JPH05259777A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
- Publication number
- JPH05259777A JPH05259777A JP4000080A JP8092A JPH05259777A JP H05259777 A JPH05259777 A JP H05259777A JP 4000080 A JP4000080 A JP 4000080A JP 8092 A JP8092 A JP 8092A JP H05259777 A JPH05259777 A JP H05259777A
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- JP
- Japan
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- voltage
- circuit
- bias
- bias voltage
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- Pending
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】アバランシェフォトダイオードの増倍率を制御
してＡＧＣ動作を行う光受信回路において、微分利得が
大となる弱光入力時にも安定なＡＧＣループを提供す
る。 【構成】アバランシェフォトダイオード１は入力光信号
Ａをバイアス電圧に応じた利得で電流に変換し、増幅回
路２はこの電流を増幅する。検波回路４，時定数回路
５，差動増幅器６，基準電圧源７およびバイアス制御回
路８は、この増幅回路２の出力信号振幅に応じて上記バ
イアス電圧を変化させ、上述の回路がＡＧＣループを構
成する。差動増幅器６とバイアス制御回路８との間に挿
入された歪み回路９は上記バイアス電圧が低電圧から上
記アバランシェフォトダイオードのブレークダウン電圧
に近づくほど前記増幅回路出力の信号振幅に対する前記
バイアス電圧の変化率を小さくする。
してＡＧＣ動作を行う光受信回路において、微分利得が
大となる弱光入力時にも安定なＡＧＣループを提供す
る。 【構成】アバランシェフォトダイオード１は入力光信号
Ａをバイアス電圧に応じた利得で電流に変換し、増幅回
路２はこの電流を増幅する。検波回路４，時定数回路
５，差動増幅器６，基準電圧源７およびバイアス制御回
路８は、この増幅回路２の出力信号振幅に応じて上記バ
イアス電圧を変化させ、上述の回路がＡＧＣループを構
成する。差動増幅器６とバイアス制御回路８との間に挿
入された歪み回路９は上記バイアス電圧が低電圧から上
記アバランシェフォトダイオードのブレークダウン電圧
に近づくほど前記増幅回路出力の信号振幅に対する前記
バイアス電圧の変化率を小さくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光受信回路に関し、特に
アバランシェフォトダイオードのバイアス電圧を変化す
ることによって安定なＡＧＣ特性を得る光受信回路に関
する。
アバランシェフォトダイオードのバイアス電圧を変化す
ることによって安定なＡＧＣ特性を得る光受信回路に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光受信回路は、図３に示すよう
に、バイアス制御回路８によってバイアス電圧Ｖａの与
えられたアバランシェフォトダイオード１によって入射
光Ａを電流Ｉに変換し、増幅回路２によって電流Ｉを電
圧に変換するとともに所定の強度Ｖｏまで増幅して端子
３より出力する。この電圧Ｖ０は、同時に検波回路４に
よって整流され、端子３の電圧Ｖ０に比例する直流電圧
Ｖ１を作り、系の応答速度を定める時定数回路５を通っ
て電圧Ｖｃを生じる。電圧Ｖｃと基準電圧源７からの電
圧Ｖｒとの差は差動増幅器６で逆相増幅され、この電圧
Ｖ２はバイアス制御回路８へその出力電圧Ｖａを制御す
べく入力されていた。
に、バイアス制御回路８によってバイアス電圧Ｖａの与
えられたアバランシェフォトダイオード１によって入射
光Ａを電流Ｉに変換し、増幅回路２によって電流Ｉを電
圧に変換するとともに所定の強度Ｖｏまで増幅して端子
３より出力する。この電圧Ｖ０は、同時に検波回路４に
よって整流され、端子３の電圧Ｖ０に比例する直流電圧
Ｖ１を作り、系の応答速度を定める時定数回路５を通っ
て電圧Ｖｃを生じる。電圧Ｖｃと基準電圧源７からの電
圧Ｖｒとの差は差動増幅器６で逆相増幅され、この電圧
Ｖ２はバイアス制御回路８へその出力電圧Ｖａを制御す
べく入力されていた。
【０００３】従って入射光Ａの強度が大なるときは、端
子３の電圧Ｖ０が大になろうとし、従ってバイアス制御
回路８への入力電圧Ｖ２が下り、同様にバイアス電圧Ｖ
ａが下り、従って、アバランシェフォトダイオード１の
増倍率が下ってその出力電流Ｉが減少し、端子３の出力
電圧Ｖ０を一定値へ制御する。以上の動作によってこの
