JPH0996562A - Photoelectric transducing circuit - Google Patents

Photoelectric transducing circuit

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JPH0996562A
JPH0996562A JP27499795A JP27499795A JPH0996562A JP H0996562 A JPH0996562 A JP H0996562A JP 27499795 A JP27499795 A JP 27499795A JP 27499795 A JP27499795 A JP 27499795A JP H0996562 A JPH0996562 A JP H0996562A
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JP
Japan
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circuit
current
conversion circuit
photoelectric conversion
receiving element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27499795A
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Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Tamura
大輔 田村
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric transducing circuit, wherein reverse bias level can be obtained at a large value and photocurrent level can be set in a board range. SOLUTION: The photoelectric transducing circuit is constituted of a photodetector 1, a vertical-type PNP transistor 3, wherein the emitter is connected to the cathode of the photodetector 1, the collector is connected to a load resistor R1 , and a specified bias voltage B2 is applied on the base, and which constitutes a low-input-impedance active circuit, and a current mirror comprising PNP transistors 4 and 5, whose outputs are connected to the emitter of the vertical-type PNP transistor 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光学式情報記録
再生装置のピックアップあるいは回転計のフォトセンサ
等に用いる光電変換回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric conversion circuit used for a pickup of an optical information recording / reproducing apparatus or a photo sensor of a tachometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】光磁気ディスク装置等の光学式情報記録
再生装置においては、光ピックアップによって情報記録
トラックに光ビームを照射し、該光ビームの反射光ある
いは透過光を光電変換回路により電気信号に変換して、
情報信号を読み取るようになっている。
2. Description of the Related Art In an optical information recording / reproducing apparatus such as a magneto-optical disk device, an information pickup track is irradiated with a light beam by an optical pickup, and reflected light or transmitted light of the light beam is converted into an electric signal by a photoelectric conversion circuit. Convert
It is designed to read information signals.

【0003】かかる光学式情報記録再生装置における光
電変換回路の構成例を、図3に基づいて説明する。図3
に示す光電変換回路は、図示しない光ディスク装置の光
ピックアップ内に設けられた光電変換回路の構成例を示
してり、例えばPINフォトダイオードからなる受光素
子1と負荷抵抗R1 とが、バイアス電源B1 とGND間
に直列に接続されている。そして、受光素子1は抵抗R
1 を介して逆バイアスされており、図示しない受光窓に
入射する光ビームの光量に応じた電流を発生するように
なっている。受光素子1に入射する光ビームは光ディス
クの記録信号によって変調されており、受光素子1によ
って高周波(以下RFと称する)電流信号に変換され
る。そしてRF電流信号は抵抗R1 に該電流レベルに比
例した電圧降下を生ぜしめ、抵抗R1 と受光素子1との
接続点より光電変換回路の出力e2を取り出すようにな
っている。そして該光電変換回路の出力e2 は、図示し
ないRF増幅回路によりレベル増幅された後、復調され
るようになっている。
A configuration example of a photoelectric conversion circuit in such an optical information recording / reproducing apparatus will be described with reference to FIG. FIG.
The photoelectric conversion circuit shown in FIG. 2 shows a configuration example of the photoelectric conversion circuit provided in the optical pickup of an optical disk device (not shown). For example, the light receiving element 1 formed of a PIN photodiode and the load resistor R 1 are connected to the bias power source B. It is connected in series between 1 and GND. The light receiving element 1 has a resistance R
It is reverse-biased via 1 and generates a current according to the light quantity of the light beam incident on the light receiving window (not shown). The light beam incident on the light receiving element 1 is modulated by the recording signal of the optical disc, and is converted by the light receiving element 1 into a high frequency (hereinafter referred to as RF) current signal. The RF current signal caused a voltage drop proportional to said current level in the resistor R 1, is adapted to take out the output e 2 of the photoelectric conversion circuit from the connection point between the resistor R 1 and the light receiving element 1. The output e 2 of the photoelectric conversion circuit is level-amplified by an RF amplifier circuit (not shown) and then demodulated.

