JPH03216006A - Amplifier - Google Patents

Amplifier

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JPH03216006A
JPH03216006A JP2012252A JP1225290A JPH03216006A JP H03216006 A JPH03216006 A JP H03216006A JP 2012252 A JP2012252 A JP 2012252A JP 1225290 A JP1225290 A JP 1225290A JP H03216006 A JPH03216006 A JP H03216006A
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JP
Japan
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amplifier
circuit
output
input terminal
amplification
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012252A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuki Mikamura
御神村 泰樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信用前置増幅装置として用いられる増幅
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an amplifier device used as a preamplifier device for optical communications.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、光通信においては、第4図に示すようにフォトダ
イオード(図示せず)で光信号を受信し、これによって
得られる信号を増幅率(一A)の増幅器2の入力端子1
へ導き、増幅して出力端子3から信号電圧V  を得て
いる。増幅器2は帰還out 抵抗Rrが外付けあるいは集積化されたシングルエンド
のトランスインピーダンス型と称されるものである。こ
の増幅器2は、より詳細には第5図に示されるように、
信号の増幅を行う増幅段を構成する増幅回路21と、こ
の増幅回路21の後段に接続され出力端子3に接続され
た出力インピーダンスRロとともに出力バッファ段を構
成するバッファ回路22とを備えるものである。そして
、帰還抵抗R,が入力端子1と増幅回路21の出力端子
との間に接続されている構成の従来例(A)が知られて
いる。
Conventionally, in optical communication, an optical signal is received by a photodiode (not shown) as shown in FIG.
A signal voltage V is obtained from the output terminal 3 by amplifying the signal. The amplifier 2 is a so-called single-ended transimpedance type amplifier in which a feedback out resistor Rr is externally attached or integrated. This amplifier 2, as shown in more detail in FIG.
It is equipped with an amplifier circuit 21 that constitutes an amplification stage for amplifying a signal, and a buffer circuit 22 that constitutes an output buffer stage together with an output impedance R connected to the output terminal 3 after the amplifier circuit 21. be. A conventional example (A) is known in which a feedback resistor R is connected between the input terminal 1 and the output terminal of the amplifier circuit 21.

また、増幅器2の別の詳細な例としては、第6図に示さ
れるように、第5図の回路とほぼ同様な構成でありなが
ら、帰還抵抗R,を入力端子1と出力端子3との間に接
続した従来例(B)も知られている。
Further, as another detailed example of the amplifier 2, as shown in FIG. 6, although it has almost the same configuration as the circuit shown in FIG. A conventional example (B) in which a connection is made between the two is also known.

上記の従来例のうち従来例(A)の構成を有する増幅装
置は例えば、富士通株式会社の製品であるFMM321
CPとして知られ、その回路構成は第7図に図示の如く
なされている。
Among the above conventional examples, an amplifier having the configuration of the conventional example (A) is, for example, the FMM321, which is a product of Fujitsu Limited.
It is known as CP, and its circuit configuration is as shown in FIG.

この第7図の回路では、FETQ1、と抵抗R1とから
なる増幅段と、FETQ  とFETQ14と12 からなるレベルシフト段と、FETQ13とFETQ1
5とからなる出力バッファ段とが同一電源vs8により
駆動されている。またFETQ   Q  の12’ 
 13 ドレイン側は接地されている。FETQ11のドレイン
とグランドとの間には負荷抵抗R1が接続されている。
The circuit shown in FIG. 7 includes an amplification stage consisting of FETQ1 and resistor R1, a level shift stage consisting of FETQ14 and FETQ12, and FETQ13 and FETQ1.
The output buffer stage consisting of 5 and 5 are driven by the same power supply vs8. Also, 12' of FETQ Q
13 The drain side is grounded. A load resistor R1 is connected between the drain of FETQ11 and ground.

FETQ,Q  のソースに接続されl112 ているダイオードD  ,D  はレベルシフト用で1
1    12 あって、所定のバイアス点を決定する機能を有する。ま
た、FETQ   Q  はゲート争ソース間14’ 
  15 が短絡されて定電流負荷として機能する。かかる構成の
回路によれば、入力信号を増幅率(A)で増幅し反転し
た出力信号V  を得ることができOut る。
The diodes D and D connected to the sources of FETQ and Q are for level shifting.
1 12 and has a function of determining a predetermined bias point. In addition, FET Q Q has gate conflict between source and source 14'
15 is short-circuited and functions as a constant current load. According to the circuit having such a configuration, an input signal can be amplified by an amplification factor (A) and an inverted output signal V can be obtained.

