JPH0832525A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
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- JPH0832525A JPH0832525A JP6166547A JP16654794A JPH0832525A JP H0832525 A JPH0832525 A JP H0832525A JP 6166547 A JP6166547 A JP 6166547A JP 16654794 A JP16654794 A JP 16654794A JP H0832525 A JPH0832525 A JP H0832525A
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- JP
- Japan
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- transistor
- base
- emitter
- power supply
- receiving circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高速動作可能な光受信回路を提供する。
【構成】トランジスタＱ１のコレクタは電源ＶＣＣ１に
接続し、エミッタは負荷抵抗ＲＥ１を介して電源ＶＥＥ
１に接続し、ベースは、フォトダイオードPD1のアノー
ドに接続する。トランジスタＱ２のコレクタは、トラン
ジスタＱ１のベースに接続し、エミッタは電源ＶＥＥ１
と接続し、ベースはトランジスタＱ１のエミッタに接続
する。トランジスタＱ１のベースは、負荷抵抗ＲＬ１を
介して電源ＶＥＥ１と接続する。 【効果】回路の寄生容量に蓄積した電荷を負荷抵抗ＲＬ
１を介して放電することにより、トランジスタＱ１を高
速にターンオフでき、光受信回路の高速動作が可能とな
る。
接続し、エミッタは負荷抵抗ＲＥ１を介して電源ＶＥＥ
１に接続し、ベースは、フォトダイオードPD1のアノー
ドに接続する。トランジスタＱ２のコレクタは、トラン
ジスタＱ１のベースに接続し、エミッタは電源ＶＥＥ１
と接続し、ベースはトランジスタＱ１のエミッタに接続
する。トランジスタＱ１のベースは、負荷抵抗ＲＬ１を
介して電源ＶＥＥ１と接続する。 【効果】回路の寄生容量に蓄積した電荷を負荷抵抗ＲＬ
１を介して放電することにより、トランジスタＱ１を高
速にターンオフでき、光受信回路の高速動作が可能とな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光受信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光受信回路は入力光強度の変動に対して
ターンオン，ターンオフ時間が変化しないことが望まし
い。一般に、光受信回路は光検出器とトランジスタスイ
ッチ回路からなり、光検出器が発生する光電流がトラン
ジスタスイッチ回路をスイッチさせる。入力光強度が変
動すると光電流が変化する。一方、スイッチ回路はドラ
イブする電流の増減により、ターンオン，ターンオフ時
間が変化する。従って、入力光強度の変動に対してター
ンオン，ターンオフ時間が変化しないためには、光電流
の増減に係わらずスイッチ回路をドライブする電流を一
定に保つ定電流化手段が必要となる。
ターンオン，ターンオフ時間が変化しないことが望まし
い。一般に、光受信回路は光検出器とトランジスタスイ
ッチ回路からなり、光検出器が発生する光電流がトラン
