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JPH03289203A - optical receiver - Google Patents

optical receiver

Info

Publication number
JPH03289203A
JPH03289203A JP2089957A JP8995790A JPH03289203A JP H03289203 A JPH03289203 A JP H03289203A JP 2089957 A JP2089957 A JP 2089957A JP 8995790 A JP8995790 A JP 8995790A JP H03289203 A JPH03289203 A JP H03289203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photodiode
amplifier circuit
reference voltage
optical receiver
circuit
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.)
Pending
Application number
JP2089957A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Oimura
老邑 克彦
Akio Kashiwakura
明男 柏倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2089957A priority Critical patent/JPH03289203A/en
Publication of JPH03289203A publication Critical patent/JPH03289203A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Electronic Switches (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、デジタルの光信号を電気信号に変換するため
の光受信器に関し、特に回路が半導体基板上に集積され
た光受信器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an optical receiver for converting digital optical signals into electrical signals, and more particularly to an optical receiver in which circuits are integrated on a semiconductor substrate.

従来の技術 近年、光フアイバ通信や光ディスクの信号再生などに光
受信器が多く用いられるようになってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, optical receivers have come into widespread use in optical fiber communications, optical disc signal reproduction, and the like.

従来より、光受信器として、第2図のものが用いられて
いる。同図において、1はフォトダイオード、22は増
幅回路、23は増幅回路出力を波形整形するためのコン
パレータ、24は増幅回路の無信号時の直流電圧と同電
圧を発生する基準電圧回路、25はコンパレータに与え
るしきい値電圧を発生するしきい値コントローラである
Conventionally, the optical receiver shown in FIG. 2 has been used. In the figure, 1 is a photodiode, 22 is an amplifier circuit, 23 is a comparator for waveform shaping the output of the amplifier circuit, 24 is a reference voltage circuit that generates the same voltage as the DC voltage of the amplifier circuit when there is no signal, and 25 is a This is a threshold controller that generates a threshold voltage to be applied to a comparator.

一般に、基準電圧回路24は、増幅回路22と同じ温度
変動や電源電圧変動をもたせるため、増幅回路と同一構
成にし、増幅回路22と同一半導体基板上に集積化して
いる。さらに、基準電圧回路24はフォトダイオード1
の暗電流によって生しる増幅回路の出力レヘル変動に追
従させるため、受光面を不透明物でおおった暗電流発生
用のフォトダイオード26を増幅回路22と同じ構成の
増幅回路27に接続して、第3図のような構成にしてい
る。このような従来例として、たとえば特開昭57−1
41160号公報所載のものがある。
Generally, the reference voltage circuit 24 has the same configuration as the amplifier circuit and is integrated on the same semiconductor substrate as the amplifier circuit 22 in order to have the same temperature fluctuations and power supply voltage fluctuations as the amplifier circuit 22. Furthermore, the reference voltage circuit 24
In order to follow the variation in the output level of the amplifier circuit caused by the dark current, a photodiode 26 for generating dark current whose light receiving surface is covered with an opaque material is connected to an amplifier circuit 27 having the same configuration as the amplifier circuit 22. The configuration is as shown in Figure 3. As such a conventional example, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1
There is one published in Publication No. 41160.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、フォトダイオード
1と同程度の大きさのフォトダイオード26を必要とす
るため、コストが高くなるという問題があった。同様に
、フォトダイオードと増幅回路を集積化したときには、
フォトダイオード26の分だけチップ面積が大きくなり
、その分コストが高くなるという問題があった。この問
題は、フォトダイオード面積が大きい程顕著になる。
Problems to be Solved by the Invention However, the conventional configuration described above requires a photodiode 26 of approximately the same size as the photodiode 1, which poses a problem of increased cost. Similarly, when the photodiode and amplifier circuit are integrated,
There is a problem in that the chip area becomes larger due to the photodiode 26, and the cost increases accordingly. This problem becomes more pronounced as the area of the photodiode increases.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、暗電流発
生用フォトダイオードが受光用フォトダイオードより小
さい光受信器を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an optical receiver in which a dark current generating photodiode is smaller than a light receiving photodiode.

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の光受信器は、増幅
回路より大きなトランス・インピーダンスをもつ基準電
圧回路を備えている。
Means for Solving the Problems To achieve this object, the optical receiver of the invention comprises a reference voltage circuit having a larger transimpedance than the amplifier circuit.

作用 この構成によって、小さな暗電流で大きな基準電圧変動
を発生できるため、暗電流発生用フォトダイオードの面
積を小さくでき、コストを安くすることかできる。
Function: With this configuration, a large reference voltage fluctuation can be generated with a small dark current, so the area of the dark current generating photodiode can be reduced and the cost can be reduced.

