistor to be controlled.

図2Dに示すバイアス回路は、高電位電源91、低電位電源92、抵抗41、N型MOSトランジスタ42、43から構成されている。高電位電源91と抵抗41の一方の端とは接続している。N型MOSトランジスタ42のドレインは抵抗41の他方の端に接続している。N型MOSトランジスタ42のゲートはバイアス回路44に接続している。バイアス回路44はバイアス回路10、20と同様な回路である。   The bias circuit shown in FIG. 2D includes a high potential power supply 91, a low potential power supply 92, a resistor 41, and N-type MOS transistors 42 and 43. The high potential power supply 91 and one end of the resistor 41 are connected. The drain of the N-type MOS transistor 42 is connected to the other end of the resistor 41. The gate of the N-type MOS transistor 42 is connected to the bias circuit 44. The bias circuit 44 is a circuit similar to the bias circuits 10 and 20.

N型MOSトランジスタ42のソースはN型MOSトランジスタ43のドレインと接続し、N型MOSトランジスタ45aのドレインと接続する。N型MOSトランジスタ45aのゲートは信号Bと接続する。N型MOSトランジスタ45aのソースは、N型MOSトランジスタ43のゲートと、N型MOSトランジスタ45bのドレインとに接続する中間ノードに接続する。N型MOSトランジスタ43のドレインは低電位電源92と接続する。N型MOSトランジスタ45bのゲート電極は信号/Bと接続する。N型MOSトランジスタ45bのソースは低電位電源92と接続する。図2Dに示すバイアス回路は上記の中間ノードより、制御の対象となるN型MOSトランジスタのゲートに対してバイアス電圧を出力する。直列に接続されている、抵抗41、及び、N型MOSトランジスタ42、43を流れる定電流と同様な電流が、N型MOSトランジスタ43と制御の対象となるN型MOSトランジスタからなるカレントミラー回路の作用によって、制御の対象となるN型MOSトランジスタのソース及びドレイン間を流れる。   The source of the N-type MOS transistor 42 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 43, and is connected to the drain of the N-type MOS transistor 45a. The gate of N-type MOS transistor 45a is connected to signal B. The source of the N-type MOS transistor 45a is connected to an intermediate node connected to the gate of the N-type MOS transistor 43 and the drain of the N-type MOS transistor 45b. The drain of the N-type MOS transistor 43 is connected to the low potential power source 92. The gate electrode of N-type MOS transistor 45b is connected to signal / B. The source of the N-type MOS transistor 45 b is connected to the low potential power source 92. The bias circuit shown in FIG. 2D outputs a bias voltage from the above intermediate node to the gate of the N-type MOS transistor to be controlled. A current similar to the constant current flowing through the resistor 41 and the N-type MOS transistors 42 and 43 connected in series is the current mirror circuit composed of the N-type MOS transistor 43 and the N-type MOS transistor to be controlled. Due to the action, it flows between the source and drain of the N-type MOS transistor to be controlled.

なお、信号Bと信号/Bは相補信号である。そして、図2Dのバイアス回路をバイアス回路30及びバイアス回路40に採用する場合、バイアス回路30の信号Bとして図1の信号54を採用し、信号/Bとして図1の信号53を採用する。一方、バイアス回路40の信号Bとして図1の信号53を採用し、バイアス回路40の信号/Bとして図1の信号54を採用する。   Signal B and signal / B are complementary signals. When the bias circuit of FIG. 2D is employed in the bias circuit 30 and the bias circuit 40, the signal 54 of FIG. 1 is employed as the signal B of the bias circuit 30, and the signal 53 of FIG. On the other hand, the signal 53 of FIG. 1 is adopted as the signal B of the bias circuit 40, and the signal 54 of FIG. 1 is adopted as the signal / B of the bias circuit 40.

すなわち、図1のP型MOSトランジスタ61とN型MOSトランジスタ64は同時にオン/オフする。同様に、図1のP型MOSトランジスタ71とN型MOSトランジスタ74とは同時にオン/オフする。   That is, the P-type MOS transistor 61 and the N-type MOS transistor 64 of FIG. 1 are turned on / off simultaneously. Similarly, the P-type MOS transistor 71 and the N-type MOS transistor 74 of FIG. 1 are turned on / off simultaneously.

さらに、図2C及び図2Dに示されている、制御の対象となるN型MOSトランジスタは、TIA回路60のN型トランジスタ64またはTIA回路70のN型MOSトランジスタ74である。   Further, the N-type MOS transistor to be controlled shown in FIGS. 2C and 2D is the N-type transistor 64 of the TIA circuit 60 or the N-type MOS transistor 74 of the TIA circuit 70.

図3に、TIA回路60及びTIA回路70の特徴を表した表を示す。   FIG. 3 shows a table representing the characteristics of the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70.

電流の欄においては、TIA回路60を構成するN型MOSトランジスタ64に流れる電流が、TIA回路70を構成するN型MOSトランジスタ74に流れる電流に比較し小さいことを示す。抵抗の欄においては、TIA回路60を構成する抵抗62の値が、TIA回路70を構成する抵抗72の値より大きいことを示す。   The current column indicates that the current flowing through the N-type MOS transistor 64 constituting the TIA circuit 60 is smaller than the current flowing through the N-type MOS transistor 74 constituting the TIA circuit 70. The resistance column indicates that the value of the resistor 62 constituting the TIA circuit 60 is larger than the value of the resistor 72 constituting the TIA circuit 70.

上記の抵抗値が大きくなるに従って、各TIA回路の雑音の大きさは小さくなる。そこで、雑音の欄においては、TIA回路60における雑音の大きさが、TIA回路70における雑音の大きさより小さいことを示す。   As the resistance value increases, the noise level of each TIA circuit decreases. Therefore, the noise column indicates that the noise level in the TIA circuit 60 is smaller than the noise level in the TIA circuit 70.

ここで、一般的に、1E−12以下のビット誤り率を達成するために必要な入力信号電力Pと、入力換算雑音電流スペクトル密度Inとの関係は、下記の式により表される。   Here, in general, the relationship between the input signal power P required to achieve a bit error rate of 1E-12 or less and the input equivalent noise current spectral density In is expressed by the following equation.

P=K×Sq(In・f)
なお、Kは定数、Sq(X)はルート関数を表す。また、fは雑音帯域を示す。入力換算雑音電流ペクトル密度Inは、TIAの出力雑音電力スペクトル密度を、TIAのトランスインピーダンスの自乗で割り、これの平方根をとることで求まる。
P = K × Sq (In 2 · f)
K represents a constant, and Sq (X) represents a root function. F indicates a noise band. The input equivalent noise current spectrum density In is obtained by dividing the TIA output noise power spectral density by the square of the TIA transimpedance and taking the square root thereof.

上記の式より、入力換算雑音電流スペクトル密度Inが小さい場合、すなわち、各周波数において雑音の大きさが小さくなると、TIA回路への入力信号電力は小さくてよい。そうすると、雑音が小さいTIA回路は、入力感度が大きいことになる。そこで、入力感度の欄においては、TIA回路60の入力感度が、TIA回路70の入力感度より大きいことを示す。   From the above equation, when the input conversion noise current spectral density In is small, that is, when the magnitude of noise is small at each frequency, the input signal power to the TIA circuit may be small. Then, a TIA circuit with low noise has a high input sensitivity. Therefore, the input sensitivity column indicates that the input sensitivity of the TIA circuit 60 is larger than the input sensitivity of the TIA circuit 70.

一方、一般に、TIA回路60、70を流れる電流を上回る入力電流を伴う入力信号が、TIA回路60、70に入力された場合、TIA回路60、70は反応することができない。従って、入力電流の欄においては、TIA回路60が対応できる入力電流が、TIA回路70が対応できる入力電流より小さいことを示す。   On the other hand, generally, when an input signal with an input current exceeding the current flowing through the TIA circuits 60 and 70 is input to the TIA circuits 60 and 70, the TIA circuits 60 and 70 cannot react. Therefore, the input current column indicates that the input current that can be handled by the TIA circuit 60 is smaller than the input current that can be handled by the TIA circuit 70.

図4に、TIA回路60及びTIA回路70が有する入力感度についてのグラフを示す。上記のグラフの縦軸は、入力感度(dbm)を示す。また、横軸はTIA回路の別を示す。   FIG. 4 shows a graph regarding the input sensitivity of the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70. The vertical axis of the above graph represents input sensitivity (dbm). Further, the horizontal axis shows another TIA circuit.

ここで、フォトダイオードとTIA回路からなるインターフェイスの入力感度Xは、次の式で与えられる。   Here, the input sensitivity X of the interface composed of the photodiode and the TIA circuit is given by the following equation.

X=10log10(Pin/1mW)
ここで、Pinはフォトダイオードの入力する光信号のパワーを示す。例えば、フォトダイオードに1μWのパワーをもつ光信号を入力したときに、1E−12以下のビット誤り率を達成する出力信号がTIA回路から出力されたときは、フォトダイオードとTIA回路からなるインターフェイスの入力感度は−20dbmとなる。
X = 10 log 10 (Pin / 1 mW)
Here, Pin represents the power of the optical signal input to the photodiode. For example, when an optical signal having a power of 1 μW is input to a photodiode and an output signal that achieves a bit error rate of 1E-12 or less is output from the TIA circuit, the interface of the photodiode and the TIA circuit The input sensitivity is −20 dBm.

そして、上記の場合に、TIA回路が受けた入力信号の電流は、フォトダイオードのパワーと電流の変換効率を1A/Wとすると、1μAとなる。   In the above case, the current of the input signal received by the TIA circuit is 1 μA when the conversion efficiency between the power and current of the photodiode is 1 A / W.

図4のグラフによれば、フォトダイオードとTIA回路60からなるインターフェイスの入力感度の範囲は、−6dbmから−17dbmまでの範囲である。すなわち、TIA回路60が受けられる入力信号の電流の上限は、−6dbmに対応する電流値を伴う電流である。ここで、上記の電流値を伴う電流は、フォトダイオードが有する変換効率によって、入力される光信号のパワーに対応して、フォトダイオードから発生される信号電流である。そして、TIA回路60が1E−12以下のビット誤り率を達成するために必要な入力信号の下限の電流値は、入力感度が−17dbmに対応する電流値であることを示す。   According to the graph of FIG. 4, the input sensitivity range of the interface including the photodiode and the TIA circuit 60 is a range from −6 dbm to −17 dbm. That is, the upper limit of the current of the input signal that can be received by the TIA circuit 60 is a current with a current value corresponding to −6 dbm. Here, the current with the above current value is a signal current generated from the photodiode corresponding to the power of the input optical signal due to the conversion efficiency of the photodiode. The lower limit current value of the input signal necessary for the TIA circuit 60 to achieve a bit error rate of 1E-12 or less indicates that the input sensitivity is a current value corresponding to −17 dbm.

また、フォトダイオードとTIA回路70からなるインターフェイスの入力感度の範囲は、0dbmから−15dbmまでの範囲である。すなわち、TIA回路70が受けられる入力信号の電流の上限は、0dbmに対応する電流値を伴う電流である。一方、TIA回路70が1E−12以下のビット誤り率を達成するために必要な、入力信号の電流の加減は、−15dbmに対応する電流値を伴う電流である。 Further, the input sensitivity range of the interface composed of the photodiode and the TIA circuit 70 is a range from 0 dbm to −15 dbm. That is, the upper limit of the current of the input signal received by the TIA circuit 70 is a current with a current value corresponding to 0 dbm. On the other hand, the adjustment of the current of the input signal necessary for the TIA circuit 70 to achieve a bit error rate of 1E-12 or less is a current with a current value corresponding to −15 dbm.

なお、グラフ中、Wで示す範囲(入力信号電流の範囲)においては、TIA回路60及びTIA回路70ともに反応可能な範囲を示す。   In the graph, the range indicated by W (the range of the input signal current) indicates a range where both the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70 can react.

