JP2009033378A - Optical receiver - Google Patents
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Abstract
【課題】並列帰還型差動増幅回路部の帯域劣化を防止しつつ、小型化が可能な光受信装置を提供する。
【解決手段】光受信装置1は、光信号を受信する受光素子部であるフォトダイオード2と、フォトダイオード2の出力を一入力(IN1)とする並列帰還型差動増幅回路部3の差動アンプ部3aと、差動アンプ部3aの他入力(IN2)に設けられ、フォトダイオード2に近似したインピーダンスを有する分布定数回路部4とを備えた。分布定数回路部4は、初段部4aと、この初段部4aに1以上カスケード接続された多段部4bとを備えている。そして、初段部4aは、コンデンサC1を備え、このコンデンサC1の一方が入力IN2に接続されると共に、他方が接地されている。また、多段部4bは、抵抗R4とコンデンサC1とを備え、初段部4aに抵抗R3を介してコンデンサC1の一方が接続されると共に、他方が接地されている。
【選択図】図1An optical receiver capable of miniaturization while preventing band degradation of a parallel feedback differential amplifier circuit unit is provided.
An optical receiver includes a photodiode that is a light receiving element unit that receives an optical signal, and a differential of a parallel feedback type differential amplifier circuit unit that outputs the output of the photodiode as one input (IN1). The amplifier unit 3 a and the distributed constant circuit unit 4 provided at the other input (IN 2) of the differential amplifier unit 3 a and having an impedance approximate to that of the photodiode 2 are provided. The distributed constant circuit unit 4 includes an initial stage part 4a and a multi-stage part 4b cascade-connected to the initial stage part 4a by one or more. The first stage portion 4a includes a capacitor C1, and one of the capacitors C1 is connected to the input IN2, and the other is grounded. The multistage portion 4b includes a resistor R4 and a capacitor C1, and one end of the capacitor C1 is connected to the first stage portion 4a via the resistor R3, and the other is grounded.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、受光素子からの信号を増幅する並列帰還型差動増幅回路部を有する光受信装置に関する。 The present invention relates to an optical receiver having a parallel feedback differential amplifier circuit that amplifies a signal from a light receiving element.
従来の光受信装置として特許文献1に記載された並列光受信器がある。この特許文献1に記載された並列光受信器は、並列帰還型差動増幅回路部の一入力に光信号を受信する受信用フォトダイオードを設け、他方の入力に光を入射しないダミーフォトダイオードを設け、この両フォトダイオードをモノリシックにて形成し、かつ同一バイアス条件としたものである。
There is a parallel optical receiver described in
このように並列帰還型差動増幅回路部に受信用フォトダイオードとダミーフォトダイオードとを入力するようにしたことで、並列帰還型差動増幅回路部の差動入力容量のマッチングを図ることができるので、高周波での帯域特性の劣化を防止することができる。
しかし、特許文献1に記載の並列光受信器のように、並列帰還型差動増幅回路部の帯域劣化を防止するためにダミーフォトダイオードを形成すると、このフォトダイオードが集積回路上に占有する面積は大きいものなので、集積回路全体が大きいものになり、小型化の阻害要因となる。
However, when a dummy photodiode is formed in order to prevent the bandwidth degradation of the parallel feedback differential amplifier circuit portion as in the parallel optical receiver described in
そこで本発明は、並列帰還型差動増幅回路部の帯域劣化を防止しつつ、小型化が可能な光受信装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical receiver that can be downsized while preventing band degradation of a parallel feedback differential amplifier circuit.
本発明の光受信装置は、光信号を受信する受光素子部と、前記受光素子部の出力を一入力とする並列帰還型差動増幅回路部と、前記並列帰還型差動増幅回路部の他入力に設けられ、前記受光素子部に近似したインピーダンスを有する分布定数回路部とを備えたことを特徴とする。 The optical receiver according to the present invention includes a light receiving element unit that receives an optical signal, a parallel feedback differential amplifier circuit unit that receives the output of the light receiving element unit as one input, and the parallel feedback differential amplifier circuit unit. And a distributed constant circuit section provided at an input and having an impedance approximate to the light receiving element section.
本発明においては、並列帰還型差動増幅回路部の一入力に設けられた受光素子部と差動入力容量のマッチングを図ることができ、集積回路における占有面積を小さくすることができるので、並列帰還型差動増幅回路部の帯域劣化を防止しつつ、小型化が可能である。 In the present invention, the light receiving element portion provided at one input of the parallel feedback differential amplifier circuit portion can be matched with the differential input capacitance, and the occupied area in the integrated circuit can be reduced. It is possible to reduce the size of the feedback differential amplifier circuit unit while preventing the deterioration of the bandwidth.
