JPH03165609A - 光電流増幅装置 - Google Patents
光電流増幅装置Info
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- JPH03165609A JPH03165609A JP1306273A JP30627389A JPH03165609A JP H03165609 A JPH03165609 A JP H03165609A JP 1306273 A JP1306273 A JP 1306273A JP 30627389 A JP30627389 A JP 30627389A JP H03165609 A JPH03165609 A JP H03165609A
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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、光検出器付ビデオカメラのオートホワイトバ
ランス回路に供され光源の情報をデジタル出力で得る光
電流増幅装置に関し、温度変動に影響を受けない光電流
増幅装置に係る。
ランス回路に供され光源の情報をデジタル出力で得る光
電流増幅装置に関し、温度変動に影響を受けない光電流
増幅装置に係る。
〈従来技術〉
ビデオカメラのオートホワイトバランス回路に供される
光検出器（光センサ）より出力される光電流の増幅には
、広いダイナミックレンジのとれる対数増幅器が使用さ
れている。対数増幅器では、電流−電圧変換素子として
ダイオードを使用するため、その熱定数ｋＴ／ｑに起因
する温度変動があった。ここで、 ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の電荷 である。
光検出器（光センサ）より出力される光電流の増幅には
、広いダイナミックレンジのとれる対数増幅器が使用さ
れている。対数増幅器では、電流−電圧変換素子として
ダイオードを使用するため、その熱定数ｋＴ／ｑに起因
する温度変動があった。ここで、 ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の電荷 である。
第５図に従来の光電流増幅装置の電気回路の一例を示す
。図示の如く、従来の光電流増幅装置は、光検出器１．
２と、光検出器１．２に対応して設けられ光検出器１−
２からの光電流出力を対数増幅する対数増幅器３．４と
、対数増幅器３，４の出力差をとる差動増幅器５と、温
度の影響を除去するための温度補償回路６と、差動増幅
器５の出力電圧を基準電圧Ｖｒｅ４３と比較する比較回
路（フンパレータ回路）７とから構成されている。なお
、図中、ＴＲＩ、ＴＲ２は対数変換のためのトランジス
タ、Ｒ１は差動増幅器５の入力抵抗、Ｒ３は帰還抵抗で
ある。
。図示の如く、従来の光電流増幅装置は、光検出器１．
２と、光検出器１．２に対応して設けられ光検出器１−
２からの光電流出力を対数増幅する対数増幅器３．４と
、対数増幅器３，４の出力差をとる差動増幅器５と、温
度の影響を除去するための温度補償回路６と、差動増幅
器５の出力電圧を基準電圧Ｖｒｅ４３と比較する比較回
路（フンパレータ回路）７とから構成されている。なお
、図中、ＴＲＩ、ＴＲ２は対数変換のためのトランジス
タ、Ｒ１は差動増幅器５の入力抵抗、Ｒ３は帰還抵抗で
ある。
第５図において、対数増幅器３の出力電圧は、Ｖｒｅｆ
１−（ｋＴ／ｑ） ａ Ｎｎ（Ｉｓｃ １ ／ Ｉｏ
）であり、対数増幅器４の出力電圧は、 Ｖｒｅ（１−（ｋＴ／ｑ） ・１ｎ（ｌ５ｃ２ ／ Ｉ
ｏ）である。ここで、 Ｉｏ：）ランジスタＴＲＩ、ＴＲ２のベース・エミッタ
間のダイオードの逆方向飽和電流 ｌ５ｃｌ：光センサ１からの光電流出力ｌ５ｃ２：光セ
ンサ２からの光電流！ である。
１−（ｋＴ／ｑ） ａ Ｎｎ（Ｉｓｃ １ ／ Ｉｏ
）であり、対数増幅器４の出力電圧は、 Ｖｒｅ（１−（ｋＴ／ｑ） ・１ｎ（ｌ５ｃ２ ／ Ｉ
ｏ）である。ここで、 Ｉｏ：）ランジスタＴＲＩ、ＴＲ２のベース・エミッタ
間のダイオードの逆方向飽和電流 ｌ５ｃｌ：光センサ１からの光電流出力ｌ５ｃ２：光セ
ンサ２からの光電流！ である。
したがって、差動増幅器５の出力電圧は、Ｖｒｅｆ２＋
（ｋＴ／ｑ）・（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２＞・・・（１）と
なる。
（ｋＴ／ｑ）・（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２＞・・・（１）と
なる。
（１）式から明らかなように、差動増幅器５の出力電圧
には、ダイオードの熱定数（ｋＴ／ｑ）に起因する温度
変動があるため、熱定数（ｋＴ／ｑ）を補償する温度補
償回路６を設置している。
には、ダイオードの熱定数（ｋＴ／ｑ）に起因する温度
変動があるため、熱定数（ｋＴ／ｑ）を補償する温度補
償回路６を設置している。
〈 発明が解決しようとする課題 〉
上記のように、差動増幅器５の出力電圧は、ダイードの
熱定数により変動するため、従来の光電流増幅装置では
、入力抵抗Ｒ１にサーミスタ等で実現できる正の温度係
数をもつ感温抵抗を用いて温度補償を行っている。
熱定数により変動するため、従来の光電流増幅装置では
、入力抵抗Ｒ１にサーミスタ等で実現できる正の温度係
数をもつ感温抵抗を用いて温度補償を行っている。
しかし、サーミスタ等の感温抵抗は集積回路化になじま
ないため、抵抗Ｒ１は外付けしなくてはならず、光電流
増幅装置の生産コストは高く、製品寸法も大型化する。
ないため、抵抗Ｒ１は外付けしなくてはならず、光電流
増幅装置の生産コストは高く、製品寸法も大型化する。
これに対応するため、温度補償用の感温抵抗も集積回路
内にモノリシック形成した温度補償方式を有する光電流
