KR100390342B1 - 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기 및 그 전력 공급 방법 - Google Patents

애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기 및 그 전력 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기 및 그 전력 공급 방법에 관한 것으로서, 애벌란치 포토다이오드에 전력을 공급하는 전력 공급기에 있어서, 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 변화하더라도 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도계수를 소정 범위 내에서 보상해주고, 상기 애벌란치 포토다이오드가 애벌란치 모드에서 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 이하로 상기 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지는 것을 방지하며, 상기 애벌란치 포토다이오드의 전력 소모가 최대값에 접근할 때 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류를 제한하여 상기 애벌란치 포토다이오드의 동작을 안정시키는 제어부; 상기 제어부의 출력 전류를 상기 애벌란치 포토다이오드로 전달하는 전류 미러; 및 상기 전류 미러에 연결되며, 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류와 상기 애벌란치 포토다이오드가 수신하는 광신호량을 모니터링하는 모니터부를 구비함으로써 애벌란치 포토다이오드의 온도가 상승하더라도 애벌란치 포토다이오드의 감도는 저하되지 않는다.

Description

애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기 및 그 전력 공급 방법{Power supplier and power supplying method for avalanche photo-diode}
본 발명은 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기 및 애벌란치 포토다이오드에 전력을 공급하는 방법에 관한 것이다.
광수신기는 광도파로나 자유공간에서 행해지는 광통신에서 광신호를 수신하고, 수신된 광신호를 전기 신호로 변환하여 신호 처리부로 전달한다. 신호 처리부는 광수신기로부터 전달된 전기 신호를 처리하여 필요한 데이터를 생성한다. 광수신기가 광신호를 수신할 수 있는 다이나믹 레인지(Dynamic range)는 주어진 시스템 마진에 대해 허용되는 최소 레벨과 과부하가 일어나기 직전까지의 최대 레벨의 광신호량 범위로 정의되며 일반적으로 광수신기는 제한된 다이나믹 레인지를 갖게 된다.
자유공간에서 수행되는 광통신에 있어서 광송신기와 광수신기가 어떤 특정한 거리 이하로 설치되는 경우는 광수신기가 받아들이는 광신호량이 너무 크게 되어 애벌란치 포토다이오드에 과부하를 일으키고 정상적인 데이터 송수신을 할 수 없다. 따라서, 이럴 경우에는 광송신기와 광수신기 사이에 광신호량을 줄이기 위한 적절한 감쇄 수단이 부가될 필요가 있다.
그러나, 광송신기와 광수신기 사이의 거리가 멀어지게 되면 감쇄 수단의 감쇄 특성 또한 이에 맞게 변화하지 않으면 안된다. 자유 공간에서 전파되는 광신호는 대기류에 의한 교란이나 눈, 비, 안개 등 기상 조건에 의해 영향을 받으므로 광수신기에 수신되는 광신호량은 수시로 변할 수가 있다. 따라서, 감쇄 수단은 광신호의 수신량에 따라 적절히 변화하여 광수신기의 다이나믹 레인지를 증가시켜 주어야 하는데, 실제로 그런 감쇄 수단은 아직까지 개발되지 않고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 애벌란치 포토다이오드를 이용한 광수신기의 다이나믹 레인지를 증가시키고, 상기 애벌란치 포토다이오드가 온도 변화에 대해 안정된 동작을 수행하도록 하는 애벌랜치 포토다이오드용 전력 공급기 및 그 전력 공급 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애벌란치(avalanche) 포토다이오드(photo-diode)용 전력 공급기에 애벌란치 포토다이오드를 포함하는 광수신기가 연결된 상태를 도시한 블록도이다.
도 2는 상기 도 1에 도시된 애벌란치 포토다이오드의 온도 변화에 따른 최대 소모 전력 특성 곡선과 이에 따른 애벌란치 포토다이오드의 전압-전류 특성 곡선을 도시한 도면이다.
도 3은 상기 도 1에 도시된 전압 제어부의 회로도이다.
도 4는 상기 도 1에 도시된 전류 제한부의 회로도이다.
도 5는 상기 도 1에 도시된 전류 미러의 회로도이다.