本願の第1の発明は、光信号を受信する受光素子部と、受光素子部の出力を一入力とする並列帰還型差動増幅回路部と、並列帰還型差動増幅回路部の他入力に設けられ、受光素子部に近似したインピーダンスを有する分布定数回路部とを備えたことを特徴としたものである。 The first invention of the present application includes a light receiving element unit that receives an optical signal, a parallel feedback differential amplifier unit that receives the output of the light receiving element unit as one input, and other inputs of the parallel feedback differential amplifier unit. And a distributed constant circuit portion having an impedance approximate to that of the light receiving element portion.
本発明の光受信装置は、並列帰還型差動増幅回路部の他入力に、受光素子部に近似したインピーダンスを有した分布定数回路部が設けられているので、並列帰還型差動増幅回路部の一入力に設けられた受光素子部と差動入力容量のマッチングを図ることができる。従って、並列帰還型差動増幅回路部が入力容量の不整合により発生する帯域劣化が大きく生じることが防止できる。また、分布定数回路部は、受動素子のみで形成することができ、ダミーとしたフォトダイオードのように受光する必要もないので、集積回路における占有面積を小さくすることができる。 Since the optical receiver of the present invention is provided with a distributed constant circuit section having an impedance approximate to the light receiving element section at the other input of the parallel feedback differential amplifier section, the parallel feedback differential amplifier section The light receiving element portion provided at one input can be matched with the differential input capacitance. Accordingly, it is possible to prevent the parallel feedback type differential amplifier circuit section from being greatly deteriorated in bandwidth due to mismatch of input capacitance. Further, the distributed constant circuit portion can be formed of only passive elements, and it is not necessary to receive light like a dummy photodiode, so that the area occupied in the integrated circuit can be reduced.
本願の第2の発明は、分布定数回路部は、コンデンサを接地した初段部に、抵抗を介してコンデンサを接地した多段部を1以上カスケード接続したものであることを特徴としたものである。 The second invention of the present application is characterized in that the distributed constant circuit portion is formed by cascading one or more multi-stage portions having a capacitor grounded through a resistor to a first stage portion having the capacitor grounded.
本願の第2の発明においては、分布定数回路部を、コンデンサを接地した初段部に、抵抗を介してコンデンサを接地した多段部を1以上カスケード接続しているので、モノリシックで集積回路を形成するときに、容易に形成することができる。 In the second invention of the present application, since the distributed constant circuit portion is cascade-connected to the first stage portion where the capacitor is grounded and one or more multistage portions where the capacitor is grounded via a resistor, a monolithic integrated circuit is formed. Sometimes it can be formed easily.
(実施の形態)
本発明の実施の形態に係る光受信装置を図1に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る光受信装置の構成を説明する図である。
(Embodiment)
An optical receiver according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an optical receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施の形態に係る光受信装置1は、集積回路であり、フロントモニタの前段増幅回路である。
As shown in FIG. 1, the
光受信装置1は、受光素子部であるフォトダイオード2と、並列帰還型差動増幅回路部3と、分布定数回路部4とを備えている。
The
フォトダイオード2は、光信号を受信して電気信号に変換する光電変換の機能を有している。フォトダイオード2は、カソードが並列帰還型差動増幅回路部3に接続され、アノードが接地されている。
The
並列帰還型差動増幅回路部3は、差動アンプ部3aと、負帰還抵抗R1,R2を備えている。並列帰還型差動増幅回路部3は、差動アンプ部3aの一入力である入力IN1にフォトダイオード2のカソードが接続されると共に、負帰還抵抗R1が接続されている。
The parallel feedback differential amplifier circuit section 3 includes a differential amplifier section 3a and negative feedback resistors R1 and R2. In the parallel feedback type differential amplifier circuit unit 3, a cathode of the
また、差動アンプ部3aの他入力である入力IN2に分布定数回路部4が接続されると共に、負帰還抵抗R2が接続されている。 Further, the distributed constant circuit unit 4 is connected to the input IN2 which is the other input of the differential amplifier unit 3a, and the negative feedback resistor R2 is connected thereto.
