JPH11205249A - アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路およびその調整方法 - Google Patents
アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路およびその調整方法Info
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- JPH11205249A JPH11205249A JP10014728A JP1472898A JPH11205249A JP H11205249 A JPH11205249 A JP H11205249A JP 10014728 A JP10014728 A JP 10014728A JP 1472898 A JP1472898 A JP 1472898A JP H11205249 A JPH11205249 A JP H11205249A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲温度や電源電圧の変動があってもその影
響をAPD のバイアス電圧に与えないようにする。 【解決手段】 基準電圧発生回路40は、端子28に対して
最適増倍率を得るための電圧の設定とAPD 70のブレーク
ダウン電圧の温度傾斜に注目して基準電圧を発生し、電
圧比較器30の入力31に対する基準電圧43a を与える。設
定回路41は、端子28の電圧をAPD 70に対して最適増倍率
を得ることができる電圧に設定するための所定の電圧41
a を出力し、加算回路43に与える。温度補償回路42は、
APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜に当たる電圧42
a を出力し、加算回路43に与える。この温度傾斜は、温
度の変化に対するブレークダウン電圧の変化を表す。加
算回路43は、所定の電圧41a と温度傾斜に当たる電圧42
a とを加算し、基準電圧43a として電圧比較器30の入力
31に与える。電圧比較器30は、電圧50a と基準電圧43a
との電圧差を求めてこれを電圧制御信号30a として出力
する。
響をAPD のバイアス電圧に与えないようにする。 【解決手段】 基準電圧発生回路40は、端子28に対して
最適増倍率を得るための電圧の設定とAPD 70のブレーク
ダウン電圧の温度傾斜に注目して基準電圧を発生し、電
圧比較器30の入力31に対する基準電圧43a を与える。設
定回路41は、端子28の電圧をAPD 70に対して最適増倍率
を得ることができる電圧に設定するための所定の電圧41
a を出力し、加算回路43に与える。温度補償回路42は、
APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜に当たる電圧42
a を出力し、加算回路43に与える。この温度傾斜は、温
度の変化に対するブレークダウン電圧の変化を表す。加
算回路43は、所定の電圧41a と温度傾斜に当たる電圧42
a とを加算し、基準電圧43a として電圧比較器30の入力
31に与える。電圧比較器30は、電圧50a と基準電圧43a
との電圧差を求めてこれを電圧制御信号30a として出力
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アバランシェフォ
トダイオード用バイアス電圧制御回路およびその調整方
法に関し、アバランシェフォトダイオード(APD: Avalan
che Photodiode)に与えるバイアス電圧の最適制御に関
する。
トダイオード用バイアス電圧制御回路およびその調整方
法に関し、アバランシェフォトダイオード(APD: Avalan
che Photodiode)に与えるバイアス電圧の最適制御に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信システムにおいては、受光
素子としてのAPD を用いた光／電気変換器が使用されて
いる。このAPD は、信号光電流の増幅作用をもってお
り、微弱な光信号を扱う光ファイバ通信システムの受光
素子としては必要不可欠である。
素子としてのAPD を用いた光／電気変換器が使用されて
いる。このAPD は、信号光電流の増幅作用をもってお
り、微弱な光信号を扱う光ファイバ通信システムの受光
素子としては必要不可欠である。
【０００３】また、このAPD の信号光電流の増幅作用
は、通常、増倍率Ｍによって表されている。APD を効率
的に動作させて使用するためには、数十Ｖ以上の直流バ
イアス電圧を印加する必要がある。そして、増倍率Ｍと
直流バイアス電圧との間には密接な関係があり、従来、
直流バイアス電圧のかけ方として増倍率値一定方式と、
増倍率値変動方式とがある。
は、通常、増倍率Ｍによって表されている。APD を効率
的に動作させて使用するためには、数十Ｖ以上の直流バ
イアス電圧を印加する必要がある。そして、増倍率Ｍと
直流バイアス電圧との間には密接な関係があり、従来、
直流バイアス電圧のかけ方として増倍率値一定方式と、
増倍率値変動方式とがある。
【０００４】増倍率値一定方式は、ツェナーダイオード
などを利用してAPD の直流バイアス電圧を安定化して増
倍率Ｍを一定にしておく方法である。増倍率値変動方式
は、広範囲の自動利得制御(Automatic Gain Control: A
GC) をかけてAPD の直流バイアス電圧を最適値に制御す
る方法である。
などを利用してAPD の直流バイアス電圧を安定化して増
倍率Ｍを一定にしておく方法である。増倍率値変動方式
は、広範囲の自動利得制御(Automatic Gain Control: A
GC) をかけてAPD の直流バイアス電圧を最適値に制御す
る方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、増倍率
値変動方式の場合はAGC 増幅器の温度変動や電源変動な
どの影響によってAPD の増倍率が変動し、信号対雑音比
が劣化するという問題がある。さらに、増倍率値変動方
式や増倍率値一定方式のいずれの場合でも何らかの手段
によって高電圧発生回路として、たとえば、直流電圧(D
C)／直流電圧(DC)コンバータ回路や発振器出力信号を昇
圧するコッククロフト回路などを制御する必要があった
ため、高電圧発生回路を制御ループ内に備える必要があ
った。このため回路規模が大きくなるといった問題もあ
った。
値変動方式の場合はAGC 増幅器の温度変動や電源変動な
どの影響によってAPD の増倍率が変動し、信号対雑音比
が劣化するという問題がある。さらに、増倍率値変動方
式や増倍率値一定方式のいずれの場合でも何らかの手段
によって高電圧発生回路として、たとえば、直流電圧(D
C)／直流電圧(DC)コンバータ回路や発振器出力信号を昇
圧するコッククロフト回路などを制御する必要があった
ため、高電圧発生回路を制御ループ内に備える必要があ
った。このため回路規模が大きくなるといった問題もあ
った。
【０００６】さらにまた、APD は、図２に示すように逆
方向の降伏電圧（ブレークダウン電圧）において増倍率
が無限に近く高くなるという作用がある。したがって、
この電圧以下のバイアス電圧で使用する必要がある。し
かもこのブレークダウン電圧は、図３に示すようにAPD
の周囲温度が変化することによっても変化する。このた
め、APD を動作させるうえでは、周囲温度の変化に対す
る補償とブレークウン電圧以下での最適増倍率に制御す
ることが信号対雑音比を良好にするために非常に重要な
ことである。
方向の降伏電圧（ブレークダウン電圧）において増倍率
が無限に近く高くなるという作用がある。したがって、
この電圧以下のバイアス電圧で使用する必要がある。し
かもこのブレークダウン電圧は、図３に示すようにAPD
の周囲温度が変化することによっても変化する。このた
め、APD を動作させるうえでは、周囲温度の変化に対す
る補償とブレークウン電圧以下での最適増倍率に制御す
ることが信号対雑音比を良好にするために非常に重要な
ことである。
【０００７】このようなことから、周囲温度変動や電源
電圧の変動があってもその影響をAPD のバイアス電圧に
与えないようにし、APD にとって最適な増倍率にバイア
ス電圧を制御することができ、回路の小型化も図ること
ができるアバランシェフォトダイオード用バイアス電圧
制御回路およびその調整方法の実現が要請されている。
電圧の変動があってもその影響をAPD のバイアス電圧に
与えないようにし、APD にとって最適な増倍率にバイア
ス電圧を制御することができ、回路の小型化も図ること
ができるアバランシェフォトダイオード用バイアス電圧
制御回路およびその調整方法の実現が要請されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のアバラ
ンシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路は、入
力直流電圧を電圧制御信号によって電圧を制御し出力す
る電圧可変手段を含み、この出力電圧をAPD に印加する
バイアス電圧として制御し出力端子から出力する回路で
あって、APD の逆方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる電
圧を出力する温度傾斜電圧出力手段と、出力端子の電圧
を所定の電圧に設定するための設定電圧を出力する設定
電圧出力手段と、温度傾斜に当たる電圧と設定電圧とか
ら基準電圧を設定し、この基準電圧と出力端子から抵抗
を介して与えられる電圧とが等しくなるように電圧制御
信号を生成し、電圧可変手段に対して与える比較制御手
段とを含み、電圧可変手段は、デジタル電圧制御信号に
よってデジタル的に抵抗値を可変し設定することができ
るデジタル可変抵抗手段を含み、電圧制御信号をデジタ
ル電圧制御信号に変換し、このデジタル電圧制御信号に
よって、デジタル可変抵抗手段の抵抗値を設定し、入力
直流電圧を制御する。
ンシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路は、入
力直流電圧を電圧制御信号によって電圧を制御し出力す
る電圧可変手段を含み、この出力電圧をAPD に印加する
バイアス電圧として制御し出力端子から出力する回路で
あって、APD の逆方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる電
圧を出力する温度傾斜電圧出力手段と、出力端子の電圧
を所定の電圧に設定するための設定電圧を出力する設定
電圧出力手段と、温度傾斜に当たる電圧と設定電圧とか
ら基準電圧を設定し、この基準電圧と出力端子から抵抗
を介して与えられる電圧とが等しくなるように電圧制御
信号を生成し、電圧可変手段に対して与える比較制御手
段とを含み、電圧可変手段は、デジタル電圧制御信号に
よってデジタル的に抵抗値を可変し設定することができ
るデジタル可変抵抗手段を含み、電圧制御信号をデジタ
ル電圧制御信号に変換し、このデジタル電圧制御信号に
よって、デジタル可変抵抗手段の抵抗値を設定し、入力
直流電圧を制御する。
【０００９】このような構成を採ることで、基準電圧
は、出力端子の設定電圧と温度傾斜に当たる電圧とから
形成され、この基準電圧と出力端子の電圧とが常に等し
くなるように比較制御手段から電圧制御信号が出力され
る。この電圧制御信号はデジタル信号に変換され、この
デジタル信号によってデジタル可変抵抗手段を可変し、
精度良く忠実に抵抗値を設定することができる。したが
って、出力電圧に対する温度補償を行いながら、最適増
倍率に当たる電圧に設定することができ、設定精度も高
くなる。
は、出力端子の設定電圧と温度傾斜に当たる電圧とから
形成され、この基準電圧と出力端子の電圧とが常に等し
くなるように比較制御手段から電圧制御信号が出力され
る。この電圧制御信号はデジタル信号に変換され、この
デジタル信号によってデジタル可変抵抗手段を可変し、
精度良く忠実に抵抗値を設定することができる。したが
って、出力電圧に対する温度補償を行いながら、最適増
倍率に当たる電圧に設定することができ、設定精度も高
くなる。
【００１０】また、電圧可変手段を、入力端子に直列に
接続された第１の抵抗と、この第１の抵抗に直列に接続
された第２の抵抗と、この第２の抵抗に接続され、電圧
