JPS63187672A

JPS63187672A - Ａｐｄバイアス回路

Info

Publication number: JPS63187672A
Application number: JP62018288A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shudo; 首藤　晃一; Etsugo Yoneda; 米田　悦吾
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1988-08-03
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JP2733763B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（１）発明の属する技術分野本発明は、光入力電力に対する負帰還回路を有しないア
バランシェホトダイオード（以下ＡＰＤと称する）のバ
イアス回路に関するものであり、特に、雰囲気温度が変
化した場合に、ＡＰＤＯ降伏電圧の温度依存性に対応し
てバイアス電圧を発生させるようにしたＡＰＤバイアス
回路に関するものである。

（２）従来技術とその問題点第１図は、ＡＰＤのバイアス電圧■、と増倍率Ｍの関係
を雰囲気温度Ｔをパラメータにして求めたものである。

ＡＰＤのバイアス電圧を固定してお（と、雰囲気温度Ｔ
が変化した場合には、増倍率Ｍは大きく変化し、これを
光受信装置に適用すると温度変化に従ってＳ　Ｎ　Ｒが
太き（劣化することになる。温度が変化してもＳＮＲ特
性を良好に保つためには、温度変化に対応してＡＰＤの
バイアス電圧を制御する必要がある。

従来のＡＰＤバイアス回路の構成を第２図に示す。１は
ＡＰＤ、２は抵抗、３は負の温度係数をもつサーミスタ
、４は高電圧発生回路、５は出力端子、６は負荷抵抗で
ある。この構成では、高電圧発生回路４の出力電圧はサ
ーミスタ３と抵抗２で分圧され、抵抗２の両端の電圧か
ら負荷抵抗６での電圧降下を差し引いた電圧がＡＰＤ　
ｌのバイアス電圧となる。この構成において、例えば雰
囲気温度が上昇するとサーミスタ３の抵抗が小さくなる
ため、抵抗２の両端の電圧が上昇し、増倍−率Ｍの変化
を抑える方向にＡＰＤＩのバイアス電圧が上昇する。

しかしこの構成では、広い温度範囲にわたって増倍率Ｍ
を制御することは実際には困難であり、使用温度範囲の
最高温度又は最低温度付近では増倍率が所定の値から大
きく異なった値となるという欠点があった。

（３）発明の目的本発明は、かかる点に鑑みて成されたものであり、ＡＰ
Ｄバイアス法の温度補償回路にサーミスタによるホイー
トストンブリッジ回路を用いることを特徴としており、
その目的は広い温度範囲にわたって良好なＳＮＲ特性が
得られるＡＰＤバイアス回路を提供することである。

（４）　　発明の構成。

本発明によるＡＰＤバイアス回路の一実施例を第３図に
示す。７は高電圧発生回路であり、温度補償回路８は、
電圧加算回路部９、定電圧発生回路部１０、温度補償電
圧発生回路部１１より構成される。温度補償電圧発生回
路部１１は、差動バッファ増幅器１２、サーミスタ１３
、抵抗１４．１．５．１６及び定電圧＃１７で構成され
る。

以下本図を参照しつつ、動作を説明する。温度補償電圧
発生回路部１１において、抵抗１４．１５．１６とサー
ミスタ１３から成るホイートストンブリッジからの出力
を差動バッファ増幅器１２を介して電圧加算回路部９に
入力し、定電圧発生回路部１０の出力電圧と電圧加算す
る。電圧加算回路部９の出力を高電圧発生回路７に制御
電圧として入力し、その出力電圧をＡＰＤＩにバイアス
電圧としで印加する。この場合、次のようなＡ　Ｐ　Ｄ
バイアス特性を得ることができる。

ホイートストンブリッジを用いた温度補償電圧発生回路
部１１の出力電圧ν。、は次式で表わすことができる。

Ｒ＋ｆｆ＋ＲＩ４　　　Ｒ＋ｓ　＋　Ｒｉｂ但し、・−・−（２１Ｒ１１（Ｔ）　＝　Ｒｏ　ｅＸｐ　（Ｂ（１／Ｔ　ｌ／
Ｔｏ））　　　　　−−−−（３１Ｒ１３（Ｔ）、Ｒｚ
、ＲＩＳ、Ｒ＋６　　：サーミスタ１３．抵抗１４、抵
抗１５．抵抗１６の抵抗値Ｒｏ：　　　サーミスタ１３の基準温度Ｔ、　（２７３
度Ｋ）における抵抗値Ｔ：　　雰囲気温度（度Ｋ）Ｂ：　　定数 ■ｂ＝　　　定電圧源１６の電圧Ｔｌｌ　　Ｔｌｌ　　Ｔｚ：ＲＩ４の抵抗値を決定する温度（Ｔ＋　＞　Ｔｚ　＞　
Ｔ：ｌ）である。

