KR20050028673A - 전류 검출에 의한 리미터 회로를 채용한 전류-전압 변환및 증폭 회로 - Google Patents

전류 검출에 의한 리미터 회로를 채용한 전류-전압 변환및 증폭 회로 Download PDF

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박득희
권경수
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 CD-RW(CD-Rewritable;기록가능 컴팩트 디스크) 등의 기록 매체에 쓰기 동작시 PDIC에 가해지는 높은 광 전력이 인가됨으로써 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로가 포화되는 현상을 방지하기 위해, 상기 회로 내의 전류를 검출함으로써 리미터 전류를 흘려주는 리미터 회로를 채용한 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전류-전압 변환 및 증폭 회로는, 광신호를 수신하여 전류를 발생시키는 광 검출소자; 상기 광 검출 소자에서 발생된 전류를 수신하는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르며 증폭기의 입력단에 연결된 제2 출력 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 흐르는 전류와 동일한 크기의 전류가 흐르며 상기 전류 검출부에 연결된 제3 트랜지스터를 포함하는 전류 미러부; 상기 리미터 전류 출력 트랜지스터와 상기 구동 전원 사이에 연결되어 증폭기 입력단으로 리미터 전류를 흘려주는 전류 검출부; 상기 광 검출 소자에 광신호 입력시 발생하는 전류를 수신하여 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기의 출력에 연결된 이미터 팔로워(Emitter Follower); 상기 이미터 팔로워의 출력에 연결된 출력 버퍼; 및 상기 출력 버퍼의 출력과 상기 광 검출소자 사이에 접속된 피드백 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전류 검출에 의한 리미터 회로를 채용한 전류-전압 변환 및 증폭 회로{Current-voltage transforming circuit employing limiter circuit by means of current sensing}
본 발명은 리미터 회로를 채용한 PDIC(Photo Detector Integrated Circuit)용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 관한 것이다.
보다 구체적으로 본 발명은 CD-RW(CD-Rewritable;기록가능 컴팩트 디스크) 등의 기록 매체에의 쓰기 동작시 PDIC에 가해지는 높은 광 전력이 인가됨으로써 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로가 포화되는 현상을 방지하기 위해, 상기 증폭 회로 내의 전류를 검출함으로써 리미터 전류를 흘려주는 리미터 회로를 채용한 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 관한 것으로서, 상기 회로의 입력측에 전류를 검출하여 리미터 전류를 흘려주는 전류 검출 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 관한 것이다.
일반적으로, CD-RW 등의 기록 매체에 정보를 판독 또는 기록하는 광픽업 장치에서는 레이저 다이오드 등의 광원으로부터 정보가 집약된 소정의 광 기록매체, 즉 광 디스크 등에 광을 투사하여 그로부터 반사되는 광을 검출하여 이를 전기 신호로 변환시키는 광 검출소자(PDIC)를 사용하고 있다.
CD-RW 등의 기록이 가능한 CD에 있어서, 쓰기 동작은 강한 전력을 갖는 레이저 광선으로 CD의 표면을 조사함으로써 CD의 표면에 피트(pit)를 형성함으로써 수행된다. 이와 같은 CD의 쓰기동작 중에 PDIC에 가해지는 과다한 전력으로 인해 PDIC로부터 많은 양의 전류가 발생하고, 많은 양의 전류는 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 포화시키며 그 동작영역을 벗어나게 되어 이로 인해 증폭기의 과도응답 특성이 왜곡된다.
도1은 종래에 사용되는 리미터 회로를 채용한 PDIC용 전류-전압 변화 및 증폭 회로를 나타낸다.
광 검출소자(12)에 입사된 입사광에 의해 광 검출소자에 의해 발생한 캐리어에 의해 전류 IPD가 발생된다. IPD는 출력 버퍼(G3)에서 If를 끌어오며(pulling), If가 Rf를 지나면서 Rf 양단에 전위차가 발생하고 이에 의해 전류 신호 IPD 는 If×Rf = Vout의 전압 신호로 변환된다.
차동 증폭기(G1), 이미터 팔로워(G2) 및 출력 버퍼(G3)는 하나의 트랜스임피던스 증폭기(10)(transimpedance amplifier;10)를 구성한다. 만약 광신호가 과도하게 입력되는 경우에는 트랜스임피던스 증폭기(10)는 포화되어 동작 영역을 벗어나게 되며, 이 때문에 If가 증가하더라도 Vout은 더 이상 증가하지 않고 소신호 입력에 대한 증폭기의 처리 속도를 감소시키고 또한 증폭기의 과도응답특성의 왜곡을 발생시키게 된다.
