JPH03165609A - Optical current amplifier - Google Patents

Optical current amplifier

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JPH03165609A
JPH03165609A JP1306273A JP30627389A JPH03165609A JP H03165609 A JPH03165609 A JP H03165609A JP 1306273 A JP1306273 A JP 1306273A JP 30627389 A JP30627389 A JP 30627389A JP H03165609 A JPH03165609 A JP H03165609A
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circuit
current mirror
comparator circuit
output
transistor
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Application number
JP1306273A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Otsuka
芳廣 大塚
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE:To eliminate temperature dependency on an inverted level of a comparator circuit, to attain small size and less effect due to temperature by providing a current mirror circuit to a comparator circuit and connecting a collector of a couple of transistors(TRs) being components of an input stage to a collector of a couple of TRs being components of the current mirror circuit respectively. CONSTITUTION:A current mirror circuit 10 to compare optical current outputs of photodetectors 1, 2 and to eliminate the effect of temperature fluctuation is provided to a comparator circuit 7 in an optical current amplifier provided with the plural photodetectors 1, 2, logarithmic amplifiers 3, 4 amplifying logarithmically the optical current outputs from the photodetectors 1, 2 and the comparator circuit 7 comparing the output voltage with a reference voltage. Then collectors of a couple of TRs Q1, Q2 being components of the input stage of the comparator circuit 7 are connected respectively to collectors of a couple of TRs Q3, Q4 being components the current mirror circuit 10 and different emitter areas of the TRs Q3, Q4 are differentiated. Thus, the optical current amplifier is realized with small size and low cost, in which the temperature compensation is sufficiently implemented.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光検出器付ビデオカメラのオートホワイトバ
ランス回路に供され光源の情報をデジタル出力で得る光
電流増幅装置に関し、温度変動に影響を受けない光電流
増幅装置に係る。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a photocurrent amplification device that is used in an auto white balance circuit of a video camera with a photodetector and obtains light source information as a digital output. This invention relates to a photocurrent amplification device that does not receive

〈従来技術〉 ビデオカメラのオートホワイトバランス回路に供される
光検出器(光センサ)より出力される光電流の増幅には
、広いダイナミックレンジのとれる対数増幅器が使用さ
れている。対数増幅器では、電流−電圧変換素子として
ダイオードを使用するため、その熱定数kT/qに起因
する温度変動があった。ここで、 k:ボルツマン定数 T:絶対温度 q:電子の電荷 である。
<Prior Art> A logarithmic amplifier with a wide dynamic range is used to amplify a photocurrent output from a photodetector (photosensor) provided in an auto white balance circuit of a video camera. Since a logarithmic amplifier uses a diode as a current-voltage conversion element, there is a temperature fluctuation due to its thermal constant kT/q. Here, k: Boltzmann constant T: absolute temperature q: charge of electron.

第5図に従来の光電流増幅装置の電気回路の一例を示す
。図示の如く、従来の光電流増幅装置は、光検出器1.
2と、光検出器1.2に対応して設けられ光検出器1−
2からの光電流出力を対数増幅する対数増幅器3.4と
、対数増幅器3,4の出力差をとる差動増幅器5と、温
度の影響を除去するための温度補償回路6と、差動増幅
器5の出力電圧を基準電圧Vre43と比較する比較回
路(フンパレータ回路)7とから構成されている。なお
、図中、TRI、TR2は対数変換のためのトランジス
タ、R1は差動増幅器5の入力抵抗、R3は帰還抵抗で
ある。
FIG. 5 shows an example of an electric circuit of a conventional photocurrent amplification device. As shown in the figure, the conventional photocurrent amplification device includes a photodetector 1.
2, and a photodetector 1- provided corresponding to the photodetector 1.2.
A logarithmic amplifier 3.4 that logarithmically amplifies the photocurrent output from 2, a differential amplifier 5 that takes the difference between the outputs of the logarithmic amplifiers 3 and 4, a temperature compensation circuit 6 for removing the influence of temperature, and a differential amplifier 5 and a comparison circuit (humparator circuit) 7 for comparing the output voltage of Vre43 with a reference voltage Vre43. In the figure, TRI and TR2 are transistors for logarithmic conversion, R1 is an input resistance of the differential amplifier 5, and R3 is a feedback resistance.

第5図において、対数増幅器3の出力電圧は、Vref
 1−(kT/q) a Nn(Isc 1 / Io
)であり、対数増幅器4の出力電圧は、 Vre(1−(kT/q) ・1n(l5c2 / I
 o)である。ここで、 Io:)ランジスタTRI、TR2のベース・エミッタ
間のダイオードの逆方向飽和電流 l5cl:光センサ1からの光電流出力l5c2:光セ
ンサ2からの光電流! である。
In FIG. 5, the output voltage of the logarithmic amplifier 3 is Vref
1-(kT/q) a Nn(Isc 1/Io
), and the output voltage of the logarithmic amplifier 4 is Vre(1-(kT/q) ・1n(l5c2/I
o). Here, Io:) Reverse saturation current of the diode between the base and emitter of transistors TRI and TR2 l5cl: Photocurrent output from optical sensor 1 l5c2: Photocurrent from optical sensor 2! It is.

したがって、差動増幅器5の出力電圧は、Vref2+
(kT/q)・(Iscl/l5c2>・・・(1)と
なる。
Therefore, the output voltage of the differential amplifier 5 is Vref2+
(kT/q)·(Iscl/l5c2>...(1).

