JPH02146809A - オプトエレクトロニツクトランスインピーダンス増幅器 - Google Patents
オプトエレクトロニツクトランスインピーダンス増幅器Info
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- JPH02146809A JPH02146809A JP1042009A JP4200989A JPH02146809A JP H02146809 A JPH02146809 A JP H02146809A JP 1042009 A JP1042009 A JP 1042009A JP 4200989 A JP4200989 A JP 4200989A JP H02146809 A JPH02146809 A JP H02146809A
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- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract 3
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
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- H03F3/082—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light with FET's
-
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- H03G7/06—Volume compression or expansion in amplifiers having semiconductor devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (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、増幅器としてトランジスタを有し、光電素子
から供給される光電信号を増幅するだめのオプトエレク
トロニックトランスインピーダンス増幅器に関する。
から供給される光電信号を増幅するだめのオプトエレク
トロニックトランスインピーダンス増幅器に関する。
従来技術
トランスインピーダンス増幅器は、フォトダイオードか
らのオゾトエレクトロ二ツク信号を前置増幅するために
頻繁に利用される。トランスインピーダンス増幅器は、
演算増幅器またはディスクレート構成素子（バイポーラ
またはＦＥＴ）から構成される。この場合、ディスクレ
ート構成素子（バイポーラまたはＦＥＴ）から成る回路
は、周波数が比較的高く雑音が小さい場合は、演算増幅
器から成る回路よりも有利である。
らのオゾトエレクトロ二ツク信号を前置増幅するために
頻繁に利用される。トランスインピーダンス増幅器は、
演算増幅器またはディスクレート構成素子（バイポーラ
またはＦＥＴ）から構成される。この場合、ディスクレ
ート構成素子（バイポーラまたはＦＥＴ）から成る回路
は、周波数が比較的高く雑音が小さい場合は、演算増幅
器から成る回路よりも有利である。
すべてのフォトダイオード前置増幅器、特にトランスイ
ンピーダンス増幅器では、フォトダイオードに入射する
光信号の大きなダイナミック特性が由々しい問題となる
。入射する光信号の出力は、送信器からの距離または光
結合の仕方によって、１０；ｎＷと数ｍＷとの間の値に
なる。これに相応してフォトダイオード中に発生する光
電流のダイナミック特性も大きい。この光ｆＦｔ流１が
前置増幅器の入力信号となるのである。
ンピーダンス増幅器では、フォトダイオードに入射する
光信号の大きなダイナミック特性が由々しい問題となる
。入射する光信号の出力は、送信器からの距離または光
結合の仕方によって、１０；ｎＷと数ｍＷとの間の値に
なる。これに相応してフォトダイオード中に発生する光
電流のダイナミック特性も大きい。この光ｆＦｔ流１が
前置増幅器の入力信号となるのである。
前置増幅器は、極めて小さい入力電流に対して最適化さ
れており制限されたダイナミック特性を持つので、前置
増幅器は、前記光電流によって比較的急速に過励振され
てしまう。それによって、前置増幅器の機能は著しく損
われるか、または全く機能が果されなくなってしまうこ
とさえある。
れており制限されたダイナミック特性を持つので、前置
増幅器は、前記光電流によって比較的急速に過励振され
てしまう。それによって、前置増幅器の機能は著しく損
われるか、または全く機能が果されなくなってしまうこ
とさえある。
第１図は、過励振防止機能を有するトランスインピーダ
ンス前置増幅器の−ｆ＋１である。第１図のトランスイ
ンピーダンス増幅器は、帰還抵抗ＲＦにダイオードＤが
並列に接続されている。
ンス前置増幅器の−ｆ＋１である。第１図のトランスイ
ンピーダンス増幅器は、帰還抵抗ＲＦにダイオードＤが
並列に接続されている。
抵抗ＲＦを介する電圧降下が約０．５ホルトよりも大き
い場合は、ダイオードＤは導通し、この極めて小さいダ
イオード順方向抵抗によって、抵抗ＲＦを橋絡する。抵
抗Ｆ（Ｆが増幅率（トランスインピーダンス）を定める
ので、これによって増幅率は小さくなり、従って過励振
は回貸される。このようにして、係数３０ないし５０の
