JPS6022857B2 - Photoelectric conversion circuit - Google Patents
Photoelectric conversion circuitInfo
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- JPS6022857B2 JPS6022857B2 JP56024803A JP2480381A JPS6022857B2 JP S6022857 B2 JPS6022857 B2 JP S6022857B2 JP 56024803 A JP56024803 A JP 56024803A JP 2480381 A JP2480381 A JP 2480381A JP S6022857 B2 JPS6022857 B2 JP S6022857B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光電変換回路に係り、特に直流伝送型でしか
も数MD/s程度の中遠のディジタル光伝送用として好
適な光電変換回路に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a photoelectric conversion circuit, and particularly to a photoelectric conversion circuit suitable for direct current transmission type and medium-to-long distance digital optical transmission of several MD/s. It is.
第1図は、従来から知られている、この種光電変換回路
の要部回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of this type of photoelectric conversion circuit, which has been conventionally known.
この回路は、ェミッタ接地トランジスタQ,とコレクタ
接地トランジスタQ2とよりなる増幅器にRfなる帰還
抵抗を付加したもので、入射光はフオトダィオードPD
で電気に変換され、トランジスタQ2の出力側に増幅さ
れて出てくる。This circuit has a feedback resistor Rf added to an amplifier consisting of an emitter-grounded transistor Q and a collector-grounded transistor Q2, and the incident light is passed through a photodiode PD.
It is converted into electricity, amplified and output to the output side of transistor Q2.
〔発明が解決しようとする問題点〕しかし、この従釆回
路には2つの欠点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, this follower circuit has two drawbacks.
第1の欠点は、トランジスタQ,のコレクタ・ベース間
容量Ccのため、高周波領域において増幅特性が低下す
ることである。第2の欠点は、光信号入力がないとき、
出力バイアス電圧V。The first drawback is that the amplification characteristics deteriorate in the high frequency region due to the collector-base capacitance Cc of the transistor Q. The second drawback is that when there is no optical signal input,
Output bias voltage V.
ut(トランジスタQ2のェミッタ電圧)は【1}式で
与えられているが、周知のごとく、VBE,,VBE2
,B.等には温度特性があり、そのためV。utも温度
特性を有してしまい、直流伝送を必要とする場合、出力
バイアスの温度変動が図示しない次段以降の直流増幅器
で拡大され、最終端の比較器の動作が著しく不安定にな
ることである。v肌=v肌+ずも(v広−V職)…。ut (emitter voltage of transistor Q2) is given by formula [1}, but as is well known, VBE,, VBE2
,B. etc. have temperature characteristics, so V. ut also has temperature characteristics, and if DC transmission is required, temperature fluctuations in the output bias will be magnified in subsequent stage DC amplifiers (not shown), and the operation of the final comparator will become extremely unstable. It is. v skin = v skin + zumo (v hiro - v job)….
)すなわち、第1図においてフオトダイオードPDを無
視できるため、第6図のように考えられ、トランジスタ
Q,のベース電位はVB8,であるからトランジスタQ
,のベース電流lb,は、,b,=V。) In other words, since the photodiode PD can be ignored in Fig. 1, it can be considered as shown in Fig. 6, and since the base potential of transistor Q is VB8,
The base current lb, of , is ,b,=V.
ut−VB8,Rf
となるので、トランジスタQ,のコレクタ電流lc,は
、lc,=8,XV。Since ut-VB8,Rf, the collector current lc of the transistor Q is lc,=8,XV.
ut−vBE,Rf
一方、トランジスタQ2のェミッタ電流le2は〜Rf
>>Re2とすると、,げV着
となるので、そのベース電流1蛇は、
・既 VOut
1蛇=▽肉=(1十82)R母
トランジスタQ,の負荷抵抗戊c,を流れる電流IL,
は(トランジスタQ2のコレクタ電位がV肌十VBE2
なので)、IL.−VCQ二ぐV側+VB82)
RC,
また、lc,=1L, 十lb2なので、夕,V肌−V
BE,一Vcc‐(V。ut-vBE,Rf On the other hand, the emitter current le2 of transistor Q2 is ~Rf
>>If Re2, then V is connected, so the base current 1 is the current IL flowing through the load resistance ∊c of the R mother transistor Q, ,
(The collector potential of transistor Q2 is VBE2
), IL. -VCQ2guV side+VB82) RC, Also, lc,=1L, 10lb2, so evening, V skin -V
BE, -Vcc-(V.
ut十VBE2十R? 一 Rc,V。ut10VBE20R? 1 Rc, V.
uし(1十B2)Rの
これを仏utについて解くと、
ところが、Rf/8,Rc,及びRf/8,(1十P2
)R解の項は1に比較して無視できるのが普通である。However, when we solve this for Buddha ut, Rf/8, Rc, and Rf/8, (10P2
) The R solution term is usually negligible compared to 1.
