JPS5968629A - 光感応性アバランシエ部材のゲインを安定化させる方法及び装置 - Google Patents
光感応性アバランシエ部材のゲインを安定化させる方法及び装置Info
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- JPS5968629A JPS5968629A JP58164261A JP16426183A JPS5968629A JP S5968629 A JPS5968629 A JP S5968629A JP 58164261 A JP58164261 A JP 58164261A JP 16426183 A JP16426183 A JP 16426183A JP S5968629 A JPS5968629 A JP S5968629A
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- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 title claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 claims 1
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- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 claims 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 claims 1
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/95—Circuit arrangements
- H10F77/953—Circuit arrangements for devices having potential barriers
- H10F77/959—Circuit arrangements for devices having potential barriers for devices working in avalanche mode
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
- Y10S323/907—Temperature compensation of semiconductor
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光ファイバ等の光学媒体を介して送られる信
号上受ける光学レシーバに関する。よシ詳細に言うと、
本発明は、アバ2ン/エホトダイオード等の光感応性ア
バランシェ部材のゲインを安定化させる問題全敗シ扱う
。
号上受ける光学レシーバに関する。よシ詳細に言うと、
本発明は、アバ2ン/エホトダイオード等の光感応性ア
バランシェ部材のゲインを安定化させる問題全敗シ扱う
。
アバランシェホトダイオードは、例えば元7アイバ金介
して伝送される光信号の検出を行なう。
して伝送される光信号の検出を行なう。
アバランシェホトダイオードが用いられるのは、通常顕
著なゲインに伴なうSN比が高いからである。アバラン
シェホトダイオードのゲインは、アバランフ工電圧と称
される逆バイアス磁圧に依存する。
著なゲインに伴なうSN比が高いからである。アバラン
シェホトダイオードのゲインは、アバランフ工電圧と称
される逆バイアス磁圧に依存する。
とは言うもののアバランシェホトダイオードは、幾分不
安定な特性曲線を有する。特に、与えられた光学的パワ
ーについて、光学的に検出される電流は温度とともに変
化する。このような不安定性の他の原因は、偶発的な過
負荷やエージングに由来する。
安定な特性曲線を有する。特に、与えられた光学的パワ
ーについて、光学的に検出される電流は温度とともに変
化する。このような不安定性の他の原因は、偶発的な過
負荷やエージングに由来する。
アバランシェホトダイオードのゲイン全安定化する方法
は既に開示されている。
は既に開示されている。
公知の方法は、一定温度に詞整されたハウジング中にホ
トダイオード全位置させることでるる。
トダイオード全位置させることでるる。
しかしながら、この方法による安定化機能は不完全であ
る。というのも、この安定化方法は、ホトダイオードの
作動ゾーンとホトダイオードボックスとの間に存在する
温度差金考慮に入れていないからである。実際、作動ゾ
ーン中の電流に起因してホトダイオードによって発生さ
れる熱エネルギは到底無視し得ない。
る。というのも、この安定化方法は、ホトダイオードの
作動ゾーンとホトダイオードボックスとの間に存在する
温度差金考慮に入れていないからである。実際、作動ゾ
ーン中の電流に起因してホトダイオードによって発生さ
れる熱エネルギは到底無視し得ない。
他の公知方法は、ホトダイオードに印加されるバイアス
電圧を補正することによってホトダイオードのゲイン金
調整する。仏国特許出願第2,490.404号によれ
ば、バイアス電圧は、電圧比較器及び可調整電源金倉む
制御ループによって間接的に補正される。
電圧を補正することによってホトダイオードのゲイン金
調整する。仏国特許出願第2,490.404号によれ
ば、バイアス電圧は、電圧比較器及び可調整電源金倉む
制御ループによって間接的に補正される。
本発明の主要な目的は、光感応性アバランシェ部材のゲ
イン?補正することにある。このことは、電子部品を挿
入することによってなされ、光感応性部材のアバランシ
ェ電圧全直接的に補正することができる、。
イン?補正することにある。このことは、電子部品を挿
入することによってなされ、光感応性部材のアバランシ
ェ電圧全直接的に補正することができる、。
本発明の他の目的は、光感応性アバランシェ効果のゲイ
ン全安定化ちせる方法を提供することにある。このため
、温度による光感応性部材のゲインの変化は、一定の関
