JPH11205047A - 光受信器用トランスインピーダンスアンプ - Google Patents
光受信器用トランスインピーダンスアンプInfo
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- JPH11205047A JPH11205047A JP10005009A JP500998A JPH11205047A JP H11205047 A JPH11205047 A JP H11205047A JP 10005009 A JP10005009 A JP 10005009A JP 500998 A JP500998 A JP 500998A JP H11205047 A JPH11205047 A JP H11205047A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力ダイナミックレンジの拡大及び高トラン
スインピーダンス利得化を容易にする。 【解決手段】 本発明のトランスインピーダンスアンプ
は、ベース接地されたトランジスタＱ１と、トランジス
タＱ１のエミッタに接続された可変電流源１０と、トラ
ンジスタＱ１のコレクタに接続された負荷用の抵抗器Ｒ
１と、トランジスタＱ１のベースに接続された定電圧源
８４と、トランジスタＱ１のエミッタに接続された入力
端子ＩＮと、トランジスタＱ１のコレクタに接続された
出力端子ＯＵＴと、出力端子ＯＵＴと可変電流源１０と
の間に設けられた電流源制御回路１２とを備えている。
そして、可変電流源１０は、制御信号Ｓｃによってその
電流値Ｉｘを変えられる機能を有している。電流源制御
回路１２は、出力端子ＯＵＴの出力電圧Ｖｏに応じて電
流値Ｉｘを変えるための制御信号Ｓｃを出力する。
スインピーダンス利得化を容易にする。 【解決手段】 本発明のトランスインピーダンスアンプ
は、ベース接地されたトランジスタＱ１と、トランジス
タＱ１のエミッタに接続された可変電流源１０と、トラ
ンジスタＱ１のコレクタに接続された負荷用の抵抗器Ｒ
１と、トランジスタＱ１のベースに接続された定電圧源
８４と、トランジスタＱ１のエミッタに接続された入力
端子ＩＮと、トランジスタＱ１のコレクタに接続された
出力端子ＯＵＴと、出力端子ＯＵＴと可変電流源１０と
の間に設けられた電流源制御回路１２とを備えている。
そして、可変電流源１０は、制御信号Ｓｃによってその
電流値Ｉｘを変えられる機能を有している。電流源制御
回路１２は、出力端子ＯＵＴの出力電圧Ｖｏに応じて電
流値Ｉｘを変えるための制御信号Ｓｃを出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光受信器に用いら
れるプリアンプに関し、詳しくは、受光素子で変換され
た電流信号を電圧信号に変換するための光受信器用トラ
ンスインピーダンスアンプ（以下、単に「トランスイン
ピーダンスアンプ」という。）に関する。
れるプリアンプに関し、詳しくは、受光素子で変換され
た電流信号を電圧信号に変換するための光受信器用トラ
ンスインピーダンスアンプ（以下、単に「トランスイン
ピーダンスアンプ」という。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】トランスインピーダンスアンプは、光受
信器にプリアンプとして用いられ、受光素子で変換され
た電流信号を電圧信号に変換するものである。光受信器
は、様々な伝送距離に対応できること、及び大容量化に
対応できることが望まれる。そのため、トランスインピ
ーダンスアンプの特性として、微小信号を受信するため
の低ノイズ、等化振幅を得るための高利得、及び大容量
化のための広帯域が要求される。更に、低消費電力化、
小型化、低コスト化及び高速動作化を実現するために
は、集積回路化が必須である。これに加え、低電圧駆動
及び高利得化に伴なって生ずる飽和及び波形劣化を防止
するための、利得可変機能や大入力保護機能の実現も必
要となる。
信器にプリアンプとして用いられ、受光素子で変換され
た電流信号を電圧信号に変換するものである。光受信器
は、様々な伝送距離に対応できること、及び大容量化に
対応できることが望まれる。そのため、トランスインピ
ーダンスアンプの特性として、微小信号を受信するため
の低ノイズ、等化振幅を得るための高利得、及び大容量
化のための広帯域が要求される。更に、低消費電力化、
小型化、低コスト化及び高速動作化を実現するために
は、集積回路化が必須である。これに加え、低電圧駆動
及び高利得化に伴なって生ずる飽和及び波形劣化を防止
するための、利得可変機能や大入力保護機能の実現も必
要となる。
【０００３】また、トランスインピーダンスアンプで
は、トランジスタの寄生容量の他に受光素子などの入力
寄生容量も帯域劣化の要因となるため、広帯域化のため
には入力寄生容量の影響を小さくしなければならない。
は、トランジスタの寄生容量の他に受光素子などの入力
寄生容量も帯域劣化の要因となるため、広帯域化のため
には入力寄生容量の影響を小さくしなければならない。
【０００４】図９は、トランスインピーダンスアンプの
第一従来例を示す回路図である。以下、この図面に基づ
き説明する。
第一従来例を示す回路図である。以下、この図面に基づ
き説明する。
【０００５】本従来例のトランスインピーダンスアンプ
は、並列帰還型と呼ばれ、最も多く用いられている。こ
