JPH11284445A - 光電流モニタ回路及び光受信器 - Google Patents
光電流モニタ回路及び光受信器Info
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- JPH11284445A JPH11284445A JP11020684A JP2068499A JPH11284445A JP H11284445 A JPH11284445 A JP H11284445A JP 11020684 A JP11020684 A JP 11020684A JP 2068499 A JP2068499 A JP 2068499A JP H11284445 A JPH11284445 A JP H11284445A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトダイオードに流れる光電流を正確にモ
ニタ可能な光電流モニタ回路及びこれを備えた光受信器
を提供する。 【解決手段】 この光電流モニタ回路によれば、第１及
び第２カレントミラー回路２Ｆ，２Ｒを介して、光電流
モニタ用端子ＩＭＴからフォトダイオード１に流れる光
電流に比例した電流を検出することができるため、検出
用の回路がフォトダイオードの光電流自体に影響を与え
ることなく、正確な光電流をモニタすることができる。
ニタ可能な光電流モニタ回路及びこれを備えた光受信器
を提供する。 【解決手段】 この光電流モニタ回路によれば、第１及
び第２カレントミラー回路２Ｆ，２Ｒを介して、光電流
モニタ用端子ＩＭＴからフォトダイオード１に流れる光
電流に比例した電流を検出することができるため、検出
用の回路がフォトダイオードの光電流自体に影響を与え
ることなく、正確な光電流をモニタすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号を受信する
ためのフォトダイオードに流れる光電流を検出する光電
流モニタ回路、及びその光電流モニタ回路を備えた光受
信器に関する。
ためのフォトダイオードに流れる光電流を検出する光電
流モニタ回路、及びその光電流モニタ回路を備えた光受
信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光受信器は光ファイバによる通信等に用
いられている。このような光受信器は光信号を受信する
ためのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を備え
ている。ＡＰＤには、通常８０ボルト以上のバイアス電
圧が印加される。
いられている。このような光受信器は光信号を受信する
ためのアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を備え
ている。ＡＰＤには、通常８０ボルト以上のバイアス電
圧が印加される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】検出用の回路はＡＰＤ
の光電流自体に影響を与えるので、光電流を正確に検出
することができない。本発明は、フォトダイオードに流
れる光電流を正確にモニタ可能な光電流モニタ回路及び
これを備えた光受信器を提供することを目的とする。
の光電流自体に影響を与えるので、光電流を正確に検出
することができない。本発明は、フォトダイオードに流
れる光電流を正確にモニタ可能な光電流モニタ回路及び
これを備えた光受信器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の光電流モニタ回
路は、光信号を受光するフォトダイオードと、双方を流
れる電流が比例関係にある２つの並列ラインを有し一方
のこのラインにフォトダイオードの一端が接続された第
１カレントミラー回路と、第１カレントミラー回路の他
方のラインに、その並列ラインの一方が接続された第２
カレントミラー回路と、第２カレントミラーの並列ライ
ンの他方に接続された光電流モニタ用端子とを備えるこ
とを特徴とする。
路は、光信号を受光するフォトダイオードと、双方を流
れる電流が比例関係にある２つの並列ラインを有し一方
のこのラインにフォトダイオードの一端が接続された第
１カレントミラー回路と、第１カレントミラー回路の他
方のラインに、その並列ラインの一方が接続された第２
カレントミラー回路と、第２カレントミラーの並列ライ
ンの他方に接続された光電流モニタ用端子とを備えるこ
とを特徴とする。
【０００５】この光電流モニタ回路によれば、第１及び
第２カレントミラー回路を介して、フォトダイオードに
流れる光電流に比例した電流を光電流モニタ用端子から
検出することができるため、検出用の回路がフォトダイ
オードの光電流自体に影響を与えることなく、正確な光
電流をモニタすることができる。
第２カレントミラー回路を介して、フォトダイオードに
流れる光電流に比例した電流を光電流モニタ用端子から
検出することができるため、検出用の回路がフォトダイ
オードの光電流自体に影響を与えることなく、正確な光
電流をモニタすることができる。
【０００６】第１及び第２カレントミラー回路は、互い
に極性が反対のバイポーラトランジスタから構成されて
いることが好ましい。すなわち、この構成によれば、極
性が逆のバイポーラトランジスタを直列に接続した場
合、電流の流れる方向を一致させることができるため、
回路構成が簡単となる。
に極性が反対のバイポーラトランジスタから構成されて
いることが好ましい。すなわち、この構成によれば、極
性が逆のバイポーラトランジスタを直列に接続した場
合、電流の流れる方向を一致させることができるため、
回路構成が簡単となる。
【０００７】前記フォトダイオードはアバランシェフォ
トダイオードであり、第１カレントミラー回路を構成す
る一方のバイポーラトランジスタのコレクタはフォトダ
イオードに、エミッタは正の温度係数のバイアス電位を
該エミッタに与える増倍率制御回路に接続されているこ
とが好ましい。
トダイオードであり、第１カレントミラー回路を構成す
る一方のバイポーラトランジスタのコレクタはフォトダ
イオードに、エミッタは正の温度係数のバイアス電位を
該エミッタに与える増倍率制御回路に接続されているこ
とが好ましい。
【０００８】アバランシェフォトダイオードの増倍率
は、温度依存性及びバイアス電圧依存性を有する。ここ
で、アバランシェフォトダイオードにおいては、バイア
ス電圧に正の温度係数の電位を与えると、その増倍率の
温度依存性を補償することができる。第１カレントミラ
ー回路のトランジスタのコレクタ電位は、ベースとコレ
クタが短絡されているので、エミッタ電位から一意的に
決定される。したがって、エミッタに増倍率制御回路を
接続し、これに正の温度係数の電位を与えると、その増
倍率の温度依存性を補償することができる。
は、温度依存性及びバイアス電圧依存性を有する。ここ
で、アバランシェフォトダイオードにおいては、バイア
ス電圧に正の温度係数の電位を与えると、その増倍率の
温度依存性を補償することができる。第１カレントミラ
ー回路のトランジスタのコレクタ電位は、ベースとコレ
クタが短絡されているので、エミッタ電位から一意的に
決定される。したがって、エミッタに増倍率制御回路を
接続し、これに正の温度係数の電位を与えると、その増
