JPS63104384A - 光電変換回路 - Google Patents
光電変換回路Info
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- JPS63104384A JPS63104384A JP61249516A JP24951686A JPS63104384A JP S63104384 A JPS63104384 A JP S63104384A JP 61249516 A JP61249516 A JP 61249516A JP 24951686 A JP24951686 A JP 24951686A JP S63104384 A JPS63104384 A JP S63104384A
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- JP
- Japan
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- resistor
- photoelectric conversion
- conversion circuit
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光電変換回路に関し、特に、半導体受光素子に
入射する光量に応じて出力電圧を発生する光電変換回路
に関する。
入射する光量に応じて出力電圧を発生する光電変換回路
に関する。
第３図は従来の光電変換回路の一例を示す回路図である
。
。
第３図に示されるように、従来の光電変換回路は、フォ
トダイオード１０１と抵抗器１０４とで構成され、フォ
トダイオード１０１のカソードには電源電圧ＶＣＣが印
加され、そのアノードは抵抗器１０４を介して接地され
ている。また、上記フォトダイオード１０１と抵抗器１
０４との接続個所は出力端子１０６に接続されている。
トダイオード１０１と抵抗器１０４とで構成され、フォ
トダイオード１０１のカソードには電源電圧ＶＣＣが印
加され、そのアノードは抵抗器１０４を介して接地され
ている。また、上記フォトダイオード１０１と抵抗器１
０４との接続個所は出力端子１０６に接続されている。
そして、フォトダイオード１０１に光ｈνが入射すると
、そのフォトダイオード１０１には電流１．１ が流れ
、従って、抵抗器１０４にも電流１．１ が流れる。こ
れにより、出力端子１０６にはフォトダイオード１０１
に入射する光ｈνに応じて出力電圧が生じることになる
。
、そのフォトダイオード１０１には電流１．１ が流れ
、従って、抵抗器１０４にも電流１．１ が流れる。こ
れにより、出力端子１０６にはフォトダイオード１０１
に入射する光ｈνに応じて出力電圧が生じることになる
。
［発明が解決しようとする問題点〕
上述したように、従来の光電変換回路はフォトダイオー
ド１０１と抵抗器１０４とで構成され、フォトダイオー
ド１０１に光ｈνが入射すると、その光ｈνの強さに応
じてフォトダイオード１０１に電流１．＋ が流れ、こ
の電流１．１ によって抵抗器１０４の両端に生じた電
圧を出力電圧として出力端子１０６から取出すようにな
されている。
ド１０１と抵抗器１０４とで構成され、フォトダイオー
ド１０１に光ｈνが入射すると、その光ｈνの強さに応
じてフォトダイオード１０１に電流１．＋ が流れ、こ
の電流１．１ によって抵抗器１０４の両端に生じた電
圧を出力電圧として出力端子１０６から取出すようにな
されている。
ところで、フォトダイオード１０４には接合容Ｎ １０
１ ａが存在し、また、このフォトダイオード１０４を
接続する配線には浮遊容量が存在する。
１ ａが存在し、また、このフォトダイオード１０４を
接続する配線には浮遊容量が存在する。
このようなフォトダイオードの接合容量等のために、上
記した従来の光電変換回路は、フォトダイオード１０４
に光ｈνが入射したときに出力される電圧を十分に大き
くできないか、または、出力電圧の応答特性を鈍くする
問題があった。すなわ、ち、フォトダイオード１０４に
光ｈνが入射したときに出力される電圧の応答特性を速
くするためには抵抗器１０４の値を小さくする必要があ
るが、このように抵抗器１０４の値を小さくすると出力
端子１０６に出力される電圧が小さくなる。逆に、抵抗
器１０６の値を大きくすると出力端子１０６に出力され
る電圧は大きくなるものの、出力電圧の応答特性が鈍く
なる問題がある。
記した従来の光電変換回路は、フォトダイオード１０４
に光ｈνが入射したときに出力される電圧を十分に大き
くできないか、または、出力電圧の応答特性を鈍くする
問題があった。すなわ、ち、フォトダイオード１０４に
光ｈνが入射したときに出力される電圧の応答特性を速
くするためには抵抗器１０４の値を小さくする必要があ
るが、このように抵抗器１０４の値を小さくすると出力
端子１０６に出力される電圧が小さくなる。逆に、抵抗