のトランスインピーダンスアンプは、アンプ８０と、ア
ンプ８０に並列接続された帰還用の抵抗器Ｒｆとから構
成されている。トランスインピーダンス利得は抵抗器Ｒ
ｆの抵抗値で決まり、高域遮断周波数は抵抗器Ｒｆの抵
抗値及び入力寄生容量に反比例する関係にある。そのた
め、高利得化と広帯域化との両立は困難である。また入
力寄生容量の影響も大きい。
は、並列帰還型と呼ばれ、最も多く用いられている。こ
のトランスインピーダンスアンプは、アンプ８０と、ア
ンプ８０に並列接続された帰還用の抵抗器Ｒｆとから構
成されている。トランスインピーダンス利得は抵抗器Ｒ
ｆの抵抗値で決まり、高域遮断周波数は抵抗器Ｒｆの抵
抗値及び入力寄生容量に反比例する関係にある。そのた
め、高利得化と広帯域化との両立は困難である。また入
力寄生容量の影響も大きい。
【０００６】図１０は、トランスインピーダンスアンプ
の第二従来例を示す回路図である。以下、この図面に基
づき説明する。
の第二従来例を示す回路図である。以下、この図面に基
づき説明する。
【０００７】本従来例のトランスインピーダンスアンプ
は、ベース接地型と呼ばれ、ベース接地されたトランジ
スタＱ１、トランジスタＱ１のコレクタに接続された負
荷用の抵抗器Ｒ１、トランジスタＱ１のエミッタに接続
された定電流源８２、トランジスタＱ１のベースに接続
された定電圧源８４等によって構成されている。トラン
スインピーダンス利得は、負荷用の抵抗器Ｒ１の抵抗値
で決まる。また、ベース接地ゆえに、低入力インピーダ
ンス化が容易であるため、入力寄生容量の影響を受けに
くい。高域遮断周波数は、抵抗器Ｒ１の抵抗値及びトラ
ンジスタの寄生容量に反比例する関係にある。そのた
め、寄生容量の小さい高性能トランジスタを用いた場合
は、並列帰還型と比較して、高利得化と広帯域化との両
立に有利である。
は、ベース接地型と呼ばれ、ベース接地されたトランジ
スタＱ１、トランジスタＱ１のコレクタに接続された負
荷用の抵抗器Ｒ１、トランジスタＱ１のエミッタに接続
された定電流源８２、トランジスタＱ１のベースに接続
された定電圧源８４等によって構成されている。トラン
スインピーダンス利得は、負荷用の抵抗器Ｒ１の抵抗値
で決まる。また、ベース接地ゆえに、低入力インピーダ
ンス化が容易であるため、入力寄生容量の影響を受けに
くい。高域遮断周波数は、抵抗器Ｒ１の抵抗値及びトラ
ンジスタの寄生容量に反比例する関係にある。そのた
め、寄生容量の小さい高性能トランジスタを用いた場合
は、並列帰還型と比較して、高利得化と広帯域化との両
立に有利である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベース
接地型のトランスインピーダンスアンプでは、次のよう
な問題があった。
接地型のトランスインピーダンスアンプでは、次のよう
な問題があった。
【０００９】飽和防止のために入力ダイナミックレンジ
を大きくするには、定電流源８２が入力端子ＩＮに接続
されているため、定電流源８２の定電流値を最大入力電
流以上に設定する必要がある。しかし、定電流値を大き
くすることは、消費電力の増大等を招くので限界があ
る。したがって、大入力時における入力範囲の拡大が困
難である。
を大きくするには、定電流源８２が入力端子ＩＮに接続
されているため、定電流源８２の定電流値を最大入力電
流以上に設定する必要がある。しかし、定電流値を大き
くすることは、消費電力の増大等を招くので限界があ
る。したがって、大入力時における入力範囲の拡大が困
難である。
【００１０】高利得化のために抵抗器Ｒ１の抵抗値を大
きくした場合、電源端子８６とトランジスタＱ１のコレ
クタとの間の電圧降下が大きくなるので、トランジスタ
Ｑ１が飽和しやすくなる。このトランジスタＱ１の飽和
を防止するためには、電源電圧Ｖccを高くする必要があ
る。しかし、電源電圧Ｖccを高くすることは、低電圧駆
動等の技術動向に逆行するものであり、実際上ほとんど
不可能である。したがって、高トランスインピーダンス
利得化が困難である。
きくした場合、電源端子８６とトランジスタＱ１のコレ
クタとの間の電圧降下が大きくなるので、トランジスタ
Ｑ１が飽和しやすくなる。このトランジスタＱ１の飽和
を防止するためには、電源電圧Ｖccを高くする必要があ
る。しかし、電源電圧Ｖccを高くすることは、低電圧駆
動等の技術動向に逆行するものであり、実際上ほとんど
不可能である。したがって、高トランスインピーダンス
利得化が困難である。
【００１１】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、広帯域化及び
高利得化に適しているベース接地型のトランスインピー
ダンスアンプにおいて、入力ダイナミックレンジの拡大
及び高トランスインピーダンス利得化を容易にしたトラ
ンスインピーダンスアンプを提供することにある。
高利得化に適しているベース接地型のトランスインピー
ダンスアンプにおいて、入力ダイナミックレンジの拡大
及び高トランスインピーダンス利得化を容易にしたトラ
ンスインピーダンスアンプを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光受信器用
トランスインピーダンスアンプは、ベース接地された第
一のトランジスタと、このトランジスタのエミッタに接
続された可変電流源と、前記トランジスタのコレクタに