倍率の温度依存性を補償することができる。
【０００９】増倍率制御回路は、正の温度係数を有する
ツエナダイオードと、ベース−エミッタ間電圧が負の温
度係数を有するトランジスタとを並列接続した温度補償
回路を備えることが好ましい。
ツエナダイオードと、ベース−エミッタ間電圧が負の温
度係数を有するトランジスタとを並列接続した温度補償
回路を備えることが好ましい。
【００１０】すなわち、温度係数が互いに逆極性のツエ
ナダイオードとトランジスタとを並列に接続すると、そ
の出力電位の温度係数は各素子の寄与率に応じて調整す
ることができる。
ナダイオードとトランジスタとを並列に接続すると、そ
の出力電位の温度係数は各素子の寄与率に応じて調整す
ることができる。
【００１１】また、本発明の光受信器は、フォトダイオ
ードの他端に接続されたトランスインピーダンスアンプ
を更に備える。フォトダイオードからの光電流は、一方
では上記の如く間接的にモニタされるが、直接の光電流
はトランスインピーダンスアンプを介して電圧変換され
る。
ードの他端に接続されたトランスインピーダンスアンプ
を更に備える。フォトダイオードからの光電流は、一方
では上記の如く間接的にモニタされるが、直接の光電流
はトランスインピーダンスアンプを介して電圧変換され
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る光電流モ
ニタ回路を備えた光受信器について、光モジュールを例
に説明する。なお、同一要素又は同一機能を有する要素
には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略す
る。
ニタ回路を備えた光受信器について、光モジュールを例
に説明する。なお、同一要素又は同一機能を有する要素
には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略す
る。
【００１３】図１は、実施の形態に係る光モジュール１
０の縦断面図である。樹脂材料１０ａ内には、スリーブ
ＳＶが埋設されており、スリーブＳＶ内にはフェルール
１０ｄに包まれた光ファイバＯＦが配置されている。光
ファイバＯＦのスリーブＳＶ内の端面は、アバランシェ
フォトダイオード（ＡＰＤ）１に対向している。ＡＰＤ
１は、スリーブＳＶの開口の一端を封止する蓋部材ＳＭ
の内側に固定され、スリーブＳＶ内に固定された球レン
ズＬＳを介して光ファイバＯＦから入力される信号光を
受光する。
０の縦断面図である。樹脂材料１０ａ内には、スリーブ
ＳＶが埋設されており、スリーブＳＶ内にはフェルール
１０ｄに包まれた光ファイバＯＦが配置されている。光
ファイバＯＦのスリーブＳＶ内の端面は、アバランシェ
フォトダイオード（ＡＰＤ）１に対向している。ＡＰＤ
１は、スリーブＳＶの開口の一端を封止する蓋部材ＳＭ
の内側に固定され、スリーブＳＶ内に固定された球レン
ズＬＳを介して光ファイバＯＦから入力される信号光を
受光する。
【００１４】本例においては、増倍率制御回路４０、カ
レントミラー回路２、トランスインピーダンスアンプ
３、及びデータ識別・再生／クロック抽出回路４が、配
線基板５上に設けられており、樹脂材料１０ａ内にモー
ルドされている。
レントミラー回路２、トランスインピーダンスアンプ
３、及びデータ識別・再生／クロック抽出回路４が、配
線基板５上に設けられており、樹脂材料１０ａ内にモー
ルドされている。
【００１５】詳説すれば、ＡＰＤ１の一端は増倍率制御
回路４０に電気的に接続され、他端はトランスインピー
ダンスアンプ３に電気的に接続されている。ＡＰＤ１へ
のバイアス電圧は増倍率制御回路４０によって調整され
た後、ＡＰＤ１に印加される。この状態でＡＰＤ１に光
ファイバＯＦからの光信号が入力されると、光信号の光
量に応じて流れる電流量が変化する。この電流はトラン
スインピーダンスアンプ３に入力されることによって、
電流／電圧変換され、光信号に応じた電圧信号として出
力される。
回路４０に電気的に接続され、他端はトランスインピー
ダンスアンプ３に電気的に接続されている。ＡＰＤ１へ
のバイアス電圧は増倍率制御回路４０によって調整され
た後、ＡＰＤ１に印加される。この状態でＡＰＤ１に光
ファイバＯＦからの光信号が入力されると、光信号の光
量に応じて流れる電流量が変化する。この電流はトラン
スインピーダンスアンプ３に入力されることによって、
電流／電圧変換され、光信号に応じた電圧信号として出
力される。
【００１６】トランスインピーダンスアンプ３は、デー
タ識別・再生／クロック抽出回路４に接続されている。
データ識別・再生／クロック抽出回路４は、トランスイ
ンピーダンスアンプ３の出力電圧に含まれるデータを識
別し、これを再生し、また、そのクロックを抽出する回
路である。なお、データ識別・再生／クロック抽出回路
４ は、図示しないメインアンプ回路を含んでいるもの
とする。以下、上記光モジュールの回路構成について詳
説する。
タ識別・再生／クロック抽出回路４に接続されている。
データ識別・再生／クロック抽出回路４は、トランスイ
ンピーダンスアンプ３の出力電圧に含まれるデータを識
別し、これを再生し、また、そのクロックを抽出する回
路である。なお、データ識別・再生／クロック抽出回路
４ は、図示しないメインアンプ回路を含んでいるもの
とする。以下、上記光モジュールの回路構成について詳
説する。
【００１７】図２は、上記光モジュールの回路図であ
る。カレントミラー回路２は、前段側カレントミラー回
路２Ｆと後段側カレントミラー回路２Ｒを縦続して構成
される。カレントミラー回路は、そのトランジスタをそ
れぞれ含む並列ラインの双方を流れる電流比が一定とな
るように動作する回路である。なお、電流比はオームの
法則に従い、それぞれのラインの抵抗値に反比例する。
詳説すれば、カレントミラー回路は、ベース−エミッタ
間の電圧が等しくなるように並列接続された回路であ
る。トランジスタを流れる電流はこの電圧に依存するた
め、双方のトランジスタを流れる電流は必然的に等しく
なる。また、それぞれのトランジスタは、動作環境が等
しくなるように近接して配置される。
る。カレントミラー回路２は、前段側カレントミラー回
路２Ｆと後段側カレントミラー回路２Ｒを縦続して構成
される。カレントミラー回路は、そのトランジスタをそ
れぞれ含む並列ラインの双方を流れる電流比が一定とな
るように動作する回路である。なお、電流比はオームの
法則に従い、それぞれのラインの抵抗値に反比例する。
詳説すれば、カレントミラー回路は、ベース−エミッタ
間の電圧が等しくなるように並列接続された回路であ
る。トランジスタを流れる電流はこの電圧に依存するた
め、双方のトランジスタを流れる電流は必然的に等しく
なる。また、それぞれのトランジスタは、動作環境が等
しくなるように近接して配置される。
【００１８】なお、ＡＰＤ１は逆バイアスを印加して使
用するため、正電位の端子ＶAPDからのカレントミラー
回路による電圧降下は、ＡＰＤ１に十分に逆バイアスを
印加できる程度に小さい必要がある。カレントミラー回
路を構成する一方のトランジスタの電圧降下は、そのベ
ース−エミッタ間電圧で規定され、これはダイオードの
順方向クランプ電圧に等しく、トランジスタの通常の動
作条件下においては、約０．６〜０．７Ｖ程度に設定さ
