JPH0151101B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0151101B2 JPH0151101B2 JP57205782A JP20578282A JPH0151101B2 JP H0151101 B2 JPH0151101 B2 JP H0151101B2 JP 57205782 A JP57205782 A JP 57205782A JP 20578282 A JP20578282 A JP 20578282A JP H0151101 B2 JPH0151101 B2 JP H0151101B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- resistor
- apd
- avalanche photodiode
- drive circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Optical Communication System (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、温度特性の影響を補償して増倍率を
一定に保つことができるようにしたアバランシエ
フオトダイオードの駆動回路に関する。
一定に保つことができるようにしたアバランシエ
フオトダイオードの駆動回路に関する。
アバランシエフオトダイオード（以下APDと
略す）は、光電変換に際して増倍機能をもつてい
るため長距離伝送を主に、光レシーバに広く用い
られている。ところでAPDに増倍作用を行わせ
るためには、かなり高いバイアス電圧（例えば
200V程度）を必要とし、また個体差、温度変動
があるため制御が困難である。第１図は、APD
の特性を示す図である。図において、横軸はバイ
アス電圧を縦軸は増倍率をそれぞれ示している。
VBRはAPDのブレークダウン電圧である。図より
明らかなように、バイアス電圧が変化すると増倍
率は大幅に変化し、また温度変化によつても大き
く変わる。従つて、APDの駆動回路はバイアス
電圧を温度に応じて変化させ増倍率が温度変化の
影響を受けないように設計される。
略す）は、光電変換に際して増倍機能をもつてい
るため長距離伝送を主に、光レシーバに広く用い
られている。ところでAPDに増倍作用を行わせ
るためには、かなり高いバイアス電圧（例えば
200V程度）を必要とし、また個体差、温度変動
があるため制御が困難である。第１図は、APD
の特性を示す図である。図において、横軸はバイ
アス電圧を縦軸は増倍率をそれぞれ示している。
VBRはAPDのブレークダウン電圧である。図より
明らかなように、バイアス電圧が変化すると増倍
率は大幅に変化し、また温度変化によつても大き
く変わる。従つて、APDの駆動回路はバイアス
電圧を温度に応じて変化させ増倍率が温度変化の
影響を受けないように設計される。
第２図は、APD駆動回路の従来例を示す電気
的構成図である。図において、R1，R3，R4，R5
は抵抗、R2は負性抵抗素子、例えばサーミスタ
である。ＤはAPD、Vccは電源電圧である。図
に示す駆動回路は、抵抗R1とサーミスタR2及び
抵抗R3とで構成される分圧回路の分圧電圧を
APDのバイアス電圧としたものであつて、温度
変化による増倍率の変化をサーミスタR2で補償
して一定の増倍率を得るようにしたものである。
このような従来回路では、APDの固体差による
増倍率の変動を吸収できず、また増倍率Ｍとして
は一定値に固定され必要に応じてＭの値を変える
ことができない。
的構成図である。図において、R1，R3，R4，R5
は抵抗、R2は負性抵抗素子、例えばサーミスタ
である。ＤはAPD、Vccは電源電圧である。図
に示す駆動回路は、抵抗R1とサーミスタR2及び
抵抗R3とで構成される分圧回路の分圧電圧を
APDのバイアス電圧としたものであつて、温度
変化による増倍率の変化をサーミスタR2で補償
して一定の増倍率を得るようにしたものである。
このような従来回路では、APDの固体差による
増倍率の変動を吸収できず、また増倍率Ｍとして
は一定値に固定され必要に応じてＭの値を変える
ことができない。
光レシーバでは、APDの増倍率ＭをAGCルー
プの内部に含むことが多い。第３図は光レシーバ