接続された負荷用の第一の抵抗器と、この抵抗器を介し
て前記トランジスタのコレクタに接続された電源端子
と、前記トランジスタのベースに接続された定電圧源
と、前記トランジスタのエミッタに接続された入力端子
と、前記トランジスタのコレクタに接続された出力端子
と、この出力端子と前記可変電流源との間に設けられる
とともに当該出力端子の出力電圧に応じて当該可変電流
源の電流値を変える電流源制御回路と、を備えたもので
ある。このトランジスタは、バイポーラトランジスタで
あるが、ＮＰＮ型でもＰＮＰ型でもどちらでもよい。ま
た、バイポーラトランジスタの代わりにＦＥＴ（電界効
果トランジスタ）を用いてもよいが、この場合は、エミ
ッタ、コレクタ及びベースをそれぞれドレイン、ソース
及びゲートに置き換えるものとする。ＦＥＴを用いた場
合も、ｎチャネル型でもｐチャネル型でもどちらでもよ
い。
トランスインピーダンスアンプは、ベース接地された第
一のトランジスタと、このトランジスタのエミッタに接
続された可変電流源と、前記トランジスタのコレクタに
接続された負荷用の第一の抵抗器と、この抵抗器を介し
て前記トランジスタのコレクタに接続された電源端子
と、前記トランジスタのベースに接続された定電圧源
と、前記トランジスタのエミッタに接続された入力端子
と、前記トランジスタのコレクタに接続された出力端子
と、この出力端子と前記可変電流源との間に設けられる
とともに当該出力端子の出力電圧に応じて当該可変電流
源の電流値を変える電流源制御回路と、を備えたもので
ある。このトランジスタは、バイポーラトランジスタで
あるが、ＮＰＮ型でもＰＮＰ型でもどちらでもよい。ま
た、バイポーラトランジスタの代わりにＦＥＴ（電界効
果トランジスタ）を用いてもよいが、この場合は、エミ
ッタ、コレクタ及びベースをそれぞれドレイン、ソース
及びゲートに置き換えるものとする。ＦＥＴを用いた場
合も、ｎチャネル型でもｐチャネル型でもどちらでもよ
い。
【００１３】例えば、前記電流源制御回路は、一定値以
下の前記出力電圧に対しては前記電流値を一定に保持
し、当該一定値以上の前記出力電圧に対しては当該出力
電圧の増加に対応させて前記電流値を増加させるもので
ある。
下の前記出力電圧に対しては前記電流値を一定に保持
し、当該一定値以上の前記出力電圧に対しては当該出力
電圧の増加に対応させて前記電流値を増加させるもので
ある。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るトランスイ
ンピーダンスアンプの一実施形態を示す回路図である。
以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１０と同
一部分は同一符号を付すことにより重複説明を省略す
る。
ンピーダンスアンプの一実施形態を示す回路図である。
以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１０と同
一部分は同一符号を付すことにより重複説明を省略す
る。
【００１５】本実施形態のトランスインピーダンスアン
プは、ベース接地されたトランジスタＱ１と、トランジ
スタＱ１のエミッタに接続された可変電流源１０と、ト
ランジスタＱ１のコレクタに接続された負荷用の抵抗器
Ｒ１と、トランジスタＱ１のベースに接続された定電圧
源８４と、トランジスタＱ１のエミッタに接続された入
力端子ＩＮと、トランジスタＱ１のコレクタに接続され
た出力端子ＯＵＴと、出力端子ＯＵＴと可変電流源１０
との間に設けられた電流源制御回路１２とを備えてい
る。そして、可変電流源１０は、制御信号Ｓｃによって
その電流値Ｉｘを変えられる機能を有している。電流源
制御回路１２は、出力端子ＯＵＴの出力電圧Ｖｏに応じ
て電流値Ｉｘを変えるための制御信号Ｓｃを出力する。
プは、ベース接地されたトランジスタＱ１と、トランジ
スタＱ１のエミッタに接続された可変電流源１０と、ト
ランジスタＱ１のコレクタに接続された負荷用の抵抗器
Ｒ１と、トランジスタＱ１のベースに接続された定電圧
源８４と、トランジスタＱ１のエミッタに接続された入
力端子ＩＮと、トランジスタＱ１のコレクタに接続され
た出力端子ＯＵＴと、出力端子ＯＵＴと可変電流源１０
との間に設けられた電流源制御回路１２とを備えてい
る。そして、可変電流源１０は、制御信号Ｓｃによって
その電流値Ｉｘを変えられる機能を有している。電流源
制御回路１２は、出力端子ＯＵＴの出力電圧Ｖｏに応じ
て電流値Ｉｘを変えるための制御信号Ｓｃを出力する。
【００１６】出力端子ＯＵＴから可変電流源１０への帰
還ループに、電流源制御回路１２が設けられている。電
流源制御回路１２及び可変電流源１０は、大入力保護機
能を実現している。大入力保護機能は、図２に示すよう
な入出力伝達特性を持ち、出力電圧Ｖｏが上昇してＶ1
に達すると、電流値Ｉｘが増加し始める。すると、図３
の実線部のように、出力電圧Ｖｏの上昇が抑制される。
この結果、本実施形態のトランスインピーダンスアンプ
は、小入力時には高利得で動作し、大入力時も動作が可
能であるため、高利得化及び広ダイナミックレンジ化が
達成される。
還ループに、電流源制御回路１２が設けられている。電
流源制御回路１２及び可変電流源１０は、大入力保護機
能を実現している。大入力保護機能は、図２に示すよう
な入出力伝達特性を持ち、出力電圧Ｖｏが上昇してＶ1