光受信回路はＡＧＣ（自動利得制御）を達成している。
子３の電圧Ｖ０が大になろうとし、従ってバイアス制御
回路８への入力電圧Ｖ２が下り、同様にバイアス電圧Ｖ
ａが下り、従って、アバランシェフォトダイオード１の
増倍率が下ってその出力電流Ｉが減少し、端子３の出力
電圧Ｖ０を一定値へ制御する。以上の動作によってこの
光受信回路はＡＧＣ（自動利得制御）を達成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この従来の光受信回路
では、端子の出力電圧の変化とアバランシェフォトダイ
オードの制御電圧の変化が比例する。ところが、周知の
ごとくアバランシェフォトダイオードの増倍率は、バイ
アス電圧のＮ乗に比例して増倍し、そのブレークダウン
電圧に近づくほど急激に増加する。そのため、上記のＡ
ＧＣループのループ一巡利得は、入射光が弱くなると急
激に上昇する。一方、ＡＧＣループの中には時定数回路
以外に差動増幅回路や、バイアス利得回路の中に高域の
時定数を含むことは避けられず、このため入力光信号が
大なるときにはループ利得１以上であった位相遅れが１
８０°以上に達する高域において入力光信号の弱い場合
にループ利得が１以上となり、ＡＧＣループの発振を生
じるという欠点があった。
では、端子の出力電圧の変化とアバランシェフォトダイ
オードの制御電圧の変化が比例する。ところが、周知の
ごとくアバランシェフォトダイオードの増倍率は、バイ
アス電圧のＮ乗に比例して増倍し、そのブレークダウン
電圧に近づくほど急激に増加する。そのため、上記のＡ
ＧＣループのループ一巡利得は、入射光が弱くなると急
激に上昇する。一方、ＡＧＣループの中には時定数回路
以外に差動増幅回路や、バイアス利得回路の中に高域の
時定数を含むことは避けられず、このため入力光信号が
大なるときにはループ利得１以上であった位相遅れが１
８０°以上に達する高域において入力光信号の弱い場合
にループ利得が１以上となり、ＡＧＣループの発振を生
じるという欠点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光受信回路は、
入力光信号をバイアス電圧に応じた利得で電流に変換す
るアバランシェフォトダイオードと、前記電流を増幅す
る増幅回路と、前記増幅回路出力の信号振幅に応じて前
記バイアス電圧を前記信号振幅を一定値にする方向に変
化させるバイアス制御回路とを有する光受信回路におい
て、前記バイアス制御回路が、前記バイアス電圧を低電
圧から前記アバランシェフオトダイオードのブレークダ
ウン電圧に近づけるほど前記増幅回路出力の信号振幅に
対する前記バイアス電圧の変化率を小さくする手段を備
えている。
入力光信号をバイアス電圧に応じた利得で電流に変換す
るアバランシェフォトダイオードと、前記電流を増幅す
る増幅回路と、前記増幅回路出力の信号振幅に応じて前
記バイアス電圧を前記信号振幅を一定値にする方向に変
化させるバイアス制御回路とを有する光受信回路におい
て、前記バイアス制御回路が、前記バイアス電圧を低電
圧から前記アバランシェフオトダイオードのブレークダ
ウン電圧に近づけるほど前記増幅回路出力の信号振幅に
対する前記バイアス電圧の変化率を小さくする手段を備
えている。
【０００６】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００７】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
る。この光受信回路には図３の従来例に加えて差動増幅
回路６の出力端とバイアス制御回路８との間に歪み回路
９が挿入されている。歪み回路９は、入力電圧Ｖ２の変
化に対し、小電圧時には出力電圧Ｖ３が直線的に変化す
るが、電圧Ｖ２が高電圧となるほど出力電圧Ｖ３の上昇
率が少くなる。つまり、この歪み回路９は力電圧Ｖ２が
高くなるほど入出力間の利得が少くなる性質を有する。
る。この光受信回路には図３の従来例に加えて差動増幅
回路６の出力端とバイアス制御回路８との間に歪み回路
９が挿入されている。歪み回路９は、入力電圧Ｖ２の変
化に対し、小電圧時には出力電圧Ｖ３が直線的に変化す
るが、電圧Ｖ２が高電圧となるほど出力電圧Ｖ３の上昇
率が少くなる。つまり、この歪み回路９は力電圧Ｖ２が
高くなるほど入出力間の利得が少くなる性質を有する。
【０００８】従って、入射光Ａが微弱でありアバランシ
ェフォトダイオード１のバイアス電圧Ｖａがブレークダ
ウン電圧に近い領域のときには、差動増幅器６からの電
圧Ｖ２の信号振幅が大きくて歪み回路９の利得が少ない
ので、歪み回路９の出力電圧Ｖ３の変化は差動増幅器６
の出力電圧Ｖ２の変化に対して小さい。この結果、入射
光Ａの変化によってＡＧＣループ利得の急激な変化をも
たらすことはなく、安定なＡＧＣ動作を得ることができ
る。一方、入射光Ａが強くアバランシェフォトダイオー
ド１のバイアス電圧Ｖａが低電圧領域のときには、差動
増幅器６からの信号振幅（電圧Ｖ２）が小さくて歪み回
