JPH01192207A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JPH01192207A
JPH01192207A JP63018395A JP1839588A JPH01192207A JP H01192207 A JPH01192207 A JP H01192207A JP 63018395 A JP63018395 A JP 63018395A JP 1839588 A JP1839588 A JP 1839588A JP H01192207 A JPH01192207 A JP H01192207A
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JP
Japan
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fet
resistor
drain
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resistance
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Pending
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JP63018395A
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English (en)
Inventor
Tetsuyuki Suzaki
哲行 洲崎
Sadao Fujita
定男 藤田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/142Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements
    • C04B28/143Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements the synthetic calcium sulfate being phosphogypsum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C04B2111/0062Gypsum-paper board like materials

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  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は高速光通信システム等に用いられて好適な光受
信回路に関する。
(従来の技術) 光通信システムにおいて、大容量の情報を長距離に渡っ
て伝送するためには、帯域が広く受信感度が高い光受信
回路が必要となる。光受信回路は一般に光検出器と、こ
の光検出器の出力を増幅する増幅器とからなる。
帯域と受信感度の向上のためには、増幅器をなす電気的
増幅素子と光検出器とを同一基板上にモノリシックに集
積する方式が有効である。従来から知られているこの種
の光受信回路としてPIN−フォトダイオードと電界効
果トランジスタ(FET)とを集積化したものがある(
例えば、ワダf也の“AQGaAs/ GaAs p−
1−n )−rトダイオ−ド/プリアンプリファイア・
モノリシック・フォトレシーバ・インテグレーテッド・
オン・ア・セミ−インシュレーティングGaAsサブス
トレイト”。
アプライド・フィジックス・レター46(10)。
1985 (“AQにaAs/GaAs p−1−n 
photodiode/preamplifier m
onolithic photoreceiverin
tegrated on a semi−insula
ting GaAs5ubstrate”、 Appl
ied Physics Letter 46(10)
 。
1985))。
第3図に前記の光学素子と電気素子との集積回路(Op
to−Electronics Integrated
 C1rcuit :0EIC)化された光受信回路の
例を示す、この光受信0EICは、負帰還増幅をするト
ランスインピーダンス型増幅回路と光検出器1としての
p−4−nフォトダイオードとからなる。そのトランス
インピーダンス型増幅回路は、FET2による初段増幅
回路と、FET4.6による2段の出力バッファ回路と
、FET3.5.7による能動負荷抵抗と、ダイオード
20,21による電圧レベルシフト回路と、帰還抵抗1
0とから構成される。
この光受信0EICでは、素子の集積化を行なう事によ
る回路の小型化、全入力容量の低減化を図っている。こ
の全入力容量と帰還抵抗との積が帯域に大きく影響する
が、光受信0EICでは全入力容量の低減分だけ、帰還
抵抗を大きくとる事ができ、それにより帯域を損なわず
に感度を向上きせることができるという特徴がある。
(発明が解決しようとする課題) 前記の光受信0ErCでは、受信器としての帯域は、全
入力容量1層幅回路の開ループ利得および帰還抵抗の大
ききによって決定される。その為、この様な光受信0E
ICでは、一定の帯域しか持てないので、光通信におい
て使用きれる情報の伝達容量の上限値が決定してしまい
、また上限値以下の使用では雑音成分が大きくて、受信
感度が劣化する。よって、この様な光受信0EICでは
、最適に動作するような情報の伝送速度が限られてしま
い、汎用性に欠けるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、光通信での様々な情報の伝達
速度に対して、常に最適な感度を得られる様に、増幅回
路の開ループ利得および帰還抵抗の調節が可能な光受信
回路を実現することである。
(課題を解決するための手段) 前述の課題を解決し上記目的を達成するために本発明が
提供する手段は、光検出器と、この光検出器の出力を増
幅する増幅器とからなり、該増幅器は出力端の信号を入
力端に負帰還する抵抗と、利得を決定する負荷抵抗とを
有する光受信回路であって、前記負帰還抵抗と前記負荷
抵抗とが、各々バイポーラトランジスタのエミッタ−コ
レクタ間の抵抗または電界効果トランジスタのソース−
ドレイン間の抵抗でなることを特徴とする。
(作用) 一般に、光受信0EICでは、受信器としての帯域は、
増幅回路の開ループ利得を、受信器の全入力容量と帰還
抵抗とで割ったものに比例する。
よって、増幅回路の開ループ利得を決定する増幅回路内
の負荷抵抗および増幅器の帰還抵抗として、固定きれた
抵抗を用いると、受信器としての帯域は固定してしまい
、様々な情報の伝送速度に対する汎用性がない、そこで
本発明では、固定抵抗の代わりとして、バイポーラトラ
ンジスタのコレクターエミッタ間抵抗または電界効果ト
ランジスタのソース−ドレイン間の抵抗を用いる。上記