(1)式から明らかなように、差動増幅器5の出力電圧
には、ダイオードの熱定数(kT/q)に起因する温度
変動があるため、熱定数(kT/q)を補償する温度補
償回路6を設置している。
As is clear from equation (1), the output voltage of the differential amplifier 5 has temperature fluctuations due to the thermal constant (kT/q) of the diode, so temperature compensation is required to compensate for the thermal constant (kT/q). Circuit 6 is installed.

〈 発明が解決しようとする課題 〉 上記のように、差動増幅器5の出力電圧は、ダイードの
熱定数により変動するため、従来の光電流増幅装置では
、入力抵抗R1にサーミスタ等で実現できる正の温度係
数をもつ感温抵抗を用いて温度補償を行っている。
<Problems to be Solved by the Invention> As mentioned above, the output voltage of the differential amplifier 5 varies depending on the thermal constant of the diode. Temperature compensation is performed using a temperature-sensitive resistor with a temperature coefficient of .

しかし、サーミスタ等の感温抵抗は集積回路化になじま
ないため、抵抗R1は外付けしなくてはならず、光電流
増幅装置の生産コストは高く、製品寸法も大型化する。
However, since temperature-sensitive resistors such as thermistors are not compatible with integrated circuits, the resistor R1 must be externally attached, which increases the production cost of the photocurrent amplification device and increases the size of the product.

これに対応するため、温度補償用の感温抵抗も集積回路
内にモノリシック形成した温度補償方式を有する光電流
増幅装置が提案されている。すなわち、この光電流増幅
装置では、差動増幅器5の入力抵抗R1をイオン打ち込
みにより、帰還抵抗R3をベース拡散により夫々池の増
幅部と同一の基板上にモノリシック形成し、入力抵抗と
帰還抵抗の温度係数を選定し、その差を利用して差動増
幅器5の利得に負の温度係数を持たせて温度補償を行っ
ている。
In order to cope with this, a photocurrent amplification device has been proposed which has a temperature compensation method in which a temperature sensitive resistor for temperature compensation is also monolithically formed within an integrated circuit. That is, in this photocurrent amplifier, the input resistor R1 of the differential amplifier 5 is monolithically formed by ion implantation, and the feedback resistor R3 is monolithically formed by base diffusion on the same substrate as the amplifier section, and the input resistor and feedback resistor are Temperature compensation is performed by selecting a temperature coefficient and using the difference to give the gain of the differential amplifier 5 a negative temperature coefficient.

しかし、この温度補償方式において、イオン打ち込み抵
抗とベース拡散抵抗の温度係数は、抵抗を形成すると外
の条件(プロセス条件)によってばらつきが生じ、この
ばらつきにより温度補償が不十分となる場合がある。
However, in this temperature compensation method, the temperature coefficients of the ion-implanted resistor and the base diffused resistor vary depending on external conditions (process conditions) when the resistor is formed, and this variation may result in insufficient temperature compensation.

本発明は、上記に鑑み、小型かつ低コストで、しかち温
度補償を十分に行い得る光電流増幅装置の提供を目的と
する。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a photocurrent amplification device that is small, low cost, and can perform sufficient temperature compensation.

く 課題を解決するための手段 〉 本発明による課題解決手段は、第1図ないし第4図の如
く、複数の光検出器1,2と、該各光検出器1.2に対
応して設けられ各光検出器1 、2.6−らの光電流出
力を対数増幅する対数増幅器3.4と、該対数増幅器3
.4の出力電圧を基準電圧と比較する比較回路7とを備
えた光電流増幅装置であって、前記比較回路7に、各光
検出器1.2の光電流出力を比較すると共に温度変動の
影響を除去(温度補償)するためのカレントミラー回路
10が設けられ、比較回路7の入力段を構成する一対の
トランジスタQ1.Q2のコレクタが、前記カレントミ
ラー回路10を構成する一対のFランノスタQ 3 、
Q 4のコレクタに夫々接続され、該カレントミラー回
路10を構成する一対のトランジスタQ3.Q4のエミ
ッタ面積が異なるものである。
Means for Solving the Problems The means for solving the problems according to the present invention, as shown in FIGS. a logarithmic amplifier 3.4 for logarithmically amplifying the photocurrent output of each photodetector 1, 2.6-, and the logarithmic amplifier 3;
.. A photocurrent amplification device comprising a comparison circuit 7 for comparing the output voltage of each photodetector 1.2 with a reference voltage, the comparison circuit 7 comparing the photocurrent outputs of each photodetector 1.2 and comparing the effect of temperature fluctuation. A current mirror circuit 10 for removing (temperature compensation) is provided, and a pair of transistors Q1 . The collector of Q2 is a pair of F runnostars Q3 constituting the current mirror circuit 10,
A pair of transistors Q3 . The emitter area of Q4 is different.

く作用〉 上記問題点解決手段において、比較回路7中のカレント
ミラー回路10を構成するトランジスタQ3.Q4のエ
ミツタ面積比をにNとすると、比較回路7のスレッシュ
ホールド電圧すなわち比較回路7の出力が反転するとき
のQlとQ2の入力電圧差は、 (kT/q)・lnN で表わされる。
Effect> In the above problem solving means, the transistor Q3. Assuming that the emitter area ratio of Q4 is N, the threshold voltage of the comparator circuit 7, that is, the input voltage difference between Q1 and Q2 when the output of the comparator circuit 7 is inverted, is expressed as (kT/q)·lnN.

一方、トランジ久りQlに人力される対数増幅器3の出
力電圧Vo2は、 V、+2 =Vref 1−(kT/q) ・/n(I
 sc 1 / I。)対数増幅器4の出力電圧V。3
は、 Vo3 =Vrer 1−(kT/q) ・in(l5
c2/ Io)となる。
On the other hand, the output voltage Vo2 of the logarithmic amplifier 3 inputted by the transistor Ql is V, +2 = Vref 1-(kT/q) ・/n(I
sc 1/I. ) Output voltage V of logarithmic amplifier 4. 3
is Vo3 = Vrer 1-(kT/q) ・in(l5
c2/Io).