上記の従来の増幅装置を光受信器用の前置増幅器として
用いた場合、フォトダイオードの容量等を含む全入力容
量をC.負荷インピーダンスをIn RLとし、増幅装置の帯域が十分に広いと仮定すると、
トランスインピーダンス及び帯域は次の第1表のように
表わされる。
When the above-mentioned conventional amplifier device is used as a preamplifier for an optical receiver, the total input capacitance including the photodiode capacitance etc. is C. Assuming that the load impedance is In RL and that the amplifier band is sufficiently wide,
The transimpedance and band are shown in Table 1 below.

\ \ \ \ \ \ 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら上記の従来技術(A).(B)の増幅装置
では、出力インピーダンスR。が通常50Ωとなるよう
に設計される。このため、負荷インピーダンスRLが変
化すると、まず、従来技術(A)の増幅装置ではトラン
スインピーダンスが大きく変化し、従来技術(B)の増
幅装置では帯域が大きく変化するという問題点が生じた
\ \ \ \ \ \ \ [Problem to be solved by the invention] However, the above-mentioned prior art (A). In the amplifier of (B), the output impedance R. is normally designed to be 50Ω. Therefore, when the load impedance RL changes, first of all, the transimpedance changes greatly in the conventional technology (A) amplifier, and the band changes greatly in the conventional technology (B) amplifier.

そこで本発明では、負荷インピーダンスの変化によって
もトランスインピーダンス及び帯域の変化を少なく抑え
ることができ、従って、負荷にかかわらずほぼ安定,し
た特性を実現できる増幅装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an amplifier device that can suppress changes in transimpedance and band even when load impedance changes, and can therefore achieve substantially stable characteristics regardless of the load.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る増幅装置は、入力端子から到来する入力信
号を増幅する増幅段を構成する増幅回路と、この増幅回
路の後段に接続されインピーダンス変換を行う出力バッ
ファ段を構成するバッファ回路と、増幅回路の出力端子
と上記入力端子との間に接続された第1の帰還抵抗と、
バッファ回路の出力端子と上記入力端子との間に接続さ
れた第2の帰還抵抗とを備えたことを特徴とする。
The amplifier device according to the present invention includes: an amplifier circuit that constitutes an amplification stage that amplifies an input signal arriving from an input terminal; a buffer circuit that is connected to the subsequent stage of this amplifier circuit and constitutes an output buffer stage that performs impedance conversion; a first feedback resistor connected between the output terminal of the circuit and the input terminal;
The present invention is characterized by comprising a second feedback resistor connected between the output terminal of the buffer circuit and the input terminal.

〔作用〕[Effect]

上記構成の増幅装置によると、第1、第2の帰還抵抗の
値をR  ,R  として、そのトランスイf’l  
 f’2 ンビーダンスと帯域とは次のように表わされる。
According to the amplifier having the above configuration, the values of the first and second feedback resistors are R and R, and the transformer f'l
The f'2 waveband and band are expressed as follows.

トランスインピーダンス;AIXA2XRtlXR  
X (R  /(R  +R  ))/[R,lXf’
2      L       O     L(1+
  A  XA  XR  /(Ro+RL)}+12
L R r 2 X < t +  A t ) ]   
      ・・・・・・(1)帯域;  L/2πX
 [R  X { 1 + A  XA2 Xfl  
        l R  /(R  +R  )}+Rr2X(1+A1)
]L       OL / (R,,XRf2XCin)         −
−−−−− (2)上記式を第1表の式と比べるとトラ
ンスインピーダンスの式は従来例(B)の式に近く、ま
た、帯域の式は従来例(B)の式の分子に負荷インピー
ダンスRLに左右されない項が加わっており、いずれも
負荷インピーダンスRLの変化に対して変動が少なくな
ることが理解できる。
Transimpedance; AIXA2XRtlXR
X (R / (R + R )) / [R, lXf'
2 L O L (1+
A XA XR / (Ro+RL)}+12
L R r 2 X < t + A t )]
・・・・・・(1) Band; L/2πX
[R X { 1 + A XA2 Xfl
l R /(R + R)}+Rr2X(1+A1)
]L OL / (R,,XRf2XCin) −
------- (2) Comparing the above formula with the formula in Table 1, the transimpedance formula is close to the formula of the conventional example (B), and the band formula is similar to the numerator of the formula of the conventional example (B). It can be seen that a term that is not affected by the load impedance RL is added, and the fluctuations in both cases are reduced with respect to changes in the load impedance RL.