増幅装置が提案されている。すなわち、この光電流増幅
装置では、差動増幅器５の入力抵抗Ｒ１をイオン打ち込
みにより、帰還抵抗Ｒ３をベース拡散により夫々池の増
幅部と同一の基板上にモノリシック形成し、入力抵抗と
帰還抵抗の温度係数を選定し、その差を利用して差動増
幅器５の利得に負の温度係数を持たせて温度補償を行っ
ている。
内にモノリシック形成した温度補償方式を有する光電流
増幅装置が提案されている。すなわち、この光電流増幅
装置では、差動増幅器５の入力抵抗Ｒ１をイオン打ち込
みにより、帰還抵抗Ｒ３をベース拡散により夫々池の増
幅部と同一の基板上にモノリシック形成し、入力抵抗と
帰還抵抗の温度係数を選定し、その差を利用して差動増
幅器５の利得に負の温度係数を持たせて温度補償を行っ
ている。
しかし、この温度補償方式において、イオン打ち込み抵
抗とベース拡散抵抗の温度係数は、抵抗を形成すると外
の条件（プロセス条件）によってばらつきが生じ、この
ばらつきにより温度補償が不十分となる場合がある。
抗とベース拡散抵抗の温度係数は、抵抗を形成すると外
の条件（プロセス条件）によってばらつきが生じ、この
ばらつきにより温度補償が不十分となる場合がある。
本発明は、上記に鑑み、小型かつ低コストで、しかち温
度補償を十分に行い得る光電流増幅装置の提供を目的と
する。
度補償を十分に行い得る光電流増幅装置の提供を目的と
する。
く 課題を解決するための手段 〉
本発明による課題解決手段は、第１図ないし第４図の如
く、複数の光検出器１，２と、該各光検出器１．２に対
応して設けられ各光検出器１ 、２．６−らの光電流出
力を対数増幅する対数増幅器３．４と、該対数増幅器３
．４の出力電圧を基準電圧と比較する比較回路７とを備
えた光電流増幅装置であって、前記比較回路７に、各光
検出器１．２の光電流出力を比較すると共に温度変動の
影響を除去（温度補償）するためのカレントミラー回路
１０が設けられ、比較回路７の入力段を構成する一対の
トランジスタＱ１．Ｑ２のコレクタが、前記カレントミ
ラー回路１０を構成する一対のＦランノスタＱ ３ 、
Ｑ ４のコレクタに夫々接続され、該カレントミラー回
路１０を構成する一対のトランジスタＱ３．Ｑ４のエミ
ッタ面積が異なるものである。
く、複数の光検出器１，２と、該各光検出器１．２に対
応して設けられ各光検出器１ 、２．６−らの光電流出
力を対数増幅する対数増幅器３．４と、該対数増幅器３
．４の出力電圧を基準電圧と比較する比較回路７とを備
えた光電流増幅装置であって、前記比較回路７に、各光
検出器１．２の光電流出力を比較すると共に温度変動の
影響を除去（温度補償）するためのカレントミラー回路
１０が設けられ、比較回路７の入力段を構成する一対の
トランジスタＱ１．Ｑ２のコレクタが、前記カレントミ
ラー回路１０を構成する一対のＦランノスタＱ ３ 、
Ｑ ４のコレクタに夫々接続され、該カレントミラー回
路１０を構成する一対のトランジスタＱ３．Ｑ４のエミ
ッタ面積が異なるものである。
く作用〉
上記問題点解決手段において、比較回路７中のカレント
ミラー回路１０を構成するトランジスタＱ３．Ｑ４のエ
ミツタ面積比をにＮとすると、比較回路７のスレッシュ
ホールド電圧すなわち比較回路７の出力が反転するとき
のＱｌとＱ２の入力電圧差は、 （ｋＴ／ｑ）・ｌｎＮ で表わされる。
ミラー回路１０を構成するトランジスタＱ３．Ｑ４のエ
ミツタ面積比をにＮとすると、比較回路７のスレッシュ
ホールド電圧すなわち比較回路７の出力が反転するとき
のＱｌとＱ２の入力電圧差は、 （ｋＴ／ｑ）・ｌｎＮ で表わされる。
一方、トランジ久りＱｌに人力される対数増幅器３の出
力電圧Ｖｏ２は、 Ｖ、＋２ ＝Ｖｒｅｆ １−（ｋＴ／ｑ） ・／ｎ（Ｉ
ｓｃ １ ／ Ｉ。）対数増幅器４の出力電圧Ｖ。３
は、 Ｖｏ３ ＝Ｖｒｅｒ １−（ｋＴ／ｑ） ・ｉｎ（ｌ５
ｃ２／ Ｉｏ）となる。
力電圧Ｖｏ２は、 Ｖ、＋２ ＝Ｖｒｅｆ １−（ｋＴ／ｑ） ・／ｎ（Ｉ
ｓｃ １ ／ Ｉ。）対数増幅器４の出力電圧Ｖ。３
は、 Ｖｏ３ ＝Ｖｒｅｒ １−（ｋＴ／ｑ） ・ｉｎ（ｌ５
ｃ２／ Ｉｏ）となる。
よって、比較回路７の入力差電圧は、
〜’ｏ２−Ｖｏ３
”（ｋＴ／Ｑ）”ＮｎＮ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２＞となり
、比較回路７のスレッシュホールド電圧（ｋＴ／ｑ）・
１ｒ＋Ｎとの間に、 （ｋＴ／ｑ） ・ＮｎＮ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２）＝（ｋ
Ｔ／ｑ） ・ＮｎＮ −−・（７）が成立するとき、比
較回路７の出力の反転が起こる。
、比較回路７のスレッシュホールド電圧（ｋＴ／ｑ）・
１ｒ＋Ｎとの間に、 （ｋＴ／ｑ） ・ＮｎＮ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２）＝（ｋ
Ｔ／ｑ） ・ＮｎＮ −−・（７）が成立するとき、比
較回路７の出力の反転が起こる。
ニーで、（７）式を変形すると、
ｌ５ｃ１／ｌ５ｃ２＝Ｎ・・・（８）
となる。
このように、（８）式においても（ｋＴ／ｑ）の項は相
殺されるので、比較回路７の出力が反転するときのｌ５
ｃｌ／ｌ５ｃ２は温度依存性をもたない。
殺されるので、比較回路７の出力が反転するときのｌ５
ｃｌ／ｌ５ｃ２は温度依存性をもたない。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面により説明する。
［第一実施例］
まず、本発明の第一実施例を第１図に基づいて説明する
。
。
第１図は本発明第一実施例の光電流増幅装置の電気回路
図である。なお、従来技術と同一機能部品については同
一符号を付す。
図である。なお、従来技術と同一機能部品については同
