JPH0425724B2 - - Google Patents
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- JPH0425724B2 JPH0425724B2 JP59018931A JP1893184A JPH0425724B2 JP H0425724 B2 JPH0425724 B2 JP H0425724B2 JP 59018931 A JP59018931 A JP 59018931A JP 1893184 A JP1893184 A JP 1893184A JP H0425724 B2 JPH0425724 B2 JP H0425724B2
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- amplifier circuit
- transistor
- terminal
- resistor
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
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- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の背景と目的〕
本発明は、光受信回路、特に温度、電源電圧の
変化に対する影響の少い安定な増幅特性を有する
光受信回路に関するものである。
変化に対する影響の少い安定な増幅特性を有する
光受信回路に関するものである。
光受信器として使用される増幅器の一例を第1
図に示す。トランジスタQ1のエミツタはダイオ
ードD1を介して接地され、負荷抵抗R1と合わせ
てエミツタ接地回路として動作する。トランジス
タQ2はコレクタ接地(エミツタフオロワ)回路
を構成し、出力インピーダンスを下げて、抵抗
R2による帰還ループへの影響を小さくしている。
図に示す。トランジスタQ1のエミツタはダイオ
ードD1を介して接地され、負荷抵抗R1と合わせ
てエミツタ接地回路として動作する。トランジス
タQ2はコレクタ接地(エミツタフオロワ)回路
を構成し、出力インピーダンスを下げて、抵抗
R2による帰還ループへの影響を小さくしている。
トランジスタQ1,Q2ダイオードD1抵抗R1,
R2,R3からなる増幅部は、いわゆるトランスイ
ンピーダンス形アンプを構成し、低入出力インピ
ーダンスのため、効率のよい電流/電圧変換回路
として、受光素子PDと組合わされて、光受信回
路に使用される。なお、ダイオードD1は、出力
電位を上げて次段との接続を行ない易くする働き
がある。
R2,R3からなる増幅部は、いわゆるトランスイ
ンピーダンス形アンプを構成し、低入出力インピ
ーダンスのため、効率のよい電流/電圧変換回路
として、受光素子PDと組合わされて、光受信回
路に使用される。なお、ダイオードD1は、出力
電位を上げて次段との接続を行ない易くする働き
がある。
いま、光入力レベルP1Nの光が受光素子PDに入
射すると、トランスインピーダンスアンプ1には I1N=P1N×η(但し、ηは光電変換係数) の電流が流れ込み、次の出力電圧V0を発生する。
射すると、トランスインピーダンスアンプ1には I1N=P1N×η(但し、ηは光電変換係数) の電流が流れ込み、次の出力電圧V0を発生する。
V0=VBE1+VF+IC1/hFER2−I1N×R2 …(1)
VBE;トランジスタQ1のベース・エミツタ間電
圧、IC1;Q1のコレクタ電流、 hFE;トランジスタの電流増幅率(以下、全トラ
ンジスタのhFEは同一と仮定する) VF;ダイオードD1の順方向電圧降下、 IC1={Vcc−(VBE2+V0)}/R1 …(2) したがつて、結局V0は次式に変換される。
圧、IC1;Q1のコレクタ電流、 hFE;トランジスタの電流増幅率(以下、全トラ
ンジスタのhFEは同一と仮定する) VF;ダイオードD1の順方向電圧降下、 IC1={Vcc−(VBE2+V0)}/R1 …(2) したがつて、結局V0は次式に変換される。
V0=VBE1+VF+1/hFER1(Vcc−VBE2)/
1+1/hFER1−I1N×R2…(3) ところで、VBE1,VF,VBE2は約−2mV/degと
いう大きな温度係数をもつので、V0は温度によ
る変化も大きく、また、電源電圧Vccの影響もあ
り、直流的に次段と接続するのは、極めて難かし
い状態であつた。
1+1/hFER1−I1N×R2…(3) ところで、VBE1,VF,VBE2は約−2mV/degと
いう大きな温度係数をもつので、V0は温度によ
る変化も大きく、また、電源電圧Vccの影響もあ
り、直流的に次段と接続するのは、極めて難かし
い状態であつた。
したがつて、従来は、次段との間にコンデンサ
を挿入し、直流的な変動を除去して使用されるの
が通例であつた。
を挿入し、直流的な変動を除去して使用されるの
が通例であつた。
本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、直流接続しても温度、電源電圧に対して安
定な特性の増幅回路を提供することにある。
消し、直流接続しても温度、電源電圧に対して安
定な特性の増幅回路を提供することにある。
すなわち、本発明の要旨は、前記した増幅回路
と同一構成の回路を次段に使用し、両者の間を抵
抗で結び、温度変化に対して、安定な特性を実現
するように抵抗の組合わせを選定することにあ
る。
と同一構成の回路を次段に使用し、両者の間を抵
抗で結び、温度変化に対して、安定な特性を実現
するように抵抗の組合わせを選定することにあ
る。
本発明光受信回路の一実施例を第2図に示す。
従来技術で示した回路(トランスインピーダンス
形アンプ)1と同様の構成の回路2を抵抗R4を
介して接続している。
従来技術で示した回路(トランスインピーダンス
形アンプ)1と同様の構成の回路2を抵抗R4を
介して接続している。
