JPH11127038A - 前置増幅回路 - Google Patents

前置増幅回路

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JPH11127038A
JPH11127038A JP9287288A JP28728897A JPH11127038A JP H11127038 A JPH11127038 A JP H11127038A JP 9287288 A JP9287288 A JP 9287288A JP 28728897 A JP28728897 A JP 28728897A JP H11127038 A JPH11127038 A JP H11127038A
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JP
Japan
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transistor
resistor
circuit
collector
emitter
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Pending
Application number
JP9287288A
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English (en)
Inventor
Masashi Tachimori
正志 朔晦
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/08Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光伝送システムに用いられる光受信器におい
て、大光入力時における受信回路の飽和動作を抑制し、
常に安定した受信動作が可能な前置増幅器。 【解決手段】 光―電流変換を行う光半導体と、光半導
体の光電流を入力とするコレクタに接続される第1の抵
抗器を持つ第1のトランジスタと、第1のトランジスタ
のコレクタとベースが接続された第2のトランジスタ
と、第2のトランジスタのエミッタに直列に接続するレ
ベルシフト回路と第2の抵抗器と、レベルシフト回路と
第2の抵抗器の間と第1のトランジスタのベースに接続
された帰還抵抗器と、第2のトランジスタのエミッタと
ベースが接続された出力段トランジスタと、出力段トラ
ンジスタのエミッタに接続された負荷抵抗器と、第1の
抵抗器に並列に接続の第2のダイオードから構成され、
変換された電流を電流−電圧変換し、変換された電圧信
号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光伝送システムの光
受信器に関し、特に大光入力時における飽和動作を抑制
する前置増幅回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、光伝送システムにおける光受信器
に用いられる前置増幅回路は一般的に図6に示すような
回路構成であった。
【0003】従来例の前置増幅回路では、入力された光
信号はフォトダイオードDphで光電流Iphに変換さ
れる。変換された電流Iphは帰還抵抗Rfを経由して
トランジスタT1とT2で構成されるコアアンプに流れ
込み電流−電圧変換される。変換された電圧信号は、ト
ランジスタT3のエミッタから出力される。
【0004】従来の前置増幅回路では、次のような大入
力時に動作不良が起こるという欠点があった。すなわ
ち、光電流Iphが増大すると帰還抵抗Rfでの電圧降
下が大きくなり、ダイオードD3、抵抗R2、帰還抵抗
Rfの接続点の電位がVEEと同電位に近くなる。この
とき、トランジスタT1のコレクタ電流Ic1は増加す
る方向に動作する。このIc1の増大により、抵抗R1
での電位降下でトランジスタT1のVce電圧が飽和し
てしまうと、回路全体が正常な動作を行わなくなってし
まう。
【0005】この飽和動作を回避する方法として、図7
に示す用に帰還抵抗Rfと並列に電圧降下制限のための
ダイオードD4を接続する方法がある。この回路では、
光電流Iphと帰還抵抗Rfの電圧降下が Rf×Ip
h>Vf(D4)となった時点でダイオードD4の順方
向電圧が支配的となり降下電位はVf(D4)で制限さ
れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図7に示す回
路形式では次のような欠点がある。すなわち、この回路
では、大入力時の電圧降下が一定となるため、回路動作
上は等価的に帰還抵抗値Rfが小さくなったと考えられ
る。このことが帰還回路の不安定な動作を招きやすくす
る。図8に本回路形式の周波数特性と、オープンループ
利得帯域特性と、コアアンプの無帰還利得帯域特性を示
す。図に示すように無帰還利得の1次ポールの周波数で
の利得余裕が帰還回路の安定性を示す1つの指標となる
が、等価的に帰還抵抗Rfが小さくなった場合、オープ
ンループ利得の0クロス点がA/(2πCinRf)に
従って高域側にシフトし、無帰還利得帯域の1次ポール
に接近し利得余裕が無くなり、非常に発振しやすい状態