よって、比較回路7の入力差電圧は、 〜’o2−Vo3 ”(kT/Q)”NnN(Iscl/l5c2>となり
、比較回路7のスレッシュホールド電圧(kT/q)・
1r+Nとの間に、 (kT/q) ・NnN(Iscl/l5c2)=(k
T/q) ・NnN −−・(7)が成立するとき、比
較回路7の出力の反転が起こる。
Therefore, the input difference voltage of the comparator circuit 7 is ~'o2-Vo3 ''(kT/Q)''NnN(Iscl/l5c2>, and the threshold voltage of the comparator circuit 7 (kT/q)・
Between 1r+N, (kT/q) ・NnN(Iscl/l5c2)=(k
T/q) ・NnN --・When (7) is established, the output of the comparator circuit 7 is inverted.

ニーで、(7)式を変形すると、 l5c1/l5c2=N・・・(8) となる。If we transform equation (7) at knee, we get l5c1/l5c2=N...(8) becomes.

このように、(8)式においても(kT/q)の項は相
殺されるので、比較回路7の出力が反転するときのl5
cl/l5c2は温度依存性をもたない。
In this way, the term (kT/q) also cancels out in equation (8), so when the output of the comparator circuit 7 is inverted, l5
cl/l5c2 has no temperature dependence.

〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図面により説明する。<Example> Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第一実施例] まず、本発明の第一実施例を第1図に基づいて説明する
[First Embodiment] First, a first embodiment of the present invention will be described based on FIG. 1.

第1図は本発明第一実施例の光電流増幅装置の電気回路
図である。なお、従来技術と同一機能部品については同
一符号を付す。
FIG. 1 is an electrical circuit diagram of a photocurrent amplification device according to a first embodiment of the present invention. Note that the same reference numerals are given to the same functional parts as in the prior art.

図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、複数の光検
出器(光センサ)1,2と、該各光検出器1.2に対応
して設けられ各光検出器1,2からの光電流出力を対数
増幅する対数増幅器3.4と、該対数増幅器3.4の出
力差をとる差動増幅器5と、該差動増幅器の出力電圧を
基準電圧V ref 2と比較する比較回路(コンパレ
ータ回路)7とを備えている。
As shown in the figure, the photocurrent amplification device of this embodiment includes a plurality of photodetectors (photosensors) 1 and 2, and is provided corresponding to each of the photodetectors 1 and 2. A logarithmic amplifier 3.4 that logarithmically amplifies the photocurrent output of the logarithmic amplifier 3.4, a differential amplifier 5 that takes the difference between the outputs of the logarithmic amplifier 3.4, and a comparison circuit that compares the output voltage of the differential amplifier with a reference voltage V ref 2. (comparator circuit) 7.

そして、前記比較回路7に、各光検出器1,2の光電流
出力を比較すると共に温度変動の影響を除去(温度補償
)するためのカレントミラー回路10が設けられ、比較
回路7の入力段を構成する一対のトランジスタQ1.Q
2のコレクタが、前記カレントミラー回路10を構成す
る一対のトランジスタQ3.Q4のコレクタの夫々接続
され、該カレントミラー回路10を構成する一対のトラ
ンジスタQ31Q4のエミッタ面積が異なるものである
The comparison circuit 7 is provided with a current mirror circuit 10 for comparing the photocurrent outputs of the respective photodetectors 1 and 2 and for removing the influence of temperature fluctuation (temperature compensation). A pair of transistors Q1. Q
2 collectors are connected to a pair of transistors Q3.2 constituting the current mirror circuit 10. A pair of transistors Q31Q4, which are connected to the collectors of Q4 and constitute the current mirror circuit 10, have different emitter areas.

前記光検出器1.2は、7オトダイオーーが使用されて
おり、該光検出器1.2のア/−1’が対数増幅器3,
4の負論理側入力端子に夫々接続され、カソードが対数
増幅器3.4の正論理側入力端子に夫々接続さている。
The photodetector 1.2 uses a 7-diode, and the a/-1' of the photodetector 1.2 is connected to a logarithmic amplifier 3,
4, and their cathodes are respectively connected to the positive logic input terminals of logarithmic amplifier 3.4.

前記対数増幅器3の出方端子は、人力抵抗R1を介して
差動増幅器5の負論理側入力端子に接続されており、前
記対数増幅器4の出力端子は、入力抵抗R1を介して差
動増幅器5の正論理側端子に接続されている。さらに、
該対数増幅器3.4の負論理側入力端子は、対数変換ト
ランジスタTR1,TR2を介して対数増幅器3.4の
出力端子に夫々負帰還接続されている。なお、′N数変
換トランジスタTR1,TR2のベースは、対数増幅器
3,4の正論理側入力端子に接続されている。
The output terminal of the logarithmic amplifier 3 is connected to the negative logic side input terminal of the differential amplifier 5 via a human resistor R1, and the output terminal of the logarithmic amplifier 4 is connected to the differential amplifier via an input resistor R1. It is connected to the positive logic side terminal of 5. moreover,
The negative logic side input terminals of the logarithmic amplifier 3.4 are connected in negative feedback to the output terminals of the logarithmic amplifier 3.4 via logarithmic conversion transistors TR1 and TR2, respectively. Note that the bases of the 'N number conversion transistors TR1 and TR2 are connected to the positive logic side input terminals of the logarithmic amplifiers 3 and 4.

