JPH06244801A

JPH06244801A - 光受信器

Info

Publication number: JPH06244801A
Application number: JP5026755A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Tokoro; 武彦所
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】高感度の光受信器を提供する。【構成】受光素子にアバランシェ・フォトダイオード
１を用い、入力される信号光を電圧信号として出力する
光受信器において、アバランシェ・フォトダイオード１
にバイアス電圧Ｖｂを与えるバイアス電圧発生回路が、
ダイオード１３および定電流源６、１４、１５、１６、
１７からなり基準電圧Ｖ２を発生するとともに基準電圧
Ｖ２を温度変化に追従して変化させる基準電圧発生回路
１１と、基準電圧Ｖ２および所定の制御電圧Ｖ３に基づ
いてバイアス電圧Ｖｂを発生するための温度補償電圧発
生回路１２とを備えたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光受信器、特にアバラ
ンシェ・フォトダイオードを用いた光受信器に関する。

【０００２】

【従来の技術】光を用いて伝送された光入力信号を受信
して電気信号に変換（光電変換）する装置として光受信
器がある。この光受信器の受光素子としてＡＰＤ(Avala
nchePhoto Diode アバランシェフォトダイオード）が多
用されている。このＡＰＤは光電変換に際し増倍機能を
有しているため、長距離伝送を中心に広く光受信器に用
いられている。

【０００３】図７にＡＰＤを用いた光受信器の従来例を
示す。

【０００４】同図において光受信器は、ＡＰＤ１と、Ａ
ＰＤ１を動作させるためにＡＰＤ１にバイアス電圧（正
確には逆バイアス電圧）Ｖｂを与えるバイアス電圧発生
回路としての可変電圧源２と、ＡＰＤ１からの電気信号
を増幅する反転増幅器３と、帰還用の抵抗器４と、電圧
信号を出力するための出力端子５とで構成されている。

【０００５】光受信器は、バイアス電圧Ｖｂが印加され
たＡＰＤ１が、光入力信号（矢印）を入力するとこれを
電流信号に変換し、反転増幅器３および抵抗器４により
増幅した後電圧信号として出力端子５に出力するように
なっている。

【０００６】ところで、ＡＰＤ１を用いた光受信器は、
ＡＰＤ１のバイアス電圧Ｖｂを大きくすることにより、
光入力信号を増倍することができるため、ＡＰＤ１を用
いない通常のＰＤ(Photo Diodeフォトダイオード）を用
いた光受信器（図示せず）と比べて高感度になる。但
し、増倍に際して雑音が信号以上に過剰に増加するた
め、増倍率Ｍには最適値Ｍｏｐｔが存在する。従ってＡ
ＰＤのバイアス電圧Ｖｂは増倍率Ｍが最適値Ｍｏｐｔに
なるように設定する必要がある。

【０００７】図８はＡＰＤの増倍特性を示す図であり、
横軸はバイアス電圧Ｖｂ（Ｖ）を示し、縦軸は増倍率Ｍ
を示している。

【０００８】同図より、ＡＰＤの増倍率Ｍはブレークダ
ウン電圧Ｖｂｄの近傍で急上昇するため、ブレークダウ
ン電圧Ｖｂｄの近傍において、バイアス電圧Ｖｂのわず
かな変動により、増倍率Ｍが大幅に変化することがわか
る。

【０００９】一般に、ＡＰＤのブレークダウン電圧Ｖｂ
ｄはかなり高い電圧であり、例えばＳｉ−ＡＰＤでは約
２００Ｖにもなる。また、ＡＰＤのブレークダウン電圧
Ｖｂｄの個体間のばらつきも大きい。

【００１０】従って、ＡＰＤのバイアス電圧発生回路
は、高い電圧を安定して供給することができ、かつ、使
用するＡＰＤの特性に合わせて電圧を調整することがで
きる必要がある。また、ブレークダウン電圧Ｖｂｄには
温度変動があるため、ＡＰＤを広い温度範囲で使用する
ためには、バイアス電圧Ｖｂを温度補償する必要があ
る。

【００１１】図９はバイアス電圧発生回路の従来例を示
すブロック図である。

【００１２】同図において、ＡＰＤバイアス電圧発生回
路は、直流電源６と、直流電源６の両端に直列接続さ
れ、直流電源６の電圧を分圧する２つの抵抗器７、８
と、直流電源６の陽極側の抵抗器７に並列接続されたサ
ーミスタ９とで構成されている。