도 6은 상기 도 1에 도시된 모니터부의 상세 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 애벌란치 포토다이오드에 전력을 공급하는 방법을 도시한 흐름도이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은,
애벌란치 포토다이오드에 전력을 공급하는 전력 공급기에 있어서, 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 변화하더라도 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도계수를 소정 범위 내에서 보상해주고, 상기 애벌란치 포토다이오드가 애벌란치 모드에서 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 이하로 상기 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지는 것을 방지하며, 상기 애벌란치 포토다이오드의 전력 소모가 최대값에 접근할 때 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류를 제한하여 상기 애벌란치 포토다이오드의 동작을 안정시키는 제어부; 상기 제어부의 출력 전류를 상기 애벌란치 포토다이오드로 전달하는 전류 미러; 및 상기 전류 미러에 연결되며, 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류와 상기 애벌란치 포토다이오드가 수신하는 광신호량을 모니터링하는 모니터부를 구비하는 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기를 제공한다.
바람직하기는, 상기 제어부는 상온에서 소정 전압을 출력하며, 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 상승할 때 상기 소정 전압을 승압하여 출력하는 전압 제어부; 상기 전압 제어부에서 출력되는 전압을 승압시키는 직류-직류 변환부; 및 상기 직류-직류 변환부의 출력 전압을 입력하며, 상기 애벌란치 포토다이오드가 애벌란치 모드에서 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 이하로 상기 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지는 것을 방지하며, 상기 애벌란치 포토다이오드의 전력 소모가 최대값에 접근할 때 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류를 제한하여 상기 애벌란치 포토다이오드의 동작을 안정시키는 전류 제한부를 구비한다.
바람직하기는 또, 상기 모니터부는 상기 전류 미러로부터 출력되는 전류를 전압으로 변환하는 로그 스케일 변환기; 상기 로그 스케일 변환기의 출력을 입력하는 디스플레이 구동기; 및 상기 디스플레이 구동기에 의해 구동되어 상기 애벌란치 포토다이오드가 수신하는 광신호량과 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류를 시각적으로 표시하는 디스플레이를 구비한다.
바람직하기는 또한, 상기 로그 스케일 변환기는 상기 전류 미러로부터 출력되는 전류를 로그 스케일의 전압으로 변환한다.
바람직하기는 또한, 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 변화할 때 상기 제어부는 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도계수를 최대 1[V/℃]까자 보상해준다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 또한,
애벌란치 포토다이오드의 전력을 공급하는 방법에 있어서, (a) 초기에 상기 애벌란치 포토다이오드에 소정 전압을 인가하는 단계; (b)상기 애벌란치 포토다이오드가 광신호를 수신하는 단계; (c)상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 소정 온도보다 상승할 때 상기 소정 전압을 승압시키는 단계; 및 (d)상기 애벌란치 포토다이오드의 전력 소모가 최대값에 접근하면 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류를 제한하고, 상기 애벌란치 포토다이오드의 전압이 상기 애벌란치 포토다이오드가 애벌란치 모드로 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 레벨에 접근할 때 상기 애벌란치 포토다이오드 전압을 감소시키는 단계를 포함하는 애벌란치 포토다이오드로의 전력 공급 방법을 제공한다.
바람직하기는, 상기 (c) 단계에서 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 상기 소정 온도로 낮아지면 상기 애벌란치 포토다이오드에 상기 소정 전압을 인가한다.
상기 본 발명의 전력 공급기를 적용함으로써 애벌랜치 포토다이오드를 이용한 광수신기의 다이나믹 레인지가 증가하며, 애벌란치 포토다이오드는 온도 변화에 대해서 안정된 동작을 수행한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기에 애벌란치 포토다이오드를 포함하는 광수신기가 연결된 상태를 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기(101)는 제어부(108), 전류 미러(141) 및 모니터부(151)를 구비한다. 전류 미러(141)에 애벌란치 포토다이오드(161)가 연결되며, 광수신기(105)는 애벌란치 포토다이오드(161)와 신호 처리부(171) 및 캐패시터(151)를 포함한다.
애벌란치 포토다이오드(161)는 자유공간을 통해 전송되는 광신호를 수신하고, 상기 수신된 광신호를 전기 신호로 변환한 다음 신호 처리부(171)로 전송한다. 캐패시터(163)는 애벌란치 포토다이오드(161)에 인가되는 전압에 포함된 교류 성분을 제거한다. 애벌란치 포토다이오드(161)란 캐쏘드(cathode)에 높은 역방향 전압을 인가하여 캐리어(자유전자, 정공)의 이동 속도를 증대시키는 동시에 애벌란치 증배에 의해서 감도를 높인 것이다. 애벌란치 포토다이오드(161)는 광전자 증배관을 고체화한 장치라고 생각할 수 있다.
