JPS59160345A - アパランシエフオトダイオ−ドのバイアス回路 - Google Patents
アパランシエフオトダイオ−ドのバイアス回路Info
- Publication number
- JPS59160345A JPS59160345A JP58034123A JP3412383A JPS59160345A JP S59160345 A JPS59160345 A JP S59160345A JP 58034123 A JP58034123 A JP 58034123A JP 3412383 A JP3412383 A JP 3412383A JP S59160345 A JPS59160345 A JP S59160345A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- apd
- circuit
- current
- voltage
- constant
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/691—Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
- H04B10/6911—Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アバランシェフォトダイオードのバイアス回
路に関し、更に詳しくはバイアス電圧を応答性よく変化
させることができるアバランシェフォトダイオードのバ
イアス回路に関する。
路に関し、更に詳しくはバイアス電圧を応答性よく変化
させることができるアバランシェフォトダイオードのバ
イアス回路に関する。
アバランシェフォトダイオード（以下ＡＰＤと略す）は
、光電変換に際して増倍機能をもっているため長距離伝
送を主に光レシーバに広く用いられている。と、ころで
、ＡＰＤ Ｉｃ増倍作用を行わせるためには１００乃至
３００ｖの高いバイアス電圧を必要とする。そして、Ａ
ＰＤの電流増幅率はバイアス電圧に依存するため、バイ
アス電圧を変化させて電流増幅率を制御する方法が用い
られる。第１図は、ＡＰＤの電流増幅率特性を示す図で
ある。図において、縦軸は電流増幅率Ｍを横軸はバイア
ス電圧ＶＢをそれぞれ示している。ＶＢが変化するにつ
れて、Ｍも変化していることがわかる。
、光電変換に際して増倍機能をもっているため長距離伝
送を主に光レシーバに広く用いられている。と、ころで
、ＡＰＤ Ｉｃ増倍作用を行わせるためには１００乃至
３００ｖの高いバイアス電圧を必要とする。そして、Ａ
ＰＤの電流増幅率はバイアス電圧に依存するため、バイ
アス電圧を変化させて電流増幅率を制御する方法が用い
られる。第１図は、ＡＰＤの電流増幅率特性を示す図で
ある。図において、縦軸は電流増幅率Ｍを横軸はバイア
ス電圧ＶＢをそれぞれ示している。ＶＢが変化するにつ
れて、Ｍも変化していることがわかる。
第２図は、ＡＰＤのバイアス回路の従来例を示す図であ
る。図において、ＤがＡＰＤ ％ Ｑは該ＡＰＤの両端
に接続されたトランジスタ、１は高圧電源である。尚圧
電源１の出力電圧は、それぞれ抵抗Ｒ４゜Ｒ２を介して
ＡＰＤに印加されてい・る。Ｃ１は高圧用源１の出力間
に接続された平滑用コンデンサ、Ｃ２はその一端がＡＰ
Ｄのカンードに接続された直流分カットコンデンサ、２
はＡＰＤ Ｋよって検出された信号を増幅する前置増幅
器である。該前置増幅器の出力は信号処理回路（図示せ
ず）に送られて必要な処理が行われる。ＡＰＤ Ｋ印加
する電圧ＶＢは、トランジスタＱのベースに制御信号を
与えて変化させるよう罠なっている。バイアス電圧ＶＢ
を供給するための高圧電源１の出力電圧としては２００
Ｖ以上の高電圧を要求されるが、電流容量としては１ｒ
ｎＡ以下である。このため、一般に５ｖ乃至＋ＯＶの直
流をＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧整流して必要な高電圧
を得るようにしている。しかし、その′電流容量は小さ
く、出力インピーダンスも高いのが普通である。
る。図において、ＤがＡＰＤ ％ Ｑは該ＡＰＤの両端
に接続されたトランジスタ、１は高圧電源である。尚圧
電源１の出力電圧は、それぞれ抵抗Ｒ４゜Ｒ２を介して
ＡＰＤに印加されてい・る。Ｃ１は高圧用源１の出力間
に接続された平滑用コンデンサ、Ｃ２はその一端がＡＰ
Ｄのカンードに接続された直流分カットコンデンサ、２
はＡＰＤ Ｋよって検出された信号を増幅する前置増幅
器である。該前置増幅器の出力は信号処理回路（図示せ
ず）に送られて必要な処理が行われる。ＡＰＤ Ｋ印加
する電圧ＶＢは、トランジスタＱのベースに制御信号を
与えて変化させるよう罠なっている。バイアス電圧ＶＢ
を供給するための高圧電源１の出力電圧としては２００
Ｖ以上の高電圧を要求されるが、電流容量としては１ｒ
ｎＡ以下である。このため、一般に５ｖ乃至＋ＯＶの直
流をＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧整流して必要な高電圧
を得るようにしている。しかし、その′電流容量は小さ
