JPH0951232A - Photocurrent detection circuit - Google Patents

Photocurrent detection circuit

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Publication number
JPH0951232A
JPH0951232A JP7199687A JP19968795A JPH0951232A JP H0951232 A JPH0951232 A JP H0951232A JP 7199687 A JP7199687 A JP 7199687A JP 19968795 A JP19968795 A JP 19968795A JP H0951232 A JPH0951232 A JP H0951232A
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JP
Japan
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transistor
detection circuit
base
voltage
photocurrent
Prior art date
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Pending
Application number
JP7199687A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Sunaga
義則 須永
Masahiko Kobayashi
雅彦 小林
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、高速応答特性を有する光電流検出
回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の光電流検出回路は、電源(3
2)と、エミッタが電源(32)に接続された第1のト
ランジスタ(30)と、この第1のトランジスタ(3
0)のベースに接続された光電変換器(38)と、各々
第1のトランジスタ(30)のコレクタに接続された電
圧検出回路(36)及び第1の抵抗(34)とを備え、
光電変換器(38)の出力電流を第1のトランジスタ
(30)で増幅し、これを電圧検出回路(36)によっ
て検出する光電流検出回路が、第1のトランジスタ(3
0)とほぼ等しい特性を有し、そのベースとコレクタを
短絡させることにより第1のトランジスタ(30)の動
作状態のベース・エミッタ間電圧にほぼ等しい電圧を供
給するように構成された第2のトランジスタ(46)を
備えている。また、第2のトランジスタ(46)より第
2の抵抗(44)を介して第1のトランジスタ(30)
のベースにバイアス電流を供給する。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide a photocurrent detection circuit having a high-speed response characteristic. A photocurrent detection circuit of the present invention includes a power supply (3
2), a first transistor (30) whose emitter is connected to a power supply (32), and a first transistor (3)
0) a photoelectric converter (38) connected to the base, a voltage detection circuit (36) and a first resistor (34) each connected to the collector of the first transistor (30),
The photocurrent detection circuit that amplifies the output current of the photoelectric converter (38) by the first transistor (30) and detects it by the voltage detection circuit (36) is the first transistor (3).
0) and is configured to supply a voltage approximately equal to the operating base-emitter voltage of the first transistor (30) by shorting its base and collector. It comprises a transistor (46). In addition, the first transistor (30) from the second transistor (46) via the second resistor (44).
Bias current is supplied to the base of.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は光電流検出回路に
関し、特に光受信器に用いられる高速応答可能な光電流
検出回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photocurrent detection circuit, and more particularly to a photocurrent detection circuit used in an optical receiver capable of high-speed response.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2には、従来の光電流検出回路の構成
が示されている。この回路は、光伝送システムの光受信
器において光信号入力の有無を検出する回路であり、電
流検出トランジスタ10と、この電流検出トランジスタ
10のエミッタに接続された電源12と、各々電流検出
トランジスタ10のコレクタに接続された負荷抵抗14
及び電圧検出回路16と、カソードが電流検出トランジ
スタ10のベースに接続されたフォトダイオード18
と、電流検出トランジスタ10のベースとグランドの間
に接続されたコンデンサ20と、フォトダイオード18
のアノードに接続された増幅器22とから構成されてい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows the configuration of a conventional photocurrent detection circuit. This circuit is a circuit for detecting the presence / absence of an optical signal input in an optical receiver of an optical transmission system, and includes a current detection transistor 10, a power supply 12 connected to the emitter of the current detection transistor 10, and a current detection transistor 10 respectively. Load resistor 14 connected to the collector of
And the voltage detection circuit 16 and the photodiode 18 whose cathode is connected to the base of the current detection transistor 10.
A capacitor 20 connected between the base of the current detection transistor 10 and the ground, and a photodiode 18
And an amplifier 22 connected to the anode of the.

【0003】フォトダイオード18は、光信号を電気信
号に変換する。電圧検出回路16は、一定以上の電圧を
検出したときに光電流検出信号を出力するようになって
いる。増幅器22は、フォトダイオード18のアノード
から出力される信号電流を増幅する。コンデンサ20
は、フォトダイオード18のカソードの交流インピーダ
ンスを下げるように作用する。
The photodiode 18 converts an optical signal into an electric signal. The voltage detection circuit 16 is configured to output a photocurrent detection signal when detecting a voltage above a certain level. The amplifier 22 amplifies the signal current output from the anode of the photodiode 18. Capacitor 20
Acts to lower the AC impedance of the cathode of the photodiode 18.