制御信号によって電流の制御を行うためのトランジスタ
とを含む電流制御部を含み、電圧制御信号によって、ト
ランジスタが第１の抵抗および第２の抵抗に流れる電流
を制御し、第１の抵抗と第２の抵抗との間の接続点から
出力端子への電圧を取り出すように構成することで、少
ない回路部品点数で構成することができ、回路を小型化
することができる。しかも、電圧制御信号の大きさに応
じて電流制御を行い出力電圧も忠実に制御することがで
きる。
接続された第１の抵抗と、この第１の抵抗に直列に接続
された第２の抵抗と、この第２の抵抗に接続され、電圧
制御信号によって電流の制御を行うためのトランジスタ
とを含む電流制御部を含み、電圧制御信号によって、ト
ランジスタが第１の抵抗および第２の抵抗に流れる電流
を制御し、第１の抵抗と第２の抵抗との間の接続点から
出力端子への電圧を取り出すように構成することで、少
ない回路部品点数で構成することができ、回路を小型化
することができる。しかも、電圧制御信号の大きさに応
じて電流制御を行い出力電圧も忠実に制御することがで
きる。
【００１１】さらに、本発明のAPD 用バイアス電圧制御
回路は、入力端子に与えられる入力直流電圧を電圧制御
信号に応じた電圧に可変制御し出力する電圧可変手段を
含み、この出力電圧をAPD に印加するバイアス電圧とし
て制御し出力端子から出力する回路であって、出力端子
から第１の抵抗を介して電流を引き込む制御を行い、出
力端子の電圧を所定の電圧に設定する出力電圧設定手段
と、出力端子から第１の抵抗を介して電流を引き込む制
御を行い、APD の逆方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる
電流を引き込む温度傾斜電流引き込み手段と、所定の基
準電圧を設定し、この基準電圧と出力端子から第１の抵
抗を介して与えられる電圧とが等しくなるように電圧制
御信号を生成し、電圧可変手段に対して与える比較制御
手段とを含む。
回路は、入力端子に与えられる入力直流電圧を電圧制御
信号に応じた電圧に可変制御し出力する電圧可変手段を
含み、この出力電圧をAPD に印加するバイアス電圧とし
て制御し出力端子から出力する回路であって、出力端子
から第１の抵抗を介して電流を引き込む制御を行い、出
力端子の電圧を所定の電圧に設定する出力電圧設定手段
と、出力端子から第１の抵抗を介して電流を引き込む制
御を行い、APD の逆方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる
電流を引き込む温度傾斜電流引き込み手段と、所定の基
準電圧を設定し、この基準電圧と出力端子から第１の抵
抗を介して与えられる電圧とが等しくなるように電圧制
御信号を生成し、電圧可変手段に対して与える比較制御
手段とを含む。
【００１２】このような構成を採り、APD の最適増倍率
に当たる設定電圧分の電流と、APDのブレークダウン電
圧の温度傾斜分の電流を出力端子から引き込み制御し、
出力電圧の設定と温度補償とを実現する。基準電圧と出
力端子の電圧とが常に等しくなるように比較制御手段か
ら電圧制御信号が出力される。この電圧制御信号によっ
て出力端子の電圧が制御されるので、精度良く忠実に設
定することができる。
に当たる設定電圧分の電流と、APDのブレークダウン電
圧の温度傾斜分の電流を出力端子から引き込み制御し、
出力電圧の設定と温度補償とを実現する。基準電圧と出
力端子の電圧とが常に等しくなるように比較制御手段か
ら電圧制御信号が出力される。この電圧制御信号によっ
て出力端子の電圧が制御されるので、精度良く忠実に設
定することができる。
【００１３】さらにまた、本発明によれば、入力端子に
与えられる入力直流電圧を電圧制御信号に応じた電圧に
可変制御し出力する電圧可変手段を含み、この出力電圧
をAPD に印加するバイアス電圧として制御し出力端子か
ら出力する回路であって、出力端子から第１の抵抗を介
して電流を引き込む制御を行い、出力端子の電圧を所定
の電圧に設定する出力電圧設定手段と、出力端子から第
１の抵抗を介して電流を引き込む制御を行い、APD の逆
方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる電流を引き込む温度
傾斜電流引き込み手段と、所定の基準電圧を設定し、こ
の基準電圧と出力端子から第１の抵抗を介して与えられ
る電圧とが等しくなるように電圧制御信号を生成し、電
圧可変手段に対して与える比較制御手段とを含むAPD 用
バイアス電圧制御回路において、温度補償の調整と最適
増倍率への調整とを行うAPD 用バイアス電圧制御回路の
調整方法は、使用するAPD の逆方向の降伏電圧の温度傾
斜と最適増倍率とを測定する特性測定工程と、出力端子
に使用するAPD を接続し、入力端子に所定の直流電圧を
印加する電圧印加工程と、温度傾斜電流引き込み手段へ
の電流の引き込みを停止させ、この状態で出力電圧設定
手段によって出力端子の電圧を所定の値に設定する出力
電圧設定工程と、温度傾斜電流引き込み手段への電流の
引き込みを行い、温度傾斜に当たる電流の引き込みを行
う温度傾斜設定工程と、出力電圧設定手段によって、出
力端子の電圧を最適増倍率に対応する電圧に調整する電
圧調整工程とを含む。
与えられる入力直流電圧を電圧制御信号に応じた電圧に
可変制御し出力する電圧可変手段を含み、この出力電圧
をAPD に印加するバイアス電圧として制御し出力端子か
ら出力する回路であって、出力端子から第１の抵抗を介
して電流を引き込む制御を行い、出力端子の電圧を所定
の電圧に設定する出力電圧設定手段と、出力端子から第
１の抵抗を介して電流を引き込む制御を行い、APD の逆
方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる電流を引き込む温度
傾斜電流引き込み手段と、所定の基準電圧を設定し、こ
の基準電圧と出力端子から第１の抵抗を介して与えられ
る電圧とが等しくなるように電圧制御信号を生成し、電
圧可変手段に対して与える比較制御手段とを含むAPD 用
バイアス電圧制御回路において、温度補償の調整と最適
増倍率への調整とを行うAPD 用バイアス電圧制御回路の
調整方法は、使用するAPD の逆方向の降伏電圧の温度傾
斜と最適増倍率とを測定する特性測定工程と、出力端子
に使用するAPD を接続し、入力端子に所定の直流電圧を
印加する電圧印加工程と、温度傾斜電流引き込み手段へ
の電流の引き込みを停止させ、この状態で出力電圧設定
手段によって出力端子の電圧を所定の値に設定する出力
電圧設定工程と、温度傾斜電流引き込み手段への電流の
引き込みを行い、温度傾斜に当たる電流の引き込みを行
う温度傾斜設定工程と、出力電圧設定手段によって、出
力端子の電圧を最適増倍率に対応する電圧に調整する電
圧調整工程とを含む。
【００１４】このような調整工程を採ることで、温度補
償の設定を行うと共にAPD を最適増倍率で動作させるた
めの設定を、複雑な調整を行うことなく能率的に調整を
精度良く行うことができるので、APD に対するバイアス
電圧制御を最適状態で行うことができる。
償の設定を行うと共にAPD を最適増倍率で動作させるた
めの設定を、複雑な調整を行うことなく能率的に調整を
精度良く行うことができるので、APD に対するバイアス
電圧制御を最適状態で行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施例を図面
を用いて説明する。図１は、本発明のアバランシェフォ
トダイオード(APD) 用バイアス電圧制御回路100 の実施
例の概略の回路構成図である（第１実施例）。この図の
APD 用バイアス電圧制御回路100 において、高電圧発生
回路10は、高い直流電圧（たとえば、数十Ｖ程度）10a
を出力し入力端子12に印加する。電圧可変回路20は、入
力端子12に印加された直流電圧10a を電圧比較器30から
出力される電圧制御信号30a によって対応する直流電圧
20a に可変制御し端子28に印加する。
を用いて説明する。図１は、本発明のアバランシェフォ
トダイオード(APD) 用バイアス電圧制御回路100 の実施
例の概略の回路構成図である（第１実施例）。この図の
APD 用バイアス電圧制御回路100 において、高電圧発生
回路10は、高い直流電圧（たとえば、数十Ｖ程度）10a
を出力し入力端子12に印加する。電圧可変回路20は、入
力端子12に印加された直流電圧10a を電圧比較器30から
出力される電圧制御信号30a によって対応する直流電圧
20a に可変制御し端子28に印加する。
【００１６】基準電圧発生回路40は、端子28に対して最
適増倍率を得るための電圧の設定とAPD 70のブレークダ
ウン電圧の温度傾斜に注目して基準電圧を発生し、電圧
比較器30の入力31に対する基準電圧43a を与える。出力
電圧設定回路41は、端子28の電圧をAPD 70に対して最適
増倍率を得ることができる電圧に設定するための所定の
電圧41a を出力し加算回路43に与える。温度補償回路42
は、APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜Ａ（Ｖ／
℃）に当たる電圧42a を出力し、加算回路43に与える。
この温度傾斜は、図３に示すように、温度の変化に対し
てブレークダウン電圧がどの程度変化するかを表すもの
である。加算回路43は、前記所定の電圧41a と前記温度
傾斜Ａ（Ｖ／℃）に当たる電圧42a とを加算し、基準電
圧43a として電圧比較器30の入力31に与える。
適増倍率を得るための電圧の設定とAPD 70のブレークダ
ウン電圧の温度傾斜に注目して基準電圧を発生し、電圧
比較器30の入力31に対する基準電圧43a を与える。出力
電圧設定回路41は、端子28の電圧をAPD 70に対して最適
増倍率を得ることができる電圧に設定するための所定の
電圧41a を出力し加算回路43に与える。温度補償回路42
は、APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜Ａ（Ｖ／
℃）に当たる電圧42a を出力し、加算回路43に与える。
この温度傾斜は、図３に示すように、温度の変化に対し
てブレークダウン電圧がどの程度変化するかを表すもの
である。加算回路43は、前記所定の電圧41a と前記温度
傾斜Ａ（Ｖ／℃）に当たる電圧42a とを加算し、基準電
圧43a として電圧比較器30の入力31に与える。
【００１７】アッテネータ50は、端子28に直列に接続さ
れた抵抗51と、この抵抗51に直列に接続された抵抗52と
から構成され、抵抗52の他端は回路の最低電位端子53に
接続され、抵抗51と抵抗52との接続点54の分圧された電
圧50a を電圧比較器30の入力32に与える。電圧比較器30
は、前記電圧50a と前記基準電圧43a との電圧差を求め
て、この電圧差を電圧制御信号30a として電圧可変回路
20に与える。
れた抵抗51と、この抵抗51に直列に接続された抵抗52と
から構成され、抵抗52の他端は回路の最低電位端子53に
接続され、抵抗51と抵抗52との接続点54の分圧された電
圧50a を電圧比較器30の入力32に与える。電圧比較器30
は、前記電圧50a と前記基準電圧43a との電圧差を求め
て、この電圧差を電圧制御信号30a として電圧可変回路
20に与える。
【００１８】ロウパスフィルタ回路60は、端子28に直列
接続された抵抗61と、この抵抗61に接続されたコンデン
サ62とから構成され、コンデンサ62の他端は回路の最低
電位端子63に接続されており、抵抗61とコンデンサ62と
の接続点64からフィルタ出力電圧がバイアス電圧60a と
して、低域周波数成分を通過させ高域周波数成分の雑音
信号が除去され端子65に印加される。
接続された抵抗61と、この抵抗61に接続されたコンデン
サ62とから構成され、コンデンサ62の他端は回路の最低
電位端子63に接続されており、抵抗61とコンデンサ62と
の接続点64からフィルタ出力電圧がバイアス電圧60a と
して、低域周波数成分を通過させ高域周波数成分の雑音
信号が除去され端子65に印加される。
【００１９】APD 70は、端子65からバイアス電圧60a が
印加されバイアスされ光信号が印加されると動作電流70
a を出力し電流電圧変換増幅回路80に与える。電流電圧
変換増幅回路80は、APD 70の動作電流70a を電圧変換す