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例における光受信器の回路図を
示すものである。同図において、1は光信号を受信する
ための受光素としてのフォトダイオード、2は増幅回路
、3は増幅回路出力を波形整形するためのコンパレータ
、4は基準電圧回路、5はコンパレータに与えるしきい
値電圧を発生するしきい値コントローラである。基準電
圧回路4には暗電流発生用フォトダイオード6が接続さ
れている。フォトダイオードは光信号を受光しないよう
に、受光面を不透明物質でおおわれている。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an optical receiver in an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a photodiode as a light receiving element for receiving optical signals, 2 is an amplifier circuit, 3 is a comparator for waveform shaping the output of the amplifier circuit, 4 is a reference voltage circuit, and 5 is a voltage applied to the comparator. This is a threshold controller that generates a threshold voltage. A dark current generating photodiode 6 is connected to the reference voltage circuit 4. The light-receiving surface of the photodiode is covered with an opaque material so that it does not receive optical signals.

増幅回路2は2個のトランジスタ7.8と3本の抵抗R
8I 、 ’ Rel 、 Rflから構成されている
。トランジスタ7のベース・エミッタ間電圧をVBEI
ベース電流をIBIとおくと、無信号時の直流出力レヘ
ルV1は、フォトダイオード1の暗電流を無視して、 v、  ”VBEI  + IBI ” Rflで与え
られる。
The amplifier circuit 2 consists of two transistors 7.8 and three resistors R.
It consists of 8I, 'Rel, and Rfl. The base-emitter voltage of transistor 7 is VBEI
When the base current is IBI, the DC output level V1 when there is no signal is given by v, "VBEI + IBI" Rfl, ignoring the dark current of the photodiode 1.

基準電圧回路4も2個のトランジスタ9,10と3本の
抵抗Rc2 、Re2 、Rf2がら構成されている。
The reference voltage circuit 4 also includes two transistors 9 and 10 and three resistors Rc2, Re2, and Rf2.

ただしRe2= Rel 、 Re2= 2 X Rf
l 、 Re2−2 X Rclであり、トランジスタ
9のエミッタ面積はトランジスタ7のエミッタ面積の半
分であるとする。トランジスタ9のムース−エミッタ間
電圧をVBE2 、ムース電流をra2とおくと、基準
電圧v2は、フォトダイオード6の暗電流を無視して、 V2  =VBE2  + rB2@Rr2で与えられ
る。ここで、Re2はRc Iの2倍であるからトラン
ジスタ9のコレクタ電流はトランジスタ7のコレクタ電
流の半分であるが、エミッタ面積も半分であるから VBE2 ” VBE である。またIB2=Ia+/2であるが、Rr==2
・Rflであるから IB2@Rf1:■B10Rf2 である。したがって、v2 =V、であり、無信号時の
増幅器出力と基準電圧出力は等しい。
However, Re2= Rel, Re2= 2 X Rf
1, Re2-2 x Rcl, and the emitter area of transistor 9 is half that of transistor 7. When the moose-emitter voltage of the transistor 9 is VBE2 and the moose current is ra2, the reference voltage v2 is given by V2 = VBE2 + rB2@Rr2, ignoring the dark current of the photodiode 6. Here, since Re2 is twice Rc I, the collector current of transistor 9 is half the collector current of transistor 7, but the emitter area is also half, so VBE2 '' VBE. Also, IB2 = Ia + / 2. Yes, but Rr==2
- Since it is Rfl, IB2@Rf1: ■B10Rf2. Therefore, v2 = V, and the amplifier output and the reference voltage output when there is no signal are equal.

増幅回路2のように構成された回路においては、入力電
流振幅をil 、出力電圧振幅をV。とおくと、 ■o=iI −Rfl が成りたつ。すなわち、トランス・インピーダンスR1
” Vo / l i は帰還抵抗Rf+に等しい。し
たがって、基準電圧回路4のトランス・インピーダンス
R2はRf2に等しく、R1の2倍となる。
In a circuit configured like amplifier circuit 2, the input current amplitude is il, and the output voltage amplitude is V. Then, ■o=iI −Rfl holds true. That is, the transformer impedance R1
"Vo/l i is equal to the feedback resistance Rf+. Therefore, the transformer impedance R2 of the reference voltage circuit 4 is equal to Rf2 and twice R1.