一段目の出力電圧V1は、光入力のない場合、
(1)よりP1Nの項を無視すると、 V1=VBE1+VF1+IC1/hFER2 …(4) トランジスタQ3のベース電流IB3(=IC3/hFE)
はR4を流れる電流I1とR6を流れる電流I2の差であ
り、次式が成立する。
(1)よりP1Nの項を無視すると、 V1=VBE1+VF1+IC1/hFER2 …(4) トランジスタQ3のベース電流IB3(=IC3/hFE)
はR4を流れる電流I1とR6を流れる電流I2の差であ
り、次式が成立する。
IB3=I2−I1
ここでV2=VBE3+VF2を考慮したうえで、(4)式
の1/hFER1を十分小さいものとみなしてV3をもと めると次式になる。
の1/hFER1を十分小さいものとみなしてV3をもと めると次式になる。
V3=IB3R6−R6/R4(VBE1+VF1+IC1/hEFR2)+(1
+R6/R4)(VBE3+VF2)…(5) ここでVBE=kT/qlnIC/Is …(6) q;単位電荷、k;ボルツマン定数、T;絶対温
度、Is;逆方向飽和電流、IC;コレクタ電流、 を利用すると、次式が成立する。
+R6/R4)(VBE3+VF2)…(5) ここでVBE=kT/qlnIC/Is …(6) q;単位電荷、k;ボルツマン定数、T;絶対温
度、Is;逆方向飽和電流、IC;コレクタ電流、 を利用すると、次式が成立する。
VBE3−VBE1=kT/qlnIC3/IC1また、D1,D2に流れる電
流はそれぞれ、Q1,Q3に流れる電流と等しいの
で、上式と同様 VF2−VF1=kT/qlnIC3/IC1が成立する。
で、上式と同様 VF2−VF1=kT/qlnIC3/IC1が成立する。
これらを(5)式に代入すると
V3=1/hFE(IC3R6−R6/R2・IC1R2)
+VBE3+VF2+2R6/R4kT/qlnIC3/IC1 …(7)
ここで、hFEは十分大きいので、V3の第1項は
無視でき、 V3=VBE3+VF2+2R6/R4kT/qlnIC3/IC1 …(8) となる。
無視でき、 V3=VBE3+VF2+2R6/R4kT/qlnIC3/IC1 …(8) となる。
(8)式を温度Tで微分すると、
dV3/dT=d/dT(VBE3+VF2)
+2R6/R4k/qlnIC3/IC1 …(9)
となる。
VBEVF2は一般に負の温度係数をもつのに対し、
第2項は正の係数となるので、R6/R4を次式が成立 するように選ぶと温度特性をキヤンセルできる。
第2項は正の係数となるので、R6/R4を次式が成立 するように選ぶと温度特性をキヤンセルできる。
R6/R4=−d/dT(VBE3+VF2/2k/qlnIC3/IC1…(
10) ここでd/dT(VBE+VF2)=−2mυ/deg,IC3/IC1 =5という代表的な値を代入すると、R6/R4=
7.24となり、実現可能な値である。
10) ここでd/dT(VBE+VF2)=−2mυ/deg,IC3/IC1 =5という代表的な値を代入すると、R6/R4=
7.24となり、実現可能な値である。
また、R6/R4は、2段目の電圧利得にほぼ一
致するので、回路2は利得によつて直流的な温度
特性が変化する回路であり、約7倍の利得に選ぶ
と温度特性を無視できる回路とすることができ
る。さらに、(8)式から明らかなように電源電圧に
依存する項は、IC3/IC1だけであり、IC1,IC3と
もに電源電圧が高くなると大きくなるという同じ
傾向をもつため、その比は電圧依存性が小さく、
V3に電源電圧に対しても安定な回路となる。
致するので、回路2は利得によつて直流的な温度
特性が変化する回路であり、約7倍の利得に選ぶ
と温度特性を無視できる回路とすることができ
る。さらに、(8)式から明らかなように電源電圧に
依存する項は、IC3/IC1だけであり、IC1,IC3と
もに電源電圧が高くなると大きくなるという同じ
傾向をもつため、その比は電圧依存性が小さく、
V3に電源電圧に対しても安定な回路となる。
第2図の回路について、コンピユータによる詳
細な解析を行なつたところ、V3の温度係数約
0.1mυ/deg、電圧依存性約0.1と安定な電圧を発
生することが確認された。
細な解析を行なつたところ、V3の温度係数約
0.1mυ/deg、電圧依存性約0.1と安定な電圧を発
生することが確認された。
変形例としては次のものが考えられる。
(1) トランジスタQ2と抵抗R3の間及びトランジ
スタQ4と抵抗R7の間に同一のダイオードまた
は抵抗を挿入しても、抵抗値のみの変更で同様
の効果が期待できる。
スタQ4と抵抗R7の間に同一のダイオードまた
は抵抗を挿入しても、抵抗値のみの変更で同様
の効果が期待できる。
(2) R3,R7の抵抗は定電流源に変えても良い。
以上のようにして成る本発明光受信回路は次の
効果を有するものであり、この工業的価値は非常
に大なるものがある。
効果を有するものであり、この工業的価値は非常
に大なるものがある。
(1) 受光素子と組合わせて使用する受信回路は、
直流的な温度ドリフトが大きく、次段との結合
が難しかつたが、本発明により、温度ドリフト
をキヤンセルすることができるので、安定な増
幅回路が実現できる。
直流的な温度ドリフトが大きく、次段との結合
が難しかつたが、本発明により、温度ドリフト
をキヤンセルすることができるので、安定な増
幅回路が実現できる。
(2) 本発明の回路は、ほぼ同一構成の回路を2段
接続しているうえに、コンデンサを使用してい
ないので、集積回路で実現しやすく、また、特
性に大きく影響するパラメータは、抵抗の比
率、トランジスタVBEの差なので、集積回路の
特長を発揮できる。
接続しているうえに、コンデンサを使用してい
ないので、集積回路で実現しやすく、また、特
性に大きく影響するパラメータは、抵抗の比
率、トランジスタVBEの差なので、集積回路の
特長を発揮できる。
第1図は従来の受信回路の一例を示す回路図、