に達すると、電流値Ｉｘが増加し始める。すると、図３
の実線部のように、出力電圧Ｖｏの上昇が抑制される。
この結果、本実施形態のトランスインピーダンスアンプ
は、小入力時には高利得で動作し、大入力時も動作が可
能であるため、高利得化及び広ダイナミックレンジ化が
達成される。
【００１７】また、図３に示した利得可変機能の電流−
電圧の伝達特性は、バイポーラトランジスタ又はＦＥＴ
一つとレベルシフト回路や抵抗分圧回路等で容易に実現
できるため、高速制御に適している。
電圧の伝達特性は、バイポーラトランジスタ又はＦＥＴ
一つとレベルシフト回路や抵抗分圧回路等で容易に実現
できるため、高速制御に適している。
【００１８】
【第一実施例】図４は、本発明に係るトランスインピー
ダンスアンプの第一実施例を示す回路図である。以下、
この図面に基づき説明する。ただし、図１と同一部分は
同一符号を付すことにより重複説明を省略する。
ダンスアンプの第一実施例を示す回路図である。以下、
この図面に基づき説明する。ただし、図１と同一部分は
同一符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００１９】入力端子ＩＮには、トランジスタＱ１のエ
ミッタと可変電流源１０とが接続されている。トランジ
スタＱ１のコレクタは、出力端子ＯＵＴと、抵抗器Ｒ１
を介し電源端子８６とに接続されている。出力端子ＯＵ
Ｔには電流源制御回路１２が接続され、電流源制御回路
１２と可変電流源１０とで大入力保護機能を実現してい
る。
ミッタと可変電流源１０とが接続されている。トランジ
スタＱ１のコレクタは、出力端子ＯＵＴと、抵抗器Ｒ１
を介し電源端子８６とに接続されている。出力端子ＯＵ
Ｔには電流源制御回路１２が接続され、電流源制御回路
１２と可変電流源１０とで大入力保護機能を実現してい
る。
【００２０】可変電流源１０は、抵抗器Ｒ２とトランジ
スタＱ２とで構成されている。抵抗器Ｒ２は、入力端子
ＩＮとグラウンドＧＮＤとの間に接続されている。トラ
ンジスタＱ２は、コレクタが入力端子ＩＮ、エミッタが
グラウンドＧＮＤにそれぞれ接続される。電流源制御回
路１２は、トランジスタＱ３と抵抗器Ｒ３とで構成され
ている。トランジスタＱ３は、コレクタが電源端子８
６、ベースが出力端子ＯＵＴ、エミッタが抵抗器Ｒ３を
介しグラウンドＧＮＤにそれぞれ接続され、エミッタフ
ォロワ回路を構成している。また、トランジスタＱ３の
エミッタはトランジスタＱ２のベースに接続されてい
る。
スタＱ２とで構成されている。抵抗器Ｒ２は、入力端子
ＩＮとグラウンドＧＮＤとの間に接続されている。トラ
ンジスタＱ２は、コレクタが入力端子ＩＮ、エミッタが
グラウンドＧＮＤにそれぞれ接続される。電流源制御回
路１２は、トランジスタＱ３と抵抗器Ｒ３とで構成され
ている。トランジスタＱ３は、コレクタが電源端子８
６、ベースが出力端子ＯＵＴ、エミッタが抵抗器Ｒ３を
介しグラウンドＧＮＤにそれぞれ接続され、エミッタフ
ォロワ回路を構成している。また、トランジスタＱ３の
エミッタはトランジスタＱ２のベースに接続されてい
る。
【００２１】次に、図２乃至図４に基づき、本実施例の
トランスインピーダンスアンプの動作を説明する。
トランスインピーダンスアンプの動作を説明する。
【００２２】入力電流をＩin、可変電流源１０の電流値
をＩｘ、電源電圧をＶCC、出力電圧をＶｏ、抵抗器Ｒ１
の抵抗値をＲ1 、トランジスタＱ２のコレクタ電流をＩ
ｃとすると、 Ｖｏ＝Ｖcc−Ｉｃ・Ｒ1 ・・・ Ｉin＋Ｉｃ＝Ｉｘ ・・・ となる。これより、入出力伝達特性は以下のようにな
る。 Ｖｏ＝Ｉin・Ｒ1 ＋Ｖcc−Ｉｘ・Ｒ1 ・・・
をＩｘ、電源電圧をＶCC、出力電圧をＶｏ、抵抗器Ｒ１
の抵抗値をＲ1 、トランジスタＱ２のコレクタ電流をＩ
ｃとすると、 Ｖｏ＝Ｖcc−Ｉｃ・Ｒ1 ・・・ Ｉin＋Ｉｃ＝Ｉｘ ・・・ となる。これより、入出力伝達特性は以下のようにな
る。 Ｖｏ＝Ｉin・Ｒ1 ＋Ｖcc−Ｉｘ・Ｒ1 ・・・
【００２３】トランジスタＱ２のベース電位が低くトラ
ンジスタＱ２がオフ状態にあり、可変電流源１０の電流
値がＩｘ＝ＩB0（一定）となる小入力時は、 Ｖｏ＝Ｉin・Ｒ1 ＋Ｖcc−ＩB0・Ｒ1 ・・・ となり、トランスインピーダンス利得Ｒ1 で動作し、入
力電流Ｉinの上昇とともに出力電圧Ｖｏも線形に上昇す
る。また、トランジスタＱ３のベース−エミッタ間電圧
ＶBEは一定であるため、トランジスタＱ２のベース電圧
Ｖｘも入力電流Ｉinとともに上昇する。
ンジスタＱ２がオフ状態にあり、可変電流源１０の電流
値がＩｘ＝ＩB0（一定）となる小入力時は、 Ｖｏ＝Ｉin・Ｒ1 ＋Ｖcc−ＩB0・Ｒ1 ・・・ となり、トランスインピーダンス利得Ｒ1 で動作し、入
力電流Ｉinの上昇とともに出力電圧Ｖｏも線形に上昇す
る。また、トランジスタＱ３のベース−エミッタ間電圧
ＶBEは一定であるため、トランジスタＱ２のベース電圧
Ｖｘも入力電流Ｉinとともに上昇する。
【００２４】入力電流ＩinがＩ1 に増大し、出力電圧Ｖ
ｏがＶ1 となると、トランジスタＱ２のベース電位が高
くなってトランジスタＱ２がオン状態になる。すると、
可変電流源１０の電流値が増加するようになる。この領
域での動作において、大入力保護機能の入出力伝達特性
は、簡略化のためＶｏ＞Ｖ1 かつ相互コンダクタンスｇ