負帰還抵抗R1は、差動アンプ部3aの一出力である出力OUT1に接続されている。また、負帰還抵抗R2は、差動アンプ部3aの他出力である出力OUT2に接続されている。勿論、並列帰還型差動増幅回路部3が、負帰還型増幅回路、もしくは非反転増幅回路であっても、同様な増幅回路部を構成できる。 The negative feedback resistor R1 is connected to an output OUT1 that is one output of the differential amplifier section 3a. The negative feedback resistor R2 is connected to an output OUT2 that is another output of the differential amplifier section 3a. Of course, even if the parallel feedback type differential amplifier circuit unit 3 is a negative feedback type amplifier circuit or a non-inverting amplifier circuit, a similar amplifier circuit unit can be configured.
分布定数回路部4は、初段部4aと、この初段部4aに1以上カスケード接続された多段部4bとを備えている。本実施の形態では、初段部4aに3段の多段部4bを接続したものとしている。 The distributed constant circuit section 4 includes an initial stage section 4a and a multistage section 4b that is cascade-connected to the first stage section 4a. In the present embodiment, it is assumed that three stages 4b are connected to the first stage 4a.
初段部4aは、コンデンサC1と抵抗R4とを備え、このコンデンサC1に直列接続された抵抗R4が入力IN2に接続されると共に、コンデンサC1が接地されている。また、多段部4bは、抵抗R3,R4とコンデンサC1とを備え、初段部4aに抵抗R3を介してコンデンサC1に直接接続された抵抗R4が接続されると共に、コンデンサC1が接地されている。 The first stage portion 4a includes a capacitor C1 and a resistor R4. A resistor R4 connected in series to the capacitor C1 is connected to the input IN2, and the capacitor C1 is grounded. The multistage portion 4b includes resistors R3 and R4 and a capacitor C1. The resistor R4 directly connected to the capacitor C1 via the resistor R3 is connected to the initial stage portion 4a, and the capacitor C1 is grounded.
分布定数回路部4を、コンデンサC1と抵抗R3,R4とで分布定数回路的に回路を構成することで、ダミーのフォトダイオードを搭載するよりはフォトダイオード2の特性と同一とすることができないが、フォトダイオード2のインピーダンスに近似させることができるので、差動アンプ部3aの高周波での帯域特性の劣化を防止するに十分な入力容量を近似させることができる。
Although the distributed constant circuit section 4 is configured with a capacitor C1 and resistors R3 and R4 in a distributed constant circuit configuration, the characteristics of the
従って、分布定数回路部4は、多段部4bを初段部4aに数多くカスケード接続すればするほど、よりフォトダイオード2の特性に近似させることができる。
Therefore, the distributed constant circuit section 4 can be more approximate to the characteristics of the
しかし、多段部4bを多く備えれば備えるほど、フロントモニタに占める面積の割合が大きくなるので、本実施の形態では初段部4aに3段の多段部4bを備えるようにした。 However, since the proportion of the area occupied by the front monitor increases as the number of multi-stage portions 4b is increased, the first-stage portion 4a is provided with three multi-stage portions 4b in the present embodiment.
このように、本実施の形態に係る光受信装置1は、ダミーのフォトダイオードの代わりにコンデンサC1と抵抗R4とで構成される分布定数回路部4とすることで、ダミーのフォトダイオードの面積の1/20〜1/30の面積で分布定数回路部4を形成することができる。よって小型化が可能である。
As described above, the
この分布定数回路部4をウェハ上に形成した状態を、図2に基づいて説明する。図2は、図1に示す分布定数回路部4をウェハ上に形成した状態を示す図である。例えば、図1に示すフォトダイオード2が矩形状に形成されていれば、ウェハ上に形成される分布定数回路部4は、図2に示すような配線L1に沿って矩形状の領域を配置したものとするのが望ましい。この矩形状の領域は、幅Wが等幅に形成され、配線L1が一端辺に配置されている。配線L1が一端辺に配置されることで、それぞれの領域の間(AB間,BC間,CD間)の配線抵抗が抵抗R3となり、AB間,BC間,CD間の配線L1に対する容量がコンデンサC1となる。また、配線L1に接続するコンデンサC1には抵抗R4が分割されたフォトダイオード領域の内部抵抗として直列接続している。このように抵抗R3、R4およびコンデンサC1で分布定数回路部4を形成することで、よりフォトダイオード2のインピーダンスに近似させることができる。
A state where the distributed constant circuit portion 4 is formed on the wafer will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a state in which the distributed constant circuit unit 4 shown in FIG. 1 is formed on the wafer. For example, if the
また、フォトダイオードが円形状に形成されていれば、ウェハ上に形成される分布定数回路部は、同心円状の領域を配置したものとするのが望ましい。そうした場合の光受信装置を図3および図4に基づいて説明する。図3は、本発明の他の実施の形態に係る光受信装置の構成を説明する図である。図4は、図3に示す分布定数回路部をウェハ上に形成した状態を示す図である。なお、図3においては、図1と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。 If the photodiode is formed in a circular shape, it is desirable that the distributed constant circuit portion formed on the wafer has concentric circular regions. An optical receiver in such a case will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of an optical receiver according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a state in which the distributed constant circuit portion shown in FIG. 3 is formed on the wafer. In FIG. 3, the same components as those in FIG.