?実施例〕 以下、添付図面の第1図ないし第3図及び第8図、第9
図を参照して本発明の一実施例に係る増幅装置を説明す
る。
? Examples] Below, Figures 1 to 3 and Figures 8 and 9 of the attached drawings are shown.
An amplifier device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る増幅装置を示す。入力
端子1から到来する入力信号は増幅段を構成する増幅回
路101により増幅率(A1)で反転増幅され、出力バ
ッファ段を構成するバッファ回路102へ送出される。
FIG. 1 shows an amplifier device according to an embodiment of the present invention. An input signal arriving from the input terminal 1 is inverted and amplified by an amplification factor (A1) by an amplification circuit 101 that constitutes an amplification stage, and is sent to a buffer circuit 102 that constitutes an output buffer stage.

バッファ回路102ではインピーダンス変換を行い、増
幅率(A2)で増幅を行って出力インピーダンスRoを
介して出力端子3から出力する。また、増幅回路101
の出力端子と入力端子1との間に帰還抵抗R,■を接続
する。更に、入力端子1と出力端子3との間に帰還抵抗
R『2を接続する。これによって(1)式によるトラン
スインピーダンスと(2)式による帯域を実現でき、従
来に比して負荷インピーダンスの変化に対する変動を少
なくすることができる。
The buffer circuit 102 performs impedance conversion, amplifies the signal with an amplification factor (A2), and outputs the signal from the output terminal 3 via the output impedance Ro. In addition, the amplifier circuit 101
A feedback resistor R, ■ is connected between the output terminal and input terminal 1. Furthermore, a feedback resistor R'2 is connected between the input terminal 1 and the output terminal 3. As a result, it is possible to realize the transimpedance according to equation (1) and the band according to equation (2), and it is possible to reduce fluctuations in response to changes in load impedance compared to the conventional method.

第2図にFETを用いて第1図の増幅装置を具体化した
回路図を示す。この回路では、FETQ  .Q  に
より入力信号の反転増幅を行ってい12 る。レベルシフトダイオードD はFETQ3の1 ソースに出力された信号を所定の電位まで低下させる機
能を有する。上記レベルシフトダイオードD1を流れた
信号は、定電流負荷となっているFETQ  へ与えら
れる。このFETQ4のドレイ4 ンの信号はFETQ5のゲートに与えられて出力インピ
ーダンスを小さ《するようにインピーダンス変換がなさ
れ、FETQ5のソースと定電流負青であるFETQ,
のドレインとの接続点から出力端子3へ出力信号が送出
される。また、FETQlのドレインにはゲート・ソー
ス間が短絡された定電流負荷であるFETQ2が接続さ
れている。
FIG. 2 shows a circuit diagram embodying the amplifier device of FIG. 1 using FETs. In this circuit, FETQ. The input signal is inverted and amplified by Q12. The level shift diode D 1 has the function of lowering the signal output to the 1 source of FET Q3 to a predetermined potential. The signal flowing through the level shift diode D1 is applied to FETQ, which serves as a constant current load. The signal from the drain of FETQ4 is applied to the gate of FETQ5, where impedance conversion is performed to reduce the output impedance.
An output signal is sent to the output terminal 3 from the connection point with the drain. Further, the drain of the FETQl is connected to the FETQ2, which is a constant current load whose gate and source are short-circuited.

FETQ  のソースは接地されFETQ  ,Q3,
12 Q5のドレインには電源から電圧vDDが与えられ、F
ETQ,Q  のソースには電源から電圧vs846 が与えられている。帰還抵抗Rr1は入力端子1とFE
TQ4のドレインとの間に接続され、帰還抵抗R,2は
入力端子1と出力端子との間に接続されてトランスイン
ピーダンス型の増幅装置とされている。
The source of FETQ is grounded and FETQ, Q3,
12 The drain of Q5 is given voltage vDD from the power supply, and F
A voltage vs846 is applied to the sources of ETQ and Q from the power supply. Feedback resistor Rr1 connects input terminal 1 and FE
The feedback resistor R,2 is connected between the input terminal 1 and the output terminal to form a transimpedance type amplifier.

