JPH01175305A - 前置増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 例えば、光通信用光／電気変換部で使用される前置増幅
回路に関し、 該前置増幅回路に製造精度のバラツキがあっても一定の
利得が得られる様にすることを目的とし、入力する信号
電流を製造精度のバラツキに対応するバラツキを持つ電
圧に変換するトランスインピーダンス手段と、該トラン
スインピーダンス手段の出力を補償して増幅する帰還増
幅手段とを同一集積回路のチップ上に形成すると共に、
該帰還増幅手段の負荷を該集積回路の外部に設ける様に
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、例えば光通信用光／電気変換部で使用される
前置増幅回路に関するものである。

第３図は前置増幅回路使用説明図を示す。

先ず、送信側では入力した電気信号を２例えばレーザダ
イオードで光信号に変換し、光フアイバケーブルを介し
て受信側に送る。受信側では光／電気変換部内の受光素
子１例えばホトダイオードで受光して光信号を電気信号
に変換した後、前増幅回路で電圧に変換して出力する。

ここで、近年は装置の小型化が進められており。

これにともなって上記の前置増幅回路も集積回路化され
たが、製造精度のバラツキがあっても一定の利得を有す
る前置増幅回路が得られる様にすることが必要である。

尚、入力電流に対する出力電圧の比を利得とする。

〔従来の技術〕

第４図は従来例の回路図を示す。

図において、入射した光信号は受光素子り、で数μへの
信号電流ｉ５に変換され、トランジスタし。

口２及び帰還抵抗Ｒ７で構成された前置増幅回路で電圧
ｖ０に変換されて出力される。

尚、光信号は１例えば１００　Ｍｂ／ｓのディジタル信
号で変調される。

さて、第４図の回路構成の場合の入力電流ｉ。

と出力電圧ｖ０との関係は、昭和５６年９月２５日に日
本理工出版会が発行した提坂秀樹、田中勝廣著の「技術
者のための等価回路」の１４５頁に示す様にν。＝（ｉ
、・　Ｒｆ）　　　・・（１）となるが、（１）式に示
す様に帰還抵抗Ｒ，によって出力電圧が決まる。

尚、利得を決めるものがインピーダンスによる回路をト
ランスインピーダンス回路と云う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ここで、集積回路内の抵抗値のバラツキは製造精度のバ
ラツキによって２例えば±３０χ程度になるので、ｆｌ
）式より出力電圧のバラツキも±３０χにもなり、前置
増幅回路として設計された利得を得ることは難しい。

そこで、帰還抵抗Ｒ７を集積回路の外に取り出して個別
抵抗として取り付けるとこの回路の出力電圧は個別抵抗
の製造精度のバラツキである±２％程度に押さえること
が可能である。

しかし、上記の様に数μ八と云う微小信号電流が流れる
信号線を集積回路の外に出すために外部雑音の影響を受
は易（なったり、浮遊容量、浮遊インダクタンス等の影
響を受けて回路の周波数特性が劣化したりする。

即ち、集積回路化された前置増幅回路としては微小信号
電流が流れる信号線を集積回路の外に出さずに、しかも
製造精度のバラツキがあっても利得を一定にしなければ
ならないと云う問題点がある。

〔問題点を解決する為の手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す。

図中、■は入力する信号電流を製造精度のバラツキに対
応するバラツキを持つ電圧に変換するトランスインピー
ダンス手段で、２は該トランスインピーダンス手段の出
力を補償して増幅する帰還増幅手段であり、３は負荷で
ある。

そして、トランスインピーダンス手段と帰還増幅手段と
を同一集積回路のチップ上に形成すると共に、該帰還増
幅手段の負荷を該集積回路の外部に設けて構成する。

〔作用〕

本発明はトランスインピーダンス手段１の中の帰還抵抗
Ｒ，の製造精度のバラツキを帰還増幅手段２の中の帰還
抵抗ＲＥで補償する様に同一の集積回路内のチップに形
成して接続すると共に、更に帰還増幅手段の負荷３を製
造精度のバラツキの少ない個別抵抗にして、この集積回
路の外部に付けることにより、一定の利得が得られる様
にした。

又、微小な信号電流が流れる信号線は外部に出ないので
外部雑音の影響は殆ど受けない。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例の回路図を示す。ここで、トラ
ンジスタＱｌ＋　Ｑ２＋抵抗Ｒ＋、Ｒｚ、Ｒｒはトラン
スインピーダンス手段１の構成部分、トランジスタＱ’
ｌ＋　抵抗１？Ｅは帰還増幅手段２の構成部分、Ｒ，は
負荷３の構成部分を示す。

尚、点線内は同一集積回路内のチップに形成されている
ものとする。又、全図を通じて同一符号は同一対象物を
示す。

以下、図の動作を説明する。先ず、この前置増幅回路の
利得は上記の（１）式を利用して下記の式で表される。

即ち、 ここで、第１項はトランスインピーダンス手段１の利得
を示し、（１）式と同じで、第２項は帰還抵抗Ｒ，でエ
ミッタ接地されたトランジスタ、即ち帰還増幅手段２の
利得を示す。尚、ｒ＠　＋ｒｂはトランジスタＱ３のベ
ース・エミッタ抵抗及びべ一抵抗を示す。

今、βが１に比べて、及びＲＥがＲ８に比べて非常に大
きいとすると（２）式は（３）式の様になる。

Ｖｏ−（ｔｓ・Ｒ，）□・・・・（３）ＲＥ さて、Ｒ５とＲ６を同一集積回路内に形成すると、この
２つの抵抗の製造精度のバラツキはほぼ同じ程度になる
ので、この変動を例えば±２％程度に圧縮することがで
きる。

そして、Ｌ＝ｌ？Ｅにしておけば（帰還増幅手段の利得
は１となる）（３）式は上記の（１１弐と等しくなるが
、従来例に比較して製造精度のバラ・ンキは大幅に向上
して一定の利得が得られる。又、微小な人力信号が通る
信号線は集積回路の外に出ないので、外部雑音が入る可
能性はない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明した様に本発明によれば製造精度のバラ
ツキがあっても利得を一定にできると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の実施例の回路図、 第３図は前置増幅回路使用説明図、 第４図は従来例の回路図を示す。 図において、 １はトランスインピーダンス手段、 ２は帰還増幅手段を示す。 ンれＶ：例の乃式理フ”Ｄラフ２ 、Ｒ７１図 シ１（づプｔう弓のづ１りｌ七チクリａｏ　腎ｔｒり第
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力する信号電流（ｉ＿ｓ）を製造精度のバラツキに対
   応するバラツキを持つ電圧に変換するトランスインピー
   ダンス手段（１）と、 該トランスインピーダンス手段の出力を補償して増幅す
   る帰還増幅手段（２）とを同一集積回路のチップ上に形
   成すると共に、該帰還増幅手段の負荷（３）を該集積回
   路の外部に設けて構成にしたことを特徴とする前置増幅
   回路。