器１０６の値を大きくすると出力端子１０６に出力され
る電圧は大きくなるものの、出力電圧の応答特性が鈍く
なる問題がある。
また、従来、光ｈνが入射したときにフォトダイオード
を流れる電流を作動増幅器で増幅して十分な出力電圧を
得る光電変換回路があるが、高速で動作し、且つ、低省
費電力の作動増幅器が無いために応答特性および電力省
費の面で問題があった。
を流れる電流を作動増幅器で増幅して十分な出力電圧を
得る光電変換回路があるが、高速で動作し、且つ、低省
費電力の作動増幅器が無いために応答特性および電力省
費の面で問題があった。
本発明の目的は、上述した従来形の光電変換回路の問題
点に鑑み、半導体受光素子と直列に第１のトランジスタ
を接続し、この第１のトランジスタと並列に第２のトラ
ンジスタをカレントミラー接続し、その第２の１−ラン
ジスタ側がら出力を取出すことによって、高速動作が可
能で充分な出力電圧を有する光電変換回路を提供するこ
とにある。
点に鑑み、半導体受光素子と直列に第１のトランジスタ
を接続し、この第１のトランジスタと並列に第２のトラ
ンジスタをカレントミラー接続し、その第２の１−ラン
ジスタ側がら出力を取出すことによって、高速動作が可
能で充分な出力電圧を有する光電変換回路を提供するこ
とにある。
本発明によれば、半導体受光素子に入射する光量に応じ
て出力電圧を発生する光電変換回路であって、電源電圧
が一端に印加される第１の抵抗器と、前記半導体受光素
子を介して前記電源電圧が印加される第１の入力、前記
第１の抵抗器の他端に接続されると共に該第１の入力に
共通接続される第２の入力、および、接地される第３の
入力を有する第１のトランジスタと、前記電源電圧が一
端に印加された第２の抵抗器と、該第２の抵抗器を介し
て前記電源電圧が印加される第１の入力、前記第１のト
ランジスタの第２の入力に接続される第２の入力、およ
び、接地される第３の入力を有する第２のトランジスタ
と、を具備し、前記第２の抵抗器と前記第２のトランジ
スタの第１の入力との接続個所から出力電圧を取出すよ
うになっている光電変換回路が提供される。
て出力電圧を発生する光電変換回路であって、電源電圧
が一端に印加される第１の抵抗器と、前記半導体受光素
子を介して前記電源電圧が印加される第１の入力、前記
第１の抵抗器の他端に接続されると共に該第１の入力に
共通接続される第２の入力、および、接地される第３の
入力を有する第１のトランジスタと、前記電源電圧が一
端に印加された第２の抵抗器と、該第２の抵抗器を介し
て前記電源電圧が印加される第１の入力、前記第１のト
ランジスタの第２の入力に接続される第２の入力、およ
び、接地される第３の入力を有する第２のトランジスタ
と、を具備し、前記第２の抵抗器と前記第２のトランジ
スタの第１の入力との接続個所から出力電圧を取出すよ
うになっている光電変換回路が提供される。
上述した構成を有する本発明の光電変換回路によれば、
第１のトランジスタの第１の入力には半導体受光素子を
介して電源電圧が印加され、第２の入力には電源電圧が
一端に印加された第１の抵抗器が接続されると共に上記
第１の入力が共通接続され、そして、第３の入力は接地
される。また、第２のトランジスタ第１の入力には第２
の抵抗器を介して電源電圧が印加され、第２の入力には
上記第１のトランジスタの第２の入力が接続され、そし
て、第３の入力は接地される。さらに、上記第２の抵抗
器と上記第２のトランジスタの第１の入力との接続個所
は出力端子として出力電圧が取出されることになる。
第１のトランジスタの第１の入力には半導体受光素子を
介して電源電圧が印加され、第２の入力には電源電圧が
一端に印加された第１の抵抗器が接続されると共に上記
第１の入力が共通接続され、そして、第３の入力は接地
される。また、第２のトランジスタ第１の入力には第２
の抵抗器を介して電源電圧が印加され、第２の入力には
上記第１のトランジスタの第２の入力が接続され、そし
て、第３の入力は接地される。さらに、上記第２の抵抗
器と上記第２のトランジスタの第１の入力との接続個所
は出力端子として出力電圧が取出されることになる。
以下、図面を参照して本発明に係る光電変換回路の一実
施例を説明する。
施例を説明する。
第１図は本発明に係る光電変換回路の一実施例を示す回
路図である。
路図である。
第１図に示される光電変換回路は、フォトダイオード１
と、２つの抵抗器２および４と、２つの等価なトランジ
スタ３および５とで構成されている。
と、２つの抵抗器２および４と、２つの等価なトランジ
スタ３および５とで構成されている。
フォトダイオード１のカソードには電源電圧ＶＣＣが印
加され、また、フォトダイオード１のアノードはトラン
ジスタ３のコレクタに接続されている。抵抗器２の一端
には電源電圧ｙ ｅｃが印加され、また、抵抗器２の他
端はトランジスタ３のベースに接続されている。トラン