このように構成された光受信器において、フォトダイオ
ード1の暗電流をIdl、フォトダイオード6の暗電流
をId2とすると、暗電流によりV!v2はそれぞれ ΔvI=Id1・Rfl ΔV2”Id2・Rfま たけ上昇する。ΔV、=ΔV2であるためには、Re2
= 2 X R41であるから、Id2−L+/2 である。すなわち、Id2はTdlの半分でよいから、
フォトダイオード6はフォトダイオード1の半分の面積
でよい。
In the optical receiver configured as described above, if the dark current of photodiode 1 is Idl and the dark current of photodiode 6 is Id2, the dark current causes V! v2 increases across ΔvI=Id1・Rfl ΔV2”Id2・Rf, respectively. In order to have ΔV,=ΔV2, Re2
= 2 x R41, so Id2-L+/2. In other words, Id2 can be half of Tdl, so
The area of the photodiode 6 may be half that of the photodiode 1.

なお、本実施例では、説明をわかりやすくするために、
基準電圧回路のトランス・インピーダンスを増幅回路の
トランス・インピーダンスの2倍としたが、これに限定
したものではない。トランス・インピーダンスの比率は
任意の実数n(>1)でよく、このとき、フォトダイオ
ード6の面積はフォトダイオード1の面積のn分の1で
よいことになる。
In addition, in this example, in order to make the explanation easier to understand,
Although the transformer impedance of the reference voltage circuit is twice the transformer impedance of the amplifier circuit, the present invention is not limited to this. The ratio of the transformer impedance may be any real number n (>1), and in this case, the area of the photodiode 6 may be 1/n of the area of the photodiode 1.

以上のように、本実施例によれば、基準電圧回路のトラ
ンス・インピーダンスを増幅回路のトランス・インピー
ダンスより大きくしたことにより、暗電流発生用フォト
ダイオードの面積を小さくすることができる。例えば、
直径1mのプラスチック・ファイバからの光信号を受信
するために、受光用フォトダイオードの直径を1mとし
、Rf+=100にΩ、Rrx=200にΩとしたとす
る。従来の方法に比べ、Rf2の面積は0.01+++
n2程度増すだけであるが、暗電流発生用フォトダイオ
ードの面積は0.4m2も減少する。
As described above, according to this embodiment, the area of the dark current generating photodiode can be reduced by making the transformer impedance of the reference voltage circuit larger than the transformer impedance of the amplifier circuit. for example,
In order to receive an optical signal from a plastic fiber with a diameter of 1 m, it is assumed that the diameter of the photodiode for light reception is 1 m, Rf+=100 is set to Ω, and Rrx=200 is set to Ω. Compared to the conventional method, the area of Rf2 is 0.01+++
Although it only increases by about n2, the area of the dark current generating photodiode decreases by 0.4 m2.

発明の効果 本発明は、基準電圧回路のトランス・インピーダンスを
増幅回路のトランス・インピーダンスより大きくするこ
とにより、暗電流発生用フォトダイオードが小さくでき
、したがって安価な光受信器を実現できるものである。
Effects of the Invention According to the present invention, by making the transformer impedance of the reference voltage circuit larger than the transformer impedance of the amplifier circuit, the dark current generating photodiode can be made smaller, and therefore an inexpensive optical receiver can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における光受信器の回路図、
第2図は従来の光受信器の構成図、第3図は従来の光受
信器の基準電圧回路構成図である。 1.6・・・・・・フォトダイオード、2・・・・・・
増幅回路、3・・・・・・コンパレータ、4・・・・・
・基準電圧回路、5・・・・・・しきい値コントローラ
、7,8.9.10・・・・・・トランジスタ。
FIG. 1 is a circuit diagram of an optical receiver in an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of a conventional optical receiver, and FIG. 3 is a block diagram of a reference voltage circuit of the conventional optical receiver. 1.6...Photodiode, 2...
Amplifier circuit, 3... Comparator, 4...
-Reference voltage circuit, 5... Threshold controller, 7, 8.9.10... Transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 受光素子の出力信号を増幅する増幅回路と、しきい値コ
ントローラと、前記しきい値コントローラに与える基準
電圧を発生するための前記増幅回路と同一構成の基準電
圧回路とを備えた光受信器において、前記基準電圧回路
のトランス・インピーダンスを前記増幅回路のトランス
・インピーダンスより大きくした光受信器。
An optical receiver comprising an amplifier circuit for amplifying an output signal of a light receiving element, a threshold controller, and a reference voltage circuit having the same configuration as the amplifier circuit for generating a reference voltage to be applied to the threshold controller. , an optical receiver in which the transformer impedance of the reference voltage circuit is larger than the transformer impedance of the amplifier circuit.
JP2089957A 1990-04-04 1990-04-04 optical receiver Pending JPH03289203A (en)

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JP2089957A JPH03289203A (en) 1990-04-04 1990-04-04 optical receiver

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Publications (1)

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JP (1) JPH03289203A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010028768A (en) * 2008-07-24 2010-02-04 Toshiba Corp Optical receiver
JP2013510468A (en) * 2009-11-05 2013-03-21 ザ・ボーイング・カンパニー Transceiver for plastic optical fiber network

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