よって、と、【1}式が導き出される。Therefore, the formula [1} is derived.
ここに、
VBE,,VBE2:それぞれトランジスタQ,,Q2
のベース’ェミッタ問題圧降下。Here, VBE, , VBE2: transistors Q, , Q2, respectively
The base of the emitter problem is pressure drop.
81 :トランジスタQ.のェミッタ接地電流増幅率
。81: Transistor Q. Emitter ground current amplification factor.
VQ ;電源電圧。VQ; Power supply voltage.
Rc・,Rr,Re2;それぞれ抵抗Rc,,Rf,R
e2の抵抗値。Rc・, Rr, Re2; resistances Rc, , Rf, R, respectively
Resistance value of e2.
この場合、Voutの温度特性の再現性及び直線性が良
好であれば、第1図の後に温度補償回路を設けて補償す
ることが可能であるが、‘1’式よりわかるように「V
outにV88・,VB82,8,が関係しており「且
つ、8,のばらつきが大きいので、回路毎に補償すべき
温度特性が異なり「量産に向かないという問題がある。In this case, if the reproducibility and linearity of the temperature characteristics of Vout are good, it is possible to provide a temperature compensation circuit after FIG.
Since V88·, VB82, and 8 are related to out, and there are large variations in 8, there is a problem that the temperature characteristics to be compensated for are different for each circuit, making it unsuitable for mass production.
〔発明の目的〕本発明の目的は、上記した従来技術の欠
点を解消し、高い温度安定性を有し、且つ量産に適した
光電変換回路を提供することにある。[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a photoelectric conversion circuit which eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art, has high temperature stability, and is suitable for mass production.
本発明は、トランジスタを用いた増幅器においては、電
流増幅率やベース・ェミッタ間電圧効果の温度特性に基
づくバイアス変動がどうしても避けられないので、バイ
アス変動に寄与する要因を極力少なくし、且つその変動
に再現性があり、素子間にばらつきがないようにするた
め、フオトダイオード出力電流を入力とする無信号時の
出力バイアス電圧がベース・ェミッタ間電圧効果をVB
8としたとき、2VBEオフセット電圧の和になるよう
にしたトランジスタよりなる帰還増幅器と、2VBEの
電圧を発生する回路手段とを設け、比較器の一方の入力
側に上記帰還増幅器の出力を入力させ、他方の入力側に
上記回路手段からの2VBEの電圧を参照電圧として入
力させるようにしたことを特徴としている。In amplifiers using transistors, bias fluctuations based on the temperature characteristics of the current amplification factor and base-emitter voltage effect are unavoidable. In order to ensure reproducibility and to avoid variations between elements, the output bias voltage when there is no signal using the photodiode output current as input reduces the base-emitter voltage effect to VB.
8, a feedback amplifier made of transistors whose voltage is the sum of 2VBE offset voltages and circuit means for generating a voltage of 2VBE are provided, and the output of the feedback amplifier is inputted to one input side of the comparator. , the other input side is characterized in that a voltage of 2VBE from the circuit means is inputted as a reference voltage.
以下、本発明を第4図に示した実施例および第2図、第
3図、第5図ならびに第7図、第8図、を用いて詳細に
説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the embodiment shown in FIG. 4, and FIGS. 2, 3, 5, 7, and 8.
まず、第2図を用いて本発明の要点について説明する。First, the main points of the present invention will be explained using FIG. 2.