れる。従って、ＡＰＤ１のカソード電位は、Ｖ APD−
（０．６〜０．７）Ｖとなり、ＡＰＤ１には十分な逆方
向バイアス電圧が印加されることになる。
用するため、正電位の端子ＶAPDからのカレントミラー
回路による電圧降下は、ＡＰＤ１に十分に逆バイアスを
印加できる程度に小さい必要がある。カレントミラー回
路を構成する一方のトランジスタの電圧降下は、そのベ
ース−エミッタ間電圧で規定され、これはダイオードの
順方向クランプ電圧に等しく、トランジスタの通常の動
作条件下においては、約０．６〜０．７Ｖ程度に設定さ
れる。従って、ＡＰＤ１のカソード電位は、Ｖ APD−
（０．６〜０．７）Ｖとなり、ＡＰＤ１には十分な逆方
向バイアス電圧が印加されることになる。
【００１９】前段側カレントミラー回路２Ｆは、コレク
タ−ベース間を短絡したｐｎｐトランジスタ２ＦＱ１
と、これと実質的に特性の等しいｐｎｐトランジスタ２
ＦＱ２とから構成される。二つのトランジスタ２ＦＱ
１，２ＦＱ２の互いのベースは共通接続され、それぞれ
のトランジスタ２ＦＱ１，２ＦＱ２のエミッタは共に端
子ＶAPDに接続してある。なお、これらのエミッタと端
子ＶAPDとの間には抵抗２ＦＲ１，２ＦＲ２がそれぞれ
介在しており、双方のトランジスタ２ＦＱ１，２ＦＱ２
を流れる電流比を決定している。なお、抵抗２ＦＲ１，
２ＦＲ２の値が共に零又は等しい場合には、トランジス
タ２ＦＱ１，２ＦＱ２に流れる電流値は等しくなる。以
下では、簡単のため、抵抗２ＦＲ１，２ＦＲ２の抵抗値
が等しいものとする。
タ−ベース間を短絡したｐｎｐトランジスタ２ＦＱ１
と、これと実質的に特性の等しいｐｎｐトランジスタ２
ＦＱ２とから構成される。二つのトランジスタ２ＦＱ
１，２ＦＱ２の互いのベースは共通接続され、それぞれ
のトランジスタ２ＦＱ１，２ＦＱ２のエミッタは共に端
子ＶAPDに接続してある。なお、これらのエミッタと端
子ＶAPDとの間には抵抗２ＦＲ１，２ＦＲ２がそれぞれ
介在しており、双方のトランジスタ２ＦＱ１，２ＦＱ２
を流れる電流比を決定している。なお、抵抗２ＦＲ１，
２ＦＲ２の値が共に零又は等しい場合には、トランジス
タ２ＦＱ１，２ＦＱ２に流れる電流値は等しくなる。以
下では、簡単のため、抵抗２ＦＲ１，２ＦＲ２の抵抗値
が等しいものとする。
【００２０】このように構成される前段側カレントミラ
ー回路２Ｆの並列ラインの一方はＡＰＤ１に接続され、
他方は端子ＭＴを介して後段側カレントミラー回路２Ｒ
に接続されている。光信号がＡＰＤ１へ入力されると、
端子ＶAPDからトランジスタ２ＦＱ１を介してＡＰＤ１
に電流が流れ込み、これと等しい電流が後段側カレント
ミラー回路２Ｒに流れ込む。
ー回路２Ｆの並列ラインの一方はＡＰＤ１に接続され、
他方は端子ＭＴを介して後段側カレントミラー回路２Ｒ
に接続されている。光信号がＡＰＤ１へ入力されると、
端子ＶAPDからトランジスタ２ＦＱ１を介してＡＰＤ１
に電流が流れ込み、これと等しい電流が後段側カレント
ミラー回路２Ｒに流れ込む。
【００２１】後段側カレントミラー回路２Ｒは、コレク
タ−ベース間を短絡したｎｐｎトランジスタ２ＲＱ１
と、これと実質的に特性の等しいｎｐｎトランジスタ２
ＲＱ２とから構成される。二つのトランジスタ２ＲＱ
１，２ＲＱ２の互いのベースは共通接続されている。一
方のトランジスタ２ＲＱ１のコレクタは端子ＭＴに接続
してあり、他方のトランジスタ２ＲＱ２のコレクタは電
流モニタ用端子ＩＭＴに接続されている。
タ−ベース間を短絡したｎｐｎトランジスタ２ＲＱ１
と、これと実質的に特性の等しいｎｐｎトランジスタ２
ＲＱ２とから構成される。二つのトランジスタ２ＲＱ
１，２ＲＱ２の互いのベースは共通接続されている。一
方のトランジスタ２ＲＱ１のコレクタは端子ＭＴに接続
してあり、他方のトランジスタ２ＲＱ２のコレクタは電
流モニタ用端子ＩＭＴに接続されている。
【００２２】なお、これらのエミッタとグランドとの間
には抵抗２ＲＲ１，２ＲＲ２がそれぞれ介在しており、
双方のトランジスタ２ＲＱ１，２ＲＱ２を流れる電流比
を決定している。抵抗２ＲＲ１，２ＲＲ２の値が共に零
又は等しい場合には、トランジスタ２ＲＱ１，２ＲＱ２
に流れる電流値は等しくなる。以下では、簡単のため、
抵抗２ＲＲ１，２ＲＲ２の抵抗値が等しいものとする。
また、トランジスタ２ＲＱ２のエミッタは電圧モニタ用
端子ＶＭＴに接続されている。
には抵抗２ＲＲ１，２ＲＲ２がそれぞれ介在しており、
双方のトランジスタ２ＲＱ１，２ＲＱ２を流れる電流比
を決定している。抵抗２ＲＲ１，２ＲＲ２の値が共に零
又は等しい場合には、トランジスタ２ＲＱ１，２ＲＱ２
に流れる電流値は等しくなる。以下では、簡単のため、
抵抗２ＲＲ１，２ＲＲ２の抵抗値が等しいものとする。
また、トランジスタ２ＲＱ２のエミッタは電圧モニタ用
端子ＶＭＴに接続されている。
【００２３】上述のように、ＡＰＤ１に流れ込む電流と
同一の電流が後段側カレントミラー回路２Ｒに流れ込ん
でいる。後段側カレントミラー回路２Ｒにおいても一方
のトランジスタ２ＲＱ１に流れ込む電流と等しい電流が
他方のトランジスタ２ＲＱ２、すなわち、電流及び電圧
モニタ端子ＩＭＴ，ＶＭＴの接続されたトランジスタ２
ＲＱ２に流れ込む。したがって、ＡＰＤ１に流れ込む電
流と同一の電流が、このモニタ端子付きのトランジスタ
２ＲＱ２に流れ込むため、それぞれの端子ＩＭＴ，ＶＭ
Ｔで電流及び電圧をモニタすれば、ＡＰＤ１に流れる電
流又はこれから換算される電圧をモニタすることができ
る。
同一の電流が後段側カレントミラー回路２Ｒに流れ込ん
でいる。後段側カレントミラー回路２Ｒにおいても一方
のトランジスタ２ＲＱ１に流れ込む電流と等しい電流が
他方のトランジスタ２ＲＱ２、すなわち、電流及び電圧
モニタ端子ＩＭＴ，ＶＭＴの接続されたトランジスタ２
ＲＱ２に流れ込む。したがって、ＡＰＤ１に流れ込む電
流と同一の電流が、このモニタ端子付きのトランジスタ
２ＲＱ２に流れ込むため、それぞれの端子ＩＭＴ，ＶＭ
Ｔで電流及び電圧をモニタすれば、ＡＰＤ１に流れる電
流又はこれから換算される電圧をモニタすることができ
る。
【００２４】一方、ＡＰＤ１から出力される光電流は、
トランスインピーダンスアンプ３によって、これに対応
する電圧信号に変換される。このトランスインピーダン
スアンプ３としては、ＧａＡｓ製アンプ３Ａとその入力
と出力との間に接続された帰還抵抗素子３Ｒとからなる
増幅回路が好適に用いられる。
トランスインピーダンスアンプ３によって、これに対応
する電圧信号に変換される。このトランスインピーダン
スアンプ３としては、ＧａＡｓ製アンプ３Ａとその入力
と出力との間に接続された帰還抵抗素子３Ｒとからなる
増幅回路が好適に用いられる。
【００２５】ここで、ＡＰＤ１に流れる電流ＩAPDと、
カレントミラー回路２の出力側に設けられた電流モニタ
端子ＩＭＴから出力される電流ＩMTRとの関係について
若干の説明をしておく。なお、前段側カレントミラー回
路２Ｆを構成するトランジスタ（電流増幅率β１）のベ
ース電流をＩｂ１、コレクタ電流をＩｃ１、後段側カレ
ントミラー回路２Ｒを構成するトランジスタ（電流増幅
率β２）のベース電流をＩｂ２、コレクタ電流をＩｃ２
とする。すなわち、Ｉｃ１及びＩｃ２は以下の関係を満
たす。 （数１） Ｉｃ１＝β１・Ｉｂ１ ・・・（式１） （数２） Ｉｃ２＝β２・Ｉｂ２ ・・・（式２）
