光接收器的制作方法

专利名称：光接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及可正确地检测出光输入信号的有无的光接收器。
背景技术：
光接收器具有将光输入信号变换为电信号并加以输出的功能。光 接收器的输入信号是例如声音、电子邮件或以互联网为代表的包含文 字、图像信息的电子数据等信息。这些信息通过按照特定通信协议决
定的帧(frame)方式祐Jt字化、编码化。
在此，在将响应速度高速化的光接收器中，需要使光接收器的初 级放大部的增益小。但是初级放大部的增益小时光接收器的S/N比(信 噪比Signal to Noise Ratio )也会降低。因此，以不恶化S/N比为前 提进行开发，以在将响应速度高速化的同时提高光接收器的最小接收 灵敏度。
一般为了提高最小接收灵敏度，在光电变换电路中采用雪崩光电 二极管(Avalanche Photo Diode ，下面称为APD) 。 APD指的是利用 以下作用的光电二极管，即利用根据光输入信号而发生的电子-空穴 对在耗尽层内被高电场加速，与晶格原子冲撞并以雪崩方式生成电子 -空穴对的倍增作用。如上所述，APD需要由高电场来加速载流子， 因此它的驱动电压较高。
另一方面，对于一部分上包含光接收器的光传输装置，近年开展 了装置的小型化及低耗电化，用于向光接收器供电的电源有低电压化 趋势。又，光电变换电路具有上述APD的场合，光传输装置的电源 电压有小于APD的驱动电压的情形。在这种情况下，应对方式是在 光接收器内部配置高电压发生电路，将利用该高电压发生电路来升压后的电压施加在APD。
APD生成的电信号经放大及直流变换后与规定阈值即警报发出 阈值被比较。与警报发出阈值的比较是由称为信号丢失检测电路的部 分来实施的。即，在信号丢失检测电路中通过所述电信号与警报发出 阈值的比较，进行有无光输入信号的信号丢失检测的判定。信号丟失 检测功能是通知光接收器或包含该光接收器的光传输装置的异常的 发出警报的功能，因此最好没有检测误差而高精度且稳定地发挥其作 用。还有，在专利文献1-4中有如何提高与确保光接收器稳定动作 等相关的特性的记载。
专利文献1:日本特开平1 - 245725号>^报
专利文献2:日本特开昭58 - 124339号公报
专利文献3:日本特开2005 - 354548号公报
专利文献4:日本特开2005 - 304022号公报
专利文献5.'日本特开平7- 162369号公报
专利文献6:国际公开号；WO 2004/010613
借助图14~16说明本申请的课题。图14是针对典型的光接收器 的结构的说明图。在图14中，首先通过光纤100的光输入信号输入 到光电变换电路102。在光电变换电路102中，光输入信号通过接受 来自高电压发生电路104的供给电压而驱动的APD变换为电信号。
接着，光电变换电路102的输出即电信号传输至电放大器106。 然后在电放大器106放大的电信号输入至直流信号变换电路108，变 换为直流信号。在直流信号变换电路108中变换的电信号输入至信号 丟失检测电路110，与规定阔值电压作比较。信号丢失检测电路110 在比较结果检测出信号丢失时将警报信号输出至外部的输出端116。
光输入信号通过由高电压发生电路的输出电压驱动的APD来变 换为电信号，在基于该电信号进行信号丟失检测的光接收器中，为了 稳定动作而施加到APD的电压最好恒定。即，需要将高电压发生电 路的输出电压大致保持恒定，从而保障APD的稳定动作。
5但是，光输入信号被截断的一瞬间，高电压发生电路的输出电流 (称为lout)非常接近零值，有可能因控制误差而出现使高电压发生 电^各的输出电压(称为V OUt)上升的反^f动作。又，上升的V out
放大APD的暗电流，尽管没有光输入信号，但向信号丟失检测电路
供给阈值以上的电信号，因此有信号丢失检测误动作的问题。
对于该问题，利用图16所示的电流/电压波形进行详细说明。图 16中光输入信号Pin被截断的场合，APD的输出电流Iapd降低，因 此I out也非常接近零值。