【００１３】これら２つの抵抗器７、８とサーミスタ９
とで得られた分圧電圧ＶｄがＡＰＤ１のバイアス電圧Ｖ
ｂとして用いられており、この分圧電圧Ｖｄは増倍率Ｍ
が最適値Ｍｏｐｔになるように設定されている。

【００１４】ここでサーミスタ９の抵抗値Ｒｓは数１で
表される。

【００１５】

【数１】

【００１６】但し、Ｒｓｏは温度Ｔｏ（Ｋ）時の抵抗
値、Ｒｓは温度Ｔ（Ｋ）時の抵抗値、Ｂは定数である。

【００１７】また、温度Ｔ（℃）におけるバイアス電圧
Ｖｂ（Ｔ）は数２で表される。

【００１８】

【数２】

【００１９】但し、Ｖは電源電圧である。

【００２０】図９に示す回路において、温度Ｔが変動す
るとサーミスタ９の抵抗値Ｒｓが変化し、これによりバ
イアス電圧Ｖｂが変化し、ＡＰＤ１の増倍率Ｍが一定に
保たれるようになっている。すなわち温度補償が行われ
るようになっている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
回路においては、ＡＰＤ１の個体間のばらつきや増倍率
Ｍの変更に対応するためにバイアス電圧Ｖｂを変える
と、バイアス電圧Ｖｂの温度依存性が変化し、温度変化
時にＡＰＤ１の増倍率Ｍが変わってしまい、受信特性を
悪化させるという問題が生じる。

【００２２】また、サーミスタ９は、一般に抵抗値の温
度特性のばらつきが大きく、図９のような回路に適用し
た場合、回路の温度特性がばらつくおそれがある。さら
に、サーミスタ９は、温度変化による抵抗値Ｒｓの変化
が直線的でなく数１に示すような指数関数的な変化をす
るため、ブレークダウン電圧Ｖｂｄが温度Ｔに対して直
線的に変化するＡＰＤ１の温度特性を、広い範囲に亘っ
て補償することは困難である。

【００２３】さらに、図９に示した回路は、電源電圧Ｖ
が、温度や負荷変動に対して変化しないものとして設計
されているため、この電源電圧Ｖが僅かでも変動する
と、そのままバイアス電圧変動となる。従って、この電
源６には、温度Ｔや負荷変動に対して極めて安定である
ことが要求される。このような電源は、一般に複雑且つ
高価なものとなる。また、高安定な電源を使用すること
ができない場合には、その変動も含めてバイアス電圧Ｖ
ｂを制御しなければならず、図９に示す回路ではほとん
ど不可能である。

【００２４】ここで、図１０はＡＰＤが動作可能な周波
数の帯域と増倍率Ｍとの関係を示す図であり、横軸は増
倍率Ｍを示し、縦軸は帯域（ＧＨｚ）を示している。

【００２５】同図より、ＡＰＤの増倍率Ｍを上げていく
と、帯域が低下（劣化）することがわかる。これは、Ａ
ＰＤの利得と帯域との積（ＧＢ積、Gain・Bandwidth 利
得・帯域幅積）が有限であるためである。例えばＧＢ積
を２０ＧＨｚと仮定すると２ＧＨｚの帯域が必要な場
合、増倍率Ｍは最大１０までしか上げることができな
い。

【００２６】また、増倍率Ｍの最適値Ｍｏｐｔが２０で
あったとすると、このＡＰＤを使用した光受信器では帯
域制限により増倍率Ｍを最適値Ｍｏｐｔまで上げること
ができないため、受信感度が劣化してしまうという問題
が生じる。また、増幅率Ｍを最適値Ｍｏｐｔになるよう
にした場合、受信帯域が１ＧＨｚに制限されてしまうと
いう問題が生じる。

【００２７】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高感度の光受信器を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、受光素子にアバランシェ・フォトダイオー
ドを用い、入力される信号光を電圧信号として出力する
光受信器において、アバランシェ・フォトダイオードに
バイアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路が、ダイオ
ードおよび定電流源からなり基準電圧を発生するととも
に基準電圧を温度変化に追従して変化させることができ
る基準電圧発生回路と、基準電圧および所定の制御電圧
に基づいてバイアス電圧を発生するための温度補償電圧
発生回路とを備えたものである。