るとともに増幅し、検出電圧信号80a を出力する。
印加されバイアスされ光信号が印加されると動作電流70
a を出力し電流電圧変換増幅回路80に与える。電流電圧
変換増幅回路80は、APD 70の動作電流70a を電圧変換す
るとともに増幅し、検出電圧信号80a を出力する。
【００２０】次に、図１の回路100 の動作を説明する。
電圧可変回路20には高電圧発生回路10から高電圧が入力
端子12を介して与えられる。一方、出力電圧設定回路41
で端子28の電圧を所定の値に設定するための電圧41a が
出力され、加算回路43に与えられ、一方、温度補償回路
42でもAPD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜に当たる
電圧42a が出力され、加算回路43に与えられる。
電圧可変回路20には高電圧発生回路10から高電圧が入力
端子12を介して与えられる。一方、出力電圧設定回路41
で端子28の電圧を所定の値に設定するための電圧41a が
出力され、加算回路43に与えられ、一方、温度補償回路
42でもAPD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜に当たる
電圧42a が出力され、加算回路43に与えられる。
【００２１】加算回路43では、電圧41a と電圧42a とが
加算され、この加算電圧が基準電圧43a として電圧比較
器30の入力31に与えられる。電圧比較器30の他方の入力
32には端子28の電圧がアッテネータ50で減衰された電圧
50a が入力され、基準電圧43a と電圧比較され、電圧差
が電圧制御信号30a として出力され、電圧可変回路20に
与えられる。電圧変換回路20では、電圧制御信号30a に
応じた出力直流電圧が出力され端子28に印加される。端
子28に印加された直流電圧は、ロウパスフィルタ回路60
で雑音が除去されAPD 70へのバイアス電圧60a として端
子65に印加される。
加算され、この加算電圧が基準電圧43a として電圧比較
器30の入力31に与えられる。電圧比較器30の他方の入力
32には端子28の電圧がアッテネータ50で減衰された電圧
50a が入力され、基準電圧43a と電圧比較され、電圧差
が電圧制御信号30a として出力され、電圧可変回路20に
与えられる。電圧変換回路20では、電圧制御信号30a に
応じた出力直流電圧が出力され端子28に印加される。端
子28に印加された直流電圧は、ロウパスフィルタ回路60
で雑音が除去されAPD 70へのバイアス電圧60a として端
子65に印加される。
【００２２】同時に端子28の電圧は、アッテネータ50で
減衰された電圧50a が電圧比較器30の入力32に与えら
れ、他方の入力31に与えられている基準電圧43a と比較
され、電圧差に応じた電圧制御信号30a が出力され電圧
可変回路20に与えられる。このような電圧制御が、電圧
50a と基準電圧43a とが同じになるまで行われ、等しく
なると、その時点の電圧制御信号30a が継続して電圧可
変回路20に与えられ続ける。これによって、端子28から
出力される電圧が温度補償をされながら最適増倍率に当
たるように制御される。
減衰された電圧50a が電圧比較器30の入力32に与えら
れ、他方の入力31に与えられている基準電圧43a と比較
され、電圧差に応じた電圧制御信号30a が出力され電圧
可変回路20に与えられる。このような電圧制御が、電圧
50a と基準電圧43a とが同じになるまで行われ、等しく
なると、その時点の電圧制御信号30a が継続して電圧可
変回路20に与えられ続ける。これによって、端子28から
出力される電圧が温度補償をされながら最適増倍率に当
たるように制御される。
【００２３】このように構成し動作させることによっ
て、増倍率値変動方式のようなAGC 増幅器の温度変動や
電源電圧変動によって、APD 70の増倍率が変動し信号対
雑音比が劣化するという問題がおきず、増倍率値一定方
式のようにDC／DCコンバータや発振器出力を昇圧したり
するコッククロフト回路などを制御する必要がないた
め、高電圧発生回路10を制御ループ外に備えることがで
き、回路規模を小さくすることが可能になる。たとえ
ば、高電圧発生回路10としては、比較的回路規模の小さ
い簡易的なDC／DCコンバータを採用することも可能であ
り、これによって実装面積を狭くすることができる。ま
た、数十Ｖ程度の交換機用の直流電源電圧を直接取り込
むことも可能で、この場合は、高電圧発生回路10は不必
要になる。
て、増倍率値変動方式のようなAGC 増幅器の温度変動や
電源電圧変動によって、APD 70の増倍率が変動し信号対
雑音比が劣化するという問題がおきず、増倍率値一定方
式のようにDC／DCコンバータや発振器出力を昇圧したり
するコッククロフト回路などを制御する必要がないた
め、高電圧発生回路10を制御ループ外に備えることがで
き、回路規模を小さくすることが可能になる。たとえ
ば、高電圧発生回路10としては、比較的回路規模の小さ
い簡易的なDC／DCコンバータを採用することも可能であ
り、これによって実装面積を狭くすることができる。ま
た、数十Ｖ程度の交換機用の直流電源電圧を直接取り込
むことも可能で、この場合は、高電圧発生回路10は不必
要になる。
【００２４】図４は、APD 用バイアス電圧制御回路100A
の実施例の回路構成であり、電圧可変回路20A を具体的
にはデジタル可変抵抗器23を使用して電圧可変する回路
構成を示す図である（第２実施例）。この図において、
前述の図１の回路100 と異なるところは、電圧可変回路
20A を具体的に詳細に示しているところである。すなわ
ち、本電圧可変回路20A のアナログ／デジタル変換回路
22は、電圧比較器30から与えられる電圧制御信号30a を
デジタル電圧制御信号22a に変換してデジタル可変抵抗
回路23に与える。
の実施例の回路構成であり、電圧可変回路20A を具体的
にはデジタル可変抵抗器23を使用して電圧可変する回路
構成を示す図である（第２実施例）。この図において、
前述の図１の回路100 と異なるところは、電圧可変回路
20A を具体的に詳細に示しているところである。すなわ
ち、本電圧可変回路20A のアナログ／デジタル変換回路
22は、電圧比較器30から与えられる電圧制御信号30a を
デジタル電圧制御信号22a に変換してデジタル可変抵抗
回路23に与える。
【００２５】デジタル可変抵抗回路23は、デジタル電圧
制御信号22a に対応した抵抗値に設定する。抵抗21は、
高電圧発生回路10からの直流電圧10a を、デジタル可変
抵抗回路23で設定されている抵抗との抵抗比によって減
衰させ、端子29に印加する。端子29の電圧は端子28にも
印加される。このようなデジタル可変抵抗回路23は、IC
パッケージに集積化されて市販されてもいる。デジタル
的に抵抗値をステップ的に可変することができるので、
デジタル電圧制御信号22a の変化に応じて精度良く抵抗
値を可変することができる。このため端子29における分
圧出力電圧もデジタル電圧制御信号22a の変化に応じて
精度良く変えることができる。
制御信号22a に対応した抵抗値に設定する。抵抗21は、
高電圧発生回路10からの直流電圧10a を、デジタル可変
抵抗回路23で設定されている抵抗との抵抗比によって減
衰させ、端子29に印加する。端子29の電圧は端子28にも
印加される。このようなデジタル可変抵抗回路23は、IC
パッケージに集積化されて市販されてもいる。デジタル
的に抵抗値をステップ的に可変することができるので、
デジタル電圧制御信号22a の変化に応じて精度良く抵抗
値を可変することができる。このため端子29における分
圧出力電圧もデジタル電圧制御信号22a の変化に応じて
精度良く変えることができる。
【００２６】なお、高電圧発生回路10の出力インピーダ
ンスが高い場合は、抵抗21は省略することができる。
ンスが高い場合は、抵抗21は省略することができる。
【００２７】次に、図４の回路100Aの動作を説明する。
電圧可変回路20A には高電圧発生回路10から高電圧が入
力端子12を介して与えられ、抵抗21に印加される。一
方、出力電圧設定回路41で端子28の電圧を所定の値に設
定するための電圧41a が出力されると、加算回路43に与
えられ、一方、温度補償回路42でもAPD 70のブレークダ
ウン電圧の温度傾斜に当たる電圧42a が出力され、加算
回路43に与えられる。
電圧可変回路20A には高電圧発生回路10から高電圧が入
力端子12を介して与えられ、抵抗21に印加される。一
方、出力電圧設定回路41で端子28の電圧を所定の値に設
定するための電圧41a が出力されると、加算回路43に与
えられ、一方、温度補償回路42でもAPD 70のブレークダ
ウン電圧の温度傾斜に当たる電圧42a が出力され、加算
回路43に与えられる。
【００２８】加算回路43では、電圧41a と電圧42a とが
加算され、この加算電圧が基準電圧43a として電圧比較
器30の入力31に与えられる。電圧比較器30の他方の入力
32には端子28の電圧がアッテネータ50で減衰された電圧
50a が入力され、基準電圧43a と電圧比較され、電圧差
が電圧制御信号30a として出力され、電圧可変回路20A
に与えられる。電圧変換回路20A では、電圧制御信号30
a がデジタル電圧制御信号22a に変換され、この信号22
a によってデジタル抵抗回路23が対応する抵抗値に設定
され、抵抗21との分圧出力電圧が端子29に印加され、さ
らにこの電圧が端子28にも印加される。端子28に印加さ
れた直流電圧はロウパスフィルタ回路60で雑音が除去さ
れ、APD 70へのバイアス電圧60a として端子65に印加さ
れる。
加算され、この加算電圧が基準電圧43a として電圧比較
器30の入力31に与えられる。電圧比較器30の他方の入力
32には端子28の電圧がアッテネータ50で減衰された電圧
50a が入力され、基準電圧43a と電圧比較され、電圧差
が電圧制御信号30a として出力され、電圧可変回路20A
に与えられる。電圧変換回路20A では、電圧制御信号30
a がデジタル電圧制御信号22a に変換され、この信号22
a によってデジタル抵抗回路23が対応する抵抗値に設定
され、抵抗21との分圧出力電圧が端子29に印加され、さ
らにこの電圧が端子28にも印加される。端子28に印加さ
れた直流電圧はロウパスフィルタ回路60で雑音が除去さ
れ、APD 70へのバイアス電圧60a として端子65に印加さ
れる。
【００２９】同時に端子28の直流電圧は、アッテネータ
50で減衰された電圧50a が電圧比較器30の入力32に与え
られ、他方の入力31に与えられている基準電圧43a と比
較され、電圧差に応じた電圧制御信号30a が出力され、
電圧可変回路20A に与えられる。このような電圧制御
が、電圧50a と基準電圧43a とが同じになるまで行わ
れ、等しくなると、その時点の電圧制御信号30a が継続
して電圧可変回路20A に与えられ続ける。これによっ
て、端子28から出力される電圧が温度補償をされながら
最適増倍率に当たるように制御される。
50で減衰された電圧50a が電圧比較器30の入力32に与え
られ、他方の入力31に与えられている基準電圧43a と比
較され、電圧差に応じた電圧制御信号30a が出力され、
電圧可変回路20A に与えられる。このような電圧制御
が、電圧50a と基準電圧43a とが同じになるまで行わ
れ、等しくなると、その時点の電圧制御信号30a が継続
して電圧可変回路20A に与えられ続ける。これによっ
て、端子28から出力される電圧が温度補償をされながら
最適増倍率に当たるように制御される。
【００３０】以上のような電圧可変回路20A の構成を採
ることで、電圧制御信号30a の変化に応じて忠実に精度
良くデジタル可変抵抗回路23で抵抗値を変えることがで
きるので、端子29、28の電圧を精度良く変えることがで
きる。したがって、回路100Aとしては、温度変動や電源
電圧変動があっても、最適増倍率にするように精度良く
バイアス電圧を制御することができる。しかも、集積化
を可能にすることができ、部品点数を削減し、実装面積
もさらに低減することができる。
ることで、電圧制御信号30a の変化に応じて忠実に精度
良くデジタル可変抵抗回路23で抵抗値を変えることがで