도1에 도시된 회로에서, 트랜지스터(Q1)의 이미터 단자는 이미터 팔로워(G2)의 출력에 연결되어 이미터 팔로워(G2)의 출력 전압을 검출한다. 이미터 팔로워(G2)의 출력 전압이 일정값(VLMT + Vbe)이상이 되는 경우 Q1이 턴온되어 리미터 전류(ILMT)가 흐르게 되며, 이 때 단자 Tin에서 IPD = If + ILMT이므로 IPD가 과도하게 커져도 ILMT에 의해 If는 더 이상 커지지 않고 따라서 상기 트랜스임피던스 증폭기(10)는 포화되지 않고 계속 동작 영역에 있게 된다.
도2에는 이와 같은 리미터 회로를 채용한 PDIC(Photo Detector Integrated Circuit)용 전류-전압 변환 및 증폭 회로의 출력 전압의 그래프가 도시되어 있다. 도2의 그래프에서 실선으로 도시된 바와 같이 리미터 전류에 의해 IPD가 증가하여도 출력 전압(Vout)은 일정값 이하로 한정된다.
이와 같이, PDIC용 전류-전압 변화 및 증폭 회로에서 사용되는 증폭기의 포화를 방지하기 위해서, 증폭기의 출력 전압을 검출하여 출력 전압이 일정 전압 이상이 되면 리미터 전류를 흐르게 함으로써 증폭기의 포화를 방지하는 기술들이 공지되어 있다.
일본특허공보 특개평 10-188315호(공개일 1998년 7월 21일)는 증폭기(20)의 출력 전압을 감지함으로써 증폭기의 출력 전압이 일정 전압 이상이 되면 리미터 전류를 흐르게 함으로써 증폭기의 포화를 방지하는 전류-전압 변환 회로를 개시하고 있다.
상기 문헌에 개시된 전류-전압 변환 회로는 광 검출 소자, 두개의 증폭기, 출력 버퍼 및 이미터 단자가 상기 증폭기 중 하나의 출력에 연결된 트랜지스터로 구성되고, VREF를 상기 트랜지스터(60)의 베이스 단자에 가해지는 기준 전압, VBE를 상기 트랜지스터의 베이스-이미터 간 전압이라 할때, 출력 전압(Vo)이 VREF + VBE 이상일 때, 즉 Vo > VREF + VBE일 때 트랜지스터가 턴온되어 리미터 전류(I LT)가 흐르게 된다. 따라서, 광 검출소자에 흐르는 전류 IPH가 증가되어도 If는 더이상 증가되지 않고 따라서 전류-전압 변환 회로의 포화가 방지된다.
도1에 도시된 종래의 리미터 회로를 채용한 PDIC용 전류-전압 변화 및 증폭 회로에서는 트랜스 임피던스 증폭기의 구동 전압(미도시)을 Vcc라 할 때, 차동 증폭기(G1)의 비반전 입력단에 연결된 기준 전압 VREF가 예컨대, VREF=Vcc/2로 설정된 경우, 광 검출 소자(12)에는 역 바이어스 전압이 Vcc/2 밖에 인가될 수 없고, 이 경우 바이어스 전압으로 Vcc가 인가되는 경우에 비하면 인가되는 바이어스 전압의 크기에 따라 증가하는 광 검출 소자(12)의 공핍층의 확대가 충분하지 않기 때문에, 광 검출 소자(12)의 기생 캐패시턴스가 커지고, 광 검출 소자(12)의 기생 캐패시턴스와 피드백 저항(Rf)의 곱이 커지며 따라서 고주파 특성에 영향을 주는 시정수도 커져서 광전류 전압 변환 회로의 고주파 특성에 악영향을 주게 된다.
또한, 광입력에 의해 광 검출 소자(12)의 공핍층 내에서 발생하는 전자는 바이어스 전압에 의해 발생된 전계에 의해 끌려가기 때문에, 즉 전도전류(conduction current)이기 때문에 이동 속도가 빠르지만, 공핍층 외에서 발생하는 전자는 확산에 의해 이동하기 때문에, 즉 대류전류(convection current)이기 때문에 이동 속도가 늦다.