第2図の第1図と異なるところは、第1にェミッタフオ
ロワQが追加してあり、第2にェミッタフオロワQ3の
ェミッタ負荷としてトランジスタQ4のコレクタィンピ
ーダンスを用いた点にある。ェミッタフオロワQ3の役
割は、帰還抵抗RfとトランジスタQ,のコレクタ・容
量Ccとを分離して高周波特性を改良することである。
そのため、ェミッタフオロワQ3は一種のバッファ作用
が得られるようにしてある。この場合、原理的には、ト
ランジスタQ4の代りに破線で示した抵抗Rb,を用い
るようにしてもよいが、この様にすると、第2図に示す
増幅器の出力バイアス電圧V。The differences between FIG. 2 and FIG. 1 are, firstly, that an emitter follower Q is added, and secondly, that the collector impedance of the transistor Q4 is used as the emitter load of the emitter follower Q3. The role of the emitter follower Q3 is to separate the feedback resistor Rf from the collector/capacitance Cc of the transistor Q to improve high frequency characteristics.
Therefore, the emitter follower Q3 is designed to have a kind of buffer effect. In this case, in principle, a resistor Rb indicated by a broken line may be used instead of the transistor Q4, but if this is done, the output bias voltage V of the amplifier shown in FIG.
山は■式で与えられる。V。山ニVBE3十{・十(.
十暑き拡げ}V班・ …【21すなわち、‘1}式の場
合と同様に、第2図においてフオトダィオードPDを無
視できるため第7図のように考えることができ、よって
トランジスタQ,,Q3,Q2,のベース電位はそれぞ
れVB8,,VBE2 十VB83 ,V。The mountain is given by the formula ■. V. Mountain VBE3 10 {・10 (.
10 heat expansion} V group... [21 That is, as in the case of formula '1}, since the photodiode PD can be ignored in Fig. 2, it can be considered as shown in Fig. 7, and therefore the transistors Q,, Q3, The base potentials of Q2 are VB8, , VBE2 and VB83, V, respectively.
ut+VBE2となる。トランジスタQ,のベースにお
いてエミツタフオロワQのェミッタ電流le3は、・錨
ニV881/Rbl+lbl …(1)但
し、1ぷまェミッタフオロワQ3のベース電流1凶を1
十B3倍したものであるから。It becomes ut+VBE2. The emitter current le3 of the emitter follower Q at the base of the transistor Q is: ・Anchor V881/Rbl+lbl...(1) However, 1 puma is the base current 1 of the emitter follower Q3.
Because it is 10B times 3.
I凶={VOut−(VBEI+VBE3)}/Rfl
斑=VOut−NBE,十VBE3)(1十83) …
(□)Rrまた、トランジスタQ,のコレクタにおいて
、(トランジスタQ2のベース電流を無視)8,lb,
二{Vの−(VOut十VBE2)}/RCI …(m
)(0),(m)式を(1)に代入して、VOut・(
VBE,十VBE3)(1十81)Rf‐鰐十心(VO
ut+VBE2)
8,Rc,
これをV。I={VOut-(VBEI+VBE3)}/Rfl
Spot = VOut-NBE, 10VBE3) (1183) ...
(□) Rr Also, at the collector of transistor Q, (ignoring the base current of transistor Q2) 8, lb, 2 {V - (VOut + VBE2)} / RCI ... (m
)(0), (m) into (1) and get VOut・(
VBE, 10VBE3) (1181) Rf-Wani Jushin (VO
ut+VBE2) 8, Rc, this is V.
山について解くと、A十B+C V。Solving for mountains is A10B+C V.
山=「刃再「A=(1十33)(VBE.十VBE3)
/RfB=VBE,/Rb,Cニ(V功一VBE2).
/BIRCI
D=(1十83)/Rf
E=1/P,Rc,
ところがCはA及びBに対して、EはDに対して非常に
小さく無視できるのが普通であるから、=VBE3十{
・十左鷲;}VBE.と【21式を導き出すことができ
る。Mountain = “Blade Re” A = (1133) (VBE.10VBE3)
/RfB=VBE, /Rb,C Ni (VKoichi VBE2).
/BIRCI D=(1183)/Rf E=1/P, Rc, However, since C is usually very small compared to A and B and E is very small compared to D and can be ignored, =VBE30 {
・Jusawashi; }VBE. and [Equation 21 can be derived.