きるので、端子29、28の電圧を精度良く変えることがで
きる。したがって、回路100Aとしては、温度変動や電源
電圧変動があっても、最適増倍率にするように精度良く
バイアス電圧を制御することができる。しかも、集積化
を可能にすることができ、部品点数を削減し、実装面積
もさらに低減することができる。
【００３１】図５は、APD 用バイアス電圧制御回路100B
の実施例の回路構成であり、電圧可変回路20B をトラン
ジスタ24を使用して電流制御を行い、出力電圧を可変す
る回路構成を示す図である（第３実施例）。この図にお
いて、前述の図１の回路100と異なるところは、電圧可
変回路20B を具体的に詳細に示していることである。す
なわち、本電圧可変回路20B において、高電圧発生回路
10からの出力直流電圧が印加される入力端子12には直列
に抵抗21が接続され、他端は端子29に接続され、端子29
と端子28とは同じ電圧が印加されており、端子29には直
列に抵抗26が接続され、他端はトランジスタ24のコレク
タに接続され、ベースには電圧比較器30から電圧制御信
号30a が与えられる。エミッタには抵抗25が接続され、
抵抗25の他端は回路の最低電位端子27に接続されてい
る。
の実施例の回路構成であり、電圧可変回路20B をトラン
ジスタ24を使用して電流制御を行い、出力電圧を可変す
る回路構成を示す図である（第３実施例）。この図にお
いて、前述の図１の回路100と異なるところは、電圧可
変回路20B を具体的に詳細に示していることである。す
なわち、本電圧可変回路20B において、高電圧発生回路
10からの出力直流電圧が印加される入力端子12には直列
に抵抗21が接続され、他端は端子29に接続され、端子29
と端子28とは同じ電圧が印加されており、端子29には直
列に抵抗26が接続され、他端はトランジスタ24のコレク
タに接続され、ベースには電圧比較器30から電圧制御信
号30a が与えられる。エミッタには抵抗25が接続され、
抵抗25の他端は回路の最低電位端子27に接続されてい
る。
【００３２】電圧制御信号30a がトランジスタ24のベー
スに与えられると、電圧制御信号30a の大きさに応じて
抵抗21、26および25に流れるバイパス電流21a の値を制
御する。これによって抵抗21と抵抗26との間の接続点の
端子29の電圧を電圧制御信号30a の大きさに応じて変え
ることができる。すなわち、電圧制御信号30a の電圧が
大きくなると、バイパス電流21a の大きさが大きくな
り、抵抗21における電圧降下が大きくなり、端子29の電
圧は下げられる。また、逆に、電圧制御信号30aの電圧
が小さくなると、バイパス電流21a の大きさが小さくな
り、抵抗21における電圧降下が小さくなり端子29の電圧
は高くなる。したがって、端子29の電圧の変化に応じて
端子28の電圧の大きさも同じように変えられる。
スに与えられると、電圧制御信号30a の大きさに応じて
抵抗21、26および25に流れるバイパス電流21a の値を制
御する。これによって抵抗21と抵抗26との間の接続点の
端子29の電圧を電圧制御信号30a の大きさに応じて変え
ることができる。すなわち、電圧制御信号30a の電圧が
大きくなると、バイパス電流21a の大きさが大きくな
り、抵抗21における電圧降下が大きくなり、端子29の電
圧は下げられる。また、逆に、電圧制御信号30aの電圧
が小さくなると、バイパス電流21a の大きさが小さくな
り、抵抗21における電圧降下が小さくなり端子29の電圧
は高くなる。したがって、端子29の電圧の変化に応じて
端子28の電圧の大きさも同じように変えられる。
【００３３】このように電圧制御信号30a によってトラ
ンジスタ24がバイパス電流21a を制御することによっ
て、電圧比較器30の入力32の電圧が、入力31に与えられ
ている基準電圧43a と等しくなるように制御することが
できるようになる。
ンジスタ24がバイパス電流21a を制御することによっ
て、電圧比較器30の入力32の電圧が、入力31に与えられ
ている基準電圧43a と等しくなるように制御することが
できるようになる。
【００３４】このため、温度変動や電源電圧変動があっ
ても、端子28のバイアス電圧を最適増倍率にするように
精度良くバイアス電圧を制御することができる。しか
も、電圧可変回路20B の構成が、抵抗21、25、26と、ト
ランジスタ24とによって構成されるため、部品点数も少
なく集積化を容易に行うことができ、実装面積もさらに
低減することができる。
ても、端子28のバイアス電圧を最適増倍率にするように
精度良くバイアス電圧を制御することができる。しか
も、電圧可変回路20B の構成が、抵抗21、25、26と、ト
ランジスタ24とによって構成されるため、部品点数も少
なく集積化を容易に行うことができ、実装面積もさらに
低減することができる。
【００３５】図６は、APD 用バイアス電圧制御回路100C
の実施例の回路構成であり、電流バイパス回路40A を使
用して出力電圧の設定および温度補償の設定を行う回路
構成を示す図である（第４実施例）。この図において、
電圧可変回路20B は、前述の図５と同じトランジスタ24
を用いてバイパス電流を制御する回路方式を採用してい
る。さらに、前述と異なるところは、電圧比較器30の入
力31には、この電圧比較器30の電源電圧範囲のたとえ
ば、中間電位に当たる基準電圧31a を与えられるよう
に、基準電圧発生回路33から発生する。電圧比較器30の
他方の入力32には端子28に直列に接続されたアッテネー
タ50A によって電圧降下された電圧50a が入力される。
しかも、アッテネータ50A には電流バイパス回路40A が
接続されている。
の実施例の回路構成であり、電流バイパス回路40A を使
用して出力電圧の設定および温度補償の設定を行う回路
構成を示す図である（第４実施例）。この図において、
電圧可変回路20B は、前述の図５と同じトランジスタ24
を用いてバイパス電流を制御する回路方式を採用してい
る。さらに、前述と異なるところは、電圧比較器30の入
力31には、この電圧比較器30の電源電圧範囲のたとえ
ば、中間電位に当たる基準電圧31a を与えられるよう
に、基準電圧発生回路33から発生する。電圧比較器30の
他方の入力32には端子28に直列に接続されたアッテネー
タ50A によって電圧降下された電圧50a が入力される。
しかも、アッテネータ50A には電流バイパス回路40A が
接続されている。
【００３６】この電流バイパス回路40A は、端子28に接
続されているアッテネータ50A から電流を引き込み、最
適増倍率の電圧に当たるように電流の引き込みを行うと
共に、APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜分に当た
る電流とを引き込むためのものである。そこで、具体的
には、電流バイパス回路40A の出力電圧設定回路41A
は、端子28の電圧をAPD 70に対して最適増倍率を得るこ
とができる電圧に設定するため電流の引き込みを行い、
抵抗21とアッテネータ50A の抵抗値との分圧比によって
端子28の電圧設定を行う。温度補償回路42A は、APD 70
のブレークダウン電圧の温度傾斜分に当たる電流をアッ
テネータ50A から引き込み、電圧比較器30の入力32の電
圧を調整するように作用する。
続されているアッテネータ50A から電流を引き込み、最
適増倍率の電圧に当たるように電流の引き込みを行うと
共に、APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜分に当た
る電流とを引き込むためのものである。そこで、具体的
には、電流バイパス回路40A の出力電圧設定回路41A
は、端子28の電圧をAPD 70に対して最適増倍率を得るこ
とができる電圧に設定するため電流の引き込みを行い、
抵抗21とアッテネータ50A の抵抗値との分圧比によって
端子28の電圧設定を行う。温度補償回路42A は、APD 70
のブレークダウン電圧の温度傾斜分に当たる電流をアッ
テネータ50A から引き込み、電圧比較器30の入力32の電
圧を調整するように作用する。
【００３７】次に、図６の回路100Cの動作を説明する。
高電圧発生回路10から直流電圧が出力され、電圧可変回
路20B の抵抗21に与えられる。基準電圧回路33から電圧
比較器30の入力31に基準電圧31a が入力される。出力電
圧設定回路41A によって、APD 70の最適増倍率による動
作を実現する設定電圧分の電流が引き込まれる。さら
に、APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜分の電流を
電圧比較器30の入力32点からバイパスする。
高電圧発生回路10から直流電圧が出力され、電圧可変回
路20B の抵抗21に与えられる。基準電圧回路33から電圧
比較器30の入力31に基準電圧31a が入力される。出力電
圧設定回路41A によって、APD 70の最適増倍率による動
作を実現する設定電圧分の電流が引き込まれる。さら
に、APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜分の電流を
電圧比較器30の入力32点からバイパスする。
【００３８】電圧比較器30では、アッテネータ50A で電
圧降下された電圧50a が入力32に与えられ、入力31に与
えられている基準電圧31a と比較され、両方の電圧が常
に等しくなるまで電圧制御信号30a が出力され端子28の
出力電圧が可変制御される。すなわち、トランジスタ24
は電圧制御信号30a によってバイパス電流21a が制御さ
れる。電流バイパス用のトランジスタ24によってバイパ
スされる電流と抵抗21との積により生じる電圧降下によ
って端子28の出力電圧を安定化するように動作する。
圧降下された電圧50a が入力32に与えられ、入力31に与
えられている基準電圧31a と比較され、両方の電圧が常
に等しくなるまで電圧制御信号30a が出力され端子28の
出力電圧が可変制御される。すなわち、トランジスタ24
は電圧制御信号30a によってバイパス電流21a が制御さ
れる。電流バイパス用のトランジスタ24によってバイパ
スされる電流と抵抗21との積により生じる電圧降下によ
って端子28の出力電圧を安定化するように動作する。
【００３９】また、電流バイパス回路40A は、APD 70の
最適増倍率による動作を実現する設定電圧分の電流と、
APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜分の電流を電圧
比較器30の入力32からバイパスするように動作するが、
入力31、入力32の電圧は電圧比較器30の電圧制御信号30
a によって常に等しくなるように制御されているため、
電流バイパス回路40A によってバイパスされる電流と、
アッテネータ50A の抵抗値と抵抗21との分圧抵抗との積
によって生じる電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させ
るように動作する。
最適増倍率による動作を実現する設定電圧分の電流と、
APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜分の電流を電圧
比較器30の入力32からバイパスするように動作するが、
入力31、入力32の電圧は電圧比較器30の電圧制御信号30
a によって常に等しくなるように制御されているため、
電流バイパス回路40A によってバイパスされる電流と、
アッテネータ50A の抵抗値と抵抗21との分圧抵抗との積
によって生じる電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させ
るように動作する。
【００４０】そして、たとえば、電流バイパス回路40A
によってバイパスされる電流がゼロになる場合は、端子
28の電圧は、電圧比較器30の入力32に与えられて基準電
圧31a だけによって決定される。ロウパスフィルタ回路
60によってAPD 70に印加されるバイアス電圧の雑音成分
が除去され、さらにAPD 70の入力電流が増大した場合
は、端子65の電圧上昇を防止するようにも動作する。
によってバイパスされる電流がゼロになる場合は、端子
28の電圧は、電圧比較器30の入力32に与えられて基準電