係のもとに温度につれて変化するバイアス電圧全光感応
性部材に印加することによって補償される。
ン全安定化ちせる方法を提供することにある。このため
、温度による光感応性部材のゲインの変化は、一定の関
係のもとに温度につれて変化するバイアス電圧全光感応
性部材に印加することによって補償される。
本発明の他の目的は、光感応性アバランシェ部拐のゲイ
ン全安定化させる装置全提供することにある。該装置は
、温度について安定した電圧源と、光感応性都Iにバイ
アス電圧を印加する出力金有する電圧変換手段と、該電
圧源及び電圧変換手段の人力の間に直列接続された少な
くとも1個のダイオードとを有する。
ン全安定化させる装置全提供することにある。該装置は
、温度について安定した電圧源と、光感応性都Iにバイ
アス電圧を印加する出力金有する電圧変換手段と、該電
圧源及び電圧変換手段の人力の間に直列接続された少な
くとも1個のダイオードとを有する。
以下、図面?参照して、本発明の実施例につき詳却1に
説明する。
説明する。
図面において、ホトダイオード−1は、アバランシェ効
果のもとで作動するように、逆バイアスがかけられてい
る。ホトダイオード10カソードは、本発明に係るゲイ
ン安定化回路2の出力0に接続されている。ホトダイオ
ードlのアノードは、負荷回路30入力30に接続され
ている。
果のもとで作動するように、逆バイアスがかけられてい
る。ホトダイオード10カソードは、本発明に係るゲイ
ン安定化回路2の出力0に接続されている。ホトダイオ
ードlのアノードは、負荷回路30入力30に接続され
ている。
ゲイン安定化回路2は、例えばツェナーダイオード等の
手段によって温度について安定化された低電圧源20金
含む。直流電圧源200グラスクーミナル21は、はぼ
IOないし20ポルトの温度について安定化された低バ
イアス重圧■B全山す。回路2において、電圧源ターミ
ナル21は、直列接続されしかも逆バイアスがかけられ
たN個の通常のダイオード22 から22、までに接続
されている。各々のダイオード22 から22Nまでの
ターミナルにおける畦土は、符号■9によって示される
。
手段によって温度について安定化された低電圧源20金
含む。直流電圧源200グラスクーミナル21は、はぼ
IOないし20ポルトの温度について安定化された低バ
イアス重圧■B全山す。回路2において、電圧源ターミ
ナル21は、直列接続されしかも逆バイアスがかけられ
たN個の通常のダイオード22 から22、までに接続
されている。各々のダイオード22 から22Nまでの
ターミナルにおける畦土は、符号■9によって示される
。
ゲイン安定化回路2は、直流−直流電圧コンノく一夕2
3を有する。このコンバータ23は、Voltage
−to −high 重圧コンノ(−タトモ称される
。コンバータ23の入力Eは、レジスタ24全介してダ
イオード22 のアノードに接続されるとともに、入力
レジスタ25を介して接地ターミナルに接続されている
。
3を有する。このコンバータ23は、Voltage
−to −high 重圧コンノ(−タトモ称される
。コンバータ23の入力Eは、レジスタ24全介してダ
イオード22 のアノードに接続されるとともに、入力
レジスタ25を介して接地ターミナルに接続されている
。
レジスタ24及び25の抵抗it 及び1稲更にはダ
イオード22 から22 までの開数Nは、以1
N 下に示される数式によって決定される。コンノ(−タ2
3のゲインGは、比■。/V工によって決定される。こ
こで■。は、コンバータ23の出力と結合されたターミ
ナルOにおける出力電圧を示し、また■□は、ターミナ
ル間におけるコンバータの入力電圧全示す。結果として
V。は、温度について安定化されるべきアバランシェホ
トダイオード1にかけられるバイアス1区圧を示す。と
の電圧voは、通常約100ないし200ボルトといっ
たように商い。このことは、電圧コンバータ23の介在
を正当化する。
イオード22 から22 までの開数Nは、以1
N 下に示される数式によって決定される。コンノ(−タ2
3のゲインGは、比■。/V工によって決定される。こ
こで■。は、コンバータ23の出力と結合されたターミ
ナルOにおける出力電圧を示し、また■□は、ターミナ
ル間におけるコンバータの入力電圧全示す。結果として
V。は、温度について安定化されるべきアバランシェホ
トダイオード1にかけられるバイアス1区圧を示す。と
の電圧voは、通常約100ないし200ボルトといっ
たように商い。このことは、電圧コンバータ23の介在
を正当化する。
図示された実施例における負荷回路は、通常の形式のも
のである。回路3において、ターミナル30と接地ター
ミナルとの間にはレジスタ31が存在し、また、ターミ
ナル30と出力ターミナル33との間には、高インピー
ダンスアンブリファイア32が存在する。図示しない他
の実施例においでtま、負荷回路にトランスインピーダ
ンスを用いてもよく、その場合にはネガティブゲイン金
有するアンブリファイアから成シ、光の流れを測定する
負荷レジスタ金倉むフィードバックルーズに接続される
。いずれの実施例にあっても、負荷レジスタのターミナ
ル間(例えば310)において測定される電圧は、光の
流れに比例する。この光の流れは、光線りによってホト
ダイオードlが照らされたときに、該ホトダイオードl
によって供給されるものである。
のである。回路3において、ターミナル30と接地ター
ミナルとの間にはレジスタ31が存在し、また、ターミ
ナル30と出力ターミナル33との間には、高インピー
ダンスアンブリファイア32が存在する。図示しない他
の実施例においでtま、負荷回路にトランスインピーダ
ンスを用いてもよく、その場合にはネガティブゲイン金
有するアンブリファイアから成シ、光の流れを測定する
負荷レジスタ金倉むフィードバックルーズに接続される
。いずれの実施例にあっても、負荷レジスタのターミナ
ル間(例えば310)において測定される電圧は、光の
流れに比例する。この光の流れは、光線りによってホト
ダイオードlが照らされたときに、該ホトダイオードl