在此，高电压发生电路有时通过PWM (脉宽调制Pulse Width Modulation)控制来进行使输出电压Vout保持恒定的控制的情形。为 了不依赖干扰噪声而得到稳定的Vout， PWM控制回路的典型的结束 时间设定为10msec以上这种较长的时间。
号且如图15所示Iout被截断的场合，产生控制误差，会发生使Vout 瞬间上升的反馈动作。然后，使保持恒定的Vout并放大APD的暗电 流。即，若Vout上升则暗电流祐J文大，因此正在降低的Iapd再次上 升。结果，在直流信号变换电路108中尽管没有光输入信号，但电信 号(信号电平输出)也会如图16中由信号电平输出V peak所表示超 过阈值电压VTH。又，如虚线所示，出现在信号丟失输出Vlos中发 生信号丟失检测误差的问题。
还有，这样动作的光接收器的在没有光输入信号时的lout由下式 1所示。
<formula>formula see original document page 6</formula>
在此，iN 是散粒噪声，q是电子的电荷量，Id是光接收器的暗电 流，B是带通宽度，M是倍增系数。此外X是APD的过剩噪声指数。 又，从式1可知散粒噪声中倍增系数M的贡献大。倍增系数M由以 下式2所表示。1 — ( 6 )"似
V
在此，Vb是APD的反向电压，VB是APD的击穿电压。由式l、 2可知散粒噪声iN^及倍增系数M是Vb越接近Vb就越増加。因而在 没有光输入信号的场合，为了减小I叩d而必须减小APD的反向电压， 即抑制Vout的上升。可是，由于产生上述的控制误差，Vout瞬间上 升，因此Vapd也上升，结果出现产生信号丟失检测误差的问题。
此外，在专利文献2中公开了在没有光输入信号的状态即APD 的待机状态下防止APD上被施加过大的反向电压的方法。更具体地 说，响应信号丢失检测电路(专利文献2中峰检测电路)的输出，向 APD施加适合的V apd。用框图概括专利文献2的发明，则如图15 所示。在此，图15中所标记的符号与图14的符号相同的部分表示与 图14中说明的结构相同。依据将信号丢失检测电路110的输出反馈 至高电压发生电路104的输出决定的专利文献2的方法，可避免光输 入信号丢失时的V out的上升。
但是，在基于专利文献2方法的V out的控制方法中，将高电压 发生电路稳定化的时间常数占支配地位，难以按充分早的响应时间响 应。因而存在将光输入信号丟失时产生的过渡响应即上述的"V out 的上升"抑制、稳定化的概率低，且确实的信号丢失误检测的抑制并 不充分的问题。

发明内容
本发明为了解决诸如上述的课题构思而成，其目的在于提供信号 丟失检测电路没有信号丟失的检测误差而动作的光接收器。
本发明的光接收器具备将光输入信号变换为电信号的光电变换 电路；将该电信号变换为直流信号的直流信号变换电路；向该光电变 换电路供给电压的高电压发生电路；以及吸收该高电压发生电路的一 部分输出电流的电流宿电路。又，以该直流信号变换电路的输出信号越是降低，该电流宿电路就越增加从该高电压发生电路的输出电流吸 收的电流为特征。
本发明的光接收器具备将光输入信号变换为电信号的光电变换 电路；将该电信号变换为直流信号的直流信号变换电路；向该光电变 换电路供给电压的高电压发生电路；以及将该直流信号变换电路的输 出信号的电压值与阈值电压进行比较，；险测该光输入信号有无被截断 的信号丢失检测电路。而且，以具备电流宿电路的特征，该电流宿电 路在该信号丢失检测电路被截断该光输入信号时若输出信号丢失，则 吸收该高电压发生电^各的一部分输出电流。
本发明的光接收器具备将光输入信号变换为电信号的光电变换 电路；向该光电变换电路供给电压的高电压发生电路；检测从该高电 压发生电路流入该光电变换电路的光电流的光电流检测电路；以及吸 收该高电压发生电路的一部分输出电流的电流宿电路。其特征在于 该光电流检测电路检测出的该光电流越是降低，该电流宿电路就越增 加从该高电压发生电路的输出电流吸收的电流。
通过本发明能够没有检测误差且稳定地进行光输入信号的丢失 检测。