過励振防止作用が得られる。
い場合は、ダイオードＤは導通し、この極めて小さいダ
イオード順方向抵抗によって、抵抗ＲＦを橋絡する。抵
抗Ｆ（Ｆが増幅率（トランスインピーダンス）を定める
ので、これによって増幅率は小さくなり、従って過励振
は回貸される。このようにして、係数３０ないし５０の
過励振防止作用が得られる。
第１図の配置構成の欠点は、帯域幅が比較的小さいこと
、信号が大きく周波数が高い場合に信号のひずみが生じ
ること、および達成できる過励振係数が比較的小さいこ
とである。
、信号が大きく周波数が高い場合に信号のひずみが生じ
ること、および達成できる過励振係数が比較的小さいこ
とである。
過励振防止機能は、帰還抵抗（ＲＦ）のみに作用し、負
荷抵抗ＲＣＫは作用しないので、ＲＣを介する電圧降下
はＱｌのコレクタ電流によって極めて急速に増大する。
荷抵抗ＲＣＫは作用しないので、ＲＣを介する電圧降下
はＱｌのコレクタ電流によって極めて急速に増大する。
その結果、トランジスタＱｌは飽和する。飽和によって
信号に遅延及びひずみが発生し、過励振防止機能は実際
に果たされなくなり、光電出力は小さな値に制限される
。また保護ダイオードＤ１が使用されること自体によっ
てもさらに欠点が生じてしまう。何故ならダイオードＤ
１は抵抗ＲＦに対して並列の容４−（キヤ・ぐシタンス
）に相応シ、このダイオードＤ１が、増幅器の帯域幅を
著しく狭くしてしまうからである。さらに、容量（キャ
パシタンス）全体が特に、・ぞルス波形の場合で、かつ
過励振の場合、交流電圧によってＲＦを介して著しく反
転充電（を荷の積替え）がなされ、このことにより、不
所望の蓄積切換作用が生じ信号中にさらにひずみが発生
してしまう。
信号に遅延及びひずみが発生し、過励振防止機能は実際
に果たされなくなり、光電出力は小さな値に制限される
。また保護ダイオードＤ１が使用されること自体によっ
てもさらに欠点が生じてしまう。何故ならダイオードＤ
１は抵抗ＲＦに対して並列の容４−（キヤ・ぐシタンス
）に相応シ、このダイオードＤ１が、増幅器の帯域幅を
著しく狭くしてしまうからである。さらに、容量（キャ
パシタンス）全体が特に、・ぞルス波形の場合で、かつ
過励振の場合、交流電圧によってＲＦを介して著しく反
転充電（を荷の積替え）がなされ、このことにより、不
所望の蓄積切換作用が生じ信号中にさらにひずみが発生
してしまう。
発明が解決しようとする課題
本発明の基礎となる課題は、過励振防止機能を有するオ
プトエレクトロニックトランスインピーダンス増幅器を
提供することである。過励振防止機能によって、トラン
スインピーダンス増幅器のダイナミック特性の変化をで
きる限り小さく抑えられるようにするものである。
プトエレクトロニックトランスインピーダンス増幅器を
提供することである。過励振防止機能によって、トラン
スインピーダンス増幅器のダイナミック特性の変化をで
きる限り小さく抑えられるようにするものである。
課題を解決するための手段
本発明によれば、この課題は、オゾトエレクトロ二ツク
インピーダンス増幅器において、増幅器トランジスタの
負荷抵抗として、１つのトランジスタ及び２つのオーム
抵抗が設けられており、直列接続された前記２つの抵抗
が負荷抵抗トランジスタのエミッタ−コレクタ路に並列
に配置され、またこれらの２つのオーム抵抗の接続点が
負荷抵抗トランジスタのベースに接続されることにより
解決される。
インピーダンス増幅器において、増幅器トランジスタの
負荷抵抗として、１つのトランジスタ及び２つのオーム
抵抗が設けられており、直列接続された前記２つの抵抗
が負荷抵抗トランジスタのエミッタ−コレクタ路に並列
に配置され、またこれらの２つのオーム抵抗の接続点が
負荷抵抗トランジスタのベースに接続されることにより
解決される。
実施例
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
第２図から第４図は、本発明によるオゾトエレクトロ二
ツクトランスインピーダンス増幅器を示す回路図である
。第２図のオゾトエレクトロ二ツクトランスインビーグ
ンス増幅器では、抵抗Ｒｃｌ及び抵抗Ｒｃ２を有するト
ランジスタＱ３によって過励振防止回路が形成される。
ツクトランスインピーダンス増幅器を示す回路図である
。第２図のオゾトエレクトロ二ツクトランスインビーグ
ンス増幅器では、抵抗Ｒｃｌ及び抵抗Ｒｃ２を有するト
ランジスタＱ３によって過励振防止回路が形成される。
抵抗Ｒｃｌ、Ｒｃ２を有するトランジスタＱ３は、入力
増幅器を形成するトランジスタＱ１に対する能動的負荷
抵抗に相当する。抵抗Ｒｃｌ及びＲＣｙ−ら成る分圧器
は、通常動作で、トランジスタＱ３のベースとエミッタ
との間の電圧が約０．４ケルト以下に保たれるように構
成される。これによって、トランジスタＱ３は遮断され
ており、トランジスタＱ１及びＱ２に対する負荷電流が
分圧器Ｒｃｌ、Ｒｃ２を流れる。２つの抵抗の和Ｒｃｌ
＋Ｒｃ２がトラン・ゾスタＱｌに対する負荷抵抗である
。
増幅器を形成するトランジスタＱ１に対する能動的負荷
抵抗に相当する。抵抗Ｒｃｌ及びＲＣｙ−ら成る分圧器
は、通常動作で、トランジスタＱ３のベースとエミッタ
との間の電圧が約０．４ケルト以下に保たれるように構
成される。これによって、トランジスタＱ３は遮断され
ており、トランジスタＱ１及びＱ２に対する負荷電流が
分圧器Ｒｃｌ、Ｒｃ２を流れる。２つの抵抗の和Ｒｃｌ
