JPS63278382A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JPS63278382A
JPS63278382A JP62113801A JP11380187A JPS63278382A JP S63278382 A JPS63278382 A JP S63278382A JP 62113801 A JP62113801 A JP 62113801A JP 11380187 A JP11380187 A JP 11380187A JP S63278382 A JPS63278382 A JP S63278382A
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JP
Japan
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current
receiving element
light receiving
light
photodetector
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Application number
JP62113801A
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English (en)
Inventor
Hisao Otawa
太田和 久雄
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、受光素子における暗電流の影響を受けない
で良好な出力を得られるようにした光受信回路に関する
ものである。
〔従来の技術〕
第2図は従来の光受信回路の一例を示す回路図である。
光信号を電流に変換する受光素子1は、この受光素子1
を介して流れる光電流iを電圧■oに変換する電流−電
圧変換器2に接続されている。電流−電圧変換器2は、
この例では演算増幅器2aに帰還抵抗2bを接続した回
路が用いられている。
そして、この電流−電圧変換器2の非反転入力端子(+
)にはバイアス電源5の正極端子が接続されており、反
転入力端子(−)には上記受光素子1が接続されている
。帰還型演算増幅器におけるイマジナルショートの特性
から反転入力端子(−)に印加される電圧■1は、非反
転入力端子(+)に印加される電圧すなわちバイアス電
源5の電源電圧VBとなる。つまり、このバイアス電源
5は受光素子1に対するバイアス電源となっている。
この従来の光受信回路の動作原理は次のとおりである。
受光素子1に光が入射して受光素子1に光電流iが流れ
たとする。すると、演筒増幅器2aの入力インピーダン
スは無限大とみなせるから、受光素子1を流れる光電流
iのすべては出力端子3から帰還抵抗4を介してまかな
われる。帰還抵抗4の抵抗値をRFとすると、帰還抵抗
4で起きる電圧降下はRF X iである。したがって
、受光素子1の暗電流を1.とすると、出力端子3の電
圧VOは、 V  =V  +Rx(i+iD) AF =V  +Rx(i十i  )   ・・・・・・・・
・■BF          D となる。■ およびRFは一定であるから、出力電圧■
。は光電流1に対応したものとなる。すなわち、上記の
式■に従って、光電流iが電圧V。
に変換されることになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで上記のような光受信回路では、入射する光の強
度変化に対する出力電圧■。の変動幅を大きくするため
には、式■の関係から帰還抵抗4の抵抗値RFを大きく
しなければならない。
ところが、周知のように、受光素子1の暗電流Fは、温
度が高くなるほど大きくなり、ある湿度を超えると大幅
に増加する。したがって、比較的高温になると式■のR
F X i、。の項が大きくなり、暗時出力電圧も増大
する。一方、光の入射の有無にかかわらず、出力電圧V
。の値は演算増幅器2aの駆動用の電源(図示せず)の
電源電圧を越えることはできない。このため、温度上病
に伴なって暗電流が増加すると、光電流iの変動に対す
る出力電圧V。の変動可能レンジが減少する。
その結果、抵抗値RFを大きく設定すると出力電圧V。
が飽和してしまい、受光素子1による光電流iの変化を
検出できなくなってしまう。
すなわち、従来の光受信回路では、抵抗値R。
を大きく設定することができず、受光素子1が発生する
小さな光電流iを充分に増幅することができないという
問題があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、温度上昇に伴なって暗電流が増大しても受光
素子による光電流を充分に増幅することができる光受信
回路を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る光受信回路は、所定のバイアス電源によ
ってバイアスされて光信号を電流に変換する第1の受光
素子と、前記バイアス電源からこの第1の受光素子を通
して流れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換器とを
備えているとともに、受光面が遮光された状態にある第
2の受光素子を設けて、この第2の受光素子のバイアス
レベルを第1の受光素子のバイアスレベルと同一とし、