圧31a だけによって決定される。ロウパスフィルタ回路
60によってAPD 70に印加されるバイアス電圧の雑音成分
が除去され、さらにAPD 70の入力電流が増大した場合
は、端子65の電圧上昇を防止するようにも動作する。
【００４１】以上のような構成を採り、動作を行うこと
によって、前述の図５における加算回路43を削除するこ
とができ、回路規模をさらに小さくすることができる。
出力電圧設定とAPD 70の温度補償とを行うために端子28
から電流バイパス回路40A に電流を引き込むように構成
したので、電圧比較器30において発生するオフセットや
図５における加算回路43において発生するオフセットに
起因して発生する調整誤差を除外することが可能とな
り、調整精度を飛躍的に向上させることができる。な
お、電圧可変回路20B を、図４の電圧可変回路20A に代
えるように構成してもよい。
によって、前述の図５における加算回路43を削除するこ
とができ、回路規模をさらに小さくすることができる。
出力電圧設定とAPD 70の温度補償とを行うために端子28
から電流バイパス回路40A に電流を引き込むように構成
したので、電圧比較器30において発生するオフセットや
図５における加算回路43において発生するオフセットに
起因して発生する調整誤差を除外することが可能とな
り、調整精度を飛躍的に向上させることができる。な
お、電圧可変回路20B を、図４の電圧可変回路20A に代
えるように構成してもよい。
【００４２】図７は、図６のAPD 用バイアス電圧制御回
路100Cの実施例の回路構成における出力電圧設定回路41
A の具体的な回路構成を示す図である（第５実施例）。
この図において、出力電圧設定回路41A は、端子28の電
圧を設定するために、アッテネータ50A を通じて電圧比
較器30の入力32に入力されている電流をバイパスするた
めに電流を引き込みトランジスタ412 のコレクタに引き
込む。ベースには基準電圧発生回路411 からトランジス
タ412 を動作させるための電圧が加えられている。エミ
ッタには可変抵抗器413 が接続され、他端は回路の最低
電位端子414 に接続されている。
路100Cの実施例の回路構成における出力電圧設定回路41
A の具体的な回路構成を示す図である（第５実施例）。
この図において、出力電圧設定回路41A は、端子28の電
圧を設定するために、アッテネータ50A を通じて電圧比
較器30の入力32に入力されている電流をバイパスするた
めに電流を引き込みトランジスタ412 のコレクタに引き
込む。ベースには基準電圧発生回路411 からトランジス
タ412 を動作させるための電圧が加えられている。エミ
ッタには可変抵抗器413 が接続され、他端は回路の最低
電位端子414 に接続されている。
【００４３】出力電圧設定回路41A によってバイパスさ
れる電流は可変抵抗器413 によって設定され、電流バイ
パス用のトランジスタ412 のコレクタ側の抵抗（アッテ
ネータ50A の抵抗値RLと抵抗21との分圧抵抗）とバイパ
ス電流との積によって生じる電圧降下分だけ端子28の電
圧を上昇させるように動作する。なお、その他の温度補
償の動作や全体的な動作は、前述の図６の説明と同様で
ある。
れる電流は可変抵抗器413 によって設定され、電流バイ
パス用のトランジスタ412 のコレクタ側の抵抗（アッテ
ネータ50A の抵抗値RLと抵抗21との分圧抵抗）とバイパ
ス電流との積によって生じる電圧降下分だけ端子28の電
圧を上昇させるように動作する。なお、その他の温度補
償の動作や全体的な動作は、前述の図６の説明と同様で
ある。
【００４４】出力電圧設定回路41A の構成を図７のよう
にしたので、回路構成が非常に簡単で、部品点数も少な
いので回路を小型にすることができ、集積化も容易にで
きるようになる。なお、電圧可変回路20B を図４の電圧
可変回路20A に置き換えることもよい。
にしたので、回路構成が非常に簡単で、部品点数も少な
いので回路を小型にすることができ、集積化も容易にで
きるようになる。なお、電圧可変回路20B を図４の電圧
可変回路20A に置き換えることもよい。
【００４５】図８は、図６のAPD 用バイアス電圧制御回
路100Cの実施例の回路構成における温度補償回路42A の
具体的な回路構成を示す図である（第６実施例）。この
図において、温度補償回路42A は、APD 70のブレークダ
ウン電圧の温度傾斜分に対応する電流を電圧比較器30の
入力32からバイパスして電流を引き込む。引き込む電流
は、トランジスタ422 のコレクタに吸い込まれる。ベー
スには温度センサ421が接続されている。エミッタには
可変抵抗423 が接続され、他端は回路の最低電位端子42
4 に接続されている。
路100Cの実施例の回路構成における温度補償回路42A の
具体的な回路構成を示す図である（第６実施例）。この
図において、温度補償回路42A は、APD 70のブレークダ
ウン電圧の温度傾斜分に対応する電流を電圧比較器30の
入力32からバイパスして電流を引き込む。引き込む電流
は、トランジスタ422 のコレクタに吸い込まれる。ベー
スには温度センサ421が接続されている。エミッタには
可変抵抗423 が接続され、他端は回路の最低電位端子42
4 に接続されている。
【００４６】この温度補償回路42A によってバイパスさ
れる電流は、可変抵抗423 によって可変され、トランジ
スタ422 のコレクタ側の抵抗（アッテネータ50A の抵抗
値RLと抵抗21との分圧抵抗）とバイパス電流との積によ
って生じる電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させるよ
うに動作する。
れる電流は、可変抵抗423 によって可変され、トランジ
スタ422 のコレクタ側の抵抗（アッテネータ50A の抵抗
値RLと抵抗21との分圧抵抗）とバイパス電流との積によ
って生じる電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させるよ
うに動作する。
【００４７】この温度センサ421 は、周囲温度を検出し
対応する電圧を出力しベースに与える。温度センサ421
は、その出力電圧に任意の温度係数を持つ素子であり、
トランジスタ422 のコレクタ側の抵抗（アッテネータ50
A の抵抗値RLと抵抗21との分圧抵抗）と、エミッタ側の
抵抗（可変抵抗423 と、エミッタとべースとの間の接合
部の温度変化に対する抵抗値の変化を表す微分抵抗と、
エミッタ抵抗との和）とが等しい場合、すなわち、トラ
ンジスタ422 とコレクタ抵抗とエミッタ抵抗とによって
構成される増幅回路系統の利得がゼロになる場合、温度
センサ421 が持つ出力電圧の温度係数はそのまま端子28
の温度係数として現れる。
対応する電圧を出力しベースに与える。温度センサ421
は、その出力電圧に任意の温度係数を持つ素子であり、
トランジスタ422 のコレクタ側の抵抗（アッテネータ50
A の抵抗値RLと抵抗21との分圧抵抗）と、エミッタ側の
抵抗（可変抵抗423 と、エミッタとべースとの間の接合
部の温度変化に対する抵抗値の変化を表す微分抵抗と、
エミッタ抵抗との和）とが等しい場合、すなわち、トラ
ンジスタ422 とコレクタ抵抗とエミッタ抵抗とによって
構成される増幅回路系統の利得がゼロになる場合、温度
センサ421 が持つ出力電圧の温度係数はそのまま端子28
の温度係数として現れる。
【００４８】また、トランジスタ422 とコレクタ抵抗と
エミッタ抵抗とによって構成される増幅回路系統が利得
を持つ場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数
は利得倍されて端子28の温度係数として現れる。さら
に、トランジスタ422 とコレクタ抵抗とエミッタ抵抗と
によって構成される増幅回路系統がマイナス利得を持つ
場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数はマイ
ナス利得倍されて端子28の温度係数として現れる。
エミッタ抵抗とによって構成される増幅回路系統が利得
を持つ場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数
は利得倍されて端子28の温度係数として現れる。さら
に、トランジスタ422 とコレクタ抵抗とエミッタ抵抗と
によって構成される増幅回路系統がマイナス利得を持つ
場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数はマイ
ナス利得倍されて端子28の温度係数として現れる。
【００４９】以上のように、APD 70の温度傾斜の設定を
温度センサ421 が検出した温度に対応する出力電圧によ
ってトランジスタを動作させバイパス電流を制御するよ
うに構成したので、非常に簡単な回路構成で実現するこ
とができる。したがって、小さい回路規模で実現するこ
とができる。なお、電圧可変回路20B を図４の電圧可変
回路20A に置き換えてもよい。
温度センサ421 が検出した温度に対応する出力電圧によ
ってトランジスタを動作させバイパス電流を制御するよ
うに構成したので、非常に簡単な回路構成で実現するこ
とができる。したがって、小さい回路規模で実現するこ
とができる。なお、電圧可変回路20B を図４の電圧可変
回路20A に置き換えてもよい。
【００５０】図９は、APD 用バイアス電圧制御回路100D
の実施例の回路構成であり、図７の出力電圧設定回路41
A および図８の温度補償回路42A を使用した回路構成を
示す図である（第７実施例）。この図において、高電圧
発生回路10から直流電圧が抵抗21に印加され、基準電圧
31a が電圧比較器30の入力31に与えられると、出力電圧
設定回路41A は、APD 70の最適増倍率を設定する電流を
電圧比較器30の入力32からバイパスして電流を引き込
む。電圧比較器30は、入力32に与えられているアッテネ
ータ50A の出力電圧50a と基準電圧30a とを比較し、両
方の入力31、32の電圧が等しくなるように端子28の出力
電圧を可変するように動作する。
の実施例の回路構成であり、図７の出力電圧設定回路41
A および図８の温度補償回路42A を使用した回路構成を
示す図である（第７実施例）。この図において、高電圧
発生回路10から直流電圧が抵抗21に印加され、基準電圧
31a が電圧比較器30の入力31に与えられると、出力電圧
設定回路41A は、APD 70の最適増倍率を設定する電流を
電圧比較器30の入力32からバイパスして電流を引き込
む。電圧比較器30は、入力32に与えられているアッテネ
ータ50A の出力電圧50a と基準電圧30a とを比較し、両
方の入力31、32の電圧が等しくなるように端子28の出力
電圧を可変するように動作する。
【００５１】電流バイパス用のトランジスタ24、抵抗2
5、26は、電圧比較器30から出力される電圧制御信号30a
によって電流バイパス量が制御される。トランジスタ2
4によってバイパスされる電流と抵抗21との積によって
生じる電圧降下によって端子29、28の出力電圧を安定化
させるように動作する。また、出力電圧設定回路41A
は、APD 70の最適増倍率で動作することを実現する設定
電圧分の電流を電圧比較器30の入力32点からバイパスす
るように動作するが、入力31と入力32との電圧は、電圧
比較器30が出力する電圧制御信号30a によって常に等し
い電圧になるように制御されているため、出力電圧設定
回路41A によってバイパスされる電流は、可変抵抗413
によって設定され、トランジスタ412 のコレクタ側の抵
抗（アッテネータ50A の抵抗値RLと抵抗21との分圧抵
抗）とバイパス電流との積によって生じる電圧降下分だ
け端子29、28の電圧を上昇させるように動作する。たと
えば、電流バイパス回路40A によってバイパスされる電
流がゼロの場合は、端子28の電圧は電圧比較器30に与え
られている基準電圧31a だけによって決定される。
5、26は、電圧比較器30から出力される電圧制御信号30a
によって電流バイパス量が制御される。トランジスタ2
4によってバイパスされる電流と抵抗21との積によって
生じる電圧降下によって端子29、28の出力電圧を安定化
させるように動作する。また、出力電圧設定回路41A
は、APD 70の最適増倍率で動作することを実現する設定