＋Ｒｃ２がトラン・ゾスタＱｌに対する負荷抵抗である
。
フォトダイオード−電流Ｉｐが過励振−限界（ＲＣｌ、
ＲＣ２の大きさとトランジスタＱ１及びＱ２の動作点に
よって定められる）を上回る場合には、分圧器ＲＣ１、
ＲＣ２を通る電流及びひいてはトランジスタＱ３のベー
ス−エミッター電流も次のように増大する。すなわち、
トランジスタＱ３が祷通し、かつトランジスタＱ３がＱ
ｌの過大なコレクター電流を供給するまで増大する。
ＲＣ２の大きさとトランジスタＱ１及びＱ２の動作点に
よって定められる）を上回る場合には、分圧器ＲＣ１、
ＲＣ２を通る電流及びひいてはトランジスタＱ３のベー
ス−エミッター電流も次のように増大する。すなわち、
トランジスタＱ３が祷通し、かつトランジスタＱ３がＱ
ｌの過大なコレクター電流を供給するまで増大する。
能動動作中はＱ３のベース−エミッタ電圧値が、０．７
ボルト＜！：１ポルトの間の値であるので、Ｒｃｌ及び
ＲＣ２を介する全電圧降下は一定であり、しかも全７Ｉ
Ｌ流ＩＬに依存しない。その結果、トランジスタＱｌは
、（及びトランジスタＱ２も）飽和することはあり得な
い。従って、飽和が原因となって生じる信号のひずみと
遅延は、それによってさらに回避される。過励振を決定
する増幅器トランジスタＱ３と９１の最大電流は、これ
らのトランジスタの温黒゛（出力）−耐力によって制限
されるにすぎない。過励振係数２００及びそれ以上の値
に達するのは容易である。
ボルト＜！：１ポルトの間の値であるので、Ｒｃｌ及び
ＲＣ２を介する全電圧降下は一定であり、しかも全７Ｉ
Ｌ流ＩＬに依存しない。その結果、トランジスタＱｌは
、（及びトランジスタＱ２も）飽和することはあり得な
い。従って、飽和が原因となって生じる信号のひずみと
遅延は、それによってさらに回避される。過励振を決定
する増幅器トランジスタＱ３と９１の最大電流は、これ
らのトランジスタの温黒゛（出力）−耐力によって制限
されるにすぎない。過励振係数２００及びそれ以上の値
に達するのは容易である。
能動的状態では、トランジスタＱ３は、抵抗Ｒｃｌ 、
Ｒｃ２に対し並列接続された大変率さな抵抗に相当する
。この抵抗は、トランジスタＱ１のコレクタ負荷抵抗で
ある。帰還抵抗ＲＦは、過励振防止のためには用いられ
ないので（付加的な容量性の負荷は不要である）、また
入力トランジスタの負荷抵抗は、そればかりか−層小さ
いので、帯域幅の悪化が起こることはない。
Ｒｃ２に対し並列接続された大変率さな抵抗に相当する
。この抵抗は、トランジスタＱ１のコレクタ負荷抵抗で
ある。帰還抵抗ＲＦは、過励振防止のためには用いられ
ないので（付加的な容量性の負荷は不要である）、また
入力トランジスタの負荷抵抗は、そればかりか−層小さ
いので、帯域幅の悪化が起こることはない。
第３図は、第２図のトランスインピーダンス増幅器を変
形した実施例である。この実施例は、４つのバイポーラ
−トランジスタ（Ｑｌ、Ｑ２゜Ｑ３ 、 Ｑ４ ）で構
成される。トランジスタＱ４は、トランジスタＱｌのコ
レクタ電位をシフトするためと、信号増幅するために用
いる。トランジスタＱ４は、ベース−接地回路に接続さ
れている。
形した実施例である。この実施例は、４つのバイポーラ
−トランジスタ（Ｑｌ、Ｑ２゜Ｑ３ 、 Ｑ４ ）で構
成される。トランジスタＱ４は、トランジスタＱｌのコ
レクタ電位をシフトするためと、信号増幅するために用
いる。トランジスタＱ４は、ベース−接地回路に接続さ
れている。
即、４図は、入力０ＩｌｌにＦＥＴを有するトランスイ
ンピーダンス増幅器である。このトランスインピーダン
ス増幅器の場合も、ＦＥＴの負荷抵抗は、Ｑ３．ＲＣＩ
、ＲＣ２より成る能動抵抗で置き換えられる。
ンピーダンス増幅器である。このトランスインピーダン
ス増幅器の場合も、ＦＥＴの負荷抵抗は、Ｑ３．ＲＣＩ
、ＲＣ２より成る能動抵抗で置き換えられる。
発明の効果
本発明により、効果的な過励振防止機能を有するオゾト
エレクトロ二ックトランスインピーダンス増幅器が可能
となる。
エレクトロ二ックトランスインピーダンス増幅器が可能
となる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、増幅器としてトランジスタを有し、光電素子から供
給される光電信号を増幅するためのオプトエレクトロニ
ックトランスインピーダンス増幅器において、増幅器−
トランジスタの負荷抵抗として、１つのトランジスタ及
び２つのオーム抵抗が設けられており、また２つのオー
ム抵抗は直列接続され、この直列接続体は負荷抵抗トラ
ンジスタのエミッタ−コレクタ路に対し並列に配置され
ており、また前記２つのオーム抵抗相互間の接続点は、
負荷抵抗トランジスタのベースに接続されることを特徴
とするオプトエレクトロニックトランスインピーダンス
増幅器。 ２、負荷抵抗の２つの抵抗の大きさは、負荷抵抗トラン
ジスタのベースとエミッタとの間の電圧が、通常動作時
に０．４ボルト以下に保たれるように選定されている請
求項１記載のオプトエレクトロニツクトランスインピー
ダンス増幅器。 ３、第３のトランジスタが出力トランジスタとして設け
られ、また該第３のトランジスタは、光電素子によつて
制御される請求項１または２記載のオプトエレクトロニ
ックトランスインピーダンス増幅器。 ４、前記第３のトランジスタのコレクタは、作動電位と