上記より、切り替え回路50は、上記の電流の電流値が所定値より小さいときには、TIA回路60を選択し、上記の電流の電流値が所定値より大きいときには、TIA回路70を選択する。選択された、TIA回路60またはTIA回路70は入力信号の電流値に応じた電圧を端子90に出力する。そして、TIA回路60が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲、及び、TIA回路70が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲には、重なる範囲が存在する。従って、TIA回路60及びTIA回路70から構成されるTIA回路100が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、連続したものとなり、TIA回路60が有する入力信号の電流範囲の下限及びTIA回路70の入力信号の電流範囲の上限となる。従って、TIA回路100は、バイポーラデバイスにより構成されるTIA回路と同様な信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲を、有することになる。そして、TIA回路100は、入力感度の範囲に対応する、入力信号の電流の範囲に対応する出力信号を出力することができる。   From the above, the switching circuit 50 selects the TIA circuit 60 when the current value of the current is smaller than the predetermined value, and selects the TIA circuit 70 when the current value of the current is larger than the predetermined value. The selected TIA circuit 60 or TIA circuit 70 outputs a voltage corresponding to the current value of the input signal to the terminal 90. There are overlapping ranges in the current range of the input signal in which the TIA circuit 60 can output a reliable output signal and the current range of the input signal in which the TIA circuit 70 can output a reliable output signal. To do. Therefore, the current range of the input signal in which the TIA circuit 100 including the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70 can output a reliable output signal is continuous, and the current range of the input signal included in the TIA circuit 60 is the same. It becomes the lower limit and the upper limit of the current range of the input signal of the TIA circuit 70. Therefore, the TIA circuit 100 has a current range of the input signal that can output a reliable output signal similar to that of the TIA circuit configured by the bipolar device. The TIA circuit 100 can output an output signal corresponding to the current range of the input signal corresponding to the input sensitivity range.

そして、TIA回路100を構成するMOSトランジスタ、容量、抵抗はMOSトランジスタを製造する技術によって製造することができる。従って、TIA回路100を他のLSIを構成する回路と伴に、同一の半導体チップ上に形成することができる。   The MOS transistors, capacitors, and resistors that constitute the TIA circuit 100 can be manufactured by a technique for manufacturing MOS transistors. Therefore, the TIA circuit 100 can be formed on the same semiconductor chip together with circuits constituting other LSIs.

実施例2は、CMOS回路からなり、入力感度の異なる第1及び第2のTIA回路を組み合わせて構成されたTIA回路に関する。そして、実施例2のTIA回路の出力信号の振幅に応じて、第1及び第2のTIA回路の選択が行われる。   The second embodiment relates to a TIA circuit that includes a CMOS circuit and is configured by combining first and second TIA circuits having different input sensitivities. Then, the first and second TIA circuits are selected according to the amplitude of the output signal of the TIA circuit of the second embodiment.

図5に、実施例2のTIA回路200及び受光素子部210を示す。実施例2のTIA回路200は、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、切り替え回路220、容量56、TIA回路60、TIA回路70、出力端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92(例えば、グランド電源)から構成されている。なお、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、TIA回路60、TIA回路70、出力端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92(例えば、グランド電源)については、TIA回路100を構成するものと同様なものである。従って、それらの説明は省略する。   FIG. 5 shows the TIA circuit 200 and the light receiving element portion 210 of the second embodiment. The TIA circuit 200 according to the second embodiment includes a bias circuit 10, a bias circuit 20, a bias circuit 30, a bias circuit 40, a switching circuit 220, a capacitor 56, a TIA circuit 60, a TIA circuit 70, an output terminal 90, a high potential power source 91, and A low potential power source 92 (for example, a ground power source) is used. The bias circuit 10, the bias circuit 20, the bias circuit 30, the bias circuit 40, the TIA circuit 60, the TIA circuit 70, the output terminal 90, the high potential power source 91, and the low potential power source 92 (for example, a ground power source) are as follows. This is the same as that constituting the TIA circuit 100. Therefore, the description thereof is omitted.

切り替え回路220は振幅検出回路221、反転増幅器222、及び、反転増幅器223により構成されている。インバータ222の入力端子は、抵抗62とN型MOSトランジスタ63とが接続する中間ノード、及び、抵抗72とN型MOSトランジスタ73とが接続する中間ノードに接続している。反転増幅器222の出力端子は反転増幅器223の入力端子に接続している。インバータ223の出力端子は振幅検出回路221及び端子90に接続している。振幅検出回路221は、インバータ223から出力される信号の振幅を検出する。そして、切り替え回路220は、インバータ223からの出力信号の振幅が所定の値より小さいときは、論理"L"の信号X及び論理"H"の信号/Xを出力する回路である。一方、切り替え回路220は、インバータ223からの出力信号の振幅が所定の値より大きいときは、論理"H"の信号X及び論理"L"の信号/Xを出力する回路である。反転増幅器222及び223は、入力端子で受信した信号の反転信号を、出力端子から出力する。   The switching circuit 220 includes an amplitude detection circuit 221, an inverting amplifier 222, and an inverting amplifier 223. The input terminal of the inverter 222 is connected to an intermediate node where the resistor 62 and the N-type MOS transistor 63 are connected, and an intermediate node where the resistor 72 and the N-type MOS transistor 73 are connected. The output terminal of the inverting amplifier 222 is connected to the input terminal of the inverting amplifier 223. The output terminal of the inverter 223 is connected to the amplitude detection circuit 221 and the terminal 90. The amplitude detection circuit 221 detects the amplitude of the signal output from the inverter 223. The switching circuit 220 is a circuit that outputs a logic “L” signal X and a logic “H” signal / X when the amplitude of the output signal from the inverter 223 is smaller than a predetermined value. On the other hand, the switching circuit 220 outputs a logic “H” signal X and a logic “L” signal / X when the amplitude of the output signal from the inverter 223 is greater than a predetermined value. The inverting amplifiers 222 and 223 output the inverted signal of the signal received at the input terminal from the output terminal.

なお、上記の振幅検出回路221は、例えば、出力振幅を基準電圧と比較するコンパレータとセット−リセットラッチ回路(SRラッチ回路)とアンド回路の組合せによって構成することができる(特許文献:特開2006−50145参照に示されている公知例)。また、ヒステレシスコンパレータを利用することにより実現できる(特許文献:特開2006−50145参照)。   The amplitude detection circuit 221 can be configured by, for example, a combination of a comparator that compares an output amplitude with a reference voltage, a set-reset latch circuit (SR latch circuit), and an AND circuit (Patent Document: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-2006). -Known example shown in -50145). Moreover, it can implement | achieve by utilizing a hysteresis comparator (refer patent document: Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-50145).

そして、上記の信号Xが伝播する信号線はP型MOSトランジスタ71のゲートに接続されている。また、上記の信号/Xが伝播する信号線はP型MOSトランジスタ61のゲートに接続されている。従って、P型MOSトランジスタ71がオンするように駆動されるときには、P型MOSトランジスタ61がオフするように駆動される。また、P型MOSトランジスタ71がオフするように駆動されるときには、P型MOSトランジスタ61がオンするように駆動される。   The signal line through which the signal X propagates is connected to the gate of the P-type MOS transistor 71. The signal line through which the signal / X propagates is connected to the gate of the P-type MOS transistor 61. Accordingly, when the P-type MOS transistor 71 is driven to turn on, the P-type MOS transistor 61 is driven to turn off. When the P-type MOS transistor 71 is driven to be turned off, the P-type MOS transistor 61 is driven to be turned on.

受光素子部210はフォトダイオード81、容量84、及び、インダクタンス83から構成されている。   The light receiving element unit 210 includes a photodiode 81, a capacitor 84, and an inductance 83.

フォトダイトード81の一方の端は高電位電源91と接続し、他方の端はインダクタンス83の一方の端及び容量84の一方の端に接続されている。容量84の他方の端は低電位電源92に接続している。   One end of the photo diode 81 is connected to the high potential power supply 91, and the other end is connected to one end of the inductance 83 and one end of the capacitor 84. The other end of the capacitor 84 is connected to the low potential power source 92.

インダクタンス83の他方の端は、中間ノード55及び容量56の一方の端に接続している。容量56の他方の端は低電位電源92に接続している。なお、フォトダイオード81、インダクタンス83、及び、容量84は、受光素子部80を構成するものと同様なものである。従って、それらの素子の説明は省略する。   The other end of the inductance 83 is connected to one end of the intermediate node 55 and the capacitor 56. The other end of the capacitor 56 is connected to a low potential power source 92. The photodiode 81, the inductance 83, and the capacitor 84 are the same as those constituting the light receiving element unit 80. Therefore, description of these elements is omitted.

上記より、切り替え回路220は、TIA回路200の出力信号の振幅が所定値より小さいときには、TIA回路60を選択し、上記の電流の電流値が所定値より大きいときには、TIA回路70を選択する。選択された、TIA回路60またはTIA回路70は入力信号の電流値に応じた電圧を端子90に出力する。そして、TIA回路60が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲、及び、TIA回路70が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲には、重なる範囲が存在する。従って、TIA回路60及びTIA回路70から構成されるTIA回路200が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、連続したものとなる。そして、TIA回路200が有する上記の入力信号の電流範囲の下限は、TIA回路60が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲の下限となる。また、TIA回路200が有する上記の入力信号の電流範囲の上限は、TIA回路70の上記の入力信号の電流範囲の上限となる。従って、TIA回路200は、バイポーラデバイスにより構成されるTIA回路と同様な信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲を、有することになる。そして、TIA回路200は、入力感度の範囲に対応する、入力信号の電流の範囲に対応する出力信号を出力することができる。   From the above, the switching circuit 220 selects the TIA circuit 60 when the amplitude of the output signal of the TIA circuit 200 is smaller than the predetermined value, and selects the TIA circuit 70 when the current value of the current is larger than the predetermined value. The selected TIA circuit 60 or TIA circuit 70 outputs a voltage corresponding to the current value of the input signal to the terminal 90. There are overlapping ranges in the current range of the input signal in which the TIA circuit 60 can output a reliable output signal and the current range of the input signal in which the TIA circuit 70 can output a reliable output signal. To do. Therefore, the current range of the input signal in which the TIA circuit 200 including the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70 can output a reliable output signal is continuous. The lower limit of the current range of the input signal included in the TIA circuit 200 is the lower limit of the current range of the input signal at which the TIA circuit 60 can output a reliable output signal. Further, the upper limit of the current range of the input signal of the TIA circuit 200 is the upper limit of the current range of the input signal of the TIA circuit 70. Therefore, the TIA circuit 200 has a current range of an input signal that can output a reliable output signal similar to that of a TIA circuit configured by a bipolar device. The TIA circuit 200 can output an output signal corresponding to the current range of the input signal corresponding to the input sensitivity range.

そして、TIA回路200を構成するMOSトランジスタ、容量、抵抗はMOSトランジスタを製造する技術によって製造することができる。従って、TIA回路200を他のLSIを構成する回路と伴に、同一の半導体チップ上に形成することができる。   The MOS transistors, capacitors, and resistors that make up the TIA circuit 200 can be manufactured by a technique for manufacturing MOS transistors. Therefore, the TIA circuit 200 can be formed on the same semiconductor chip together with circuits constituting other LSIs.

実施例3のTIA回路300又は400は、実施例1のTIA回路又は実施例2のTIA回路に対してインダクタンスを組み込んだTIA回路である。その結果、実施例3のTIA回路300又は400において、実施例1のTIA回路100又は実施例2のTIA回路200よりも、入力感度が大きくなる。   The TIA circuit 300 or 400 according to the third embodiment is a TIA circuit in which an inductance is incorporated in the TIA circuit according to the first embodiment or the TIA circuit according to the second embodiment. As a result, the input sensitivity of the TIA circuit 300 or 400 of the third embodiment is greater than that of the TIA circuit 100 of the first embodiment or the TIA circuit 200 of the second embodiment.

図6に、実施例3のTIA回路300及びTIA回路400を示す。   FIG. 6 shows a TIA circuit 300 and a TIA circuit 400 according to the third embodiment.

図6Aに、TIA回路300を示す。TIA回路300は、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、切り替え回路320、容量56、インダクタンス57、TIA回路310、TIA回路70、出力端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92(例えば、グランド電源)から構成されている。なお、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、TIA回路70、出力端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92(例えば、グランド電源)については、TIA回路100を構成するものと同様なものである。従って、それらの説明は省略する。   A TIA circuit 300 is shown in FIG. 6A. The TIA circuit 300 includes a bias circuit 10, a bias circuit 20, a bias circuit 30, a bias circuit 40, a switching circuit 320, a capacitor 56, an inductance 57, a TIA circuit 310, a TIA circuit 70, an output terminal 90, a high potential power supply 91, and A low potential power source 92 (for example, a ground power source) is used. For the bias circuit 10, the bias circuit 20, the bias circuit 30, the bias circuit 40, the TIA circuit 70, the output terminal 90, the high potential power supply 91, and the low potential power supply 92 (for example, a ground power supply), the TIA circuit 100 is used. It is the same as what constitutes. Therefore, the description thereof is omitted.

