JPH0321082A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
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- JPH0321082A JPH0321082A JP1154659A JP15465989A JPH0321082A JP H0321082 A JPH0321082 A JP H0321082A JP 1154659 A JP1154659 A JP 1154659A JP 15465989 A JP15465989 A JP 15465989A JP H0321082 A JPH0321082 A JP H0321082A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
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Landscapes
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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。
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
ＡＰＤの温度特性を補償した光受信回路に関し、上記温
度特性の補償精度の向上を目的とし、ＡＰＤと、該ＡＰ
Ｄからの信号を増幅する増幅器と、上記ＡＰＤとモノリ
シックに集積化されたダイオードと、該ダイオードの逆
方向電流を検出する電流検出部と、該電流検出部の検出
電流値が一定に保たれるように上記ＡＰＤとダイオード
の共通カソードに加える逆バイアス電圧を制御するバイ
アス電圧制御部とを備えて構或する。
度特性の補償精度の向上を目的とし、ＡＰＤと、該ＡＰ
Ｄからの信号を増幅する増幅器と、上記ＡＰＤとモノリ
シックに集積化されたダイオードと、該ダイオードの逆
方向電流を検出する電流検出部と、該電流検出部の検出
電流値が一定に保たれるように上記ＡＰＤとダイオード
の共通カソードに加える逆バイアス電圧を制御するバイ
アス電圧制御部とを備えて構或する。
産業上の利用分野
本発明はＡＰＤ （アバランシェ・フォト・ダイオード
〉の温度特性を補償した光受信回路に関する。
〉の温度特性を補償した光受信回路に関する。
ＡＰＤの電流増倍率Ｍには、各先入力レベルに対してＳ
／Ｎを最大とする最適値がある。また、ＡＰＤの電流増
倍率Ｍと帯域Ｂとの間には、Ｍ×Ｂ一（一定）の関係が
あるから、電流増倍率Ｍの変化にともなってＡＰＤの周
波数特性が変化する。
／Ｎを最大とする最適値がある。また、ＡＰＤの電流増
倍率Ｍと帯域Ｂとの間には、Ｍ×Ｂ一（一定）の関係が
あるから、電流増倍率Ｍの変化にともなってＡＰＤの周
波数特性が変化する。
したがって、ＡＦ’Ｄの帯域が影響する高速の光通信シ
ステムにおいて、良好なＳ／Ｎ特性及び周波数特性を維
持するためには、電流増倍率を一定に保ってＡＰＤを使
用する必要がある。ところで、ＡＰＤの電流増倍率Ｍは
バイアス電圧に応じて変化し、この電圧対電流増倍率特
性は温度に応じて変化する。このため、ＡＰＤの温度特
性を補償するようにバイアス電圧を制御する必要がある
。
ステムにおいて、良好なＳ／Ｎ特性及び周波数特性を維
持するためには、電流増倍率を一定に保ってＡＰＤを使
用する必要がある。ところで、ＡＰＤの電流増倍率Ｍは
バイアス電圧に応じて変化し、この電圧対電流増倍率特
性は温度に応じて変化する。このため、ＡＰＤの温度特
性を補償するようにバイアス電圧を制御する必要がある
。
従来の技術
ＡＰＤの温度特性を補償した光受信回路の従来例を第５
図により説明する。
図により説明する。
同図（ａ）に示した光受信回路は、ダイオードＤ７の温
度特性と分圧抵抗Ｒ． ， Ｒｂ の値により温度補
償制御電圧Ｖ。の温度係数を決定し、基準電圧Ｖｏによ
り所望のＶＣ のレベルを決定し、Ｖｏ を作動増幅器
２１及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２により比例増幅して
、ＡＰＤ２３に逆バイアス電圧として印加するものであ
る。この構或によれば、ダイオードＤ１ の順方向電圧
の温度特性を利用して、温度変化によらずＡＰＤ２３の
電流増倍率が一定になるように制御することができる。