【００２９】また、本発明は、受光素子にアバランシェ
・フォトダイオードを用い、入力される信号光を電圧信
号として出力する光受信器において、アバランシェ・フ
ォトダイオードにバイアス電圧を与えるバイアス電圧発
生回路を接続し、光受信器の出力側に等化器を設け、バ
イアス電圧発生回路からのバイアス電圧を用いて等化器
の周波数特性を、アバランシェ・フォトダイオードの増
倍率と一致するように制御する制御器を設けたものであ
る。

【００３０】

【作用】上記構成によれば、基準電圧発生回路において
ダイオードに定電流を流すことにより、温度に対し直線
的に変化する電圧が得られ、この電圧を基準電圧として
温度補償電圧発生回路に与えると、温度補償電圧発生回
路がこの基準電圧および所定の制御電圧に基づいてバイ
アス電圧を発生することができるため、温度補償され、
アバランシェ・フォトダイオードのバイアス電圧が広い
温度範囲で安定、かつアバランシェ・フォトダイオード
の温度特性に高精度に合わせて供給される。これによ
り、アバランシェ・フォトダイオードの増倍率の変動が
無くなり光受信器は高感度化される。また、アバランシ
ェ・フォトダイオードにバイアス電圧を与えるバイアス
電圧発生回路を接続し、光受信器の出力側に等化器を設
け、バイアス電圧発生回路からのバイアス電圧を用いて
等化器の周波数特性を、アバランシェ・フォトダイオー
ドの増倍率と一致するように制御する制御器を設けたの
で、光受信器の出力が高域側で低下しても等化器の周波
数特性を高域側で増加させることができるため、高域側
での増倍率の低下が抑制される。すなわちアバランシェ
・フォトダイオードの増倍率の変化に追従してアバラン
シェ・フォトダイオードの周波数特性が補償され、光受
信器は広域側において高感度化される。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。尚、前述した従来例と同一の部材には同一
の符号を用いた。

【００３２】図１は本発明の光受信器の一実施例のブロ
ック図である。

【００３３】同図において、１は受光素子としてのアバ
ランシェ・フォトダイオード（以下ＡＰＤという）であ
り、入力される信号光を電気信号に変換する。ＡＰＤ１
のアノードは、反転増幅器３の入力側および帰還用の抵
抗器４に接続されており、ＡＰＤ１で変換された電気信
号は増幅された後出力端子５に電圧信号として出力され
る。

【００３４】ＡＰＤ１のカソードは、過電流防止用の抵
抗器１０を介してＡＰＤ１にバイアス電圧Ｖｂを与える
ためのバイアス電圧発生回路に接続されている。

【００３５】バイアス電圧発生回路は主に、直流電源
６、基準電圧発生回路１１、温度補償電圧発生回路１２
で構成されている。

【００３６】基準電圧発生回路１１は、温度検出手段と
してのダイオード１３と、反転入力にこのダイオード１
３のカソードが接続され出力側にダイオード１３のアノ
ードが接続され出力側に基準電圧を発生する増幅器１４
と、一端が増幅器１４の反転入力に接続され他端が接地
された抵抗器１５と、アノードが接地されカソードが増
幅器１４の非反転入力に接続され増幅器４に一定の電圧
を与える定電圧ダイオード１６と、定電圧ダイオード１
６のカソードおよび直流電源６の陽極に接続され電源電
圧を分圧する抵抗器１７とで構成されている。