ｍ一定とすると、 Ｉｘ＝ｇｍ（Ｖｏ−Ｖ1 ）＋ＩBO ・・・ となる。そのため、Ｖｏ＞Ｖ1 での入出力伝達特性は、
式と式とから、 Ｖｏ＝｛１／（１＋ｇｍ・Ｒ1 ）｝（Ｉin・Ｒ1 ＋Ｖcc−ＩBO・Ｒ1 ＋ｇｍ ・Ｒ1 ・Ｖ1 ） ・・・ となる。したがって、本実施例のトランスインピーダン
スアンプは、出力振幅を抑圧するような図３に示した入
出力伝達特性をもつため、非線型トランスインピーダン
スアンプとして働く。
ｏがＶ1 となると、トランジスタＱ２のベース電位が高
くなってトランジスタＱ２がオン状態になる。すると、
可変電流源１０の電流値が増加するようになる。この領
域での動作において、大入力保護機能の入出力伝達特性
は、簡略化のためＶｏ＞Ｖ1 かつ相互コンダクタンスｇ
ｍ一定とすると、 Ｉｘ＝ｇｍ（Ｖｏ−Ｖ1 ）＋ＩBO ・・・ となる。そのため、Ｖｏ＞Ｖ1 での入出力伝達特性は、
式と式とから、 Ｖｏ＝｛１／（１＋ｇｍ・Ｒ1 ）｝（Ｉin・Ｒ1 ＋Ｖcc−ＩBO・Ｒ1 ＋ｇｍ ・Ｒ1 ・Ｖ1 ） ・・・ となる。したがって、本実施例のトランスインピーダン
スアンプは、出力振幅を抑圧するような図３に示した入
出力伝達特性をもつため、非線型トランスインピーダン
スアンプとして働く。
【００２５】以上説明した動作における、入力電流、可
変電流源の電流値、及び出力電圧の信号波形を図５に示
す。
変電流源の電流値、及び出力電圧の信号波形を図５に示
す。
【００２６】
【第二実施例】図６に、本発明に係るトランスインピー
ダンスアンプの第二実施例の回路図を示す。以下、この
図面に基づき説明する。ただし、図４と同一部分は同一
符号を付すことにより重複説明を省略する。
ダンスアンプの第二実施例の回路図を示す。以下、この
図面に基づき説明する。ただし、図４と同一部分は同一
符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２７】本実施例は、第一実施例（図４）で用いた
バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ３をＦＥＴＱ１１〜Ｑ
１３に置き換えたものである。本実施例のトランスイン
ピーダンスアンプも第一実施例と同様の効果が得られ
る。
バイポーラトランジスタＱ１〜Ｑ３をＦＥＴＱ１１〜Ｑ
１３に置き換えたものである。本実施例のトランスイン
ピーダンスアンプも第一実施例と同様の効果が得られ
る。
【００２８】
【第三実施例】図７に、本発明に係るトランスインピー
ダンスアンプの第三実施例の回路図を示す。以下、この
図面に基づき説明する。ただし、図４と同一部分は同一
符号を付すことにより重複説明を省略する。
ダンスアンプの第三実施例の回路図を示す。以下、この
図面に基づき説明する。ただし、図４と同一部分は同一
符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２９】本実施例は、電流源制御回路２２の構成が
第一実施例と異なる。電流源制御回路２２では、トラン
ジスタＱ３のエミッタと抵抗器Ｒ３との間に、抵抗器Ｒ
４が接続されている。したがって、可変電流源１０のベ
ース電圧Ｖｘを抵抗器Ｒ３，Ｒ４によって調整すること
ができる。これにより、大入力保護機能が動作し始める
電圧Ｖ1 を設定することができるため、出力振幅を自由
に設定できる。本実施例においても、第一実施例と同様
の効果が得られるとともに、出力振幅が自由に設定でき
るので次段回路との接続が容易になる。
第一実施例と異なる。電流源制御回路２２では、トラン
ジスタＱ３のエミッタと抵抗器Ｒ３との間に、抵抗器Ｒ
４が接続されている。したがって、可変電流源１０のベ
ース電圧Ｖｘを抵抗器Ｒ３，Ｒ４によって調整すること
ができる。これにより、大入力保護機能が動作し始める
電圧Ｖ1 を設定することができるため、出力振幅を自由
に設定できる。本実施例においても、第一実施例と同様
の効果が得られるとともに、出力振幅が自由に設定でき
るので次段回路との接続が容易になる。
【００３０】
【第四実施例】図８に、本発明に係るトランスインピー
ダンスアンプの第四実施例の回路図を示す。以下、この
図面に基づき説明する。ただし、図４と同一部分は同一
符号を付すことにより重複説明を省略する。
ダンスアンプの第四実施例の回路図を示す。以下、この
図面に基づき説明する。ただし、図４と同一部分は同一
符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００３１】本実施例では、トランジスタＱ４と抵抗器
Ｒ５とからなるエミッタ接地回路を付設することによ
り、入力インピーダンスの低減を図っている。トランジ
スタＱ４は、ベースが入力端子ＩＮ、コレクタがトラン
ジスタＱ１のベースにそれぞれ接続され、エミッタが接
地されている。抵抗器Ｒ５は、トランジスタＱ４のコレ
クタと電源端子８６との間に接続されている。この構成
により、入力インピーダンスが低減するので入力寄生容
量の影響が小さくなり、広帯域化が可能となる。大入力
保護機能は、第一実施例と同様の動作をするため、第一
実施例の効果に加えて広帯域化が可能になるという効果
を奏する。なお、電流源制御回路３２のトランジスタＱ
５は、コレクタとベースが短絡されており、第三実施例
における抵抗器Ｒ４に代わるものである。
Ｒ５とからなるエミッタ接地回路を付設することによ