주위 온도가 높아져서 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승하게 되면 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류가 감소하게 되고 그로 인하여 광수신기(105)의 수신 감도가 저하된다. 상기 감도는 수신된 단위 광신호량에 대해 생성되는 애벌란치 포토다이오드(161)의 전류이다. 온도가 상승하여 애벌란치 포토다이오드(161)의 수신 감도가 저하하는 것을 방지하기 위해 제어부(108)가 적용된다.
제어부(108)는 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 변화하더라도 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도계수를 소정 범위, 예컨대 최대 1[V/℃]까지 보상해주고,애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드에서 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 이하로 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지는 것을 방지하며, 애벌란치 포토다이오드(161)의 전력 소모가 최대값에 접근할 때 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류를 제한하여 애벌란치 포토다이오드(161)의 동작을 안정시킨다.
제어부(108)는 전압 제어부(111), 직류-직류 변환부(121) 및 전류 제한부(131)를 구비한다.
전압 제어부(111)는 소정 온도, 예컨대 상온에서 소정 전압을 출력하며, 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승할 때 상기 소정 전압을 승압하여 출력한다. 직류-직류 변환부(121)는 전압 제어부(111)에서 출력되는 전압을 보다 높은 전압, 예컨대 100볼트 이상으로 승압시킨다. 전압 제어부(111)에서 출력되는 전압이 높아지면, 직류-직류 변환부(121)에서 출력되는 전압도 따라서 높아진다. 전류 제한부(131)는 직류-직류 변환기(121)의 출력 전압을 입력하며, 애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드에서 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 이하로 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지는 것을 방지하며, 애벌란치 포토다이오드(161)의 전력 소모가 최대값에 접근할 때 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류를 제한하여 애벌란치 포토다이오드(161)의 동작을 안정시킨다.
전류 미러(141)는 제어부(108)의 출력 전류(I2)를 애벌란치 포토다이오드(161)로 전달한다.
모니터부(151)는 전류 미러(141)에 연결되며, 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류와 애벌란치 포토다이오드(161)가 수신하는 광신호량을 모니터링하여시각적으로 표시한다.
도 2는 상기 도 1에 도시된 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도 변화에 따른 최대 소모 전력 특성 곡선과 이에 따른 애벌란치 포토다이오드(161)의 전압-전류 특성 곡선을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 소정 온도일 때는 애벌란치 포토다이오드(161)의 최대 소모 전력 특성 곡선은 P1과 같고, 이 때의 애벌란치 포토다이오드(161)의 전압-전류 특성 곡선은 S1과 같다. 그러다가 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 소정 온도보다 높아지면 애벌란치 포토다이오드(161)의 최대 소모 전력이 감소하여 애벌란치 포토다이오드(161)의 최대 소모 전력 특성 곡선은 P2와 같이 된다. 애벌란치 포토다이오드의 최대 소모 전력(Pmax)은 다음 수식으로 표현된다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 애벌란치 포토다이오드(161)의 최대 소모 전력 특성 곡선이 안쪽으로 치우치는 것에 맞추어 애벌란치 포토다이오드(161)의 전압-전류 특성 곡선도 S2와 같이 변화된다. 즉, 애벌란치 포토 다이오드의 온도가 상승할 때 애벌란치 포토다이오드(161)의 전압-전류 특성 곡선이 애벌란치 포토다이오드(161)의 최대 소모 전력 특성 곡선보다 안쪽에 위치하게 되며, 애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드에서 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압(Vc) 이하로 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지는 것이 방지되며, 애벌란치 포토다이오드(161)의 소모 전력이 최대값에 접근할 때 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류가 제한되어, 즉, Ia에서 Ib로 감소되어 애벌란치 포토다이오드(161)의 동작은 안정된다. 또한, 애벌란치 포토다이오드(161)에 인가되는 전압도 애벌란치 포토다이오드(161)가 소정 온도일 때보다 더 높다.
도 3은 상기 도 1에 도시된 전압 제어부(111)의 회로도이다. 도 3을 참조하면, 전압 제어부(111)는 저항(R1), 가변 저항들(VR1,VR2), 제너 다이오드(ZD1) 및 NPN 트랜지스터(Q1)를 구비한다.