따라서, 공핍층의 확대가 충분하지 않으면 광입력에 의해 발생하는 전자 중 공핍층 내에서 발생하는 전자수의 비율이 작아지므로 전도전류의 비율이 낮아지고 따라서 캐리어 전체의 이동 속도는 늦어져 광전류 전압 변환 회로의 고주파 특성에 불리게 된다. 이 때문에 최근의 CD-ROM의 속도가 50배속, DVD-ROM의 속도가 16배속으로 되는 등의 고속화되는 추세를 따라갈 수 없다는 문제점이 있다.
또한, 광입력에 의해 공핍층 내에서 발생하는 전자는, 이동 속도가 빠른 캐리어로서 기여하지만, 공핍층 외에서 발생하는 전자는 이동 속도가 늦게 확산층 내에서 재결합하여 캐리어로서 기여하지 않게 되기 때문에, 공핍층의 확대가 충분치 않으면 광입력에 의해 발생하는 전자 중 공핍층 외에서 발생하는 전자수의 비율이 크고 광 검출 소자(12)의 광변환 효율에도 불리하다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 포화를 방지하기 위한 리미터 전류를 사용한 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 출력 전압이 아닌 전류를 검출함으로써 리미터 전류를 흐르게 하는 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 광 검출 소자에 인가되는 바이어스 전압을 크게하여 공핍영역을 넓힘으로써 광 검출 소자의 광효율이 향상된 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 광 검출 소자를 증폭기의 입력단에 직접 연결되지 않고 따라서 광 검출 소자의 기생 캐패시턴스가 증폭기의 대역폭에 영향을 주지 않는 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 트랜지스터를 추가로 연결하여 발생되는 전류를 크게 함으로써 발생 전류의 신호대 잡음비를 개선할 수 있는 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전류-전압 변환 및 증폭 회로는, 광신호를 수신하여 전류를 발생시키는 광 검출소자; 상기 광 검출 소자에서 발생된 전류를 수신하는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르며 증폭기의 입력단에 연결된 제2 출력 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 흐르는 전류와 동일한 크기의 전류가 흐르며 상기 전류 검출부에 연결된 제3 트랜지스터를 포함하는 전류 미러부; 상기 리미터 전류 출력 트랜지스터와 상기 구동 전원 사이에 연결되어 증폭기 입력단으로 리미터 전류를 흘려주는 전류 검출부; 상기 광 검출 소자에 광신호 입력시 발생하는 전류를 수신하여 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기의 출력에 연결된 이미터 팔로워(Emitter Follower); 상기 이미터 팔로워의 출력에 연결된 출력 버퍼; 및 상기 출력 버퍼의 출력과 상기 광 검출소자 사이에 접속된 피드백 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도3은 본 발명에 따른 리미터 전류를 사용한 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 나타낸다.
광 검출 소자(31)는 광 신호를 입력받아 전류 신호를 출력하는 소자로서 광 다이오드가 사용될 수 있다. 광 검출 소자(31)에 광 신호가 입사되면 전류 IPD가 발생된다. IPD는 증폭기(34)의 출력 단에서 If를 끌어오며(pulling), If가 피드백 저항(Rf)를 지나면서 Rf 양단에 전위차가 발생하고 이에 의해 광 검출 소자(31)에서 발생된 전류 IPD는 If×Rf = Vout의 전압 신호로 변환된다.
전류 미러부(32)는 제1 트랜지스터(Q1), 제2 트랜지스터(Q2) 및 제3 트랜지스터(Q3)로 구성되며, 광 검출 소자(31)에 광 신호가 입력되면 제1 트랜지스터(Q1)에는 전류 I1이 발생되고, 제2 트랜지스터(Q2) 및 제3 트랜지스터(Q3)에는 미러링(mirroring)에 의해 각각 전류 I1과 동일한 크기의 전류 I2 및 I3이 발생된다. 이 때, Q3에 발생된 전류 I3에 의해 저항 소자(Rs)에는 I3×Rs 의 전압이 걸리게 된다.
쓰기 동작을 위해 광 검출 소자(31)에 강한 광 신호가 입사되면 읽기 동작시보다 크기가 훨씬 큰 I1이 발생되고, 제2 트랜지스터(Q2) 및 제3 트랜지스터(Q3)에는 각각 그와 동일한 크기의 I2 및 I3가 발생된다. Q3에 발생된 전류 I3에 의해 전류 검출용 저항 소자(Rs)에는 I3×Rs의 전압이 걸리게 된다. 이 때, 저항 소자(Rs)에 걸리는 전압 I3×Rs가 전류 검출용 트랜지스터(Q4)의 이미터-베이스 간 전압(VBE ) 보다 커질 때 전류 검출용 트랜지스터(Q4)가 턴온되어 도2에 도시된 방향으로 리미터 전류(Ilmt)가 흐르게 된다.