ジスタスイッチ回路をスイッチさせる。入力光強度が変
動すると光電流が変化する。一方、スイッチ回路はドラ
イブする電流の増減により、ターンオン，ターンオフ時
間が変化する。従って、入力光強度の変動に対してター
ンオン，ターンオフ時間が変化しないためには、光電流
の増減に係わらずスイッチ回路をドライブする電流を一
定に保つ定電流化手段が必要となる。
【０００３】この定電流化手段を用いた光受信回路とし
ては、特開平5−152862 号公報に記載されている受光Ｉ
Ｃがある。この受光ＩＣの光受信回路の一例を図５に示
す。この回路では、光信号入力時に負荷抵抗ＲＥに流れ
る電流をトランジスタＱ２で制御して定電流化してい
る。即ち、フォトダイオードＰＤの光電流が増減しても
トランジスタＱ１をドライブする電流を一定に保つこと
により、ターンオン，ターンオフ時間の入力光強度依存
性を抑えている。
ては、特開平5−152862 号公報に記載されている受光Ｉ
Ｃがある。この受光ＩＣの光受信回路の一例を図５に示
す。この回路では、光信号入力時に負荷抵抗ＲＥに流れ
る電流をトランジスタＱ２で制御して定電流化してい
る。即ち、フォトダイオードＰＤの光電流が増減しても
トランジスタＱ１をドライブする電流を一定に保つこと
により、ターンオン，ターンオフ時間の入力光強度依存
性を抑えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光受信
回路において、負荷抵抗ＲＥを１ｋΩ，フォトダイオー
ドＰＤの寄生容量１ｐＦとして出力波形をシミュレート
した結果を図６に示す。入力光電流は、波高値２ｍＡ，
周波数１ＭＨｚ，立ち上がり及び立ち下がり時間５０ｎ
ｓの方形波を入力した。その結果、出力波形の立ち下が
りが遅く、この光受信回路の動作速度は数ＭＨｚ程度が
限界であることがわかった。つまり、従来の光受信回路
を、より高速動作が要求される光通信等に適用すること
は困難である。
回路において、負荷抵抗ＲＥを１ｋΩ，フォトダイオー
ドＰＤの寄生容量１ｐＦとして出力波形をシミュレート
した結果を図６に示す。入力光電流は、波高値２ｍＡ，
周波数１ＭＨｚ，立ち上がり及び立ち下がり時間５０ｎ
ｓの方形波を入力した。その結果、出力波形の立ち下が
りが遅く、この光受信回路の動作速度は数ＭＨｚ程度が
限界であることがわかった。つまり、従来の光受信回路
を、より高速動作が要求される光通信等に適用すること
は困難である。
【０００５】また、分析の結果、立ち下がりが遅い原因
は、フォトダイオードＰＤやトランジスタＱ１，Ｑ２、
及び配線等の寄生容量に蓄積された電荷を高速に放電す
る電流経路が設定されていないことにより、トランジス
タＱ１のベースとエミッタ間の電圧が減少せず、トラン
ジスタＱ１が高速にターンオフできないためであるとわ
かった。
は、フォトダイオードＰＤやトランジスタＱ１，Ｑ２、
及び配線等の寄生容量に蓄積された電荷を高速に放電す
る電流経路が設定されていないことにより、トランジス
タＱ１のベースとエミッタ間の電圧が減少せず、トラン
ジスタＱ１が高速にターンオフできないためであるとわ
かった。
【０００６】本発明の第一の目的は、スイッチ回路をド
ライブする電流を定電流化した上、光受信回路の高速化
を図る手段を提供することにある。
ライブする電流を定電流化した上、光受信回路の高速化
を図る手段を提供することにある。
【０００７】本発明の第二の目的は、第一の目的に加え
てさらに光受信回路の高速化を図ることにある。
てさらに光受信回路の高速化を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、