一符号を付す。
図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、複数の光検
出器（光センサ）１，２と、該各光検出器１．２に対応
して設けられ各光検出器１，２からの光電流出力を対数
増幅する対数増幅器３．４と、該対数増幅器３．４の出
力差をとる差動増幅器５と、該差動増幅器の出力電圧を
基準電圧Ｖ ｒｅｆ ２と比較する比較回路（コンパレ
ータ回路）７とを備えている。
出器（光センサ）１，２と、該各光検出器１．２に対応
して設けられ各光検出器１，２からの光電流出力を対数
増幅する対数増幅器３．４と、該対数増幅器３．４の出
力差をとる差動増幅器５と、該差動増幅器の出力電圧を
基準電圧Ｖ ｒｅｆ ２と比較する比較回路（コンパレ
ータ回路）７とを備えている。
そして、前記比較回路７に、各光検出器１，２の光電流
出力を比較すると共に温度変動の影響を除去（温度補償
）するためのカレントミラー回路１０が設けられ、比較
回路７の入力段を構成する一対のトランジスタＱ１．Ｑ
２のコレクタが、前記カレントミラー回路１０を構成す
る一対のトランジスタＱ３．Ｑ４のコレクタの夫々接続
され、該カレントミラー回路１０を構成する一対のトラ
ンジスタＱ３１Ｑ４のエミッタ面積が異なるものである
。
出力を比較すると共に温度変動の影響を除去（温度補償
）するためのカレントミラー回路１０が設けられ、比較
回路７の入力段を構成する一対のトランジスタＱ１．Ｑ
２のコレクタが、前記カレントミラー回路１０を構成す
る一対のトランジスタＱ３．Ｑ４のコレクタの夫々接続
され、該カレントミラー回路１０を構成する一対のトラ
ンジスタＱ３１Ｑ４のエミッタ面積が異なるものである
。
前記光検出器１．２は、７オトダイオーーが使用されて
おり、該光検出器１．２のア／−１’が対数増幅器３，
４の負論理側入力端子に夫々接続され、カソードが対数
増幅器３．４の正論理側入力端子に夫々接続さている。
おり、該光検出器１．２のア／−１’が対数増幅器３，
４の負論理側入力端子に夫々接続され、カソードが対数
増幅器３．４の正論理側入力端子に夫々接続さている。
前記対数増幅器３の出方端子は、人力抵抗Ｒ１を介して
差動増幅器５の負論理側入力端子に接続されており、前
記対数増幅器４の出力端子は、入力抵抗Ｒ１を介して差
動増幅器５の正論理側端子に接続されている。さらに、
該対数増幅器３．４の負論理側入力端子は、対数変換ト
ランジスタＴＲ１，ＴＲ２を介して対数増幅器３．４の
出力端子に夫々負帰還接続されている。なお、′Ｎ数変
換トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースは、対数増幅器
３，４の正論理側入力端子に接続されている。
差動増幅器５の負論理側入力端子に接続されており、前
記対数増幅器４の出力端子は、入力抵抗Ｒ１を介して差
動増幅器５の正論理側端子に接続されている。さらに、
該対数増幅器３．４の負論理側入力端子は、対数変換ト
ランジスタＴＲ１，ＴＲ２を介して対数増幅器３．４の
出力端子に夫々負帰還接続されている。なお、′Ｎ数変
換トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベースは、対数増幅器
３，４の正論理側入力端子に接続されている。
前記差動増幅器５の出力端子は、比較回路マの入力段を
構成する一側トランジスタＱ１のベースに接続されてお
り、Ｖｒｅｒ２は比較回路７の入力段を構成する観測ト
ランジスタＱ２のベースに接続されている。さらに、該
差動増幅器５の負論理側入力端子は、帰還抵抗Ｒ３を介
して差動増幅器５の出力端子に負帰還接続されている。
構成する一側トランジスタＱ１のベースに接続されてお
り、Ｖｒｅｒ２は比較回路７の入力段を構成する観測ト
ランジスタＱ２のベースに接続されている。さらに、該
差動増幅器５の負論理側入力端子は、帰還抵抗Ｒ３を介
して差動増幅器５の出力端子に負帰還接続されている。
前記比較回路７は、エミッタが共通に同一定電流ｖＪ、
１１に接続され入力段を構成するトランジスタＱ １
、Ｑ ２と、光検出器１．２の光電流出力を比較すると
共に温度補償回路として使用されるカレントミラー回路
１０と、スイッチングトランジスタＱ５および抵抗Ｒ５
とから構成されている。
１１に接続され入力段を構成するトランジスタＱ １
、Ｑ ２と、光検出器１．２の光電流出力を比較すると
共に温度補償回路として使用されるカレントミラー回路
１０と、スイッチングトランジスタＱ５および抵抗Ｒ５
とから構成されている。
前記カレントミラー回路１０は、トランジスタＱ３．Ｑ
４のベースが共通接続されて構成されており、トランジ
スタＱ １ 、Ｑ ３のコレクタ接続中間点とトランジ
スタＱ ３ ＩＱ ４のベース接続中間点大にバイパス
路が設けられ、トランジスタＱ２゜Ｑ４のコレクタ接続
中間点にスイツチングトランジスタＱ５のベースが接続
されている。
４のベースが共通接続されて構成されており、トランジ
スタＱ １ 、Ｑ ３のコレクタ接続中間点とトランジ
スタＱ ３ ＩＱ ４のベース接続中間点大にバイパス
路が設けられ、トランジスタＱ２゜Ｑ４のコレクタ接続
中間点にスイツチングトランジスタＱ５のベースが接続
されている。
上記構成において、比較回路７中のカレントミラー回路
１０を構成するトランジスタＱ ３ 、Ｑ ４のエミツ
タ面積比をにＮとすると、比較回路７のスレッシュホー
ルド電圧すなわち比較回路７の出力が反転するときのＱ
ｌとＲ２の入力電圧差は、（ｋＴ／ｑ）・１ｎＮ で表わされる。
１０を構成するトランジスタＱ ３ 、Ｑ ４のエミツ
タ面積比をにＮとすると、比較回路７のスレッシュホー
ルド電圧すなわち比較回路７の出力が反転するときのＱ
ｌとＲ２の入力電圧差は、（ｋＴ／ｑ）・１ｎＮ で表わされる。