ジスタ３のコレクタは、トランジスタ３のベースおよび
トランジスタ５のベースに共通接続されている。抵抗器
４の一端には電源電圧■。０が印加され、また、抵抗器
４の他端はトランジスタ５のコレクタに接続されている
。そして、トランジスタ３のエミッタおよびトランジス
タ５のエミッタは、それぞれ接地（アースＧＮＤに接続
）されている。ここで、トランジスタ５のコレクタと抵
抗器４との接続個所は出力端子６とされている。
加され、また、フォトダイオード１のアノードはトラン
ジスタ３のコレクタに接続されている。抵抗器２の一端
には電源電圧ｙ ｅｃが印加され、また、抵抗器２の他
端はトランジスタ３のベースに接続されている。トラン
ジスタ３のコレクタは、トランジスタ３のベースおよび
トランジスタ５のベースに共通接続されている。抵抗器
４の一端には電源電圧■。０が印加され、また、抵抗器
４の他端はトランジスタ５のコレクタに接続されている
。そして、トランジスタ３のエミッタおよびトランジス
タ５のエミッタは、それぞれ接地（アースＧＮＤに接続
）されている。ここで、トランジスタ５のコレクタと抵
抗器４との接続個所は出力端子６とされている。
次に、上記した光電変換回路の実施例の動作を説明する
。
。
まず、フォトダイオード１に光が入射していないとき、
トランジスタ３のベースおよにトランジスタ５のベース
には抵抗器２を介して電源電圧が印加され、例えば、２
〜３μアンペア程度の弱い電流が流される。この抵抗器
２でトランジスタ３および５に電流を流すことにより、
フォトダイオード１に光が入射しないときにもトランジ
スタのベース電位を、例えば、０．６ボルト程度に保持
するようになされている。このように、フォトダイオー
ド１に光が入射しないときに、トランジスタ３および５
のベース電位を、例えば、０．６ボルト程度に保持して
おくと、フォトダイオード１に光ｈνが入射して、例え
ば、４０μアンペアの電流が流れるとき、トランジスタ
のベース電位を０ボルトから０．６１ボルト程度まで上
昇させる代わりに、０．６ボルトから０．６１ボルト程
度まで上昇させ、トランジスタのベース電位を上昇させ
るために要する時間の遅れを減少するようになされてい
る。
トランジスタ３のベースおよにトランジスタ５のベース
には抵抗器２を介して電源電圧が印加され、例えば、２
〜３μアンペア程度の弱い電流が流される。この抵抗器
２でトランジスタ３および５に電流を流すことにより、
フォトダイオード１に光が入射しないときにもトランジ
スタのベース電位を、例えば、０．６ボルト程度に保持
するようになされている。このように、フォトダイオー
ド１に光が入射しないときに、トランジスタ３および５
のベース電位を、例えば、０．６ボルト程度に保持して
おくと、フォトダイオード１に光ｈνが入射して、例え
ば、４０μアンペアの電流が流れるとき、トランジスタ
のベース電位を０ボルトから０．６１ボルト程度まで上
昇させる代わりに、０．６ボルトから０．６１ボルト程
度まで上昇させ、トランジスタのベース電位を上昇させ
るために要する時間の遅れを減少するようになされてい
る。
そして、フォトダイオード１に光ｈνが入射すると、フ
ォトダイオード１にはカソード側からアノード側に電流
■６が流れる。このとき、フォトダイオード１を流れる
電流Ｘａ （例えば、４０μアンペアの電流）は、ト
ランジスタ３の内部抵抗が小さいために、フォトダイオ
ード１の接合容量１ａおよびフォトダイオード１の配線
容量の影響を殆ど受けることなく、トランジスタ３を介
してアースＧＮＤに流れることになる。このように、例
えば、４０μアンペアの電流がトランジスタ３を流れる
と、前述したように、トランジスタ３のベース電位は、
例えば、０．６１ボルトとなる。このとき、ベースを共
通として並列に接続（カレントミ７−接続）されたトラ
ンジスタ５のベース電位も、例えば、０．６１ボルトと
なり、トランジスタ５にもトランジスタ３と同じ４０μ
アンペアの電流が流れる。これにより、出力端子６には
、電源電圧Ｖ ｅＣよりも抵抗器４の両端の電圧骨だけ
が低い電圧が出力されることになる。ここで、トランジ
スタ３および５は、接合容量の小さい高速型のトランジ
スタであるのはいうまでもない。
ォトダイオード１にはカソード側からアノード側に電流
■６が流れる。このとき、フォトダイオード１を流れる
電流Ｘａ （例えば、４０μアンペアの電流）は、ト
ランジスタ３の内部抵抗が小さいために、フォトダイオ
ード１の接合容量１ａおよびフォトダイオード１の配線
容量の影響を殆ど受けることなく、トランジスタ３を介
してアースＧＮＤに流れることになる。このように、例
えば、４０μアンペアの電流がトランジスタ３を流れる
と、前述したように、トランジスタ３のベース電位は、
例えば、０．６１ボルトとなる。このとき、ベースを共
通として並列に接続（カレントミ７−接続）されたトラ