第４図に式（３）より求めたＶ。ｕｔの温度特性を示す
。出力電圧Ｖ。Ｕ、は式（３）で示されるサーミスタの
非線形性から、温度に対しＳ字曲線となる。このＳ字曲
線はＲ＋４を決定する式（２）で用いた各温度（Ｔｚ　
ＴＺ、Ｔ３）において図中点線で示した比例直線と交叉
しかつ、ＴＺは中央の交叉点となる。式（２）において
、Ｔｌｌ　ＴＺ、　Ｔ３は、ＲＩ４が正の範囲で自由に
選択できるため、Ｓ字曲線の温度に対する位置及びＳ字
曲線を描く温度範囲を任意に設定することができる。ま
た、抵抗１５と抵抗１６の組合せによって出力電圧Ｖ。

Ｕ、の直流偏移量が決定される。

本発明は、サーミスタを用いたホイートストンブリッジ
によって得られる第４図の実線のような８字特性をＡＰ
Ｄバイアス回路の温度補償回路の特性に利用するもので
ある。

第４図において、Ｔ４を使用温度の最小値、Ｔ、を最大
値に設定して、第３図のＡＰＤバイアス回路を構成した
場合のＡＰＤの増倍率特性を第５図に示す。第５図にお
いて、１８は本発明より得られる増倍率特性であり、１
９はＳＮＲを最大とするＡＰＤの最適増倍率特性、２０
は従来の構成例による第１図の増倍率特性である。特性
２０に比較し特性１８は最適増倍率にほぼ一致しており
、本発明により温度に対し最適増倍率を得るＡＰＤバイ
アス回路が実現できることが分かる。

また、第４図のＳ字曲線は温度に対し任意に設定できる
ことから、次のような応用も可能である。

第６図は光伝送系におけるＡＰＤの増倍率Ｍに対するＳ
ＮＲ特性の変化を示すものである。すなわち、増倍率を
ＳＮＲ最大とする最適値（Ｍ。、ア）に設定した後のＳ
ＮＲ特性は、Ｍの減少に対しては大きく、Ｍの増加に対
しては小さい。これにより、設定温度から温度が変化し
た場合にはＭが常に増加するようにＡＰＤバイアス電圧
を制御したほうがＳＮＲ特性としては安定な動作となる
。

第４図のＴ１を使用温度の最小値、Ｔ２を最大値に設定
し、第３図に示す本発明の実施例に適用した場合の増倍
率特性を第７図に示す。本図において、使用温度範囲で
ＡＰＤの増倍率は、設定温度での値より小さくなること
はなく、口約とする特性が得られていることが分かる。

（５）発明の詳細な説明したように、本発明によれば、間車な回路で広い
温度範囲にわたってＡＰＤの増倍率を最適に制御するこ
とが可能であり、環境温度が激しく変化する場所で光受
信器を動作させる場合に、特に大きな効果が期待できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡＰＤ増倍率の温度特性別図、第２図は従来の
ＡＰＤバイアス回路構成例を示す回路図、第３図は本発
明の一実施例のＡＰＤバイアス回路構成例を示す回路図
、第４図はサーミスタを用いたホイートストンブリッジ
回路の出力特性別図、第５図は本発明の一実施例による
ＡＰＤ増倍率温度特性例と最適増倍率の温度特性例およ
び従来の構成例によるＡＰＤ増倍率特性例図、第６図は
光伝送系におけるＳＮＲ特性例図別図７図は本発明の他
の応用例におけるＡＰＤ増倍率特性例図である。１・・・ＡＰＤ、　２・・・抵抗、　３・・・サーミス
タ、４・・・高電圧発生回路、　５・・・出力端子、６
・・・負荷抵抗、　７・・・高電圧発生回路、８・・・
温度補償回路、　９・・・電圧加算回路部、１０・・・
定電圧発生回路部、　１１・・・温度補償電圧発生回路
部、　１２・・・差動バッファ増幅器、１３・・・サー
ミスタ、　１．４．１５．１６・・・抵抗、１７・・・
定電圧源、１Ｂ・・・本発明により得られるＡＰＤ増倍率特性、１
９・・・ＡＰＤ最適増倍率の温度特性、２０・・・従来
の構成例によるＡＰＤ増倍率の温度特性。

Claims

【特許請求の範囲】

温度補償回路と、該温度補償回路の出力電圧の定数倍の
電圧を発生する高電圧発生回路と、該高電圧発生回路の
出力電圧をバイアス電圧として動作するアバランシェホ
トダイオードとを備え、前記温度補償回路はサーミスタ
によるホイートストンブリッジを用いて構成されている
ことを特徴とするＡＰＤバイアス回路。