第2図は本発明光受信回路の一実施例を示す回路
図である。 1……光受信回路(プリアンプ)、2……光受
信回路(メインアンプ)、R1〜R7……抵抗、D1,
D2……ダイオード、Q1〜Q4……トランジスタ、
PD……受光素子、I1……R4を流れる電流、I2…
…R6を流れる電流。
第2図は本発明光受信回路の一実施例を示す回路
図である。 1……光受信回路(プリアンプ)、2……光受
信回路(メインアンプ)、R1〜R7……抵抗、D1,
D2……ダイオード、Q1〜Q4……トランジスタ、
PD……受光素子、I1……R4を流れる電流、I2…
…R6を流れる電流。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1の増幅回路の入力端に受光素子の一端子
が接続され、前記第1の増幅回路の出力端に第2
の増幅回路の入力端が縦続接続され、前記受光素
子の他端子に電源が接続されてなり、前記第1の
増幅回路及び第2の増幅回路は、それぞれ第1の
トランジスタQ1,Q3のベースを前記それぞれの
増幅回路の入力端とし、コレクタを負荷抵抗R1,
R5に接続し、エミツタをダイオードD1,D2を介
して接地しているエミツタ接地回路と、第2のト
ランジスタQ2,Q4のコレクタを電源に接続し、
ベースを第1のトランジスタQ1,Q3のコレクタ
に接続し、前記それぞれの増幅回路の出力端とな
るエミツタを負荷抵抗R3,R7を介して接地する
と共に抵抗R2,R6を介して第1のトランジスタ
Q1,Q3のベースに接続したコレクタ接地回路と
から構成され、前記第1の増幅回路の出力端と前
記第2の増幅回路の入力端とが抵抗R4を介して
接続されてなり、光受信回路の温度ドリフトをキ
ヤンセルするために前記抵抗R4及び抵抗R6が、 R6/R4=−d(VBE3+VF2)/dT/2k/qlnIC3/IC1 但しVBE3 :トランジスタQ3のベース・エミツタ間電
圧 VF2:ダイオードD2の順方向電圧降下 T :絶対温度 k :ボルツマン定数 q :単位電荷 IC3:トランジスタQ3のコレクタ電流 IC1:トランジスタQ1のコレクタ電流 の式を満足する抵抗値に設定されていることを特
徴とする光受信回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59018931A JPS60163508A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59018931A JPS60163508A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 光受信回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60163508A JPS60163508A (ja) | 1985-08-26 |
JPH0425724B2 true JPH0425724B2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=11985379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59018931A Granted JPS60163508A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 光受信回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60163508A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2503837B2 (ja) * | 1992-07-16 | 1996-06-05 | 日本電気株式会社 | ディジタル光受信回路とディジタル光受信回路におけるプリアンプ回路 |
JP2653018B2 (ja) * | 1993-11-24 | 1997-09-10 | 日本電気株式会社 | トランスインピーダンス形増幅回路 |
JP2008306673A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Panasonic Corp | 増幅回路 |
JP2009044684A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Panasonic Corp | 増幅回路 |
JP5231118B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2013-07-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 受光アンプ回路 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58182906A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-26 | Hitachi Cable Ltd | 光受信器用前置増幅回路 |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP59018931A patent/JPS60163508A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58182906A (ja) * | 1982-04-20 | 1983-10-26 | Hitachi Cable Ltd | 光受信器用前置増幅回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60163508A (ja) | 1985-08-26 |
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