接続される請求項３記載のオプトエレクトロニックトラ
ンスインピーダンス増幅器。 ５、第４のトランジスタが設けられており、当該第４の
トランジスタのエミッタは、増幅器トランジスタのコレ
クタ又はドレーン電極と接続される請求項１から４項の
うちいずれか１項記載のオプトエレクトロニックトラン
スインピーダンス増幅器。 ６、分圧器が設けられており、当該分圧器のタツプは、
第４のトランジスタのベースに接続されている請求項５
に記載のオプトエレクトロニックトランスインピーダン
ス増幅器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3806283.6 | 1988-02-27 | ||
| DE3806283A DE3806283A1 (de) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | Optoelektronischer transimpedanz-verstaerker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146809A true JPH02146809A (ja) | 1990-06-06 |
Family
ID=6348351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042009A Pending JPH02146809A (ja) | 1988-02-27 | 1989-02-23 | オプトエレクトロニツクトランスインピーダンス増幅器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4914402A (ja) |
| JP (1) | JPH02146809A (ja) |
| DE (1) | DE3806283A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018170763A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | リニア・テクノロジー・エルエルシー | 高速オーバードライブ回復機能付きトランスインピーダンス増幅器 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3832857A1 (de) * | 1988-09-28 | 1990-03-29 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optischer empfaenger mit erweitertem dynamikbereich |
| DE4006504A1 (de) * | 1990-03-02 | 1991-09-05 | Telefunken Electronic Gmbh | Schaltungsanordnung fuer opto-schmitt-trigger |
| US5532471A (en) * | 1994-12-21 | 1996-07-02 | At&T Corp. | Optical transimpedance amplifier with high dynamic range |
| DE19523431C2 (de) * | 1995-06-28 | 1998-07-30 | Telefunken Microelectron | Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines optischen Signals in ein elektrisches Signal |
| US5859557A (en) * | 1997-05-13 | 1999-01-12 | Tdk Systems, Inc. | Method and apparatus for implementing DC mode selection in a data access arrangement |
| US7605649B2 (en) * | 2001-03-13 | 2009-10-20 | Marvell World Trade Ltd. | Nested transimpedance amplifier |
| US6762644B1 (en) | 2001-03-13 | 2004-07-13 | Marvell International, Ltd. | Apparatus and method for a nested transimpedance amplifier |
| US7276965B1 (en) | 2001-03-13 | 2007-10-02 | Marvell International Ltd. | Nested transimpedance amplifier |
| US7551024B2 (en) * | 2001-03-13 | 2009-06-23 | Marvell World Trade Ltd. | Nested transimpedance amplifier |
| US7053992B2 (en) * | 2003-11-26 | 2006-05-30 | Meade Instruments Corporation | Rangefinder and method for collecting calibration data |