の構成を示すブロツク図である。APDを含む駆
動回路１の出力は、プリアンプ２、可変ゲインア
ンプ３を経て信号出力Vsとして出力される。出
力信号Vsの一部は、レベル検出器４に入る。レ
ベル検出器４の出力は、続くAGC制御用アンプ
５で基準電圧Esと突き合わされ、該アンプから
は出力レベルに応じた制御信号Ecが出力される。
該制御信号は可変ゲインアンプ３の制御信号とし
て働くとともに、続くDC／DCコンバータ６に入
つて駆動回路１に与える電源電圧Vccの値を制御
している。図に示AGC回路のAPD駆動回路１と
して第２図に示すような従来回路を用いると、
Vccの値従つてバイアス電圧VBの変化に応じて
APDの増倍率Ｍが大きく変化するため温度補償
を行うことができなかつた。
プの内部に含むことが多い。第３図は光レシーバ
の構成を示すブロツク図である。APDを含む駆
動回路１の出力は、プリアンプ２、可変ゲインア
ンプ３を経て信号出力Vsとして出力される。出
力信号Vsの一部は、レベル検出器４に入る。レ
ベル検出器４の出力は、続くAGC制御用アンプ
５で基準電圧Esと突き合わされ、該アンプから
は出力レベルに応じた制御信号Ecが出力される。
該制御信号は可変ゲインアンプ３の制御信号とし
て働くとともに、続くDC／DCコンバータ６に入
つて駆動回路１に与える電源電圧Vccの値を制御
している。図に示AGC回路のAPD駆動回路１と
して第２図に示すような従来回路を用いると、
Vccの値従つてバイアス電圧VBの変化に応じて
APDの増倍率Ｍが大きく変化するため温度補償
を行うことができなかつた。
このような欠点を除去したものとして、従来、
基準電圧ESの温度特性をAPDのブレークダウン
電圧の温度特性と等しくしたものがあつた。
基準電圧ESの温度特性をAPDのブレークダウン
電圧の温度特性と等しくしたものがあつた。
しかし、この従来例では、温度補償できる基準
電圧ESは固定されているため、特定の増倍率Ｍに
ついてしか温度補償ができないという問題点があ
つた。
電圧ESは固定されているため、特定の増倍率Ｍに
ついてしか温度補償ができないという問題点があ
つた。
本発明はこのような問題点を解決するためにな
されたものであり、増倍率Ｍがどのように変わつ
てもそのときの値で温度補償を行うことができる
アバランシエフオトダイオードの駆動回路を実現
することを目的とする。
されたものであり、増倍率Ｍがどのように変わつ
てもそのときの値で温度補償を行うことができる
アバランシエフオトダイオードの駆動回路を実現
することを目的とする。
本発明は、
アバランシエフオトダイオードの駆動回路にお
いて、 正入力端子には制御信号Vcが与えられ、出力
端子には抵抗R1，R2，R3を直列接続した抵抗回
路が接続され、抵抗R1とR2の接続点は負入力端
子に接続された演算増幅器と、 一端はこの演算増幅器の出力端に、他端は抵抗
を介してコモン電位に接続されたアバランシエフ
オトダイオードとを具備し、 前記抵抗R2は温度に対して負性特性を有する
抵抗であり、この抵抗特性によりアバランシエフ
オトダイオードのバイアス電圧VBはそれのブレ
ークダウン電圧VBRと同様な温度特性に設定さ
れ、電圧の比VB／VBRは次式で与えられることを
特徴とするアバランシエフオトダイオードの駆動
回路である。
いて、 正入力端子には制御信号Vcが与えられ、出力
端子には抵抗R1，R2，R3を直列接続した抵抗回
路が接続され、抵抗R1とR2の接続点は負入力端
子に接続された演算増幅器と、 一端はこの演算増幅器の出力端に、他端は抵抗
を介してコモン電位に接続されたアバランシエフ
オトダイオードとを具備し、 前記抵抗R2は温度に対して負性特性を有する
抵抗であり、この抵抗特性によりアバランシエフ
オトダイオードのバイアス電圧VBはそれのブレ
ークダウン電圧VBRと同様な温度特性に設定さ
れ、電圧の比VB／VBRは次式で与えられることを
特徴とするアバランシエフオトダイオードの駆動
回路である。
VB／VBR＝K1VC
K1：温度に無関係な定数
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
る。
APDのバイアス電圧VBと制御信号Vcとの関係
が、 VB＝KVc (1) で表わせるものとして比例定数ＫにAPDの個体
差及び温度変動の吸収特性を持たせるものとす