TIA回路310は、P型MOSトランジスタ61、抵抗62、N型MOSトランジスタ63、N型MOSトランジスタ64、及び、インダクタンス65から構成されている。P型MOSトランジスタ61、抵抗62、N型MOSトランジスタ63、及び、N型MOSトランジスタ64は、TIA回路60を構成するものと同様なものである。   The TIA circuit 310 includes a P-type MOS transistor 61, a resistor 62, an N-type MOS transistor 63, an N-type MOS transistor 64, and an inductance 65. The P-type MOS transistor 61, the resistor 62, the N-type MOS transistor 63, and the N-type MOS transistor 64 are the same as those constituting the TIA circuit 60.

P型MOSトランジスタ61のソースは高電位電源91に接続し、ドレインはインダクタンス65の一方の端子に接続する。インダクタンス65の他方の端子に抵抗62の一方の端と接続している。抵抗62の他方の端は、端子90及びN型MOSトランジスタ63のドレインと接続している。N型MOSトランジスタ63のソースはN型MOSトランジスタ64のドレイン及び中間ノード55に接続している。N型MOSトランジスタ64のソースは低電位電源92に接続している。また、抵抗62とN型MOSトランジスタ63とが接続する中間ノードは端子90と接続している。さらに、中間ノード55は、N型MOSトランジスタ63とN型MOSトランジスタ64が接続する中間ノードを接続している。インダクタンス65がP型MOSトランジスタ65と抵抗62との間に挿入されることにより、抵抗62とN型MOSトランジスタ63とが接続する中間ノードに表れる交流信号に対してピーキング現象が発生する。その結果、TIA回路310の入力感度が向上する。   The source of the P-type MOS transistor 61 is connected to the high potential power supply 91, and the drain is connected to one terminal of the inductance 65. One end of the resistor 62 is connected to the other terminal of the inductance 65. The other end of the resistor 62 is connected to the terminal 90 and the drain of the N-type MOS transistor 63. The source of the N-type MOS transistor 63 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 64 and the intermediate node 55. The source of the N-type MOS transistor 64 is connected to the low potential power source 92. An intermediate node connecting the resistor 62 and the N-type MOS transistor 63 is connected to the terminal 90. Further, the intermediate node 55 is connected to an intermediate node to which the N-type MOS transistor 63 and the N-type MOS transistor 64 are connected. When the inductance 65 is inserted between the P-type MOS transistor 65 and the resistor 62, a peaking phenomenon occurs with respect to an AC signal appearing at an intermediate node where the resistor 62 and the N-type MOS transistor 63 are connected. As a result, the input sensitivity of the TIA circuit 310 is improved.

インダクタンス57の一方の端は中間ノード55に接続し、インダクタンス57の他方の端はTIA回路70を構成するN型MOSトランジスタ73とN型MOSトランジスタ74とが接続する中間ノードに接続している。インダクタンス57が、中間ノード55と、N型MOSトランジスタ73とN型MOSトランジスタ74とが接続する中間ノードとの間に接続されることにより、N型MOSトランジスタ73とN型MOSトランジスタ73とが接続する中間ノードに表れる交流信号に対してピーキング現象が発生する。その結果、TIA回路70の入力感度が向上する。   One end of the inductance 57 is connected to the intermediate node 55, and the other end of the inductance 57 is connected to an intermediate node to which the N-type MOS transistor 73 and the N-type MOS transistor 74 constituting the TIA circuit 70 are connected. The inductance 57 is connected between the intermediate node 55 and the intermediate node to which the N-type MOS transistor 73 and the N-type MOS transistor 74 are connected, so that the N-type MOS transistor 73 and the N-type MOS transistor 73 are connected. The peaking phenomenon occurs with respect to the AC signal appearing at the intermediate node. As a result, the input sensitivity of the TIA circuit 70 is improved.

図6Bに、TIA回路400を示す。TIA回路400は、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、切り替え回路320、容量56、インダクタンス58、TIA回路310、TIA回路70、出力端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92(例えば、グランド電源)から構成されている。なお、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、TIA回路70、出力端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92(例えば、グランド電源)については、TIA回路100を構成するものと同様なものである。従って、それらの説明は省略する。   FIG. 6B shows the TIA circuit 400. The TIA circuit 400 includes a bias circuit 10, a bias circuit 20, a bias circuit 30, a bias circuit 40, a switching circuit 320, a capacitor 56, an inductance 58, a TIA circuit 310, a TIA circuit 70, an output terminal 90, a high potential power supply 91, and A low potential power source 92 (for example, a ground power source) is used. For the bias circuit 10, the bias circuit 20, the bias circuit 30, the bias circuit 40, the TIA circuit 70, the output terminal 90, the high potential power supply 91, and the low potential power supply 92 (for example, a ground power supply), the TIA circuit 100 is used. It is the same as what constitutes. Therefore, the description thereof is omitted.

TIA回路310は、TIA回路300を構成するものと同様なものである。従って、TIA回路310の説明を省略する。   The TIA circuit 310 is the same as that constituting the TIA circuit 300. Therefore, the description of the TIA circuit 310 is omitted.

インダクタンス58の一方の端は端子90、及び、抵抗62とN型MOSトランジスタ63に接続する中間ノードと接続する。インダクタンス58の他方の端はTIA回路70を構成する抵抗72とN型MOSトランジスタ73とが接続する中間ノードに接続している。インダクタンス58が、上記のように接続されることにより、抵抗72とN型MOSトランジスタ73とが接続する中間ノードに表れる交流信号に対してピーキング現象が発生する。その結果、TIA回路70からの出力信号の振幅が大きくなる。その結果、TIA回路70の入力感度が増加する。   One end of the inductance 58 is connected to the terminal 90 and an intermediate node connected to the resistor 62 and the N-type MOS transistor 63. The other end of the inductance 58 is connected to an intermediate node to which the resistor 72 constituting the TIA circuit 70 and the N-type MOS transistor 73 are connected. By connecting the inductance 58 as described above, a peaking phenomenon occurs with respect to an AC signal appearing at an intermediate node where the resistor 72 and the N-type MOS transistor 73 are connected. As a result, the amplitude of the output signal from the TIA circuit 70 increases. As a result, the input sensitivity of the TIA circuit 70 increases.

以上より、インダクタンス65により、TIA回路310の入力感度は増加する。また、インダクタンス57又はインダクタンス58により、TIA回路70の入力感度は増加する。そして、TIA回路310とTIA回路70は、受光素子部80からの入力信号の電流の電流値に応じて、又は、端子90に表れる出力信号の振幅の大きさに応じて、切り換わる。そうすると、TIA回路300又はTIA回路400は、入力信号に伴う入力電流の広い範囲において、反応できるようになる。   From the above, the input sensitivity of the TIA circuit 310 is increased by the inductance 65. Further, the input sensitivity of the TIA circuit 70 is increased by the inductance 57 or the inductance 58. The TIA circuit 310 and the TIA circuit 70 are switched according to the current value of the current of the input signal from the light receiving element unit 80 or according to the amplitude of the output signal appearing at the terminal 90. Then, the TIA circuit 300 or the TIA circuit 400 can react in a wide range of the input current accompanying the input signal.

そして、TIA回路300及びTIA回路400を構成するMOSトランジスタ、容量、抵抗はMOSトランジスタを製造する技術によって製造することができる。従って、TIA回路300又は400を他のLSIを構成する回路と伴に、同一の半導体チップ上に形成することができる。   The MOS transistors, capacitors, and resistors constituting the TIA circuit 300 and the TIA circuit 400 can be manufactured by a technique for manufacturing MOS transistors. Therefore, the TIA circuit 300 or 400 can be formed on the same semiconductor chip together with circuits constituting other LSIs.

実施例1のTIA回路100又は実施例2のTIA回路200を構成する、TIA回路60及びTIA回路70は、切り替え回路からの切り替え信号を受け、TIA回路60又は70の電流経路のオン・オフを行うP型MOSトランジスタを有している。   The TIA circuit 60 and the TIA circuit 70 constituting the TIA circuit 100 of the first embodiment or the TIA circuit 200 of the second embodiment receive a switching signal from the switching circuit and turn on / off the current path of the TIA circuit 60 or 70. It has a P-type MOS transistor to perform.

そうすると、P型MOSトランジスタが雑音を拾う原因となり、TIA回路60又は70の入力感度が落ちることが考えられる。   This may cause the P-type MOS transistor to pick up noise and reduce the input sensitivity of the TIA circuit 60 or 70.

ここで、実施例のTIA回路500は、低ノイズのTIA回路と高ノイズのTIA回路を組み合わせて構成されていることは実施例1のTIA回路100又は実施例2のTIA回路200と同様である。しかし、TIA回路500において、組み合わせたTIA回路の出力信号を切り替え回路220で切り替える回路を採用している。その結果、組み合わせて使用するTIA回路の電流経路にP型MOSトランジスタが入っていないため、それぞれのTIA回路の入力感度が上昇する。 Here, the TIA circuit 500 of the fourth embodiment is configured by combining a low-noise TIA circuit and a high-noise TIA circuit in the same manner as the TIA circuit 100 of the first embodiment or the TIA circuit 200 of the second embodiment. is there. However, the TIA circuit 500 employs a circuit that switches the output signal of the combined TIA circuit by the switching circuit 220. As a result, since the P-type MOS transistor is not included in the current path of the TIA circuit used in combination, the input sensitivity of each TIA circuit is increased.

図7に、実施例4のTIA回路500及び受光素子部210を示す。TIA回路500は、低ノイズTIA回路530、高ノイズTIA回路540、増幅器510、増幅器520、及び、切り替え回路220、容量56、及び、端子90から構成されている。   FIG. 7 shows a TIA circuit 500 and a light receiving element unit 210 according to the fourth embodiment. The TIA circuit 500 includes a low noise TIA circuit 530, a high noise TIA circuit 540, an amplifier 510, an amplifier 520, a switching circuit 220, a capacitor 56, and a terminal 90.

低ノイズTIA回路530は、抵抗62、N型MOSトランジスタ63、バイアス回路10、N型MOSトランジスタ64、及び、バイアス回路30から構成されている。   The low noise TIA circuit 530 includes a resistor 62, an N-type MOS transistor 63, a bias circuit 10, an N-type MOS transistor 64, and the bias circuit 30.

高ノイズTIA回路540は、抵抗72、N型MOSトランジスタ73、バイアス回路20、N型MOSトランジスタ74、及び、バイアス回路40から構成されている。   The high noise TIA circuit 540 includes a resistor 72, an N-type MOS transistor 73, a bias circuit 20, an N-type MOS transistor 74, and the bias circuit 40.

上記の構成要素において、実施例1又は実施例2で説明したものと同一なものは同一の番号を付し、説明を省略する。   Among the above components, the same components as those described in the first embodiment or the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

増幅器は、ファンアウトの小さな増幅器511、ファンアウトの大きい増幅器512、N型MOSトランジスタ513から構成されている。増幅器511の入力端子は、TIA回路530からの出力信号を受け、その増幅信号を出力する。増幅器512の入力端子は、増幅器511からの出力信号を受け、切り替え回路220の入力端子に接続する。N型MOSトランジスタ513のドレインは、増幅器512の低電位(グランド電位)を受ける電源端子に接続する。N型MOSトランジスタ513のソースは低電位電源92と接続する。N型MOSトランジスタ523のゲートは切り替え回路からのX信号を伝播する信号線と接続する。 Amplification unit, a small amplifier 511 fans out, and a high fan-out amplifier 512, N-type MOS transistor 513. The input terminal of the amplifier 511 receives the output signal from the TIA circuit 530 and outputs the amplified signal. The input terminal of the amplifier 512 receives the output signal from the amplifier 511 and is connected to the input terminal of the switching circuit 220. The drain of the N-type MOS transistor 513 is connected to a power supply terminal that receives the low potential (ground potential) of the amplifier 512. The source of the N-type MOS transistor 513 is connected to the low potential power source 92. The gate of the N-type MOS transistor 523 is connected to a signal line that propagates the X signal from the switching circuit.

