JPH0468805A

JPH0468805A - 増幅回路

Info

Publication number: JPH0468805A
Application number: JP2178722A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Hirakata; 宣行平方
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-03-04

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〕本発明は増幅回路、特にトランスインピーダンス増幅回
路に関するものである。

〔従来の技術〕

各種センサの出力電力増幅などに、周波数特性の優れた
トランスインピーダンス増幅回路が用いられることが多
い。

第４図は、このトランスインピーダンス増幅回路を用い
たｐｉｎフォトダイオード受信器の従来例を示すもので
ある。同図において、符号５１はｐｉｎフォトダイオー
ド、符号５２は増幅用能動素子であるトランジスタ、符
号５３は負荷素子であるゲートとソース間が短絡された
トランジスタ、符号５４．５８．５９は電源用端子、符
号５５はソースフォロアトランジスタ、符号５６はレベ
ルシフト用素子、符号５７はゲートとソース間が短絡さ
れたトランジスタ、符号６０は出力端子、符号６１は帰
還抵抗である。

この従来回路の特徴は、レベルシフトされた出力信号が
帰還抵抗６１を介して、逆相の帰還信号として増幅用能
動素子５２に与えられる点である。

この帰還信号によって入力インピーダンスが低下し、ｐ
ｉｎフォトダイオードのような出力インピーダンスの高
いセンサを用いた場合でも高速動作が可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来のトランスインピーダンス増幅
回路では、信号伝搬の遅延性を有するレベルシフト回路
が用いられているため、高速の信号の場合に帰還信号が
遅れる問題があった。このために、第５図（ａ）に示す
周波数特性の持ち上がりや、第５図（ｂ）に示す出力信
号のオーバーシュートなどが生じ、受信器特性に悪影響
を及ぼしていた。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために、本発明の増幅回路は、負荷
素子の出力端子と前記増幅用能動素子の入力端子との間
に抵抗とコンデンサの直列回路で構成された帰還回路が
接続されている。

〔作用〕

本発明の構成であれば、負荷素子の出力端子と増幅用能
動素子の入力端子との間に帰還回路が設けられているた
め、レベルシフト回路による遅延を伴わない帰還信号が
負荷素子の出力端子から直接に増幅用能動素子へ与えら
れる。このとき、帰還回路にコンデンサが設けられてい
るので、入力信号源の直流バイアスに影響を与えること
はない。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１図を参照して、本発明の一実施例
を説明する。

第１図は、本発明の一実施例であるトランスインピーダ
ンス増幅回路を用いたｐｉｎフォトダイオード受信器で
ある。本実施例で用いられているトランジスタはすべて
電界効果トランジスタである。入力信号源であるｐｉｎ
フォトダイオード１１のアノードは増幅用能動素子であ
るトランジスタ１２のゲートと接続されており、トラン
ジスタ１２のドレインは負荷素子であるトランジスタ１
３のソースと接続されている。また、トランジスタ１２
のソースは中間電圧電源Ｖ　　が与えらＳｌれる電源端子１４と接続されており、トランジスタ１３
のドレインは高電圧電源ｖＤＤが与えられる電源端子１
９と接続されている。トランジスタ１３のゲートはソー
スフォロアトランジスタ１５とレベルシフト用素子１６
とトランジスタ１７とから構成されるレベルシフト回路
１８と接続されており、トランジスタ１７のソースは低
電圧電源Ｖ　　が与えられる電源端子２０と接続されて
いる。ドレインには出力端子２１と、帰還抵抗２２が接
続されており、この帰還抵抗２２の他の一端がトランジ
スタ１４のゲートと接続されている。

さらに、トランジスタ１２のゲートとトランジスタ１３
のソースの間に帰還回路２３が接続されており、この帰
還回路２３はコンデンサ２４と抵抗２５から構成されて
いる。