图1是实施方式1的光接收器的结构图。
图2是实施方式1的光电变换电路的电路图。
图3是实施方式1的电流宿电路的电路图。
图4是高电压发生电路的电路图。
图5是高电压发生电路各连接部上的电流/电压波形。
图6是光接收器各构成部分的电流/电压波形。
图7是I apd的斜率和ISINK的电流变化率(斜率)的说明图。
图8是实施方式2的光接收器的结构图。
图9是实施方式2的电流宿电路的电路图。图10是针对实施方式2的反向电流Iswjc的说明图。 图11是实施方式3的光接收器的结构图。
图12是针对光电流检测电路的说明图。
图13是针对I麵K的调整的说明图。
图14是说明课题的光接收器的结构图。 图15是说明其它课题的光接收器的结构图。 图16是针对课题电流/电压波形的说明图。 (符号说明)
12 光电变换电路；14 高电压发生电路；18 直流信号变换电 路；20 电流宿电路；22 信号丟失检测电路；36 反相放大电路； 38 晶体管；50 电流宿电路；70 光电流;险测电^s 72 电流宿电 路。
具体实施例方式
实施方式1
图1示出本实施方式的光接收器的结构图。以下参照图1就本实 施方式的光接收器的结构进行说明。本实施方式的光接收器具备光电 变换电路12。光电变换电路12是将从光纤IO导入的光输入信号变换 为电信号的部分，在本实施方式中采用APD。
而且本实施方式的光接收器具备用于向上述APD供给驱动电压 的高电压发生电路14。高电压发生电路14内装了升压电路，供给APD 的驱动电压。以下，将高电压发生电路14的输出电流称为I out、输 出电压称为Vout。
从高电压发生电路14接受电压供给而将光输入信号变换为电信 号的光电变换电路12,将电信号输出至电放大器16。在电放大器16 中进行放大，以使上述电信号的振幅成为在光接收器的后级即电放大 器16以后可识别的信号振幅。被;改大的电信号输入至直流信号变换 电路18。在直流信号变换电路18中，以电放大器16的电振幅作为输
9入源，将表示信号电平的交流电压分量变换为直流电压分量。即，直 流信号变换电路18指的是通过变换至直流电压分量来检测出光输入 信号电平的部分。
而且，本实施方式的光接收器具备信号丟失检测电路22。信号丢 失检测电路22将上述变换为直流电压分量的电信号与规定阈值电压 (警报发出阈值)作比较，检测有无光输入信号的丢失。即，信号丢 失检测电路22在输入至信号丟失检测电路22的输入电信号为阈值电 压以下的场合向外部输出该情况。信号丢失检测电路的输出被称为警 报信号。该警报信号是在没有检测出信号丟失时输出0,而当检测到 信号丟失时输出1的数字信号。还有，信号丢失检测电路22可为与 高电压发生电路14等独立的其它基板即"外加电路"。
而且本实施方式的光接收器具备电流宿电路20。电流宿电路20 是基于来自用于监视光输入信号的振幅的直流信号变换电路18的输 出，调整叠加至高电压发生电路14的负载的部分。即，电流宿电路 20吸收高电压发生电路的一部分输出电流，以在直流信号变换电路 18的输出电压在降低前后使所述高电压发生电路的输出电流保持恒 定。
电流宿电路20是本实施方式的一个特征部分，按照从直流信号变 换电路18输出的光输入信号电平，调整负载，以使高电压发生电路 14的输出电流(I out)保持恒定。在后面就电流宿电路20的电路结 构进4亍详细i兑明。
本实施方式的光接收器的大致结构与上述相同。以下借助电路图 就本实施方式的光电变换电路12、电流宿电路20及高电压发生电路 14进4亍详细i兌明。
参照图2就光电变换电路12进行说明。光电变换电路12具备受 光元件140、电流电压变换放大器(传输阻抗放大器，TIA) 141、及 电阻142。光电变换电路12通过端子143连接到高电压发生电路14。 此外，光电变换电路12通过端子144连接到电放大器16。在此，电阻142串联连接在高电压发生电路14和受光元件140
之间，根据光电流的变化被动地控制施加到受光元件的电压和倍增率