増幅器は、ファンアウトの小さい増幅器521、ファンアウトの大きい増幅器522、N型MOSトランジスタ523から構成されている。増幅器521の入力端子は、TIA回路540からの出力信号を受け、その増幅信号を出力する。増幅器522の入力端子は、増幅器521からの出力信号を受け、切り替え回路220の入力端子に接続する。N型MOSトランジスタ523のドレインは、増幅器522の低電位(グランド電位)を受ける電源端子に接続する。N型MOSトランジスタ523のソースは低電位電源92と接続する。N型MOSトランジスタ523のゲートは切り替え回路からの/X信号を伝播する信号線と接続する。ここで、/X信号の論理は、X信号の論理を反転させたものである。従って、N型MOSトランジスタ513がオンするときには、N型MOSトランジスタはオフする。N型MOSトランジスタ513がオフするときには、N型MOSトランジスタはオンする。 Amplification unit is less amplifier 521 fanout, and a high fan-out amplifier 522, N-type MOS transistor 523. The input terminal of the amplifier 521 receives the output signal from the TIA circuit 540 and outputs the amplified signal. The input terminal of the amplifier 522 receives the output signal from the amplifier 521 and is connected to the input terminal of the switching circuit 220. The drain of the N-type MOS transistor 523 is connected to a power supply terminal that receives the low potential (ground potential) of the amplifier 522. The source of the N-type MOS transistor 523 is connected to the low potential power source 92. The gate of the N-type MOS transistor 523 is connected to a signal line that propagates the / X signal from the switching circuit. Here, the logic of the / X signal is obtained by inverting the logic of the X signal. Therefore, when the N-type MOS transistor 513 is turned on, the N-type MOS transistor is turned off. When the N-type MOS transistor 513 is turned off, the N-type MOS transistor is turned on.

受光素子部210は、中間ノード55及び容量56に、フォトダイオード81が受け取った光信号に応じた電流を伴う信号を出力する。   The light receiving element unit 210 outputs a signal with a current corresponding to the optical signal received by the photodiode 81 to the intermediate node 55 and the capacitor 56.

中間ノード55は、低ノイズTIA回路530の入力端子及び高ノイズ回路540の入力端子に接続している。低ノイズTIA回路530の出力端子は、増幅器510を介して切り替え回路220に接続している。高ノイズTIA回路540の出力端子は、増幅器520を介して切り替え回路220に接続している。   The intermediate node 55 is connected to the input terminal of the low noise TIA circuit 530 and the input terminal of the high noise circuit 540. The output terminal of the low noise TIA circuit 530 is connected to the switching circuit 220 via the amplifier 510. The output terminal of the high noise TIA circuit 540 is connected to the switching circuit 220 via the amplifier 520.

上記より、切り替え回路220は、TIA回路500の出力信号の振幅が所定値より小さいときには、低ノイズTIA回路530を選択し、上記の電流の電流値が所定値より大きいときには、TIA回路540を選択する。選択された、TIA回路530またはTIA回路540は入力信号の電流値に応じた電圧を端子90に出力する。そして、TIA回路530が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲、及び、TIA回路540が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲には、重なる範囲が存在する。従って、TIA回路530及びTIA回路540から構成されるTIA回路500が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、連続したものとなる。そして、TIA回路500が有する上記の入力信号の電流範囲の下限はTIA回路530が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲の下限となる。また、TIA回路500が有する上記の入力信号の電流範囲の上限はTIA回路540の上記の入力信号の電流範囲の上限となる。従って、TIA回路500は、バイポーラデバイスにより構成されるTIA回路と同様な信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲を、有することになる。そして、そして、TIA回路500は、入力感度の範囲に対応する、入力信号の電流の範囲に対応する出力信号を出力することができる。   From the above, the switching circuit 220 selects the low noise TIA circuit 530 when the amplitude of the output signal of the TIA circuit 500 is smaller than the predetermined value, and selects the TIA circuit 540 when the current value of the current is larger than the predetermined value. To do. The selected TIA circuit 530 or TIA circuit 540 outputs a voltage corresponding to the current value of the input signal to the terminal 90. In addition, there are overlapping ranges in the current range of the input signal in which the TIA circuit 530 can output a reliable output signal and the current range of the input signal in which the TIA circuit 540 can output a reliable output signal. To do. Therefore, the current range of the input signal in which the TIA circuit 500 including the TIA circuit 530 and the TIA circuit 540 can output a reliable output signal is continuous. The lower limit of the current range of the input signal included in the TIA circuit 500 is the lower limit of the current range of the input signal at which the TIA circuit 530 can output a reliable output signal. The upper limit of the current range of the input signal included in the TIA circuit 500 is the upper limit of the current range of the input signal of the TIA circuit 540. Therefore, the TIA circuit 500 has a current range of the input signal that can output a reliable output signal similar to that of the TIA circuit configured by the bipolar device. The TIA circuit 500 can output an output signal corresponding to the current range of the input signal corresponding to the input sensitivity range.

そして、TIA回路500を構成するMOSトランジスタ、容量、抵抗はMOSトランジスタを製造する技術によって製造することができる。従って、TIA回路500を他のLSIを構成する回路と伴に、同一の半導体チップ上に形成することができる。   The MOS transistors, capacitors, and resistors that make up the TIA circuit 500 can be manufactured by a technique for manufacturing MOS transistors. Accordingly, the TIA circuit 500 can be formed on the same semiconductor chip together with circuits constituting other LSIs.

また、TIA回路500において、組み合わせたTIA回路の出力信号を切り替え回路220で切り替える回路を採用している。その結果、組み合わせて使用するTIA回路の電流経路にP型MOSトランジスタが入っていないため、それぞれのTIA回路530、540の入力感度の範囲が広がる。そうすると、TIA回路500において、信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲を、広げることができる。   Further, the TIA circuit 500 employs a circuit that switches the output signal of the combined TIA circuit by the switching circuit 220. As a result, since the P-type MOS transistor is not included in the current path of the TIA circuit used in combination, the range of input sensitivity of the respective TIA circuits 530 and 540 is expanded. Then, in the TIA circuit 500, the current range of the input signal that can output a reliable output signal can be expanded.

実施例1のTIA回路100又は実施例2のTIA回路200は、電流経路が独立するTIA回路60及びTIA回路70から構成されている。そうすると、TIA回路100又はTIA回路200回路を構成する部品の数が多い。そこで、実施例4のTIA回路500は、TIA回路60及びTIA回路70の電流経路に共通部分をもたせて、TIA回路60及びTIA回路70を構成する部品の数を減少させたものである。   The TIA circuit 100 according to the first embodiment or the TIA circuit 200 according to the second embodiment includes a TIA circuit 60 and a TIA circuit 70 having independent current paths. Then, the number of parts constituting the TIA circuit 100 or the TIA circuit 200 circuit is large. Therefore, the TIA circuit 500 according to the fourth embodiment has a common part in the current paths of the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70 to reduce the number of components constituting the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70.

図8に、実施例5のTIA回路600及び受光素子部210を示す。TIA回路600は、バイアス回路10、バイアス回路30、40、図7に示す切り替え回路220から出力された信号X及び信号/X、容量56、抵抗611、613、P型MOSトランジスタ612、N型MOSトランジスタ614、615、616、スイッチ617、618、619、端子90、高電位電源91、及び、低電位電源92から構成されている。受光素子部210、切り替え回路220、バイアス回路10、30、40、及び、容量56は図5において同一符号を付したものと同一であり、その説明を省略する。 FIG. 8 shows a TIA circuit 600 and a light receiving element unit 210 according to the fifth embodiment. The TIA circuit 600 includes a bias circuit 10, bias circuits 30 and 40, a signal X and a signal / X output from the switching circuit 220 shown in FIG. 7, a capacitor 56, resistors 611 and 613, a P-type MOS transistor 612, and an N-type MOS. Transistors 614, 615, and 616, switches 617, 618, and 619, a terminal 90, a high-potential power supply 91, and a low-potential power supply 92 are included. The light receiving element portion 210, the switching circuit 220, the bias circuits 10, 30, 40, and the capacitor 56 are the same as those given the same reference numerals in FIG.

抵抗611の一方の端は高電位電源91に接続し、抵抗611の他方の端はN型MOSトランジスタ614、615のドレイン、抵抗613の他方の端、及び、切り替え回路220に接続する。抵抗613の一方の端はP型MOSトランジスタ612のドレインと接続する。P型MOSトランジスタ612のソースは高電位電源91に接続する。P型MOSトランジスタ612のゲートは、信号/Xを伝える、図7に示す切り替え回路220の出力端子に接続する。 One end of the resistor 611 is connected to the high potential power supply 91, and the other end of the resistor 611 is connected to the drains of the N-type MOS transistors 614 and 615, the other end of the resistor 613, and the switching circuit 220. One end of the resistor 613 is connected to the drain of the P-type MOS transistor 612. The source of the P-type MOS transistor 612 is connected to the high potential power supply 91. The gate of P-type MOS transistor 612 is connected to the output terminal of switching circuit 220 shown in FIG .

そうすると、信号/Xが"L"であるときには、P型MOSトランジスタ612はオンし、TIA600の負荷抵抗値は抵抗611と抵抗613とが並列接続された値となる。一方、信号/Xが"H"であるときには、P型MOSトランジスタ612はオフし、TIA600の負荷抵抗値は抵抗611の抵抗値となる。   Then, when the signal / X is “L”, the P-type MOS transistor 612 is turned on, and the load resistance value of the TIA 600 is a value in which the resistor 611 and the resistor 613 are connected in parallel. On the other hand, when the signal / X is “H”, the P-type MOS transistor 612 is turned off, and the load resistance value of the TIA 600 becomes the resistance value of the resistor 611.

N型MOSトランジスタ614、615のソースは中間ノード620と接続している。N型MOSトランジスタ616のドレインは中間ノード620と接続し、N型MOSトランジスタ616のソースは低電位電源92と接続している。N型MOSトランジスタ614のゲートは、バイアス回路10及びスイッチ619の一方の端と接続する。スイッチ619の他方の端はN型MOSトランジスタ615のゲートに接続する。スイッチ619は図7に示す切り替え回路220からの信号/Xの論理に応じて、スイッチ619の両端の接続及び分離を行う。 The sources of the N-type MOS transistors 614 and 615 are connected to the intermediate node 620. The drain of the N-type MOS transistor 616 is connected to the intermediate node 620, and the source of the N-type MOS transistor 616 is connected to the low potential power source 92. The gate of the N-type MOS transistor 614 is connected to one end of the bias circuit 10 and the switch 619. The other end of the switch 619 is connected to the gate of the N-type MOS transistor 615. The switch 619 connects and disconnects both ends of the switch 619 according to the logic of the signal / X from the switching circuit 220 shown in FIG .

N型MOSトランジスタ616のゲートは、スイッチ617の一方の端及びスイッチ618の一方の端に接続する。スイッチ617の他方の端はバイアス回路30に接続する。スイッチ618の他方の端はバイアス回路40に接続する。スイッチ617は切り替え回路220からの信号Xの論理に応じて、スイッチ617の両端の接続及び分離を行う。スイッチ618は図7に示す切り替え回路220からの信号/Xの論理に応じて、スイッチ618の両端の接続及び分離を行う。 The gate of the N-type MOS transistor 616 is connected to one end of the switch 617 and one end of the switch 618. The other end of the switch 617 is connected to the bias circuit 30. The other end of the switch 618 is connected to the bias circuit 40. The switch 617 connects and disconnects both ends of the switch 617 according to the logic of the signal X from the switching circuit 220. The switch 618 connects and disconnects both ends of the switch 618 in accordance with the logic of the signal / X from the switching circuit 220 shown in FIG .

中間ノード620は容量56が接続し、また、受光素子部210が接続する。   The intermediate node 620 is connected to the capacitor 56 and to the light receiving element unit 210.

図7に示す切り替え回路220の出力端子は端子90に接続している。 The output terminal of the switching circuit 220 shown in FIG .

以上より、TIA回路600は、抵抗611と、N型MOSトランジスタ614と、616とからなる第1のTIA回路、及び、P型MOSトランジスタ612と、抵抗613と、N型MOSトランジスタ615と、N型MOSトランジスタ616とからなる第2のTIA回路を含む。そして、図7に示す切り替え回路220からの信号Xと信号/Xとは、信号の論理において、相補関係にある。すなわち、一方の論理が"H"なら、他方の論理は"L"であり、他方の論理が"L"なら、他方の論理は"H"である。 As described above, the TIA circuit 600 includes the first TIA circuit including the resistor 611, the N-type MOS transistors 614, and 616, the P-type MOS transistor 612, the resistor 613, the N-type MOS transistor 615, and the N-type MOS transistor 615. A second TIA circuit comprising a type MOS transistor 616 is included. The signal X and the signal / X from the switching circuit 220 shown in FIG. 7 are in a complementary relationship in signal logic. That is, if one logic is “H”, the other logic is “L”, and if the other logic is “L”, the other logic is “H”.