第一のベースと第二の端子の接続点を、第二の負荷手段
を介して第二の電源に接続することにより達成できる。
第一のベースと第二の端子の接続点を、第二の負荷手段
を介して第二の電源に接続することにより達成できる。
【０００９】本発明の第二の目的は、アノードを第二の
バイアスに接続し、カソードを第一のベースと第二の端
子の接続点に接続した第一のダイオードを付加し、入力
信号の無い場合の第一のベースと第一のエミッタ間の電
圧を、第一のトランジスタがオン状態になるために必要
な第一のベースと第一のエミッタ間の電圧より小さくな
るように、第二のバイアス電源，第一のダイオード及び
第二の負荷手段を設定することにより達成できる。
バイアスに接続し、カソードを第一のベースと第二の端
子の接続点に接続した第一のダイオードを付加し、入力
信号の無い場合の第一のベースと第一のエミッタ間の電
圧を、第一のトランジスタがオン状態になるために必要
な第一のベースと第一のエミッタ間の電圧より小さくな
るように、第二のバイアス電源，第一のダイオード及び
第二の負荷手段を設定することにより達成できる。
【００１０】
【作用】第一のベースと第二の端子の接続点を、第二の
負荷手段を介して第二の電源に接続することにより、寄
生容量に蓄積された電荷を高速に放電するための電流経
路ができる。それにより立ち下がり時間が短縮され、光
受信回路の高速動作が可能となる。
負荷手段を介して第二の電源に接続することにより、寄
生容量に蓄積された電荷を高速に放電するための電流経
路ができる。それにより立ち下がり時間が短縮され、光
受信回路の高速動作が可能となる。
【００１１】また、第一のトランジスタをオン状態にす
るためには、第一のベース電位を第一のトランジスタが
オン状態になるまで上昇させる必要がある。第一のベー
ス電位を上昇させるためには、寄生容量を充電しなくて
はならない。電荷を充電する時間はベース電位を上昇さ
せる電位差が大きいほど長くなる。そこで、アノードを
第二のバイアスに接続し、カソードを第一のベースと第
二の端子の接続点に接続したダイオードを付加し、入力
信号の無い場合の第一のベースと第一のエミッタ間の電
圧を、第一のトランジスタがオン状態になるために必要
な第一のベースと第一のエミッタ間の電圧より小さくな
るように、第二のバイアス電源，第一のダイオード及び
第二の負荷手段を設定する。それによって、入力のない
ときの第一のベースの電位は、第二の電源の電位と第一
のトランジスタがオン状態になるときの第一のベース電
位との中間に設定される。つまり、第一のベース電位が
上昇しなければならない電位差が小さくなるので、寄生
容量を充電するための時間が短縮される。従って、第一
のトランジスタのターンオン時間が短縮されることにな
り、光受信回路をさらに高速化することができる。
るためには、第一のベース電位を第一のトランジスタが
オン状態になるまで上昇させる必要がある。第一のベー
ス電位を上昇させるためには、寄生容量を充電しなくて
はならない。電荷を充電する時間はベース電位を上昇さ
せる電位差が大きいほど長くなる。そこで、アノードを
第二のバイアスに接続し、カソードを第一のベースと第
二の端子の接続点に接続したダイオードを付加し、入力
信号の無い場合の第一のベースと第一のエミッタ間の電
圧を、第一のトランジスタがオン状態になるために必要
な第一のベースと第一のエミッタ間の電圧より小さくな
るように、第二のバイアス電源，第一のダイオード及び
第二の負荷手段を設定する。それによって、入力のない
ときの第一のベースの電位は、第二の電源の電位と第一
