JPH0575355A - アバランシエホトダイオードのバイアス回路 - Google Patents
アバランシエホトダイオードのバイアス回路Info
- Publication number
- JPH0575355A JPH0575355A JP23003891A JP23003891A JPH0575355A JP H0575355 A JPH0575355 A JP H0575355A JP 23003891 A JP23003891 A JP 23003891A JP 23003891 A JP23003891 A JP 23003891A JP H0575355 A JPH0575355 A JP H0575355A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- apd
- avalanche photodiode
- bias
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】アバランシェホトダイオ−ドを用いた光受信回
路の最大受光範囲を拡大する。 【構成】アバランシェホトダイオ−ド１とバイアス電圧
回路ＶＨとを、抵抗器２と定電圧素子３の並列回路によ
り接続し、バイアス電圧回路に発生する電圧から定電圧
素子の両端に発生する電圧を差し引いた電圧でもアバラ
ンシェホトダイオ−ド１が動作する範囲に定電圧素子の
電圧を選定する。 【効果】アバランシェホトダイオ−ドの必要周波数帯域
が維持され、最大受光範囲が拡大する。
路の最大受光範囲を拡大する。 【構成】アバランシェホトダイオ−ド１とバイアス電圧
回路ＶＨとを、抵抗器２と定電圧素子３の並列回路によ
り接続し、バイアス電圧回路に発生する電圧から定電圧
素子の両端に発生する電圧を差し引いた電圧でもアバラ
ンシェホトダイオ−ド１が動作する範囲に定電圧素子の
電圧を選定する。 【効果】アバランシェホトダイオ−ドの必要周波数帯域
が維持され、最大受光範囲が拡大する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信を中心とするオプ
トエレクトロニクスの分野において、アバランシェホト
ダイオ−ドを用いた光受信回路の最大受光範囲の拡大を
図ったバイアス回路に関する。
トエレクトロニクスの分野において、アバランシェホト
ダイオ−ドを用いた光受信回路の最大受光範囲の拡大を
図ったバイアス回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アバランシェホトダイオ−ド（以
下ＡＰＤと略す）を用いた光受信回路は、図２に示すよ
うに、ＡＰＤ１の一端が抵抗器２を介して高電圧バイア
ス回路ＶＨに接続され、他端は前置増幅器３に接続する
ことにより構成されている。この時、抵抗器２はＡＰＤ
１の保護抵抗として入れると共に光入力レベルが大きい
場合、抵抗器２を流れる負荷電流による電圧降下によ
り、ＡＰＤ増倍率を下げ、光入力ダイナミックレンジを
広げるように動作する。本回路の一般性及び類似回路と
して特開平２−２１１７０７号公報がある。
下ＡＰＤと略す）を用いた光受信回路は、図２に示すよ
うに、ＡＰＤ１の一端が抵抗器２を介して高電圧バイア
ス回路ＶＨに接続され、他端は前置増幅器３に接続する
ことにより構成されている。この時、抵抗器２はＡＰＤ
１の保護抵抗として入れると共に光入力レベルが大きい
場合、抵抗器２を流れる負荷電流による電圧降下によ
り、ＡＰＤ増倍率を下げ、光入力ダイナミックレンジを
広げるように動作する。本回路の一般性及び類似回路と
して特開平２−２１１７０７号公報がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ＡＰＤに印加
されるバイアス電圧にたいして、その周波数帯域と増倍
率は図３のように変化する。ＡＰＤの増倍率はＡＰＤバ
イアス電圧により制御可能であるが、その際に周波数帯
域も変化する。ＡＰＤの増倍率の高いところで周波数帯
域が低下するのは、ＡＰＤの利得帯域積が一定であるこ
とによるものであり、増倍率の低いところで周波数帯域
が低下するのは、ＡＰＤの光吸収領域及びアバランシェ
領域での電界強度が低下し、キャリアの走行時間が長く
なること、接合容量の増大による時定数で制限されるこ
と等による。従って、高速信号を取り扱う光受信回路で
は、必要な周波数帯域を確保するようにＡＰＤバイアス
電圧の最低値を維持させる必要がある。
されるバイアス電圧にたいして、その周波数帯域と増倍
率は図３のように変化する。ＡＰＤの増倍率はＡＰＤバ
イアス電圧により制御可能であるが、その際に周波数帯
域も変化する。ＡＰＤの増倍率の高いところで周波数帯