一方、Ｆランジスタロ１に入力される差動増幅器５の出
力電圧とトランジスタＱ２に入力されるＶ ｒｅｆ ２
との入力電圧差は、 （Ｒ３／Ｒｌ ）・１ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２）で示さ
れる。ここで、 ｌ５ｃｌ：光センサｌの光電流出力 ｌ５ｃ２：光センサ２の光電流出力 である。
力電圧とトランジスタＱ２に入力されるＶ ｒｅｆ ２
との入力電圧差は、 （Ｒ３／Ｒｌ ）・１ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２）で示さ
れる。ここで、 ｌ５ｃｌ：光センサｌの光電流出力 ｌ５ｃ２：光センサ２の光電流出力 である。
これにより、
（Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・Ｎｎ（ｒｓｃｌ／ｌ５
ｃ２）＝（ｋＴ／ｑ）１ｎＮ ・・・（２） となったとき、比較回路７の出力は反転する。
ｃ２）＝（ｋＴ／ｑ）１ｎＮ ・・・（２） となったとき、比較回路７の出力は反転する。
ここで、（２）式は、
と
（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２）Ｒ１＝Ｎ＠ ６ ・（３）と変
形される。
形される。
（３）式において熱定数（ｋＴ／ｑ）のは左辺、右辺で
相殺され、比較回路７の反忙するときの（Ｉｓｃ１／ｌ
５ｃ２）の値は温度変動の影響を受けないことがわかる
。
相殺され、比較回路７の反忙するときの（Ｉｓｃ１／ｌ
５ｃ２）の値は温度変動の影響を受けないことがわかる
。
すなわち、差動増幅器（５）の出力電圧Ｖｏｌは、’ｖ
’ｏ １ ＝ Ｖｒｅｆ ２ ＋（Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・Ｎｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ
５ｃ２）となる。
’ｏ １ ＝ Ｖｒｅｆ ２ ＋（Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・Ｎｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ
５ｃ２）となる。
一方、比較回路７の入力段を構成するトランジスタＱｌ
のベースに■ｏ１、トランジスタＱ２のベースにはＶｒ
ｅｆ２が入力される。これにより、トランジスタのＱｌ
ベースとＦランシ゛スタＱ２のベースの入力電圧差は、 （Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）Ｊｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ
２）・・・（４） となる。
のベースに■ｏ１、トランジスタＱ２のベースにはＶｒ
ｅｆ２が入力される。これにより、トランジスタのＱｌ
ベースとＦランシ゛スタＱ２のベースの入力電圧差は、 （Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）Ｊｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ
２）・・・（４） となる。
そして、トランジスタＱ１のコレクタが接続されている
トランジスタＱ３と、トランジスタＱ２のコレクタが接
続されているトランジスタＱ４とはカレントミラー回路
１０を構成しているので、トランジスタＱ３．Ｑ４のエ
ミッタ面積が同一でなく、例えば１：Ｎ、トランジスタ
Ｑ３のエミッタ面積をＡ３、トランジスタＱ４のエミッ
タ面積Ａ４であるとき、Ａ ３ ／ Ａ ４ ＝ １
／ Ｎである とすると、トランジスタＱ１のベースと
、トランジスタＱ２のベースの入力端子差が、 （ｋＴ／ｑ）・ＮｎＮ となったとき、比較回路７の出力の反転が起こる。
トランジスタＱ３と、トランジスタＱ２のコレクタが接
続されているトランジスタＱ４とはカレントミラー回路
１０を構成しているので、トランジスタＱ３．Ｑ４のエ
ミッタ面積が同一でなく、例えば１：Ｎ、トランジスタ
Ｑ３のエミッタ面積をＡ３、トランジスタＱ４のエミッ
タ面積Ａ４であるとき、Ａ ３ ／ Ａ ４ ＝ １
／ Ｎである とすると、トランジスタＱ１のベースと
、トランジスタＱ２のベースの入力端子差が、 （ｋＴ／ｑ）・ＮｎＮ となったとき、比較回路７の出力の反転が起こる。
すなわち、（ｋＴ／ｑ）・ａｎＮが比較回路７のスレッ
シュホールド電圧となる。
シュホールド電圧となる。
よって、（４）式上り
（Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・Ｎｏ（Ｉｓｃｌ／ｌ５
ｃ２）＝（ｋＴ／ｑ）・ａｎＮ・・・（５） が成立するとき、比較回路７の出力の反転が起こる。
ｃ２）＝（ｋＴ／ｑ）・ａｎＮ・・・（５） が成立するとき、比較回路７の出力の反転が起こる。
ユニで、（５）式を変形すると
ｌ５ｃｌ／ ｌ５ｃ２＝ＮＦｒ ６ ＆ −（Ｇ）とな
る。
る。
（６）式より光センサ１の光電流出力と光センサムＬ
２の光電流出力の比ｌ５ｃｌ／ｌ５ｃ２がＮ ｒ’−ｌ
を満たすとき、比較回路７の反転が起こる。
を満たすとき、比較回路７の反転が起こる。
このとき、（６）式に（ｋＴ／ｑ）の項はなく比較回路
７の反転レベルに温度依存性がないことがわかる。
７の反転レベルに温度依存性がないことがわかる。
したがって、従来のように温度係数を考慮して入力抵抗
を設定せずに済み、入力抵抗として集積回路化になじむ
抵抗を用いることができるので、光電流増幅装置を小型
化および低コスト化でき、しかも温度補償も十分に行い
得る。
を設定せずに済み、入力抵抗として集積回路化になじむ
抵抗を用いることができるので、光電流増幅装置を小型