のバイポーラトランジスタのベース電流、電界効果トラ
ンジスタのゲート電圧を変化させる事により、これらの
能動素子の内部抵抗を制御できる。
よって、これらの能動素子を増幅回路内のトランジスタ
に対する負荷抵抗として用いる事により、増幅器として
の開ループ利得を調節する事ができるとともに、併せて
、この能動素子を帰還抵抗として用いる事により、上記
受信器としての帯域を任意に設定できる0以上の事によ
り、本発明の光受信回路は、任意の情報の伝送速度に対
して最適な帯域を設定できるから、汎用性を持つ事が可
能となる。
(実施例) 次に、実施例を挙げ、本発明を一層詳しく説明する。
第1図は本発明の第1の実施例である光受信0EICの
回路図である0本実施例において光受信0EICは、N
RZ符号の光信号の検出を行うものであり、光検出器1
としてのp−4−nフォトダイオード、電界効果トラン
ジスタ(FET)2〜4.9、抵抗10.電圧レベルシ
フト用ダイオード20〜23は全て同一基盤にモノリシ
ック集積されている。
光検出器1は、初段増幅回路としてのFET2のゲート
に直接に接続きれている。FET2のドレインはFET
3のドレイン−ソース間の抵抗を介して電源Vaゎに接
続きれ、FET2のソースはグランドに落とされる。こ
のFET3はゲート軍、圧v0を調節する事によって、
可変抵抗として使用される。また、FET2のドレイン
はバッファ回路としてのFET4のゲートにも接続きれ
る。
FET4のドレインは電源vr、Dに、FET4のソー
スは4つのレベルシフトダイオード20〜23を介して
光受信器の出力V。ヵ、となり、そこから更に抵抗10
を介して電源vsiに接続きれている。可変帰還抵抗と
してのFET9は、ソースをFET2のゲートに、ドレ
インをダイオード23のカソードに接続されており、こ
のFET9のゲートにかかる電圧V、を制御する事によ
って、FET9のドレイン−ソース間の抵抗の値が調整
されている。
さて、以上の構成で、この増幅回路の利得・帯域積を2
0GHzとすると、情報の伝送速度が例えば1.2Gb
/sのときには、最適の帰還抵抗値が3.6にΩでこの
ときの受信感度が一34dBmであった。また、伝送速
度が2.4Gb/sのときには最適帰還抵抗値が920
Ωで、このときの受信感度が一29dBm程度であった
。このように各ビットレートで良好な感度を実現できた
第2図は本発明の第2の実施例の光受信0EICの回路
図である6本実施例において光受信0EICはNRZ符
号の光信号の検出を行うものであり、第1の実施例同様
、光学素子と電気素子を同一の基盤上にモノリシックに
集積したものである。その回路は、光検出器1としての
p−1−nフォトダイオード、増幅回路としてのFET
2〜8、電圧レベルシフト用ダイオード20〜28、抵
抗10〜12、そして可変帰還抵抗としてのFET9よ
り構成きれている。
光検出器1は直接に第1段増幅回路のFET2のゲート
に接続される。FET2のドレインは可変抵抗としての
FET3を介して、電源vDI、に接続され、このFE
T3のゲート電圧のvc、Iを変える事により抵抗値を
調節できる。
また、FET2のソースは直接グランドに落と諮れ、F
ET2のドレインは3個のレベルシフトダイオード20
〜22を介して次段のFET4のゲートに接続されてい
る。第2段、第3段の増幅部分もほぼ第1段と同じであ
るが、各ゲートが抵抗10.11を介して電源vssに
接続されている点において第1段パとは異なっている。
FET6のソースはバッファ回路としてのFET8のゲ
ートに直接に接続され、このFET8のソースは直接に
vDDに接続きれている。このFET8のドレインは3
個のレベルシフトダイオード26〜28を介して、増幅
回路の出力V。U?となり、更に抵抗12を介して電源
VSSに接続きれている。FET9は、ソースをFET
2のゲートに、ドレインをダイオード28のカソードに
接続されている。このFET9のゲートにかかる電圧V
tを調節することにより、ソース−ドレイン間の抵抗を
変化させる事が可能である。
以上の様な構成で、第1の実施例と同様に、この第2U
9Aの回路の利得・帯域積を200GHzにしたとき、
1.2Gb/sのときは、最適の帰還抵抗値が3.7に
Ωでこのときの受信感度が一36dBmであった。また
、伝送速度が2.4Gb/sのときは、最適帰還抵抗が
9.2にΩで、受信感度が−31dBm程度であった。
以上、本発明の2つの実施例を説明したが、本発明は以
上の実施例の他にもいろいろな態様で実現できる。
例えば、光検出器1としては、p−1−nフォトダイオ
ードの他にも、アバランシェフォトダイオード、光導電
検出器や光電子増倍管等の利用が可能である。また、実
施例ではモノリシックな集積回路について説明したが、
もちろん全て、或いは一部の素子をハイブリッド実装し
ても同様の作用をする。また、実施例では全て電界効果
トランジスタを用いた説明をしたが、それらをバイポー
ラトランジスタに置きかえることも可能である。更に、
実施例では増幅回路として2つの例だけを示したが、条
件を満たせば、他のどの様な構成の増幅回路についても
応用できる。
更に、説明では、電界効果トランジスタを可変抵抗とし
て用いたが、これと並列または直列に抵抗を入れてもよ
いし、複数個の能動素子で置きかえてもよい。
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、伝送速度が変わっても
増幅回路の利得および帰還抵抗値を調節し、最適の帯域
を得られる高感度光受信回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発表の第1および第2の実施例
の光受信回路をそれぞれ示す回路図、第3図は従来の光
受信回路の回路図である。 1・・・光検出器、2〜9・・・!界効果トランジスタ
、10〜12・・・抵抗、20〜28・・・ダイオード
、vlVeI)t v、、、 VJ・・・電源、v2・
・・帰還抵抗調節用電圧、v、、v、、、v、、、v、
、−・・増幅回路利得調節用電圧、VOL、?・・・出
力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光検出器と、この光検出器の出力を増幅する増幅器とか
    らなり、該増幅器は出力端の信号を入力端に負帰還する
    抵抗と、利得を決定する負荷抵抗とを有する光受信回路
    において、前記負帰還抵抗と前記負荷抵抗とが、各々バ
    イポーラトランジスタのエミッタ−コレクタ間の抵抗ま
    たは電界効果トランジスタのソース−ドレイン間の抵抗
    でなることを特徴とする光受信回路。
JP63018395A 1988-01-27 1988-01-27 光受信回路 Pending JPH01192207A (ja)

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