度特性と分圧抵抗Ｒ． ， Ｒｂ の値により温度補
償制御電圧Ｖ。の温度係数を決定し、基準電圧Ｖｏによ
り所望のＶＣ のレベルを決定し、Ｖｏ を作動増幅器
２１及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２により比例増幅して
、ＡＰＤ２３に逆バイアス電圧として印加するものであ
る。この構或によれば、ダイオードＤ１ の順方向電圧
の温度特性を利用して、温度変化によらずＡＰＤ２３の
電流増倍率が一定になるように制御することができる。
同図（ｂ）に示した光受信回路は、ダイオードＤＴに代
えてバイポーラ型のトランジスタＴｒを使用したもので
あり、コレクタ抵抗Ｒ。の値を調整することにより、所
望の温度補償された制御電圧■。
えてバイポーラ型のトランジスタＴｒを使用したもので
あり、コレクタ抵抗Ｒ。の値を調整することにより、所
望の温度補償された制御電圧■。
を得ることができる。このようにトランジスタＴｒのベ
ース、エミッタ間電圧の温度特性を利用して、温度変化
によらずＡＰＤ２３の電流増倍率が一定になるように制
御することができる。
ース、エミッタ間電圧の温度特性を利用して、温度変化
によらずＡＰＤ２３の電流増倍率が一定になるように制
御することができる。
発明が解決しようとする課題
数Ｇ ｂ ／ ｓ以上の伝送速度の光信号を受信する高
速の光受信回路を実現しようとする場合、ＡＰＤと増幅
器を構戒するトランジスタとの間の接続にともなうリー
ドインダクタンスによる高速特性の劣化を避けるために
、ＩＣ上に直接ＡＰＤを実装する等により、ＡＰＤとト
ランジスタとをできるだけ近づけて実装することが望ま
しい。このような場合、ＡＰＤは、近くに搭載されたト
ランジスタ等からの熱の影響を受けることになる。しか
し、第５図に示した従来例にあっては、制御電圧ＶＣを
発生する温度特性補償回路を必ずしもＡＰＤ２３の近く
に搭載することができないので、ＡＰＤの温度特性の補
償精度が低いという問題があった。
速の光受信回路を実現しようとする場合、ＡＰＤと増幅
器を構戒するトランジスタとの間の接続にともなうリー
ドインダクタンスによる高速特性の劣化を避けるために
、ＩＣ上に直接ＡＰＤを実装する等により、ＡＰＤとト
ランジスタとをできるだけ近づけて実装することが望ま
しい。このような場合、ＡＰＤは、近くに搭載されたト
ランジスタ等からの熱の影響を受けることになる。しか
し、第５図に示した従来例にあっては、制御電圧ＶＣを
発生する温度特性補償回路を必ずしもＡＰＤ２３の近く
に搭載することができないので、ＡＰＤの温度特性の補
償精度が低いという問題があった。
本発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、光受信回路においてＡＰＤの温度特性の補償精度を
向上することを目的としている。
で、光受信回路においてＡＰＤの温度特性の補償精度を
向上することを目的としている。
課題を解決するための手段
本発明では、ＡＰＤの温度をその近くで検出するために
、ダイオードをＡＰＤとモノリシックに集積化する。こ
の場合、ＡＰＤのカソードとダイオードのカソードとが
共通になるから、従来のようにダイオードの順方向電圧
の温度特性を利用した回路構或とすることができない。
、ダイオードをＡＰＤとモノリシックに集積化する。こ
の場合、ＡＰＤのカソードとダイオードのカソードとが
共通になるから、従来のようにダイオードの順方向電圧
の温度特性を利用した回路構或とすることができない。
なぜならば、ＡＰＤの逆バイアス電圧が数十ボルト以上
と高く、共通カソードのダイオードに適当な順方向バイ
アスを加えることが困難だからである。そこで、ダイオ
ードの逆方向電圧の温度特性に着目する。
と高く、共通カソードのダイオードに適当な順方向バイ
アスを加えることが困難だからである。そこで、ダイオ
ードの逆方向電圧の温度特性に着目する。
第ｌ図は本発明の原理ブロック図である。
１はＡＰＤ （アバランシェ・フォト・ダイオード）、
２はＡＰＤＩからの信号を増幅する増幅器、３はＡＰＤ
１とモノリシックに集積化されたダイオード、４はダ
イオード３の逆方向電流を検出する電流検出部、５は電
流検出部４の検出電流値が一定に保たれるようにＡＰＤ
Ｉとダイオード３の共通カソードに加える逆バイアス電
圧を制御するバイアス電圧制御部である。
２はＡＰＤＩからの信号を増幅する増幅器、３はＡＰＤ
１とモノリシックに集積化されたダイオード、４はダ