り、入力インピーダンスの低減を図っている。トランジ
スタＱ４は、ベースが入力端子ＩＮ、コレクタがトラン
ジスタＱ１のベースにそれぞれ接続され、エミッタが接
地されている。抵抗器Ｒ５は、トランジスタＱ４のコレ
クタと電源端子８６との間に接続されている。この構成
により、入力インピーダンスが低減するので入力寄生容
量の影響が小さくなり、広帯域化が可能となる。大入力
保護機能は、第一実施例と同様の動作をするため、第一
実施例の効果に加えて広帯域化が可能になるという効果
を奏する。なお、電流源制御回路３２のトランジスタＱ
５は、コレクタとベースが短絡されており、第三実施例
における抵抗器Ｒ４に代わるものである。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係るトランスインピーダンスア
ンプによれば、次の効果を奏する。
ンプによれば、次の効果を奏する。
【００３３】第１の効果は、大入力時における入力範囲
を拡大できることである。その理由は、可変電流源及び
電流源制御回路からなる大入力保護機能が大入力時に動
作することにより、入力電流が増加しても可変電流源の
電流値が入力電流に追従して増加するため、大入力時に
も波形を出力することができるためである。
を拡大できることである。その理由は、可変電流源及び
電流源制御回路からなる大入力保護機能が大入力時に動
作することにより、入力電流が増加しても可変電流源の
電流値が入力電流に追従して増加するため、大入力時に
も波形を出力することができるためである。
【００３４】第２の効果は、高トランスインピーダンス
利得化が可能なことである。その理由は、可変電流源の
電流値は最大入力電流に依らないので、小さい値に設定
することができるため、トランスインピーダンス利得を
決める負荷抵抗を大きくするこができるからである。
利得化が可能なことである。その理由は、可変電流源の
電流値は最大入力電流に依らないので、小さい値に設定
することができるため、トランスインピーダンス利得を
決める負荷抵抗を大きくするこができるからである。
【００３５】第３の効果は、大入力保護機能が高速に引
き込むため、バースト信号が受信可能となることであ
る。その理由は、可変電流源の電流値は出力電圧に追従
して制御されるため、入力電流のビット毎の変動に対し
ても追従が可能なためである。更に、大入力保護機能は
レベルシフト回路とトランジスタ一つとで実現できるた
め、回路遅延の影響が少ない高速制御が可能となるため
である。
き込むため、バースト信号が受信可能となることであ
る。その理由は、可変電流源の電流値は出力電圧に追従
して制御されるため、入力電流のビット毎の変動に対し
ても追従が可能なためである。更に、大入力保護機能は
レベルシフト回路とトランジスタ一つとで実現できるた
め、回路遅延の影響が少ない高速制御が可能となるため
である。
【００３６】第４の効果は、低電圧駆動が可能なことで
ある。その理由は、ベース接地トランジスタ回路及び可
変電流源のどちらもトランジスタを１つしか必要としな
いので、出力電圧振幅も大入力保護機能で小振幅に設定
でき、そのため２Ｖ以下の超低電圧でも動作が可能であ
るからである。
ある。その理由は、ベース接地トランジスタ回路及び可
変電流源のどちらもトランジスタを１つしか必要としな
いので、出力電圧振幅も大入力保護機能で小振幅に設定
でき、そのため２Ｖ以下の超低電圧でも動作が可能であ
るからである。
【図１】本発明に係るトランスインピーダンスアンプの
一実施形態を示す回路図である。
一実施形態を示す回路図である。
【図２】図１のトランスインピーダンスアンプにおける
大入力保護機能の入出力伝達特性を示すグラフである。
大入力保護機能の入出力伝達特性を示すグラフである。
【図３】図１のトランスインピーダンスアンプにおける
入出力伝達特性を示すグラフである。
入出力伝達特性を示すグラフである。
【図４】本発明のトランスインピーダンスアンプの第一
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
【図５】図４のトランスインピーダンスアンプの動作を
示すタイムチャートである。
示すタイムチャートである。
【図６】本発明のトランスインピーダンスアンプの第二
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
【図７】本発明のトランスインピーダンスアンプの第三
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
【図８】本発明のトランスインピーダンスアンプの第四
実施例を示す回路図である。
実施例を示す回路図である。
【図９】トランスインピーダンスアンプの第一従来例を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図１０】トランスインピーダンスアンプの第二従来例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
１０ 可変電流源 １２，２２，３２ 電流源制御回路 ８４ 定電圧源 ８６ 電源端子 Ｑ１〜Ｑ５，Ｑ１１〜Ｑ１３ トランジスタ Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗器 ＩＮ 入力端子 ＯＵＴ 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/06
