JPH03202909A - Ｐｉｎフォトダイオード用電流―電圧変換回路 - 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、コンパクトディスクドライブ、及び光デイス
クドライブに使用されている、ＰＩＮフォトダイオード
用　電流−電圧変換回路に関するものである。

従来の技術 従来のＰＩＮフォトダイオード用　電流−電圧変換回路
を第２図に示す。

１はＰＩＮフォトダイオードであり、２は電流−電圧変
換用の演算増幅器、３は電流−電圧変換比を決定する演
算増幅器２の帰還抵抗である。４はＰＩＮフォトダイオ
ードに、逆バイアスをかけると共に、演算増幅器の正側
の電源となる電源である。６は演算増幅器の負側の電源
である。

フォトダイオード１に光が当たると、ＰＩＮフォトダイ
オード１側から、演算増幅器２の反転入力側へ向かって
電流が流れる。

この時、ＰＩＮフォトダイオード１が受ける光のエネル
ギーをム（ｍｙ）、ＰＩＮフォトダイオード１の光−電
流変換効率をｎ（ム／ｍｗ）、帰還抵抗３の抵抗値を、
Ｒ，（”）とすると、演算増幅器２の出力電圧ｖ、（ｖ
）は、 Ｖ、　＝−ムｎＲ。

で与えられる。ＰＩＮフォトダイオード１に与える逆バ
イアス電圧は、光−電流変換応答の高速性を維持するた
めに、少なくとも４ｖ〜６ｖ程度必要となる。演算増幅
器２の出力は、ＰＩＮフォトダイオード１から流れ出る
電流は、ＰＩＮフォトダイオード１から演算増幅器２の
反転入力へ向かうため、演算増幅器２の出力は、必ず負
側に発生する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、演算増幅器２の
出力電圧が、負側に発生するため、ＰＩＮフォトダイオ
ードの逆バイアス電圧を６ｖかけ、演算増幅器の出力信
号のダイナミックレンジを６ｖ取ろうとすネと、正側６
ｖ、負側−６ｖの２系統の電源を必要とする問題点を有
していた。

本発明は、かかる点に鑑み、１系統の電源で、なおかつ
、低い電源電圧で高速で、広いダイナミックレンジを有
した。ＰＩＮフォトダイオード用電流電流圧変換回路を
提供することを、目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するためにＰＩＮフォトダイオ
ードと、カレントミラー回路と、電流−電圧変換回路と
を、備えたことを特徴とする、ＰＩＮフォトダイオード
用　電流−電圧変換回路である。

作用 本発明は、前記した構成により、ＰＩＮフォトダイオー
ドの出力電流を、カレントミラー回路を用いて、を流−
電圧変換回路に伝送してやることによって、電流−電圧
変換回路のバイアスレベルをＰＩＮフォトダイオードの
バイアスレベルと独立に動かせるようになう、１系統の
低い電源電圧で、高速で、広いダイナミックレンジを持
つことができる。

実施例 第１図は本発明の実施例にふ・ける、ＰＩＮフォトダイ
オード用　電流−電圧変換回路の構成図を示すものであ
る。

第１図において、６はＰＩＮフォトダイオード、７は電
流−電圧変換用の演算増幅器、８は電流−電圧変換比を
決定する。演算増幅器７の帰還抵抗であり、９は正の電
源である。１０はカレントミラー回路を構成する第１の
ＰＩＰ　ｌ−ランジスタであり、１１はカレントミラー
回路を構成する、第２のＰＩＰ　）ランジスタ、１２は
電流−電圧変換回路のバイアスレベルを決定する、可変
抵抗器である。

