JPH0270108A - 光受信用増幅器 - Google Patents

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〕 本発明は光フアイバ通信の受信部等に用いられる光受信
用増幅器に関するものである。

〔従来の技術〕

光受信器には第５図のようなブートストラップ付の光受
信用増幅器を用いることか多い。図示の通り、光信号が
入力されるホトダイオードＰＤのアノードには電圧ホロ
ワ１が接続される。この電圧ホロワ１の出力側には増幅
器２が接続され、さらに増幅器２の出力は帰還抵抗Ｒ１
を介してホトダイオードＰＤのアノードに帰還され、こ
れによって増幅器２の出力端子から出力信号か取り出さ
れる。この回路においては、電圧ホロワ１の出力とホト
ダイオードＰＤのカソードの間にはキャパシタＣＢから
なる帰還ループか形成され、このホトダイオードＰＤに
は抵抗ＲＢを介して電源電圧が供給される。

このようなブートストラップ付の光受信用増幅器によれ
ば、ホトダイオードＰＤの容量を等価的に小さくするこ
とができる。すなわち、第６図に示すようにホトダイオ
ードＰＤは端子間容”　ＣＰＤと寄生容量ｃ、Ｃ２を有
している。そこで、第■ ５図のようにホトダイオードＰＤのアノードの電圧を電
圧ホロワを介してカソードに帰還することて、ホトダイ
オードＰＤの端子間容量を等価的に小さくして先受信器
としての帯域を高域側に仲ばすことかできる。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、この回路の特性は増幅段の位相特性、帰
還抵抗Ｒ，の値、ホトダイオードＰＤの容量値等に対し
て、極めて敏感に変動する。例えば、第５図および第６
図に示す回路において、ＲＢ−５にΩ、 ｃＢ−ｉｏｐＦ’。

Ｒｒ−１０にΩ、 ＣＰＤ−１，５ｐＦ。

Ｃ−Ｃ２−０、５ｐ　Ｆ ■ とし、負荷をＲ，−５０Ωとすると、相対出力の周波数
依存性は第７図のようになる。これに対し、例えば高域
特性を向上させるためにホトダイオードＰＤのみを低容
量のものに交換してｃ、、Ｄ−１ｐＦ’。

Ｃ＝−Ｃ２−０、２ｐ　Ｆ とすると、相対出力の周波数依存性は第８図のようにな
り、大きなうねりが現れてしまう。このため、従来の回
路ではホトダイオードＰＤを変えるごとに回路定数を微
妙に調整することが必要になり、実用的ではなかった。

そこで本発明は、回路定数の調整の必要性が少なく、各
種の発光素子に適用することができ、しかも高域特性に
優れた光受信用増幅器を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光受信用増幅器は、ホトダイオードの如き
受光素子のアノードの電位を電圧ホロワ手段を介して受
光素子のカソードに帰還し、受光素子の容量を等価的に
小さくするようにしたブートストラップ付きの光受信用
増幅器に適用され、電圧ホロワ手段の出力側に接続され
た増幅器の入出力端子が、トランジスタを含んでなる抵
抗性回路により互いに接続されていることを特徴とする
。

ここで、トランジスタは電界効果トランジスタで（１η
成し、このゲートに調整電圧が人力されるようにしても
よい。

〔作用〕

本発明によれば、容量の小さい受光素子（ホトダイオー
ド）を用いたことによる高域側のうねりか抑えられ、フ
ラットな出力特性を実現することが可能になる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図ないし第４図を参照して本発明
の一実施例を説明する。なお、図面の説明において同ｉ
の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する
。

第１図は本発明の実施例の回路図である。そして、これ
が第５図の従来回路と異なる点は、増幅器２の入出力端
子間に電界効果トランジスタＱ。

からなる抵抗性回路が接続されていることである。

そして、この電界効果トランジスタＱＤのゲートには可
変の調整用電圧ＶＤが与えられるようになっている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