化および低コスト化でき、しかも温度補償も十分に行い
得る。
［第二実施例１
次に、本発明の第二実施例を第２図に基づいて説明する
。
。
第２図は本発明第二実施例の光電流増幅装置の電気回路
図である。
図である。
図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、対数増幅器
３，４の差をとる差動増幅器５を介さず対数増幅器３，
４の出力を直接比較回路７の入力とするよう、入力抵抗
Ｒ１帰還抵抗Ｒ３を設けず、対数増幅器３の出力端子を
比較回路７の入力段を構成する一側トランジスタＱ１の
ベースに接続し、対数増幅器４の出力端子を比較回路７
の入力段を構成する他側トランジスタＱ２のベースに接
続したもので、その池の構成は第一実施例と同様である
。
３，４の差をとる差動増幅器５を介さず対数増幅器３，
４の出力を直接比較回路７の入力とするよう、入力抵抗
Ｒ１帰還抵抗Ｒ３を設けず、対数増幅器３の出力端子を
比較回路７の入力段を構成する一側トランジスタＱ１の
ベースに接続し、対数増幅器４の出力端子を比較回路７
の入力段を構成する他側トランジスタＱ２のベースに接
続したもので、その池の構成は第一実施例と同様である
。
上記構成において、差動増幅器５を介さず対数増幅器３
，４の出力を比較回路７の入力としているので、対数増
幅器３の出力電圧Ｖｏ２は、Ｖ、２＝Ｖｒｅｆｌ （
ｋＴ／ｑ）Ｊｎ（Ｉｓｃｌ／Ｉｏ）対数増幅器４の出力
電圧Ｖ。３は、 Ｖｏ３ ＝Ｖｒｅｆ １−（ｋＴ／ｑ） ・１ｎ（ｌ５
ｃ２ ／ １．）となる６ よって、比較回路７の入力差電圧は、 Ｖｏ３−Ｖｏ２ ＝（ｋＴ／ｑ） ・＆ｎ（Ｉｓｃ １ ／ ｌ５ｃ２
）となり、比較回路７のスレッシュホールド電圧（ｋＴ
／ｑ）・ρｎＮとの開に、 （ｋＴ／ｑ） ・ｎｎ （Ｔｓｃ’ｌ ／ Ｉ ｓｃ
２ ）＝（ｋＴ／ｑ） ＠ １ｎＮ ・−−（７）が成
立するとき、比較回路７の出力の反転が起こる。
，４の出力を比較回路７の入力としているので、対数増
幅器３の出力電圧Ｖｏ２は、Ｖ、２＝Ｖｒｅｆｌ （
ｋＴ／ｑ）Ｊｎ（Ｉｓｃｌ／Ｉｏ）対数増幅器４の出力
電圧Ｖ。３は、 Ｖｏ３ ＝Ｖｒｅｆ １−（ｋＴ／ｑ） ・１ｎ（ｌ５
ｃ２ ／ １．）となる６ よって、比較回路７の入力差電圧は、 Ｖｏ３−Ｖｏ２ ＝（ｋＴ／ｑ） ・＆ｎ（Ｉｓｃ １ ／ ｌ５ｃ２
）となり、比較回路７のスレッシュホールド電圧（ｋＴ
／ｑ）・ρｎＮとの開に、 （ｋＴ／ｑ） ・ｎｎ （Ｔｓｃ’ｌ ／ Ｉ ｓｃ
２ ）＝（ｋＴ／ｑ） ＠ １ｎＮ ・−−（７）が成
立するとき、比較回路７の出力の反転が起こる。
ここで、（７）式を変形すると、
■ｓｃ１／ｌ５ｃ２＝Ｎ・・・（８）
となる。
このように、（８）式においても（ｋＴ／ｑ）の項は相
殺されるので、比較回路７の出力が反転するときのｌ５
ｃｌ／ｌ５ｃ２は温度依存性をもたない。
殺されるので、比較回路７の出力が反転するときのｌ５
ｃｌ／ｌ５ｃ２は温度依存性をもたない。
［第三実施例１
次に、本発明の第三実施例を第３図に基づいて説明する
。
。
第３図は本発明第三実施例の光電流増幅装置の電気回路
図である。
図である。
図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、比較回路７
に第一カレントミラー回路１０および第二カレントミラ
ー回路２０を有し、該第−一カレントミラー回路１０お
よび第二カレントミラー回路２０が交差接続され、各カ
レントミラー回路１０゜２０を構成するトランジスタＱ
３ 、Ｑ ４およびＱ６、Ｑ７のエミッタ面積が異な
るものである。
に第一カレントミラー回路１０および第二カレントミラ
ー回路２０を有し、該第−一カレントミラー回路１０お
よび第二カレントミラー回路２０が交差接続され、各カ
レントミラー回路１０゜２０を構成するトランジスタＱ
３ 、Ｑ ４およびＱ６、Ｑ７のエミッタ面積が異な
るものである。
前記第一カレントミラー回路１０は、ベースが共通接続
されたトランジスタＱ ３ 、Ｑ ４から構成されてお
り、前記第二カレントミラー回路２０は、ベースが共通
接続されたトランジスタＱ６．Ｑ７から構成されている
。そして、第一カレントミラー回路１０を構成する一側
トランジスタＱ３のコレクタは、比較回路７の入力段を
構成する一側トランジスタＱ１のコレクタに接続され、
第二カレントミラー回路２０を構成する他側トランジス
タＱ７のコレクタは、比較回路７の入力段を構成する他
側トランジスタＱ２のコレクタに接続されている。また
、第一カレントミラー回路１（）を構成する他側トラン
ジスタＱ４は、比較回路７の入力段を構成する他側トラ
ンジスタＱ２のコレクタと交差接続され、第二カレント
ミラー回路２０を構成するトランジスタＱ６は、比較回
路７の人力段を構成する一側トランジスタＱ１のコレク
タと又差接続されている。
されたトランジスタＱ ３ 、Ｑ ４から構成されてお
り、前記第二カレントミラー回路２０は、ベースが共通
接続されたトランジスタＱ６．Ｑ７から構成されている
。そして、第一カレントミラー回路１０を構成する一側
トランジスタＱ３のコレクタは、比較回路７の入力段を
構成する一側トランジスタＱ１のコレクタに接続され、
第二カレントミラー回路２０を構成する他側トランジス
タＱ７のコレクタは、比較回路７の入力段を構成する他
側トランジスタＱ２のコレクタに接続されている。また
、第一カレントミラー回路１（）を構成する他側トラン
ジスタＱ４は、比較回路７の入力段を構成する他側トラ
ンジスタＱ２のコレクタと交差接続され、第二カレント
ミラー回路２０を構成するトランジスタＱ６は、比較回
路７の人力段を構成する一側トランジスタＱ１のコレク
タと又差接続されている。
なお、図中、２１は定電流源、Ｑ８〜Ｑ１５はトランジ
スタである。
スタである。
上記構成において、比較回路７は、カレントミラー回路