제너 다이오드(ZD1)는 전원 전압(Vcc)보다 낮은 전압 범위 내에서 가변 저항들(VR1,VR2)에 인가되는 전압이 일정하도록 한다.
NPN 트랜지스터(Q1)는 에미터와 베이스 사이에 소정 전압, 예컨대 0.4∼0.6볼트가 인가되면 턴온(turn-on)된다. NPN 트랜지스터(Q1)의 에미터-베이스 전압은 NPN 트랜지스터(Q1)의 반도체 종류에 따라 달라진다. 예컨대, NPN 트랜지스터(Q1)가 저마늄(Gernanium)으로 구성될 경우, 에미터-베이스 전압은 0.6볼트이고, NPN 트랜지스터(Q1)가 실리콘으로 구성될 경우, 에미터-베이스 전압은 0.4볼트이다. 가변 저항(VR1)을 조절하여 NPN 트랜지스터(Q1)의 에미터-베이스 전압을 조절한다.
가변 저항들(VR1,VR2)의 가변 범위는 전압 제어부(111)의 출력 전압(V1)이 최대가 되도록 초기에 조정되어 고정된다.
전압 제어부(111)의 동작을 설명하기로 한다. 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승하면, NPN 트랜지스터(Q1)의 온도도 상승한다. NPN 트랜지스터(Q1)는 부(-) 온도 계수를 가지므로 NPN 트랜지스터(Q1)의 온도가 상승하면, NPN 트랜지스터(Q1)의 에미터-베이스 전압은 낮아진다. 그러면, 가변 저항(VR1)에 인가되는 전압은 낮아지고, 가변 저항(VR2)에 인가되는 전압은 상대적으로 높아진다. 따라서, 가변 저항(VR2)을 통해서 출력되는 전압(V1)은 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 소정 온도일 때보다 승압되어 출력된다.
이와 같이, 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승하면 NPN 트랜지스터(Q1)의 온도도 상승한다. 그에 따라 전압 제어부(111)의 출력 전압이 소정 레벨 승압됨으로써 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승할 때 애벌란치 포토다이오드(161)에 인가되는 최대 전압(도 2의 Vb)은 도 2에 도시된 바와 같이 평상시의 최대 전압(Va)보다 높아진다.
도 4는 상기 도 1에 도시된 전류 제한부(131)의 회로도이다. 도 4를 참조하면, 전류 제한부(131)는 저항들(R2,R3), PNP 트랜지스터(Q2), 제너 다이오드(ZD2) 및 다이오드 체인(411)을 구비한다.
전류 제한부(131)에 전압(V2)이 인가된 상태에서 애벌란치 포토다이오드(161)에 광신호가 입력되지 않으면 전류(I1)는 출력되지 않는다. 그러다가 애벌란치 포토다이오드(161)에 광신호가 입력되면 애벌란치 포토다이오드(161)가 도통되어 전류 제한부(131)도 활성화된다. 초기에는 전류가 저항(R2)과 트랜지스터(Q2)를 통해 흐르다가 저항(R2)에 인가되는 전압(V2)이 점차 증가하여 다이오드 체인(411)에 구비되는 다이오드들이 모두 도통하는 시점이 되면 전류는 다이오드 체인(411)과 저항(R3)을 통해서 흐르게 되어 출력전류(I1)는 감소된다. 다이오드 체인(411)에 구비되는 다이오드의 수 또는 다이오드들의 빌트인(built-in) 전압에 따라 도 2의 전압 전류 특성 곡선들(S1,S2)의 전류 기울기가 시작된다. 전류 제한부(131)의 한계저항은 애벌란치 포토다이오드(161)의 전압-전류 특성 곡선이 애벌란치 포토다이오드(161)의 최대 소모 전력 특성 곡선에 가깝게 접근하도록 그 저항값이 설계된다. 따라서, 광수신기(108)의 다이나믹 레인지가 확장된다.
애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드로 동작하기 위해 필요한 최소한의 레벨 이하로 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지게 되면 애벌란치 포토다이오드(161)의 내부 캐패시턴스가 증가되고 그로 인하여 차단 주파수가 낮아진다. 그 결과 애벌란치 포토다이오드(161)에서 출력되는 전기 신호의 품질이 저하되는 결과를 가져온다.