ここに、VBs,,VB83;それぞれトランジスタQ
,、エミツタフオロワQ3のベース.エミッタ間電圧降
下。Here, VBs, , VB83; each transistor Q
,,Base of Emitsuta Follower Q3. Emitter voltage drop.
B3 ;ェミッタフオロワQの電流増幅率。B3; Current amplification factor of emitter follower Q.
Rb,;抵抗Rb,の抵抗値となる。■式においては、
‘1}式と同様に、VBE,,VB83,83等がV。Rb, is the resistance value of the resistor Rb. ■In the formula,
'1} Similarly, VBE, , VB83, 83, etc. are V.
utの温度特性に寄与している。しかも、中括弧の中の
83の寄与がかなり大きく、そして素子特性として83
のばらつきが大きいため、V。utの温度特性を簡単に
補償することができない。しかし、■式においては、R
b,→のとすると、VOut=VBE,十VBE3 二
2VBE.となり、出力のバイアス電圧V。It contributes to the temperature characteristics of ut. Moreover, the contribution of 83 in the curly brackets is quite large, and the element characteristics of 83
Due to the large variation in V. The temperature characteristics of ut cannot be easily compensated for. However, in formula ■, R
b, →, then VOut=VBE, 10VBE3 22VBE. Therefore, the output bias voltage is V.
utがベース・ェミッタ間電圧降下のみによって決まる
ようになり、かつベース・ェミッタ間電圧降下の温度係
数は、一2hV/℃であり、素子によるばらつきが小さ
いため、温度特性の補償が容易になる。そこで、第2図
においては、抵抗Rb,をトランジスタQのコレクタィ
ンピーダンスで置き変えてある。第2図の回路において
は、出力バイアス電圧V肌は、VOut=VBE3十V
肌十誌3・農
.(VBB−VB84) …(3}すなわち、
【11式および(2)式の場合と同様に、第2図におい
てフオトダィオードPDを無視できるため第8図のよう
に考えることができ、よってトランジスタQ,のェミツ
タ電流le3は、・錨ニIC4十lbl
…(W)一方ェミツタフオロワQ3に於てェミ
ッタ電流le3はベース電流lb3(lb3={V。ut is now determined only by the voltage drop between the base and emitter, and the temperature coefficient of the voltage drop between the base and emitter is -2 hV/°C, which has small variations depending on the element, making it easy to compensate for the temperature characteristics. Therefore, in FIG. 2, the resistor Rb is replaced with the collector impedance of the transistor Q. In the circuit shown in Figure 2, the output bias voltage V is VOut=VBE30V
Skin Ten Magazines 3/Agriculture. (VBB-VB84)...(3}i.e.
[Similar to equations 11 and (2), since the photodiode PD can be ignored in FIG. 2, it can be considered as shown in FIG. 8. Therefore, the emitter current le3 of the transistor Q, lbl
...(W) On the other hand, in the emitter follower Q3, the emitter current le3 is the base current lb3 (lb3={V.
ut−(VBE,十VBE3)}/Rf)の(1十83
)倍なので、・鰭=(1十B3)V。山−WBE,十V
BEジ …(V)RfトランジスタQにおいてコレク
タ電流1のはベース電流lb4(lb4=(V88−V
BE4 )/Rb4)の84倍なので、・戊ニB41M
=84 {(VBB一VB84)/RM} …(M)ト
ランジスタQ,のコレクタにおいて(トランジスタQ2
のベース電流lb2を無視すると)コレクタ電流lc,
はべ−ス電流lb,を8,倍した8,lb,に等しく、
且つ負荷電流{Vcc(V。ut-(VBE, 10VBE3)}/Rf)
) times, so ・Fin = (10B3)V. Mountain-WBE, 10V
BE di... (V) In the Rf transistor Q, the collector current 1 is the base current lb4 (lb4 = (V88 - V
Since it is 84 times BE4)/Rb4), ・B41M=84 {(VBB-VB84)/RM}...(M) At the collector of transistor Q, (transistor Q2
(ignoring the base current lb2), the collector current lc,
is equal to 8,lb, which is the base current lb, multiplied by 8,
and load current {Vcc (V.