る。ここで、定数Ｋの温度特性をAPDのブレー
クダウン電圧VBRの温度特性と一致させるように
する。VBRは、 VBR＝VBRO（１＋αt） (2) でよく近似される温度特性を有する。ここで、
VBROは個体差によつて決まる定数、ｔは温度、α
は温度係数で約２×10-3〔／℃〕の値をもつてい
る。従つて、比例定数Ｋにも Ｋ＝K0（１＋αt） (3) で表わされるようなVBRと同様の温度特性をもた
せる。ここで、K0は温度によらない定数で個体
差を吸収する。即ち、 K0＝K1VBRO（K1；定数） (4) を満足するような定数とする。
が、 VB＝KVc (1) で表わせるものとして比例定数ＫにAPDの個体
差及び温度変動の吸収特性を持たせるものとす
る。ここで、定数Ｋの温度特性をAPDのブレー
クダウン電圧VBRの温度特性と一致させるように
する。VBRは、 VBR＝VBRO（１＋αt） (2) でよく近似される温度特性を有する。ここで、
VBROは個体差によつて決まる定数、ｔは温度、α
は温度係数で約２×10-3〔／℃〕の値をもつてい
る。従つて、比例定数Ｋにも Ｋ＝K0（１＋αt） (3) で表わされるようなVBRと同様の温度特性をもた
せる。ここで、K0は温度によらない定数で個体
差を吸収する。即ち、 K0＝K1VBRO（K1；定数） (4) を満足するような定数とする。
ところで、APDの増倍率はＭはバイアス電圧
VBの複雑な関数であるが、VB／VBRを一定に保て
ばＭも一定に保たれることが知られている。(1)〜
(3)より次式が成立する。
VBの複雑な関数であるが、VB／VBRを一定に保て
ばＭも一定に保たれることが知られている。(1)〜
(3)より次式が成立する。
VB＝K0VBR／VBROVc (5)
(5)、(4)式よりVB／VBRは次式で表わされる。
VB／VBR＝K0／VBROVc＝K1Vc (6)
(6)式よりVB／VBRが一定となることがわかる。
従つて、個体差による影響及び温度変動による影
響を除去できる。そして、Ｍがどのように変わつ
てもそのＭの値のところで温度補正が行える。
従つて、個体差による影響及び温度変動による影
響を除去できる。そして、Ｍがどのように変わつ
てもそのＭの値のところで温度補正が行える。
第４図は、上述の技術的思想を実現した電気的
構成図の一例である。第２図と同一の抵抗及びサ
ーミスタは、同一の記号を付して示す。図におい
て、Ａは演算増幅器でその正入力には制御信号
Vcが、負入力には帰還信号がそれぞれ入力され
ている。増幅器Ａの出力には、R1，R2及びR3で
構成される抵抗回路が接続され、R1とR2の接続
点の電位が増幅器Ａの負入力にフイードバツクさ
れている。更に、増幅器Ａの出力側にはAPDと
抵抗の直列回路が接続されている。図に示す回路
の信号出力Voは、APDと抵抗との接続点から取
出されている。なお、回路の電源電圧Vccは、前
述したように200Vとからなり高いため、演算増
幅器Ａとしては市販されている演算増幅器をその
まま用いることができないため、第５図に示すよ
うに、市販されている演算増幅器A1の出力をト
ランジスタQ1，Q2を用いた電圧ブースト回路で
ブーストしている。
構成図の一例である。第２図と同一の抵抗及びサ
ーミスタは、同一の記号を付して示す。図におい
て、Ａは演算増幅器でその正入力には制御信号
Vcが、負入力には帰還信号がそれぞれ入力され
ている。増幅器Ａの出力には、R1，R2及びR3で
構成される抵抗回路が接続され、R1とR2の接続
点の電位が増幅器Ａの負入力にフイードバツクさ
れている。更に、増幅器Ａの出力側にはAPDと
抵抗の直列回路が接続されている。図に示す回路
の信号出力Voは、APDと抵抗との接続点から取
出されている。なお、回路の電源電圧Vccは、前
述したように200Vとからなり高いため、演算増
幅器Ａとしては市販されている演算増幅器をその
まま用いることができないため、第５図に示すよ
うに、市販されている演算増幅器A1の出力をト
ランジスタQ1，Q2を用いた電圧ブースト回路で
ブーストしている。
このように構成された回路の出力VBは、次式
で与えられる。
で与えられる。
VB＝（１＋R1／R2＋R3）Vc (7)
但し、各抵抗の値として記号R1〜R3をそのま
ま用いた。(7)式の（１＋R1／R2＋R3）が(1)式の定数 Ｋに相当する。今１≪R1／（R2＋R3）が成り立