M。即，当光电流增大时通过降低施加到受光元件140的施加电压来 降低受光元件140的倍增率M,当光电流减少时通过提升施加到受光 元件的施加电压来提高倍增率M。因此，当光输入信号丟失而光电流 减少时不具有降低施加到受光元件的施加电压的作用。还有，电阻142 未必是必需的，可不使用电阻142而直接连接高电压发生电路14和 受光元件140。
接着，借助图3，对电流宿电路20的电路图进行说明。电流宿电 路20具备反相放大电路(运算放大器)36。反相放大电路36的反相 输入是直流信号变换电路18的输出，在图3中用符号30来表示。一 个非反相输入是基准电位Vr。反相放大电路36的反相输入侧连接了 用于控制放大率的电阻32。在此，设电阻32的电阻值为Rl。此外用 电阻值R2来表示的电阻34连接在反相i文大电路36的反相输入和输 出之间。
反相放大电路36的输出输入至晶体管38的基极电位。晶体管38 的发射极与低电压电位44连接。还有，在发射极与低电压电位44之 间串联连接电阻40。电阻40的电阻值为R3。 一个晶体管38的集电 极与电流宿电路20的输出48连接。在输出48和上述集电极之间串 联连接电阻42。电阻42的电阻值为R4。此外，/人集电极和电阻42 之间的支点47开始分支，连接了低电压电位45。在分支点47和低电 压电位45之间串联连接电阻46。电阻46的电阻值为R5。低电压电 位44、 45保持在比高电压发生电路14的输出电压V out低的电位， 也可为GND电位。
电流宿电路20的输出48连接在相连高电压发生电路14和光电变 换电路12的布线上。即，如果电流宿电路20的晶体管38处于导通 状态，电流会从高电压发生电路14流入电流宿电路20。
接着，参照图4，对本实施方式的高电压发生电路14的电路图进行说明。
本实施方式的高电压发生电路14具备FET(场效应晶体管Field Effect Transistor) 124。当FET124处于截止(OFF)动作时，(在图 4中用126来表示)与输入电压Vin相等的电压值施加到电容器128， 电容器128被充电。然后，若FET124从截止(OFF )切换到导通(ON )， 则线圏130中与线圏130的电感L和Vin之比成比例的电流di/dt从输 入电位Vin向GND电位流动。即，di/dt由下式3来表示。
di/dt = VL/L ...式3
还有，当FET124处于导通(ON)动作时二极管132连接到电容 器128前级，因此充电在电容器128中的电荷不会向FET124侧放电。
然后，若FET124从导通(ON)切换至截止(OFF)动作，则线 圏130中流动的电流作为正电流而流入二极管132,因此电容器128 中电荷-波充电，输出电压Vout上升。Vout由式4表示。
V out = V in + L ■ di/dt …式4
在此，若V out持续上升，则在线圏130中流过从二极管132的 阳极电位向输入电位126的反向电流，在线圏130中流过的开关电流 保持平衡状态。
若考虑随着FET124的开关动作而流过线圈130的平均电流值为 零的情况，则下式5成立。
在式5中D指的是DUTY比，如式6那样定义。 D = ton/ (ton + toff) …式6
此外，t on指的是FET124的导通(ON )时间，t off指的是FET124 的截止(OFF)时间。又，本实施方式的高电压发生装置14通过调整 DUTY比D来控制V out,使之保持恒定。即，获取将输出电压Vout 电阻分割时的取样电压和基准电压V ref的差分，比较差分量和振荡 器121的输出，输出驱动FET124的栅极电压的数字信号分量。这种数字信号的输出由运算放大器120、 122来进行。然后，通过调整数 字信号的脉宽，控制输出电压的分割电压值相对基准电压成为恒定。
这种控制方法是一般称为PWM (脉宽调制)的控制方式。PWM 控制回路为了不受干扰噪声的影响而得到稳定的输出电压，往往具有 较长的结束时间。此外，本实施方式中的PWM控制回路的结束时间 为10mse左右。