【0004】しかしながら、この方式の光電変換回路
は、光電流によりフォトダイオードの電圧が変動するた
め、高速化に向いていない。そこで、この点を改良した
図4に示すような光電変換回路が、実公平5−1650
8号に開示されている。図4に示す光電変換回路におい
て、図3に示した光電変換回路と異なる点は、受光素子
1と負荷抵抗R1 との間に低入力インピーダンス能動回
路として、ベース接地型トランジスタ回路が挿入されて
いる点である。このベース接地型トランジスタ回路を構
成するNPNトランジスタ2のベースには所定のバイア
ス電圧B2 が印加され、エミッタは受光素子1のカソー
ドに接続され、コレクタは抵抗R1 に接続されて、コレ
クタと抵抗R1 の接続点より出力e3 を取り出すように
なっている。そして、上記トランジスタ2のベースは図
示しない電源回路において交流的に接地されている。ま
た受光素子1の平均出力電流でも、トランジスタ2のバ
イアス電流として不足する場合には、バイアス抵抗R2
を受光素子1に対して並列に接続して、トランジスタ2
のエミッタにバイアス電流を供給するようになってい
る。
However, the photoelectric conversion circuit of this system is not suitable for high speed operation because the voltage of the photodiode fluctuates due to the photocurrent. Therefore, a photoelectric conversion circuit as shown in FIG.
No. 8. The photoelectric conversion circuit shown in FIG. 4 is different from the photoelectric conversion circuit shown in FIG. 3 in that a grounded base type transistor circuit is inserted between the light receiving element 1 and the load resistor R 1 as an active circuit with low input impedance. That is the point. A predetermined bias voltage B 2 is applied to the base of the NPN transistor 2 constituting the grounded base type transistor circuit, the emitter is connected to the cathode of the light receiving element 1, the collector is connected to the resistor R 1 , and the collector and the resistor are connected. The output e 3 is taken out from the connection point of R 1 . The base of the transistor 2 is AC-grounded in a power supply circuit (not shown). If the average output current of the light receiving element 1 is insufficient as the bias current of the transistor 2, the bias resistance R 2
Is connected in parallel to the light receiving element 1 to connect the transistor 2
A bias current is supplied to the emitter of the.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常このよ
うな光電変換回路においては、受光素子の逆バイアス電
圧VPDを大きくし、高速化を計るように設計されてい
る。しかしながら、近年システムの低電圧化が進むにつ
れ、上記のような構成の光電変換回路では、電源電圧を
低くした場合、十分な逆バイアス電圧VPDを取ることが
できなくなる。
By the way, such a photoelectric conversion circuit is usually designed to increase the reverse bias voltage V PD of the light-receiving element to increase the speed. However, with the recent decrease in the voltage of the system, in the photoelectric conversion circuit having the above configuration, when the power supply voltage is lowered, it becomes impossible to obtain a sufficient reverse bias voltage V PD .

【0006】次に、この点について詳細に説明すると、
逆バイアス電圧VPDは、次式(1)に示すように、電源
電圧VCCからトランジスタ2のVCEと負荷抵抗R1 にか
かる電圧R1 ×(IPD+IBIAS)とを差し引いた電圧分
として表される。 VPD=VCC−VCE−R1 ×(IPD+IBIAS) ・・・・・(1) ここで、IPDは受光素子の光電流で、IBIASはバイアス
電流である。上記(1)式において、光電流IPDのレベ
ルを広範囲に設定すると、(1)式の第3項は大きくな
るため、逆バイアス電圧VPDのレベルは低くなってしま
う。また高速化のため、バイアス抵抗R2 を接続してバ
イアス電流IBIASを大にすると、逆バイアス電圧VPD
更に低くなってしまうという問題点がある。
Next, this point will be described in detail.
The reverse bias voltage V PD is a voltage component obtained by subtracting V CE of the transistor 2 and the voltage R 1 × (I PD + I BIAS ) applied to the load resistance R 1 from the power supply voltage V CC as shown in the following equation (1). Expressed as V PD = V CC −V CE −R 1 × (I PD + I BIAS ) (1) where I PD is the photocurrent of the light receiving element and I BIAS is the bias current. In the equation (1), if the level of the photocurrent I PD is set in a wide range, the third term of the equation (1) becomes large, and the level of the reverse bias voltage V PD becomes low. Further, if the bias resistor R 2 is connected to increase the bias current I BIAS for speeding up, there is a problem that the reverse bias voltage V PD is further lowered.

【0007】本発明は、従来の光電変換回路における上
記問題点を解消するためになされたもので、逆バイアス
電圧VPDレベルを大きくとれ、且つ光電流IPDのレベル
を広範囲に設定できるようにした光電変換回路を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems in the conventional photoelectric conversion circuit. It is possible to set the level of the reverse bias voltage V PD large and set the level of the photocurrent I PD in a wide range. It is an object of the present invention to provide a photoelectric conversion circuit having the above structure.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、入射光量に応じた電流信号を発生する受
光素子と、該受光素子の発生した電流信号を電圧信号に
変換する電流電圧変換回路とを有する光電変換回路にお
いて、前記電流信号を低入力インピーダンスを呈する能
動回路を介して前記電流電圧変換回路に供給するように
構成すると共に、前記能動回路は該回路内に供給される
バイアス電流と前記受光素子に発生する光電流の差分の
電流を検出するように構成するものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a light receiving element for generating a current signal according to the amount of incident light and a current for converting the current signal generated by the light receiving element into a voltage signal. In a photoelectric conversion circuit having a voltage conversion circuit, the current signal is configured to be supplied to the current-voltage conversion circuit via an active circuit exhibiting a low input impedance, and the active circuit is supplied in the circuit. The configuration is such that a difference current between the bias current and the photocurrent generated in the light receiving element is detected.