によって供給されるものである。
アバランシェホトダイオードlのバイアス電圧voは以
下の数式によって与えられる。
下の数式によって与えられる。
上記数式から、次の式が導かれる。
V=GV工
電圧源20が温度について安定化されているので、電圧
V工は、各々のダイオード22□から22Nまでのター
ミナルにおける電圧vDのみに依存する。
V工は、各々のダイオード22□から22Nまでのター
ミナルにおける電圧vDのみに依存する。
公知の如く、該電圧VD は、次式によって示される温
度に比例して変化する。
度に比例して変化する。
ここで、kはボルツマン常数、Tは絶対温度、gは電子
の電荷、■はダイオード22 から22 までを流れる
電流、1satはダイオードの飽和電流である。
の電荷、■はダイオード22 から22 までを流れる
電流、1satはダイオードの飽和電流である。
さてここで、α9=(ΔTD/7.T) 凱各々のダイ
オード22 から22N−jでの端子におけす る温度についての電圧vDの変化の負の係数とし、また
、α。=(Δvo/、T)’を温度についての電圧■。
オード22 から22N−jでの端子におけす る温度についての電圧vDの変化の負の係数とし、また
、α。=(Δvo/、T)’を温度についての電圧■。
の変化の正の係数とする。温度に依存しないホトダイオ
ードlの一定の固有ゲインを得るため、ホトダイオード
のバイアス重圧V。は、第1式で示されたようにダイオ
ード22 から22Nまでの端子において電圧の変化に
応じて変化しなくてばならない。ここで、α、、R,I
G及びα。は、り゛イオード、コンバータ及びホトダイ
オードの製造業者によって与えられるパラメータである
から、レジスタ24の抵抗値Rは、第1式から導かれる
。
ードlの一定の固有ゲインを得るため、ホトダイオード
のバイアス重圧V。は、第1式で示されたようにダイオ
ード22 から22Nまでの端子において電圧の変化に
応じて変化しなくてばならない。ここで、α、、R,I
G及びα。は、り゛イオード、コンバータ及びホトダイ
オードの製造業者によって与えられるパラメータである
から、レジスタ24の抵抗値Rは、第1式から導かれる
。
すなわち
R4=−4も。(1−NGαD/αD) ・・・(
2)上記の第2式は、コンバータ23のゲインGが一定
である限9において成υ立つ。このために該コンバータ
23は、温度について安定の供給電圧全有するものが選
択される。
2)上記の第2式は、コンバータ23のゲインGが一定
である限9において成υ立つ。このために該コンバータ
23は、温度について安定の供給電圧全有するものが選
択される。
一例として、α =0.4V/ K。
α、 =−2,25mV/ 0に1G=100、R,=
20にΩ そしてN=3とすると、第2式%式% 結論的に、安定化回路20部材の値全選択し、また、回
路2のダイオード22 から22、までの介在物全選択
することによシ、温度変化の影響を受けても、アバラン
シェホトダイオードのゲインを完全に補償することがO
J′能となる。
20にΩ そしてN=3とすると、第2式%式% 結論的に、安定化回路20部材の値全選択し、また、回
路2のダイオード22 から22、までの介在物全選択
することによシ、温度変化の影響を受けても、アバラン
シェホトダイオードのゲインを完全に補償することがO
J′能となる。
他側にあっては、コンバータ2が電圧コンバータであっ
て用調整ゲインGを有し、このゲインGが第2式によっ
て所与の抵抗値Rについて補償4 される。竹に、レジスタ24の抵抗Rが0に等しくされ
ると、第1式によるケインGば、電圧変換ゲインヲ叛わ
すこととなる。この電圧変換ゲインは、電圧源20及び
ダイオード22 から22Nまで全含む電圧供給手段に
ついてのものである。\図示した実施例はアバランシェ
ホトダイオードについてのものでめったが、ゲイン安定
化回路は、アバランシェホトトランジスタ等の他の光感
応性アバランシェ部Uにも利用することができる。
て用調整ゲインGを有し、このゲインGが第2式によっ
て所与の抵抗値Rについて補償4 される。竹に、レジスタ24の抵抗Rが0に等しくされ
ると、第1式によるケインGば、電圧変換ゲインヲ叛わ
すこととなる。この電圧変換ゲインは、電圧源20及び
ダイオード22 から22Nまで全含む電圧供給手段に
ついてのものである。\図示した実施例はアバランシェ
ホトダイオードについてのものでめったが、ゲイン安定
化回路は、アバランシェホトトランジスタ等の他の光感
応性アバランシェ部Uにも利用することができる。
図面は、アバランシェホトダイオードのゲイン安定化回
路及び負荷回路のブロック図である。 特許出願人 ソシエテ アノニム ド テレコミニュカゾヨンス
路及び負荷回路のブロック図である。 特許出願人 ソシエテ アノニム ド テレコミニュカゾヨンス
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 光感応性アバランシェ部材のゲインを安定化させ
る方法であって、一定の関係で温度とともに変化するバ
イアス電圧を光感応性部材に印加することにより、温度
についての光感応性部材の利得の変化が補償されるもの
。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法であって、温度に
ついてのバイアス電圧の変化が、少なくとも1個のダイ
オードのターミナルに印加される電圧における温度の変
化に依存するもの。 3、 光感応性アバランシェ部材のゲインを安定化させ
る装置であって、■温度について安定化された電圧供給
手段と、■光感応性部材にパイデス電圧全印加するu4
力金する電圧変換手段と、■前記′屯圧供給手段と゛電
圧変換手段の入力との間に直列接続された少なくとも1
個のダイオードと、を有するもの。 4、%許請求の範囲巣3項記載の装置において、一つの
入力がダイオードに、また、他の入力が接地ターミナル
に接続されたレジスタに接続された直流−直流電圧コン