【００３７】温度補償電圧発生回路１２は、一端が直流
電源６の陽極に接続され電源電圧を分圧する分圧用の抵
抗器１８と、カソードがこの抵抗器１８の他端に接続さ
れアノードが接地され一定の電圧を発生させる定電圧ダ
イオード１９と、固定端が定電圧ダイオード１９の両端
に接続され摺動端に任意の制御電圧を発生させる可変抵
抗器２０と、一端が増幅器１４の出力側に接続された抵
抗器２１と、反転入力に抵抗器２１の他端が接続され、
非反転入力に可変抵抗器２０の摺動端が接続された増幅
器２２と、一端が増幅器２２の反転入力に接続され他端
が過電流防止用の抵抗器１０に接続された帰還用の抵抗
器２３と、入力側が電源６に接続され出力側に直流高電
圧を発生するＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、一端がＤＣ
／ＤＣコンバータ２４の出力側の陽極端子に接続された
抵抗器２５と、コレクタがこの抵抗器２５の他端に接続
され、ベースが増幅器２２の出力側に接続されたＮＰＮ
型トランジスタ２６と、一端がこのトランジスタ２６の
エミッタに接続され他端が接地された抵抗器２７と、エ
ミッタがＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力側の陽極端子
に接続されベースが抵抗器２５の他端に接続され、コレ
クタが抵抗器２３と過電流防止用の抵抗器１０との接続
点に接続されたＮＰＮ型トランジスタ２８とで構成され
ている。

【００３８】次に実施例の作用を述べる。

【００３９】バイアス電圧発生回路の基準電圧発生回路
１１において、ダイオード１３は、電源６、増幅器１
４、抵抗器１５、１７および定電圧ダイオード１６によ
り定電流駆動されるようになっている。

【００４０】ここで、ダイオード１３の順方向電圧Ｖｆ
は一般に数３で表される。

【００４１】

【数３】

【００４２】但し、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温
度、ｑは電子の電荷、Ｉｃは順方向電流、Ｉｓは飽和電
流である。

【００４３】Ｓｉ（シリコン）のＰＮ接合ダイオードの
順方向電圧Ｖｆは約２５℃においておよそ０．７Ｖであ
る。順方向電圧Ｖｆの温度係数は数４で表される。

【００４４】

【数４】

【００４５】但し、Ｅｇはエネルギーギャップである。

【００４６】ＳｉのＰＮ接合ダイオードのΔＶｆ／ΔＴ
は約−１．８ｍＶ／℃である。従ってダイオード１３の
順方向電流Ｉｃを定電流化することにより、温度Ｔに対
して直線的に変化する電圧を得ることができる。

【００４７】ここで、定電圧ダイオード１６のカソード
の電圧をＶ１とすると、増幅器１４の出力にはＶ１＋Ｖ
ｆ＝Ｖ２の電圧が発生する。この電圧Ｖ２と、抵抗器１
８、定電圧ダイオード１９および可変抵抗器２０を用い
て発生させた電圧Ｖ３とを増幅器２２、抵抗器２１、２
３を用いて比較、増幅し、増幅器２２の出力側にバイア
ス電圧Ｖｂを発生させるための電圧を発生させるように
なっている。

【００４８】ここで、ＡＰＤを駆動させるのに必要なバ
イアス電圧Ｖｂは、Ｓｉ−ＡＰＤの場合、前述したよう
におよそ２００Ｖとかなり高いため、数Ｖの電源電圧で
動作する汎用の増幅器をそのまま用いることはできな
い。そのため、図１に示すようなＤＣ／ＤＣコンバータ
２４、抵抗器２５、２７、トランジスタ２６、２８から
なる高電圧発生回路２９を用いて、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ２４により供給される高電圧を、増幅器２２からの出
力電圧を用いて制御することにより、所望のバイアス電
圧Ｖｂをトランジスタ２８のコレクタに発生させること
ができる。尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力電圧
は、必要なバイアス電圧Ｖｂより高い電圧であればよ
い。

【００４９】定電圧ダイオード１９および可変抵抗器２
０を用いて発生させた電圧をＶ３、抵抗器２１の抵抗値
をＲｉ、抵抗器２３の値をＲｆとすると、バイアス電圧
発生回路の出力電圧Ｖｏｕｔは数５で表される。

【００５０】

【数５】

【００５１】また、出力電圧Ｖｏｕｔの温度特性は数６
で表される。

【００５２】

【数６】

【００５３】従って、数５および数６から明らかなよう
に、バイアス電圧Ｖｂの温度特性を、設定電圧とは無関
係に設定することができ、かつ、ＡＰＤ１のブレークダ
ウン電圧Ｖｂｄの温度特性（例えばＳｉ−ＡＰＤの場
合、ΔＶｂｄ／Ｖｂｄ≒０．１２％／℃）と広い温度範
囲に亘って一致させることが可能である。また、可変抵
抗器２０の摺動端を移動させることにより、温度特性を
損なうことなくＡＰＤ１の増倍率Ｍを任意の値に設定す
ることができる。さらに電源６の電圧が変動したり温度
が変化しても、ＡＰＤ１のバイアス電圧Ｖｂに影響はな
い。従って、温度変化や電源電圧の変動に強いバイアス
電圧発生回路を実現することができる。