そうすると、第1のTIA回路と第2のTIA回路とは、振幅の大小に応じて、切り換わる。図7に示す切り替え回路220からの信号X及び信号/Xの論理が、振幅の大小に応じて切り換わるからである。すなわち、実施例2のTIA回路200と実施例5のTIA回路600とは同様な動作をする。そうすると、TIA回路600が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、第1のTIA回路が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲及び第2のTIA回路が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲との和になる。すなわち、TIA回路600が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、広い範囲となる。 Then, the first TIA circuit and the second TIA circuit are switched according to the magnitude of the amplitude. This is because the logic of the signal X and the signal / X from the switching circuit 220 shown in FIG. 7 switches according to the magnitude of the amplitude. That is, the TIA circuit 200 of the second embodiment and the TIA circuit 600 of the fifth embodiment operate in the same manner. Then, the TIA circuit 600 can output a reliable output signal. The input signal current range is such that the first TIA circuit can output a reliable output signal. The input signal current range and the second TIA circuit. Is the sum of the current range of the input signal that can output a reliable output signal. That is, the current range of the input signal in which the TIA circuit 600 can output a reliable output signal is a wide range.

また、第1のTIA回路及び第2のTIA回路を構成するMOSトランジスタ、容量、抵抗はMOSトランジスタを製造する技術によって製造することができる。従って、TIA回路600を他のLSIを構成する回路と伴に、同一の半導体チップ上に形成することができる。   The MOS transistors, capacitors, and resistors that constitute the first TIA circuit and the second TIA circuit can be manufactured by a technique for manufacturing a MOS transistor. Accordingly, the TIA circuit 600 can be formed on the same semiconductor chip together with circuits constituting other LSIs.

さらに、第1のTIA回路と第2のTIA回路は電流経路を共有しているため、第1のTIA回路と第2のTIA回路が占める回路レイアウト面積は、第1のTIA回路と第2のTIA回路とが独立している場合に比較し、縮小する。そうすると、TIA回路600の回路レイアウト面積を、実施例2のTIA回路200に比較し、小さくすることができる。   Further, since the first TIA circuit and the second TIA circuit share a current path, the circuit layout area occupied by the first TIA circuit and the second TIA circuit is the first TIA circuit and the second TIA circuit. Compared to the case where the TIA circuit is independent, the size is reduced. Then, the circuit layout area of the TIA circuit 600 can be reduced as compared with the TIA circuit 200 of the second embodiment.

実施例6は、CMOS回路からなり、信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲が異なる第1、第2、第3のTIA回路を組み合わせて構成されたTIA回路に関する。そして、入力信号の電流に応じて、第1第2、第3のTIA回路の選択が行われる。 The sixth embodiment relates to a TIA circuit that is configured by combining first, second, and third TIA circuits that include CMOS circuits and that can output a reliable output signal and that have different current ranges of input signals. Then, the first , second and third TIA circuits are selected according to the current of the input signal.

図9に、実施例6のTIA回路700及び受光素子部80を示す。TIA回路700はTIA回路710、TIA回路60、TIA回路70、切り替え回路720、容量56、及び、端子90から構成されている。   FIG. 9 shows a TIA circuit 700 and a light receiving element unit 80 according to the sixth embodiment. The TIA circuit 700 includes a TIA circuit 710, a TIA circuit 60, a TIA circuit 70, a switching circuit 720, a capacitor 56, and a terminal 90.

TIA回路60、TIA回路70、受光素子部80、バイアス回路10、バイアス回路20、バイアス回路30、バイアス回路40、端子90、及び、容量56については、図1において、同一番号を付したものと同様なものであるため、説明を省略する。   The TIA circuit 60, the TIA circuit 70, the light receiving element unit 80, the bias circuit 10, the bias circuit 20, the bias circuit 30, the bias circuit 40, the terminal 90, and the capacitor 56 are denoted by the same reference numerals in FIG. Since it is the same thing, description is abbreviate | omitted.

TIA回路710は、P型MOSトランジスタ711、インダクタンス715、抵抗712、N型MOSトランジスタ713、N型MOSトランジスタ714から構成されている。P型MOSトランジスタ711のソースは高電位電源91に接続し、P型MOSトランジスタ711のドレインはインダクタンス715の一方の端に接続している。P型MOSトランジスタのゲートは切り替え回路720からの出力端子724と接続している。   The TIA circuit 710 includes a P-type MOS transistor 711, an inductance 715, a resistor 712, an N-type MOS transistor 713, and an N-type MOS transistor 714. The source of the P-type MOS transistor 711 is connected to the high potential power supply 91, and the drain of the P-type MOS transistor 711 is connected to one end of the inductance 715. The gate of the P-type MOS transistor is connected to the output terminal 724 from the switching circuit 720.

インダクタンス715の他方の端は抵抗712の一方の端に接続している。抵抗712の他方の端はN型MOSトランジスタ713のドレイン及び端子90と接続している。N型MOSトランジスタ713のソースはN型MOSトランジスタ714のドレイン及び中間ノード55と接続している。N型MOSトランジスタ713のゲートはバイアス回路716と接続している。N型MOSトランジスタ714のソースは低電位電源92と接続している。N型MOSトランジスタ714のゲートはバイアス回路717と接続している。   The other end of the inductance 715 is connected to one end of the resistor 712. The other end of the resistor 712 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 713 and the terminal 90. The source of the N-type MOS transistor 713 is connected to the drain of the N-type MOS transistor 714 and the intermediate node 55. The gate of the N-type MOS transistor 713 is connected to the bias circuit 716. The source of the N-type MOS transistor 714 is connected to the low potential power source 92. The gate of the N-type MOS transistor 714 is connected to the bias circuit 717.

バイアス回路716はバイアス回路10又はバイアス回路20と同様な回路である。また、バイアス回路717はバイアス回路30又はバイアス回路40と同様な回路である。   The bias circuit 716 is a circuit similar to the bias circuit 10 or the bias circuit 20. The bias circuit 717 is a circuit similar to the bias circuit 30 or the bias circuit 40.

なお、TIA回路710の電流経路(P型MOSトランジスタ711、インダクタンス715、抵抗712、N型MOSトランジスタ713、及び、N型MOSトランジスタ714が直列接続されて形成される電流経路)に流れる電流は、TIA回路60の電流経路に流れる電流よりも小さく、例えば、0.8mA程度である。そうすると、抵抗712の抵抗値を大きくすることができるため、TIA回路710において発生する雑音を小さくできる。従って、TIA回路710が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲の下限をTIA回路60のそれよりも下げることができる。一方、TIA回路710が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲の上限は、TIA回路60のそれよりも上がる。TIA回路710の電流経路に流れる電流が小さくなるため、TIA回路710により受けられる信号電流が小さくなるからである。   The current flowing in the current path of the TIA circuit 710 (current path formed by connecting the P-type MOS transistor 711, the inductance 715, the resistor 712, the N-type MOS transistor 713, and the N-type MOS transistor 714 in series) The current is smaller than the current flowing through the current path of the TIA circuit 60, for example, about 0.8 mA. Then, since the resistance value of the resistor 712 can be increased, noise generated in the TIA circuit 710 can be reduced. Therefore, the lower limit of the current range of the input signal that allows the TIA circuit 710 to output a reliable output signal can be made lower than that of the TIA circuit 60. On the other hand, the upper limit of the current range of the input signal at which the TIA circuit 710 can output a reliable output signal is higher than that of the TIA circuit 60. This is because the signal current received by the TIA circuit 710 is reduced because the current flowing through the current path of the TIA circuit 710 is reduced.

切り替え回路720は差動増幅器721、差動増幅器722、ロジック回路723から構成されている。差動増幅器721の第1入力端子及び第3入力端子はダイオード素子81と抵抗82とが接続する中間ノードと接続する。差動増幅器721の第2入力端子は抵抗82と容量84とが接続する中間ノードと接続する。差動増幅器721の第4入力端子には第1基準電位727が入力されている。また、差動増幅器721の出力端子はロジック回路723の第1入力端子に接続する。   The switching circuit 720 includes a differential amplifier 721, a differential amplifier 722, and a logic circuit 723. The first input terminal and the third input terminal of the differential amplifier 721 are connected to an intermediate node where the diode element 81 and the resistor 82 are connected. The second input terminal of the differential amplifier 721 is connected to an intermediate node where the resistor 82 and the capacitor 84 are connected. The first reference potential 727 is input to the fourth input terminal of the differential amplifier 721. The output terminal of the differential amplifier 721 is connected to the first input terminal of the logic circuit 723.

差動増幅器722の第1入力端子及び第3入力端子はダイオード素子81と抵抗82とが接続する中間ノードと接続する。差動増幅器722の第2入力端子は抵抗82と容量84とが接続する中間ノードと接続する。差動増幅器722の第4入力端子には第2基準電位728が入力されている。また、差動増幅器722の出力端子はロジック回路723の第2入力端子に接続する。   The first input terminal and the third input terminal of the differential amplifier 722 are connected to an intermediate node where the diode element 81 and the resistor 82 are connected. A second input terminal of the differential amplifier 722 is connected to an intermediate node where the resistor 82 and the capacitor 84 are connected. The second reference potential 728 is input to the fourth input terminal of the differential amplifier 722. The output terminal of the differential amplifier 722 is connected to the second input terminal of the logic circuit 723.

なお、差動増幅器721及び差動増幅器722は、第1入力端子と第2入力端子間の電圧より、第3入力端子と第4入力端子間の電圧が大きいときに論理"L"、その逆のときには論理"H"の信号を出力する。また、第1基準電圧727は、第2基準電圧728より高い電圧である。   The differential amplifier 721 and the differential amplifier 722 have a logic “L” when the voltage between the third input terminal and the fourth input terminal is larger than the voltage between the first input terminal and the second input terminal, and vice versa. In this case, a logic "H" signal is output. The first reference voltage 727 is higher than the second reference voltage 728.

差動増幅器721が論理"L"の信号を出力し、差動増幅器722が論理"L"の信号を出力するときに、ロジック回路723は、出力端子724に論理"H"の信号を、出力端子725に論理"H"の信号を、出力端子726に論理"L"の信号を出力する。   When the differential amplifier 721 outputs a logic “L” signal and the differential amplifier 722 outputs a logic “L” signal, the logic circuit 723 outputs a logic “H” signal to the output terminal 724. A logic “H” signal is output to the terminal 725, and a logic “L” signal is output to the output terminal 726.

また、差動増幅器721が論理"L"の信号を出力し、差動増幅器722が論理"H"の信号を出力するときに、ロジック回路723は、出力端子724に論理"H"の信号を、出力端子725に論理"L"の信号を、出力端子726に論理"H"の信号を出力する。   Further, when the differential amplifier 721 outputs a logic “L” signal and the differential amplifier 722 outputs a logic “H” signal, the logic circuit 723 outputs a logic “H” signal to the output terminal 724. A logic “L” signal is output to the output terminal 725, and a logic “H” signal is output to the output terminal 726.

また、差動増幅器721が論理"H"の信号を出力し、差動増幅器722が論理"H"の信号を出力するときに、ロジック回路723は、出力端子724に論理"L"の信号を、出力端子725に論理"H"の信号を、出力端子726に論理"H"の信号を出力する。   Further, when the differential amplifier 721 outputs a logic “H” signal and the differential amplifier 722 outputs a logic “H” signal, the logic circuit 723 outputs a logic “L” signal to the output terminal 724. , A logic “H” signal is output to the output terminal 725, and a logic “H” signal is output to the output terminal 726.