電圧分の電流を電圧比較器30の入力32点からバイパスす
るように動作するが、入力31と入力32との電圧は、電圧
比較器30が出力する電圧制御信号30a によって常に等し
い電圧になるように制御されているため、出力電圧設定
回路41A によってバイパスされる電流は、可変抵抗413
によって設定され、トランジスタ412 のコレクタ側の抵
抗（アッテネータ50A の抵抗値RLと抵抗21との分圧抵
抗）とバイパス電流との積によって生じる電圧降下分だ
け端子29、28の電圧を上昇させるように動作する。たと
えば、電流バイパス回路40A によってバイパスされる電
流がゼロの場合は、端子28の電圧は電圧比較器30に与え
られている基準電圧31a だけによって決定される。
【００５２】温度補償回路42A では、APD 70のブレーク
ダウン電圧の温度傾斜分の電流を電圧比較器30の入力32
点からバイパスするように動作するが、入力31と入力32
の電圧が常に等しくなるように制御されているため、温
度補償回路42A によってバイパスされる電流は、可変抵
抗423 によって可変され、トランジスタ422 のコレクタ
側の抵抗（アッテネータ50A の抵抗値RLと抵抗21の分圧
抵抗）とバイパス電流との積によって生じる電圧降下分
だけ端子28の電圧を上昇させるように動作する。
ダウン電圧の温度傾斜分の電流を電圧比較器30の入力32
点からバイパスするように動作するが、入力31と入力32
の電圧が常に等しくなるように制御されているため、温
度補償回路42A によってバイパスされる電流は、可変抵
抗423 によって可変され、トランジスタ422 のコレクタ
側の抵抗（アッテネータ50A の抵抗値RLと抵抗21の分圧
抵抗）とバイパス電流との積によって生じる電圧降下分
だけ端子28の電圧を上昇させるように動作する。
【００５３】ここで、温度センサ421 は、出力電圧に任
意の温度係数を持つ素子であるので、トランジスタ422
のコレクタ側の抵抗と、エミッタ側の抵抗（可変抵抗42
3 と微分抵抗とエミッタ抵抗との和）が等しい場合、す
なわち、トランジスタ422 とコレクタ側の抵抗とエミッ
タ側の抵抗とによって構成される増幅回路系統の利得が
ゼロの場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数
は、そのまま端子28の電圧に対する温度係数として現れ
る。
意の温度係数を持つ素子であるので、トランジスタ422
のコレクタ側の抵抗と、エミッタ側の抵抗（可変抵抗42
3 と微分抵抗とエミッタ抵抗との和）が等しい場合、す
なわち、トランジスタ422 とコレクタ側の抵抗とエミッ
タ側の抵抗とによって構成される増幅回路系統の利得が
ゼロの場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数
は、そのまま端子28の電圧に対する温度係数として現れ
る。
【００５４】一方、トランジスタ422 とコレクタ側の抵
抗とエミッタ側の抵抗とによって構成される増幅回路系
統が利得を持つ場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の
温度係数は、利得倍されて端子28の電圧の温度係数とし
て現れる。また、トランジスタ422 とコレクタ側の抵抗
とエミッタ側の抵抗とによって構成される増幅回路系統
がマイナス利得を持つ場合、温度センサ421 が持つ出力
電圧の温度係数はマイナス利得倍されて端子28の電圧に
対する温度係数として現れる。
抗とエミッタ側の抵抗とによって構成される増幅回路系
統が利得を持つ場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の
温度係数は、利得倍されて端子28の電圧の温度係数とし
て現れる。また、トランジスタ422 とコレクタ側の抵抗
とエミッタ側の抵抗とによって構成される増幅回路系統
がマイナス利得を持つ場合、温度センサ421 が持つ出力
電圧の温度係数はマイナス利得倍されて端子28の電圧に
対する温度係数として現れる。
【００５５】以上のような構成と動作によって、出力電
圧の設定とAPD 70の温度補償とを端子28からの電流をバ
イパスする方法にしているため、電圧比較器の入力の基
準電圧を操作する方法と比較して、電圧比較器において
発生するオフセットや加算回路において発生するオフセ
ットに起因して発生する調整誤差が発生しないようにす
ることが可能となる。すなわち、調整精度を向上させる
ことができ、小型で低消費電力の回路を実現することが
できる。なお、電圧可変回路20B を図４の電圧可変回路
20A に置き換えることもよい。
圧の設定とAPD 70の温度補償とを端子28からの電流をバ
イパスする方法にしているため、電圧比較器の入力の基
準電圧を操作する方法と比較して、電圧比較器において
発生するオフセットや加算回路において発生するオフセ
ットに起因して発生する調整誤差が発生しないようにす
ることが可能となる。すなわち、調整精度を向上させる
ことができ、小型で低消費電力の回路を実現することが
できる。なお、電圧可変回路20B を図４の電圧可変回路
20A に置き換えることもよい。
【００５６】図10は、APD 用バイアス電圧制御回路100D
の実施例の回路構成の調整を行うための工程を示す図で
ある。ステップS10 では、APD 70のブレークダウン電圧
の温度傾斜と、最適増倍率を測定する。ステップS20 で
は、温度補償回路42A に流れ込むバイパス電流をゼロに
する。ステップS30 では、可変抵抗413 によって端子28
の電圧を所定の電圧に設定する。ステップS40 では、温
度補償回路42A に流れ込むバイパス電流をオンにする。
ステップS50 では、可変抵抗423 により予め測定したAP
D 70のブレークダウン電圧の温度傾斜を端子28の電圧に
与える（温度傾斜の設定）。ステップS60 では、可変抵
抗413 により端子65の設定電圧をAPD 70の最適増倍率に
当たる電圧に設定する。
の実施例の回路構成の調整を行うための工程を示す図で
ある。ステップS10 では、APD 70のブレークダウン電圧
の温度傾斜と、最適増倍率を測定する。ステップS20 で
は、温度補償回路42A に流れ込むバイパス電流をゼロに
する。ステップS30 では、可変抵抗413 によって端子28
の電圧を所定の電圧に設定する。ステップS40 では、温
度補償回路42A に流れ込むバイパス電流をオンにする。
ステップS50 では、可変抵抗423 により予め測定したAP
D 70のブレークダウン電圧の温度傾斜を端子28の電圧に
与える（温度傾斜の設定）。ステップS60 では、可変抵
抗413 により端子65の設定電圧をAPD 70の最適増倍率に
当たる電圧に設定する。
【００５７】図11は、図10の調整工程を説明するための
回路調整系統図である。ステップS10 において、APD 70
のブレークダウン電圧の温度傾斜と最適増倍率とにする
が、温度傾斜は、いくつかの周囲温度におけるブレーク
ダウン電圧を測定して、これらの測定結果から温度変化
に対する温度傾斜に相当する電圧を求めることができ
る。また、最適増倍率の測定方法を図１を用いて説明す
る。測定対象のAPD 70に端子65から直流電圧を印加す
る。さらに、APD 70に光信号を印加する。APD 70に誘起
される電流を電流電圧変換増幅回路80で電圧変換すると
ともに増幅し、検出電圧信号80a を符号誤り率測定器
（図示せず）に入力する。
回路調整系統図である。ステップS10 において、APD 70
のブレークダウン電圧の温度傾斜と最適増倍率とにする
が、温度傾斜は、いくつかの周囲温度におけるブレーク
ダウン電圧を測定して、これらの測定結果から温度変化
に対する温度傾斜に相当する電圧を求めることができ
る。また、最適増倍率の測定方法を図１を用いて説明す
る。測定対象のAPD 70に端子65から直流電圧を印加す
る。さらに、APD 70に光信号を印加する。APD 70に誘起
される電流を電流電圧変換増幅回路80で電圧変換すると
ともに増幅し、検出電圧信号80a を符号誤り率測定器
（図示せず）に入力する。
【００５８】次に、APD 70にブレークダウン電圧から数
Ｖ低い電圧を印加する。次に、光信号のレベルを絞り、
第１の所定の符号誤り率になるように設定する。この状
態から印加電圧を少しづつ変化させ符号誤り率が最も良
くなるときの印加電圧とそのときの符号誤り率を測定
し、特性図の横軸をAPD 70の印加電圧とし縦軸を符号誤
り率としてプロットする。つぎに、さらに光信号のレベ
ルを絞り、前述と同じように第２の所定の符号誤り率に
なるように設定する。この状態から印加電圧を少しづつ
変化させ符号誤り率が最も良くなるときの印加電圧とそ
のときの符号誤り率を測定し、特性図にプロットする。
このような測定を繰り返して所定の符号誤り率が最も良
くなったときの印加電圧を最適増倍率に当たるバイアス
電圧として採用する。
Ｖ低い電圧を印加する。次に、光信号のレベルを絞り、
第１の所定の符号誤り率になるように設定する。この状
態から印加電圧を少しづつ変化させ符号誤り率が最も良
くなるときの印加電圧とそのときの符号誤り率を測定
し、特性図の横軸をAPD 70の印加電圧とし縦軸を符号誤
り率としてプロットする。つぎに、さらに光信号のレベ
ルを絞り、前述と同じように第２の所定の符号誤り率に
なるように設定する。この状態から印加電圧を少しづつ
変化させ符号誤り率が最も良くなるときの印加電圧とそ
のときの符号誤り率を測定し、特性図にプロットする。
このような測定を繰り返して所定の符号誤り率が最も良
くなったときの印加電圧を最適増倍率に当たるバイアス
電圧として採用する。
【００５９】図11を参照して、次に、ステップS20 にお
いては、出力電圧設定回路41A の単体での出力電圧を出
力するために温度補償回路42A に流れ込むバイパス電流
をゼロにする。このバイパス電流をゼロにする方法とし
ては、トランジスタ422 のベース電位をスイッチ425 に
よって回路の最低電位426 に短絡することが望ましい。
このときの端子28の設定電圧をHV1 とする。
いては、出力電圧設定回路41A の単体での出力電圧を出
力するために温度補償回路42A に流れ込むバイパス電流
をゼロにする。このバイパス電流をゼロにする方法とし
ては、トランジスタ422 のベース電位をスイッチ425 に
よって回路の最低電位426 に短絡することが望ましい。
このときの端子28の設定電圧をHV1 とする。
【００６０】出力電圧設定回路41A は、APD 70の最適増
倍率を実現する設定電圧分の電流を電圧比較器30の入力
32点からバイパスするように動作するが、入力31と入力
32の電圧は、電圧比較器30が出力する電圧制御信号30a
によって常に等しい電圧になるように制御されているた
め、出力電圧設定回路41A によってバイパスされる電流
は、可変抵抗413 によって設定され、トランジスタ412
のコレクタ側の抵抗（アッテネータ50A の抵抗値RLと抵
抗21との分圧抵抗）と、バイパス電流との積によって生
じる電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させるように動
作する。
倍率を実現する設定電圧分の電流を電圧比較器30の入力
32点からバイパスするように動作するが、入力31と入力
32の電圧は、電圧比較器30が出力する電圧制御信号30a
によって常に等しい電圧になるように制御されているた
め、出力電圧設定回路41A によってバイパスされる電流
は、可変抵抗413 によって設定され、トランジスタ412
のコレクタ側の抵抗（アッテネータ50A の抵抗値RLと抵
抗21との分圧抵抗）と、バイパス電流との積によって生
じる電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させるように動
作する。
【００６１】ステップS40 においては、温度補償回路42
A に流れ込むバイパス電流をオンにする。回路の最低電
位端子424 に短絡したトランジスタ422 のベース電位を
解放する。ステップS50 においては、可変抵抗423 によ
って予め測定したAPD 70のブレークダウン電圧の温度傾
斜を端子28に与えるための設定を行う（温度傾斜の設
定）。温度補償回路42A は、APD 70のブレークダウン電
圧の温度傾斜分の電流を電圧比較器30が出力する電圧制