【0004】上記のように構成された従来の光電流検出
回路においては、フォトダイオード18に光信号が入力
すると、当該光信号が電気信号に変換され、電流検出ト
ランジスタ10のベースに入力する。このベース電流
は、電流検出トランジスタ10によって増幅され、負荷
抵抗14に流れる。この際、電圧検出回路16は、負荷
抵抗14にある一定以上の電流が流れると、その両端の
電圧を検出し、光電流検出信号を出力する。一方、フォ
トダイオード18に光入力がないときには、電流検出ト
ランジスタ10は完全にオフ状態であり、ベース・エミ
ッタ間電圧はほぼ0Vとなる。
In the conventional photocurrent detection circuit configured as described above, when an optical signal is input to the photodiode 18, the optical signal is converted into an electrical signal and input to the base of the current detection transistor 10. This base current is amplified by the current detection transistor 10 and flows into the load resistor 14. At this time, the voltage detection circuit 16 detects a voltage across both ends of the load resistor 14 when a current of a certain level or more flows, and outputs a photocurrent detection signal. On the other hand, when there is no light input to the photodiode 18, the current detection transistor 10 is completely off, and the base-emitter voltage is almost 0V.

【0005】光信号がフォトダイオード18に入力され
て、電流検出トランジスタ10がオンするまでの時間T
は、電流検出トランジスタ10のオン電圧をVon、光
電流をIとすると以下のようになる。 T = Von・C/I ここで、Cはコンデンサ20の容量であり、電流検出ト
ランジスタ10やフォトダイオード18の寄生容量も含
む。例えば、I=1μA、Von=0.7V、C=10
0pFとすると、T=70μsとなる。
The time T until the current detection transistor 10 is turned on after the optical signal is input to the photodiode 18.
Is as follows, where Von is the on-voltage of the current detection transistor 10 and I is the photocurrent. T = Von · C / I Here, C is the capacitance of the capacitor 20, and includes the parasitic capacitance of the current detection transistor 10 and the photodiode 18. For example, I = 1 μA, Von = 0.7 V, C = 10
At 0 pF, T = 70 μs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光電流検出回路においては、電流検出トランジ
スタ10のオン電圧がVonまで上昇する間にコンデン
サ20が充電される必要があるため、その分応答時間が
遅れるという問題点があった。
However, in the above-described conventional photocurrent detection circuit, the capacitor 20 needs to be charged while the on-voltage of the current detection transistor 10 rises to Von, and therefore the response is increased accordingly. There was a problem that time was delayed.

【0007】[0007]

【発明の目的】本発明は上記のような従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、高速応答可能な光電流検出回
路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a photocurrent detection circuit capable of high-speed response.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、エミッタが電源に接続された第1のトランジスタ
と、この第1のトランジスタのベースに接続された光電
変換器と、第1のトランジスタのコレクタに接続された
電圧検出回路を備え、光電変換器の出力電流を第1のト
ランジスタで増幅し、これを電圧検出回路によって検出
する光電流検出回路において、第1のトランジスタとほ
ぼ等しい特性を有し、そのベースとコレクタを短絡させ
ることにより第1のトランジスタの動作状態のベース・
エミッタ間電圧にほぼ等しい電圧を出力する第2のトラ
ンジスタと、第1及び第2のトランジスタのベース同士
を連結するバイアス抵抗とを備え、第2のトランジスタ
よりバイアス抵抗を介して第1のトランジスタのベース
にバイアス電流を供給するように構成している。
To achieve the above object, a first transistor whose emitter is connected to a power source, a photoelectric converter connected to the base of the first transistor, and a first transistor are provided. In the photocurrent detection circuit, which includes a voltage detection circuit connected to the collector of the photoelectric conversion device, amplifies the output current of the photoelectric converter with the first transistor, and detects this with the voltage detection circuit The base of the operating state of the first transistor by shorting its base and collector.
A second transistor that outputs a voltage approximately equal to the emitter-to-emitter voltage and a bias resistor that connects the bases of the first and second transistors to each other are provided, and the second transistor is connected to the first transistor via the bias resistor. It is configured to supply a bias current to the base.