く、出力インピーダンスも高いのが普通である。
第２図に示す従来のバイアス回路を用いて、バイアス電
圧ＶＢを変化させたときの応答は第３図に示すようなも
のとなる６図において、縦軸はバイアス電圧ＶＢを横軸
は時間ｔをそれぞれ示している。
圧ＶＢを変化させたときの応答は第３図に示すようなも
のとなる６図において、縦軸はバイアス電圧ＶＢを横軸
は時間ｔをそれぞれ示している。
高圧電源１としてＤＣ／ｂＣコンバータ方式のものを用
いた場合、その出力インピーダンスは一般に大きくコン
デンサＣ１を充電するに時間がかかってしまうため、出
力電圧を上昇させる側の応答が図に示すように遅くなっ
てしまう。従来の回路では、ＡＰＤの電流増幅率Ｍを制
御する際に、高圧電源１の出力電圧が変動するため、前
述した応答の悪さがＭ制御の応答を遅くしている。即ち
、電流増幅率Ｍが小から大に変化するときに制御時の応
答が遅くなってしまう。
いた場合、その出力インピーダンスは一般に大きくコン
デンサＣ１を充電するに時間がかかってしまうため、出
力電圧を上昇させる側の応答が図に示すように遅くなっ
てしまう。従来の回路では、ＡＰＤの電流増幅率Ｍを制
御する際に、高圧電源１の出力電圧が変動するため、前
述した応答の悪さがＭ制御の応答を遅くしている。即ち
、電流増幅率Ｍが小から大に変化するときに制御時の応
答が遅くなってしまう。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって
、トランジスタＱを流れる電流とＡＰＤを流れる光電流
の和が常に一定になるような定電流回路を設けて、バイ
アス電圧ＶＢを変化させそれに応じて電流増幅率Ｍを応
答性よく制御できるようにして、ＡＰＤのＭ制御の応答
特性を改善したバイアス回路を実現したものである。
、トランジスタＱを流れる電流とＡＰＤを流れる光電流
の和が常に一定になるような定電流回路を設けて、バイ
アス電圧ＶＢを変化させそれに応じて電流増幅率Ｍを応
答性よく制御できるようにして、ＡＰＤのＭ制御の応答
特性を改善したバイアス回路を実現したものである。
以下、色面を参照して本発明の詳細な説明する。
第４図は、本発明の構成原理を示す電気的構成図である
。トランジスタＱとＡＰＤの共通接続点Ｊには、定電流
回路１０が接続されている。即ち、高圧１源１はＡＰＤ
と定電流回路１０の直列回路の両端に印加されるように
なっている。このように構成された回路において、制御
信号が印加されることＫよってトランジスタ。のコレク
タ・エミッタ間電圧が所定の値に維持され、ＡＰＤのバ
イアス電圧ＶＢを所定の値に維持する。ここで、このと
きトランジスタＱに流れる電流をＩＱ％ ’ＡＰＤＫ流
れる光電流を！ 定電流回路１ｏの出力電流を工。とす
ると次ｐゝ 式が成立する。
。トランジスタＱとＡＰＤの共通接続点Ｊには、定電流
回路１０が接続されている。即ち、高圧１源１はＡＰＤ
と定電流回路１０の直列回路の両端に印加されるように
なっている。このように構成された回路において、制御
信号が印加されることＫよってトランジスタ。のコレク
タ・エミッタ間電圧が所定の値に維持され、ＡＰＤのバ
イアス電圧ＶＢを所定の値に維持する。ここで、このと
きトランジスタＱに流れる電流をＩＱ％ ’ＡＰＤＫ流
れる光電流を！ 定電流回路１ｏの出力電流を工。とす
ると次ｐゝ 式が成立する。
ＯＱ Ｐ （１）ＡＰＤの電
流増幅率Ｍの制御は、トランジスタ。を流れる電流ＩＱ
の制御により行われる。ＩＱを減少させると、Ｉｏを一
定に維持すべくバイアス電圧ＶＢか増加し、Ｍが上昇し
、■、が増力ける。逆ＫＩＱが増加すると、Ｉｏを一定
に維持すべくバイアス電圧ｖＢが減少し、Ｍが減少し、
■、が減少する。このようＫして、高圧電源１の出カ電
流工。はＡＰＤの電流増幅率Ｍを変化させても一定に保
たれる。
流増幅率Ｍの制御は、トランジスタ。を流れる電流ＩＱ
の制御により行われる。ＩＱを減少させると、Ｉｏを一
定に維持すべくバイアス電圧ＶＢか増加し、Ｍが上昇し
、■、が増力ける。逆ＫＩＱが増加すると、Ｉｏを一定
に維持すべくバイアス電圧ｖＢが減少し、Ｍが減少し、
■、が減少する。このようＫして、高圧電源１の出カ電
流工。はＡＰＤの電流増幅率Ｍを変化させても一定に保
たれる。
第５図は、高圧電源の変化特性を示す図である。
（、）は従来回路の、（ｂ）は本発明回路のそれぞれ変
化特性を示している。縦軸は出方電圧、横軸は出方電流
ＩＬをそれぞれ示す。即ち、従来回路の場合はトランジ
スタ電流ＩＱの変化に伴い高圧電源の出方電流ＩＬも変
化するため、バイアス電圧ｖ０が小がら大に変化すると
き（図中の３３−＋ Ａの変化に対応）の応答が遅くな
る。これに対して、本方式では高圧電源の負荷はＩｏと
一定であるため、トランジスタに流す電流工。を変化さ
せても高圧電源応答の影響は受けない。なお、第４図の
定電流回路１ｏは、必ずしも能動素子を用いて構成する
必要はなく、高抵抗を接続して簡易定電流回路としても
よい。
化特性を示している。縦軸は出方電圧、横軸は出方電流
ＩＬをそれぞれ示す。即ち、従来回路の場合はトランジ
スタ電流ＩＱの変化に伴い高圧電源の出方電流ＩＬも変