ut十VB82)}/Rc,に等しいので、8,Ibl
i{Vは−(VOut十VBE2 )}/RCI/
,lbl 二{V的−(VOut十VBE2 )}/
81RC1・・・(肌)(V),(W),(肌)式を(
W)式に代入する(1十83 )VOut−(VB81
十VBE2Rfニ84 VBBナVBE4十VCC(V
Out十VB82)Rb4 8,Rc,これを
V。Since it is equal to ut ten VB82)}/Rc, 8,Ibl
i {V is - (VOut + VBE2)} /RCI/
, lbl 2 {V-(VOut 1 VBE2)}/
81RC1... (skin) (V), (W), (skin) formula (
W) Substitute into formula (1183)VOut-(VB81
10VBE2Rf284 VBBnaVBE40VCC(V
Out 10VB82) Rb4 8, Rc, this is V.
utについて解くと、V肌ニ(F+G+H)/(J+K
)
Fヱ<・十83)(VB81十VBE3)/RfGニ8
4(VBB−V884)/R汝H=(VQ−VBE2)
/B.RC,
J=(1十63)/Rf
K=1/8,RC,
ところが、H‘まFおよびDに対して、KはJに対して
非常に小さく無視できるのが普通であるかり、VOut
=(F+G)/J
= {(1十B3XV88,十VBB3)Rf
十84VBB・VBE4}/{1十8}
Rb4
:VBE3十V脚ぜを・農
・(VBB一VBE4)
と{3ー式を導き出すことができる。Solving for ut, V skin ni (F+G+H)/(J+K
)
4(VBB-V884)/R Thou H=(VQ-VBE2)
/B. RC, J = (1163)/Rf K = 1/8, RC, However, for H', F and D, K is usually very small and can be ignored with respect to J, so VOut
=(F+G)/J = {(10B3XV88, 10VBB3)Rf 184VBB・VBE4}/{118} Rb4 :VBE30V leg gap・Agriculture・(VBB−VBE4) and {3−Eq. can be derived.
ここに、34;トランジスタQの電流増幅率。Here, 34; current amplification factor of transistor Q.
RM;抵抗Rb4の抵抗値。VBB;電源電圧 VBE4;トランジスタQ4のベース。RM: resistance value of resistor Rb4. VBB; power supply voltage VBE4: Base of transistor Q4.
エミッタ間電圧降下。Emitter voltage drop.
であり、
VBB=VBE4 …
{41とすれば「どのトランジスタのベース・ェミツタ
間電圧降下も一般にほぼ等しいので‘3}式は、V。And VBB=VBE4...
If {41}, the voltage drop between the base and emitter of any transistor is generally approximately equal, so the formula '3} is V.
止=VB83 十VBBI =2VB82
”‐(51となり「V。山は補償が容易な形となる。
また、V。Stop=VB83 10VBBI=2VB82
”-(51 becomes “V. The mountain becomes a shape that is easy to compensate.
Also, V.
山が電源電圧V比によらないということは、電源電圧変
動強いことを意味し、有利である。次に、第2図の回路
を実際にどのような回路にするのがよいかを第3図およ
び第4図に示した実施例を用いて説明する。The fact that the peak does not depend on the power supply voltage V ratio means that power supply voltage fluctuations are strong, which is advantageous. Next, what kind of circuit should actually be used for the circuit shown in FIG. 2 will be explained using the embodiments shown in FIGS. 3 and 4.
第2図に示す回路に光入射があると、フオトダイオード
PDにはlpなる電流が流れる。同様な計算により糊式
は、
Rf
V心V肌WBE3十羊を・弦
・(VBB一VB84)−lpRr
となり、光信号が存在しない時と比べてlpRf(=V
pとおく)だけ。When light is incident on the circuit shown in FIG. 2, a current lp flows through the photodiode PD. By similar calculation, the glue formula becomes Rf V heart V skin WBE 30 sheep - string - (VBB - VB84) - lpRr, and compared to when there is no optical signal, lpRf (=V
p) only.
電源電圧VBBをQ,のベースに結んで第3図のように
すると、VBB−VBE4ニ0となるので「V。If the power supply voltage VBB is connected to the base of Q as shown in Fig. 3, it becomes VBB-VBE4ni0, so "V.