のトランジスタがオン状態になるときの第一のベース電
位との中間に設定される。つまり、第一のベース電位が
上昇しなければならない電位差が小さくなるので、寄生
容量を充電するための時間が短縮される。従って、第一
のトランジスタのターンオン時間が短縮されることにな
り、光受信回路をさらに高速化することができる。
【００１２】
【実施例】第一の実施例を図１に示す。トランジスタＱ
１のコレクタを電源ＶＣＣ１に接続し、エミッタを負荷
抵抗ＲＥ１を介して電源ＶＥＥ１に接続する。トランジ
スタＱ１のエミッタと負荷抵抗ＲＥ１との接続点は、出
力端子ＯＵＴ１と接続する。トランジスタＱ１のベース
は、フォトダイオードＰＤ１のアノードとトランジスタ
Ｑ２のコレクタとに接続する。フォトダイオードＰＤ１
のカソードにはバイアスＶＨ１を与える。トランジスタ
Ｑ２のベースは、トランジスタＱ１のエミッタと負荷抵
抗ＲＥ１との接続点に接続し、エミッタは電源ＶＥＥ１
と接続する。フォトダイオードのアノード，トランジス
タＱ１のベース及びトランジスタＱ２のコレクタは、負
荷抵抗ＲＬ１を介して電源ＶＥＥ１と接続する。
１のコレクタを電源ＶＣＣ１に接続し、エミッタを負荷
抵抗ＲＥ１を介して電源ＶＥＥ１に接続する。トランジ
スタＱ１のエミッタと負荷抵抗ＲＥ１との接続点は、出
力端子ＯＵＴ１と接続する。トランジスタＱ１のベース
は、フォトダイオードＰＤ１のアノードとトランジスタ
Ｑ２のコレクタとに接続する。フォトダイオードＰＤ１
のカソードにはバイアスＶＨ１を与える。トランジスタ
Ｑ２のベースは、トランジスタＱ１のエミッタと負荷抵
抗ＲＥ１との接続点に接続し、エミッタは電源ＶＥＥ１
と接続する。フォトダイオードのアノード，トランジス
タＱ１のベース及びトランジスタＱ２のコレクタは、負
荷抵抗ＲＬ１を介して電源ＶＥＥ１と接続する。
【００１３】フォトダイオードＰＤ１に光信号を入力す
ると光電流が発生する。この光電流はトランジスタＱ１
のベース電流となってトランジスタＱ１をターンオンさ
せるとともに、寄生容量を充電することに使われる。そ
して、余剰な光電流はトランジスタＱ２のコレクタ電流
となる。光信号入力が無くなると、負荷抵抗ＲＬ１を介
して寄生容量に蓄積された電荷が放電し、トランジスタ
Ｑ１がターンオフする。
ると光電流が発生する。この光電流はトランジスタＱ１
のベース電流となってトランジスタＱ１をターンオンさ
せるとともに、寄生容量を充電することに使われる。そ
して、余剰な光電流はトランジスタＱ２のコレクタ電流
となる。光信号入力が無くなると、負荷抵抗ＲＬ１を介
して寄生容量に蓄積された電荷が放電し、トランジスタ
Ｑ１がターンオフする。
【００１４】第一の実施例において、負荷抵抗ＲＥ１を
１ｋΩ，負荷抵抗ＲＬ１を１ｋΩ，フォトダイオードＰ
Ｄ１の寄生容量１ｐＦとして出力波形をシミュレートし
た結果を図２に示す。入力光電流は、波高値２ｍＡ，周
波数１００ＭＨｚ，立ち上がり及び立ち下がり時間０.
５ｎｓ の方形波を入力した。トランジスタはシリコン
バイポーラトランジスタとした。電源ＶＣＣ１は３Ｖ，
電源ＶＥＥ１は０Ｖ，バイアスＶＨ１は３Ｖ，出力のハ
イレベルは０.８Ｖ ，ローレベルは０Ｖである。図２に
よれば、第一の実施例の光受信回路は周波数１００ＭＨ
ｚの光信号も受信可能であることがわかる。つまり、本
実施例によれば、従来の光受信回路に比べて動作速度を
１００倍高速化できた。
１ｋΩ，負荷抵抗ＲＬ１を１ｋΩ，フォトダイオードＰ
Ｄ１の寄生容量１ｐＦとして出力波形をシミュレートし
た結果を図２に示す。入力光電流は、波高値２ｍＡ，周
波数１００ＭＨｚ，立ち上がり及び立ち下がり時間０.
