JPS6362277A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPS6362277A JPS6362277A JP61207516A JP20751686A JPS6362277A JP S6362277 A JPS6362277 A JP S6362277A JP 61207516 A JP61207516 A JP 61207516A JP 20751686 A JP20751686 A JP 20751686A JP S6362277 A JPS6362277 A JP S6362277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiodes
- potential
- operational amplifier
- short
- photodiode
- 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.)
- Granted
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-
- 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
Landscapes
- Light Receiving Elements (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、複数のフォトダイオードを切り換えて、そ
れぞれのフォトダイオードに照射された光量を短絡電流
としてそれぞれ検出できるようにした光電変換装置に関
するものである。
れぞれのフォトダイオードに照射された光量を短絡電流
としてそれぞれ検出できるようにした光電変換装置に関
するものである。
第５図は従来の複数のフォトダイオードの短絡電流を検
出する光電変換装置において、複数のフォトダイオード
の短絡電流をＮ−ｃｈ（Ｎチャンネル）ＭＯＳトランジ
スタで切り換えるようにしたものの一例であり、図にお
いて、３，４はカソードが相互接続されたフォトダイオ
ード、１−１゜１−２はフォトダイオード３．４を短絡
するＮｃｈＭＯ３トランジスタ、２−１．２−２はフォ
トダイオード３，４の短絡電流を切り換えるＮ−ｃｈＭ
Ｏ３トランジスタ、８はフォトダイオード３゜４の短絡
電流を電圧に変換するダイオード、７はスイッチ３．４
０カソードの電圧を決めるためのオペアンプ、６はこの
オペアンプ７の正転入力の電圧を決める電源、９−ｔ、
９−２は前記Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタ１−１．１−
２のオン、オフを制御する信号の入力される制御端子、
１１−１．１１−２はこの制御端子に入力される制御信
号を反転するインバータ、１０は光電変換された電圧が
出力される出力端子である。
出する光電変換装置において、複数のフォトダイオード
の短絡電流をＮ−ｃｈ（Ｎチャンネル）ＭＯＳトランジ
スタで切り換えるようにしたものの一例であり、図にお
いて、３，４はカソードが相互接続されたフォトダイオ
ード、１−１゜１−２はフォトダイオード３．４を短絡
するＮｃｈＭＯ３トランジスタ、２−１．２−２はフォ
トダイオード３，４の短絡電流を切り換えるＮ−ｃｈＭ
Ｏ３トランジスタ、８はフォトダイオード３゜４の短絡
電流を電圧に変換するダイオード、７はスイッチ３．４
０カソードの電圧を決めるためのオペアンプ、６はこの
オペアンプ７の正転入力の電圧を決める電源、９−ｔ、
９−２は前記Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタ１−１．１−
２のオン、オフを制御する信号の入力される制御端子、
１１−１．１１−２はこの制御端子に入力される制御信
号を反転するインバータ、１０は光電変換された電圧が
出力される出力端子である。
なお第６図はこの第５図のＮｃｈＭＯ３トランジスタ２
−１．２−２をＰＮＰ トランジスタで置換して得た回
路を示す。
−１．２−２をＰＮＰ トランジスタで置換して得た回
路を示す。
次に動作について説明する。フォトダイオード３．４で
発生した短絡電流は、オペアンプ７の出力からダイオー
ド８を通って流れ、ダイオード８の両極にフォトダイオ
ードの短′ｅ＆電流を対数圧縮した電圧が生じる。オペ
アンプ７はダイオード８によって負帰還がかけられてお
り、フォトダイオード３，４のカソード電極は電源６の
電圧と同電位になるので、出力端子１０には、フォトダ
イオードの短絡電流をダイオード８で対数圧縮した電圧
と電源６電圧との和の電圧が出力される。ここで、制御
端子９−１の信号がＨ２Ｓ−２の信号がＬのときは、Ｎ