【００５４】以上において本実施例によれば、基準電圧
発生回路１１から温度変化に追従して変化する基準電圧
Ｖ２が発生され、温度補償電圧発生回路１２がこの基準
電圧Ｖ２および可変抵抗器２０の摺動端に発生する制御
電圧Ｖ３に基づいてバイアス電圧Ｖｂを制御するため、
ＡＰＤ１のバイアス電圧Ｖｂが広い温度範囲で安定に、
かつＡＰＤ１の温度特性に高精度に合わせて供給され
る。これにより、ＡＰＤ１の増倍率Ｍの変動が無くな
り、光受信器の受信感度やＳＮ比が向上する（高感度化
する）とともに、温度変化や電源電圧変化の影響がなく
なる。

【００５５】なお、本実施例では高電圧発生回路２９を
用いたが、これに限定されるものではなく、増幅器２２
が高電圧を発生することが可能であれば、高電圧発生回
路２９を用いずに直接ＡＰＤ１にバイアス電圧Ｖｂを供
給するようにしてもよい。また、ダイオード１３はＦＥ
Ｔやバイポーラトランジスタにより構成した定電流源回
路（図示せず）によって定電流駆動して同様な動作をさ
せることができる。さらにバイアス電圧発生回路の温度
変化時の応答を向上させるためには、ＡＰＤ１とダイオ
ード１３とを接近して配置し、熱的な結合をするのが好
ましい。温度検出のためのダイオード１３はトランジス
タでも代用が可能であり、同様な効果が得られる。

【００５６】本実施例の光受信器に用いられるバイアス
電圧発生回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を用いてＡ
ＰＤ１に必要な高電圧を発生させることにより、数Ｖの
電圧で動作させることができる。従って、汎用の増幅器
を利用することができ、低コスト化が可能である。ま
た、高電圧が印加される部分を限定することができるた
め、絶縁対策を必要最小限にとどめることができ、回路
基板設計、部品実装が簡素化できる。更に、電源を光受
信器と共通化することが可能となる。

【００５７】ＡＰＤ１のバイアス電圧Ｖｂは、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ２４の発生する電圧より低い範囲内であれ
ば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の発生する電圧とは無関
係であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力のリップ
ル、ドリフトの影響を受けない。従って、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２４の構成を簡素化することができ、回路を更
に小型化、低コスト化することができる。また、ＤＣ／
ＤＣコンバータ２４以外の回路はモノリシックＩＣ化可
能であり、回路の集積化、小型化が容易に行える。

【００５８】図２は図１に示した光受信器の他の構成例
を示すブロック図である。

【００５９】同図において、斜線で示す部分３０は本実
施例の光受信器に用いられるバイアス電圧発生回路であ
り、その出力がＡＰＤ１のカソードに接続されている。
ＡＰＤ１のアノードは反転増幅器３の入力および帰還用
の抵抗器４に接続され、反転増幅器３の出力は出力端子
５および振幅検出回路３１に接続されている。振幅検出
回路３１の出力は増幅器３２の反転入力に接続されてい
る。増幅器３２の非反転入力には直流電源３３の電圧が
印加され、増幅器３２の出力はバイアス電圧発生回路の
可変抵抗器２０の摺動端に接続されている。

【００６０】ＡＰＤ１の増倍率Ｍは、電圧Ｖ１または電
圧Ｖ３を用いて制御することができるため、同図に示す
ようなＡＧＣ（自動利得制御）ループの中に組み込むこ
とができ、温度補償を行いながら増倍率Ｍを光入力に応
じて変化させることができる。

【００６１】図３は本発明の光受信器の他の実施例のブ
ロック図である。

【００６２】図１に示した実施例との相違点は、光受信
器の出力側に等化器４０を設けるとともに、ＡＰＤにバ
イアス電圧Ｖｂを与えるバイアス電圧発生回路４１から
のバイアス電圧Ｖｂを用いて、制御器としての誤差増幅
器４２により等化器４０の周波数特性をＡＰＤ１の周波
数特性に応じて制御させる点である。