出力端子724、出力端子725、出力端子726は、それぞれTIA回路710のN型MOSトランジスタ71のゲート、TIA回路60のN型MOSトランジスタ6のゲート、TIA回路70のN型MOSトランジスタ7のゲートと接続している。そうすると、抵抗82の両端の電圧が第2基準電圧727より低い電圧であるとき、すなわち、大電流が抵抗82に流れるときには、TIA回路70のみが動作する。次いで、抵抗82の両端の電圧が第1基準電圧727と第2基準電圧728の間の電圧であるとき、すなわち、中程度の電流が抵抗82に流れるときには、TIA回路60のみが動作する。次いで、抵抗82の両端の電圧が第1基準電圧727より高い電圧であるとき、すなわち、小電流が抵抗82に流れるときには、TIA回路710のみが動作する。 Output terminal 724, output terminal 725, output terminal 726, N-type MOS transistor 71 1 of the gate of each TIA circuit 710, N-type MOS transistor 61 of the gate of the TIA circuit 60, N-type MOS transistor 71 of the TIA circuit 70 Connected to the gate. Then, when the voltage across the resistor 82 is lower than the second reference voltage 727, that is, when a large current flows through the resistor 82, only the TIA circuit 70 operates. Next, when the voltage across the resistor 82 is a voltage between the first reference voltage 727 and the second reference voltage 728, that is, when a moderate current flows through the resistor 82, only the TIA circuit 60 operates. Next, when the voltage across the resistor 82 is higher than the first reference voltage 727, that is, when a small current flows through the resistor 82, only the TIA circuit 710 operates.

受光素子部80のインダクタンス83に接続する出力端子は中間ノード55及び容量56に接続する。中間ノード55は、N型MOSトランジスタ713とN型MOSトランジスタ714が接続する中間ノード、N型MOSトランジスタ63とN型MOSトランジスタ64が接続する中間ノード、及び、N型MOSトランジスタ73とN型MOSトランジスタ74が接続する中間ノードに接続する。端子90は、抵抗712とN型MOSトランジスタ713が接続する中間ノード、抵抗62とN型MOSトランジスタ63が接続する中間ノード、及び、抵抗72とN型MOSトランジスタ73が接続する中間ノードに接続する。   An output terminal connected to the inductance 83 of the light receiving element unit 80 is connected to the intermediate node 55 and the capacitor 56. The intermediate node 55 includes an intermediate node where the N-type MOS transistor 713 and the N-type MOS transistor 714 are connected, an intermediate node where the N-type MOS transistor 63 and the N-type MOS transistor 64 are connected, and the N-type MOS transistor 73 and the N-type MOS transistor. Connect to the intermediate node to which transistor 74 is connected. The terminal 90 is connected to an intermediate node connecting the resistor 712 and the N-type MOS transistor 713, an intermediate node connecting the resistor 62 and the N-type MOS transistor 63, and an intermediate node connecting the resistor 72 and the N-type MOS transistor 73. .

半導体装置700が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、TIA回路710が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲、TIA回路60が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲、及び、TIA回路70が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲との和になる。すなわち、半導体装置700が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、広い範囲となる。   The input signal current range in which the semiconductor device 700 can output a reliable output signal is the input signal current range in which the TIA circuit 710 can output the reliable output signal, and the TIA circuit 60 has a reliable output. This is the sum of the current range of the input signal in which the signal can be output and the current range of the input signal in which the TIA circuit 70 can output a reliable output signal. That is, the current range of the input signal in which the semiconductor device 700 can output a reliable output signal is a wide range.

また、TIA回路710、TIA回路60、TIA回路70、及び、切り替え回路720を構成するMOSトランジスタ、容量、抵抗はMOSトランジスタを製造する技術によって製造することができる。従って、TIA回路700を他のLSIを構成する回路と伴に、同一の半導体チップ上に形成することができる。   The MOS transistors, capacitors, and resistors that constitute the TIA circuit 710, the TIA circuit 60, the TIA circuit 70, and the switching circuit 720 can be manufactured by a technique for manufacturing MOS transistors. Accordingly, the TIA circuit 700 can be formed on the same semiconductor chip together with circuits constituting other LSIs.

実施例6のTIA回路700は、電流経路が独立するTIA回路710、TIA回路60、及び、TIA回路70から構成されている。そうすると、TIA回路700を構成する部品の数が多い。そこで、実施例8のTIA回路800は、TIA回路710、TIA回路60、及び、TIA回路70の電流経路に共通部分をもたせて、TIA回路710、TIA回路60及びTIA回路70を構成する部品の数を減少させたものである。   The TIA circuit 700 according to the sixth embodiment includes a TIA circuit 710, a TIA circuit 60, and a TIA circuit 70 having independent current paths. As a result, the number of parts constituting the TIA circuit 700 is large. Therefore, the TIA circuit 800 according to the eighth embodiment includes components common to the current paths of the TIA circuit 710, the TIA circuit 60, and the TIA circuit 70, and the components constituting the TIA circuit 710, the TIA circuit 60, and the TIA circuit 70. The number is reduced.

図10に、実施例7のTIA回路800及び受光素子部80を示す。   FIG. 10 illustrates a TIA circuit 800 and a light receiving element unit 80 according to the seventh embodiment.

TIA回路800は、切り替え回路720、容量56、端子90、P型MOSトランジスタ811、812、813、抵抗814、815、816、N型MOSトランジスタ817、818、スイッチ819、820、821、822、823、824、バイアス回路717、30、40、端子90、及び、バイアス回路716、10、20から構成されている。   The TIA circuit 800 includes a switching circuit 720, a capacitor 56, a terminal 90, P-type MOS transistors 811, 812, 813, resistors 814, 815, 816, N-type MOS transistors 817, 818, switches 819, 820, 821, 822, 823. 824, bias circuits 717, 30, 40, a terminal 90, and bias circuits 716, 10, 20.

受光素子部80、切り替え回路、容量56、端子90については、実施例6のTIA回路700で説明したものと同一である。   The light receiving element unit 80, the switching circuit, the capacitor 56, and the terminal 90 are the same as those described in the TIA circuit 700 of the sixth embodiment.

高電位電源91とP型MOSトランジスタ811のソースは接続している。P型MOSトランジスタ811のドレインは抵抗814の一方の端に接続している。P型MOSトランジスタ811のゲートは出力端子724に接続する。 The high potential power supply 91 and the source of the P-type MOS transistor 811 are connected. The drain of the P-type MOS transistor 811 is connected to one end of the resistor 814. The gate of the P-type MOS transistor 811 is connected to the output terminal 724.

高電位電源91とP型MOSトランジスタ812のソースは接続している。P型MOSトランジスタ812のドレインは抵抗815の一方の端に接続している。P型MOSトランジスタ812のゲートは出力端子725に接続する。 The high potential power supply 91 and the source of the P-type MOS transistor 812 are connected. The drain of the P-type MOS transistor 812 is connected to one end of the resistor 815. The gate of the P-type MOS transistor 812 is connected to the output terminal 725.

高電位電源91とP型MOSトランジスタ813のソースは接続している。P型MOSトランジスタ813のドレインは抵抗816の一方の端に接続している。P型MOSトランジスタ813のゲートは出力端子726に接続する。 The high potential power supply 91 and the source of the P-type MOS transistor 813 are connected. The drain of the P-type MOS transistor 813 is connected to one end of the resistor 816. The gate of the P-type MOS transistor 813 is connected to the output terminal 726.

抵抗814、815、816の他方の端は、端子90及びN型MOSトランジスタ817のドレインと接続する。N型MOSトランジスタ817のソースは中間ノード55、容量56、N型MOSトランジスタ818のドレインと接続している。N型MOSトランジスタ817のゲートはスイッチ822、823、824の一方の端に接続している。スイッチ822の他方の端はバイアス回路716と、スイッチ823の他方の端はバイアス回路10と、スイッチ824の他方の端はバイアス回路20と接続している。スイッチ822、823、824は、それぞれ、出力端子724、725、726からの信号の論理に応じてオン/オフする。   The other ends of the resistors 814, 815, and 816 are connected to the terminal 90 and the drain of the N-type MOS transistor 817. The source of the N-type MOS transistor 817 is connected to the intermediate node 55, the capacitor 56, and the drain of the N-type MOS transistor 818. The gate of the N-type MOS transistor 817 is connected to one end of the switches 822, 823, and 824. The other end of the switch 822 is connected to the bias circuit 716, the other end of the switch 823 is connected to the bias circuit 10, and the other end of the switch 824 is connected to the bias circuit 20. The switches 822, 823, and 824 are turned on / off according to the logic of the signals from the output terminals 724, 725, and 726, respectively.

N型MOSトランジスタ818のソースは低電位電源92に接続する。N型MOSトランジスタ818のゲートはスイッチ819、820、821の一方の端に接続している。スイッチ819の他方の端はバイアス回路717と、スイッチ820の他方の端はバイアス回路30と、スイッチ821の他方の端はバイアス回路40と接続している。スイッチ819、820、821は、それぞれ、出力端子724、725、726からの信号の論理に応じてオン/オフする。   The source of the N-type MOS transistor 818 is connected to the low potential power source 92. The gate of the N-type MOS transistor 818 is connected to one end of the switches 819, 820, and 821. The other end of the switch 819 is connected to the bias circuit 717, the other end of the switch 820 is connected to the bias circuit 30, and the other end of the switch 821 is connected to the bias circuit 40. The switches 819, 820, and 821 are turned on / off according to the logic of signals from the output terminals 724, 725, and 726, respectively.

なお、P型MOSトランジスタ811と、抵抗814、N型MOSトランジスタ817と、N型MOSトランジスタ818とは、出力端子724からの信号の論理が"L"のときに、直列に接続される。そして、上記の素子によって形成される電流経路に流れる電流の電流値は、TIA回路710に流れる電流の電流値と同様である。   Note that the P-type MOS transistor 811, the resistor 814, the N-type MOS transistor 817, and the N-type MOS transistor 818 are connected in series when the logic of the signal from the output terminal 724 is “L”. The current value of the current flowing in the current path formed by the element is the same as the current value of the current flowing in the TIA circuit 710.

また、P型MOSトランジスタ812と、抵抗815、N型MOSトランジスタ817と、N型MOSトランジスタ818とは、出力端子725からの信号の論理が"L"のときに、直列に接続される。そして、上記の素子によって形成される電流経路に流れる電流の電流値は、TIA回路60に流れる電流の電流値と同様である。   The P-type MOS transistor 812, the resistor 815, the N-type MOS transistor 817, and the N-type MOS transistor 818 are connected in series when the logic of the signal from the output terminal 725 is “L”. The current value of the current flowing in the current path formed by the above-described element is the same as the current value of the current flowing in the TIA circuit 60.

また、P型MOSトランジスタ813と、抵抗816、N型MOSトランジスタ817と、N型MOSトランジスタ818とは、出力端子726からの信号の論理が"L"のときに、直列に接続される。そして、上記の素子によって形成される電流経路に流れる電流の電流値は、TIA回路70に流れる電流の電流値と同様である。   The P-type MOS transistor 813, the resistor 816, the N-type MOS transistor 817, and the N-type MOS transistor 818 are connected in series when the logic of the signal from the output terminal 726 is "L". The current value of the current flowing through the current path formed by the element is the same as the current value of the current flowing through the TIA circuit 70.

受光素子部80の抵抗82の一方の端の電圧と、他方の端の電圧を受けて切り替え回路720は出力端子724、725、726に、実施例6の切り替え回路720と同様な論理信号を出力する。受光素子部80のインダクタンス83に接続する出力端子は、中間ノード及び容量56に接続する。   The switching circuit 720 receives the voltage at one end of the resistor 82 of the light receiving element unit 80 and the voltage at the other end, and outputs the same logic signal to the output terminals 724, 725, and 726 as the switching circuit 720 of the sixth embodiment. To do. An output terminal connected to the inductance 83 of the light receiving element unit 80 is connected to the intermediate node and the capacitor 56.

以上より、TIA回路800が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、TIA回路710が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲、TIA回路60が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲、及び、TIA回路70が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲との和になる。すなわち、TIA回路800が信頼性のある出力信号を出力できる、入力信号の電流範囲は、広い範囲となる。   As described above, the TIA circuit 800 can output a reliable output signal, the current range of the input signal can be the TIA circuit 710 can output the reliable output signal, the input signal current range, and the TIA circuit 60 can be reliable. This is the sum of the current range of the input signal in which a certain output signal can be output and the current range of the input signal in which the TIA circuit 70 can output a reliable output signal. That is, the current range of the input signal in which the TIA circuit 800 can output a reliable output signal is a wide range.