つものとすると、(7)式は次式のように簡略化され
る。
ま用いた。(7)式の（１＋R1／R2＋R3）が(1)式の定数 Ｋに相当する。今１≪R1／（R2＋R3）が成り立
つものとすると、(7)式は次式のように簡略化され
る。
VB＝R1／R2＋R3Vc (8)
ここで、抵抗R2として前述したような負性抵
抗素子例えばサーミスタを用いるものとすると、
VBは温度ｔの上昇と共に増加する。即ち、近似
的に（１＋αt）の温度特性をもたせることができ
る。VBに（１＋αt）の温度特性をもたせること
ができれば、前述したようにVB／VBRを一定に保
つことができ従つて温度変化に関係なくAPDの
増倍率Ｍを一定に維持することができる。また、
抵抗R1を可変とすればVBROの個体差も吸収させ
ることができて都合がよい。このようなVBをバ
イアス電圧として受けるAPDは、個体差及び温
度変化による影響を除去した信号Voを出力する
ことができる。本発明によれば、バイアス電圧
VBは近似的にブレークダウン電圧VBRと等しい温
度特性をもつているため、 VB／VBR＝K1Vc が成立する。この式から、制御電圧Vcを一定に
することにより増倍率Ｍを一定に保ち、制御電圧
Vcの値に応じて増倍率Ｍを変えられる。また、
制御電圧Vcが与えられる箇所とは別に、温度補
償はフイードバツク側すなわち演算増幅器Ａの帰
還信号線に接続した抵抗で行つている。
抗素子例えばサーミスタを用いるものとすると、
VBは温度ｔの上昇と共に増加する。即ち、近似
的に（１＋αt）の温度特性をもたせることができ
る。VBに（１＋αt）の温度特性をもたせること
ができれば、前述したようにVB／VBRを一定に保
つことができ従つて温度変化に関係なくAPDの
増倍率Ｍを一定に維持することができる。また、
抵抗R1を可変とすればVBROの個体差も吸収させ
ることができて都合がよい。このようなVBをバ
イアス電圧として受けるAPDは、個体差及び温
度変化による影響を除去した信号Voを出力する
ことができる。本発明によれば、バイアス電圧
VBは近似的にブレークダウン電圧VBRと等しい温
度特性をもつているため、 VB／VBR＝K1Vc が成立する。この式から、制御電圧Vcを一定に
することにより増倍率Ｍを一定に保ち、制御電圧
Vcの値に応じて増倍率Ｍを変えられる。また、
制御電圧Vcが与えられる箇所とは別に、温度補
償はフイードバツク側すなわち演算増幅器Ａの帰
還信号線に接続した抵抗で行つている。
このようなことから、増倍率Ｍがどのように変
わつてもそのときの値で温度補償を行うことがで
きる。
わつてもそのときの値で温度補償を行うことがで
きる。
このような本発明にかかる駆動回路は、制御状
態に応じて設定値を変えるカスケード制御への適
用に有効である。従つて、第３図に示すような
AGCループの中に組込んでも温度変化の影響を
受けない。
態に応じて設定値を変えるカスケード制御への適
用に有効である。従つて、第３図に示すような
AGCループの中に組込んでも温度変化の影響を
受けない。
上述の説明では、温度補償用の負性抵抗素子と
してサーミスタを例にとつたが、温度上昇と共に
抵抗値が減少するような素子であればどのような
ものであつてもよい。
してサーミスタを例にとつたが、温度上昇と共に
抵抗値が減少するような素子であればどのような
ものであつてもよい。
以上説明したように本発明によれば、増倍率Ｍ
がどのように変わつてもそのときの値で温度補償
を行うことができるアバランシエフオトダイオー
ドの駆動回路を実現することができる。
がどのように変わつてもそのときの値で温度補償
を行うことができるアバランシエフオトダイオー
ドの駆動回路を実現することができる。
第１図はAPDの特性を示す図、第２図は従来
例を示す電気的構成図、第３図は光レシーバの構
成を示すブロツク図、第４図は本発明の一実施例
を示す電気的構成図、第５図は演算増幅器の構成
を示す図である。 R1，R3，R4，R5……抵抗、R2……負性抵抗素
子、Ｄ……アバランシエフオトダイオード
（APD）、Ａ，A1……演算増幅器、１……駆動回
路、２……プリアンプ、３……可変ゲインアン
プ、４……レベル検出器、５……AGC制御用ア
ンプ、６……DC／DCコンバータ、２０……トラ
ンジスタ駆動回路、２１……昇圧回路、２２……
