JPS5980033A - 光受信回路

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(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。

【発明の詳細な説明】本発明は光受信回路、特に集積化した光受信回路に関す
るものである。

第１図は従来から知られている光受信回路の一例を示し
たものである。

１はホトダイオード、２，６はトランジスタ、４゜５．
６は抵抗、７は電源端子、８は出力端子を示している。

光信号はホトダイオード責受光素子）１によって電流に
変換さ庇、この光電流がエミッタ接地のトランジスタ２
とコレクタ接地のトランジスタ６を接続してなる増幅回
路の人力となっている。

この増幅回路は帰還抵抗４を介して帰還をかけるように
してあシ、入出力インピーダンスがともに低く、ホトダ
イオード１からの信号電流を効率よく電圧に変換できる
ので、光電流の電圧変換回路として一般に使用されてい
る。

かかる回路におけるトランジスタ６の電流ＩＯは次式で
示される。

Ｉｏ−（ＶＢＥ１＋ＩＢ１Ｒｆ）／ＲＥここで、ＶＢＥｌ：トランジスタ２０ベース・エミッタ間電圧、Ｖ　　：トランジスタ２のベース電流、ＩＲｆ　：抵抗４の抵抗値、ＲＥ　：抵抗５の抵抗値。

１Ｂ　は小さいので無視すると、ＩｏはほぼＶＢＥｌと
ＲＥＯ比で決められる。

ところで、集積回路に特有の現象として、抵抗値の温度
係数が大きい（約６０００ｐｐｍ／ｄｅ　（７）、抵抗
値の絶対精度が低い（３０％）という問題があるため、
Ｉｏは温度および抵抗値の変動、ならひにＶＢＥｌのバ
ラツキによって大きく変化することになる。

寸だ、トランジスタ２の動作電流Ｉ、は次式で示され、
かつ通常１１は雑音を減らすという観点から小さく選ば
れるので、ＩＯの変動が１１にも影響する。

ここで、ＲＬ　：抵抗６の抵抗値、１ｆｔ、ｃ：電源電圧、ＶＢＥ、：トランジスタ３のベース・エミッタ間電圧、ｈＦＥ　：トランジスタの電流増幅率。

更に、オープンループ利得”＋１０は次式によって決ま
る。

ここで、ｑ：電子電荷、ん：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度。

したがって、ＡｖｏはＲＬ以外にＲＥの影響があるので
ＲＥの変動はＡｖｏの変化になって表われ、トランスイ
ンピーダンス、人力インピーダンスなど、光受信回路と
して重要な特性の変動に結びつき、問題となっていた。

本発明は上記した従来技術の問題点を解消するもので、
抵抗値が変化しても安定な動作をする光受信回路の提供
を目的とするものである。

すなわち、本発明は第２図に示すように、トランジスタ
６のエミッタに、エミッタを接地し、かつべ〜スとコレ
クタ間に抵抗１０を接続したトランジスタ９のコレクタ
を接続して構成したものである。

第２図は本発明の一実施例の回路構成を示したものであ
り、第１図と同一部分は同じ符号を付しである。

エミッタを接地したトランジスタ９のコレクタをコレク
タ接地回路と接続し、トランジスタ９のベースとコレク
タ間に抵抗１０を挿入した回路構成となっている。

トラン７スタ９のベース・エミッタ間電圧をＶＢＥ３、
ベース電流をＩＢ３、抵抗１０の抵抗値をＲＢとすると
次式が成立する。

ＶＢＥ１＋ＩＢ、Ｒｆ−ＶＢＥ３」−ＩＢ３°ＲＢ上式
より次式が得られる。

ここで、Ｉ□：トランジスタ２の電流、Ｉ２ニドラン７スタ９の電流。

ＲＢ＝Ｒｆとし、トランジスタのｈＦＥは同一とすると
、１１＝Ｉ２となる。

集積回路では、抵抗の比精度は高く、了だトランジスタ
の’ＦＥをそろえることは容易であるので、上記条件は
容易に実現できる。

このとき、抵抗の絶対値が変化しても、１１（−Ｉ２）
は変化しないので、変動の少ない動作電流が得られるよ
うになる。

さらに、トランジスタ９と抵抗１０からなる回路のイン
ピーダンスは極めて高くなるので、オープンループ利得
は負荷抵抗６の抵抗値によってのみ決定されることにな
り、変動の少ない光受信回路侃なる。

以上説明してきた本発明によれは、次のような顕著々効
果が得られる。

（１）増幅回路のオープンループ利得を大きくできるの
で、人力インピーダンスが小さくなシ、ホトダイオード
の容量と人力インピーダンスによって決する周波数の限
界を拡張できる。

（２）集積回路の抵抗値が変化しても、回路の動作電流
が変化しないようになるので、安定な特性が得られる。

（３）トランジスタを１ヶ増すのみで、上記特性が得ら
れるので、集積回路で最も大きな問題となるチップサイ
ズに対する影響は小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の説明図、第２図は本発明の一実施例の
説明図である。１：受光素子、２，３，９：トランジスタ、４．５，６
，１０：抵抗。第　１　　ｎ仝第　２　国

【特許請求の範囲】