차동 증폭기(G1), 이미터 팔로워(G2) 및 출력 버퍼(G3)는 입력 임피던스를 출력으로 전달해주는 하나의 트랜스임피던스 증폭기(30)(transimpedance amplifier;10)를 구성한다. 광 검출 소자(31)에서 발생한 전류(IPD)는 전압 신호로서 차동 증폭기(G1)의 반전 입력단에 입력되고, 이미터 팔로워(G2) 및 출력 버퍼(G2)를 거쳐 출력 전압 신호(Vout)로서 출력된다.
차동 증폭기(G1)는 반전 입력 및 비반전 입력 2개의 입력 단자에 입력되는 신호의 전압차에 소정의 이득을 곱한 값을 출력한다.
이미터 팔로워 또는 컬렉터-공통 증폭기(G2)에서, 입력신호는 베이스로 인가되고 출력은 이미터에서 얻어진다. 이미터 팔로워(G2)는 입력측의 저항이 출력측의 저항에 비해 상당히 큰 경우 전압 이득은 그대로 보존하면서 입력 신호를 출력 신호로 전달하기 위한 것이다. 이미터 팔로워(G2)의 입력단과 출력단 사이의 전압 이득은 거의 1이고, 출력단인 이미터 단자에는 입력인 베이스 단자에서의 입력 신호가 그대로 나타난다.
출력 버퍼(G3)는 입력측의 저항이 출력측의 저항에 비해 상당히 큰 경우 전류 이득은 그대로 보존하면서 입력 신호를 출력 신호에 전달하기 위한 것이다. 이미터 팔로워(G2)와 마찬가지로 이득은 1이다.
피드백 저항(Rf)은 전술한 바와 같이 트랜스임피던스 증폭기(30)에 입력 측의 광 검출소자(31)에서 발생되는 전류가 출력 측에 전압값으로 나타나게 하는 역할을 한다.
차동 증폭기(G1)의 입력단(Tin)에서, I2 = Ilmt + If이므로, 과도한 광신호가 입력되어 큰 I1이 발생하고, 그에 따라 큰 I2가 발생하여도 Ilmt가 흐르게 되므로, If는 일정값 이하로 한정되고, 따라서 트랜스 임피던스 증폭기(30)는 포화되지 않고 동작 영역에 머무르게 된다.
차동 증폭기(G1)의 또다른 입력단에는 기준 전압(VRef)이 인가되는데 통상적으로 구동 전압(Vcc)의 절반 즉, VRef = Vcc/2가 인가된다. 이 경우 종래의 회로에서는 광 검출 소자에 인가되는 바이어스 전압은 최대 Vcc/2이고, 광 검출 소자의 도통을 위한 문턱 전압(통상적으로 약 0.7V)을 고려하면 그 이하가 될 수 밖에 없다. 즉, 종래의 회로에서는 구동 전압(Vcc)을 5V라 가정하면 광 검출 소자에 인가되는 바이어스 전압이 5.0/2-0.7 = 1.8V 정도 밖에 되지 않는다.
도3의 2개의 입력을 갖는 차동 증폭기(G1) 대신 광 검출소자로부터 발생하는 전류에 의해 발생되는 전압을 단일 입력으로 갖는 증폭기를 사용하여도 무방하다.
도3에 도시된 본 발명에 따른 회로에 있어서는, 구동 전압(Vcc) 및 전류 검출부(33)가 회로의 입력측에 차동 증폭기(G1)와 분리되어 배치되어 있으므로 기준 전압(VRef)의 영향을 받지 않고 따라서, 광 검출 소자(31)에 인가되는 바이어스 전압은 최대 Vcc - 0.7V가 되고, 따라서 구동 전압(Vcc)을 5.0V라 하면 최대 4.3V의 바이어스 전압이 인가될 수 있다.