バータ全、電圧変換手段が有するもの。 5、特許請求の範囲第4項記載の装置であって、電圧コ
ンバータの入力とダイオードとの間に直列接続されたレ
ジスタ全電圧変換手段が有するもの。 6、特許請求の範囲第4項又は第5項記載の装置可 であって、電圧変換手段が1!1′調整ゲインを有する
もの。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8215479A FR2533073A1 (fr) | 1982-09-14 | 1982-09-14 | Procede et dispositif de stabilisation d'une photodiode a avalanche |
| FR8215479 | 1982-09-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968629A true JPS5968629A (ja) | 1984-04-18 |
Family
ID=9277418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58164261A Pending JPS5968629A (ja) | 1982-09-14 | 1983-09-08 | 光感応性アバランシエ部材のゲインを安定化させる方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4599527A (ja) |
| EP (1) | EP0106728B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5968629A (ja) |
| DE (1) | DE3375257D1 (ja) |
| FR (1) | FR2533073A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762986B2 (ja) * | 1987-01-14 | 1995-07-05 | 株式会社日立製作所 | 受光装置 |
| JPH02209029A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-20 | Toshiba Corp | 自動利得制御装置 |
| JP2686036B2 (ja) * | 1993-07-09 | 1997-12-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | アバランシェフォトダイオードのバイアス回路 |
| US6188059B1 (en) | 1998-01-30 | 2001-02-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Photocurrent monitor circuit and optical receiver |
| US6313459B1 (en) | 2000-05-31 | 2001-11-06 | Nortel Networks Limited | Method for calibrating and operating an uncooled avalanche photodiode optical receiver |
| JP5616368B2 (ja) | 2009-03-06 | 2014-10-29 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 放射線検出器モジュール、当該モジュールを有するイメージング装置、放射線検出器アレイのドリフト補償方法、当該方法を実行するためのコンピュータ可読媒体 |
| US9869582B2 (en) | 2014-04-04 | 2018-01-16 | Applied Materials Israel Ltd. | Method and device for control of avalanche photo-diode characteristics for high speed and high gain applications |
| US9269835B2 (en) | 2014-04-04 | 2016-02-23 | Applied Materials Israel, Ltd. | Method and device for control of avalanche photo-diode characteristics for high speed and high gain applications |
| CN117148368B (zh) * | 2023-08-31 | 2024-04-12 | 探维科技(苏州)有限公司 | Apd及其最优增益确定方法、控制方法、装置、激光雷达 |
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| FR2080029A6 (ja) * | 1968-03-29 | 1971-11-12 | Comp Generale Electricite | |
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-
1982
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1983
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54121087A (en) * | 1978-03-13 | 1979-09-19 | Fujitsu Ltd | Apd temperature compensating circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0106728A1 (fr) | 1984-04-25 |
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