−ｃｈＭＯｓトランジスタ１−１がオン、Ｎ−ｃｈＭＯ
３トランジスタ１−２がオフ、Ｎ−ｃｈＭＯｓトランジ
スタ２−１がオフ、Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタ２−２
がオンの状態になり、ダイオード８にはフォトダイオー
ド４で発生した短絡電流のみが流れて、この短絡電流が
対数圧縮された電圧と電源６電圧との和の電圧が出力端
子１０に出力される。又、制御端子９−１の信号がし、
制御端子９−２の信号がＨのときは、Ｎ−ｃｈＭＯ３ト
ランジスタ１−１がオフ、Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタ
１−２がオン、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ２−１がオ
ン、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ２−２がオフの状態に
なり、ダイオード８にはフォトダイオード３で発生した
短絡電流のみが流れて、出力端子１０にはフォトダイオ
ード３で発生した短絡電流がダイオード８で対数圧縮さ
れた電圧と電２！！６電圧との和の電圧が出力される。
発生した短絡電流は、オペアンプ７の出力からダイオー
ド８を通って流れ、ダイオード８の両極にフォトダイオ
ードの短′ｅ＆電流を対数圧縮した電圧が生じる。オペ
アンプ７はダイオード８によって負帰還がかけられてお
り、フォトダイオード３，４のカソード電極は電源６の
電圧と同電位になるので、出力端子１０には、フォトダ
イオードの短絡電流をダイオード８で対数圧縮した電圧
と電源６電圧との和の電圧が出力される。ここで、制御
端子９−１の信号がＨ２Ｓ−２の信号がＬのときは、Ｎ
−ｃｈＭＯｓトランジスタ１−１がオン、Ｎ−ｃｈＭＯ
３トランジスタ１−２がオフ、Ｎ−ｃｈＭＯｓトランジ
スタ２−１がオフ、Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタ２−２
がオンの状態になり、ダイオード８にはフォトダイオー
ド４で発生した短絡電流のみが流れて、この短絡電流が
対数圧縮された電圧と電源６電圧との和の電圧が出力端
子１０に出力される。又、制御端子９−１の信号がし、
制御端子９−２の信号がＨのときは、Ｎ−ｃｈＭＯ３ト
ランジスタ１−１がオフ、Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタ
１−２がオン、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ２−１がオ
ン、Ｎ−ｃｈＭＯＳトランジスタ２−２がオフの状態に
なり、ダイオード８にはフォトダイオード３で発生した
短絡電流のみが流れて、出力端子１０にはフォトダイオ
ード３で発生した短絡電流がダイオード８で対数圧縮さ
れた電圧と電２！！６電圧との和の電圧が出力される。
このような従来の光電変換装置においては、複数のフォ
トダイオードの短絡電流を切り換える素子として用いて
いるＭＯＳトランジスタのバックゲートの電圧を電源電
圧で与えているため、バックゲートとソース、ドレイン
、チャネル間のリーク電流が大きく、このリーク電流に
より光電変換出力に誤差が生じる欠点があった。特に、
フォトダイオードの短絡電流が小さいとき、この誤差が
大きくなっていた。
トダイオードの短絡電流を切り換える素子として用いて
いるＭＯＳトランジスタのバックゲートの電圧を電源電
圧で与えているため、バックゲートとソース、ドレイン
、チャネル間のリーク電流が大きく、このリーク電流に
より光電変換出力に誤差が生じる欠点があった。特に、
フォトダイオードの短絡電流が小さいとき、この誤差が
大きくなっていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、フォトダイオードで発生する短絡電流が小さ
いときでも高精度の光電変換ができる光電変換装置を得
ることを目的とする。
たもので、フォトダイオードで発生する短絡電流が小さ
いときでも高精度の光電変換ができる光電変換装置を得
ることを目的とする。
この発明に係る光電変換装置は、複数のフォトダイオー
ドの短絡電流を切り換えるＭＯＳトランジスタのバック
ゲートの電圧を、フオトダイオードの相互接続されたカ
ソード電極の電位の±１Ｖ以内の電位、あるいはフォト
ダイオードのアノード電極が相互接続されている場合は
そのアノード電極の電位の±１Ｖ以内の電位としたもの
である。
ドの短絡電流を切り換えるＭＯＳトランジスタのバック
ゲートの電圧を、フオトダイオードの相互接続されたカ
ソード電極の電位の±１Ｖ以内の電位、あるいはフォト