【0009】第2のトランジスタは所定の電圧を発生さ
せ、光電変換器から光電流が出力されないときでもバイ
アス抵抗を介して第1のトランジスタのベースにバイア
ス電流を供給している。所定の電圧は第1のトランジス
タの動作時のベース・エミッタ間電圧にほぼ等しい電圧
であり、第1のトランジスタのベース・エミッタ間電圧
は、バイアス抵抗による電圧降下の分だけ、動作時の電
圧よりやや低い電圧に保たれる。従って、光電流が流れ
始めると、第1のトランジスタのベース・エミッタ間電
圧が上昇し始めるが、その上昇開始電圧は前述した電圧
であるため、第1のトランジスタが導通(オン)になる
時限が短くなる。
The second transistor generates a predetermined voltage, and supplies the bias current to the base of the first transistor through the bias resistor even when the photoelectric current is not output from the photoelectric converter. The predetermined voltage is substantially equal to the base-emitter voltage of the first transistor during operation, and the base-emitter voltage of the first transistor is lower than the voltage during operation by the amount of the voltage drop due to the bias resistance. It is kept at a rather low voltage. Therefore, when the photocurrent starts to flow, the base-emitter voltage of the first transistor starts to rise, but since the rising start voltage is the voltage described above, there is a time limit when the first transistor becomes conductive (ON). It gets shorter.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
を参照して具体的に説明する。図1には、実施例に係る
光電流検出回路の構成が示されている。この回路は、電
流検出トランジスタ30と、この電流検出トランジスタ
30のエミッタに接続された電源32と、各々電流検出
トランジスタ30のコレクタに接続された負荷抵抗34
及び電圧検出回路36と、カソードが電流検出トランジ
スタ30のベースに接続されたフォトダイオード38
と、電流検出トランジスタ30のベースとグランドの間
に接続されたコンデンサ40と、フォトダイオード38
のアノードに接続された増幅器42と、電流検出トラン
ジスタ30のベースに接続されたバイアス抵抗44と、
電流検出トランジスタ30とほぼ等しい特性を有し、ベ
ースとコレクタが短絡された補助トランジスタ46と、
補助トランジスタ46のベース・コレクタ短絡点に接続
されたアイドル抵抗48とから構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the configuration of the photocurrent detection circuit according to the embodiment. This circuit includes a current detection transistor 30, a power supply 32 connected to the emitter of the current detection transistor 30, and a load resistor 34 connected to the collector of the current detection transistor 30.
And a voltage detection circuit 36 and a photodiode 38 whose cathode is connected to the base of the current detection transistor 30.
, A capacitor 40 connected between the base of the current detection transistor 30 and the ground, and a photodiode 38.
An amplifier 42 connected to the anode of, and a bias resistor 44 connected to the base of the current detection transistor 30,
An auxiliary transistor 46 having characteristics substantially equal to those of the current detection transistor 30 and having a base and a collector short-circuited;
It is composed of an idle resistor 48 connected to the base-collector short-circuit point of the auxiliary transistor 46.

【0011】フォトダイオード38は、光信号を電気信
号(光電流)に変換する。電圧検出回路36は、光電流
に基づく負荷抵抗34の端子電圧を検出して光電流検出
信号を出力する。増幅器42は、フォトダイオード38
のアノードから出力される伝送信号を増幅する。コンデ
ンサ40は、フォトダイオード38のカソードの交流イ
ンピーダンスを下げる。補助トランジスタ46は、ベー
スとコレクタが短絡されており、アイドル抵抗48を介
して適当なアイドル電流を供給する。また、電流検出ト
ランジスタ30のベースと補助トランジスタ46のベー
スがバイアス抵抗44で接続されているため、電流検出
トランジスタ30には常時バイアス電流が供給される。
すなわち、補助トランジスタ46は、バイアス抵抗44
を通してバイアス電流を電流検出トランジスタ30のベ
ースに供給し、これによって、光入力の無いときのベー
ス・エミッタ間電圧がオン電圧よりやや低い値に保たれ
るようになっている。
The photodiode 38 converts an optical signal into an electric signal (photocurrent). The voltage detection circuit 36 detects the terminal voltage of the load resistor 34 based on the photocurrent and outputs a photocurrent detection signal. The amplifier 42 is a photodiode 38.
The transmission signal output from the anode of is amplified. The capacitor 40 reduces the AC impedance of the cathode of the photodiode 38. The auxiliary transistor 46 has its base and collector short-circuited, and supplies an appropriate idle current via the idle resistor 48. Further, since the base of the current detection transistor 30 and the base of the auxiliary transistor 46 are connected by the bias resistor 44, the bias current is always supplied to the current detection transistor 30.
That is, the auxiliary transistor 46 includes the bias resistor 44.
A bias current is supplied to the base of the current detection transistor 30 through the through current, so that the base-emitter voltage when there is no light input is kept at a value slightly lower than the ON voltage.

【0012】上記のように構成された本実施例の光電流
検出回路においては、光信号がフォトダイオード38に
入力されて、電流検出トランジスタ30がオンするまで
の時間Tbは、電流検出トランジスタ30のオン電圧を
Von、電流検出トランジスタ30の光電流が流れてい
ないときの、ベース・エミッタ間電圧をVb、光電流を
Iとすると以下のようになる。 Tb = (Von−Vb)・C/I ここで、Cはコンデンサ40の容量であり、電流検出ト
ランジスタ30やフォトダイオード38の寄生容量も含
む。例えば、I=1μA、Von=0.7V、C=10
0pF、バイアス電流10nA、Vb=0.65Vとす
ると、Tb=5μsとなる。なお、このとき、バイアス
抵抗44の値は5Mオームである。
In the photocurrent detection circuit of the present embodiment configured as described above, the time Tb until the current detection transistor 30 is turned on after the optical signal is input to the photodiode 38 is the time Tb of the current detection transistor 30. When the ON voltage is Von, the base-emitter voltage when the photocurrent of the current detection transistor 30 is not flowing is Vb, and the photocurrent is I, the following results. Tb = (Von−Vb) · C / I Here, C is the capacitance of the capacitor 40 and also includes the parasitic capacitance of the current detection transistor 30 and the photodiode 38. For example, I = 1 μA, Von = 0.7 V, C = 10
If 0 pF, bias current 10 nA, and Vb = 0.65 V, then Tb = 5 μs. At this time, the value of the bias resistor 44 is 5 Mohm.