カレントミラー回路２の出力側に設けられた電流モニタ
端子ＩＭＴから出力される電流ＩMTRとの関係について
若干の説明をしておく。なお、前段側カレントミラー回
路２Ｆを構成するトランジスタ（電流増幅率β１）のベ
ース電流をＩｂ１、コレクタ電流をＩｃ１、後段側カレ
ントミラー回路２Ｒを構成するトランジスタ（電流増幅
率β２）のベース電流をＩｂ２、コレクタ電流をＩｃ２
とする。すなわち、Ｉｃ１及びＩｃ２は以下の関係を満
たす。 （数１） Ｉｃ１＝β１・Ｉｂ１ ・・・（式１） （数２） Ｉｃ２＝β２・Ｉｂ２ ・・・（式２）
【００２６】まず、前段側カレントミラー回路２Ｆに着
目すると、電流ＩAPDは以下の関係を満たす。 （数３）
目すると、電流ＩAPDは以下の関係を満たす。 （数３）
【００２７】（式３）及び（式１）の関係から、コレク
タ電流Ｉｃ１は以下の関係を満たす。 （数４） Ｉｃ１＝ＩAPD／（１＋２／β１） ・・・（式４）
タ電流Ｉｃ１は以下の関係を満たす。 （数４） Ｉｃ１＝ＩAPD／（１＋２／β１） ・・・（式４）
【００２８】後段側カレントミラー回路２Ｒにおけるモ
ニタ電流ＩMTRは、前段側カレントミラー回路２Ｆと同
様に以下の関係を満たす。 （数５） ＩMTR＝Ｉｃ１／（１＋２／β２） ・・・（式５）
ニタ電流ＩMTRは、前段側カレントミラー回路２Ｆと同
様に以下の関係を満たす。 （数５） ＩMTR＝Ｉｃ１／（１＋２／β２） ・・・（式５）
【００２９】（式４）及び（式５）の関係から、電流Ｉ
APDと電流ＩMTRとは以下の関係を満たす。 （数６） ＩMTR＝ＩAPD／（１＋２／β１）／（１＋２／β２） ・・・（式６）
APDと電流ＩMTRとは以下の関係を満たす。 （数６） ＩMTR＝ＩAPD／（１＋２／β１）／（１＋２／β２） ・・・（式６）
【００３０】すなわち、モニタ電流ＩMTRは、ＡＰＤ１
の電流ＩAPDに比例することとなる。
の電流ＩAPDに比例することとなる。
【００３１】なお、カレントミラー回路に含まれる抵抗
の抵抗値が等しくない場合には、それぞれの抵抗２ＦＲ
１、２ＦＲ２、２ＲＲ１、２ＲＲ２の抵抗値を、ｒ１、
ｒ２、ｒ３、ｒ４とすると、（式４）及び（式５）は、
それぞれ以下の（式７）及び（式８）となる。 （数７） Ｉｃ１＝ｒ１／ｒ２・ＩAPD／（１＋（１＋ｒ１／ｒ２）／β１） ・ ・・（式７） （数８） ＩMTR＝ｒ３／ｒ４・Ｉｃ１／（１＋（１＋ｒ３／ｒ４）／β２） ・ ・・（式８）
の抵抗値が等しくない場合には、それぞれの抵抗２ＦＲ
１、２ＦＲ２、２ＲＲ１、２ＲＲ２の抵抗値を、ｒ１、
ｒ２、ｒ３、ｒ４とすると、（式４）及び（式５）は、
それぞれ以下の（式７）及び（式８）となる。 （数７） Ｉｃ１＝ｒ１／ｒ２・ＩAPD／（１＋（１＋ｒ１／ｒ２）／β１） ・ ・・（式７） （数８） ＩMTR＝ｒ３／ｒ４・Ｉｃ１／（１＋（１＋ｒ３／ｒ４）／β２） ・ ・・（式８）
【００３２】この場合においても、モニタ電流Ｉ
MTRは、ＡＰＤ１の電流ＩAPDに比例することとなる。
MTRは、ＡＰＤ１の電流ＩAPDに比例することとなる。
【００３３】このような回路を用いると、通常の5Ｖ動
作の光受信モジュールで用いられている光パワー（電
流）モニタ回路をそのまま利用できるという長所があ
る。すなわち、本例においては、ＡＰＤ１を用いた光受
信器の光入力パワーをモニタする際に、他の特別な回路
を用いる必要がなく、回路構成も間単となる。
作の光受信モジュールで用いられている光パワー（電
流）モニタ回路をそのまま利用できるという長所があ
る。すなわち、本例においては、ＡＰＤ１を用いた光受
信器の光入力パワーをモニタする際に、他の特別な回路
を用いる必要がなく、回路構成も間単となる。
【００３４】ところで、ＡＰＤ１の増倍率は、温度依存
性とバイアス電圧依存性を有している。ＡＰＤ１の増倍
率が温度変化に対して略一定となるためには、バイアス
電圧がＡＰＤ１の増倍率の温度依存性を補償するように
変化しなければならない。ＡＰＤ１のアノード側の電位
はトランスインピーダンスアンプ３によって固定されて
いるため、カソード側の電位、すなわち、ＶAPDを温度
依存性が補償されるように調整すればよい。上記補償を
行うためには、ＡＰＤ１のバイアス電圧は正の温度係数
を有する必要がある。
性とバイアス電圧依存性を有している。ＡＰＤ１の増倍
率が温度変化に対して略一定となるためには、バイアス
電圧がＡＰＤ１の増倍率の温度依存性を補償するように
変化しなければならない。ＡＰＤ１のアノード側の電位
はトランスインピーダンスアンプ３によって固定されて
いるため、カソード側の電位、すなわち、ＶAPDを温度
依存性が補償されるように調整すればよい。上記補償を
行うためには、ＡＰＤ１のバイアス電圧は正の温度係数
を有する必要がある。
【００３５】すなわち、ＡＰＤ１に正の温度係数のバイ
アス電圧を印加する理由は、このバイアス電圧ＶBと増
幅率Ｍとが以下の関係を満たすためである。なお、ΔＴ
は基準温度との温度差、γはＡＰＤ増倍率の温度係数
（≒０．６％／℃）、Ｖｏは基準温度の場合のブレーク
ダウン電圧、ｎはＡＰＤの特性によって決まる値で経験
的に０．１０６を採用する。 （数９） ＶB＝Ｖｏ・（１＋ΔＴ・γ）・１０1/n・log(1-1/M) ・・・（式９）
アス電圧を印加する理由は、このバイアス電圧ＶBと増
幅率Ｍとが以下の関係を満たすためである。なお、ΔＴ
は基準温度との温度差、γはＡＰＤ増倍率の温度係数
（≒０．６％／℃）、Ｖｏは基準温度の場合のブレーク
ダウン電圧、ｎはＡＰＤの特性によって決まる値で経験
的に０．１０６を採用する。 （数９） ＶB＝Ｖｏ・（１＋ΔＴ・γ）・１０1/n・log(1-1/M) ・・・（式９）
【００３６】すなわち、増倍率Ｍが一定の場合、ＡＰＤ
１のバイアス電圧ＶBは温度に対して小さな正の傾きを
持って変化する（０．０５〜０．２（Ｖ／℃））。した
がって、バイアス電圧ＶBの温度係数が小さな正の値で
あれば、増倍率Ｍは一定となる。バイアス電圧ＶBは端
子電位ＶAPDから、トランジスタ２ＦＱ１或いはこれと
抵抗２ＦＲ１によるの電圧降下分だけ下がった値である
ため、この電圧降下の温度依存性を無視するとすると、
端子電圧ＶAPDが正の温度係数を有するように設定すれ
ば、バイアス電圧ＶBの温度係数を正の値に設定するこ
とができる。
１のバイアス電圧ＶBは温度に対して小さな正の傾きを
持って変化する（０．０５〜０．２（Ｖ／℃））。した
がって、バイアス電圧ＶBの温度係数が小さな正の値で
あれば、増倍率Ｍは一定となる。バイアス電圧ＶBは端
子電位ＶAPDから、トランジスタ２ＦＱ１或いはこれと
抵抗２ＦＲ１によるの電圧降下分だけ下がった値である
ため、この電圧降下の温度依存性を無視するとすると、
端子電圧ＶAPDが正の温度係数を有するように設定すれ
ば、バイアス電圧ＶBの温度係数を正の値に設定するこ
とができる。
【００３７】端子電位ＶAPDは、増倍率制御回路４０に
よって設定される。増倍率制御回路４０は、その出力電
位に対応する電位ＶAPDの温度係数をＡＰＤ１の温度係
数に対して補償する温度係数補償回路（温度補償回路）
４０Ｔと、電流バイパス回路（以下、クリップ回路とす
る）４０Ｃとから構成されている。
よって設定される。増倍率制御回路４０は、その出力電
位に対応する電位ＶAPDの温度係数をＡＰＤ１の温度係
数に対して補償する温度係数補償回路（温度補償回路）