前記差動増幅器5の出力端子は、比較回路マの入力段を
構成する一側トランジスタQ1のベースに接続されてお
り、Vrer2は比較回路7の入力段を構成する観測ト
ランジスタQ2のベースに接続されている。さらに、該
差動増幅器5の負論理側入力端子は、帰還抵抗R3を介
して差動増幅器5の出力端子に負帰還接続されている。
The output terminal of the differential amplifier 5 is connected to the base of one side transistor Q1 that constitutes the input stage of the comparison circuit M, and Vrer2 is connected to the base of the observation transistor Q2 that constitutes the input stage of the comparison circuit 7. ing. Further, the negative logic side input terminal of the differential amplifier 5 is connected in negative feedback to the output terminal of the differential amplifier 5 via a feedback resistor R3.

前記比較回路7は、エミッタが共通に同一定電流vJ、
11に接続され入力段を構成するトランジスタQ 1 
、Q 2と、光検出器1.2の光電流出力を比較すると
共に温度補償回路として使用されるカレントミラー回路
10と、スイッチングトランジスタQ5および抵抗R5
とから構成されている。
The comparator circuit 7 has an emitter that has the same constant current vJ in common,
Transistor Q1 connected to Q11 and forming an input stage
, Q2, a current mirror circuit 10 which compares the photocurrent output of the photodetector 1.2 and is used as a temperature compensation circuit, a switching transistor Q5 and a resistor R5.
It is composed of.

前記カレントミラー回路10は、トランジスタQ3.Q
4のベースが共通接続されて構成されており、トランジ
スタQ 1 、Q 3のコレクタ接続中間点とトランジ
スタQ 3 IQ 4のベース接続中間点大にバイパス
路が設けられ、トランジスタQ2゜Q4のコレクタ接続
中間点にスイツチングトランジスタQ5のベースが接続
されている。
The current mirror circuit 10 includes transistors Q3. Q
The bases of transistors Q 1 and Q 3 are connected in common, and a bypass path is provided between the midpoint between the collectors of transistors Q 1 and Q 3 and the midpoint between the bases of transistor Q 3 and IQ 4, and the collectors of transistors Q 2 and Q 4 are connected. The base of switching transistor Q5 is connected to the intermediate point.

上記構成において、比較回路7中のカレントミラー回路
10を構成するトランジスタQ 3 、Q 4のエミツ
タ面積比をにNとすると、比較回路7のスレッシュホー
ルド電圧すなわち比較回路7の出力が反転するときのQ
lとR2の入力電圧差は、(kT/q)・1nN で表わされる。
In the above configuration, if the emitter area ratio of the transistors Q 3 and Q 4 constituting the current mirror circuit 10 in the comparator circuit 7 is N, then the threshold voltage of the comparator circuit 7, that is, when the output of the comparator circuit 7 is inverted, is Q
The input voltage difference between I and R2 is expressed as (kT/q)·1nN.

一方、Fランジスタロ1に入力される差動増幅器5の出
力電圧とトランジスタQ2に入力されるV ref 2
との入力電圧差は、 (R3/Rl )・1n(Iscl/l5c2)で示さ
れる。ここで、 l5cl:光センサlの光電流出力 l5c2:光センサ2の光電流出力 である。
On the other hand, the output voltage of the differential amplifier 5 input to the F transistor 1 and the V ref 2 input to the transistor Q2
The input voltage difference between the two is expressed as (R3/Rl)·1n(Iscl/l5c2). Here, l5cl: photocurrent output of optical sensor l; l5c2: photocurrent output of optical sensor 2;

これにより、 (R3/R1)・(kT/q)・Nn(rscl/l5
c2)=(kT/q)1nN ・・・(2) となったとき、比較回路7の出力は反転する。
As a result, (R3/R1)・(kT/q)・Nn(rscl/l5
c2)=(kT/q)1nN (2) When it becomes, the output of the comparator circuit 7 is inverted.

ここで、(2)式は、 と (Iscl/l5c2)R1=N@ 6 ・(3)と変
形される。
Here, equation (2) is transformed into (Iscl/l5c2)R1=N@6 (3).

(3)式において熱定数(kT/q)のは左辺、右辺で
相殺され、比較回路7の反忙するときの(Isc1/l
5c2)の値は温度変動の影響を受けないことがわかる
In equation (3), the thermal constant (kT/q) is canceled by the left and right sides, and when the comparator circuit 7 is busy, (Isc1/l
It can be seen that the value of 5c2) is not affected by temperature fluctuations.

すなわち、差動増幅器(5)の出力電圧Volは、’v
’o 1 = Vref 2 +(R3/R1)・(kT/q)・Nn(Iscl/l
5c2)となる。
That is, the output voltage Vol of the differential amplifier (5) is 'v
'o 1 = Vref 2 + (R3/R1)・(kT/q)・Nn(Iscl/l
5c2).