５ｎｓ の方形波を入力した。トランジスタはシリコン
バイポーラトランジスタとした。電源ＶＣＣ１は３Ｖ，
電源ＶＥＥ１は０Ｖ，バイアスＶＨ１は３Ｖ，出力のハ
イレベルは０.８Ｖ ，ローレベルは０Ｖである。図２に
よれば、第一の実施例の光受信回路は周波数１００ＭＨ
ｚの光信号も受信可能であることがわかる。つまり、本
実施例によれば、従来の光受信回路に比べて動作速度を
１００倍高速化できた。
【００１５】第二の実施例を図３に示す。本実施例は、
第一の実施例に、アノードをバイアスＶＨ２に接続し、
カソードを、フォトダイオードＰＤ１のアノード，トラ
ンジスタＱ１のベース，トランジスタＱ２のコレクタ及
び負荷抵抗ＲＬ１と接続したダイオードＤ１を付加した
ものである。ここで、ダイオードＤ１をシリコンダイオ
ードと仮定すると順方向電圧は０.８Ｖ である。従っ
て、バイアスＶＨ２を１.５Ｖ に設定した場合、入力信
号のない場合のトランジスタＱ１のベース電位は０.７
Ｖ に設定される。トランジスタＱ１は、ベースとエミ
ッタ間の電圧が０.８Ｖ 以上になるとオン状態となる。
従って、本実施例では、光電流により寄生容量を充電し
てベース電位を０.１Ｖ だけ上昇させればよくなるの
で、第一の実施例に比べて充電時間の短縮、即ち、ター
ンオン時間の短縮ができる。なお、トランジスタＱ１の
ベース電位は、ダイオードＤ１の順方向電圧，負荷抵抗
RL1の値，バイアスＶＨ２の電源電圧を変更することに
より、所望の電位に設定できる。
第一の実施例に、アノードをバイアスＶＨ２に接続し、
カソードを、フォトダイオードＰＤ１のアノード，トラ
ンジスタＱ１のベース，トランジスタＱ２のコレクタ及
び負荷抵抗ＲＬ１と接続したダイオードＤ１を付加した
ものである。ここで、ダイオードＤ１をシリコンダイオ
ードと仮定すると順方向電圧は０.８Ｖ である。従っ
て、バイアスＶＨ２を１.５Ｖ に設定した場合、入力信
号のない場合のトランジスタＱ１のベース電位は０.７
Ｖ に設定される。トランジスタＱ１は、ベースとエミ
ッタ間の電圧が０.８Ｖ 以上になるとオン状態となる。
従って、本実施例では、光電流により寄生容量を充電し
てベース電位を０.１Ｖ だけ上昇させればよくなるの
で、第一の実施例に比べて充電時間の短縮、即ち、ター
ンオン時間の短縮ができる。なお、トランジスタＱ１の
ベース電位は、ダイオードＤ１の順方向電圧，負荷抵抗
RL1の値，バイアスＶＨ２の電源電圧を変更することに
より、所望の電位に設定できる。
【００１６】本実施例において、バイアスＶＨ２を１.
５Ｖ として出力波形をシミュレートした結果を図４に
示す。他の素子の値及び電圧値は第一の実施例と同じで
ある。図４において、実線がバイアスＶＨ２およびダイ
オードＤ１を付加した場合、点線が第一実施例の波形で
ある。第一の実施例に比べて本実施例ではターンオン時
間が約０.５ｎｓ 短縮されていることがわかる。つま
り、本実施例によれば、第一の実施例に比べ、さらに光
受信回路の高速化を図ることができた。
５Ｖ として出力波形をシミュレートした結果を図４に
示す。他の素子の値及び電圧値は第一の実施例と同じで
ある。図４において、実線がバイアスＶＨ２およびダイ
オードＤ１を付加した場合、点線が第一実施例の波形で
ある。第一の実施例に比べて本実施例ではターンオン時
間が約０.５ｎｓ 短縮されていることがわかる。つま
り、本実施例によれば、第一の実施例に比べ、さらに光
受信回路の高速化を図ることができた。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、トランジスタスイッチ
回路をドライブする電流を定電流化した上、光受信回路
の高速化を図ることができる。
回路をドライブする電流を定電流化した上、光受信回路
の高速化を図ることができる。
【図１】本発明の第一の実施例を示す回路図。
【図２】第一の実施例の出力波形図。
【図３】本発明の第二の実施例を示す回路図。
【図４】第二の実施例の出力波形図。
【図５】従来の光受信回路図。
【図６】従来の光受信回路の出力波形図。
Ｑ１，Ｑ２…トランジスタ、ＲＥ１，ＲＬ１…負荷抵
抗、ＰＤ１…フォトダイオード、ＶＣＣ１，ＶＥＥ１…
電源、ＶＨ１…バイアス、ＯＵＴ１…出力端子。
抗、ＰＤ１…フォトダイオード、ＶＣＣ１，ＶＥＥ１…
電源、ＶＨ１…バイアス、ＯＵＴ１…出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 Ｈ０３Ｆ 3/08 8839−5Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】第一の端子を第一のバイアスに接続した第
一の光検出器と、第一のコレクタを第一の電源に接続
し、第一のベースを前記第一の光検出器の第二の端子に
接続し、第一のエミッタを第一の負荷手段を介して第二
の電源に接続した第一のトランジスタと、第二のコレク
タを前記第一のベースと前記第二の端子の接続点に接続
し、第二のベースを前記第一のエミッタと前記第一の負
荷手段との接続点に接続し、第二のエミッタを前記第二
の電源に接続した第二のトランジスタからなり、前記第
一のエミッタと前記第一の負荷手段との接続点から出力
を取り出す光受信回路において、前記第一のベースと前
記第二の端子の接続点を前記第二の負荷手段を介して前
記第二の電源に接続したことを特徴とする光受信回路。 - 【請求項２】請求項１において、第二のバイアスと、ア
ノードを前記第二のバイアスに接続しカソードを前記第
一のベースと前記第二の端子の接続点に接続した第一の
ダイオードとを含み、入力信号の無い場合の前記第一の
ベースと前記第一のエミッタ間の電圧を、前記第一のト
ランジスタがオン状態になるために必要な前記第一のベ