４０Ｔと、電流バイパス回路（以下、クリップ回路とす
る）４０Ｃとから構成されている。
【００３８】まず、温度係数補償回路４０Ｔについて説
明する。電源ＶHには抵抗Ｒ’が接続されている。この
抵抗Ｒ’の下流側を以下の説明における温度係数補償回
路４０Ｔの基準電位とする。
明する。電源ＶHには抵抗Ｒ’が接続されている。この
抵抗Ｒ’の下流側を以下の説明における温度係数補償回
路４０Ｔの基準電位とする。
【００３９】基準電位とグランドとの間には、抵抗群４
０ＴＲ３、４０ＴＲ４、４０ＴＲ５とツエナダイオード
４０ＴＤ１とが並列に接続されており、この並列回路の
下流側には抵抗４０ＴＲ６が介在している。なお、抵抗
４０ＴＲ４は分割式のものであって、その分割点はトラ
ンジスタ４０ＴＱ２のベースに接続されている。ツエナ
ダイオード４０ＴＤ１の電圧降下を電圧Ｖｚとすると、
これに並列に接続された抵抗群４０ＴＲ３、４０ＴＲ
４、４０ＴＲ５の両端間電圧はＶｚに一致し、抵抗の分
割比をｋとすると、分割点の電位差ΔＶは基準電位から
みてｋ×Ｖｚとなる。
０ＴＲ３、４０ＴＲ４、４０ＴＲ５とツエナダイオード
４０ＴＤ１とが並列に接続されており、この並列回路の
下流側には抵抗４０ＴＲ６が介在している。なお、抵抗
４０ＴＲ４は分割式のものであって、その分割点はトラ
ンジスタ４０ＴＱ２のベースに接続されている。ツエナ
ダイオード４０ＴＤ１の電圧降下を電圧Ｖｚとすると、
これに並列に接続された抵抗群４０ＴＲ３、４０ＴＲ
４、４０ＴＲ５の両端間電圧はＶｚに一致し、抵抗の分
割比をｋとすると、分割点の電位差ΔＶは基準電位から
みてｋ×Ｖｚとなる。
【００４０】電源ＶHとグランドとの間には、抵抗
Ｒ’、可変抵抗４０ＴＲ１、ベース−コレクタ間が短絡
されたｐｎｐトランジスタ４０ＴＱ１、ｐｎｐトランジ
スタ４０ＴＱ２、抵抗４０ＴＲ２が順次接続されてい
る。ここで、トランジスタ４０ＴＱ２がオンすると、電
源ＶHからグランドに電流Ｉ１が流れる。
Ｒ’、可変抵抗４０ＴＲ１、ベース−コレクタ間が短絡
されたｐｎｐトランジスタ４０ＴＱ１、ｐｎｐトランジ
スタ４０ＴＱ２、抵抗４０ＴＲ２が順次接続されてい
る。ここで、トランジスタ４０ＴＱ２がオンすると、電
源ＶHからグランドに電流Ｉ１が流れる。
【００４１】バイポーラトランジスタ４０ＴＱ１，４０
ＴＱ２のベース−エミッタ間電圧は、ｐｎ接合ダイオー
ドの順方向電圧に固定されており０．６Ｖ〜０．７Ｖで
ある。トランジスタのベース−エミッタ間電圧をＶBEと
する。直列接続された２つのトランジスタの電圧降下は
略ＶBEの２倍である。したがって、可変抵抗４０ＴＲ１
両端間の電位差Φは、以下の式で与えられる。 （数１０） Φ＝ΔＶ−２ＶBE ・・・（式１０）
ＴＱ２のベース−エミッタ間電圧は、ｐｎ接合ダイオー
ドの順方向電圧に固定されており０．６Ｖ〜０．７Ｖで
ある。トランジスタのベース−エミッタ間電圧をＶBEと
する。直列接続された２つのトランジスタの電圧降下は
略ＶBEの２倍である。したがって、可変抵抗４０ＴＲ１
両端間の電位差Φは、以下の式で与えられる。 （数１０） Φ＝ΔＶ−２ＶBE ・・・（式１０）
【００４２】可変抵抗４０ＴＲ１を流れる電流Ｉ１は、
抵抗４０ＴＲ１の抵抗値をＲ１とすると、以下の式で与
えられる。 （数１１） Ｉ１＝（ΔＶ−２ＶBE）／Ｒ１・・・（式１１）
抵抗４０ＴＲ１の抵抗値をＲ１とすると、以下の式で与
えられる。 （数１１） Ｉ１＝（ΔＶ−２ＶBE）／Ｒ１・・・（式１１）
【００４３】電流値が一度決定されると、電位Ｖ２は以
下の式で与えられる。なお、抵抗４０ＲＴ２の抵抗値を
Ｒ２とする。 （数１２） Ｖ２＝Ｉ１×Ｒ２・・・（式１２）
下の式で与えられる。なお、抵抗４０ＲＴ２の抵抗値を
Ｒ２とする。 （数１２） Ｖ２＝Ｉ１×Ｒ２・・・（式１２）
【００４４】なお、可変抵抗４０ＴＲ１はｎｐｎトラン
ジスタ４０ＴＱ３のコレクタに接続されている。温度係
数補償回路４０Ｔの出力電位ＶR、すなわち、抵抗Ｒ”
の上端側の電位ＶRは、電位Ｖ２よりもトランジスタ４
０ＴＱ３のＶBE分だけ低いので、出力電位ＶRは以下の
式で与えられる。 （数１３） ＶR＝Ｖ２−ＶBE ＝（Ｉ１×Ｒ２）−ＶBE ＝（（ΔＶ−２ＶBE）／Ｒ１）×Ｒ２−ＶBE ＝（（ｋＶｚ−２ＶBE）／Ｒ１）×Ｒ２−ＶBE・・・（式１３）
ジスタ４０ＴＱ３のコレクタに接続されている。温度係
数補償回路４０Ｔの出力電位ＶR、すなわち、抵抗Ｒ”
の上端側の電位ＶRは、電位Ｖ２よりもトランジスタ４
０ＴＱ３のＶBE分だけ低いので、出力電位ＶRは以下の
式で与えられる。 （数１３） ＶR＝Ｖ２−ＶBE ＝（Ｉ１×Ｒ２）−ＶBE ＝（（ΔＶ−２ＶBE）／Ｒ１）×Ｒ２−ＶBE ＝（（ｋＶｚ−２ＶBE）／Ｒ１）×Ｒ２−ＶBE・・・（式１３）
【００４５】なお、温度係数補償回路４０Ｔにおいて
は、高周波成分やノイズを除去できるように、適宜コン
デンサＣ’，４０ＴＣ１が図示の如く介在している。
は、高周波成分やノイズを除去できるように、適宜コン
デンサＣ’，４０ＴＣ１が図示の如く介在している。
【００４６】ここで、温度係数δＶRは、以下の式で与
えられる。なお、δＸはＸの温度係数を示すこととす
る。 （数１４） δＶR＝（ｋδＶｚ−２δＶBE）／Ｒ１・Ｒ２ −（ｋＶｚ−２ＶBE）／Ｒ１・Ｒ２（δＲ１／Ｒ１−δＲ２／Ｒ２） −δＶBE ・・・（式１４）
えられる。なお、δＸはＸの温度係数を示すこととす
る。 （数１４） δＶR＝（ｋδＶｚ−２δＶBE）／Ｒ１・Ｒ２ −（ｋＶｚ−２ＶBE）／Ｒ１・Ｒ２（δＲ１／Ｒ１−δＲ２／Ｒ２） −δＶBE ・・・（式１４）
【００４７】ここで、δＲ１／Ｒ１−δＲ２／Ｒ２の項
は他の項に比較して小さいため、零とみなすことがで
き、温度係数δＶRは近似的に以下の式で与えられる。 （数１５） δＶR＝（ｋδＶｚ−２δＶBE）／Ｒ１・Ｒ２−δＶBE・・・（式１５）
は他の項に比較して小さいため、零とみなすことがで
き、温度係数δＶRは近似的に以下の式で与えられる。 （数１５） δＶR＝（ｋδＶｚ−２δＶBE）／Ｒ１・Ｒ２−δＶBE・・・（式１５）
【００４８】例えば、δＶBE＝−２ｍＶ／℃、δＶｚ＝
＋１．２ｍＶ／℃、ｋ＝０．８、Ｒ１＝８．７ｋΩ、Ｒ
２＝２００ｋΩとすると、δＶRは０．１１６Ｖ／℃と
いう小さな正の値となる。これは温度係数（Ｖ／℃）が
正であるツエナダイオードと負であるトランジスタとを
並列接続して組み合せたためである。これらの寄与の割
合は抵抗分割比ｋ及びＲ１の値によって決定されるた
め、本回路においては分割比ｋ及びＲ１の値を調整する
ことによって温度係数を自在に調整することができる。
すなわち、その出力電位ＶRの温度依存性は、温度係数
補償回路４０Ｔによって調整することが可能である。な
お、ツエナダイオードはツエナ電圧によって、その温度
係数が変化する。本例では、ツエナダイオードは約５Ｖ
で使用し、このようなダイオードは正の温度係数を有す
る。
＋１．２ｍＶ／℃、ｋ＝０．８、Ｒ１＝８．７ｋΩ、Ｒ
２＝２００ｋΩとすると、δＶRは０．１１６Ｖ／℃と
いう小さな正の値となる。これは温度係数（Ｖ／℃）が
正であるツエナダイオードと負であるトランジスタとを
並列接続して組み合せたためである。これらの寄与の割
合は抵抗分割比ｋ及びＲ１の値によって決定されるた
め、本回路においては分割比ｋ及びＲ１の値を調整する