一方、比較回路7の入力段を構成するトランジスタQl
のベースに■o1、トランジスタQ2のベースにはVr
ef2が入力される。これにより、トランジスタのQl
ベースとFランシ゛スタQ2のベースの入力電圧差は、 (R3/R1)・(kT/q)Jn(Iscl/l5c
2)・・・(4) となる。
On the other hand, the transistor Ql constituting the input stage of the comparator circuit 7
o1 at the base of transistor Q2, and Vr at the base of transistor Q2.
ef2 is input. This makes the Ql of the transistor
The input voltage difference between the base and the base of F transistor Q2 is (R3/R1)・(kT/q)Jn(Iscl/l5c
2)...(4)

そして、トランジスタQ1のコレクタが接続されている
トランジスタQ3と、トランジスタQ2のコレクタが接
続されているトランジスタQ4とはカレントミラー回路
10を構成しているので、トランジスタQ3.Q4のエ
ミッタ面積が同一でなく、例えば1:N、トランジスタ
Q3のエミッタ面積をA3、トランジスタQ4のエミッ
タ面積A4であるとき、A 3 / A 4 = 1 
/ Nである とすると、トランジスタQ1のベースと
、トランジスタQ2のベースの入力端子差が、 (kT/q)・NnN となったとき、比較回路7の出力の反転が起こる。
Since the transistor Q3 to which the collector of the transistor Q1 is connected and the transistor Q4 to which the collector of the transistor Q2 is connected constitute a current mirror circuit 10, the transistor Q3. When the emitter areas of Q4 are not the same, for example 1:N, the emitter area of transistor Q3 is A3, and the emitter area of transistor Q4 is A4, then A 3 / A 4 = 1
/N, when the input terminal difference between the base of the transistor Q1 and the base of the transistor Q2 becomes (kT/q)·NnN, the output of the comparison circuit 7 is inverted.

すなわち、(kT/q)・anNが比較回路7のスレッ
シュホールド電圧となる。
That is, (kT/q)·anN becomes the threshold voltage of the comparator circuit 7.

よって、(4)式上り (R3/R1)・(kT/q)・No(Iscl/l5
c2)=(kT/q)・anN・・・(5) が成立するとき、比較回路7の出力の反転が起こる。
Therefore, (4) upstream (R3/R1)・(kT/q)・No(Iscl/l5
c2)=(kT/q)·anN (5) When the following holds true, the output of the comparison circuit 7 is inverted.

ユニで、(5)式を変形すると l5cl/ l5c2=NFr 6 & −(G)とな
る。
In Uni, when formula (5) is transformed, it becomes l5cl/l5c2=NFr 6 & -(G).

(6)式より光センサ1の光電流出力と光センサムL 2の光電流出力の比l5cl/l5c2がN r’−l
   を満たすとき、比較回路7の反転が起こる。
From equation (6), the ratio l5cl/l5c2 of the photocurrent output of optical sensor 1 and the photocurrent output of optical sensor L2 is N r'-l
When this is satisfied, inversion of the comparator circuit 7 occurs.

このとき、(6)式に(kT/q)の項はなく比較回路
7の反転レベルに温度依存性がないことがわかる。
At this time, it can be seen that there is no term (kT/q) in equation (6), and the inversion level of the comparator circuit 7 has no temperature dependence.

したがって、従来のように温度係数を考慮して入力抵抗
を設定せずに済み、入力抵抗として集積回路化になじむ
抵抗を用いることができるので、光電流増幅装置を小型
化および低コスト化でき、しかも温度補償も十分に行い
得る。
Therefore, it is not necessary to set the input resistance in consideration of the temperature coefficient as in the past, and a resistor that is compatible with integrated circuits can be used as the input resistance, making it possible to reduce the size and cost of the photocurrent amplification device. Moreover, temperature compensation can be sufficiently performed.

[第二実施例1 次に、本発明の第二実施例を第2図に基づいて説明する
[Second Embodiment 1 Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. 2.

第2図は本発明第二実施例の光電流増幅装置の電気回路
図である。
FIG. 2 is an electrical circuit diagram of a photocurrent amplification device according to a second embodiment of the present invention.

図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、対数増幅器
3,4の差をとる差動増幅器5を介さず対数増幅器3,
4の出力を直接比較回路7の入力とするよう、入力抵抗
R1帰還抵抗R3を設けず、対数増幅器3の出力端子を
比較回路7の入力段を構成する一側トランジスタQ1の
ベースに接続し、対数増幅器4の出力端子を比較回路7
の入力段を構成する他側トランジスタQ2のベースに接
続したもので、その池の構成は第一実施例と同様である
As shown in the figure, the photocurrent amplification device of this embodiment uses the logarithmic amplifiers 3 and 4 without using the differential amplifier 5 that takes the difference between the logarithmic amplifiers 3 and 4.
The output terminal of the logarithmic amplifier 3 is connected to the base of the transistor Q1 on one side constituting the input stage of the comparator circuit 7, without providing the input resistor R1 and the feedback resistor R3, so that the output of the logarithmic amplifier 3 is directly input to the comparator circuit 7. The output terminal of the logarithmic amplifier 4 is connected to the comparison circuit 7
The configuration of this pond is the same as that of the first embodiment.

上記構成において、差動増幅器5を介さず対数増幅器3
,4の出力を比較回路7の入力としているので、対数増
幅器3の出力電圧Vo2は、V、2=Vrefl  (
kT/q)Jn(Iscl/Io)対数増幅器4の出力
電圧V。3は、 Vo3 =Vref 1−(kT/q) ・1n(l5
c2 / 1.)となる6 よって、比較回路7の入力差電圧は、 Vo3−Vo2 =(kT/q) ・&n(Isc 1 / l5c2 
)となり、比較回路7のスレッシュホールド電圧(kT
/q)・ρnNとの開に、 (kT/q) ・nn  (Tsc’l / I sc
2 )=(kT/q) @ 1nN ・−−(7)が成
立するとき、比較回路7の出力の反転が起こる。
In the above configuration, the logarithmic amplifier 3 does not pass through the differential amplifier 5.
, 4 are input to the comparison circuit 7, the output voltage Vo2 of the logarithmic amplifier 3 is V, 2=Vrefl (
kT/q)Jn(Iscl/Io) Output voltage V of logarithmic amplifier 4. 3 is Vo3 = Vref 1-(kT/q) ・1n(l5
c2/1. ) 6 Therefore, the input difference voltage of the comparator circuit 7 is Vo3-Vo2 = (kT/q) ・&n(Isc 1 / l5c2
), and the threshold voltage (kT
/q)・ρnN, (kT/q)・nn (Tsc'l / I sc
2)=(kT/q)@1nN (7) When (7) is established, the output of the comparator circuit 7 is inverted.