域が低下するのは、ＡＰＤの利得帯域積が一定であるこ
とによるものであり、増倍率の低いところで周波数帯域
が低下するのは、ＡＰＤの光吸収領域及びアバランシェ
領域での電界強度が低下し、キャリアの走行時間が長く
なること、接合容量の増大による時定数で制限されるこ
と等による。従って、高速信号を取り扱う光受信回路で
は、必要な周波数帯域を確保するようにＡＰＤバイアス
電圧の最低値を維持させる必要がある。
【０００４】しかし、図２に示す回路では、光入力の増
大にともなってＡＰＤ両端にかかるバイアス電圧が低下
するので、光入力レベルが大きい場合、ＡＰＤ自身の周
波数特性が低下し、光受信回路に必要な帯域が確保され
ず、受信不能になる場合が生じる。また、抵抗器の値を
小さくして電圧低下量を少くすると、ＡＰＤの増倍率が
大きいために前置増幅器が飽和して電気出力波形が歪み
受信不能になる場合が生じる。従って、ＡＰＤの周波数
特性と前置増幅器の最大入力レベルの両者を考慮して抵
抗器２の値を設定する必要があり、調整範囲が狭く、結
果的に最大受光レベルを犠牲にしてしまう欠点があっ
た。
大にともなってＡＰＤ両端にかかるバイアス電圧が低下
するので、光入力レベルが大きい場合、ＡＰＤ自身の周
波数特性が低下し、光受信回路に必要な帯域が確保され
ず、受信不能になる場合が生じる。また、抵抗器の値を
小さくして電圧低下量を少くすると、ＡＰＤの増倍率が
大きいために前置増幅器が飽和して電気出力波形が歪み
受信不能になる場合が生じる。従って、ＡＰＤの周波数
特性と前置増幅器の最大入力レベルの両者を考慮して抵
抗器２の値を設定する必要があり、調整範囲が狭く、結
果的に最大受光レベルを犠牲にしてしまう欠点があっ
た。
【０００５】本発明の目的は、ＡＰＤに必要とされる周
波数帯域を確保することにより、最大受光レベルを拡大
した光受信回路を提供することにある。
波数帯域を確保することにより、最大受光レベルを拡大
した光受信回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による光受信回路は、受光素子とバイアス電
圧回路とが抵抗器と定電圧素子の並列回路により接続さ
れており、前記バイアス回路電圧から前記定電圧素子の
両端に生じる電圧を差し引いたバイアスでも、前記ＡＰ
Ｄが動作する範囲に前記定電圧素子の電圧が選定されて
いる構成になっている。
に、本発明による光受信回路は、受光素子とバイアス電
圧回路とが抵抗器と定電圧素子の並列回路により接続さ
れており、前記バイアス回路電圧から前記定電圧素子の
両端に生じる電圧を差し引いたバイアスでも、前記ＡＰ
Ｄが動作する範囲に前記定電圧素子の電圧が選定されて
いる構成になっている。
【０００７】
【作用】本発明の作用を図１により説明する。抵抗器２
に並列に接続された定電圧素子３は、ＡＰＤ１により光
電変換された電流により抵抗器２に発生する電圧が定電
圧素子３の電圧に等しくなったときに導通し、それ以上
の電流値にたいしては、常に、一定電圧に固定され電圧
降下量が阻止される。この時、ＡＰＤにかかるバイアス
電圧は高電圧発生回路の電圧ＶＨから定電圧素子電圧Ｖ
Ｚの差で与えられる。従って、受信回路に必要なＡＰＤ
の周波数帯域の下限ｆＬを与えるＡＰＤ電圧ＶＬ以上に
なるように定電圧素子を選定しておけば、光入力が増大
しても、ＡＰＤの周波数帯域が不足して受信不能になる
ことはなく、受信回路の光入力レベルは接続された前置
増幅器の飽和点まで拡大することができる。
に並列に接続された定電圧素子３は、ＡＰＤ１により光
電変換された電流により抵抗器２に発生する電圧が定電
圧素子３の電圧に等しくなったときに導通し、それ以上
の電流値にたいしては、常に、一定電圧に固定され電圧
降下量が阻止される。この時、ＡＰＤにかかるバイアス
電圧は高電圧発生回路の電圧ＶＨから定電圧素子電圧Ｖ
Ｚの差で与えられる。従って、受信回路に必要なＡＰＤ
の周波数帯域の下限ｆＬを与えるＡＰＤ電圧ＶＬ以上に
なるように定電圧素子を選定しておけば、光入力が増大
しても、ＡＰＤの周波数帯域が不足して受信不能になる
ことはなく、受信回路の光入力レベルは接続された前置
増幅器の飽和点まで拡大することができる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図１に示す。ＡＰＤ１とバ
イアス電圧回路ＶＨが抵抗器２とツェナ−ダイオ−ド３
との並列回路により接続されており、ＡＰＤ１の出力は
前置増幅回路４に接続されている。ＡＰＤはＩｎＧａＡ
ｓ−ＡＰＤを用いた。バイアス電圧ＶＨは、最小受信感
度が最良となるレベルに固定することができる。図４に
実施例におけるＡＰＤのバイアス電圧と光入力レベルの
関係を示す。ここで受信回路に必要なＡＰＤの周波数帯