本实施方式的高电压发生电路14的结构具备上述结构，在图4 中说明的电路图的各连接部上的电流/电压波形如图5所示。
参照图6的电流/电压波形，说明具备上述结构的本实施方式的光 接收器的动作及特征。首先，随着光输入信号Pin的截断，APD电流 Iapd降低，光电变换电路12输出的电信号输出Vapdout也降低。根 据降低的电信号输出Vapdout，直流信号变换电路18的输出即信号电 平输出Vpeak也成为阈值电压VTH以下。
输入这种V peak值的电流宿电路20通过反相放大电路36来使V peak的值极性反相，向晶体管38的基极输入。晶体管38根据基极电 位改变发射极电位，最终使由发射极电位和低电压电位44之间的电 位差和电阻R3来确定的电流值Isink从电流宿电路20的输出48流入
低电压电位44侧。IsjNK的值由下式7来表示。
。 P P
在此，Vr是反相放大电路36的基准电位，Vin表示Vpeak， VE
是晶体管38的发射极电位，Vs是基极电位，VBE是基极发射极电位。
由式7可知V in减少时IsiNK增加。即，若V in的减少以光输入信号 减少(包含截断)为前提，则IsiNK的值以补充I apd减少分量的方式 增大。若图示该情况则如图6中的高电压发生电路14的输出电流I out 所示。如此当存在光输入信号的输入时，I out几乎由APD电流I apd构成。另一方面，若光输入信号被截断，则Iout主要由导入电流宿电 路20的电流即Is^K来构成，在光输入信号的截断前后将I OUt的值大
致保持恒定。即Iout是Iapd和I麵K之和，如式8所示。 I out = I apd + ISINK .式8 此外，Iapd如式9所示。 Iapd = PinxRexM …式9
在此，P in是输入光接收器的平均光功率[mW]， Re是光接收器 的光电变换效率[A/W]， M是式2所示的倍增系数。在此，设M的值 (称为M值)为固定，则I apd与P in成比例地增减。又，通过将ISINK 的绝对值与I apd —致并且反转其极性进行控制，可将I out在光输入 信号截断前后大致保持恒定。
本实施方式的特征就是能够这样将I out维持恒定。该效果是为了 使高电压发生电路14的负载状态不依赖光输入信号而保持恒定而通 过电流宿电路20来获得的。又，在出现光输入信号的截断的场合， 也不会使高电压发生电路14的输出电压V out上升且放大暗电流，可 避免信号丢失检测误差。
此外，电流宿电^各20的输出响应远比高电压发生电^各14的响应 时间快。在本实施方式中包含一般的反相放大电路(运算放大器)36 及晶体管38的反馈控制的响应时间为数百微秒。与W目比，高电压 发生电路14的响应时间为数毫秒，因此在高电压发生电路14响应之 前进行基于电流宿电路20的负载重叠，以使I out保持恒定。
可是，与本实施方式的高电压发生电路不同的高电压发生电路中， 为了使输出状态稳定，通常设置恒定的电流负载。在这种情况下，电 流消耗增加且光接收器发热，因此存在电路的动作状态处于恶劣环境 的问题。但是，本实施方式的电流宿电路20根据来自直流信号变换 电路18的光输入信号，改变负载使Iout大致恒定。因而可抑制耗电 的增大且不会无故增加发热量。
而且，本实施方式的Iout适当追力口来自电流宿电路的反向电流，会形成与APD的光电流(电信号)相独立的控制回路。因此，依据 本实施方式，在不改变APD的反向电压的情况下能够使高电压发生 电路14的输出电压稳定，因此APD的M值不会改变而不会影响通常 的接收灵壽丈度性能。用于解决例如在直接控制高电压发生电路的输出 电压时M值变动且无法避免对接收灵敏度性能的影响的问题。
此外，因APD的制造容差而Re及M值变动，认为有时难以将I
out维持恒定。但是，在本实施方式中根据Re调整Is!NK的电流变化率 (斜率)，从而使Iout大致恒定。具体地说，R2/R!比成为控制增益 分量，可用这些值适当调整131服的电流变化率(斜率)。图7是Iapd 的斜率和k腿的电流变化率(斜率)的说明图。如图7所示，能够进