この実施例において、F E T Q t〜Q6のスレ
ショールド電圧はいずれも−1vとし、それぞれのFE
Tのゲート幅を順に150μm,75μm50μm,5
04m,150um,150μmとした。帰還抵抗Rf
lの抵抗値は7KΩ、帰還抵払Rf2の抵抗値は4KΩ
とした。比較のために、第2図の回路において帰還抵抗
のうち帰還抵抗R,のみが接続された装置を従来例(A
)とし、また帰還抵抗Rf2のみが接続された装置を従
来例(Bとして、トランスインピーダンスと帯域との計
勇を行い、特性曲線を得た。本実施例による特性白線を
第3図に、従来例(A)の特性曲線を第8区に従来例(
B)の特性曲線を第9図にそれぞれ坏す。なお、フォト
ダイオードの容量を0.65pFとし、負荷インピーダ
ンスを50Ω、500Ωとした2例を示してある。この
計算結果をまとめると、 この計算結果から、負荷インピーダンスを50Ωから5
00Ωに変えた場合、従来技術(A)ではトランスイン
ピーダンスの値が1,58倍、従来技術(B)では帯域
が1.53倍と大きく変動するのに対し、本実施例によ
ればトランスインピーダンスが1.28倍、帯域が1.
26倍と少ない変化にとどめることができた。
In this example, the threshold voltages of FETQt~Q6 are all -1v, and each FE
The gate width of T is 150μm, 75μm, 50μm, 5
04 m, 150 um, and 150 μm. Feedback resistance Rf
The resistance value of l is 7KΩ, and the resistance value of feedback resistor Rf2 is 4KΩ.
And so. For comparison, a conventional example (A
), and a conventional example (B) in which only the feedback resistor Rf2 is connected, the characteristic curve was obtained by calculating the transimpedance and the band.The characteristic white line of this example is shown in Fig. 3. The characteristic curve of example (A) is placed in the 8th section of the conventional example (
The characteristic curves of B) are shown in FIG. Two examples are shown in which the capacitance of the photodiode is 0.65 pF and the load impedance is 50Ω and 500Ω. To summarize this calculation result, from this calculation result, the load impedance can be changed from 50Ω to 5Ω.
00Ω, the value of the transimpedance in the conventional technology (A) changes greatly by 1.58 times, and in the conventional technology (B) the band changes by 1.53 times, but in this example, the value of the transimpedance changes significantly. is 1.28 times, and the bandwidth is 1.
We were able to keep the change to only 26 times.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、詳細に説明したように本発明によれば、帰還抵抗
を2つ用いて入出力端子間と、増幅回路の入出力端子間
とを結合することにより、トランスインピーダンス及び
帯域の変動が負荷インピーダンスの変化にもかかわらず
少なくなり、ほぼ安定した特性を実現できるから、負荷
インピーダンスの選択幅を広げることができる。
As described in detail above, according to the present invention, by using two feedback resistors to couple between the input and output terminals and between the input and output terminals of the amplifier circuit, fluctuations in transimpedance and band can be reduced to load impedance. It is possible to realize almost stable characteristics, which can widen the selection range of load impedance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図はFETを
用いて構成したー実施例に係る増幅装置の回路図、第3
図は第2図の回路による周波数応答特性を示す図、第4
図ないし第7図は従来例に係る増幅装置の構成図、第8
図および第9図は従来例の回路による周波数応答特性を
示す図である,1・・・入力端子、3・・・出力端子、
101・・・増幅回路、102・・・バッファ回路、R
o・・・出力インピーダンス、R  ,R  ・・・帰
還抵抗、Q  −06・・・Ff’l     f’2
              1ET,Dl一・・レベ
ルシフトダイオード。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an amplifier according to an embodiment constructed using FETs, and FIG.
The figure shows the frequency response characteristics of the circuit in figure 2,
7 to 7 are block diagrams of conventional amplifier devices, and FIG.
9 and 9 are diagrams showing frequency response characteristics of conventional circuits, 1...input terminal, 3...output terminal,
101...Amplification circuit, 102...Buffer circuit, R
o...Output impedance, R, R...Feedback resistance, Q-06...Ff'l f'2
1ET, Dl - Level shift diode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力端子から到来する入力信号を増幅する増幅段を構成
する増幅回路と、 この増幅回路の後段に接続されインピーダンス変換を行
う出力バッファ段を構成するバッファ回路と、 前記増幅回路の出力端子と前記入力端子との間に接続さ
れた第1の帰還抵抗と、 前記バッファ回路の出力端子と前記入力端子との間に接
続された第2の帰還抵抗とを備えたことを特徴とする増
幅装置。
[Scope of Claims] An amplifier circuit constituting an amplification stage that amplifies an input signal arriving from an input terminal; a buffer circuit constituting an output buffer stage that is connected to a subsequent stage of this amplification circuit and performs impedance conversion; and the amplification circuit. A first feedback resistor connected between the output terminal of the buffer circuit and the input terminal, and a second feedback resistor connected between the output terminal of the buffer circuit and the input terminal. An amplification device for
JP2012252A 1990-01-22 1990-01-22 Amplifier Pending JPH03216006A (en)

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