ことによって温度係数を自在に調整することができる。
すなわち、その出力電位ＶRの温度依存性は、温度係数
補償回路４０Ｔによって調整することが可能である。な
お、ツエナダイオードはツエナ電圧によって、その温度
係数が変化する。本例では、ツエナダイオードは約５Ｖ
で使用し、このようなダイオードは正の温度係数を有す
る。
【００４９】ＡＰＤ１の増倍率Ｍは、温度依存性とバイ
アス電圧依存性を有している。上述のように、温度係数
補償回路４０Ｔの出力電位ＶRの温度依存性は、自在に
調整することができたが、ＡＰＤ１のバイアス電圧ＶB
は、クリップ回路４０Ｃ及び前段側カレントミラー回路
２Ｆを通過することによって、出力電位ＶRよりも約２
ＶBE或いはこれと抵抗２ＦＲ１の抵抗値和だけ低下した
ものである。
アス電圧依存性を有している。上述のように、温度係数
補償回路４０Ｔの出力電位ＶRの温度依存性は、自在に
調整することができたが、ＡＰＤ１のバイアス電圧ＶB
は、クリップ回路４０Ｃ及び前段側カレントミラー回路
２Ｆを通過することによって、出力電位ＶRよりも約２
ＶBE或いはこれと抵抗２ＦＲ１の抵抗値和だけ低下した
ものである。
【００５０】したがって、ＡＰＤ１には、ＶRよりも低
い電位ＶBが与えられる。この電位の低下時の温度特性
はあまり変化しないので、ＡＰＤ１には正の温度係数を
有する電圧が印加されることとなる。
い電位ＶBが与えられる。この電位の低下時の温度特性
はあまり変化しないので、ＡＰＤ１には正の温度係数を
有する電圧が印加されることとなる。
【００５１】次に、クリップ回路４０Ｃについて若干の
説明をしておく。クリップ回路４０Ｃは、温度係数補償
回路４０Ｔと前段側カレントミラー回路２Ｆとの間に介
在しており、直列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ２と、こ
れに並列に接続されたｎｐｎトランジスタ４０ＣＱ１と
から構成されている。直列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ
２に非常に微弱な電流が流れている場合には、これによ
る電圧降下は小さく、ｎｐｎトランジスタ４０ＣＱ１の
ベース−エミッタ間電圧がｐｎ接合の順方向バイアス電
位（０．６〜０．７Ｖ）を越えることはないため、トラ
ンジスタ４０ＣＱ１はオフ状態であり、殆どの電流は直
列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ２を介して前段側カレン
トミラー回路２Ｆへ流れ込む。
説明をしておく。クリップ回路４０Ｃは、温度係数補償
回路４０Ｔと前段側カレントミラー回路２Ｆとの間に介
在しており、直列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ２と、こ
れに並列に接続されたｎｐｎトランジスタ４０ＣＱ１と
から構成されている。直列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ
２に非常に微弱な電流が流れている場合には、これによ
る電圧降下は小さく、ｎｐｎトランジスタ４０ＣＱ１の
ベース−エミッタ間電圧がｐｎ接合の順方向バイアス電
位（０．６〜０．７Ｖ）を越えることはないため、トラ
ンジスタ４０ＣＱ１はオフ状態であり、殆どの電流は直
列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ２を介して前段側カレン
トミラー回路２Ｆへ流れ込む。
【００５２】一方、直列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ２
を流れる電流量が増加すると、抵抗４０ＣＲ２両端間の
電圧降下は増加する。すなわち、ｎｐｎトランジスタ４
０ＣＱ１のベース−エミッタ間電圧が、その閾値を越え
ることとなり、トランジスタ４０ＣＱ１はオンして、ク
リップ回路４０Ｃの入出力間に低抵抗のバイパス経路を
形成する。このように、クリップ回路４０Ｃは動作時に
は低抵抗であるため、ＡＰＤ１に大きなバイアス電圧を
印加することができる。
を流れる電流量が増加すると、抵抗４０ＣＲ２両端間の
電圧降下は増加する。すなわち、ｎｐｎトランジスタ４
０ＣＱ１のベース−エミッタ間電圧が、その閾値を越え
ることとなり、トランジスタ４０ＣＱ１はオンして、ク
リップ回路４０Ｃの入出力間に低抵抗のバイパス経路を
形成する。このように、クリップ回路４０Ｃは動作時に
は低抵抗であるため、ＡＰＤ１に大きなバイアス電圧を
印加することができる。
【００５３】なお、このバイパス経路を流れる電流量が
更に増加すると、直列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ２を
流れる電流量は相対的に減少する。
更に増加すると、直列抵抗群４０ＣＲ１、４０ＣＲ２を
流れる電流量は相対的に減少する。
【００５４】上記光モジュールを試作し、その特性を評
価した。上記ｐｎｐトランジスタ及びｎｐｎトランジス
タには、ＶCE（コレクタ−エミッタ間電圧）の耐圧１５
０ボルト、βが８０程度の素子を用い、抵抗ｒ１及び抵
抗ｒ２には１０ｋΩ、抵抗ｒ３及びｒ４には２．４ｋΩ
を用い、ＡＰＤ電流モニタ用端子ＩＭＴには＋5Ｖを印
加した。ＡＰＤ電流ＩAPD が１０〜１０００μＡの範囲
では、図３のグラフに示すような比例関係が得られた。
価した。上記ｐｎｐトランジスタ及びｎｐｎトランジス
タには、ＶCE（コレクタ−エミッタ間電圧）の耐圧１５
０ボルト、βが８０程度の素子を用い、抵抗ｒ１及び抵
抗ｒ２には１０ｋΩ、抵抗ｒ３及びｒ４には２．４ｋΩ
を用い、ＡＰＤ電流モニタ用端子ＩＭＴには＋5Ｖを印
加した。ＡＰＤ電流ＩAPD が１０〜１０００μＡの範囲
では、図３のグラフに示すような比例関係が得られた。
【００５５】なお、図３はＡＰＤ１を流れる電流ＩAPD
とモニタ電流ＩMTRとの関係を示すグラフである。この
グラフから求められるモニタ電流ＩMTRとＡＰＤ１の電
流ＩAPDの関係は以下の通りである。 （数１６） ＩMTR＝０．９４８×ＩAPD・・・（式１６）
とモニタ電流ＩMTRとの関係を示すグラフである。この
グラフから求められるモニタ電流ＩMTRとＡＰＤ１の電
流ＩAPDの関係は以下の通りである。 （数１６） ＩMTR＝０．９４８×ＩAPD・・・（式１６）
【００５６】なお、トランジスタ２ＲＱ２のエミッタか
ら、光電流に比例した電圧出力を取り出すことも可能で
ある。
ら、光電流に比例した電圧出力を取り出すことも可能で
ある。
【００５７】なお、上述した回路は、光モジュールに内
に実装したが、一部の回路はこれの外に配置してもよ
い。また、上記回路は同一半導体チップ或いは同一配線
基板上に集積化してもよい。また、回路条件を調整すれ
ば、ＡＰＤ１の代わりにＰＩＮフォトダイオードなどを
用いることもできる。例えば半導体受光素子として、径
５０μｍのＩｎＧａＡｓからなるＰＩＮフォトダイオー
ドが好適に用いられる。また、パッケージとしては、樹
脂モールドタイプのものに限らず、メタルパッケージ、
プラスチックパッケージ等、種々のものを利用すること
が可能であることは言うまでもない。
に実装したが、一部の回路はこれの外に配置してもよ
い。また、上記回路は同一半導体チップ或いは同一配線