路９の利得が大きいので、歪み回路９の出力電圧Ｖ３の
変化は差動増幅器６の信号振幅の変化に対して大きい状
態を保っている。
ェフォトダイオード１のバイアス電圧Ｖａがブレークダ
ウン電圧に近い領域のときには、差動増幅器６からの電
圧Ｖ２の信号振幅が大きくて歪み回路９の利得が少ない
ので、歪み回路９の出力電圧Ｖ３の変化は差動増幅器６
の出力電圧Ｖ２の変化に対して小さい。この結果、入射
光Ａの変化によってＡＧＣループ利得の急激な変化をも
たらすことはなく、安定なＡＧＣ動作を得ることができ
る。一方、入射光Ａが強くアバランシェフォトダイオー
ド１のバイアス電圧Ｖａが低電圧領域のときには、差動
増幅器６からの信号振幅（電圧Ｖ２）が小さくて歪み回
路９の利得が大きいので、歪み回路９の出力電圧Ｖ３の
変化は差動増幅器６の信号振幅の変化に対して大きい状
態を保っている。
【０００９】図２は図１の光受信回路に示した歪み回路
９の回路図である。（ａ）図は第１の例、（ｂ）図は別
を例を示している。
９の回路図である。（ａ）図は第１の例、（ｂ）図は別
を例を示している。
【００１０】図２（ａ）の例において、端子２１の入力
電圧Ｖ２は抵抗２２とダイオード２３の順方向抵抗によ
って分圧されて端子２４に電圧Ｖ３を出力する。ダイオ
ード２３を一般に用いられているシリコンダイオードと
すれば、その端子電圧が大なるほど順方向電流は増加
し、端子間動抵抗は減少する。従って端子２１の電圧Ｖ
２が大なるほど端子２１，端子２４間の伝達関数は小さ
くなる。
電圧Ｖ２は抵抗２２とダイオード２３の順方向抵抗によ
って分圧されて端子２４に電圧Ｖ３を出力する。ダイオ
ード２３を一般に用いられているシリコンダイオードと
すれば、その端子電圧が大なるほど順方向電流は増加
し、端子間動抵抗は減少する。従って端子２１の電圧Ｖ
２が大なるほど端子２１，端子２４間の伝達関数は小さ
くなる。
【００１１】一方、図２（ｂ）の例においては、端子２
１の電圧Ｖ２は抵抗２２と抵抗２５，２６によって分圧
されて端子２４に電圧Ｖ３を生じる。ダイオード２７，
２８は各々電圧源２９，３０によって逆バイアスされて
いるので、ダイオード２７は入力電圧Ｖ２が電圧源２９
の電圧Ｖｓ１を越えると導通し、出力電圧Ｖ３は抵抗２
２と２５の分圧結果として現われる。次に、電圧源２９
よりも高い電圧Ｖｓ２の電圧源３０によって逆バイアス
されているダイオード２８は入力電圧Ｖ２が電圧源３０
の電圧Ｖｓ２を越えると導通するので、出力電圧Ｖ３は
抵抗２２に対しし抵抗２５，２６の逆列抵抗で分圧され
た値になる。従って、この回路で入出力間電圧の伝達特
性が２つの折れ点を持つ折れ線近似ができる。なお抵
抗，ダイオード，電圧源を増加すれば、更に多くの折れ
点を有する折れ線近似ができることは明らかである。
１の電圧Ｖ２は抵抗２２と抵抗２５，２６によって分圧
されて端子２４に電圧Ｖ３を生じる。ダイオード２７，
２８は各々電圧源２９，３０によって逆バイアスされて
いるので、ダイオード２７は入力電圧Ｖ２が電圧源２９
の電圧Ｖｓ１を越えると導通し、出力電圧Ｖ３は抵抗２
２と２５の分圧結果として現われる。次に、電圧源２９
よりも高い電圧Ｖｓ２の電圧源３０によって逆バイアス
されているダイオード２８は入力電圧Ｖ２が電圧源３０
の電圧Ｖｓ２を越えると導通するので、出力電圧Ｖ３は
抵抗２２に対しし抵抗２５，２６の逆列抵抗で分圧され
た値になる。従って、この回路で入出力間電圧の伝達特
性が２つの折れ点を持つ折れ線近似ができる。なお抵
抗，ダイオード，電圧源を増加すれば、更に多くの折れ
点を有する折れ線近似ができることは明らかである。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、増幅回路出
力を非線形回路を通してバイアス制御回路へフィードバ
ックさせているので、アバランシェフォトダイオードの
増幅率の増加が大となる弱光入力時でもＡＧＣループ利
得を急激に上昇させず、安定なＡＧＣ動作を実現できる
という効果がある。
力を非線形回路を通してバイアス制御回路へフィードバ
ックさせているので、アバランシェフォトダイオードの
増幅率の増加が大となる弱光入力時でもＡＧＣループ利
得を急激に上昇させず、安定なＡＧＣ動作を実現できる
という効果がある。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】図１に示した歪み回路の回路図である。（ａ）
図は第１の例、（ｂ）図は別の例である。
図は第１の例、（ｂ）図は別の例である。
【図３】従来の光受信回路のブロック図である。
１ アバランシェフォトダイオード ２ 増幅回路 ３ 出力端子 ４ 検波回路 ５ 時定数回路 ６ 差動増幅器 ７ 基準電圧源 ８ バイアス制御回路 ９ 歪み回路 ２１ 入力端子 ２２，２５，２６ 抵抗 ２３，２７，２８ ダイオード ２４ 出力端子 ２９，３０ 電圧源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04