行补偿因APD的制造容差而产生的Re及M值的变动的调整，因此 可使Iout大致恒定。
此外，在图3中说明的电阻42、 46是晶体管38的集电极发射极 间的耐电压(称为VCE)在考虑延迟时不是充分的值的情况而设置的。 即可通过电阻42、 46来补偿VcE的耐电压不足。尤其在使用APD的 场合，Vout变大，但是因晶体管38的安装区域的限制而采用小型部 件等情况下会出现耐电压不足，因此设置电阻42、 46是有意义的。 另一方面，如果与APD的驱动电压相比，晶体管38的耐电压有充分 的富余，就不需要电阻42、 46。
在本实施方式中，晶体管38记载为双极性晶体管，但是只要能进 行使Iout大致恒定的电流控制，就电流控制元件也可，因此并不限定 于晶体管。
实施方式2
在图8中示出本实施方式的光接收器的结构图。在图8中采用与 图1相同的符号的构成要素与图l相同，因此在本实施方式中省略说 明。本实施方式的光接收器的特征在于电流宿电^各50。本实施方式的 电流宿电路50的输入为信号丢失检测电路22的输出。如在实施方式 1中说明的那样，信号丟失检测电路22的输出是(设检测出信号丟失
15时为1 ) 0或1的数字信号。
在本实施方式中随着该数字信号使电流宿电路50的反向电流变 动，从高电压发生电路14的输出部吸收电流，以在光输入信号过渡 响应时抑制高电压发生电路14的输出电流I out的变动。
基于电流宿电路50的负载重叠，即电流的吸收方法如图10所示。 还有，电流宿电路50从Iout吸收的电流为ISINK，通过光电变换电路 12中光输入信号的变换来生成的电流为Iapd。与实施方式1同样地， I out的值通过ISINK和APD电流I apd之和来求出。
由图IO可知，在Iapd充分大的区域中信号丢失检测电路的输出 为0, I,K维持在小值。这时I out对I apd的贡献占主导地位。另一 方面，光输入信号小且Iapd小，即在直流信号变换电路18的信号电 平输出V peak小于警报发生闹值电压VTH的区域中，信号丟失检测 电路的输出为l， IsiNK增加。这时Iout对I測K的贡献占主导地位。
通过采用这种数字信号即信号丟失检测电路22的输出，即使从光 输入信号变换的电信号为小信号，也能确保噪声耐量。此外，还有可 通过固定Is脆来不做调整的优点。
此外，不像实施方式1那样根据信号电平输出连续改变电流宿电 路50的输出电流，但可在光输入信号丢失前后的过渡状态中将I out 的变动抑制在最小范围内，因此能够抑制导致信号丟失检测的高电压 发生装置14的输出电压上升。即与实施方式1同样地，在短的响应 时间内进行基于电流宿电路50的负载重叠，以在高电压发生电路14 响应光输入信号截断之前緩和I out的变动，因此APD上不会施加高 电压。因而可解决信号丢失的检测误差的问题。此外，这样仅在光信 号输入截断且需要从高电压发生电路14吸收电流的场合，电流宿电 路50使负载重叠(吸收电流)，因此也可抑制发热量的增加。而且 不会改变APD的M值，因此不会影响光接收器的接收灵敏度性能。
此外，在图9中示出本实施方式的电流宿电路50的电路图。电流 宿电路50具备被输入信号丢失检测电路22的输出的输入端52。该输入端52与晶体管54的基极连接。晶体管54的发射极与低电压电位 56连接。另一方面，晶体管54的集电极与电流宿电路的输出64连接。 在发射极和低电压电位56之间串联连接电阻61。又，在集电极和输 出端64之间串联连接电阻58。而且从集电极和电阻58之间的分支点 开始分支而连接了低电压电位62，在该低电压电位62和该分支点之 间串联连接电阻60。还有，可省略电阻61,直接连接发射极和低电 压电位56。
接着，对这种结构的电流宿电路的动作进行说明。当信号丢失检 测电路22检测出信号丢失并将输出设为"1"时，输入端52上被施 加使晶体管54导通(ON)的信号。这时电流宿电^各50从高电压发生 电路14导入的电流增大。另一方面，当信号丟失检测电路检测出信 号并将输出设为"0"时，输入端52上被施加使晶体管54截止(OFF) 的信号。这时电流宿电路50从高电压发生电^各14导入的电流减少。 这种电流宿电路的结构比实施方式1的电流宿电路的结构简单，可将 电流宿电路的部件数目抑制在最小范围内。