となるという欠点があった。また、第1のトランジスタ
T1のベースに容量成分を付加することとなるため、前
置増幅回路としての帯域特性、雑音特性に関しても悪影
響を及ぼす。
【0007】本発明の目的は、光伝送システムに用いら
れる光受信器において、大光入力時における受信回路の
飽和動作を抑制し、常に安定した受信動作が可能な前置
増幅回路を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の前置増幅回路
は、光―電流変換を行う光半導体と、光半導体の光電流
を入力とするコレクタに接続される第1の抵抗器を持つ
第1のトランジスタと、第1のトランジスタのコレクタ
とベースが接続された第2のトランジスタと、第2のト
ランジスタのエミッタに直列に接続するレベルシフト回
路と第2の抵抗器と、レベルシフト回路と第2の抵抗器
の間と第1のトランジスタのベースに接続された帰還抵
抗器と、第2のトランジスタのエミッタとベースが接続
された出力段トランジスタと、出力段トランジスタのエ
ミッタに接続された負荷抵抗器とから構成され、変換さ
れた電流を電流−電圧変換し、変換された電圧信号を出
力する前置増幅回路において、さらに、第1の抵抗器に
並列に直列接続の複数の第2のダイオードを有すること
を特徴とする。
【0009】また、光半導体は、ピン−フォトダイオー
ドであっても良いし、アバランシェフォトダイオードで
あっても良い。
【0010】また、レベルシフト回路は、第1のダイオ
ードであっても良いし、第3の抵抗器であっても良い。
【0011】更に、前記トランジスタは、FETトラン
ジスタであっても良い。
【0012】また、第1の抵抗器に並列に接続の第2の
ダイオードを有する前置増幅回路が、さらに、出力段ト
ランジスタのエミッタに接続された負荷抵抗器の他端に
コレクタが接続され、ベース同士が接続されているミラ
ー回路を形成する2個のトランジスタと、コレクタと電
源の間に可変抵抗器を有し、出力段トランジスタの電流
を制御し、駆動する負荷インピーダンスに併せて駆動能
力を可変することを特徴とする。
【0013】さらに、第1の抵抗器に並列に接続の第2
のダイオードを有する前置増幅回路が、さらに、出力段
トランジスタのエミッタに接続された負荷抵抗器の他端
にコレクタが接続され、ベース同士が接続されているミ
ラー回路を形成する2個のトランジスタと、コレクタと
電源の間に可変抵抗器と、2個のそれぞれがコレクタ負
荷とエミッタ負荷を有し、一方のトランジスタのベース
が出力段トランジスタのエミッタに接続され、他方のト
ランジスタのベースが基準電源に接続され、ミラー回路
に接続されて形成されているシングル−バランス変換回
路を出力段トランジスタに接続し、2系統の出力を得る
ことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を、図面
を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の前置増幅回路の回路構成を
示す。Dphは光―電流変換を行うピン−フォトダイオ
ードPIN−PDまたはアバランシェフォトダイオード
APDの光半導体を表す。
【0016】コアアンプは第1のトランジスタT1と、
抵抗R1と、トランジスタT1と抵抗R1との間にベー
スを接続するトランジスタT2と、トランジスタT2の
エミッタに接続するレベルシフト回路L1と、抵抗R2
とから構成される。
【0017】出力回路は、トランジスタT2のエミッタ
にベースを接続するトランジスタT3と、トランジスタ
T3のエミッタに接続する抵抗R3とから構成されるエ
ミッタフォロア回路で構成される。
【0018】帰還抵抗Rfは第1のトランジスタT1
と、レベルシフト回路L1と抵抗R2との間に接続され
ている。
【0019】電源VCC電位とトランジスタT1のコレ
クタ間には、大入力時の飽和動作を抑制するためのダイ
オードD1、D2が配置された構成となっている。
【0020】図1において、ダイオードD1、D2は、
大入力時のコレクタ電流Ic1の増大による電圧降下が
Ic1×R1>Vf(D1)+Vf(D2)になった時
点でVf(D1)+Vf(D2)に固定し、トランジス
タT1のVceが飽和することを抑制する。ダイオード
D1、D2は、大入力時のコレクタ電流Ic1の増大に
よる電圧降下の大きさによってその数が制限されるもの
ではない。すなわち、ダイオードは1個であっても良
く、あるいは3個であっても良く、さらには少なくとも
1個のダイオードと抵抗との組み合わせであっても良
い。また、レベルシフト回路L1はダイオードまたは抵
抗器により構成される。
【0021】このようにして、大入力時にダイオードD
1、D2はトランジスタT1のコレクタ電位を一定に保
ちトランジスタT1のVce電位を確保することによっ
て飽和動作を抑制できる。従って、大入力時の安定動作
を確保することが可能となる。
【0022】次に、図1の前置増幅回路の動作について
説明する。
【0023】まず、入力された光信号はDphで光電流
Iphに変換される。変換された電流Iphは帰還抵抗
Rfを経由してコアアンプに流れ込み電流−電圧変換さ