以上のように構成された本実施例のＰＩＮフォトダイオ
ード用　電流−電圧変換回路について、以下その動作を
説明する。

ＰＩＮフォトダイオード６に光が当たると、トランジス
タ１０から、ＰＩＮフォトダイオード６へ向かって電流
が流れる。トランジスタ１ｏは、ダイオード接続されて
いるため、ＰＩＮフォトダイオード６のアノードは、電
源９が供給する電源電圧をＶｃｃとし、トランジスタ１
ｏのベース−エミッタ間の電圧をｏ、ｅ　ｓ　ｖとする
と、　’Ｖｃｃ　−ｏ、ｅ　ｓＶの電位でクランプされ
る。トランジスタ１０のベース電圧は、その１１　トラ
ンジスタ１１のベース電圧となるため、トランジスタ１
０がＰＩＮフォトダイオード６に向かって流し出す電流
と同じ量の電流が、トランジスタ１１のコレクタから、
演算増幅器７の反転入力へ向かって流れ出す。可変抵抗
器１２は、電源９とグラウンドの間に挿入されており、
演算増幅器７の非反転入力の電位を、グラウンドレベル
から、電源９の供給電圧レベル１で、可変に、設定でき
る。演算増幅器７の反転入力と非反転入力は、帰還抵抗
８（より、イマジナリーショートとなり、同電位に保持
される。トランジスタ１１から、演算増幅器７０反転入
力に向かって流れる電流は、帰還抵抗８により、演算増
幅器７の出力電圧として、電圧に変換される。

ここでＰＩＮフォトダイオード６が受ける光のエネルギ
ーを、ム（ｍｙ）、ＰＩＮフォトダイオード６の光−電
流変換効率を、ｎ（ム／　ｌ１１ｗ　）、帰還抵抗８の
値をＲ２（’）、可変抵抗器１２で設定される。演算増
幅器７の、非反転入力の電位をＶＴ（Ｖ）電源９の供給
する電源電圧をＶｃｃ（Ｖ）とし、ＰＩＮフォトダイオ
ードがム（！ＩＩＷ）の光を受けた時に。

発生する演算増幅器７の出力電圧Ｖ２（Ｖ）は、Ｖ２＝
　ＶＴ−１ｎ−Ｒ２ となり、演算増幅器７のダイナミックレンジは。

０（ｖ）〜Ｖ、（Ｖ）筐で取ることが出来る。ＰＩＮフ
ォトダイオード６を高速動作させるために必要な逆バイ
アス電圧を６ｖ、トランジスタ１０のエミッターペース
間の電圧をｏ、ａ　ｓ　ｖとすると、ＰＩＮフォトダイ
オードを高速に動作させるために必要な電源９の供給電
圧は、５．８５　Ｖ以上となる。Ｘ源９の供給電圧を６
ｖとした時のダイナミックレンジは、演算増幅器７の入
力のダイナミックレンジが、１（ｖ）〜ｅｓ　（ｖ）　
、出力のダイナミックレンジが、ｏ、３（Ｖ）〜６．７
（Ｖ）あるとすると、可変抵抗器１２を調整し、ｖ、を
６（ｖ）に設定することにより、演算増幅器７の出力の
ダイナミックレンジをｏ、５（Ｖ）〜６（Ｖ’）ｉで取
ることが可能となる。

以上のように本実施例によれば、ｅ（Ｖ）の１系統の電
源で、ｏ、３（Ｖ）〜５　（Ｖ）１でのダイナミックレ
ンジを有し、高速動作が可能な、ＰＩＮフォトダイオー
ド用　電流−電圧変換回路を、構成することが可能とな
る。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、１系統の低い電源
電圧で、高速動作が可能な、ＰＩＮフォトダイオード用
　電流−電圧変換回路　を構成することが出来、その実
用効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の、ＰＩＮフォトダイ
オード用　電流−電圧変換回路の回路図、第２図は従来
の、ＰＩＮフォトダイオード用　電流−電圧変換回路の
回路図である。 ａ・・・・・・カレントミラー回路ブロック、ｂ・・・
・・・電流−電圧変換回路ブロック、６・・・・・・Ｐ
ＩＮフォトダイオード、７・・・・・・演算増幅器、８
・・・・・・帰還抵抗。 １０．１１・・・・・・ＰＮＰトランジスタ％１２・・
・・・・可変抵抗器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＰＩＮフォトダイオードと、電流−電圧変換回路と、前
   記ＰＩＮフォトダイオードが出力する電流を、前記電流
   −電圧変換回路で電流−電圧変換し、伝送するカレント
   ミラー回路を有する、ＰＩＮフォトダイオード用電流−
   電圧変換回路。