また、TIA回路800を構成するMOSトランジスタ、容量、抵抗はMOSトランジスタを製造する技術によって製造することができる。従って、TIA回路800を他のLSIを構成する回路と伴に、同一の半導体チップ上に形成することができる。
以下に本発明の特徴を付記する。
(付記1)
第1電流経路を有し、前記第1電流経路に流れ込む電流により、入力信号を検出する第1電流電圧変換回路と、
第2電流経路を有し、前記第2電流経路に流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第2電流電圧変換回路と、
前記入力信号の電流値が第1電流値より小さいときは、前記第1電流電圧変換回路により前記入力信号を検出し、前記入力信号の電流値が前記第1電流値より大きいときは、前記第2電流電圧変換回路により前記入力信号を検出するように、前記第1電流電圧変換回路及び前記第2電流電圧変換回路の動作を制御する制御回路と、を備える半導体回路装置。
(付記2)
前記第1電流経路に含まれる第1抵抗と、前記第2電流経路に含まれる第2抵抗と、をさらに有し前記第1抵抗の抵抗値が前記第2抵抗の抵抗値より大きいことを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記3)
前記第1電流電圧変換回路の第1出力端及び前記第2電流電圧変換回路の第2出力端が、接続ノードで接続されていることを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記4)
前記第1電流経路に含まれる第1P型MOSトランジスタ及び前記第2電流経路に含まれる第2P型MOSトランジスタと、をさらに有し、前記制御回路は、前記第1P型MOSトランジスタ及び前記第2P型MOSトランジスタの導通状態と非導通状態の切り替えを制御することを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記5)
前記制御回路は、前記入力信号の信号源と直列に接続された抵抗の両端の電圧を検出し、前記両端の電圧が第1電圧値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流より小さいと判断し、前記両端の電圧が前記第1電圧値より大きい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流値より大きいと判断することを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記6)
前記第1電流経路に含まれる第1MOSトランジスタと、
前記第2電流経路に含まれる第2MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタのゲートに接続された第1バイアス回路と、
前記第2MOSトランジスタのゲートに接続された第2バイアス回路と、
をさらに有し、
前記第1MOSトランジスタを流れる電流は、前記第2MOSトランジスタを流れる電流よりも小さいことを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記7)
前記制御回路は、前記第1出力端及び前記第2出力端が接続された出力信号線の振幅電圧を検出し、前記振幅電圧が第2電圧値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流値より小さいと判断し、前記振幅電圧が前記第2電圧値より大きい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流値より大きいと判断することを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記8)
前記第1電流経路にインダクタンスが含まれることを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記9)
前記第1電流電圧変換回路の第1入力線及び前記第2電流電圧変換回路の第2入力線が接続される分岐ノードから前記第2電流電圧変換回路までの前記第2入力線にインダクタンスが含まれることを特徴とする付記7記載の半導体回路装置。(図1、図6A)
(付記10)
前記第2出力端と前記接続ノードとの間において、インダクタンスが含まれることを特徴とする付記8記載の半導体回路装置。
(付記11)
前記第1出力端と接続ノードの間に配置された第1増幅器と、
前記第2出力端と接続ノードの間に配置された第2増幅器と、をさらに有し、前記制御回路は、前記第1増幅器及び前記第2増幅器の活性と非活性の切り替えを制御することを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記12)
前記第1電流電圧変換回路は、前記第1電流経路に、前記第3MOSトランジスタ、前記第3抵抗、及び、第3バイアス回路にゲートが接続する前記第3MOSトランジスタを含み、前記第2電流電圧変換回路は、前記第2電流経路に、前記第4MOSトランジスタ、前記第4抵抗、及び、第4バイアス回路にゲートが接続する前記第3MOSトランジスタを含むことを特徴とする付記1記載の半導体回路装置。
(付記13)
第3電流経路を有し、前記第3電流経路に流れ込む電流により、入力信号を検出する第3電流電圧変換回路と、
第4電流経路を有し、前記第4電流経路に流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第4電流電圧変換回路と、
第5電流経路を有し、前記第5電流経路に流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第5電流電圧変換回路と、
前記入力信号の電流値が第1の値より小さいときは、前記第3電流電圧変換回路により前記入力信号を検出し、前記入力信号の電流値が前記第1の値より大きく、第2の値より小さいときは、前記第4電流電圧変換回路により前記入力信号を検出し、前記入力信号の電流値が前記第2の値より大きいときは、前記第5電流電圧変換回路により前記入力信号を検出するように、前記第3電流電圧変換回路、前記第4電流電圧変換回路、及び、前記第5電流電圧変換回路の動作を制御する制御回路と、を備える半導体回路装置。
(付記14)
前記第3電流経路にインダクタンスが含まれることを特徴とする付記13記載の半導体回路装置。
(付記15)
前記制御回路は、前記入力信号の信号源と直列に接続された抵抗の両端の電圧を検出し、前記両端の電圧が第3の値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1の値より小さいと判断し、前記両端の電圧が前記第3の値より大きく、第4の値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1の値より大きく、前記第2の値より小さいと判断し、前記両端の電圧が第4の値より大きい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第2の値より大きいと判断することを特徴とする付記13記載の半導体回路装置。
(付記16)
前記第3電流電圧変換回路は、前記第3電流経路に、前記第5MOSトランジスタ、前記第5抵抗、及び、第5バイアス回路にゲートが接続する前記第5MOSトランジスタを含み、前記第4電流電圧変換回路は、前記第4電流経路に、前記第6MOSトランジスタ、前記第6抵抗、及び、第6バイアス回路にゲートが接続する前記第6MOSトランジスタを含み、前記第5電流電圧変換回路は、前記第5電流経路に、前記第7MOSトランジスタ、前記第7抵抗、及び、第7バイアス回路にゲートが接続する前記第7MOSトランジスタを含むことを特徴とする付記13記載の半導体回路装置。(図8)
Further, the MOS transistor, the capacitor, and the resistor that constitute the TIA circuit 800 can be manufactured by a technique for manufacturing a MOS transistor. Accordingly, the TIA circuit 800 can be formed on the same semiconductor chip together with circuits constituting other LSIs.
The features of the present invention are described below.
(Appendix 1)
A first current-voltage conversion circuit that has a first current path and detects an input signal by a current flowing into the first current path;
A second current-voltage conversion circuit that has a second current path and detects the input signal by a current flowing into the second current path;
When the current value of the input signal is smaller than the first current value, the input signal is detected by the first current-voltage conversion circuit, and when the current value of the input signal is larger than the first current value, A semiconductor circuit device comprising: a control circuit that controls operations of the first current-voltage conversion circuit and the second current-voltage conversion circuit so that the input signal is detected by a two-current-voltage conversion circuit.
(Appendix 2)
A first resistor included in the first current path; and a second resistor included in the second current path. The resistance value of the first resistor is greater than the resistance value of the second resistor. The semiconductor circuit device according to appendix 1.
(Appendix 3)
The semiconductor circuit device according to appendix 1, wherein a first output terminal of the first current-voltage conversion circuit and a second output terminal of the second current-voltage conversion circuit are connected by a connection node.
(Appendix 4)
A first P-type MOS transistor included in the first current path and a second P-type MOS transistor included in the second current path; and the control circuit includes the first P-type MOS transistor and the second P-type MOS transistor. 2. The semiconductor circuit device according to appendix 1, wherein switching between a conductive state and a non-conductive state of the MOS transistor is controlled.
(Appendix 5)
The control circuit detects a voltage across a resistor connected in series with a signal source of the input signal, and when the voltage across the both ends is smaller than a first voltage value, the current value of the input signal is Supplementary note 1 wherein the current value of the input signal is judged to be larger than the first current value when it is judged that the current is smaller than the first current and the voltage across the both ends is larger than the first voltage value. The semiconductor circuit device described.
(Appendix 6)
A first MOS transistor included in the first current path;
A second MOS transistor included in the second current path;
A first bias circuit connected to the gate of the first MOS transistor;
A second bias circuit connected to the gate of the second MOS transistor;
Further comprising
The semiconductor circuit device according to claim 1, wherein a current flowing through the first MOS transistor is smaller than a current flowing through the second MOS transistor.
(Appendix 7)
The control circuit detects an amplitude voltage of an output signal line to which the first output terminal and the second output terminal are connected, and when the amplitude voltage is smaller than a second voltage value, the current of the input signal The value is determined to be smaller than the first current value, and when the amplitude voltage is larger than the second voltage value, the current value of the input signal is determined to be larger than the first current value. The semiconductor circuit device according to appendix 1.
(Appendix 8)
The semiconductor circuit device according to appendix 1, wherein an inductance is included in the first current path.
(Appendix 9)
The second input line from the branch node to which the first input line of the first current-voltage conversion circuit and the second input line of the second current-voltage conversion circuit are connected to the second current-voltage conversion circuit includes an inductance. 8. The semiconductor circuit device according to appendix 7, wherein: (Fig. 1, Fig. 6A)
(Appendix 10)
9. The semiconductor circuit device according to appendix 8, wherein an inductance is included between the second output terminal and the connection node.
(Appendix 11)
A first amplifier disposed between the first output terminal and a connection node;
A second amplifier disposed between the second output terminal and a connection node, wherein the control circuit controls switching between activation and deactivation of the first amplifier and the second amplifier. The semiconductor circuit device according to Supplementary Note 1, wherein
(Appendix 12)
The first current-voltage conversion circuit includes the third MOS transistor, the third resistor, and the third MOS transistor having a gate connected to a third bias circuit in the first current path, and the second current-voltage conversion 2. The semiconductor circuit device according to claim 1, wherein the circuit includes, in the second current path, the fourth MOS transistor, the fourth resistor, and the third MOS transistor having a gate connected to a fourth bias circuit.
(Appendix 13)
A third current-voltage conversion circuit that has a third current path and detects an input signal by a current flowing into the third current path;
A fourth current-voltage conversion circuit having a fourth current path and detecting the input signal by a current flowing into the fourth current path;
A fifth current-voltage conversion circuit that has a fifth current path and detects the input signal by a current flowing into the fifth current path;
When the current value of the input signal is smaller than the first value, the input signal is detected by the third current-voltage conversion circuit, and the current value of the input signal is larger than the first value and the second value When the value is smaller, the input signal is detected by the fourth current-voltage conversion circuit, and when the current value of the input signal is larger than the second value, the input signal is detected by the fifth current-voltage conversion circuit. A semiconductor circuit device comprising: a control circuit that controls operations of the third current-voltage conversion circuit, the fourth current-voltage conversion circuit, and the fifth current-voltage conversion circuit.
(Appendix 14)
14. The semiconductor circuit device according to appendix 13, wherein an inductance is included in the third current path.
(Appendix 15)
The control circuit detects a voltage across a resistor connected in series with a signal source of the input signal, and when the voltage across the resistor is a voltage smaller than a third value, the current value of the input signal is When it is determined that the voltage at both ends is larger than the third value and smaller than the fourth value, the current value of the input signal is larger than the first value, Supplementary note 13 wherein the current value of the input signal is judged to be greater than the second value when it is determined that the voltage is smaller than the second value and the voltage across the both ends is greater than the fourth value. The semiconductor circuit device described.
(Appendix 16)
The third current / voltage converter circuit includes the fifth MOS transistor, the fifth resistor, and the fifth MOS transistor having a gate connected to a fifth bias circuit in the third current path, and the fourth current / voltage converter. The circuit includes the sixth MOS transistor, the sixth resistor, and the sixth MOS transistor having a gate connected to the sixth bias circuit in the fourth current path, and the fifth current-voltage conversion circuit includes the fifth current-voltage conversion circuit, 14. The semiconductor circuit device according to appendix 13, wherein the current path includes the seventh MOS transistor, the seventh resistor, and the seventh MOS transistor having a gate connected to the seventh bias circuit. (Fig. 8)

本発明によれば、広い、入力感度を維持できる入力信号の電流範囲を有する半導体回路装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor circuit device which has the electric current range of the input signal which can maintain a wide input sensitivity can be provided.