ここで、(7)式を変形すると、 ■sc1/l5c2=N・・・(8) となる。Here, if we transform equation (7), we get ■sc1/l5c2=N...(8) becomes.

このように、(8)式においても(kT/q)の項は相
殺されるので、比較回路7の出力が反転するときのl5
cl/l5c2は温度依存性をもたない。
In this way, the term (kT/q) also cancels out in equation (8), so when the output of the comparator circuit 7 is inverted, l5
cl/l5c2 has no temperature dependence.

[第三実施例1 次に、本発明の第三実施例を第3図に基づいて説明する
[Third Embodiment 1] Next, a third embodiment of the present invention will be described based on FIG.

第3図は本発明第三実施例の光電流増幅装置の電気回路
図である。
FIG. 3 is an electrical circuit diagram of a photocurrent amplification device according to a third embodiment of the present invention.

図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、比較回路7
に第一カレントミラー回路10および第二カレントミラ
ー回路20を有し、該第−一カレントミラー回路10お
よび第二カレントミラー回路20が交差接続され、各カ
レントミラー回路10゜20を構成するトランジスタQ
 3 、Q 4およびQ6、Q7のエミッタ面積が異な
るものである。
As shown in the figure, the photocurrent amplification device of this embodiment has a comparator circuit 7.
has a first current mirror circuit 10 and a second current mirror circuit 20, the first current mirror circuit 10 and the second current mirror circuit 20 are cross-connected, and a transistor Q constitutes each current mirror circuit 10°20.
3, Q4 and Q6, Q7 have different emitter areas.

前記第一カレントミラー回路10は、ベースが共通接続
されたトランジスタQ 3 、Q 4から構成されてお
り、前記第二カレントミラー回路20は、ベースが共通
接続されたトランジスタQ6.Q7から構成されている
。そして、第一カレントミラー回路10を構成する一側
トランジスタQ3のコレクタは、比較回路7の入力段を
構成する一側トランジスタQ1のコレクタに接続され、
第二カレントミラー回路20を構成する他側トランジス
タQ7のコレクタは、比較回路7の入力段を構成する他
側トランジスタQ2のコレクタに接続されている。また
、第一カレントミラー回路1()を構成する他側トラン
ジスタQ4は、比較回路7の入力段を構成する他側トラ
ンジスタQ2のコレクタと交差接続され、第二カレント
ミラー回路20を構成するトランジスタQ6は、比較回
路7の人力段を構成する一側トランジスタQ1のコレク
タと又差接続されている。
The first current mirror circuit 10 is composed of transistors Q 3 and Q 4 whose bases are commonly connected, and the second current mirror circuit 20 is composed of transistors Q 6 . It consists of Q7. The collector of the one-side transistor Q3 constituting the first current mirror circuit 10 is connected to the collector of the one-side transistor Q1 constituting the input stage of the comparator circuit 7,
The collector of the other side transistor Q7 forming the second current mirror circuit 20 is connected to the collector of the other side transistor Q2 forming the input stage of the comparison circuit 7. Further, the other side transistor Q4 configuring the first current mirror circuit 1( ) is cross-connected to the collector of the other side transistor Q2 configuring the input stage of the comparison circuit 7, and the transistor Q6 configuring the second current mirror circuit 20 is connected to the collector of one side transistor Q1 constituting the human power stage of the comparator circuit 7.

なお、図中、21は定電流源、Q8〜Q15はトランジ
スタである。
In addition, in the figure, 21 is a constant current source, and Q8 to Q15 are transistors.

上記構成において、比較回路7は、カレントミラー回路
10.20が交差接続されているので、ヒステリシスを
持つようになる。
In the above configuration, the comparison circuit 7 has hysteresis because the current mirror circuits 10 and 20 are cross-connected.

すなわち、トランジスタQ3.Q4のエミツタ面積比を
1:N(N>1)、トランジスタQ6.Q7のエミツタ
面積比を1:M(M> 1.N>M)とすると、トラン
ジスタQl、Q2の入力電圧差が、(R3/R1)・(
kT/q)・n−n(Iscl/l5c2)=(kT/
q)・ρnN・・・(9) となったとき、比較回路7の出力反転が起こる。
That is, transistor Q3. The emitter area ratio of Q4 is 1:N (N>1), and the transistor Q6. If the emitter area ratio of Q7 is 1:M (M>1.N>M), the input voltage difference between transistors Ql and Q2 is (R3/R1)・(
kT/q)・nn(Iscl/l5c2)=(kT/
q)·ρnN (9) When the following holds true, the output of the comparator circuit 7 is inverted.

また、一方、トランジスタQl、Q2の入力電圧差が、 (R3/R1)・(kT/q) ・&n(Iscla/
l5c2a)=(kT/q)・11M・・・(10)と
なったとき、反転していた比較回路7の出力はらとに戻
る。ここで、 l5cl、l5c2:比較回路7が反転するときの光セ
ンサ1,2の光電流出力 l5cla、l5c2a:反転していた比較回路7の出
力がちとに戻るときの光電流出力 である。
On the other hand, the input voltage difference between transistors Ql and Q2 is (R3/R1)・(kT/q)・&n(Iscla/
l5c2a)=(kT/q)·11M (10) When the output of the comparator circuit 7 which had been inverted returns to the original state. Here, l5cl, l5c2: photocurrent outputs of the optical sensors 1 and 2 when the comparator circuit 7 is inverted l5cla, l5c2a: photocurrent outputs when the output of the comparator circuit 7 that has been inverted returns to the original position.

l5cl/l5c2a=M”。l5cl/l5c2a=M”.