れる。変換された電圧信号は、トランジスタT3のエミ
ッタから出力される。本回路形式では、光電流Iphが
小さい動作領域では、光電流Iphと帰還抵抗Rfでの
電位差がエミッタフォロア回路を経由して出力される。
【0024】大入力時は、トランジスタT1のコレクタ
電流Ic1増大してIc1×R1>Vf(D1)+Vf
(D2)になった時点で、トランジスタT1のコレクタ
電位はVf(D1)+Vf(D2)に固定される。この
ため、トランジスタT1のVceが一定に保たれ飽和せ
ずに安定に動作し、出力電位を一定に固定に保つことが
できる。
【0025】またこのとき、帰還回路の安定性を示す利
得余裕が増大する方向に各特性が移行する。図2に本発
明の帰還回路の周波数特性と、オープンループ利得帯域
特性と、コアアンプの無帰還利得帯域特性を示す。大入
力動作時における本回路の動作は、図に示す無帰還利得
が縮小することと等価となる。従って、無帰還利得帯域
を示す1次ポールが高帯域側へ移行することとなる。ま
た、図に示すオープンループ利得帯域特性では、利得が
減少する側へ移行するためオープンループ利得の0クロ
ス点は低域側へ移行する。従って、帰還回路の安定性を
示す利得余裕は増大し、動作不良の懸念は、通常状態よ
り少なく、無くなっていく。
【0026】次に本発明の前置増幅回路の他の実施例に
ついて図面を参照して説明する。図3は、図1に示した
前置増幅回路において、FETトランジスタを用いた場
合の実施例である。回路構成は図1のトランジスタをF
ETトランジスタに置き換えた形になっており、その動
作は図1と同じなので省略する。なお、図3の例ではレ
ベルシフト回路L1がダイオードD3の場合を示してい
る。
【0027】図4は、出力のエミッタフォロア回路の電
流をコントロールするためのカレントミラー回路を加え
たものである。回路構成は、図4に示すように、出力段
トランジスタT3のエミッタに接続された負荷抵抗器R
3の他端にコレクタが接続され、ベース同士が接続され
ているミラー回路を形成する2個のトランジスタT4、
T5と、トランジスタT5のコレクタと電源VCCの間
に可変抵抗器R4が図1の前置増幅回路に追加されてい
る。本前置増幅回路は、これによって駆動する負荷イン
ピーダンスに併せて駆動能力を可変にすることが可能と
なる。
【0028】図5は、出力のエミッタフォロア回路にシ
ングル−バランス変換回路を加えたものである。その回
路構成は、2個のトランジスタT6、T7と、コレクタ
に接続された抵抗R6、R8とエミッタに接続された抵
抗R5、R7が、一方のトランジスタT6のベースが出
力段トランジスタT3のエミッタに接続され、他方のト
ランジスタT7のベースが基準電源Vrefに接続さ
れ、抵抗R5、R7の他端がミラー回路に接続されて形
成されている。このシングル−バランス変換回路を出力
段トランジスタT3に接続し、これによって2系統の出
力を得ることが可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
大入力時にダイオードD1、D2がトランジスタT1の
コレクタ電位を一定に保ちトランジスタT1のVce電
位を確保することによって飽和動作を抑制でき、以下に
記載するような効果がある。
【0030】(1)大入力時の出力電位をダイオードD
1、D2により一定電位に保つことができ出力振幅を一
定に保つことができる。
【0031】(2)大入力時の動作は、コアアンプの利
得を低下させる動作となるため、コアアンプ帯域は伸張
し、トランスインピーダンス利得帯域は低下するため各
々のポールは離れていくこととなり、帰還回路としての
安定性が増大する。
【0032】(3)2に示す動作のため、通常動作の安
定性のみを考慮するだけで安定な回路が実現できるた
め、帰還回路の設計が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の前置増幅回路の一実施例の構成を示す
図である。
【図2】本発明の前置増幅回路の一実施例の周波数特性
と、オープンループ利得帯域特性と、コアアンプの無帰
還利得帯域特性を示す図である。
【図3】図1に示した前置増幅回路において、FETト
ランジスタを用いた場合の実施例の構成を示す図であ
る。
【図4】出力のエミッタフォロア回路の電流をコントロ
ールするためのカレントミラー回路を加えた場合の実施
例の構成を示す図である。
【図5】出力のエミッタフォロア回路にシングル−バラ
ンス変換回路を加えた場合の実施例の構成を示す図であ
る。
【図6】従来の前置増幅回路の回路構成を示す図であ
る。
【図7】図6の前置増幅回路の帰還抵抗Rfと並列に電
圧降下制限のためのダイオードD4を接続した前置増幅
回路の回路構成を示す図である。
【図8】従来の改良された図7の前置増幅回路の周波数
特性と、オープンループ利得帯域特性と、コアアンプの
無帰還利得帯域特性を示す図である。
【符号の説明】
T1〜T7 トランジスタ D1〜D3 ダイオード R1〜R7 抵抗 Rf 帰還抵抗 L1 レベルシフト回路 Dph フォトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/04 10/06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光―電流変換を行う光半導体と、前記光