イオード３の逆方向電流を検出する電流検出部、５は電
流検出部４の検出電流値が一定に保たれるようにＡＰＤ
Ｉとダイオード３の共通カソードに加える逆バイアス電
圧を制御するバイアス電圧制御部である。
ここで、ＡＰＤＩとダイオード３とがモノリシックに集
積化されているというのは、ＡＰＤＩとダイオード３と
が拡散、蒸着その他の方法により半導体基板の表面ある
いは内部に該基板と一体に作りこまれていることをいう
。
積化されているというのは、ＡＰＤＩとダイオード３と
が拡散、蒸着その他の方法により半導体基板の表面ある
いは内部に該基板と一体に作りこまれていることをいう
。
作 用
本発明の構或によれば、温度検出用のダイオード３とＡ
ＰＤＩとをモノリシックに集積して、ダイオード３の温
度がＡＰＤ １の温度に追従して変化するようにしてい
るので、ＡＰＤＩの温度を正５一 ６ 確に検出することができ、ＡＰＤの温度特性の補償精度
を向上させることができる。
ＰＤＩとをモノリシックに集積して、ダイオード３の温
度がＡＰＤ １の温度に追従して変化するようにしてい
るので、ＡＰＤＩの温度を正５一 ６ 確に検出することができ、ＡＰＤの温度特性の補償精度
を向上させることができる。
第２図は、ダイオード３の逆方向電流に対する温度補償
特性を示すグラフである。電流検出部４及びバイアス電
圧制御部５の作用により、温度Ｔの増加Ｔ１→Ｔ２→Ｔ
３ に対して、ダイオード３のカソードに加える逆バイ
アス電圧Ｖ ′ＪＪ＜ Ｖ ｌ →Ｖ２→Ｖ３ のよう
に増加して、ダイオード３の逆方向電流は温度変化によ
らず一定値１。に保たれる。
特性を示すグラフである。電流検出部４及びバイアス電
圧制御部５の作用により、温度Ｔの増加Ｔ１→Ｔ２→Ｔ
３ に対して、ダイオード３のカソードに加える逆バイ
アス電圧Ｖ ′ＪＪ＜ Ｖ ｌ →Ｖ２→Ｖ３ のよう
に増加して、ダイオード３の逆方向電流は温度変化によ
らず一定値１。に保たれる。
ここで、電流値ｌ。はダイオード３のブレークダウン電
圧を与える電流値に近い値が設定される。
圧を与える電流値に近い値が設定される。
第３図はＡＰＤｌの電流増倍率Ｍに対する温度補償特性
を示すグラフである。モノリシックに集積化されたＡＰ
Ｄ １とダイオード３とはほぼ同じブレークダウン電圧
をもち、また、ブレークダウン電圧の温度係数もＡＰＤ
Ｉとダイオード３とでほぼ同じとなる。したがって、第
２図に示したように、温度変化が与えられたときにダイ
オード３の逆方向電流が一定に保たれるように逆バイア
ス電圧を制御することによって、ＡＰＤＩの電流増倍率
を温度変化によらず一定値Ｍ。に保つことができる。こ
こで、Ｍｏ は１。と独立に設定することができる。
を示すグラフである。モノリシックに集積化されたＡＰ
Ｄ １とダイオード３とはほぼ同じブレークダウン電圧
をもち、また、ブレークダウン電圧の温度係数もＡＰＤ
Ｉとダイオード３とでほぼ同じとなる。したがって、第
２図に示したように、温度変化が与えられたときにダイ
オード３の逆方向電流が一定に保たれるように逆バイア
ス電圧を制御することによって、ＡＰＤＩの電流増倍率
を温度変化によらず一定値Ｍ。に保つことができる。こ
こで、Ｍｏ は１。と独立に設定することができる。
実 施 例
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第４図は本発明の実施例を示す光受信回路の回路図であ
る。１１はＡＰＤ，１２はＡＰＤＩ １からの信号を増
幅する増幅器、１３はＡＰＤＩ １とモノリシックに集
積化されたダイオード、１４は電流検出部、１５はバイ
アス電圧制御部である。
る。１１はＡＰＤ，１２はＡＰＤＩ １からの信号を増
幅する増幅器、１３はＡＰＤＩ １とモノリシックに集
積化されたダイオード、１４は電流検出部、１５はバイ
アス電圧制御部である。
電流検出部１４において、１６は差動増幅器、１７はＡ
ＰＤＩＩの電流増倍率の設定値Ｍ。を調整するための制
御電圧ＶＣ用の端子、Ｒ，はダイオード１３の逆方向電
流を電圧換算するための負荷抵抗、Ｒ２ は差動増幅器
１６の入力抵抗、Ｒ３は差動増幅器１６の帰還抵抗であ
る。
ＰＤＩＩの電流増倍率の設定値Ｍ。を調整するための制
御電圧ＶＣ用の端子、Ｒ，はダイオード１３の逆方向電
流を電圧換算するための負荷抵抗、Ｒ２ は差動増幅器
１６の入力抵抗、Ｒ３は差動増幅器１６の帰還抵抗であ
る。
バイアス電圧制御部■５において、１８は作動増幅器、