【0013】以上示したように本回路によれば光電流検
出速度を10倍程度に高めることができる。光受信器に
おいて光電流は一般に小さい値であり、バイアス電流は
それよりさらに小さくする必要があるため、微小な値と
なる。本回路はこの微小なバイアス電流を簡単な回路で
安定にかけることができるものであり、これによれば高
速応答の光電流検出回路を低コストで実現可能である。
As described above, according to this circuit, the photocurrent detection speed can be increased about 10 times. In the optical receiver, the photocurrent is generally a small value, and the bias current needs to be smaller than that. This circuit can stably apply this minute bias current with a simple circuit, and according to this, a photocurrent detection circuit with high-speed response can be realized at low cost.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る光電流検出
回路は、高速応答が可能になるとともに、電流検出トラ
ンジスタ30と補助トランジスタ46の特性をほぼ等し
くしているため、温度が変化してもバイアス電流が一定
となり、動作が安定するという利点がある。
As described above, in the photocurrent detection circuit according to the present invention, high-speed response is possible, and since the characteristics of the current detection transistor 30 and the auxiliary transistor 46 are substantially equal, the temperature changes. However, there is an advantage that the bias current becomes constant and the operation becomes stable.

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

【図1】本発明の一実施例に係る光電流検出回路の構成
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a photocurrent detection circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術に係る光電流検出回路の構成を示す回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a photocurrent detection circuit according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30・・・電流検出トランジスタ 32・・・電源 34・・・負荷抵抗 36・・・電圧検出回路 38・・・フォトダイオード 40・・・コンデンサ 42・・・増幅器 44・・・バイアス抵抗 46・・・補助トランジスタ 48・・・アイドル抵抗 30 ... Current detection transistor 32 ... Power supply 34 ... Load resistance 36 ... Voltage detection circuit 38 ... Photodiode 40 ... Capacitor 42 ... Amplifier 44 ... Bias resistance 46 ...・ Auxiliary transistor 48 ・ ・ ・ Idle resistance

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H04B 10/06

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エミッタが電源に接続された第1のトラ
ンジスタと、前記第1のトランジスタのベースに接続さ
れた光電変換器と、前記第1のトランジスタのコレクタ
に接続された電圧検出回路とを備え、前記光電変換器の
出力電流を前記第1のトランジスタで増幅し、これを前
記電圧検出回路によって検出する光電流検出回路におい
て、 前記第1のトランジスタとほぼ等しい特性を有し、その
ベースとコレクタを短絡させることにより前記第1のト
ランジスタの動作状態のベース・エミッタ間電圧にほぼ
等しい電圧を出力する第2のトランジスタと、 前記第1及び第2のトランジスタのベース同士を連結す
るバイアス抵抗とを備え、 前記第2のトランジスタより前記バイアス抵抗を介して
前記第1のトランジスタのベースにバイアス電流を供給
するように構成したことを特徴とする光電流検出回路。
1. A first transistor whose emitter is connected to a power supply, a photoelectric converter connected to the base of the first transistor, and a voltage detection circuit connected to the collector of the first transistor. A photocurrent detection circuit for amplifying an output current of the photoelectric converter by the first transistor and detecting the amplified current by the voltage detection circuit, having a characteristic substantially equal to that of the first transistor, and A second transistor that outputs a voltage substantially equal to the base-emitter voltage of the first transistor in the operating state by shorting the collector; and a bias resistor that connects the bases of the first and second transistors to each other. A bias current is supplied from the second transistor to the base of the first transistor via the bias resistor. A photocurrent detection circuit characterized by being configured to supply.
【請求項2】 前記第2のトランジスタはベース・コレ
クタの終絡点において一端を基準電位に接続されたアイ
ドル抵抗の他端に接続されていることを特徴とする請求
項1記載の光電流検出回路。
2. The photocurrent detection device according to claim 1, wherein the second transistor is connected to the other end of an idle resistor whose one end is connected to the reference potential at the terminal point of the base collector. circuit.
JP7199687A 1995-08-04 1995-08-04 Photocurrent detection circuit Pending JPH0951232A (en)

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