となる。becomes.

したがって、N>Mであれば比較回路7はヒステリシス
を持つ回路となる。
Therefore, if N>M, the comparator circuit 7 becomes a circuit with hysteresis.

[第四実施例] 次に、本発明の第四実施例を第4図に基づいて説明する
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described based on FIG. 4.

第4図は本発明第四実施例の光@流増幅装置の電気回路
図である。
FIG. 4 is an electrical circuit diagram of an optical @flow amplifying device according to a fourth embodiment of the present invention.

図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、差動増幅器
5と比較回路7どの間に比較回路7のスレッシュホール
ドを調整するためのレベルシフト回路30が設けられた
ものである。
As shown in the figure, the photocurrent amplification device of this embodiment is provided with a level shift circuit 30 between the differential amplifier 5 and the comparison circuit 7 for adjusting the threshold of the comparison circuit 7.

前記レベルシフト回路30は、差動増幅器5の出力電圧
または比較回路7の基準電圧Vref2をレベルシフト
する機能を有しており、該レベルシフト回路30の入力
段を構成する一対のトランジスタQ16.Q17のエミ
ッタは、互いに共通接続され定電流源31に接続され、
コレクタは、カレントミラー回路32を構成しベースが
共通接続された一対のトランジスタQ18.Q19に接
続されている。そして、該カレントミラー回路32を構
成するトランジスタ018.Ql9のエミッタ面積は、
異なって設定されている。
The level shift circuit 30 has a function of level shifting the output voltage of the differential amplifier 5 or the reference voltage Vref2 of the comparator circuit 7, and includes a pair of transistors Q16. The emitters of Q17 are commonly connected to each other and connected to a constant current source 31,
The collector is connected to a pair of transistors Q18 . Connected to Q19. The transistor 018 . The emitter area of Ql9 is
are set up differently.

なお、図中、Q20はトランジスタ、R6,R7は抵抗
であり、その他の構成は第一実施例と同様である。
In the figure, Q20 is a transistor, R6 and R7 are resistors, and the other configurations are the same as in the first embodiment.

上記構成において、比較回路7の入力段を構成するQl
の入力電圧は、 Vref2+ (R3/R1)・(kT/q)・1n(Iscl/l5
c2)である。
In the above configuration, Ql constituting the input stage of the comparator circuit 7
The input voltage of is Vref2+ (R3/R1)・(kT/q)・1n(Iscl/l5
c2).

一方、トランジスタQ2の入力電圧は、レベルシフト回
路30のシフト電圧をΔVSETとすると、 Vref2+ΔVSFT ト回路30において、カレントミラー回路31を構成す
るトランジスタ018.Ql9のエミツタ面積比を1:
L(L>1)とすると、 ΔVSFT=(1+R6/R7)”(kT/q)&nL
となる。
On the other hand, the input voltage of the transistor Q2 is Vref2+ΔVSFT, where the shift voltage of the level shift circuit 30 is ΔVSET. The emitter area ratio of Ql9 is 1:
When L (L>1), ΔVSFT=(1+R6/R7)”(kT/q)&nL
becomes.

比較回路7の入力電圧差は、 (R3/R1)・(kT/q)・#n(Iscl/l5
c2)−(1+R6/R?) ・(kT/q) ・滅j
盲ILであり、比較回路7のスレッシュホールF′電圧
は、(kT/q)・lnN であるので、 (R3/R1)・(kT/qL!n(Iscl/l5c
2)(1+R6/R7)・(kT/q)・1nL=(k
T/q)・11N・・・(11)となるとき、比較回路
7の出力の反転が起こる。
The input voltage difference of the comparison circuit 7 is (R3/R1)・(kT/q)・#n(Iscl/l5
c2) - (1+R6/R?) ・(kT/q) ・Extinction
Since it is a blind IL and the threshold F' voltage of the comparator circuit 7 is (kT/q)・lnN, (R3/R1)・(kT/qL!n(Iscl/l5c)
2) (1+R6/R7)・(kT/q)・1nL=(k
T/q).11N (11), the output of the comparison circuit 7 is inverted.

ここで、(11)式は、 (Isel/ l5c2)””(L”)・N ・・・(
12)と変形される。
Here, formula (11) is (Isel/l5c2)""(L")・N...(
12).

(12)式において、(kT/q)の項は相殺されるの
で比較回路7の出力反転の起こるl5cl/l5c2は
温度依存性を持たない。
In equation (12), the term (kT/q) is canceled out, so l5cl/l5c2, where the output of the comparator circuit 7 is inverted, has no temperature dependence.

したがって、抵抗R6,R7を可変抵抗にすることで、
比較回路7の出力反転レベルの調整に使用できる。
Therefore, by making resistors R6 and R7 variable resistors,
It can be used to adjust the output inversion level of the comparator circuit 7.

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that many modifications and changes can be made to the above embodiments within the scope of the present invention.