１９は基準電圧を発生するための電源、２０は差動増幅
器１８の出力電圧を昇圧するためのＤＣ／ＤＣコンバー
タ、Ｒ４ は差動増幅器１８の帰還抵抗である。
１９は基準電圧を発生するための電源、２０は差動増幅
器１８の出力電圧を昇圧するためのＤＣ／ＤＣコンバー
タ、Ｒ４ は差動増幅器１８の帰還抵抗である。
ダイオード１３の逆方向電流ｌは電流検出部１４の負荷
抵抗Ｒ１ により電圧変換され、差動増幅器■６によ
り比例増幅される。したがって、電流検出部１４の出力
電圧はダイオード１３の逆方向電流ｌに比例したものと
なる。したがって、この電流検出部１４の出力電圧を差
動増幅器１８の負側人力に人力し、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ２ｏを介してダイオード１３及びＡＰＤＩＩの共通カ
ソードにフィードバックすることによって、ダイオード
１３の逆方向電流を温度変化によらず一定に保つことが
できる。この場合に、ダイオード１３とＡＰＤＩＩとは
モノリシックに集積化されており、ＡＰＤＩＩの温度は
ダイオード１３の温度に追従して変化するから、上記フ
ィードバック制御を行うことにより、前述したように、
ＡＰＤＩＩの電流増倍率を温度変化によらず一定に保つ
ことができる。
抵抗Ｒ１ により電圧変換され、差動増幅器■６によ
り比例増幅される。したがって、電流検出部１４の出力
電圧はダイオード１３の逆方向電流ｌに比例したものと
なる。したがって、この電流検出部１４の出力電圧を差
動増幅器１８の負側人力に人力し、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ２ｏを介してダイオード１３及びＡＰＤＩＩの共通カ
ソードにフィードバックすることによって、ダイオード
１３の逆方向電流を温度変化によらず一定に保つことが
できる。この場合に、ダイオード１３とＡＰＤＩＩとは
モノリシックに集積化されており、ＡＰＤＩＩの温度は
ダイオード１３の温度に追従して変化するから、上記フ
ィードバック制御を行うことにより、前述したように、
ＡＰＤＩＩの電流増倍率を温度変化によらず一定に保つ
ことができる。
発明の効果
以上説明したように、本発明の光受信回路においては、
ＡＰＤとダイオードとをモノリシックに集積化してＡＰ
Ｄの温度特性の補償を行っているので、補償精度を大幅
に向上させることができるという効果を奏する。
ＡＰＤとダイオードとをモノリシックに集積化してＡＰ
Ｄの温度特性の補償を行っているので、補償精度を大幅
に向上させることができるという効果を奏する。
第１図は本発明の原理ブロック図、
第２図は本発明の作用を説明するためのダイオードのＶ
−Ｉ特性図、 第３図は本発明の作用を説明するためのＡＰＤのＶ−Ｍ
特性図、 第４図は本発明の実施例を示す光受信回路の回路図、 第５図は従来技術を示す図である。 １， １ １・・・ＡＰＤ （アバランシエ・フォト・ダイオード）２．１２・・・
増幅器、 ９ １０ ３， １ ３・・・ダイオード、 ４， １ ４・・・電流検出部、 ５ １ ５・・・パイ アス電圧制御部。
−Ｉ特性図、 第３図は本発明の作用を説明するためのＡＰＤのＶ−Ｍ
特性図、 第４図は本発明の実施例を示す光受信回路の回路図、 第５図は従来技術を示す図である。 １， １ １・・・ＡＰＤ （アバランシエ・フォト・ダイオード）２．１２・・・
増幅器、 ９ １０ ３， １ ３・・・ダイオード、 ４， １ ４・・・電流検出部、 ５ １ ５・・・パイ アス電圧制御部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＡＰＤ（１）と、 該ＡＰＤ（１）からの信号を増幅する増幅器（２）と、
上記ＡＰＤ（１）とモノリシックに集積化されたダイオ
ード（３）と、 該ダイオード（３）の逆方向電流を検出する電流検出部
（４）と、 該電流検出部（４）の検出電流値が一定に保たれるよう
に上記ＡＰＤ（１）とダイオード（３）の共通カソード
に加える逆バイアス電圧を制御するバイアス電圧制御部
（５）とを備えたことを特徴とする光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154659A JPH0321082A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1154659A JPH0321082A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 光受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321082A true JPH0321082A (ja) | 1991-01-29 |