基板上に集積化してもよい。また、回路条件を調整すれ
ば、ＡＰＤ１の代わりにＰＩＮフォトダイオードなどを
用いることもできる。例えば半導体受光素子として、径
５０μｍのＩｎＧａＡｓからなるＰＩＮフォトダイオー
ドが好適に用いられる。また、パッケージとしては、樹
脂モールドタイプのものに限らず、メタルパッケージ、
プラスチックパッケージ等、種々のものを利用すること
が可能であることは言うまでもない。
【００５８】さらに、上記バイアス回路は、ＡＰＤ１の
カソード側に接続したが、これは簡単な設計変更によっ
てアノード側にも接続可能であることは言うまでもな
い。
カソード側に接続したが、これは簡単な設計変更によっ
てアノード側にも接続可能であることは言うまでもな
い。
【００５９】また、カレントミラー回路には多くの形態
があり、上記と同様の作用を有する他の回路構成を採用
することも可能である。例えば、バイポーラトランジス
タに代えて電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用い得る
こともできる。
があり、上記と同様の作用を有する他の回路構成を採用
することも可能である。例えば、バイポーラトランジス
タに代えて電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用い得る
こともできる。
【００６０】以上、説明したように、上記光電流モニタ
回路は、光信号を受光するフォトダイオード１と、双方
を流れる電流が比例関係にある２つの並列ラインを有し
一方のこのラインにフォトダイオード１の一端が接続さ
れた第１カレントミラー回路２Ｆと、第１カレントミラ
ー回路２Ｆの他方のラインに、その並列ラインの一方が
接続された第２カレントミラー回路２Ｒと、第２カレン
トミラー２Ｒの並列ラインの他方に接続された光電流モ
ニタ用端子ＩＭＴとを備える。
回路は、光信号を受光するフォトダイオード１と、双方
を流れる電流が比例関係にある２つの並列ラインを有し
一方のこのラインにフォトダイオード１の一端が接続さ
れた第１カレントミラー回路２Ｆと、第１カレントミラ
ー回路２Ｆの他方のラインに、その並列ラインの一方が
接続された第２カレントミラー回路２Ｒと、第２カレン
トミラー２Ｒの並列ラインの他方に接続された光電流モ
ニタ用端子ＩＭＴとを備える。
【００６１】この光電流モニタ回路によれば、第１及び
第２カレントミラー回路２Ｆ，２Ｒを介して、フォトダ
イオード１に流れる光電流に比例した電流を光電流モニ
タ用端子ＩＭＴから検出することができるため、検出用
の回路がフォトダイオードの光電流自体に影響を与える
ことなく、正確な光電流をモニタすることができる。
第２カレントミラー回路２Ｆ，２Ｒを介して、フォトダ
イオード１に流れる光電流に比例した電流を光電流モニ
タ用端子ＩＭＴから検出することができるため、検出用
の回路がフォトダイオードの光電流自体に影響を与える
ことなく、正確な光電流をモニタすることができる。
【００６２】第１及び第２カレントミラー回路２Ｆ，２
Ｒは、互いに極性が反対のバイポーラトランジスタから
構成されおり、これらは直列に接続されているため、電
流の流れる方向を一致させることができ、回路構成が簡
単となる。
Ｒは、互いに極性が反対のバイポーラトランジスタから
構成されおり、これらは直列に接続されているため、電
流の流れる方向を一致させることができ、回路構成が簡
単となる。
【００６３】また、フォトダイオード１はアバランシェ
フォトダイオードであり、第１カレントミラー回路２Ｆ
を構成する一方のバイポーラトランジスタ２ＦＱ１のコ
レクタはフォトダイオード１に、エミッタは正の温度係
数（Ｖ／℃）の電位を該エミッタに与える増倍率制御回
路４０に接続されている。
フォトダイオードであり、第１カレントミラー回路２Ｆ
を構成する一方のバイポーラトランジスタ２ＦＱ１のコ
レクタはフォトダイオード１に、エミッタは正の温度係
数（Ｖ／℃）の電位を該エミッタに与える増倍率制御回
路４０に接続されている。
【００６４】アバランシェフォトダイオード１の増倍率
は、温度依存性及びバイアス電圧依存性を有する。ここ
で、アバランシェフォトダイオード１においては、バイ
アス電圧に正の温度係数の電位を与えると、その増倍率
の温度依存性を補償することができる。アバランシェフ
ォトダイオード１のバイアス電圧を与える第１カレント
ミラー回路２Ｆのトランジスタ２ＦＱ１のコレクタ電位
は、エミッタ電位から一意的に決定される。したがっ
て、このエミッタに増倍率制御回路４０を接続し、これ
に正の温度係数の電位を与えると、その増倍率の温度依
存性を補償することができる。
は、温度依存性及びバイアス電圧依存性を有する。ここ
で、アバランシェフォトダイオード１においては、バイ
アス電圧に正の温度係数の電位を与えると、その増倍率
の温度依存性を補償することができる。アバランシェフ
ォトダイオード１のバイアス電圧を与える第１カレント
ミラー回路２Ｆのトランジスタ２ＦＱ１のコレクタ電位
は、エミッタ電位から一意的に決定される。したがっ
て、このエミッタに増倍率制御回路４０を接続し、これ
に正の温度係数の電位を与えると、その増倍率の温度依
存性を補償することができる。
【００６５】増倍率制御回路４０は、正の温度係数（Ｖ
／℃）を有するツエナダイオード４０ＴＤ１と、ベース
−エミッタ間電圧が負の温度係数（Ｖ／℃）を有するト
ランジスタ４０ＴＱ１（４０ＴＱ２）とを、出力側の温
度係数（Ｖ／℃）が正となるように並列接続した温度補
償回路４０Ｔを備え、この温度補償回路４０Ｔの出力は
前記エミッタに接続されている。
／℃）を有するツエナダイオード４０ＴＤ１と、ベース
−エミッタ間電圧が負の温度係数（Ｖ／℃）を有するト
ランジスタ４０ＴＱ１（４０ＴＱ２）とを、出力側の温
度係数（Ｖ／℃）が正となるように並列接続した温度補
償回路４０Ｔを備え、この温度補償回路４０Ｔの出力は
前記エミッタに接続されている。
【００６６】すなわち、温度係数が互いに逆極性のツエ
ナダイオード４０ＴＤ１とトランジスタ４０ＴＱ１（４
０ＴＱ２）とを並列に接続すると、その出力電位ＶRの
温度係数は各素子の寄与率に応じて調整することがで
き、アバランシェフォトダイオード１の好適な増倍率設
定を行うことができる。
ナダイオード４０ＴＤ１とトランジスタ４０ＴＱ１（４
０ＴＱ２）とを並列に接続すると、その出力電位ＶRの
温度係数は各素子の寄与率に応じて調整することがで
き、アバランシェフォトダイオード１の好適な増倍率設
定を行うことができる。
【００６７】また、上記光受信器は、フォトダイオード
１の他端に接続されたトランスインピーダンスアンプ３
を更に備え、トランスインピーダンスアンプ３から光信
号の情報が出力される。フォトダイオード１からの光電
流は、一方では上記の如く間接的にモニタされるが、直
接の光電流はトランスインピーダンスアンプ３を介して
電圧変換されることにより、光信号の情報として出力す
ることができる。
１の他端に接続されたトランスインピーダンスアンプ３
を更に備え、トランスインピーダンスアンプ３から光信
号の情報が出力される。フォトダイオード１からの光電
流は、一方では上記の如く間接的にモニタされるが、直
接の光電流はトランスインピーダンスアンプ３を介して
電圧変換されることにより、光信号の情報として出力す