化するため、バイアス電圧ｖ０が小がら大に変化すると
き（図中の３３−＋ Ａの変化に対応）の応答が遅くな
る。これに対して、本方式では高圧電源の負荷はＩｏと
一定であるため、トランジスタに流す電流工。を変化さ
せても高圧電源応答の影響は受けない。なお、第４図の
定電流回路１ｏは、必ずしも能動素子を用いて構成する
必要はなく、高抵抗を接続して簡易定電流回路としても
よい。
第６図は、本発明の具体的構成の一例を示す電気的構成
図である。第２、第４図と同一のものは同一の番号を付
してします。図において、ＤｌがＡＰＤである。トラン
ジスタＱ１とＡＰＤとは、それぞれバイアス抵抗Ｒ１０
、Ｒ１１との直列回路になっておりこれら直列回路が並
列接続されている。ＡＰＤのカソードからは、直流分カ
ットコンデンサＣＩＯを介して信号が取出され前置増幅
器２に伝えられる。
図である。第２、第４図と同一のものは同一の番号を付
してします。図において、ＤｌがＡＰＤである。トラン
ジスタＱ１とＡＰＤとは、それぞれバイアス抵抗Ｒ１０
、Ｒ１１との直列回路になっておりこれら直列回路が並
列接続されている。ＡＰＤのカソードからは、直流分カ
ットコンデンサＣＩＯを介して信号が取出され前置増幅
器２に伝えられる。
高圧電源１の正極性側はコモン電位におとされ、トラン
ジスタＱ、とＡＰＤの並列回路に接続されている。一方
、前記並列回路の他方の共通接続側はトランジスタＱ２
のコレクタに接続されている。また、高圧電源１の出力
間には、抵抗Ｒ１２とツェナーダイオードＤ２の直列回
路が接続されており、ツェナーダイオードＤ２から取出
されたツェナー電圧は、トランジスタＱ２のペースに印
加され、該トランジスタのベース電位を一定に保つ。こ
の結果、トランジスタＱ２に流れる電流は一定となり定
′ｅＬ流回路として動作する。このように構成された回
路においては、高圧電源１からバイアス回路をみると定
電流源を接続したのを等価となり、ＡＰＤの電流増幅率
Ｍを変化させても高圧電源１の出力電流、電圧は変化し
ない。このような方式では、ノ（イアスミ圧ＶＢの応答
速度はＡＰＤのアノード側のコンデンサＣ１１と定電流
の値とによって′決まる。なお、ツェナーダイオードＤ
２０代わりに抵抗を用いてもよい、高圧電源１側から見
ると定抵抗に等価で、やはり出力電流、電圧は変化しな
い。
ジスタＱ、とＡＰＤの並列回路に接続されている。一方
、前記並列回路の他方の共通接続側はトランジスタＱ２
のコレクタに接続されている。また、高圧電源１の出力
間には、抵抗Ｒ１２とツェナーダイオードＤ２の直列回
路が接続されており、ツェナーダイオードＤ２から取出
されたツェナー電圧は、トランジスタＱ２のペースに印
加され、該トランジスタのベース電位を一定に保つ。こ
の結果、トランジスタＱ２に流れる電流は一定となり定
′ｅＬ流回路として動作する。このように構成された回
路においては、高圧電源１からバイアス回路をみると定
電流源を接続したのを等価となり、ＡＰＤの電流増幅率
Ｍを変化させても高圧電源１の出力電流、電圧は変化し
ない。このような方式では、ノ（イアスミ圧ＶＢの応答
速度はＡＰＤのアノード側のコンデンサＣ１１と定電流
の値とによって′決まる。なお、ツェナーダイオードＤ
２０代わりに抵抗を用いてもよい、高圧電源１側から見
ると定抵抗に等価で、やはり出力電流、電圧は変化しな
い。
本発明回路の特長を列挙すると、以下のとおシである。
（１） 高圧電源の応答特性の影響を受けないので、
Ｍ制御の応答が速い。
Ｍ制御の応答が速い。
（２）高圧電源の出力電圧の個体差を定電流の値を変え
ることで吸収できる。
ることで吸収できる。
（３）高圧電源の出力電流が一定のため、高圧電源のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータの１次側の電圧の変動を小さくでき
る。
Ｃ／ＤＣコンバータの１次側の電圧の変動を小さくでき
る。
（４） 構成が極めて簡単である。
以上、詳細に説明したように１本発明によればトランジ
スタを°流れる電流とＡＰＤを流れる光電流の和が常に
一定になるような定電流回路を設は刃、バイアス電圧を
変化させそれに応じて電流増幅率Ｍを応答性よく制御で
きるようＫして、ＡＰＤのＭ制御の応答特性を改善した
バイアス回路を実現することができる。
スタを°流れる電流とＡＰＤを流れる光電流の和が常に
一定になるような定電流回路を設は刃、バイアス電圧を
変化させそれに応じて電流増幅率Ｍを応答性よく制御で
きるようＫして、ＡＰＤのＭ制御の応答特性を改善した
バイアス回路を実現することができる。
第１図はＡＰＤの特性を示す図、第２図はＡＰＤのバイ
アス回路の従来例を示す図、第５図はその応答特性を示
す図、゛第４図は本発明の構成原理図、第５図は高圧電
源の特性図、第６図は本発明の具体的構成を示す電気的
構成図である。 １・・・高圧電源、２・・・前置増幅器、１０・・・定
電流回路、Ｑ、Ｑｌ、Ｑ２・・・トランジスタ、Ｄ、Ｄ
、・・・＾ＰＤ。 Ｄ２・・・ツェナーダイオード、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１０−