さらに、この第2の受光素子を通して流れる電流に比例
した電流を第1の受光素子に供給する電流ミラー回路を
設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、光信号検出用の第1の受光素子に
対するバイアスレベルと遮光された第2゛の受光素子に
対するバイアスレベルとを互いに等しくすることによっ
て第1と第2の受光素子の暗電流に比例関係を持たせる
とともに、第2の受光素子に流れる暗電流に比例した電
流が電流ミラー回路から第1の受光素子に供給されるた
め、温度にいかんにかかわらず、第1の受光素子のバイ
アス電源から第1の受光素子を通して流れる電流は光電
流のみ(または主として光電流)となる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す光受信回路の回路図
であり、第2図と同一の部分には同一符号を付すに止め
説明を省略する。なお、説明の都合上、第2図における
受光素子1、バイアス電源5をそれぞれ「第1の受光素
子1」、「第1のバイアス電源5」と表現する。この実
施例でも、電流−電圧変換器2としては演算増幅器2a
と帰還抵抗2bとの組合せが用いられている。
第1図の回路では、ベースが第2のバイアス電源6の正
極端fに接続されたNPN型のトランジスタ7のエミッ
タに第2の受光素子8が接続されている。この第2の受
光素f8の受光面は、マスク9によって常に遮光された
状態にある。また、直流電源■。0にアノードが接続さ
れたダイオード10のカソードにトランジスタ7のコレ
クタが接続されている。このトランジスタ7にPNP型
のトランジスタ11がカスケード接続されている。すな
わち、トランジスタ7の」レクタにトランジスタ11の
ベースが接続され、このトランジスタ11のエミッタが
直流電源V。0に接続されている。このトランジスタ1
1およびダイオード10が第2の受光素f8に流れる電
流に比例した電流を第1の受光素子1に供給するための
電流ミラー回路12を構成している。この実施例では、
ダイオード10のPN接合面積と、トランジスタ11の
ベース・エミッタ間接合面積との比を1:1とすること
により、電流ミラー回路12から第1と第2の受光素子
1.8を流れるそれぞれの電流の比を1:1としている
また、第2の受光素子8に対するバイアス電圧が第1の
バイアス電源5によって第1の受光素子1に印加される
バイアス電圧と同一のレベルとなるように第2のバイア
ス電源6の電圧値を設定しであるとともに、第2の受光
素子8の受光面積を第1の受光素子1の受光面積と等し
くしである。
次に、上記のように構成された光受信回路の動作を説明
する。
第1の受光素子1に対するバイアス電圧と第2の受光素
子8に対するバイアス電圧とが互いに等しく、かつ、第
1の受光素子1の受光面積と第2の受光素子8の受光面
積とが互いに等しいので、第1の受光素子1における暗
電流i。1と第2の受光素子8における暗電流’ D8
とは互いに等しくなる。このように両受光素子1,8の
暗転流が互いに等しい(’ DI= ’ 08)という
関係は温度のいかんによらず保たれる。
このうち、第2の受光素子8における暗電流io8は、
直流電源V。0からダイオード10およびトランジスタ
7を介して供給される。そして、ダイオード10とトラ
ンジスタ11と’tt電流ミラー回路12を構成してい
るため、トランジスタ11にはダイオード10を流れる
電流すなわち第2の受光素子8における暗電流’ D8
と同一の電流が流れ、これが第1の受光素子1に供給さ
れる。この電流が第1の受光素子1における暗電流i。
1となる。すなわち、第1の受光素子1における暗電流
i、1は、直流電源■。0を電源としてまかなわれるこ
とになり、バイアス電源5から電流−電圧変換器2を介
して第1の受光素子1に暗電流を供給する必要がなくな
る。したがって、帰還抵抗4には暗電流’01を原因と
する電流は流れなくなる。このことは、温度が上昇して
暗電流i。1.’D8が増加しても同じことである。
その結果、第1の受光素子1における暗電流’DIのた
めに帰還抵抗4に電圧降下が起こるという従来の問題が
解消され、光電流1と出力電圧■oどの関係は、式■す
なわち、 V  =V  +Rxi+Rxi   ・・−・・−・
・・■OBF        FD ではなく、 Vo−VB+RFx i        ・・・・・・
・・・■によって定まる。つまり、実施例回路において
は、出力電圧V。が光電流iの大きさのみを反映したも
のとなり、影響を受けないものとなる。
それゆえ、出力電圧■。の変動幅を大きくするために帰
還抵抗4の抵抗値R4を大きくして増幅度を高めても、
暗電流に起因した出力電圧V。の飽和は生じない。
なお、上記実施例では、第2の受光素子8の受光面積を
第1の受光素子1の受光面積と等しくするとともに、電
流ミラー回路12においてダイオード10を流れる電流
とトランジスタ11を流れる電流との比(つまり、第1
と第2の受光素子1.8に供給する電流の比)を1:1
としていたが、これに代えて第1の受光素子1および第
2の受光素子8の面積比をn:1(nは任意の正の実数
)にするとともに、電流ミラー回路12におけるトラン
ジスタ11のベース・エミッタ間接合面積とダイオード
10のPN接合面積との比をn:1にすることによって
、電流ミラー回路12から第1と第2の受光素子1.8