ることができる。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、検出用の回路がフォト
ダイオードの光電流自体に影響を与えることなく、正確
な光電流をモニタすることができる。
ダイオードの光電流自体に影響を与えることなく、正確
な光電流をモニタすることができる。
【図１】実施の形態に係る光モジュール１０の縦断面
図。
図。
【図２】光モジュールの回路図。
【図３】ＡＰＤ１を流れる電流ＩAPDとモニタ電流ＩMTR
との関係を示すグラフ。
との関係を示すグラフ。
１…フォトダイオード、２Ｆ…第１カレントミラー回
路、２Ｒ…第２カレントミラー回路、ＩＭＴ…光電流モ
ニタ用端子。
路、２Ｒ…第２カレントミラー回路、ＩＭＴ…光電流モ
ニタ用端子。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (5)
- 【請求項１】 光信号を受光するフォトダイオードと、
双方を流れる電流が比例関係にある２つの並列ラインを
有し一方の前記ラインに前記フォトダイオードの一端が
接続された第１カレントミラー回路と、前記第１カレン
トミラー回路の他方の前記ラインに、その並列ラインの
一方が接続された第２カレントミラー回路と、前記第２
カレントミラーの前記並列ラインの他方に接続された光
電流モニタ用端子と、を備えることを特徴とする光電流
モニタ回路。 - 【請求項２】前記第１及び第２カレントミラー回路は、
互いに極性が反対のバイポーラトランジスタから構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の光電流モニ
タ回路。 - 【請求項３】 前記フォトダイオードはアバランシェフ
ォトダイオードであり、前記第１カレントミラー回路を
構成する一方のバイポーラトランジスタのコレクタは前
記フォトダイオードに、エミッタは正の温度係数のバイ
アス電位を該エミッタに与える増倍率制御回路に接続さ
れていることを特徴とする請求項２に記載の光電流モニ
タ回路。 - 【請求項４】 前記増倍率制御回路は、正の温度係数を
有するツエナダイオードと、ベース−エミッタ間電圧が
負の温度係数を有するトランジスタとを並列接続した温
度補償回路を備えることを特徴とする請求項３に記載の
光電流モニタ回路。 - 【請求項５】 請求項１に記載の前記フォトダイオード
の他端に接続されたトランスインピーダンスアンプを更
に備えることを特徴とする光受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02068499A JP3479966B2 (ja) | 1998-01-30 | 1999-01-28 | 光電流モニタ回路及び光受信器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-19073 | 1998-01-30 | ||
| JP1907398 | 1998-01-30 | ||
| JP02068499A JP3479966B2 (ja) | 1998-01-30 | 1999-01-28 | 光電流モニタ回路及び光受信器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11284445A true JPH11284445A (ja) | 1999-10-15 |
| JP3479966B2 JP3479966B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=26355879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02068499A Expired - Lifetime JP3479966B2 (ja) | 1998-01-30 | 1999-01-28 | 光電流モニタ回路及び光受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3479966B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054507A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信回路 |
| JP2006352360A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信器 |
| US7211780B2 (en) | 2004-09-15 | 2007-05-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light receiving circuit using avalanche photodiode with a controlled voltage divider |
| US7332702B2 (en) | 2002-08-05 | 2008-02-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical receiver and a method for manufacturing the same |
| JP2010239264A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | モニタ回路とこれを用いた光受信器 |
| US8569674B2 (en) | 2007-08-21 | 2013-10-29 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Multiplexed photocurrent monitoring circuit comprising current mirror circuits |
| CN108957102A (zh) * | 2018-08-28 | 2018-12-07 | 长沙理工大学 | 一种无运放的电流检测电路 |
| US11391628B2 (en) | 2020-02-17 | 2022-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical receiving circuit |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP02068499A patent/JP3479966B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN108957102B (zh) * | 2018-08-28 | 2024-03-08 | 长沙理工大学 | 一种无运放的电流检测电路 |
| US11391628B2 (en) | 2020-02-17 | 2022-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical receiving circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3479966B2 (ja) | 2003-12-15 |
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