【0009】このように構成することにより、従来の光
電変換回路では、受光素子の逆バイアス電圧VPDは光電
流IPDに大きく依存して、且つ逆バイアス電圧VPDは低
レベルであったのを、光電流IPDに依存せず且つ逆バイ
アス電圧VPDを高レベルに設定することが可能となる。
With such a configuration, in the conventional photoelectric conversion circuit, the reverse bias voltage V PD of the light receiving element largely depends on the photocurrent I PD , and the reverse bias voltage V PD is at a low level. Can be set to a high level without depending on the photocurrent I PD and the reverse bias voltage V PD .

【0010】[0010]

【発明の実施の形態及び実施例】次に実施例について説
明する。図1は、本発明に係る光電変換回路の実施例を
示す回路構成図で、図3及び図4に示した従来例と同一
又は対応する構成要素には同一符号を付し、その説明を
省略する。本実施例においては、受光素子1と負荷抵抗
1 との間に、PNPトランジスタ3からなる低入力イ
ンピーダンス能動回路としてのベース接地型トランジス
タ回路が挿入されている。そして、トランジスタ3のベ
ースには所定のバイアス電圧B2 が印加され、エミッタ
は受光素子1のカソードに接続され、コレクタは負荷抵
抗R1 に接続されている。そして、トランジスタ3と受
光素子1の平均出力電流を供給するための電流I
BIASは、PNPトランジスタ4,5で構成されたカレン
トミラーによって供給され、光電変換回路の出力e
1 は、PNPトランジスタ3のコレクタと負荷抵抗R1
の接続点より取り出すようになっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, examples will be described. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a photoelectric conversion circuit according to the present invention. The same or corresponding components as those of the conventional example shown in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. To do. In this embodiment, a grounded base transistor circuit as a low input impedance active circuit composed of the PNP transistor 3 is inserted between the light receiving element 1 and the load resistor R 1 . A predetermined bias voltage B 2 is applied to the base of the transistor 3, the emitter is connected to the cathode of the light receiving element 1, and the collector is connected to the load resistor R 1 . Then, the current I for supplying the average output current of the transistor 3 and the light receiving element 1
BIAS is supplied by a current mirror composed of PNP transistors 4 and 5, and outputs e of the photoelectric conversion circuit.
1 is the collector of the PNP transistor 3 and the load resistance R 1
It is designed to be taken out from the connection point of.

【0011】このように構成された光電変換回路におい
て、受光素子1の逆バイアス電圧VPDは、次式(2)で
示すように、電源電圧VCCからカレントミラーを構成す
るトランジスタ4のVCEを差し引いた電位で設定でき
る。 VPD=VCC−VCE ・・・・・・・・・・・・・(2) 上記(2)式のVCEの電位は0.2 〜0.3 V程度なので、
電源電圧VCCの設定を低減することができる。また、逆
バイアス電圧VPDは受光素子1に発生する光電流IPD
依存せずに決定できる。また出力電圧信号e1 に関して
は、次式(3)で示すように、カレントミラーの供給電
流IBIASと光電流IPDと負荷抵抗R1 とで、出力電圧信
号e1 のレベルが決まる。 e1 =R1 ×(IBIAS−IPD) ・・・・・・・(3) カレントミラーの供給電流IBIASは十分大きく設定でき
るので、上記(3)式から本実施例は高速化に向いてい
ることがわかる。
In the photoelectric conversion circuit configured as described above, the reverse bias voltage V PD of the light receiving element 1 is V CE of the transistor 4 forming a current mirror from the power supply voltage V CC as shown in the following equation (2) . It can be set by the potential minus. V PD = V CC −V CE (2) Since the potential of V CE in the above formula (2) is about 0.2 to 0.3 V,
The setting of the power supply voltage V CC can be reduced. Further, the reverse bias voltage V PD can be determined without depending on the photocurrent I PD generated in the light receiving element 1. Also with respect to the output voltage signal e 1, as shown in the following equation (3), with the supply current I BIAS and the photocurrent I PD of the current mirror and the load resistor R 1, determines the level of the output voltage signal e 1. e 1 = R 1 × (I BIAS −I PD ) ... (3) Since the supply current I BIAS of the current mirror can be set to be sufficiently large, the speed can be increased in this embodiment from the above formula (3). You can see that it is suitable.