ンジスタ５のベース電位も、例えば、０．６１ボルトと
なり、トランジスタ５にもトランジスタ３と同じ４０μ
アンペアの電流が流れる。これにより、出力端子６には
、電源電圧Ｖ ｅＣよりも抵抗器４の両端の電圧骨だけ
が低い電圧が出力されることになる。ここで、トランジ
スタ３および５は、接合容量の小さい高速型のトランジ
スタであるのはいうまでもない。
以上のようにして、フォトダイオード１に入射する光ｈ
νの強さに応じた電圧が出力端子６から出力されること
になるが、その出力電圧は抵抗器４の値により最適な大
きさに設定することができる。
νの強さに応じた電圧が出力端子６から出力されること
になるが、その出力電圧は抵抗器４の値により最適な大
きさに設定することができる。
第２図は本発明の光電変換回路を使用したパルスエンコ
ーダの一例を示す概略図である。
ーダの一例を示す概略図である。
第２図に示されるように、上述した光電変換回路の一実
施例は、例えば、パルスエンコーダの光電変換回路等に
使用されるものである。このパルスエンコーダは、モー
タの回転軸７に取付けられ複数のスリン）８１ａが設け
られた回転円板８ａと、上記スリット８１ａと対応する
複数のスリット８１ｂが設けられた固定円板８ｂとの位
置関係により断続的に入射される発光ダイオード９から
の光を、フォトダイオード１で検出し、また、処理回路
で電圧出力に変換するものである。そして、光電変換回
路の出力端子６の出力電圧はカウンタ（図示しない）等
で計数され、モータの回転数等が算出されることになる
。このようなパルスエンコーグには、フォトダイオード
１に入射する光に対して出力端子６から出力される電圧
の応答速度が速い光電変換回路が必要とされるが、本発
明の光電変換回路はこのようなパルスエンコーダ等に最
適なものである。
施例は、例えば、パルスエンコーダの光電変換回路等に
使用されるものである。このパルスエンコーダは、モー
タの回転軸７に取付けられ複数のスリン）８１ａが設け
られた回転円板８ａと、上記スリット８１ａと対応する
複数のスリット８１ｂが設けられた固定円板８ｂとの位
置関係により断続的に入射される発光ダイオード９から
の光を、フォトダイオード１で検出し、また、処理回路
で電圧出力に変換するものである。そして、光電変換回
路の出力端子６の出力電圧はカウンタ（図示しない）等
で計数され、モータの回転数等が算出されることになる
。このようなパルスエンコーグには、フォトダイオード
１に入射する光に対して出力端子６から出力される電圧
の応答速度が速い光電変換回路が必要とされるが、本発
明の光電変換回路はこのようなパルスエンコーダ等に最
適なものである。
以上の実施例では、半導体受光素子としてフォトダイオ
ードを使用しているが、本発明の光電変換回路は、フォ
トダイオードだけでなくフォトトランジスタ等の受光素
子を使用することができるのはいうまでもない。
ードを使用しているが、本発明の光電変換回路は、フォ
トダイオードだけでなくフォトトランジスタ等の受光素
子を使用することができるのはいうまでもない。
以上、詳述したように、本発明に係る光電変換回路は、
半導体受光素子と直列に第１のトランジスタを接続し、
この第１のトランジスタと並列に第２のトランジスタを
カレントミラー接続し、その第２のトランジスタ側から
出力を取出すことによって、高速動作が可能で充分な出
力電圧を取出すことができるものである。
半導体受光素子と直列に第１のトランジスタを接続し、
この第１のトランジスタと並列に第２のトランジスタを
カレントミラー接続し、その第２のトランジスタ側から
出力を取出すことによって、高速動作が可能で充分な出
力電圧を取出すことができるものである。
第１図は本発明に係る光電変換回路の一実施例を示す回
路図、 第２図は本発明の光電変換回路を使用したパルスエンコ
ーダの一例を示す概略図、 第３図は従来の光電変換回路の一例を示す回路図である
。 （符号の説明） １・・・フォトダイオード、 ２・・・第１の抵抗器
、３・・・第１のトランジスタ、４・・・第２の抵抗器
、５・・・第２のトランジスタ、６・・・出力端子。
路図、 第２図は本発明の光電変換回路を使用したパルスエンコ
ーダの一例を示す概略図、 第３図は従来の光電変換回路の一例を示す回路図である
。 （符号の説明） １・・・フォトダイオード、 ２・・・第１の抵抗器
、３・・・第１のトランジスタ、４・・・第２の抵抗器
、５・・・第２のトランジスタ、６・・・出力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体受光素子に入射する光量に応じて出力電圧を
発生する光電変換回路であって、電源電圧が一端に印加
される第１の抵抗器と、前記半導体受光素子を介して前
記電源電圧が印加される第１の入力、前記第１の抵抗器
の他端に接続されると共に該第１の入力に共通接続され
る第２の入力、および、接地される第３の入力を有する