【００６３】図３において、光受信器は、ＡＰＤ１と、
バイアス電圧発生回路４１と、反転増幅器３および帰還
用抵抗器４と、等化器４０と、誤差増幅器４２とで構成
されている。

【００６４】等化器４０は、一端が図示しない電源によ
りプルアップされ他端が出力端子４３に接続された抵抗
器４４と、コレクタが出力端子４３に接続されベースが
反転増幅器３の出力側に接続されたＮＰＮ型トランジス
タ４５と、一端がこのトランジスタ４５のエミッタに接
続され他端が図示しない電源によりプルダウンされた抵
抗器４６と、アノードがトランジスタ４５のエミッタに
接続されたダイオード４７と、一端が接地され他端がダ
イオード４７のカソードに接続されたコンデンサ４８と
で構成されている。

【００６５】誤差増幅器４２の反転入力にはバイアス電
圧発生回路４１の出力が接続され、非反転入力には直流
電源４９の電圧が印加されている。誤差増幅器４２の出
力はダイオード４７のカソードに接続されている。

【００６６】誤差増幅器４２は、バイアス電圧発生回路
４１の出力と直流電源４９の電圧とを比較し、誤差増幅
するとともに、この出力によりダイオード４７の接合容
量を調整し、その結果等化器４０の周波数特性を制御す
るようになっている。

【００６７】トランジスタ４５のエミッタはダイオード
４７の接合容量およびコンデンサ４８を通して交流的に
接地されている。抵抗器４４、４６の値をそれぞれＲ
１、Ｒｅとし、コンデンサ４８の容量をダイオード４７
の接合容量Ｃに対して十分大きな値であるとすると、図
３に示す等化器４０の利得の周波数特性Ｇ（ω）は数７
で表される。

【００６８】

【数７】

【００６９】但し、ω＝２πｆであり、ｆは周波数を示
す。

【００７０】数７より分かるように、トランジスタ４５
の増幅可能な帯域内において、ある周波数以上の利得を
増加させること、すなわちピーキングをかけることがで
きる。

【００７１】また、ダイオード４７の接合容量Ｃを変化
させて、ピーキングの周波数を変えることにより等化器
４０の周波数特性を調整することができる。

【００７２】ここで図４は等化器の周波数特性を示す図
であり、横軸が周波数を示し、縦軸が利得を示してい
る。同図に示すように接合容量Ｃが小さいとき（増倍率
Ｍ≦１０）は破線で示すように高い周波数帯域で利得が
低下するのに対し、接合容量Ｃを大きくすると（増倍率
Ｍ＝２０とする）、実線で示すように高い周波数帯域に
ピーキングを有することができる。

【００７３】図５（ａ）および（ｂ）は図３に示した回
路における周波数特性の一例を示す図である。両図にお
いて横軸は周波数を示し、縦軸は利得を示している。

【００７４】図５（ａ）に示すようにＡＰＤの増倍率Ｍ
を例えばＭ＝１０（破線で示す）からＭ＝２０（実線で
示す）へ変化させたときに劣化する広域側の利得を本実
施例の等化器を用いて補償し、図５（ｂ）に示すように
増倍率ＭをＭ＝１０（破線で示す）からＭ＝２０（破線
で示す）に変化させても高域側での利得を劣化させるこ
となく受信帯域を広帯域化することができる。また、受
信電力が大きく、増倍率ＭをＭ＝１０またはそれ以下で
使用可能なときは、図５（ａ）に示すようにＡＰＤの受
信帯域は必要十分な帯域となっているため、帯域補償の
必要はない。必要以上の帯域補償やピーキングは、雑音
の増加や波形歪、符号間干渉を起こして、受信感度を低
下させる。従って、そのときはダイオード４７の接合容
量Ｃを小さくしてピーキングをかけないようにすればよ
い。

【００７５】以上において、光受信器の出力側に等化器
４０を設けるとともに、ＡＰＤ１にバイアス電圧を与え
るバイアス電圧発生回路４１からのバイアス電圧Ｖｂを
用いて等化器４０の周波数特性をＡＰＤ１の周波数特性
に応じて制御したので、ＡＰＤ１の増倍率Ｍの変化に追
従してＡＰＤ１の広帯域特性が補償される。