域ｆＬ（＝１ＧＨｚ）を与える電圧はＶＬ（＝６０Ｖ）
であり、この時の増倍率はＭＬ（＝２）である。最小受
光レベルがＰＬ（＝−４０ｄＢｍ）の時ＡＰＤ１の増倍
率はＭＨ（＝１５）、バイアス電圧ＶＨ（＝８５Ｖ）と
なるように設定されている。また、前置増幅回路４の飽
和入力電流は４００μＡである。ＡＰＤ１に入力する光
レベルＰに対してＡＰＤ１のバイアス電圧ＶＡＰＤは、
ＡＰＤ１の受光感度をＳ（＝１ Ａ／Ｗ）、増倍率を
Ｍ、抵抗器２の定数をＲ（＝３００ｋΩ）として、
イアス電圧回路ＶＨが抵抗器２とツェナ−ダイオ−ド３
との並列回路により接続されており、ＡＰＤ１の出力は
前置増幅回路４に接続されている。ＡＰＤはＩｎＧａＡ
ｓ−ＡＰＤを用いた。バイアス電圧ＶＨは、最小受信感
度が最良となるレベルに固定することができる。図４に
実施例におけるＡＰＤのバイアス電圧と光入力レベルの
関係を示す。ここで受信回路に必要なＡＰＤの周波数帯
域ｆＬ（＝１ＧＨｚ）を与える電圧はＶＬ（＝６０Ｖ）
であり、この時の増倍率はＭＬ（＝２）である。最小受
光レベルがＰＬ（＝−４０ｄＢｍ）の時ＡＰＤ１の増倍
率はＭＨ（＝１５）、バイアス電圧ＶＨ（＝８５Ｖ）と
なるように設定されている。また、前置増幅回路４の飽
和入力電流は４００μＡである。ＡＰＤ１に入力する光
レベルＰに対してＡＰＤ１のバイアス電圧ＶＡＰＤは、
ＡＰＤ１の受光感度をＳ（＝１ Ａ／Ｗ）、増倍率を
Ｍ、抵抗器２の定数をＲ（＝３００ｋΩ）として、
【０００９】
【数１】 ＶＡＰＤ＝ＶＨ−Ｒ×Ｍ×Ｓ×Ｐ
…（１） となる。ここでツェナ−電圧ＶＺは ＶＺ＝ＶＨ−ＶＬ
…（１） となる。ここでツェナ−電圧ＶＺは ＶＺ＝ＶＨ−ＶＬ
【００１０】
【数２】 ＝２５Ｖ
…（２） となるように設定した。これにより、光入力を増大して
もＡＰＤ電圧はＶＬに維持され、図中の実線のようにバ
イアスされる。ツェナ−ダイオ−ドを付加しない場合
は、図中の破線のようにバイアスされ
…（２） となるように設定した。これにより、光入力を増大して
もＡＰＤ電圧はＶＬに維持され、図中の実線のようにバ
イアスされる。ツェナ−ダイオ−ドを付加しない場合
は、図中の破線のようにバイアスされ
【００１１】
【数３】 ＶＡＰＤ＝ＶＬ
…（３） となる光入力ＰＨ１（＝−１３．８ｄＢｍ）以上でｆＬ
を下回り、受信不能となるが、本実施例により前置増幅
機の飽和レベルまで拡大することができＰＨ２（＝−７
ｄＢｍ）まで向上した。
…（３） となる光入力ＰＨ１（＝−１３．８ｄＢｍ）以上でｆＬ
を下回り、受信不能となるが、本実施例により前置増幅
機の飽和レベルまで拡大することができＰＨ２（＝−７
ｄＢｍ）まで向上した。
【００１２】
【発明の効果】本発明では光入力が大きい場合にも、抵
抗器に並列接続された定電圧素子により、ＡＰＤの電圧
降下量が制限され、ＡＰＤに必要な周波数帯域が確保さ
れるので、光受信器の最大受光レベルを拡大することが
できる。
抗器に並列接続された定電圧素子により、ＡＰＤの電圧
降下量が制限され、ＡＰＤに必要な周波数帯域が確保さ
れるので、光受信器の最大受光レベルを拡大することが
できる。
【図１】本発明による実施例の回路図、
【図２】従来例の回路図、
【図３】ＡＰＤの一般的特性図、
【図４】本発明による実施例の動作を説明する特性図。
１…アバランシェホトダイオ−ド、２…抵抗器、３…定
電圧素子、４…前置増幅器。
電圧素子、４…前置増幅器。
Claims (1)
- 【請求項１】光信号を自己増倍して電気信号に変換する
アバランシェホトダイオ−ドと、前記アバランシェホト
ダイオ−ドの動作に必要な電圧を供給するバイアス回路
と、前記電気信号を増幅する前置増幅回路を含む光受信
回路において、前記アバランシェホトダイオ−ドとバイ
アス電圧回路とが、抵抗器と定電圧素子の並列回路によ
り接続されており、前記バイアス回路の電圧から前記定
電圧素子の両端に生じる電圧を差し引いたバイアス電圧
でも前記アバランシェホトダイオ−ドが動作する範囲に
前記定電圧素子の電圧が選定されていることを特徴とす
るアバランシェホトダイオ−ドのバイアス回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23003891A JPH0575355A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | アバランシエホトダイオードのバイアス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23003891A JPH0575355A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | アバランシエホトダイオードのバイアス回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575355A