그러나, 제너 다이오드(ZD2)는 애벌란치 포토다이오드 전압이 애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드로 동작하기 위한 최소한의 레벨 이하로 떨어지지 않도록 한다. 즉, 제너 다이오드(ZD2)는 애벌란치 포토다이오드 전류와 수신된 광신호량을 애벌란치 포토다이오드(161)의 허용된 최대 소모 전력 이상으로 일시적으로 증가시켜서 애벌란치 포토다이오드(161)로부터 출력되는 전기 신호의 품질 저하를 방지한다. 허용되는 애벌란치 포토다이오드 전류의 평균값에 비해 훨씬 큰 전류를 짧은 시간 동안 흘리는 것은 통상적으로 애벌란치 포토다이오드(161)의 사양에 의해서도 허용된다. 예를 들면, 연속된 동작에서 상기 전류의 평균값은 0.2[㎃]이지만 반복되지 않는 신호를 1초간 줄 때의 피크 값은 1[㎃]이다. 그리고 애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드로 동작하기 위한 최소 전압은 권장하는 동작 전압의 대략 절반 정도이다. 자유 공간 통신 시스템에서는 대기류에 의한 교란으로 인해 수신된 광신호량이 일시적으로 평균치를 훨씬 상회하는 일이 나기 때문에 이는 매우 중요한 사항이다.
전력 공급기(101)는 애벌란치 포토다이오드(161)에 입력되는 광신호량이 최대값에 가깝게 되도록 설계되기 때문에 전력 공급기(101)를 탑재한 광수신기(105)는 대기류의 교란이나 실효 다이나믹 레인지에 대한 추가적인 마진이 필요없다. 또한, 애벌란치 포토다이오드(161)에 수신되는 광신호량이 최대값에 가까울 때에도 광수신기(105)의 감도는 안정된 값을 갖는다.
도 5는 상기 도 1에 도시된 전류 미러(141)의 블록도이다. 도 5를 참조하면, 전류 미러(141)는 두 개의 PNP 트랜지스터들(Q3,Q4)을 구비한다. 전류 미러(141)는 NPN 트랜지스터나 전계 효과 트랜지스터들을 구비하여 구성할 수도 있다. 전류 미러(141)로부터 출력되는 전류들(I2,I3)은 동일한 전류값을 갖는다.
도 6은 상기 도 1에 도시된 모니터부(151)의 상세 블록도이다. 도 6을 참조하면, 모니터부(151)는 로그 스케일(log scale) 변환기(611), 디스플레이(display) 구동기(621) 및 디스플레이(631)를 구비한다.
로그 스케일 변환기(611)는 전류 미러(141)로부터 출력되는 전류를 로그 스케일의 전압으로 변환하여 전압 신호(A1)를 출력한다.
디스플레이 구동기(621)는 로그 스케일 변환기(611)의 출력 신호(A1)를 받아서 디스플레이(631)를 구동하기 위한 신호(A2)를 출력한다.
디스플레이(631)는 디스플레이 구동기(621)에 구동되어 애벌란치 포토다이오드(161)가 수신하는 광신호량과 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류를 시각적으로 표시한다.
모니터부(151)에 의해 넓은 대역에 걸쳐 애벌란치 포토다이오드(161)에 수신된 광신호량과 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류를 로그 스케일로 모니터링할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 애벌란치 포토다이오드(161)에 전력을 공급하는 방법을 도시한 흐름도이다. 도 1을 참조하여 도 6에 도시된 애벌란치 포토다이오드(161)로 전력을 공급하는 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 애벌란치 포토다이오드(161)가 광신호를 수신할 수 있도록 애벌란치 포토다이오드(161)에 소정 전압, 예컨대 100볼트 이상의 전압을 공급한다(711).
애벌란치 포토다이오드(161)에 광신호가 수신되면 애벌란치 포토다이오드(161)는 상기 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다(721).
이 상태에서 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승할 경우가 발생할 수가 있다. 만일 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승하여 소정 온도, 예컨대 상온보다 높아지면(731) 애벌란치 포토다이오드(161)에 인가되는 상기 소정 전압을 승압시킨다(741).
상기 승압된 소정 전압이 애벌란치 포토다이오드(161)에 인가된 상태에서 애벌란치 포토다이오드(161)의 전력 소모가 최대값에 접근할 때는 애벌란치 포토다이오드(161)에 흐르는 전류를 제한하고, 애벌란치 포토다이오드(161)의 전압이 애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드로 동작하기 위해 필요한 최소한의 레벨에 접근할 때는 애벌란치 포토다이오드 전압을 감소시킨다(751).