御信号30a によって常に等しい電圧になるように制御さ
れているため、温度補償回路42A によってバイパスされ
る電流は、可変抵抗423 によって可変され、トランジス
タ422 のコレクタ側の抵抗とバイパス電流との積によっ
て発生する電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させるよ
うに動作する。
A に流れ込むバイパス電流をオンにする。回路の最低電
位端子424 に短絡したトランジスタ422 のベース電位を
解放する。ステップS50 においては、可変抵抗423 によ
って予め測定したAPD 70のブレークダウン電圧の温度傾
斜を端子28に与えるための設定を行う（温度傾斜の設
定）。温度補償回路42A は、APD 70のブレークダウン電
圧の温度傾斜分の電流を電圧比較器30が出力する電圧制
御信号30a によって常に等しい電圧になるように制御さ
れているため、温度補償回路42A によってバイパスされ
る電流は、可変抵抗423 によって可変され、トランジス
タ422 のコレクタ側の抵抗とバイパス電流との積によっ
て発生する電圧降下分だけ端子28の電圧を上昇させるよ
うに動作する。
【００６２】ここで、温度センサ421 は、出力電圧に任
意の温度係数を持つ素子であるので、トランジスタ422
のコレクタ側の抵抗とエミッタ側の抵抗とが等しい場
合、すなわち、トランジスタ422 とコレクタ抵抗と可変
抵抗423 とによって構成される増幅系統の利得がゼロの
場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数はその
まま端子28の電圧に対する温度係数として現れる。一
方、トランジスタ422 とコレクタ抵抗と可変抵抗423 と
によって構成される増幅系統が利得を持つ場合、温度セ
ンサ421 が持つ出力電圧の温度係数は利得倍されて端子
28の電圧に対する温度係数として現れる。
意の温度係数を持つ素子であるので、トランジスタ422
のコレクタ側の抵抗とエミッタ側の抵抗とが等しい場
合、すなわち、トランジスタ422 とコレクタ抵抗と可変
抵抗423 とによって構成される増幅系統の利得がゼロの
場合、温度センサ421 が持つ出力電圧の温度係数はその
まま端子28の電圧に対する温度係数として現れる。一
方、トランジスタ422 とコレクタ抵抗と可変抵抗423 と
によって構成される増幅系統が利得を持つ場合、温度セ
ンサ421 が持つ出力電圧の温度係数は利得倍されて端子
28の電圧に対する温度係数として現れる。
【００６３】ここでさらに詳細に説明する。温度センサ
421 の出力電圧をVTO とし、出力電圧の温度傾斜をＡ
（mV/ ℃）とした場合、トランジスタ422 とコレクタ抵
抗と可変抵抗423 とによって構成される増幅回路系統が
ゼロ利得のときは、端子28に現れる電圧はHV1+VTO 、温
度係数はＡ（mV/ ℃）である。２倍の利得の場合は、端
子28に現れる電圧はHV1+2xVTO 、温度係数は 2xA（mV/
℃）である。同様に1/2利得のときは、端子28に現れる
電圧はHV1+VTO/2 、温度係数は A/2（mV/ ℃）である。
421 の出力電圧をVTO とし、出力電圧の温度傾斜をＡ
（mV/ ℃）とした場合、トランジスタ422 とコレクタ抵
抗と可変抵抗423 とによって構成される増幅回路系統が
ゼロ利得のときは、端子28に現れる電圧はHV1+VTO 、温
度係数はＡ（mV/ ℃）である。２倍の利得の場合は、端
子28に現れる電圧はHV1+2xVTO 、温度係数は 2xA（mV/
℃）である。同様に1/2利得のときは、端子28に現れる
電圧はHV1+VTO/2 、温度係数は A/2（mV/ ℃）である。
【００６４】APD 70のブレークダウン電圧の温度傾斜Ｂ
（mV/ ℃）は、予め測定されているので、端子28に現れ
る電圧値を、他端が回路の最低電位端子428 に接続され
ている電圧計427 で測定し、HV1+(B/A)xVTO となるよう
に、可変抵抗423 を設定することによって端子28の電圧
の特性に温度傾斜を持たせることができる。次に、ステ
ップS60 において、可変抵抗413 によって端子65の設定
電圧を予め測定したAPD 70の最適増倍率に当たる電圧に
設定することで調整を完了することができる。
（mV/ ℃）は、予め測定されているので、端子28に現れ
る電圧値を、他端が回路の最低電位端子428 に接続され
ている電圧計427 で測定し、HV1+(B/A)xVTO となるよう
に、可変抵抗423 を設定することによって端子28の電圧
の特性に温度傾斜を持たせることができる。次に、ステ
ップS60 において、可変抵抗413 によって端子65の設定
電圧を予め測定したAPD 70の最適増倍率に当たる電圧に
設定することで調整を完了することができる。
【００６５】以上のような回路調整方法を行うことで、
最適増倍率に設定することと、温度補償のための設定と
を調整誤差が生じないように、非常に精度良く調整する
ことができる。なお、出力電圧設定回路41A において
は、可変抵抗413 を可変することでバイパス電流を制御
し端子28の電圧を設定したが、可変抵抗を固定抵抗とし
トランジスタ412 のベースに与える電圧を可変して設定
することでもよい。また、電圧比較器30は簡略化して図
示しているが、実際には制御ループ内に帯域制限要素を
配置するとよい。
最適増倍率に設定することと、温度補償のための設定と
を調整誤差が生じないように、非常に精度良く調整する
ことができる。なお、出力電圧設定回路41A において
は、可変抵抗413 を可変することでバイパス電流を制御
し端子28の電圧を設定したが、可変抵抗を固定抵抗とし
トランジスタ412 のベースに与える電圧を可変して設定
することでもよい。また、電圧比較器30は簡略化して図
示しているが、実際には制御ループ内に帯域制限要素を
配置するとよい。
【００６６】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、入力端子に
与えられる入力直流電圧を電圧制御信号に応じた電圧に
可変制御し出力する電圧可変手段を含み、この出力電圧
をAPDに印加するバイアス電圧として制御し出力端子か
ら出力する回路において、出力端子から第１の抵抗を介
して電流を引き込む制御を行い、出力端子の電圧を所定
の電圧に設定し、APD の逆方向の降伏電圧の温度傾斜に
当たる電流を引き込み、所定の基準電圧と出力端子から
抵抗を介して与えられる電圧とが等しくなるように電圧
制御信号を生成し電圧可変手段に対して与えるように構
成することで、APD に対して常に最適増倍率に対応する
バイアス電圧になるように精度良く設定することができ
電源電圧変動の影響を受けることなく、ブレークダウン
電圧の温度傾斜も設定しているので温度補償も同時に行
うことができる。
与えられる入力直流電圧を電圧制御信号に応じた電圧に
可変制御し出力する電圧可変手段を含み、この出力電圧
をAPDに印加するバイアス電圧として制御し出力端子か
ら出力する回路において、出力端子から第１の抵抗を介
して電流を引き込む制御を行い、出力端子の電圧を所定
の電圧に設定し、APD の逆方向の降伏電圧の温度傾斜に
当たる電流を引き込み、所定の基準電圧と出力端子から
抵抗を介して与えられる電圧とが等しくなるように電圧
制御信号を生成し電圧可変手段に対して与えるように構
成することで、APD に対して常に最適増倍率に対応する
バイアス電圧になるように精度良く設定することができ
電源電圧変動の影響を受けることなく、ブレークダウン
電圧の温度傾斜も設定しているので温度補償も同時に行
うことができる。
【図１】本発明のアバランシェフォトダイオード(APD)
用バイアス電圧制御回路の実施例（第１実施例）の概略
の回路構成図である。
用バイアス電圧制御回路の実施例（第１実施例）の概略
の回路構成図である。
【図２】一般的なAPD のバイアス電圧に対する増倍率の
特性と、温度の変動に対する増倍率の変化を表す特性図
である。
特性と、温度の変動に対する増倍率の変化を表す特性図
である。
【図３】一般的なAPD の温度変化に対するブレークダウ
ン電圧の変化を表す図である。
ン電圧の変化を表す図である。
【図４】APD 用バイアス電圧制御回路の実施例の回路構
成であり、電圧可変回路を具体的にはデジタル可変抵抗
器を使用して電圧可変する回路構成（第２実施例）を示
す図である。
成であり、電圧可変回路を具体的にはデジタル可変抵抗
器を使用して電圧可変する回路構成（第２実施例）を示
す図である。
【図５】APD 用バイアス電圧制御回路の実施例の回路構
成であり、電圧可変回路をトランジスタを使用して電流
制御を行い出力電圧を可変する回路構成（第３実施例）
を示す図である。
成であり、電圧可変回路をトランジスタを使用して電流
制御を行い出力電圧を可変する回路構成（第３実施例）
を示す図である。
【図６】APD 用バイアス電圧制御回路の実施例の回路構
成であり、電流バイパス回路を使用して出力電圧の設定
および温度補償の設定を行う回路構成（第４実施例）を
示す図である。
成であり、電流バイパス回路を使用して出力電圧の設定
および温度補償の設定を行う回路構成（第４実施例）を
示す図である。
【図７】図６のAPD 用バイアス電圧制御回路の実施例の
回路構成における出力電圧設定回路の具体的な回路構成
（第５実施例）を示す図である。
回路構成における出力電圧設定回路の具体的な回路構成
（第５実施例）を示す図である。
【図８】図６のAPD 用バイアス電圧制御回路の実施例の
回路構成における温度補償回路の具体的な回路構成（第
６実施例）を示す図である。
回路構成における温度補償回路の具体的な回路構成（第
６実施例）を示す図である。
【図９】APD 用バイアス電圧制御回路の実施例の回路構
成であり、図７の出力電圧設定回路41A および図８の温
度補償回路を使用した回路構成（第７実施例）を示す図
である。
成であり、図７の出力電圧設定回路41A および図８の温
度補償回路を使用した回路構成（第７実施例）を示す図
である。
【図１０】APD 用バイアス電圧制御回路の実施例の回路
構成の調整を行うための調整工程を示す図である。
構成の調整を行うための調整工程を示す図である。
【図１１】図10の調整工程を説明するための回路調整系
統図である。
統図である。
10 高電圧発生回路 20 電圧可変回路 30 電圧比較器 40 基準電圧発生回路 41 出力電圧設定回路 42 温度補償回路 70 アバランシェフォトダイオード(APD) 80 電流電圧変換増幅回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０３Ｆ 1/30 3/08 Ｈ０３Ｇ 3/30
Claims (15)
- 【請求項１】 入力直流電圧を電圧制御信号によって電
圧を制御し出力する電圧可変手段を含み、該出力電圧を
アバランシェフォトダイオードに印加するバイアス電圧
として制御し出力端子から出力するアバランシェフォト
ダイオード用バイアス電圧制御回路において、該回路
は、 前記アバランシェフォトダイオードの逆方向の降伏電圧
の温度傾斜に当たる電圧を出力する温度傾斜電圧出力手
段と、 前記出力端子の電圧を所定の電圧に設定するための設定
電圧を出力する設定電圧出力手段と、 前記温度傾斜に当たる電圧と前記設定電圧とから基準電
圧を設定し、該基準電圧と前記出力端子から抵抗を介し
て与えられる電圧とが等しくなるように前記電圧制御信
号を生成し、前記電圧可変手段に対して与える比較制御
手段とを含み、 前記電圧可変手段は、デジタル電圧制御信号によってデ
ジタル的に抵抗値を可変し設定することができるデジタ
ル可変抵抗手段を含み、前記電圧制御信号を前記デジタ
ル電圧制御信号に変換し、該デジタル電圧制御信号によ
って、前記デジタル可変抵抗手段の抵抗値を設定し、前
記入力直流電圧を制御することを特徴とするアバランシ
ェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路。 - 【請求項２】 入力端子に与えられる入力直流電圧を電
圧制御信号に応じた電圧に可変制御し出力する電圧可変
手段を含み、該出力電圧をアバランシェフォトダイオー
ドに印加するバイアス電圧として制御し出力端子から出
力するアバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制