Ｒ１３”・抵抗、ｃｌ、 Ｃ２，ｃ、。、Ｃ４，・・・
コンデンサ。 ２９３
アス回路の従来例を示す図、第５図はその応答特性を示
す図、゛第４図は本発明の構成原理図、第５図は高圧電
源の特性図、第６図は本発明の具体的構成を示す電気的
構成図である。 １・・・高圧電源、２・・・前置増幅器、１０・・・定
電流回路、Ｑ、Ｑｌ、Ｑ２・・・トランジスタ、Ｄ、Ｄ
、・・・＾ＰＤ。 Ｄ２・・・ツェナーダイオード、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１０−
Ｒ１３”・抵抗、ｃｌ、 Ｃ２，ｃ、。、Ｃ４，・・・
コンデンサ。 ２９３
Claims (1)
- 高圧電源から供給される電圧を用いてアバランシェフォ
トダイオードに印加する電圧をつくり出すバイアス回路
において、アバランシェフォトダイオードと並列にトラ
ンジスタを接続し該トランジスタのベースに制御信号を
与えて該アバランシェフォトダイオードの両端に印加さ
れる電圧を調節すると共に、トランジスタに流れる電流
とアバランシェフォトダイオードに流れる光電流の和が
一定となるような定電流回路を設けたことを特徴とする
アバランシェフォトダイオードのバイアス回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58034123A JPS59160345A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | アパランシエフオトダイオ−ドのバイアス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58034123A JPS59160345A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | アパランシエフオトダイオ−ドのバイアス回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160345A true JPS59160345A (ja) | 1984-09-11 |
| JPH0129333B2 JPH0129333B2 (ja) | 1989-06-09 |
Family
ID=12405465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58034123A Granted JPS59160345A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | アパランシエフオトダイオ−ドのバイアス回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160345A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265333B2 (en) | 2004-08-09 | 2007-09-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-receiving circuit |
| US8190034B2 (en) | 2008-01-31 | 2012-05-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical receiver applicable to GPON system |
| CN104049193A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 马克西姆综合产品公司 | 雪崩光电二极管检测器系统 |
-
1983
- 1983-03-02 JP JP58034123A patent/JPS59160345A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265333B2 (en) | 2004-08-09 | 2007-09-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-receiving circuit |
| US8190034B2 (en) | 2008-01-31 | 2012-05-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical receiver applicable to GPON system |
| CN104049193A (zh) * | 2013-03-14 | 2014-09-17 | 马克西姆综合产品公司 | 雪崩光电二极管检测器系统 |
| CN104049193B (zh) * | 2013-03-14 | 2019-08-06 | 马克西姆综合产品公司 | 雪崩光电二极管检测器系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0129333B2 (ja) | 1989-06-09 |
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