ダイオードのアノード電極が相互接続されている場合は
そのアノード電極の電位の±１Ｖ以内の電位としたもの
である。
この発明においては、複数のフォトダイオードの短絡電
流を切り換えるＭＯＳトランジスタのバックゲートの電
位をフォトダイオードの相互接続されたカソード（アノ
ード）電極の電位の±１Ｖ以内の電位にすることにより
、短絡電流を切り換えるＭＯＳトランジスタのバックゲ
ートとソース。
流を切り換えるＭＯＳトランジスタのバックゲートの電
位をフォトダイオードの相互接続されたカソード（アノ
ード）電極の電位の±１Ｖ以内の電位にすることにより
、短絡電流を切り換えるＭＯＳトランジスタのバックゲ
ートとソース。
ドレイン、チャネル間のリーク電流を減少させて、高精
度の光電変換を行なうことができる。
度の光電変換を行なうことができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本出願の第１の発明の一実施例による光電変換装置
を示し、図において、３．４はカソードが相互接続され
たフォトダイオード、１−１．１−２はフォトダイオー
ド３．４を短絡するＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタ、２−
１．２−２はフォトダイオード３．４の短絡電流を切り
換えるＮ−ＣｈＭＯＳトランジスタ、６はフォトダイオ
ード３．４のアノード電極に電位を与える電源、８はフ
ォトダイオード３．４の短絡電流を電位に変換するダイ
オード、７はフォトダイオード３．４のカソード電極の
電位を決めるためのオペアンプ、９−１．９−２は前記
Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタのオン、オフを制御する信
号が人力される制御端子、１１−１．１１−２は制御端
子に入力される制御信号を反転するインバータ、１０は
光電変換された電位が出力される出力端子、５はスイッ
チするＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタ１−１゜１−２．２
−１．２−２のバックゲートに電位を与える電源である
。
図は本出願の第１の発明の一実施例による光電変換装置
を示し、図において、３．４はカソードが相互接続され
たフォトダイオード、１−１．１−２はフォトダイオー
ド３．４を短絡するＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタ、２−
１．２−２はフォトダイオード３．４の短絡電流を切り
換えるＮ−ＣｈＭＯＳトランジスタ、６はフォトダイオ
ード３．４のアノード電極に電位を与える電源、８はフ
ォトダイオード３．４の短絡電流を電位に変換するダイ
オード、７はフォトダイオード３．４のカソード電極の
電位を決めるためのオペアンプ、９−１．９−２は前記
Ｎ−ｃｈＭＯ３トランジスタのオン、オフを制御する信
号が人力される制御端子、１１−１．１１−２は制御端
子に入力される制御信号を反転するインバータ、１０は
光電変換された電位が出力される出力端子、５はスイッ
チするＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタ１−１゜１−２．２
−１．２−２のバックゲートに電位を与える電源である
。
次にこの実施例の作用、動作について説明する。
フォトダイオード３．４で発生した短絡電流を電圧に変
換する動作は従来回路と同じであるが、本実施例ではＮ
−ｃｈＭＯ３トランジスタ１−１゜１−２．２−１．２
−２のバックゲートの電圧をフォトダイオード３．４の
カソード電極の電位の±１Ｖ以内の電位にしているので
、スイッチを構成しているＭＯＳトランジスタのソース
、ドレイン、チャネル部分とバックゲート間の電位差が
±１Ｖ以内となり、このＭＯＳトランジスタのソース、
ドレイン、チャネル部分とバックゲート間のリーク電流
をほとんど零にすることができる。従って、フォトダイ
オード３．４で発生した短絡電流はほとんど全て電圧変
換を行なうダイオード８に流すことができ、高精度の光
電変換を行なうことができる。
換する動作は従来回路と同じであるが、本実施例ではＮ
−ｃｈＭＯ３トランジスタ１−１゜１−２．２−１．２
−２のバックゲートの電圧をフォトダイオード３．４の
カソード電極の電位の±１Ｖ以内の電位にしているので
、スイッチを構成しているＭＯＳトランジスタのソース
、ドレイン、チャネル部分とバックゲート間の電位差が
±１Ｖ以内となり、このＭＯＳトランジスタのソース、
ドレイン、チャネル部分とバックゲート間のリーク電流
をほとんど零にすることができる。従って、フォトダイ
オード３．４で発生した短絡電流はほとんど全て電圧変