true JPH0575355A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16901594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23003891A Pending JPH0575355A (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | アバランシエホトダイオードのバイアス回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0575355A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170017780A (ko) * | 2015-08-05 | 2017-02-15 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 광 모듈 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP23003891A patent/JPH0575355A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170017780A (ko) * | 2015-08-05 | 2017-02-15 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 광 모듈 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7962047B2 (en) | Preamplifier and optical receiving apparatus using the same | |
| US20200091881A1 (en) | Differential trans-impedance amplifier | |
| JP3418654B2 (ja) | プリアンプ | |
| US6879217B2 (en) | Triode region MOSFET current source to bias a transimpedance amplifier | |
| JP2006054507A (ja) | 光受信回路 | |
| US4889985A (en) | Combined optical power meter and receiver | |
| JP2003168933A (ja) | 光受信回路 | |
| JPH0575355A (ja) | アバランシエホトダイオードのバイアス回路 | |
| JP3058922B2 (ja) | 広ダイナミックレンジ光受信器 | |
| US5216238A (en) | Infrared ray receiving circuit | |
| Lao et al. | 20-Gb/s 14-k/spl Omega/transimpedance long-wavelength MSM-HEMT photoreceiver OEIC | |
| JPH0315859B2 (ja) | ||
| AU4216985A (en) | Apparatus for increasing the dynamic range in an integrating optoelectric receiver | |
| JP3415986B2 (ja) | 光受信用増幅器 | |
| US4793000A (en) | Light signal receiver | |
| GB2135551A (en) | Optical receivers | |
| GB2202624A (en) | Optimum biasing system for electronic devices | |
| EP0911964A1 (en) | Optical receiver circuit | |
| JPS6079839A (ja) | 光受信回路 | |
| JP3047525B2 (ja) | アバランシェフォトダイオードのバイアス回路 | |
| JPH0348522A (ja) | 光受信回路 | |
| JPH06140843A (ja) | 光受信回路 | |
| KR100221655B1 (ko) | 광신호 검출 방법 및 검출기 | |
| JP2000349571A (ja) | 前置増幅回路 | |
| JP2536412B2 (ja) | 光ａｇｃ回路 |