まず、第５図の回路においてホトダイオードＰＤとして
容量の小さい素子を用いると、受信器の人力インピーダ
ンスとホトダイオード容量等の入力容量とで決まる受信
器の帯域が伸び、増幅器２自体の帯域に近付く。このた
め、受信器の入力インピーダンスが高域側で高（なる。

すると、この回路は定電流駆動回路であるため、入力イ
ンピーダンスのうねりが第８図のように増幅器２の出力
に現れる。

これに対し、第１図のように電界効果トランジスタＱ、
からなる抵抗性回路を増幅器２の入出力端子間に介挿す
ると、増幅器２の帯域が伸びるため、出力特性のうねり
が消えることになる。また、調整用電圧ＶＤによって電
界効果トランジスタＱ、の抵抗値を調整すれば、ホトダ
イオードＰＤの容量のばらつきや負荷（Ｒ１）の条件変
更等にも、適宜に対応することが可能になる。

本発明者は上記実施例の有効性を確認するため、次のよ
うなシミュレーションを行なった。

まず、第１図の回路において電界効果トランジスタＱＤ
としてゲート幅が１５μｍのものを用い、調整用電圧Ｖ
Ｄとして１．２５Ｖを設定した。そして、第８図と同様
の定数の素子を用いて出力特性をシミュレーションで導
いたところ、第２図のような特性を得た。図示の通り、
高域でのうねりが十分に抑えられていることがわかる。

更に、上記の条件において、ホトダイオードＰＤの端子
間容量のみをＣＰＤ−１，０１）　Ｆから０．５ｐＦに
変更したところ、第３図の特性が得られた。従来技術に
比べれば相当程度うねりが抑えられているが、９００Ｍ
Ｈｚ付近に小さなうねりが見られる。そこで、１，２５
Ｖに設定してあった調整用電圧ＶＤを−１，１６Ｖに変
更したところ、第４図のような特性になり、完全にうね
りが除去できた。

なお本発明は、上記実施例のものに限定されることなく
、種々の変形が可能である。

例えば、電界効果トランジスタＱ、に抵抗を並列接続す
ることも可能である。このようにすれば、トランジスタ
ＱＤとしてゲート幅の小さいものを用いることができる
ので、入ツノ寄生容量を低減させて更に高速動作を可能
にすることができる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明では、容量の小さい受
光素子（ホトダイオード）を用いたことによる高域側の
うねりが抑えられ、フラットな出力特性を実現すること
ができる。本発明の回路は回路定数の調整の必要性が少
なく、各種の受光素子に適用することができ、しかも高
域特性に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の回路図、第２図ないし第４
図は、本発明の実施例の効果を示す特性図、第５図は、
従来技術のブートストラップ付き光受信用増幅器の回路
図、第６図は、ホトダイオードＰＤの等価回路図、第７
図および第８図は、従来技術の欠点を示す特性図である
。 １・・・電圧ホロワ、２・・・増幅器、ＰＤ・・・ホト
ダイオード、Ｒ・・・抵抗、ＣＢ・・・キャパシタ、Ｑ
Ｄ・・・電界効果トランジスタ。 特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受光素子のアノードの交流電圧を電圧ホロワ手段を
   介して前記受光素子のカソードに帰還し、前記受光素子
   の容量を等価的に小さくするようにした光受信用増幅器
   において、 前記電圧ホロワ手段の出力側に接続された増幅器の入出
   力端子が、トランジスタを含んでなる抵抗性回路により
   接続されていることを特徴とする光受信用増幅器。 ２、前記抵抗性回路は、抵抗とトランジスタを並列接続
   して構成されていることを特徴とする請求項１記載の光
   受信用増幅器。 ３、前記トランジスタは電界効果トランジスタであり、
   このゲートには調整電圧が入力されることを特徴とする
   請求項１又は２記載の光受信用増幅器。