次に、本実施例の動作について説明する。

ｐｉｎフォトダイオード１１によって光が電気信号に変
換され、この電気信号がトランジスタ１２のゲートに与
えられる。トランジスタ１２ではこの入力信号に従って
ドレイン電流が変化し、このドレイン電流が負荷トラン
ジスタ１３を流れることにより、トランジスタ１２のド
レインに入力信号が増幅された電圧が発生する。この信
号電圧はソースフォロアトランジスタ１５のゲートに与
えられ、ソースフォロアトランジスタ１５およびレベル
シフト用素子１６によってレベルシフトされ、出力端子
２１に表われる。

本実施例が従来例と異なるのは、前述したトランジスタ
１２には異なった帰還路を通る２種類の帰還信号が印加
される点である。第１の帰還信号は、帰還抵抗２２を介
して印加される逆相の信号である。第２の帰還信号は、
トランジスタ１３のソースから帰還向路２３を介して印
加される信号である。

従来例では、出力信号が帰還抵抗２２を介してトランジ
スタ１２に印加されていたが、この帰還信号がレベルシ
フト回路１８の影響で遅延した。

この帰還信号の遅延が、第５図（ａ）、（ｂ）に示した
周波数特性の持ち上がりや、出力信号のオ−バーシュー
トの原因となった。

そこで、本実施例では従来例の帰還路の他に、トランジ
スタ１２のゲートとトランジスタ１３のソースとの間に
帰還回路２３による第２の帰還路を設けた。この第２の
帰還路によれば、出力信号と同相の信号が遅延性を有す
るレベルシフト回路１８を経ずにトランジスタ１２に印
加される。このため、高速の信号に対しても抵抗２５で
決定される適性量の帰還がなされ、第２図（ａ）、（ｂ
）に示すような良好な特性を示す増幅回路が構成できる
。

本実施例の応用例として、第３図にゲート接地回路を途
中に持つ構成の回路を示す。また、この応用例以外に、
増幅器を複数備えた構成の回路にも本発明は適用される
。

なお、本実施例では、各トランジスタに電界効果トラン
ジスタを用いたが、バイポーラトランジスタを用いても
同様の効果が得られる。

また、抵抗２５の抵抗値は、帰還抵抗２２の抵抗値の０
，５〜２．０倍の範囲内であることが望ましい。

この理由は、帰還抵抗２２の値が大きすぎると本発明に
よる効果が著しく低下し、一方、小さすぎると帰還量が
大きくなりすぎ周波数特性の帯域劣化を招くためである
。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り、本発明の増幅回路によれば
、周波数特性の持ち上がりや、出力信号のオーバーシュ
ートが発生することなく、高速信号、高周波信号に対す
る適正な帰還量を確保することかでき、良好な特性のト
ランスインピーダンス増幅回路を構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るトランスインピーダン
ス増幅回路の回路図、第２図は第１図のトランスインピ
ーダンス増幅回路の波形図、第３図は本発明の応用例の
トランスインピーダンス増幅回路の回路図、第４図は従
来例に係るトランスインピーダンス増幅回路の回路図、
第５図は第４図のトランスインピーダンス増幅回路の波
形図である。１１・・・ｐｉｎフォトダイオード、１２．１３．１７
・・・トランジスタ、１４．１９．２０・・・電源端子
、１５・・・ソースフォロアトランジスタ、１６・・・
レベルシフト用素子、１８・・・レベルシフト回路、２
１・・・出力端子、２２・・・帰還抵抗、２３・・・帰
還回路、２４・・・コンデンサ、２５・・・抵抗。第１図

Claims

【特許請求の範囲】　入力信号によって電流制御が行われる増幅用能動素子
と、この増幅用能動素子に直列に接続されその出力電流
を電圧として取り出すための負荷素子と、この負荷素子
によって得られた信号電圧をレベルシフトするレベルシ
フト手段と、このレベルシフト手段の出力端子と前記増
幅用能動素子の入力端子間に接続された帰還抵抗とを備
えたトランスインピーダンス増幅回路において、前記負荷素子の出力端子と前記増幅用能動素子の入力端
子との間に抵抗とコンデンサの直列回路で構成された帰
還回路が接続されていることを特徴とする増幅回路。