Claims (1)
- 【請求項１】 入力光信号をバイアス電圧に応じた利得
で電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、前
記電流を増幅する増幅回路と、前記増幅回路出力の信号
振幅に応じて前記バイアス電圧を前記信号振幅を一定値
にする方向に変化させるバイアス制御回路とを有する光
受信回路において、前記バイアス制御回路が、前記バイ
アス電圧を低電圧から前記アバランシェフオトダイオー
ドのブレークダウン電圧に近づけるほど前記増幅回路出
力の信号振幅に対する前記バイアス電圧の変化率を小さ
くする手段を備えることを特徴とする光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000080A JPH05259777A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000080A JPH05259777A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 光受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259777A true JPH05259777A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=11464179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4000080A Pending JPH05259777A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05259777A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09238037A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-09 | Nec Corp | 出力電力制御回路 |
| JP2010147093A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Renesas Electronics Corp | 受光回路 |
| WO2019073705A1 (ja) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子、および、電子装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185419A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Nec Corp | 光受信回路 |
-
1992
- 1992-01-06 JP JP4000080A patent/JPH05259777A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185419A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | Nec Corp | 光受信回路 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09238037A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-09 | Nec Corp | 出力電力制御回路 |
| US6047167A (en) * | 1996-03-01 | 2000-04-04 | Nec Corporation | Output power control device |
| JP2010147093A (ja) * | 2008-12-16 | 2010-07-01 | Renesas Electronics Corp | 受光回路 |
| WO2019073705A1 (ja) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子、および、電子装置 |
| US11533445B2 (en) | 2017-10-12 | 2022-12-20 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image sensor and electronic device |
| US11818481B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-11-14 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image sensor and electronic device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980811 |