１０．２０が交差接続されているので、ヒステリシスを
持つようになる。
１０．２０が交差接続されているので、ヒステリシスを
持つようになる。
すなわち、トランジスタＱ３．Ｑ４のエミツタ面積比を
１：Ｎ（Ｎ＞１）、トランジスタＱ６．Ｑ７のエミツタ
面積比を１：Ｍ（Ｍ＞ １．Ｎ＞Ｍ）とすると、トラン
ジスタＱｌ、Ｑ２の入力電圧差が、（Ｒ３／Ｒ１）・（
ｋＴ／ｑ）・ｎ−ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２）＝（ｋＴ／
ｑ）・ρｎＮ・・・（９） となったとき、比較回路７の出力反転が起こる。
１：Ｎ（Ｎ＞１）、トランジスタＱ６．Ｑ７のエミツタ
面積比を１：Ｍ（Ｍ＞ １．Ｎ＞Ｍ）とすると、トラン
ジスタＱｌ、Ｑ２の入力電圧差が、（Ｒ３／Ｒ１）・（
ｋＴ／ｑ）・ｎ−ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ２）＝（ｋＴ／
ｑ）・ρｎＮ・・・（９） となったとき、比較回路７の出力反転が起こる。
また、一方、トランジスタＱｌ、Ｑ２の入力電圧差が、
（Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ） ・＆ｎ（Ｉｓｃｌａ／
ｌ５ｃ２ａ）＝（ｋＴ／ｑ）・１１Ｍ・・・（１０）と
なったとき、反転していた比較回路７の出力はらとに戻
る。ここで、 ｌ５ｃｌ、ｌ５ｃ２：比較回路７が反転するときの光セ
ンサ１，２の光電流出力 ｌ５ｃｌａ、ｌ５ｃ２ａ：反転していた比較回路７の出
力がちとに戻るときの光電流出力 である。
ｌ５ｃ２ａ）＝（ｋＴ／ｑ）・１１Ｍ・・・（１０）と
なったとき、反転していた比較回路７の出力はらとに戻
る。ここで、 ｌ５ｃｌ、ｌ５ｃ２：比較回路７が反転するときの光セ
ンサ１，２の光電流出力 ｌ５ｃｌａ、ｌ５ｃ２ａ：反転していた比較回路７の出
力がちとに戻るときの光電流出力 である。
ｌ５ｃｌ／ｌ５ｃ２ａ＝Ｍ”。
となる。
したがって、Ｎ＞Ｍであれば比較回路７はヒステリシス
を持つ回路となる。
を持つ回路となる。
［第四実施例］
次に、本発明の第四実施例を第４図に基づいて説明する
。
。
第４図は本発明第四実施例の光＠流増幅装置の電気回路
図である。
図である。
図示の如く、本実施例の光電流増幅装置は、差動増幅器
５と比較回路７どの間に比較回路７のスレッシュホール
ドを調整するためのレベルシフト回路３０が設けられた
ものである。
５と比較回路７どの間に比較回路７のスレッシュホール
ドを調整するためのレベルシフト回路３０が設けられた
ものである。
前記レベルシフト回路３０は、差動増幅器５の出力電圧
または比較回路７の基準電圧Ｖｒｅｆ２をレベルシフト
する機能を有しており、該レベルシフト回路３０の入力
段を構成する一対のトランジスタＱ１６．Ｑ１７のエミ
ッタは、互いに共通接続され定電流源３１に接続され、
コレクタは、カレントミラー回路３２を構成しベースが
共通接続された一対のトランジスタＱ１８．Ｑ１９に接
続されている。そして、該カレントミラー回路３２を構
成するトランジスタ０１８．Ｑｌ９のエミッタ面積は、
異なって設定されている。
または比較回路７の基準電圧Ｖｒｅｆ２をレベルシフト
する機能を有しており、該レベルシフト回路３０の入力
段を構成する一対のトランジスタＱ１６．Ｑ１７のエミ
ッタは、互いに共通接続され定電流源３１に接続され、
コレクタは、カレントミラー回路３２を構成しベースが
共通接続された一対のトランジスタＱ１８．Ｑ１９に接
続されている。そして、該カレントミラー回路３２を構
成するトランジスタ０１８．Ｑｌ９のエミッタ面積は、
異なって設定されている。
なお、図中、Ｑ２０はトランジスタ、Ｒ６，Ｒ７は抵抗
であり、その他の構成は第一実施例と同様である。
であり、その他の構成は第一実施例と同様である。
上記構成において、比較回路７の入力段を構成するＱｌ
の入力電圧は、 Ｖｒｅｆ２＋ （Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・１ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５
ｃ２）である。
の入力電圧は、 Ｖｒｅｆ２＋ （Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・１ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５
ｃ２）である。
一方、トランジスタＱ２の入力電圧は、レベルシフト回
路３０のシフト電圧をΔＶＳＥＴとすると、 Ｖｒｅｆ２＋ΔＶＳＦＴ ト回路３０において、カレントミラー回路３１を構成す
るトランジスタ０１８．Ｑｌ９のエミツタ面積比を１：
Ｌ（Ｌ＞１）とすると、 ΔＶＳＦＴ＝（１＋Ｒ６／Ｒ７）”（ｋＴ／ｑ）＆ｎＬ
となる。
路３０のシフト電圧をΔＶＳＥＴとすると、 Ｖｒｅｆ２＋ΔＶＳＦＴ ト回路３０において、カレントミラー回路３１を構成す
るトランジスタ０１８．Ｑｌ９のエミツタ面積比を１：
Ｌ（Ｌ＞１）とすると、 ΔＶＳＦＴ＝（１＋Ｒ６／Ｒ７）”（ｋＴ／ｑ）＆ｎＬ
となる。
比較回路７の入力電圧差は、
（Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑ）・＃ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５
ｃ２）−（１＋Ｒ６／Ｒ？） ・（ｋＴ／ｑ） ・滅ｊ
盲ＩＬであり、比較回路７のスレッシュホールＦ′電圧
は、（ｋＴ／ｑ）・ｌｎＮ であるので、 （Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑＬ！ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ
２）（１＋Ｒ６／Ｒ７）・（ｋＴ／ｑ）・１ｎＬ＝（ｋ
Ｔ／ｑ）・１１Ｎ・・・（１１）となるとき、比較回路
７の出力の反転が起こる。
ｃ２）−（１＋Ｒ６／Ｒ？） ・（ｋＴ／ｑ） ・滅ｊ
盲ＩＬであり、比較回路７のスレッシュホールＦ′電圧
は、（ｋＴ／ｑ）・ｌｎＮ であるので、 （Ｒ３／Ｒ１）・（ｋＴ／ｑＬ！ｎ（Ｉｓｃｌ／ｌ５ｃ
２）（１＋Ｒ６／Ｒ７）・（ｋＴ／ｑ）・１ｎＬ＝（ｋ
Ｔ／ｑ）・１１Ｎ・・・（１１）となるとき、比較回路
７の出力の反転が起こる。
ここで、（１１）式は、
（Ｉｓｅｌ／ ｌ５ｃ２）””（Ｌ”）・Ｎ ・・・（
１２）と変形される。
１２）と変形される。
（１２）式において、（ｋＴ／ｑ）の項は相殺されるの
で比較回路７の出力反転の起こるｌ５ｃｌ／ｌ５ｃ２は
温度依存性を持たない。
で比較回路７の出力反転の起こるｌ５ｃｌ／ｌ５ｃ２は
温度依存性を持たない。
したがって、抵抗Ｒ６，Ｒ７を可変抵抗にすることで、
比較回路７の出力反転レベルの調整に使用できる。
比較回路７の出力反転レベルの調整に使用できる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修正および変更
を加え得ることは勿論である。
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、比較回
路に、各光検出器の対数増幅出力を比較すると共に温度
変動の影響を除去（温度補償）するためのカレントミラ
ー回路を設け、比較回路の入力段を構成する一対のトラ
ンジスタのコレクタをカレントミラー回路を構成する一
対のトランジスタのコレクタに夫々接続し、カレントミ
ラー回路を構成する一対のトランジスタのエミッタ面積
を異なって設定しているので、比較回路の反転レベルに
温度依存性がなくなる。
路に、各光検出器の対数増幅出力を比較すると共に温度
変動の影響を除去（温度補償）するためのカレントミラ
ー回路を設け、比較回路の入力段を構成する一対のトラ
ンジスタのコレクタをカレントミラー回路を構成する一
対のトランジスタのコレクタに夫々接続し、カレントミ
ラー回路を構成する一対のトランジスタのエミッタ面積
を異なって設定しているので、比較回路の反転レベルに
温度依存性がなくなる。
したがって、従来のように温度係数を考慮して入力抵抗
を設定せずに済み、人力抵抗として集積回路化になじむ
抵抗を用いることができるので、光電流増幅装置を小型
化および低コスト化でき、しかも温度補償ら十分に行い
得るといった優れた効果がある。
を設定せずに済み、人力抵抗として集積回路化になじむ
抵抗を用いることができるので、光電流増幅装置を小型
化および低コスト化でき、しかも温度補償ら十分に行い
得るといった優れた効果がある。
第１図は本発明第一実施例の光電流増幅装置の電気回路
図、第２図は本発明第二実施例の光電流増幅装置の電気
回路図、第３図は本発明第三実施例の光電流増幅装置の
電気回路図、第４図は本発明第四実施例の光電流増幅装
置の電気回路図、第５図は従来の光電流増幅装置の電気
回路図である。 ■、２：光検出器、３，４：対数増幅器、５：差動増幅
器、７：比較回路、１０，２０：カレントミラー回路、
３０ニレベルシフト回路、Ｑ】〜Ｑ２０：トランジスタ
。 出 願 人 シャープ株式会社
図、第２図は本発明第二実施例の光電流増幅装置の電気
回路図、第３図は本発明第三実施例の光電流増幅装置の
電気回路図、第４図は本発明第四実施例の光電流増幅装
置の電気回路図、第５図は従来の光電流増幅装置の電気
回路図である。 ■、２：光検出器、３，４：対数増幅器、５：差動増幅
器、７：比較回路、１０，２０：カレントミラー回路、
３０ニレベルシフト回路、Ｑ】〜Ｑ２０：トランジスタ
。 出 願 人 シャープ株式会社
Claims (1)
- 複数の光検出器と、該各光検出器に対応して設けられ各
光検出器からの光電流出力を対数増幅する対数増幅器と
、該対数増幅器の出力電圧を基準電圧と比較する比較回
路とを備えた光電流増幅装置であつて、前記比較回路に
、各光検出器の対数増幅出力を比較すると共に温度変動
の影響を除去（温度補償）するためのカレントミラー回
路が設けられ、比較回路の入力段を構成する一対のトラ
ンジスタのコレクタが、前記カレントミラー回路を構成
する一対のトランジスタのコレクタに夫々接続され、該
カレントミラー回路を構成する一対のトランジスタのエ
ミッタ面積が異なることを特徴とする光電流増幅装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306273A JPH03165609A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 光電流増幅装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306273A JPH03165609A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 光電流増幅装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165609A true JPH03165609A (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=17955100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1306273A Pending JPH03165609A (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 光電流増幅装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03165609A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100764A (en) * | 1998-02-19 | 2000-08-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Remote control preamp circuit |