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、比較回
路に、各光検出器の対数増幅出力を比較すると共に温度
変動の影響を除去(温度補償)するためのカレントミラ
ー回路を設け、比較回路の入力段を構成する一対のトラ
ンジスタのコレクタをカレントミラー回路を構成する一
対のトランジスタのコレクタに夫々接続し、カレントミ
ラー回路を構成する一対のトランジスタのエミッタ面積
を異なって設定しているので、比較回路の反転レベルに
温度依存性がなくなる。
<Effects of the Invention> As is clear from the above description, according to the present invention, the comparison circuit includes a current mirror circuit for comparing the logarithmically amplified outputs of each photodetector and removing the influence of temperature fluctuation (temperature compensation). The collectors of the pair of transistors forming the input stage of the comparison circuit are connected to the collectors of the pair of transistors forming the current mirror circuit, respectively, and the emitter areas of the pair of transistors forming the current mirror circuit are set differently. Therefore, the inversion level of the comparator circuit has no temperature dependence.

したがって、従来のように温度係数を考慮して入力抵抗
を設定せずに済み、人力抵抗として集積回路化になじむ
抵抗を用いることができるので、光電流増幅装置を小型
化および低コスト化でき、しかも温度補償ら十分に行い
得るといった優れた効果がある。
Therefore, it is not necessary to set the input resistance in consideration of the temperature coefficient as in the past, and a resistor that is compatible with integrated circuits can be used as a human resistance, making it possible to downsize and reduce the cost of the photocurrent amplification device. Moreover, it has excellent effects such as sufficient temperature compensation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明第一実施例の光電流増幅装置の電気回路
図、第2図は本発明第二実施例の光電流増幅装置の電気
回路図、第3図は本発明第三実施例の光電流増幅装置の
電気回路図、第4図は本発明第四実施例の光電流増幅装
置の電気回路図、第5図は従来の光電流増幅装置の電気
回路図である。 ■、2:光検出器、3,4:対数増幅器、5:差動増幅
器、7:比較回路、10,20:カレントミラー回路、
30ニレベルシフト回路、Q】〜Q20:トランジスタ
。 出 願 人  シャープ株式会社
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a photocurrent amplifying device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit diagram of a photocurrent amplifying device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an electrical circuit diagram of a photocurrent amplifying device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an electric circuit diagram of a photocurrent amplification device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an electric circuit diagram of a conventional photocurrent amplification device. ■, 2: Photodetector, 3, 4: Logarithmic amplifier, 5: Differential amplifier, 7: Comparison circuit, 10, 20: Current mirror circuit,
30 level shift circuit, Q]~Q20: Transistor. Applicant Sharp Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の光検出器と、該各光検出器に対応して設けられ各
光検出器からの光電流出力を対数増幅する対数増幅器と
、該対数増幅器の出力電圧を基準電圧と比較する比較回
路とを備えた光電流増幅装置であつて、前記比較回路に
、各光検出器の対数増幅出力を比較すると共に温度変動
の影響を除去(温度補償)するためのカレントミラー回
路が設けられ、比較回路の入力段を構成する一対のトラ
ンジスタのコレクタが、前記カレントミラー回路を構成
する一対のトランジスタのコレクタに夫々接続され、該
カレントミラー回路を構成する一対のトランジスタのエ
ミッタ面積が異なることを特徴とする光電流増幅装置。
a plurality of photodetectors, a logarithmic amplifier provided corresponding to each photodetector to logarithmically amplify the photocurrent output from each photodetector, and a comparison circuit to compare the output voltage of the logarithmic amplifier with a reference voltage. The comparison circuit is provided with a current mirror circuit for comparing the logarithmically amplified output of each photodetector and removing the influence of temperature fluctuation (temperature compensation), and the comparison circuit The collectors of the pair of transistors forming the input stage are connected to the collectors of the pair of transistors forming the current mirror circuit, and the emitter areas of the pair of transistors forming the current mirror circuit are different. Photocurrent amplifier.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6100764A (en) * 1998-02-19 2000-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Remote control preamp circuit
EP1128313A1 (en) * 2000-02-25 2001-08-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Logarithmic amplifier
JP2002330033A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Matsuda Micronics Corp Negative input log amplifier
US6781468B1 (en) * 2003-04-30 2004-08-24 Agilent Technologies, Inc Photo-amplifier circuit with improved power supply rejection
US7427738B2 (en) * 2005-10-31 2008-09-23 Sharp Kabushiki Kaisha Light-receiving amplifier and optical pickup device
US7683955B2 (en) 2006-11-08 2010-03-23 Sharp Kabushiki Kaisha Photocurrent sensing circuit converting an illumination of visible light into an electric signal as well as photosensor and electronic device with the photocurrent sensing circuit
JP2010263293A (en) * 2009-04-30 2010-11-18 Shirinkusu Kk Current-voltage conversion circuit
JP2016048849A (en) * 2014-08-27 2016-04-07 株式会社東芝 Optical receiving circuit and optical coupling device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6100764A (en) * 1998-02-19 2000-08-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Remote control preamp circuit
EP1128313A1 (en) * 2000-02-25 2001-08-29 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Logarithmic amplifier
JP2002330033A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Matsuda Micronics Corp Negative input log amplifier
US6781468B1 (en) * 2003-04-30 2004-08-24 Agilent Technologies, Inc Photo-amplifier circuit with improved power supply rejection
US7427738B2 (en) * 2005-10-31 2008-09-23 Sharp Kabushiki Kaisha Light-receiving amplifier and optical pickup device
US7683955B2 (en) 2006-11-08 2010-03-23 Sharp Kabushiki Kaisha Photocurrent sensing circuit converting an illumination of visible light into an electric signal as well as photosensor and electronic device with the photocurrent sensing circuit
JP2010263293A (en) * 2009-04-30 2010-11-18 Shirinkusu Kk Current-voltage conversion circuit
JP2016048849A (en) * 2014-08-27 2016-04-07 株式会社東芝 Optical receiving circuit and optical coupling device

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