Family
ID=15589076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1154659A Pending JPH0321082A (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321082A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020095015A (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置 |
| WO2020121854A1 (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置 |
| JP2020129673A (ja) * | 2020-04-14 | 2020-08-27 | 株式会社東芝 | 光検出装置およびこれを用いた被写体検知システム |
| US11901379B2 (en) | 2018-12-12 | 2024-02-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector |
| US12080822B2 (en) | 2018-12-12 | 2024-09-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector and method for manufacturing photodetector |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1154659A patent/JPH0321082A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020095015A (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置 |
| WO2020121854A1 (ja) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出装置 |
| US11513002B2 (en) | 2018-12-12 | 2022-11-29 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light detection device having temperature compensated gain in avalanche photodiode |
| US11561131B2 (en) | 2018-12-12 | 2023-01-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Determination method and light detection device |
| US11901379B2 (en) | 2018-12-12 | 2024-02-13 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector |
| US11927478B2 (en) | 2018-12-12 | 2024-03-12 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light detection device |
| US12080822B2 (en) | 2018-12-12 | 2024-09-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetector and method for manufacturing photodetector |
| JP2020129673A (ja) * | 2020-04-14 | 2020-08-27 | 株式会社東芝 | 光検出装置およびこれを用いた被写体検知システム |
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