第１のトランジスタと、 前記電源電圧が一端に印加された第２の抵抗器と、 該第２の抵抗器を介して前記電源電圧が印加される第１
の入力、前記第１のトランジスタの第２の入力に接続さ
れる第２の入力、および、接地される第３の入力を有す
る第２のトランジスタと、を具備し、前記第２の抵抗器
と前記第２のトランジスタの第１の入力との接続個所か
ら出力電圧を取出すようになっている光電変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249516A JPS63104384A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 光電変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249516A JPS63104384A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 光電変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63104384A true JPS63104384A (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=17194134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61249516A Pending JPS63104384A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 光電変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63104384A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013111286A1 (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | 三菱電機株式会社 | 光受信器、局側光終端装置および受光レベルモニタ方法 |
| JP2014187075A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 光結合装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096008A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-29 | テレフンケン・エレクトロニク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 光電流増幅用広帯域増幅器 |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP61249516A patent/JPS63104384A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6096008A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-29 | テレフンケン・エレクトロニク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 光電流増幅用広帯域増幅器 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013111286A1 (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | 三菱電機株式会社 | 光受信器、局側光終端装置および受光レベルモニタ方法 |
| US9252887B2 (en) | 2012-01-25 | 2016-02-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical receiver, station-side optical network unit, and light reception level monitoring method |
| JP2014187075A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Toshiba Corp | 光結合装置 |
| US9297973B2 (en) | 2013-03-21 | 2016-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical coupling device |
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