| EP1128313A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-29 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Logarithmic amplifier |
| JP2002330033A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Matsuda Micronics Corp | 負入力ログアンプ |
| US6781468B1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-08-24 | Agilent Technologies, Inc | Photo-amplifier circuit with improved power supply rejection |
| US7427738B2 (en) * | 2005-10-31 | 2008-09-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-receiving amplifier and optical pickup device |
| US7683955B2 (en) | 2006-11-08 | 2010-03-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photocurrent sensing circuit converting an illumination of visible light into an electric signal as well as photosensor and electronic device with the photocurrent sensing circuit |
| JP2010263293A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Shirinkusu Kk | 電流電圧変換回路 |
| JP2016048849A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 株式会社東芝 | 光受信回路および光結合装置 |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1306273A patent/JPH03165609A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6100764A (en) * | 1998-02-19 | 2000-08-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Remote control preamp circuit |
| EP1128313A1 (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-29 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Logarithmic amplifier |
| JP2002330033A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Matsuda Micronics Corp | 負入力ログアンプ |
| US6781468B1 (en) * | 2003-04-30 | 2004-08-24 | Agilent Technologies, Inc | Photo-amplifier circuit with improved power supply rejection |
| US7427738B2 (en) * | 2005-10-31 | 2008-09-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-receiving amplifier and optical pickup device |
| US7683955B2 (en) | 2006-11-08 | 2010-03-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photocurrent sensing circuit converting an illumination of visible light into an electric signal as well as photosensor and electronic device with the photocurrent sensing circuit |
| JP2010263293A (ja) * | 2009-04-30 | 2010-11-18 | Shirinkusu Kk | 電流電圧変換回路 |
| JP2016048849A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 株式会社東芝 | 光受信回路および光結合装置 |
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