図3に示すように、本発明の他の実施の形態に係る光受信装置10は、分布定数回路部11として、初段部11aと、この初段部11aに1以上カスケード接続された多段部11bとを備えている。
As shown in FIG. 3, an
図4に示すように、フォトダイオード2を円形状に形成したときのウェハ上に形成される分布定数回路部11は、半径方向を等間隔に配線L2〜L5で区画した同心円状の領域を、配線L6で接続する。
As shown in FIG. 4, the distributed constant circuit portion 11 formed on the wafer when the
分布定数回路部11を同心円状に形成することで、コンデンサC14は、aからbc間の中間位置までを半径とした円形領域の容量であり、抵抗R44はこの円形領域の抵抗であり、抵抗R33は、配線L6のab間と、bc間の中間位置までとの線間抵抗となる。また、コンデンサC13は、bc間の中間からcd間の中間位置までのドーナツ形状領域の容量となり、抵抗R43は、この領域の抵抗となり、抵抗R32は、bc間の中間からcd間の中間位置までの線間抵抗となる。このようにして順次、抵抗R31〜R33,R41〜R44と、コンデンサC11〜C14を規定することができる。 By forming the distributed constant circuit portion 11 concentrically, the capacitor C14 has a circular area capacitance with a radius from the middle position between a and bc, the resistor R44 is a resistance of this circular area, and the resistor R33. Is a line-to-line resistance between ab of the wiring L6 and up to an intermediate position between bc. Further, the capacitor C13 has a capacitance of a donut shape region from the middle between bc to the middle position between cd, the resistor R43 becomes a resistance in this region, and the resistor R32 has a middle from bc to the middle position between cd. It becomes the line-to-line resistance. In this way, the resistors R31 to R33, R41 to R44 and the capacitors C11 to C14 can be defined sequentially.
このように、コンデンサC11〜C14と、抵抗R31〜R33と、抵抗R41〜R43とで、分布定数回路部11を形成することで、フォトダイオード2のインピーダンスに近似させることができる。
In this way, by forming the distributed constant circuit section 11 with the capacitors C11 to C14, the resistors R31 to R33, and the resistors R41 to R43, the impedance of the
本発明は、並列帰還型差動増幅回路部の帯域劣化を防止しつつ、小型化が可能なので、受光素子からの信号を増幅する並列帰還型差動増幅回路部を有する光受信装置に好適である。 The present invention is suitable for an optical receiver having a parallel feedback type differential amplifier circuit unit that amplifies a signal from a light receiving element, since the size of the parallel feedback type differential amplifier circuit unit can be reduced while preventing the deterioration of the bandwidth of the parallel feedback type differential amplifier circuit unit. is there.
1,10 光受信装置
2 フォトダイオード
3 並列帰還型差動増幅回路部
3a 差動アンプ部
4,11 分布定数回路部
4a,11a 初段部
4b,11b 多段部
R1〜R4,R31〜R33,R41〜R44 抵抗
C1,C11〜C14 コンデンサ
IN1,IN2 入力
OUT1,OUT2 出力
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記受光素子部の出力を一入力とする並列帰還型差動増幅回路部と、
前記並列帰還型差動増幅回路部の他入力に設けられ、前記受光素子部に近似したインピーダンスを有する分布定数回路部とを備えたことを特徴とする光受信装置。 A light receiving element for receiving an optical signal;
A parallel feedback type differential amplifier circuit unit having the output of the light receiving element unit as one input;
An optical receiving apparatus comprising: a distributed constant circuit unit provided at another input of the parallel feedback differential amplifier circuit unit and having an impedance approximate to the light receiving element unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007194188A JP2009033378A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Optical receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007194188A JP2009033378A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Optical receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009033378A true JP2009033378A (en) | 2009-02-12 |
Family
ID=40403402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007194188A Pending JP2009033378A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Optical receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009033378A (en) |
Citations (3)
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-
2007
- 2007-07-26 JP JP2007194188A patent/JP2009033378A/en active Pending
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