【0012】次に、高速化に対応するための低入力イン
ピーダンス能動回路を構成するPNPトランジスタの構
成例を、図2に基づいて説明する。図2において、E,
B,Cは、それぞれPNPトランジスタのエミッタ,ベ
ース,コレクタであり、縦型に配設されたP,N,Pの
各領域で構成されている。バイポーラプロセスでは通常
P型基板11が用いられるため、基板11とコレクタを分離
するためのN型の分離領域12が形成されている。
Next, an example of the structure of the PNP transistor which constitutes the low input impedance active circuit for coping with the high speed operation will be described with reference to FIG. In FIG. 2, E,
B and C are the emitter, base, and collector of the PNP transistor, respectively, and are composed of P, N, and P regions arranged vertically. Since a P-type substrate 11 is usually used in the bipolar process, an N-type isolation region 12 for separating the substrate 11 and the collector is formed.

【0013】通常のバイポーラプロセスでは、PNPト
ランジスタは横型で構成されているため、高速化に適し
ていないが、この構成例のような縦型PNPトランジス
タは、トランジスタのカットオフ周波数fT が高く設定
できるため、高速化に適している。
In a normal bipolar process, since the PNP transistor is of a lateral type, it is not suitable for high speed operation. However, a vertical PNP transistor such as this structural example has a high cutoff frequency f T of the transistor. Therefore, it is suitable for speeding up.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、受光素子で発生する光電流を広範囲に
設定することができ、また受光素子の逆バイアス電圧を
大きくとれ、容量を低減することができる。また、低入
力インピーダンス能動回路を構成するトランジスタとし
て縦型PNPトランジスタを用いることにより高速化に
対応した光電変換回路を実現することができる。
As described above on the basis of the embodiments,
According to the present invention, the photocurrent generated in the light receiving element can be set in a wide range, the reverse bias voltage of the light receiving element can be increased, and the capacitance can be reduced. Further, by using the vertical PNP transistor as the transistor forming the low input impedance active circuit, it is possible to realize a photoelectric conversion circuit compatible with high speed operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る光電変換回路の実施例を示す回路
構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a photoelectric conversion circuit according to the present invention.

【図2】図1に示した実施例のベース接地型トランジス
タ回路に用いるPNPトランジスタの構成例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a PNP transistor used in the grounded base type transistor circuit of the embodiment shown in FIG.

【図3】従来の光電変換回路の構成例を示す回路構成図
である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional photoelectric conversion circuit.

【図4】従来の光電変換回路の他の構成例を示す回路構
成図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing another configuration example of a conventional photoelectric conversion circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 受光素子 2 NPNトランジスタ 3 PNPトランジスタ 4 PNPトランジスタ 5 PNPトランジスタ 11 P型基板 12 N型分離領域 1 Light receiving element 2 NPN transistor 3 PNP transistor 4 PNP transistor 5 PNP transistor 11 P-type substrate 12 N-type isolation region

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光量に応じた電流信号を発生する受
光素子と、該受光素子の発生した電流信号を電圧信号に
変換する電流電圧変換回路とを有する光電変換回路にお
いて、前記電流信号を低入力インピーダンスを呈する能
動回路を介して前記電流電圧変換回路に供給するように
構成すると共に、前記能動回路は該回路内に供給される
バイアス電流と前記受光素子に発生する光電流の差分の
電流を検出するように構成されていることを特徴とする
光電変換回路。
1. A photoelectric conversion circuit having a light-receiving element for generating a current signal according to the amount of incident light and a current-voltage conversion circuit for converting the current signal generated by the light-receiving element into a voltage signal, wherein the current signal is low. The current circuit is configured to be supplied to the current-voltage conversion circuit via an active circuit exhibiting input impedance, and the active circuit supplies a current which is a difference between a bias current supplied in the circuit and a photocurrent generated in the light receiving element. A photoelectric conversion circuit, which is configured to detect.
【請求項2】 前記能動回路は、エミッタへ電流を供給
し、コレクタ電圧を出力とするベース接地型トランジス
タ回路で構成されていることを特徴とする請求項1記載
の光電変換回路。
2. The photoelectric conversion circuit according to claim 1, wherein the active circuit is composed of a grounded base transistor circuit which supplies a current to an emitter and outputs a collector voltage.
【請求項3】 前記ベース接地型トランジスタ回路を構
成するトランジスタとして、縦型PNPトランジスタを
用い、高速化に対応できるように構成したことを特徴と
する請求項2記載の光電変換回路。
3. The photoelectric conversion circuit according to claim 2, wherein a vertical PNP transistor is used as a transistor forming the grounded base type transistor circuit, and the vertical PNP transistor is configured so as to be compatible with high speed operation.
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Cited By (4)

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