    半導体の光電流を入力とするコレクタに接続される第1
    の抵抗器を持つ第1のトランジスタと、前記第1のトラ
    ンジスタのコレクタとベースが接続された第2のトラン
    ジスタと、前記第2のトランジスタのエミッタに直列に
    接続するレベルシフト回路と第2の抵抗器と、前記レベ
    ルシフト回路と第2の抵抗器の間と第1のトランジスタ
    のベースに接続された帰還抵抗器と、前記第2のトラン
    ジスタのエミッタとベースが接続された出力段トランジ
    スタと、前記出力段トランジスタのエミッタに接続され
    た負荷抵抗器とから構成され、変換された電流を電流−
    電圧変換し、変換された電圧信号を出力する前置増幅回
    路において、 さらに、前記第1の抵抗器に並列に接続の第2のダイオ
    ードを有することを特徴とする前置増幅回路。
  2. 【請求項2】 前記光半導体が、 ピン−フォトダイオードである請求項1記載の前置増幅
    回路。
  3. 【請求項3】 前記光半導体が、 アバランシェフォトダイオードである請求項1記載の前
    置増幅回路。
  4. 【請求項4】 前記レベルシフト回路が、 第1のダイオードである請求項1記載の前置増幅回路。
  5. 【請求項5】 前記レベルシフト回路が、 第3の抵抗器である請求項1記載の前置増幅回路。
  6. 【請求項6】 前記トランジスタが、 FETトランジスタである請求項1記載の前置増幅回
    路。
  7. 【請求項7】 さらに、前記第1の抵抗器に並列に接続
    の第2のダイオードを有する前記前置増幅回路が、 さらに、前記出力段トランジスタのエミッタに接続され
    た負荷抵抗器の他端にコレクタが接続され、ベース同士
    が接続されているミラー回路を形成する2個のトランジ
    スタと、コレクタと電源の間に可変抵抗器を有し、前記
    出力段トランジスタの電流を制御し、駆動する負荷イン
    ピーダンスに併せて駆動能力を可変することを特徴とす
    る請求項1記載の前置増幅回路。
  8. 【請求項8】 さらに、前記第1の抵抗器に並列に接続
    の第2のダイオードを有する前記前置増幅回路が、 さらに、前記出力段トランジスタのエミッタに接続され
    た負荷抵抗器の他端にコレクタが接続され、ベース同士
    が接続されているミラー回路を形成する2個のトランジ
    スタと、コレクタと電源の間に可変抵抗器と、 2個のそれぞれがコレクタ負荷とエミッタ負荷を有し、
    一方のトランジスタのベースが出力段トランジスタのエ
    ミッタに接続され、他方のトランジスタのベースが基準
    電源に接続され、前記ミラー回路に接続されて形成され
    ているシングル−バランス変換回路を出力段トランジス
    タに接続し、2系統の出力を得ることを特徴とする請求
    項1記載の前置増幅回路。
JP9287288A 1997-10-20 1997-10-20 前置増幅回路 Pending JPH11127038A (ja)

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JP9287288A JPH11127038A (ja) 1997-10-20 1997-10-20 前置増幅回路
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013098801A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Mitsubishi Electric Corp 受光レベル取得装置、光受信器、光通信システム、受光レベル取得方法及びプログラム
JP2016052016A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社東芝 光受信回路および光結合装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004026401A1 (de) 2002-09-18 2004-04-01 Paul Scherrer Institut Anordnung zur durchführung einer protonentherapie

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013098801A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Mitsubishi Electric Corp 受光レベル取得装置、光受信器、光通信システム、受光レベル取得方法及びプログラム
JP2016052016A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社東芝 光受信回路および光結合装置

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