換を行なうダイオード８に流すことができ、高精度の光
電変換を行なうことができる。
なお、上記実施例では、フォトダイオードのカソード電
極を相互接続した回路を示したが、これは第２図の本出
願の第２の発明の一実施例に示すようにフォトダイオー
ドのアノード電極を相互接続した回路とし、さらに前記
電圧変換するダイオードのアノード、カソード接続を逆
接続とし、フォトダイオードを短絡するスイッチとフォ
トダイオードの短絡電流を切り換えるスイッチをＰ−ｃ
ｈＭＯ３トランジスタとして構成してもよい。
極を相互接続した回路を示したが、これは第２図の本出
願の第２の発明の一実施例に示すようにフォトダイオー
ドのアノード電極を相互接続した回路とし、さらに前記
電圧変換するダイオードのアノード、カソード接続を逆
接続とし、フォトダイオードを短絡するスイッチとフォ
トダイオードの短絡電流を切り換えるスイッチをＰ−ｃ
ｈＭＯ３トランジスタとして構成してもよい。
また上記実施例ではフォトダイオードを短絡するスイッ
チとフォトダイオードの短絡電流を切り換えるスイッチ
にＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタを用いたが、このスイッ
チはＰ ｃｈＭＯｓトランジスタ、ＮＰＮバイポーラ
トランジスタ、ＰＮＰバイポーラトランジスタにより或
いはＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタとｐ−ｃｈＭＯ３トラ
ンジスタからなるトランスミッションゲートにより構成
してもよい。第３図、第４図の本出願の第１．第２の発
明の他の実施例ではこれをそれぞれＰＮＰ。
チとフォトダイオードの短絡電流を切り換えるスイッチ
にＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタを用いたが、このスイッ
チはＰ ｃｈＭＯｓトランジスタ、ＮＰＮバイポーラ
トランジスタ、ＰＮＰバイポーラトランジスタにより或
いはＮ−ｃｈＭＯ３トランジスタとｐ−ｃｈＭＯ３トラ
ンジスタからなるトランスミッションゲートにより構成
してもよい。第３図、第４図の本出願の第１．第２の発
明の他の実施例ではこれをそれぞれＰＮＰ。
ＮＰＮバイポーラトランジスタにより構成している。
更に、上記実施例では、切り換えるフォトダイオードの
数は１つとしたが、本発明は切り換えて検出するフォト
ダイオードの数は特に制限されるものではない。
数は１つとしたが、本発明は切り換えて検出するフォト
ダイオードの数は特に制限されるものではない。
以上のように、この発明によれば、フォトダイオードの
短絡電流をＭＯＳトランジスタで切り換える光電変換装
置において、切り換えるＭＯＳトランジスタのバックゲ
ートをフォトダイオードのカソード電位の±１Ｖ以内の
電位にしたので、フォトダイオードの短絡電流の小さな
領域まで高精度の光電変換ができる光電変換装置が得ら
れる効果がある。
短絡電流をＭＯＳトランジスタで切り換える光電変換装
置において、切り換えるＭＯＳトランジスタのバックゲ
ートをフォトダイオードのカソード電位の±１Ｖ以内の
電位にしたので、フォトダイオードの短絡電流の小さな
領域まで高精度の光電変換ができる光電変換装置が得ら
れる効果がある。
第１図は本出願の第１の発明の一実施例による複数のフ
ォトダイオードを切り換えて検出する光電変換装置の回
路図、第２図は本出願の第２の発明の一実施例による光
電変換装置の回路図、第３図及び第４図はそれぞれ本願
の第１．第２の発明の他の実施例の回路図、第５図及び
第６図は従来の回路例の回路図である。 １−１．１−２．２−１．２−２は各フォトダイオード
を切り換えるスイッチ、３．４はフォトダイオード、５
．６−は電源、７は演算増幅器、８はダイオードである
。
ォトダイオードを切り換えて検出する光電変換装置の回
路図、第２図は本出願の第２の発明の一実施例による光
電変換装置の回路図、第３図及び第４図はそれぞれ本願
の第１．第２の発明の他の実施例の回路図、第５図及び
第６図は従来の回路例の回路図である。 １−１．１−２．２−１．２−２は各フォトダイオード
を切り換えるスイッチ、３．４はフォトダイオード、５
．６−は電源、７は演算増幅器、８はダイオードである
。
Claims (2)
- （１）カソード電極を相互接続した複数のフォトダイオ
ードと、 前記各フォトダイオードのアノード電極とカソード電極
間に接続されたトランジスタで構成された第１のスイッ
チと、 前記フォトダイオードの相互接続されたカソード電極が
反転入力に接続された演算増幅器と、この演算増幅器の
正転入力と前記各フォトダイオードのアノード電極との
間に接続されたトランジスタで構成された第２のスイッ