に供給する電流の比をn:1にしても同様の効果がある
。つまり、第1の受光素子1の受光面積が大きくなると
その分だけ暗電流i。1が増加するが、その増加した暗
電流i。1の供給をまかなえるように電流ミラー回路1
2から第1の受光素子1への供給電流を増加すればよい
また、このようにして第1と第2の受光素子1゜8のそ
れぞれの暗電流を完全に相殺することが最も望ましいが
、部分的に相殺させてもある程度の効果は得られる。こ
のため、電流ミラー回路12は、第2の受光素子8を流
れる電流に比例する電流を第1の受光素子1に供給すれ
ばよく、必ずしも上記の電流比に限定されない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、光信号検出用
の第1の受光素子と遮光された第2の受光素子に対する
バイアス電圧を等しくするとともに、第2の受光集子に
流れる電流に比例する電流を第1の受光素子の出力に供
給する電流ミラー回路を設けたので、温度のいかんにか
かわらず、常に、第1の受光素子における暗電流を第2
の受光素子における暗電流によって相殺して暗電流の影
響を無くすことができ、電流−電圧変換器における増幅
度を高めて大きな出力電圧変動幅を得ることができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す光受信回路の回路図
、第2図は従来の光受信回路を示す回路図である。 図において、1は第1の受光素子、2は電流−電圧変換
器、2aは演算増幅器、5は第1のバイアス電源、6は
第2のバイアス電源、7,11はトランジスタ、8は第
2の受光素子、12は電流ミラー回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人   大  岩  増  雄 第1図 第2図 手続補正書く自発) 6覧923 昭和     月  日 1、事件の表示   特願昭62−113801号2、
発明の名称 光受信回路 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所    東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名
 称  (601)三菱電機株式会社代表者志岐守哉 4、代理人 住 所    東京都千代田区丸の内二丁目2番3号三
菱電機株式会社内 氏名 (7375)弁理士大岩増雄 ゛・。 (連絡先03 (213) 3421特許部)5、補正
の対象 明細書 6、補正の内容 (1)  明細書第3頁第12行の[帰還抵抗4を介し
てまかなわれる。帰還抵抗4]を、「帰還抵抗2bを介
して供給される。帰還抵抗2bJに訂正する。 (2)  明細書第3頁第13行、第4頁第6行、第9
頁第12行、同第17行および第10頁第7行の「帰還
抵抗4」を、「帰還抵抗2bJに訂正する。 (3)  明細書第6頁第9行ないし第10行の[温度
にいかんにかかわらず]を、[温度のいかんにかかわら
ず」に訂正する。 (4)  明細書第10頁第5行の[ものとなり、影響
をJを、「ものとなり、暗電流の影響を」に訂正する。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定のバイアス電源によってバイアスされて光信
    号を電流に変換する第1の受光素子と、前記バイアス電
    源側から前記第1の受光素子を通して流れる電流を電圧
    に変換する電流−電圧変換器と、前記第1の受光素子に
    対するバイアスレベルと同一のレベルにバイアスされる
    とともにその受光面が遮光された第2の受光素子と、前
    記第2の受光素子を通して流れる電流に比例した電流を
    前記第1の受光素子に供給する電流ミラー回路とを備え
    ることを特徴とする光受信回路。
  2. (2)第1の受光素子および第2の受光素子の受光面積
    比をn:1とし(nは任意の正の実数)、電流ミラー回
    路から前記第1と第2の受光素子へ供給する電流比をn
    :1にしてあることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の光受信回路。
  3. (3)第1の受光素子および第2の受光素子の受光面積
    が互いに等しく、電流ミラー回路の電流比が1:1であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の光受信
    回路。
JP62113801A 1987-05-11 1987-05-11 光受信回路 Pending JPS63278382A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5384596A (en) * 1990-08-09 1995-01-24 Sony Corporation CCD imaging system with two extended horizontal registers
WO2015133080A1 (ja) * 2014-03-03 2015-09-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 光受信回路

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