그러다가 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상기 소정 온도로내려가면(761) 상기 첫 번째 단계(711)로 돌아가고, 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 계속해서 상기 소정 온도보다 높으면 애벌란치 포토다이오드(161)는 현 상태에서 계속해서 광신호를 수신한다. 애벌란치 포토다이오드(161)가 광신호의 수신을 완료하면 동작을 중지하고, 그렇지 않으면 단계(751)로 돌아가서 그 이후의 과정을 수행한다.
도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 전력 공급기(101)를 애벌란치 포토다이오드(161)에 연결하여 사용함으로써, 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승하더라도 애벌란치 포토다이오드(161)의 감도가 저하되지 않으며, 온도에 무관하게 다이나믹 레인지가 향상된다. 뿐만 아니라 애벌란치 포토다이오드(161)의 온도가 상승하더라도 애벌란치 포토다이오드(161)의 전력 소모량이 최대 전력 소모량을 초과하지 않으며, 애벌란치 포토다이오드(161)가 애벌란치 모드에서 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 이하로 애벌란치 포토다이오드 전압이 떨어지지 않는다. 또, 애벌란치 포토다이오드 전류와 애벌란치 포토다이오드(161)에 수신되는 광신호량을 로그 스케일로 넓은 다이나믹 레인지에 대해 모니터링할 수가 있다. 또한, 본 발명의 전력 공급기(101)는 회로 구성이 간단하여 제작비가 적게 든다.

Claims (7)

  1. 애벌란치 포토다이오드에 전력을 공급하는 전력 공급기에 있어서,
    상온에서 소정 전압을 출력하며 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 상승할 때 상기 소정 전압을 승압하여 출력하는 전압 제어부와, 상기 전압 제어부에서 출력되는 전압을 승압시키는 직류-직류 변환부, 및 상기 직류-직류 변환부의 출력 전압을 입력하며 상기 직류-직류 변환부의 출력전압이 상승하면 출력전류를 감소시키고 내부에 제너다이오드를 구비하여 출력전압이 소정 전압 레벨 이하로 떨어지지 않게 하는 전류 제한부를 구비하는 제어부;
    상기 제어부의 출력 전류를 상기 애벌란치 포토다이오드로 전달하는 전류 미러; 및
    상기 전류 미러에 연결되며, 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류와 상기 애벌란치 포토다이오드가 수신하는 광신호량을 모니터링하는 모니터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 모니터부는
    상기 전류 미러로부터 출력되는 전류를 전압으로 변환하는 로그 스케일 변환기;
    상기 로그 스케일 변환기의 출력을 입력하는 디스플레이 구동기; 및
    상기 디스플레이 구동기에 의해 구동되어 상기 애벌란치 포토다이오드가 수신하는 광신호량과 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류를 시각적으로 표시하는 디스플레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 로그 스케일 변환기는 상기 전류 미러로부터 출력되는 전류를 로그 스케일의 전압으로 변환하는 것을 특징으로 하는 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 변화할 때 상기 제어부는 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도계수를 최대 1[V/℃]까지 보상해주는 것을 특징으로 하는 애벌란치 포토다이오드용 전력 공급기.
  6. 애벌란치 포토다이오드의 전력을 공급하는 방법에 있어서,
    (a) 초기에 상기 애벌란치 포토다이오드에 소정 전압을 인가하는 단계;
    (b)상기 애벌란치 포토다이오드가 광신호를 수신하는 단계;
    (c)상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 소정 온도보다 상승할 때 상기 소정 전압을 승압시키는 단계; 및
    (d)상기 애벌란치 포토다이오드의 전력 소모가 최대값에 접근하면 상기 애벌란치 포토다이오드에 흐르는 전류를 제한하고, 상기 애벌란치 포토다이오드의 전압이 상기 애벌란치 포토다이오드가 애벌란치 모드로 동작하기 위해 필요한 최소한의 전압 레벨에 접근하면 상기 애벌란치 포토다이오드 전압을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 애벌란치 포토다이오드로의 전력 공급 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 애벌란치 포토다이오드의 온도가 상기 소정 온도로 낮아지면 상기 애벌란치 포토다이오드에 상기 소정 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 애벌란치 포토다이오드로의 전력 공급 방법.
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