御回路において、該回路は、 前記アバランシェフォトダイオードの逆方向の降伏電圧
の温度傾斜に当たる電圧を出力する温度傾斜電圧出力手
段と、 前記出力端子の電圧を所定の電圧に設定するための設定
電圧を出力する設定電圧出力手段と、 前記温度傾斜に当たる電圧と前記設定電圧とから基準電
圧を設定し、該基準電圧と前記出力端子から減衰抵抗を
介して与えられる電圧とが等しくなるように前記電圧制
御信号を生成し、前記電圧可変手段に対して与える比較
制御手段とを含み、 前記電圧可変手段は、前記入力端子に直列に接続された
第１の抵抗と、該第１の抵抗と直列に接続された第２の
抵抗と、該第２の抵抗に接続され前記電圧制御信号によ
って電流の制御を行うためのトランジスタとを含む電流
制御部を含み、前記電圧制御信号によって、前記トラン
ジスタが前記第１の抵抗および第２の抵抗に流れる電流
を制御し、前記第１の抵抗と第２の抵抗との間の接続点
から前記出力端子への電圧を取り出すことを特徴とする
アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回
路。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の回路におい
て、前記比較制御手段は、電圧比較器によって前記基準
電圧と前記出力端子に設定されている電圧とを比較し制
御をすることを特徴とするアバランシェフォトダイオー
ド用バイアス電圧制御回路。 - 【請求項４】 入力端子に与えられる入力直流電圧を電
圧制御信号に応じた電圧に可変制御し出力する電圧可変
手段を含み、該出力電圧をアバランシェフォトダイオー
ドに印加するバイアス電圧として制御し出力端子から出
力するアバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制
御回路において、該回路は、 前記出力端子から第１の抵抗を介して電流を引き込む制
御を行い、前記出力端子の電圧を所定の電圧に設定する
出力電圧設定手段と、 前記出力端子から前記第１の抵抗を介して電流を引き込
む制御を行い、前記アバランシェフォトダイオードの逆
方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる電流を引き込む温度
傾斜電流引き込み手段と、 所定の基準電圧を設定し、該基準電圧と前記出力端子か
ら前記第１の抵抗を介して与えられる電圧とが等しくな
るように前記電圧制御信号を生成し、前記電圧可変手段
に対して与える比較制御手段とを含むことを特徴とする
アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回
路。 - 【請求項５】 請求項４に記載の回路において、前記出
力電圧設定手段は、 前記第１の抵抗に接続され引き込み電流の制御を行うた
めの第１のトランジスタと、 該第１のトランジスタに接続され引き込み電流の調整を
行う第１の可変抵抗とを含み、 所定の電圧を前記第１のトランジスタに与えて動作さ
せ、前記第１の可変抵抗の抵抗値を調整して引き込み電
流を制御し、前記出力端子の電圧を所定の値に設定する
ことを特徴とするアバランシェフォトダイオード用バイ
アス電圧制御回路。 - 【請求項６】 請求項４または５に記載の回路におい
て、前記温度傾斜電流引き込み手段は、 周囲温度を検出し検出信号を出力する温度センサと、 前記第１の抵抗に接続され、引き込み電流の制御を行う
ための第２のトランジスタと、 該第２のトランジスタに接続され、引き込み電流の調整
を行う第２の可変抵抗とを含み、 前記検出信号を前記第２のトランジスタに与えて動作さ
せ、前記第２の可変抵抗の抵抗値を調整して引き込み電
流を制御することを特徴とするアバランシェフォトダイ
オード用バイアス電圧制御回路。 - 【請求項７】 請求項４、５または６に記載の回路にお
いて、 前記電圧可変手段は、前記入力端子に直列に接続された
第２の抵抗と、該第２の抵抗と直列に接続された第３の
抵抗と、該第３の抵抗に接続され、前記電圧制御信号に
よって電流の制御を行うための第３のトランジスタとを
含む電流制御部を含み、 前記電圧制御信号によって、前記第３のトランジスタが
前記第２の抵抗および第３の抵抗に流れる電流を制御
し、前記第２の抵抗と第３の抵抗との間の接続点から前
記出力端子への電圧を取り出すことを特徴とするアバラ
ンシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路。 - 【請求項８】 請求項４、５または６に記載の回路にお
いて、前記電圧可変手段は、デジタル電圧制御信号によ
ってデジタル的に抵抗値を可変し設定することができる
デジタル可変抵抗手段を含み、前記電圧制御信号を前記
デジタル電圧制御信号に変換し、該デジタル電圧制御信
号によって、前記デジタル可変抵抗手段の抵抗値を設定
し、前記入力直流電圧を制御することを特徴とするアバ
ランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路。 - 【請求項９】 請求項４ないし８のいずれかに記載の回
路において、前記比較制御手段は、電圧比較器によって
前記基準電圧と前記出力端子から前記第１の抵抗を介し
て与えられる電圧とを比較し制御をすることを特徴とす
るアバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回
路。 - 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
回路において、該回路は、前記出力端子に接続されたロ
ウパスフィルタ手段を含み、該ロウパスフィルタ手段
は、前記出力端子に出力されている電圧に含まれる低域
周波数成分を通過させ高域周波数成分を除去した電圧を
出力し、該ロウパスフィルタ手段の出力電圧を前記アバ
ランシェフォトダイオード用のバイアス電圧とすること
を特徴とするアバランシェフォトダイオード用バイアス
電圧制御回路。 - 【請求項１１】 入力端子に与えられる入力直流電圧を
電圧制御信号に応じた電圧に可変制御し出力する電圧可
変手段を含み、該出力電圧をアバランシェフォトダイオ
ードに印加するバイアス電圧として制御し出力端子から
出力するアバランシェフォトダイオード用バイアス電圧
制御回路であって、 前記出力端子から第１の抵抗を介して電流を引き込む制
御を行い、前記出力端子の電圧を所定の電圧に設定する
出力電圧設定手段と、 前記出力端子から前記第１の抵抗を介して電流を引き込
む制御を行い、前記アバランシェフォトダイオードの逆
方向の降伏電圧の温度傾斜に当たる電流を引き込む温度
傾斜電流引き込み手段と、 所定の基準電圧を設定し、該基準電圧と前記出力端子か
ら前記第１の抵抗を介して与えられる電圧とが等しくな
るように前記電圧制御信号を生成し、前記電圧可変手段
に対して与える比較制御手段とを含むアバランシェフォ
トダイオード用バイアス電圧制御回路において、温度補
償の調整と最適増倍率への調整とを行う調整方法におい
て、該方法は、 使用するアバランシェフォトダイオードの逆方向の降伏
電圧の温度傾斜と最適増倍率とを測定する特性測定工程
と、 前記出力端子に使用するアバランシェフォトダイオード
を接続し、前記入力端子に所定の直流電圧を印加する電
圧印加工程と、 前記温度傾斜電流引き込み手段への電流の引き込みを停
止させ、この状態で前記出力電圧設定手段によって前記
出力端子の電圧を所定の値に設定する出力電圧設定工程
と、 前記温度傾斜電流引き込み手段への電流の引き込みを行
い、前記温度傾斜に当たる電流の引き込みを行う温度傾
斜設定工程と、 前記出力電圧設定手段によって、前記出力端子の電圧を
前記最適増倍率に対応する電圧に調整する電圧調整工程
とを含むことを特徴とするアバランシェフォトダイオー
ド用バイアス電圧制御回路の調整方法。 - 【請求項１２】 請求項11に記載の方法において、 前記出力電圧設定手段は、前記第１の抵抗に接続され引
き込み電流の制御を行うための第１のトランジスタと、
該第１のトランジスタに接続され引き込み電流の調整を
行う第１の可変抵抗とを含み、所定の電圧を前記第１の
トランジスタに与えて動作させ、 前記出力電圧設定工程では、前記第１の可変抵抗の抵抗
値を調整して引き込み電流を制御し、前記出力端子の電
圧を所定の値に設定することを特徴とするアバランシェ
フォトダイオード用バイアス電圧制御回路の調整方法。 - 【請求項１３】 請求項11または12に記載の方法におい
て、 前記温度傾斜電流引き込み手段は、周囲温度を検出し検
出信号を出力する温度センサと、前記第１の抵抗に接続
され、引き込み電流の制御を行うための第２のトランジ
スタと、該第２のトランジスタに接続され、引き込み電
流の調整を行う第２の可変抵抗とを含み、前記検出信号
を前記第２のトランジスタに与えて動作させ、 前記温度傾斜設定工程では、前記第２の可変抵抗の抵抗
値を調整して引き込み電流を制御することを特徴とする
アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路
の調整方法。 - 【請求項１４】 請求項11、12または13に記載の方法に
おいて、 前記電圧可変手段は、前記入力端子に直列に接続された
第２の抵抗と、該第２の抵抗と直列に接続された第３の
抵抗と、該第３の抵抗に接続され、前記電圧制御信号に
よって電流の制御を行うための第３のトランジスタとを
含む電流制御部を含み、 前記電圧制御信号によって、前記第３のトランジスタが
前記第２の抵抗および第３の抵抗に流れる電流を制御
し、前記第２の抵抗と第３の抵抗との間の接続点から前
記出力端子への電圧を取り出すことを特徴とするアバラ
ンシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路の調整
方法。 - 【請求項１５】 請求項11、12または13に記載の方法に
おいて、前記電圧可変手段は、デジタル電圧制御信号に
よってデジタル的に抵抗値を可変し設定することができ
るデジタル可変抵抗手段を含み、前記電圧制御信号を前
記デジタル電圧制御信号に変換し、該デジタル電圧制御
信号によって、前記デジタル可変抵抗手段の抵抗値を設
定し、前記入力直流電圧を制御することを特徴とするア
バランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路の
調整方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01472898A JP3839574B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路およびその調整方法 |
| US09/188,213 US6157022A (en) | 1998-01-12 | 1998-11-09 | Bias voltage control circuitry for avalanche photodiode taking account of temperature slope of breakdown voltage of the diode, and method of adjusting the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01472898A JP3839574B2 (ja) | 1998-01-12 | 1998-01-12 | アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路およびその調整方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2006159835A Division JP2006303524A (ja) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | アバランシェフォトダイオード用バイアス電圧制御回路およびその調整方法 |
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|---|---|
| JPH11205249A true JPH11205249A (ja) | 1999-07-30 |
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