광입력에 의해 광 검출 소자(31)의 공핍층 내에서 발생하는 전자는 전계에 의해 끌려가기 때문에 이동 속도가 빠르지만, 공핍층 외에서 발생하는 전자는 확산에 의해 이동하기 때문에 이동 속도가 늦다. 광 검출 소자(31)의 공핍층 크기는 가해지는 바이어스 전압에 의해 달라지고, 이와 같이 광 검출 소자(31)에 인가되는 바이어스 전압을 크게 하면, 공핍층의 확대가 충분히 이루어져 충분하지 않으면 광입력에 의해 발생하는 전자 전체에서 차지하는 공핍층 내에서 발생하는 전자수의 비율이 커지고, 캐리어 전체의 이동 속도는 빨라지며, 따라서 광전류 전압 변환 회로의 고주파 특성이 개선된다. 또한, 최근의 CD-ROM의 속도가 50배속, DVD-ROM의 속도가 16배속으로 되는 등의 추세에도 대응할 수 있다.
또한, 광입력에 의해 광 검출 소자(31)의 공핍층 내에서 발생하는 전자는 이동 속도가 빠른 캐리어로서 기여하지만, 공핍층 외에서 발생하는 전자는 이동 속도가 늦게 확산층 내에서 재결합하여 캐리어로서 기여하지 않게 되기 때문에, 충분한 바이어스 전압에 의한 공핍층의 확대가 충분히 이루어지면 광입력에 의해 발생하는 전자 중 공핍층 내에서 발생하는 전자수의 비율이 커지고 따라서, 광 검출 소자(31)의 광변환 효율이 개선된다.
또한, 도3의 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 따르면, 광 검출 소자(31)를 차동 증폭기(G1)의 입력단에 직접 연결시키지 않으므로 광 검출 소자의 기생 캐패시턴스가 차동 증폭기(G1)의 대역폭에 영향을 주지 않고 따라서 차동 증폭기의 주파수 특성이 개선된다.
도4에는 본 발명의 또다른 실시예가 도시되어 있다. 제2 트랜지스터(Q2) 및 제3 트랜지스터(Q3)와 병렬로 제5 트랜지스터(Q5)가 연결된다. 광 검출 소자(31)에 광 신호가 입사되면, 전류 I1이 발생하고, 그와 동일한 크기의 전류 I2' 및 I3 이 발생한다. Q3에 발생된 전류 I3에 의해 저항 소자(Rs)에는 I3×Rs 의 전압이 걸리게 된다. 이 때, 도3에 도시된 회로와 마찬가지로, 광 검출 소자(31)에 과도한 광신호가 입사하여 저항 소자(Rs)에 걸리는 전압 I3×Rs가 전류 검출용 트랜지스터(Q4)의 이미터-베이스 간 전압(VBE) 보다 커질 때 Q4가 턴온되어 도2에 도시된 방향으로 리미터 전류(Ilmt)가 흐르게 된다.
차동 증폭기(G1)의 입력단(Tin)에서, I2' = Ilmt + If이므로, 과도한 광신호가 입력되어 큰 I1이 발생하고, 그에 따라 큰 I2'가 발생하여도 Ilmt가 흐르게 되므로 If는 일정값으로 한정되고, 따라서 트랜스 임피던스 증폭기(30)는 포화되지 않고 동작 영역에 머무르게 된다.
도4에 도시된 바와 같이, 제2 트랜지스터(Q2)에 트랜지스터(Q5)를 추가적으로 병렬 연결시키면 미러링에 의해 증폭기 입력단(Tin)에서 출력되는 전류 I2'가 비례하여 증가하게 된다. 제2 트랜지스터(Q2)와 병렬로 연결된 트랜지스터의 총수가 n개이면, 발생되는 전류 I2'는 도3의 추가적으로 연결된 트랜지스터가 없는 경우의 전류 I2의 n배, 즉 I2' = I2 ×n이 되고, 차동 증폭기(G1)의 입력단(T in)에서, I2' = If + Ilmt가 된다.
도3과 마찬가지로, 도4의 2개의 입력을 갖는 차동 증폭기(G1) 대신 광 검출소자로부터 발생하는 전류에 의해 발생되는 전압을 단일 입력으로 갖는 증폭기를 사용하여도 무방하다.
차동 증폭기(G1)의 입력단(Tin)에서 발생되는 전류(I2'=I2 ×n)의 S/N비(신호대 잡음비)는 I2'/잡음으로 정의되며, 위와 같이 제2 트랜지스터(Q2)에 트랜지스터를 추가적으로 연결시키게 되면 발생 전류가 그만큼 커지게 되고, 따라서 발생 전류의 신호대 잡음비가 개선된다.