| US7508497B2 (en) * | 2003-11-26 | 2009-03-24 | Meade Instruments Corporation | Rangefinder with reduced noise receiver |
| US7023271B1 (en) | 2004-03-31 | 2006-04-04 | Marvell International Ltd. | Variable-gain constant-bandwidth transimpedance amplifier |
| US7239202B1 (en) | 2004-03-31 | 2007-07-03 | Marvell International Ltd. | Variable-gain constant-bandwidth transimpedance amplifier |
| US7558014B1 (en) | 2004-06-24 | 2009-07-07 | Marvell International Ltd. | Programmable high pass amplifier for perpendicular recording systems |
| US7518447B1 (en) | 2005-01-18 | 2009-04-14 | Marvell International Ltd. | Transimpedance amplifier |
| US7449958B1 (en) | 2005-08-17 | 2008-11-11 | Marvell International Ltd. | Open loop DC control for a transimpedance feedback amplifier |
| KR101101512B1 (ko) * | 2010-07-29 | 2012-01-03 | 삼성전기주식회사 | 씨모스 파워 증폭기 |
| FR2994595B1 (fr) * | 2012-08-14 | 2014-09-12 | Centre Nat Rech Scient | Circuit electronique comprenant un convoyeur de courant agence avec un dispositif anti-saturation, et dispositif de detection de photons correspondants |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3204839C2 (de) * | 1982-02-11 | 1984-04-26 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Fotodiodenverstärker mit großem Dynamikbereich |
| DE3223218C2 (de) * | 1982-06-22 | 1985-02-14 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Transimpedanz-Verstärker |
| GB8419843D0 (en) * | 1984-08-03 | 1984-09-05 | British Telecomm | Optical receivers |
| US4564818A (en) * | 1984-08-24 | 1986-01-14 | Motorola Inc. | Transimpedance amplifier having an improved gain/bandwidth product |
-
1988
- 1988-02-27 DE DE3806283A patent/DE3806283A1/de not_active Ceased
-
1989
- 1989-02-06 US US07/306,682 patent/US4914402A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-23 JP JP1042009A patent/JPH02146809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018170763A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | リニア・テクノロジー・エルエルシー | 高速オーバードライブ回復機能付きトランスインピーダンス増幅器 |
| US10686412B2 (en) | 2017-03-29 | 2020-06-16 | Linear Technology Corporation | Trans-impedance amplifier with fast overdrive recovery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3806283A1 (de) | 1989-09-07 |
| US4914402A (en) | 1990-04-03 |
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