Claims (6)
- 【請求項１】 ベース接地された第一のトランジスタ
と、このトランジスタのエミッタに接続された可変電流
源と、前記トランジスタのコレクタに接続された負荷用
の第一の抵抗器と、この抵抗器を介して前記トランジス
タのコレクタに接続された電源端子と、前記トランジス
タのベースに接続された定電圧源と、前記トランジスタ
のエミッタに接続された入力端子と、前記トランジスタ
のコレクタに接続された出力端子と、この出力端子と前
記可変電流源との間に設けられるとともに当該出力端子
の出力電圧に応じて当該可変電流源の電流値を変える電
流源制御回路と、を備えたことを特徴とする光受信器用
トランスインピーダンスアンプ。 - 【請求項２】 前記電流源制御回路は、一定値以下の前
記出力電圧に対しては前記電流値を一定に保持し、当該
一定値以上の前記出力電圧に対しては当該出力電圧の増
加に対応させて前記電流値を増加させる、請求項１記載
の光受信器用トランスインピーダンスアンプ。 - 【請求項３】 前記可変電流源が第二のトランジスタと
第二の抵抗器とからなり、前記電流源制御回路が第三の
トランジスタと第三の抵抗器とからなり、 前記第二のトランジスタは、コレクタが前記入力端子に
接続され、エミッタが接地され、コレクタ・エミッタ間
に前記第二の抵抗器が接続され、 前記第三のトランジスタは、ベースが前記第一のトラン
ジスタのコレクタに接続され、コレクタが前記電源端子
に接続され、エミッタが前記第三の抵抗器を介して接地
されるとともに前記第二のトランジスタのベースに接続
された、 請求項１又は２記載の光受信器用トランスインピーダン
スアンプ。 - 【請求項４】 前記可変電流源が第二のトランジスタと
第二の抵抗器とからなり、前記電流源制御回路が第三の
トランジスタと第三の抵抗器と第四の抵抗器とからな
り、 前記第二のトランジスタは、コレクタが前記入力端子に
接続され、エミッタが接地され、コレクタ・エミッタ間
に前記第二の抵抗器が接続され、 前記第三のトランジスタは、ベースが前記第一のトラン
ジスタのコレクタに接続され、コレクタが前記電源端子
に接続され、エミッタが前記第四の抵抗器に接続され、 前記第四の抵抗器は前記第三の抵抗器を介して接地さ
れ、前記第四の抵抗器と前記第三の抵抗器との接続点が
前記第二のトランジスタのベースに接続された、 請求項１又は２記載の光受信器用トランスインピーダン
スアンプ。 - 【請求項５】 請求項１，２，３又は４記載の光受信器
用トランスインピーダンスアンプに対し、前記定電圧源
が除去されるとともに、第四のトランジスタと第五の抵
抗器とが付設され、 前記第四のトランジスタは、コレクタが前記第五の抵抗
器を介して前記電源端子に接続されるとともに前記第一
のトランジスタのベースに接続され、エミッタが接地さ
れ、ベースが前記入力端子に接続された、 光受信器用トランスインピーダンスアンプ。 - 【請求項６】 前記トランジスタは、前記ベースに代わ
るゲート、前記コレクタに代わるソース、及び前記エミ
ッタに代わるドレインを有するものである、請求項１，
２，３，４又は５記載の光受信器用トランスインピーダ
ンスアンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005009A JP3116884B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 光受信器用トランスインピーダンスアンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10005009A JP3116884B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 光受信器用トランスインピーダンスアンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11205047A true JPH11205047A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3116884B2 JP3116884B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=11599561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10005009A Expired - Fee Related JP3116884B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 光受信器用トランスインピーダンスアンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116884B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003032529A1 (fr) * | 2001-10-09 | 2003-04-17 | Advantest Corporation | Emetteur de donnees, circuit transducteur photoelectrique et instrument de test |