그러나, 병렬 연결되는 트랜지스터 수를 증가시킬 수록 트랜지스터의 기생 캐패시턴스에 의해 트랜지스터의 효율이 감소되므로, Q2에 추가로 병렬 연결되는 트랜지스터 수는 2-3개 정도가 바람직하다.
본 발명의 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 따르면, 출력 전압이 아닌 전류값을 검출함으로써, 즉 전류 센싱에 의해 리미터 전류를 흐르게 할 수 있다.
본 발명의 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 따르면, 광 검출 소자에 인가되는 바이어스 전압을 크게하여 공핍영역을 넓힘으로써 광 검출 소자의 광효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 따르면, 광 검출 소자를 증폭기의 입력단에 직접 연결시키지 않으므로 광 검출 소자의 기생 캐패시턴스가 증폭기의 대역폭에 영향을 주지 않으므로 증폭기의 주파수 특성을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로에 따르면, 트랜지스터를 추가로 연결하여 발생되는 전류를 크게 할 수 있으므로 발생 전류의 신호대 잡음비를 개선할 수 있다.
도1은 종래에 사용되는 리미터 회로를 채용한 PDIC용 전류-전압 변화 및 증폭 회로를 나타낸다.
도2는 리미터 회로를 채용한 PDIC용 전류-전압 변화 및 증폭 회로의 출력 전압의 파형을 나타낸다.
도3은 본 발명에 따른 리미터 전류를 사용한 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 나타낸다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리미터 전류를 사용한 PDIC용 전류-전압 변환 및 증폭 회로를 나타낸다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 설명
31 : 광 검출 소자 32 : 전류 미러부
33 : 전류 검출부 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5 : 트랜지스터
G1 : 증폭기 Rf : 피드백 저항
RS : 전류 검출용 저항 소자

Claims (5)

  1. 광신호를 수신하여 전류를 발생시키는 광 검출소자;
    상기 광 검출 소자에서 발생된 전류를 수신하는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르며 증폭기의 입력단에 연결된 제2 출력 트랜지스터, 및 상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터에 흐르는 전류와 동일한 크기의 전류가 흐르며 상기 전류 검출부에 연결된 제3 트랜지스터를 포함하는 전류 미러부;
    상기 리미터 전류 출력 트랜지스터와 상기 구동 전원 사이에 연결되어 증폭기 입력단으로 리미터 전류를 흘려주는 전류 검출부;
    상기 광 검출 소자에 광신호 입력시 발생하는 전류를 수신하여 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기의 출력에 연결된 이미터 팔로워(Emitter Follower);
    상기 이미터 팔로워의 출력에 연결된 출력 버퍼; 및
    상기 출력 버퍼의 출력과 상기 광 검출소자 사이에 접속된 피드백 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류-전압 변환 및 증폭 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류 검출부는,
    이미터는 상기 구동 전원에 연결되고, 컬렉터는 증폭기 입력단에 연결되며, 베이스는 상기 리미터 전류 출력 트랜지스터의 컬렉터에 연결된 전류 검출용 트랜지스터; 및
    상기 이미터와 베이스 사이에 연결된 전류 검출용 저항 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류-전압 변환 및 증폭 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미러부는, 상기 제2 트랜지스터와 병렬로 연결되어 상기 제1 트랜지스터에 발생되는 전류와 동일한 전류가 흐르는 제5 트랜지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류-전압 변환 및 증폭 회로.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 리미터 전류 출력 트랜지스터는, 상기 전류 검출용 저항 소자의 저항값을 Rs, 상기 전류 검출용 저항 소자에 흐르는 전류를 I3, 상기 리미터 전류 출력 트랜지스터의 베이스-이미터 간 전압을 VBE라 할 때,
    I3 ×Rs > VBE
    일 때 턴온(turn on)되어 리미터 전류를 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 전류-전압 변환 및 증폭 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증폭기는 상기 광 검출 소자에 광신호 입력시 발생하는 전류에 의한 입력 전압 및 소정의 기준 전압을 입력으로 갖는 차동 증폭기인 것을 특징으로 하는 전류-전압 변환 및 증폭 회로.
KR1020030065183A 2003-09-19 2003-09-19 전류 검출에 의한 리미터 회로를 채용한 전류-전압 변환및 증폭 회로 KR20050028673A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101445661B1 (ko) * 2008-01-24 2014-11-03 삼성전자주식회사 피모스 트랜지스터를 사용하는 씨모스 이미지 센서

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