図1に、実施例1のTIA回路100を示す。FIG. 1 shows a TIA circuit 100 according to the first embodiment. 図2によって、バイアス回路10、20、30、40の例を示す。FIG. 2 shows examples of the bias circuits 10, 20, 30 and 40. 図3に、TIA回路60及びTIA回路70の特徴を表した表を示す。FIG. 3 shows a table representing the characteristics of the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70. 図4に、TIA回路60及びTIA回路70が有する入力感度についてのグラフを示す。FIG. 4 shows a graph regarding the input sensitivity of the TIA circuit 60 and the TIA circuit 70. 図5に、実施例2のTIA回路200及び受光素子部210を示す。FIG. 5 shows the TIA circuit 200 and the light receiving element portion 210 of the second embodiment. 図6に、実施例3のTIA回路300及びTIA回路400を示す。FIG. 6 shows a TIA circuit 300 and a TIA circuit 400 according to the third embodiment. 図7に、実施例4のTIA回路500及び受光素子部210を示す。FIG. 7 shows a TIA circuit 500 and a light receiving element unit 210 according to the fourth embodiment. 図8に、実施例5のTIA回路600及び受光素子部210を示す。FIG. 8 shows a TIA circuit 600 and a light receiving element unit 210 according to the fifth embodiment. 図9に、実施例6のTIA回路700及び受光素子部80を示す。FIG. 9 shows a TIA circuit 700 and a light receiving element unit 80 according to the sixth embodiment. 図10に、実施例7のTIA回路800及び受光素子部80を示す。FIG. 10 illustrates a TIA circuit 800 and a light receiving element unit 80 according to the seventh embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100、200、300、400、500、600、700、800 TIA回路
10、20、30、40、716、717 バイアス回路
60、70、310、530、540、710 TIA回路
80、220、720 切り替え回路
90 端子
61、71、85、612、711、811、812、813 P型MOSトランジスタ
11、12、31、32、34、62、72、82、611、613、712、814、815、816 抵抗
33、51、721、722 差動増幅器
53、54 信号
57、58、65、83、715 インダクタンス
55、620 中間ノード
84、56 容量
91 高電位電源
92 低電位電源
52、222、223 反転増幅器
510、511、512、520、521、522 増幅器
81 フォトダイオード
221 振幅検出回路
617、618、619、819、820、821、822、823、824 スイッチ
63、73、64、74、35、36、39、42、43、513、523、614、615、616、713、714、817、818 N型MOSトランジスタ
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 TIA circuit 10, 20, 30, 40, 716, 717 Bias circuit 60, 70, 310, 530, 540, 710 TIA circuit 80, 220, 720 switching circuit 90 Terminals 61, 71, 85, 612, 711, 811, 812, 813 P-type MOS transistors 11, 12, 31, 32, 34, 62, 72, 82, 611, 613, 712, 814, 815, 816 Resistor 33 , 51, 721, 722 Differential amplifier 53, 54 Signal 57, 58, 65, 83, 715 Inductance 55, 620 Intermediate node 84, 56 Capacity 91 High potential power source 92 Low potential power source 52, 222, 223 Inverting amplifier 510, 511 512, 520, 521, 522 Amplifier 81 Photodiode 22 Amplitude detection circuits 617, 618, 619, 819, 820, 821, 822, 823, 824 switches 63, 73, 64, 74, 35, 36, 39, 42, 43, 513, 523, 614, 615, 616, 713 , 714, 817, 818 N-type MOS transistor

Claims (10)

第1電流経路を有し、前記第1電流経路にふくまれ、ゲートに第1バイアス回路が接続された第1MOSトランジスタのソースに、インダクタンスを有する配線を介して入力される、入力信号に伴って流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第1電流電圧変換回路と、
第2電流経路を有し、前記第2電流経路にふくまれ、ゲートに第2バイアス回路が接続された第2MOSトランジスタのソースに、前記インダクタンスを有する配線を介して入力される、前記入力信号に伴って流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第2電流電圧変換回路と、
前記入力信号の電流値が第1電流値より小さいときは、前記第1電流電圧変換回路により前記入力信号を検出し、前記入力信号の電流値が前記第1電流値より大きいときは、前記第2電流電圧変換回路により前記入力信号を検出するように、前記第1電流電圧変換回路及び前記第2電流電圧変換回路の動作を制御する制御回路と、を備える半導体回路装置。
In accordance with an input signal that is input to the source of the first MOS transistor having the first current path, including the first current path, and having the gate connected to the first bias circuit via the wiring having inductance. A first current-voltage conversion circuit that detects the input signal by flowing current;
The input signal is input to the source of a second MOS transistor having a second current path, included in the second current path, and having a gate connected to a second bias circuit via the wiring having the inductance. A second current-voltage conversion circuit for detecting the input signal by a current flowing therewith;
When the current value of the input signal is smaller than the first current value, the input signal is detected by the first current-voltage conversion circuit, and when the current value of the input signal is larger than the first current value, A semiconductor circuit device comprising: a control circuit that controls operations of the first current-voltage conversion circuit and the second current-voltage conversion circuit so that the input signal is detected by a two-current-voltage conversion circuit.
前記第1電流経路に含まれる第1抵抗と、前記第2電流経路に含まれる第2抵抗と、をさらに有し前記第1抵抗の抵抗値が前記第2抵抗の抵抗値より大きいことを特徴とする請求項1記載の半導体回路装置。   A first resistor included in the first current path and a second resistor included in the second current path are further included, and a resistance value of the first resistor is larger than a resistance value of the second resistor. The semiconductor circuit device according to claim 1. 前記第1電流経路に含まれる第1P型MOSトランジスタ及び前記第2電流経路に含まれる第2P型MOSトランジスタと、をさらに有し、前記制御回路は、前記第1P型MOSトランジスタ及び前記前記第2P型MOSトランジスタの導通状態と非導通状態の切り替えを制御することを特徴とする請求項1記載の半導体回路装置。   A first P-type MOS transistor included in the first current path and a second P-type MOS transistor included in the second current path; and the control circuit includes the first P-type MOS transistor and the second P-type MOS transistor. 2. The semiconductor circuit device according to claim 1, wherein switching between a conductive state and a non-conductive state of the MOS transistor is controlled. 前記制御回路は、前記入力信号の信号原と直列に接続された抵抗の両端の電圧を検出し、前記両端の電圧が第1電圧値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流値より小さいと判断し、前記両端の電圧が前記第1電圧値より大きい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流値より大きいと判断することを特徴とする請求項1記載の半導体回路装置。   The control circuit detects a voltage across a resistor connected in series with a signal source of the input signal, and when the voltage across the both ends is smaller than a first voltage value, the current value of the input signal is It is determined that the current value is smaller than the first current value, and when the voltage across the both ends is larger than the first voltage value, it is determined that the current value of the input signal is larger than the first current value. Item 14. A semiconductor circuit device according to Item 1. 記第1MOSトランジスタを流れる電流は、前記第2MOSトランジスタを流れる電流よりも小さくなるように、前記第1バイアス回路から前記第1MOSトランジスタのゲートに出力される第1バイアス電圧及び前記第2バイアス回路から前記第2MOSトランジスタのゲートに出力される第2バイアス電圧が設定されていることを特徴とする請求項1記載の半導体回路装置。 Before SL current flowing through the first 1MOS transistor, the small Kunar so on than the 2MOS current flowing through the transistor, the first bias voltage and the second bias output from the first bias circuit to the gate of the first 1MOS transistor 2. The semiconductor circuit device according to claim 1, wherein a second bias voltage output from the circuit to the gate of the second MOS transistor is set . 前記制御回路は、前記第1電流経路に接続する第1出力端及び前記第2電流経路に接続する第2出力端が接続された出力信号線の振幅電圧を検出し、前記振幅電圧が第2電圧値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流値より小さいと判断し、前記振幅電圧が前記第2電圧値より大きい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1電流値より大きいと判断することを特徴とする請求項1記載の半導体回路装置。   The control circuit detects an amplitude voltage of an output signal line to which a first output terminal connected to the first current path and a second output terminal connected to the second current path are connected, and the amplitude voltage is a second value. When the voltage is smaller than the voltage value, it is determined that the current value of the input signal is smaller than the first current value. When the amplitude voltage is larger than the second voltage value, the current value of the input signal is 2. The semiconductor circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor circuit device is determined to be larger than the first current value. 前記第1電流経路にインダクタンスが含まれることを特徴とする請求項1記載の半導体回路装置。   The semiconductor circuit device according to claim 1, wherein an inductance is included in the first current path. 前記第1電流電圧変換回路は、前記第1電流経路中に、前記第1MOSトランジスタ及び前記第1P型MOSトランジスタと直列に、第1抵抗、及び、第3バイアス回路にゲートが接続する第3MOSトランジスタを含み、前記第2電流電圧変換回路は、前記第2電流経路中に、前記第2MOSトランジスタ及び前記第2P型MOSトランジスタと直列に、第2抵抗、及び、第4バイアス回路にゲートが接続する第4MOSトランジスタを含むことを特徴とする請求項1記載の半導体回路装置。   The first current-voltage conversion circuit includes a third MOS transistor having a gate connected to a first resistor and a third bias circuit in series with the first MOS transistor and the first P-type MOS transistor in the first current path. The second current-voltage conversion circuit includes a gate connected to the second resistor and the fourth bias circuit in series with the second MOS transistor and the second P-type MOS transistor in the second current path. 2. The semiconductor circuit device according to claim 1, further comprising a fourth MOS transistor. 第3電流経路を有し、前記第3電流経路にふくまれ、ゲートに第3バイアス回路が接続された第3MOSトランジスタのドレインに、インダクタンスを介して入力される、入力信号に伴って流れ込む電流により、入力信号を検出する第3電流電圧変換回路と、
第4電流経路を有し、前記第4電流経路にふくまれ、ゲートに第4バイアス回路が接続された第4MOSトランジスタのドレインに、、インダクタンスを介して入力される、入力信号に伴って流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第4電流電圧変換回路と、
第5電流経路を有し、前記第5電流経路にふくまれ、ゲートに第3バイアス回路が接続された第3MOSトランジスタのドレインに、インダクタンスを介して入力される、入力信号に伴って流れ込む電流により、前記入力信号を検出する第5電流電圧変換回路と、
前記入力信号の電流値が第1の値より小さいときは、前記第3電流電圧変換回路により前記入力信号を検出し、前記入力信号の電流値が前記第1の値より大きく、第2の値より小さいときは、前記第4電流電圧変換回路により前記入力信号を検出し、前記入力信号の電流値が前記第2の値より大きいときは、前記第5電流電圧変換回路により前記入力信号を検出するように、前記第3電流電圧変換回路、前記第4電流電圧変換回路、及び、前記第5電流電圧変換回路の動作を制御する制御回路と、を備える半導体回路装置。
Due to the current flowing along with the input signal, which is input via the inductance to the drain of the third MOS transistor which has the third current path, is included in the third current path, and is connected to the gate of the third bias circuit. A third current-voltage conversion circuit for detecting an input signal;
A current that flows along with an input signal that is input via an inductance to the drain of a fourth MOS transistor that has a fourth current path, is included in the fourth current path, and has a gate connected to a fourth bias circuit. A fourth current-voltage conversion circuit for detecting the input signal,
Due to the current flowing along with the input signal, which is input via the inductance to the drain of the third MOS transistor which has the fifth current path, is included in the fifth current path, and is connected to the gate of the third bias circuit. A fifth current-voltage conversion circuit for detecting the input signal;
When the current value of the input signal is smaller than the first value, the input signal is detected by the third current-voltage conversion circuit, and the current value of the input signal is larger than the first value and the second value When the value is smaller, the input signal is detected by the fourth current-voltage conversion circuit, and when the current value of the input signal is larger than the second value, the input signal is detected by the fifth current-voltage conversion circuit. A semiconductor circuit device comprising: a control circuit that controls operations of the third current-voltage conversion circuit, the fourth current-voltage conversion circuit, and the fifth current-voltage conversion circuit.
前記制御回路は、前記入力信号の信号源と直列に接続された抵抗の両端の電圧を検出し、前記両端の電圧が第3の値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1の値より小さいと判断し、前記両端の電圧が前記第3の値より大きく、第4の値より小さい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第1の値より大きく、前記第2の値より小さいと判断し、前記両端の電圧が第4の値より大きい電圧であるときには、前記入力信号の電流値は前記第2の値より大きいと判断することを特徴とする請求項9記載の半導体回路装置。   The control circuit detects a voltage across a resistor connected in series with a signal source of the input signal, and when the voltage across the resistor is a voltage smaller than a third value, the current value of the input signal is When it is determined that the voltage at both ends is larger than the third value and smaller than the fourth value, the current value of the input signal is larger than the first value, The current value of the input signal is determined to be greater than the second value when the voltage across the both ends is determined to be smaller than a second value and the voltage across the both ends is greater than a fourth value. 9. The semiconductor circuit device according to 9.
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