チと、 前記演算増幅器の反転入力と出力との間に接続された電
流−電圧変換素子と、 前記演算増幅器の正転入力に接続された電源とを具備し
、 前記各々複数設けられた第１、第２のスイッチを構成す
るトランジスタのいずれかにＭＯＳトランジスタを用い
て、このＭＯＳトランジスタのバックゲート電位を前記
演算増幅器の正転入力の電位の±１Ｖ以内の電位にした
ことを特徴とする光電変換装置。 - （２）アノード電極を相互接続した複数のフォトダイオ
ードと、 上記各フォトダイオードのアノード電極とカソード電極
との間に接続されたトランジスタで構成された第１のス
イッチと、 前記フォトダイオードの相互接続されたアノード電極が
反転入力に接続された演算増幅器と、この演算増幅器の
正転入力と前記各フォトダイオードのカソード電極との
間に接続されたトランジスタで構成された第２のスイッ
チと、 前記演算増幅器の反転入力と出力との間に接続された電
流−電圧変換素子と、 前記演算増幅器の反転入力に接続された電源とを具備し
、 前記各々複数設けられた第１、第２のスイッチを構成す
るトランジスタのいずれかにＭＯＳトランジスタを用い
て、このＭＯＳトランジスタのバックゲート電位を前記
演算増幅器の正転入力の電位の±１Ｖ以内の電位にした
ことを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61207516A JP2735543B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61207516A JP2735543B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362277A true JPS6362277A (ja) | 1988-03-18 |
| JP2735543B2 JP2735543B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=16541008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61207516A Expired - Lifetime JP2735543B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735543B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015072187A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | センサ処理回路及びそのオフセット検出方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648186A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-01 | Hitachi Ltd | Photodetector |
| JPS56156041A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Multiplexer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2536842B2 (ja) | 1986-03-14 | 1996-09-25 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP61207516A patent/JP2735543B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5648186A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-01 | Hitachi Ltd | Photodetector |
| JPS56156041A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Multiplexer |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015072187A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | センサ処理回路及びそのオフセット検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2735543B2 (ja) | 1998-04-02 |
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