整流回路。
例を示す電気的構成図、第３図は光レシーバの構
成を示すブロツク図、第４図は本発明の一実施例
を示す電気的構成図、第５図は演算増幅器の構成
を示す図である。 R1，R3，R4，R5……抵抗、R2……負性抵抗素
子、Ｄ……アバランシエフオトダイオード
（APD）、Ａ，A1……演算増幅器、１……駆動回
路、２……プリアンプ、３……可変ゲインアン
プ、４……レベル検出器、５……AGC制御用ア
ンプ、６……DC／DCコンバータ、２０……トラ
ンジスタ駆動回路、２１……昇圧回路、２２……
整流回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アバランシエフオトダイオードの駆動回路に
おいて、 正入力端子には制御信号Vcが与えられ、出力
端子には抵抗R1，R2，R3を直列接続した抵抗回
路が接続され、抵抗R1とR2の接続点は負入力端
子に接続された演算増幅器と、 一端はこの演算増幅器の出力端に、他端は抵抗
を介してコモン電位に接続されたアバランシエフ
オトダイオードとを具備し、 前記抵抗R2は温度に対して負性特性を有する
抵抗であり、この抵抗特性によりアバランシエフ
オトダイオードのバイアス電圧VBはそれのブレ
ークダウン電圧VBRと同様な温度特性に設定さ
れ、電圧の比VB／VBRは次式で与えられることを
特徴とするアバランシエフオトダイオードの駆動
回路。 VB／VBR＝K1Vc K1：温度に無関係な定数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205782A JPS5995711A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | アバランシエフオトダイオ−ドの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205782A JPS5995711A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | アバランシエフオトダイオ−ドの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5995711A JPS5995711A (ja) | 1984-06-01 |
| JPH0151101B2 true JPH0151101B2 (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=16512578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57205782A Granted JPS5995711A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | アバランシエフオトダイオ−ドの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5995711A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6422122A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Fujitsu Ltd | Light reception circuit |
| JP5636219B2 (ja) * | 2010-07-07 | 2014-12-03 | 日本オクラロ株式会社 | 光受信器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5370479A (en) * | 1976-12-06 | 1978-06-22 | Hitachi Ltd | Photo agc system |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP57205782A patent/JPS5995711A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5995711A (ja) | 1984-06-01 |
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