| JP2005260287A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Fujitsu Ltd | 増幅器 |
| JP2009010544A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 信号波形等化回路及び受信回路 |
| WO2010100741A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 株式会社日立製作所 | 光通信装置 |
| US8731412B2 (en) | 2010-11-17 | 2014-05-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Common base circuit with output compensation, current-to-voltage circuit configured with common base amplifier, and optical receiver implemented with the same |
| US9509259B2 (en) | 2015-01-06 | 2016-11-29 | Fujitsu Limited | Amplifier |
| JP2017059981A (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 沖電気工業株式会社 | トランスインピーダンス増幅回路、及びその半導体装置 |
| JP2017073677A (ja) * | 2015-10-07 | 2017-04-13 | 富士通株式会社 | 光受信回路、光トランシーバ、および光受信回路の制御方法 |
| JP6336217B1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-06-06 | 三菱電機株式会社 | ポリフェーズフィルタ |
-
1998
- 1998-01-13 JP JP10005009A patent/JP3116884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
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| US7209668B2 (en) | 2001-10-09 | 2007-04-24 | Advantest Corporation | Data transmission apparatus, photoelectric conversion circuit and test apparatus |
| CN100379184C (zh) * | 2001-10-09 | 2008-04-02 | 株式会社爱德万测试 | 资料传送装置、光电转换电路以及测试装置 |
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| US8731412B2 (en) | 2010-11-17 | 2014-05-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Common base circuit with output compensation, current-to-voltage circuit configured with common base amplifier, and optical receiver implemented with the same |
| US9509259B2 (en) | 2015-01-06 | 2016-11-29 | Fujitsu Limited | Amplifier |
| JP2017059981A (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 沖電気工業株式会社 | トランスインピーダンス増幅回路、及びその半導体装置 |
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| JP6336217B1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-06-06 | 三菱電機株式会社 | ポリフェーズフィルタ |
| WO2018158902A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 三菱電機株式会社 | ポリフェーズフィルタ |
| US10763826B2 (en) | 2017-03-02 | 2020-09-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Polyphase filter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3116884B2 (ja) | 2000-12-11 |
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|---|---|---|---|
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