山=VB81十VBE3 −Vpニ2V88,一Vp
(ここで、VBE.,VB82,VB83,……VBE
n等は一般にほぼ等しいので、これらをV88とおいた
。Mountain = VB81 10VBE3 -Vp 2V88, 1Vp (Here, VBE., VB82, VB83, ...VBE
Since n, etc. are generally approximately equal, these are designated as V88.
)よって「 フオトダィオードPDに光が入力していな
ければ、Vp=0となり、V側t=2V88となる。) Therefore, if no light is input to the photodiode PD, Vp=0, and V side t=2V88.
第2図におけるVBBは、■式を満足するものでなけれ
ばならないので、この電源電圧供給点としてェミツタ接
地トランジスタQ.のベースを利用したのが第3図であ
る。Since VBB in FIG. 2 must satisfy equation (2), the emitter-grounded transistor Q. Figure 3 uses the base of .
第3図の回路の場合、フオトダィオードPDから光信号
が入力していない場合の出力点(ェミッタフオロヮQ3
のェミッタ)の直流バイアスは、‘5}式より2VBE
となっている。In the case of the circuit shown in Figure 3, the output point (emitter fluoro Q3) when no optical signal is input from the photodiode PD
The DC bias of the emitter) is 2VBE from formula '5'.
It becomes.
光信号が入力すると、この点の電位はVp(=lpRf
)だけ低下して2VBE−Vpとなる。すなわち、光信
号が「OJ(オフ)か「1」(オン)かに応じてェミッ
タフオロワQのェミッタの電位V。山は、2VBEか2
VB8一Vpとなる。この光入力の有無によるV肌の変
化はVpであるが、このVpはV。utに比べてたいへ
ん小さいために、増幅しなければならない。そこで、第
3図の回路以降には、光入力の有無に応じて十分大きな
電圧変化を生じせしめる必要がある。When an optical signal is input, the potential at this point is Vp (=lpRf
) to 2VBE-Vp. That is, the emitter potential V of the emitter follower Q depends on whether the optical signal is "OJ" (off) or "1" (on). The mountain is 2VBE or 2
VB8-Vp. The change in V skin depending on the presence or absence of light input is Vp, and this Vp is V. Since it is very small compared to ut, it must be amplified. Therefore, in the circuit shown in and after the circuit shown in FIG. 3, it is necessary to generate a sufficiently large voltage change depending on the presence or absence of optical input.
そのためには、第3図の回路の出力を比較器に入力させ
、それの参照電圧として、享肌E十(2VBE−Vp)
}=兆−守 ‐‐‐‘61を供給するようにすればよい
が、2VBE一Vp/2なる参照電圧を作るのはやや面
倒である。To do this, input the output of the circuit shown in Fig. 3 to a comparator, and use the reference voltage as E0(2VBE-Vp).
} = Cho - Mamoru ---'61, but it is a little troublesome to create a reference voltage of 2VBE - Vp/2.
そこで、光信号が「0」または「1」の場合の第3図の
回路の出力および比較器参照電圧をすべてVp/2を加
算したものとするようにした。すなわち、第3図の回路
の出力は、光信号が「0」か「1」かに応じて2vBE
+守又‘ま、2VBE−守
とし、また、比較器参照電圧は2VBEとした。Therefore, the output of the circuit of FIG. 3 and the comparator reference voltage when the optical signal is "0" or "1" are all made to be the sum of Vp/2. In other words, the output of the circuit in Figure 3 is 2vBE depending on whether the optical signal is "0" or "1".
+ Morimata'ma, 2VBE - Mori, and the comparator reference voltage was 2VBE.
このように直流バイアスをVp/2だけシフトしても、
比較器動作には何ら影響を与えることはない(周知なの
で詳細説明は省略する。)。さて、第3図の回路の出力
(ェミッタフオロワQのェミッタ)にVp/2なるオフ
セット(偏移)を与える手段としては、第4図に示すよ
うに、ェミッタ接地トランジスタQおよびQ,のそれぞ
れのェミッタをオフセット電源VoF(=Vp/2)に
接地すればよい。また、2VB8なる参照電圧をつくる
には、第4図に示すように、抵抗Rc6とダイオード接
続したトランジスタQ,Q7を用いれば、トランジスタ
Qのベースとアースの間に2VB8なる電圧が得られる
。Even if the DC bias is shifted by Vp/2 in this way,
This has no effect on the comparator operation (as this is well known, detailed explanation will be omitted). Now, as a means for giving an offset (deviation) of Vp/2 to the output of the circuit shown in FIG. 3 (the emitter of the emitter follower Q), as shown in FIG. may be grounded to the offset power supply VoF (=Vp/2). Further, in order to create a reference voltage of 2VB8, as shown in FIG. 4, by using a resistor Rc6 and diode-connected transistors Q and Q7, a voltage of 2VB8 can be obtained between the base of the transistor Q and the ground.