ースと前記第一のエミッタ間の電圧より小さくなるよう
に、前記第二の電源、前記第一のダイオード及び前記第
二の負荷手段を設定した光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6166547A JPH0832525A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6166547A JPH0832525A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 光受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832525A true JPH0832525A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15833299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6166547A Pending JPH0832525A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832525A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102132374A (zh) * | 2008-08-27 | 2011-07-20 | 惠普开发有限公司 | 用于超快低功率光电探测器的动态阻抗接收器电路 |
| US8725005B2 (en) | 2009-02-23 | 2014-05-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dynamic impedance photodetector receiver circuit |
| US12151798B2 (en) | 2019-09-27 | 2024-11-26 | Polaris Industries Inc. | System and method for positioning an aquatic vessel |
| US12179889B2 (en) | 2020-07-06 | 2024-12-31 | Polaris Industries Inc. | Boat maneuverability and stability control systems and methods |
| US12258110B2 (en) | 2019-06-10 | 2025-03-25 | Polaris Industries Inc. | Thruster arrangement for a boat |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP6166547A patent/JPH0832525A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102132374A (zh) * | 2008-08-27 | 2011-07-20 | 惠普开发有限公司 | 用于超快低功率光电探测器的动态阻抗接收器电路 |
| JP2012500560A (ja) * | 2008-08-27 | 2012-01-05 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 超高速低電力光検出器のための動的インピーダンス受信回路 |
| EP2335269A4 (en) * | 2008-08-27 | 2013-05-08 | Hewlett Packard Development Co | RECEIVER SWITCHING WITH DYNAMIC IMPEDANCE FOR AN ULTRA-FAST LOW POWER PHOTO DETECTOR |
| US8492700B2 (en) | 2008-08-27 | 2013-07-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dynamic impedance receiver circuit having a first and second impedances during charging and discharging phases respectively for ultrafast low-power photodetector |
| KR101479149B1 (ko) * | 2008-08-27 | 2015-01-05 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 초고속 저전력 광검출기를 위한 동적 임피던스 수신기 회로 |
| US8725005B2 (en) | 2009-02-23 | 2014-05-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dynamic impedance photodetector receiver circuit |
| CN102362449B (zh) * | 2009-02-23 | 2015-09-09 | 惠普开发有限公司 | 动态阻抗光电探测器接收器电路 |
| US12258110B2 (en) | 2019-06-10 | 2025-03-25 | Polaris Industries Inc. | Thruster arrangement for a boat |
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