【００７６】このように増倍率Ｍの低下に合わせて低下
するバイアス電圧Ｖｂを用いてダイオード４７の接合容
量Ｃを制御することにより、等化器４０の周波数特性を
ＡＰＤ１の増倍率Ｍの変化に追従させることができる。
従って、ＡＰＤ１の増倍率Ｍの変化によるＡＰＤ１の周
波数特性変化を自動的に補償することができ、光受信器
は広い周波数領域において高感度化される。

【００７７】以上において、本実施例によれば高速、広
帯域、高周波の信号を受信することができる光受信回路
を実現することができ、さらにその受信感度をより高感
度化することが可能になる。また、ＡＰＤの増倍率Ｍの
変化によるＡＰＤの周波数特性変化を自動的に補償する
ことができるため、増倍率Ｍを変化させたときの受信帯
域調整が省略できる。従って製造コストを下げることが
できるとともに、常に最良の受信特性を得ることができ
る。

【００７８】また、上述した光受信回路は、抵抗器、ダ
イオード、トランジスタおよびコンデンサで構成されて
いるためモノリシックＩＣ化が可能であり、回路の集積
化、小型化が容易に達成できる。

【００７９】ここで図６は図３に示したダイオードの他
の構成例を示す図である。

【００８０】本実施例ではダイオードにシリコンダイオ
ードを用いたが、これに限定されるものではなく図６に
示すようにＮＰＮ型トランジスタ５０のエミッタとコレ
クタとを接続してこの接続部をカソードとし、ベースを
アノードとするダイオードを用いてもよい。なお、ダイ
オードの代わりに可変容量ダイオードを用いてもよいの
はいうまでもない。

【００８１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００８２】(1) 広帯域、高感度の光受信器を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光受信器の一実施例のブロック図であ
る。

【図２】図１に示した光受信器の他の構成例を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明の光受信器の他の実施例のブロック図で
ある。

【図４】図３に示した光受信器に用いられる等化器の周
波数特性を示す図である。

【図５】図３に示した回路における周波数特性の一例を
示す図である。

【図６】図３に示したダイオードの他の構成例を示す図
である。

【図７】ＡＰＤを用いた光受信器の従来例を示す。

【図８】ＡＰＤの増倍特性を示す図である。

【図９】バイアス電圧発生回路の従来例を示すブロック
図である。

【図１０】ＡＰＤが動作可能な周波数の帯域と増倍率Ｍ
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）６直流電源１１基準電圧発生回路１２温度補償電圧発生回路１３ダイオード１４増幅器１５、１７抵抗器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受光素子にアバランシェ・フォトダイオ
ードを用い、入力される信号光を電圧信号として出力す
る光受信器において、前記アバランシェ・フォトダイオ
ードにバイアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路が、
ダイオードおよび定電流源からなり基準電圧を発生する
とともに該基準電圧を温度変化に追従して変化させる基
準電圧発生回路と、該基準電圧および所定の制御電圧に
基づいてバイアス電圧を発生するための温度補償電圧発
生回路とを備えたことを特徴とする光受信器。
【請求項２】前記温度補償電圧発生回路に、前記ダイ
オードを温度検出手段として用い、そのダイオードを定
電流源により定電流駆動し、前記ダイオードの温度変化
による順方向電圧の変化を増幅器で演算増幅して前記ア
バランシェ・フォトダイオードの増倍率の温度特性に一
致させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
光受信器。
【請求項３】受光素子にアバランシェ・フォトダイオ
ードを用い、入力される信号光を電圧信号として出力す
る光受信器において、前記アバランシェ・フォトダイオ
ードにバイアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路を接
続し、前記光受信器の出力側に等化器を設け、前記バイ
アス電圧発生回路からのバイアス電圧を用いて前記等化
器の周波数特性を、前記アバランシェ・フォトダイオー
ドの増倍率と一致するように制御する制御器を設けたこ
とを特徴とする光受信器。
【請求項４】前記等化器は、前記制御器に接続される
ダイオードを有し、前記制御器に入力される前記バイア
ス電圧発生回路からのバイアス電圧に応じて前記ダイオ
ードの接合容量を変化させてその等化器の周波数帯域を
変化させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載
の光受信器。