なお、第4図のCMは比較器である。上記したように、
比較器CMの一方の入力としてVoPなる電圧オフセッ
トを加えた第3図の回路の出力電圧(光信号がないとき
2VBE+Vp/2、光信号が入力したとき2VBE−
Vp/2)を用いて、また、比較器にMの参照電圧とし
てベース・ェミッタ間電圧降下の2倍分、すなわち2V
B8を供給すれば、温度変化によって比較器CMへの入
力信号のバイアスが代っても、参照電圧と2VBEがこ
れに連動して全く同じ比率で変わるのにで、比較器CM
の動作には影響を与えず、安定な動作が得られる。次に
比較器CMの動作を第5図に示すタイムチャートを用い
て説明する。Note that CM in FIG. 4 is a comparator. As mentioned above,
The output voltage of the circuit in Figure 3 with a voltage offset called VoP added to one input of the comparator CM (2VBE+Vp/2 when there is no optical signal, 2VBE- when the optical signal is input)
Vp/2), and also set the comparator as a reference voltage of M by twice the base-emitter voltage drop, that is, 2V.
If B8 is supplied, even if the bias of the input signal to comparator CM changes due to a temperature change, the reference voltage and 2VBE will change at exactly the same ratio in conjunction with this, so comparator CM
It does not affect the operation of the device and provides stable operation. Next, the operation of comparator CM will be explained using the time chart shown in FIG.
第5図において、aの10は第4図のトランジスタQ,
〜Q4よりなる帰還増幅器の出力電圧であり、フオトダ
ィオードPDから出力電流が入力しない「0」の状態で
は、Vout=VoF十2 VBE=Vp/2十WB8
になっているが、出力電流が入力する「1」の状態では
、それの振幅分Vpだけ低下して、それが2VB8一V
p/2となる。In FIG. 5, 10 of a is the transistor Q of FIG.
This is the output voltage of the feedback amplifier consisting of Q4, and in the "0" state where no output current is input from the photodiode PD, Vout=VoF12 VBE=Vp/20WB8
However, in the state of "1" when the output current is input, it decreases by the amplitude Vp, and it becomes 2VB8-V.
It becomes p/2.
ところで、VR=2VB8(VRは参照電圧)となって
いるので、例えば、温度変化によって帰還増幅器の出力
バイアス電圧V肌が13で示されるように低下しても、
これに追従して参照電圧VRも低下し、V側一VR=1
/2Vpとなるようにコントロールされるので、比較器
CMは正しい比較動作を行い、第5図bに示す出力12
が得られる。上記したように、本発明の実施例によれば
、極めて高い温度安定性を有し、温度変化の影響が少な
くトかつ回路が簡単であるから、小形化が可能で、IC
化も可能であり、量産に適している。また、電源電圧の
変動に強い。なお、以上の説明では、オフセット電圧V
oPとした1/2Vpを用いたが、この値に限定される
ものでなく、0〜Vpまでの任意の値とすることができ
る。By the way, since VR=2VB8 (VR is the reference voltage), for example, even if the output bias voltage V of the feedback amplifier decreases as shown by 13 due to temperature change,
Following this, the reference voltage VR also decreases, and the V side - VR = 1
/2Vp, the comparator CM performs the correct comparison operation and outputs 12 as shown in FIG. 5b.
is obtained. As described above, the embodiments of the present invention have extremely high temperature stability, are less affected by temperature changes, and have a simple circuit, so they can be miniaturized and integrated circuits.
It is also suitable for mass production. It is also resistant to fluctuations in power supply voltage. In addition, in the above explanation, the offset voltage V
Although 1/2Vp is used as oP, it is not limited to this value, and can be any value from 0 to Vp.
しかし、1/2Vpに設定するのが最も好ましい。However, it is most preferable to set it to 1/2Vp.
〔発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、高い温度安定性
を有しており、かつ小形化が可能で、しかも量産に適し
ているという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention has the advantage of having high temperature stability, being able to be miniaturized, and being suitable for mass production.
第1図は従来の光電変換回路の要部回路図、第2図、第
3図は本発明の要点を説明するための回路図、第4図は
本発明の光電変換回路の位置し実施例を示す回路、第5
図は第4図の回路の効果を説明するためのタイムチャー
ト、第6図は第1図において、更に、第7図、及び第8
図はそれぞれ第2図においてフオトダィオードの光入力
がない場合の回路図である。
PD・・・・・・フオトトランジスタ、Q,〜Q7・・
…・トランジスタ、Rc,,Rf,Re2,Rb4,R
c6……抵抗、CM・・・・・・比較器。
才’図
才2回
ゲラ図
才4図
矛S図
発ら図
第7図
完8図Figure 1 is a circuit diagram of the main parts of a conventional photoelectric conversion circuit, Figures 2 and 3 are circuit diagrams for explaining the main points of the present invention, and Figure 4 is an example of the location of the photoelectric conversion circuit of the present invention. Circuit showing, fifth
The figure is a time chart for explaining the effect of the circuit in Figure 4, and Figure 6 is a time chart for explaining the effect of the circuit in Figure 4.
Each figure is a circuit diagram when there is no optical input to the photodiode in FIG. 2. PD...Phototransistor, Q, ~Q7...
...・Transistor, Rc,, Rf, Re2, Rb4, R
c6...Resistance, CM...Comparator. Sai'zuzai 2 galley illustrations 4 illustrations S drawings from S drawings 7 figures complete 8 figures
Claims (1)
2のエミツタフオロワよりなる増幅器に、該増幅器の出
力電圧のオフセツト調整手段が設けられると共に、前記
第2のエミツタフオロワと前記第1のエミツタフオロワ
の間に帰還抵抗が設けられ、且つ、前記第1のエミツタ
フオロワの負荷としてトランジスタのコレクタインピー
ダンスが接続されており、且つ、前記第2のエミツタフ
オロワのエミツタを出力とする帰還増幅器と、該帰還増
幅器の出力を一方の入力とし、ベース・エミツタ間電圧
降下の二倍の電圧を発生する回路手段の出力を参照電圧
として他方の入力とする比較器と、前記増幅器の前記第
1のエミツタフオロワのベースに接続されているフオト
ダイオードとよりなる光電変換回路において、前記フオ
トダイオードに光信号の入力が存在しないとき、前記増
幅器の出力バイアス電圧がベース・エミツタ間電圧降下
の二倍とオフセツトと電圧の和となるよう構成したこと
を特徴とする光電変換回路。1. An amplifier consisting of a first emitter follower, an emitter grounding circuit, and a second emitter follower is provided with offset adjustment means for the output voltage of the amplifier, and a feedback resistor is provided between the second emitter follower and the first emitter follower. a feedback amplifier, which is provided with a collector impedance of a transistor connected as a load of the first emitter follower, and whose output is the emitter of the second emitter follower, and whose output is the output of the feedback amplifier as one input. , a comparator whose other input is the output of a circuit means that generates a voltage twice the base-emitter voltage drop as a reference voltage; and a photodiode connected to the base of the first emitter follower of the amplifier. The photoelectric conversion circuit is characterized in that when there is no optical signal input to the photodiode, the output bias voltage of the amplifier is the sum of twice the base-emitter voltage drop, the offset, and the voltage. photoelectric conversion circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56024803A JPS6022857B2 (en) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | Photoelectric conversion circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56024803A JPS6022857B2 (en) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | Photoelectric conversion circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57140053A JPS57140053A (en) | 1982-08-30 |
| JPS6022857B2 true JPS6022857B2 (en) | 1985-06-04 |
Family
ID=12148345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56024803A Expired JPS6022857B2 (en) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | Photoelectric conversion circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022857B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207059U (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-27 |
-
1981
- 1981-02-20 JP JP56024803A patent/JPS6022857B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61207059U (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57140053A (en) | 1982-08-30 |
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