在本实施方式中，可将信号丢失检测电路的输出和电流宿电路的 反向电流I则K设定为相反极性。即，设信号丢失检测电路22的输出 在警报发出时为0输出，警报非发出时为l输出的逻辑时，如果成为
相反极性的信号丢失检测电路22的输出在1输出时使IsiNK减小，在
O输出时使IstNK上升，就可进行与上述控制相等的控制。这种调整可 通过适当改变晶体管的导电型等来进行。因而即使进行这样反转极性 的控制也能得到本发明的效果。
在本实施方式中，晶体管54记载为双极性晶体管，但是只要能进 行缓和Iout的变动的电流控制，就电流控制元件也可，因此并不限定 于晶体管。
实施方式3
在图11中示出本实施方式的光接收器的结构图。在图11中采用 与图1相同的符号的构成要素与图l相同，因此在本实施方式中省略说明。本实施方式的光接收器具备光电流检测电路70。光电流检测电路70是本实施方式的成为特征的构成要素，因此在下面借助图12进 4亍详细i兌明。光电流检测电路70具备连接到高电压发生电路14的高电压发生 电路连接点74和连接到光电变换电路12的光电变换电路连接点78。 高电压发生电路连接点74和光电变换电路连接点78经由电阻76相 连接。电阻76的电阻值为R8。而且具备从电阻76的两端得到输入的反相放大电路(运算放大 器)84。反相放大电路84的反相输入与电阻76的高电压发生电路连 接点74侧连接。另 一方面，反相》文大电路84的非反相输入与电阻76 的光电变换电路连接点78侧连接。在反相输入和电阻76之间串联连接电阻80，在非反相输入和电 阻76之间串联连接电阻82。电阻80、电阻82的电阻值分别为R10、 R9。而且，在连接电阻80和反相输入之间和反相放大电路84的输出 的布线上串联地配置电阻86。电阻86的电阻值为Rn。反相放大电鴻、 84的输出为光电流^r测电路70的输出，在图12中表示为输出88。 输出88的值为V。。 V。由下式10表示。
<formula>formula see original document page 18</formula> …式10在此，V out是高电压发生电路14的输出电压。此外I apd指的 是APD的电流值。由式10可知Iapd增加时V。减少。又，本实施方式的电流宿电路72以V。的值为输入值，设计成该值越低反向电流IsiNK越减小(例如，可为图9所示的向符号52输入V。的结构)。在本实施方式中通过这种结构，在APD电流Iapd较大时，由于 V。降低而电流宿电路72的输出电流ISINK降低。另 一方面，当I apd 较小时，即光输入信号截断时，由于V。上升而I,K增加。因而由Iapd 和IsiNK之和求出的高电压发生电路14的输出电流I out,因高电压发生电路的负载状态不依赖I apd而能够保持恒定，因此可解决信号丢 失检测误差的问题。此外也同样获得实施方式1中记载的其它效果。 此外，不经由直流信号变换电路18或信号丢失检测电路22而直接用 光电流检测电路70检测APD电流I apd,因此可比实施的方式1和2 更加高速地进行电流宿电路的输出响应，可进一步提高信号丢失检测 的精度。此外，在光电流冲企测电路70中，R11/R10比即电阻86/电阻80的比成为控制增益分量，可控制Is!NK的斜率分量。此外通过调整电阻 分量R8，可控制IsiNK的偏置分量。又，图13是表示将Is!NK调整为能够吸收I apd的制造容差(APD的光电变换效率和M值的容差)的图。 本实施方式的特征在于根据光电流检测电路70检测出的光输入 信号电平(输出88)，使电流宿电路72对高电压发生电路14叠加负 载即吸收电流，以使Iout大致保持恒定。因而，本实施方式的电流宿 电路72可为如实施方式2中的电流宿电路即图9那样的结构，没有 特别的限定。也可省略图9的电阻61,直接连接发射极和低电压电位 56。此外，在实施方式1~3中说明的本发明的特征在于采用电流宿 电路使高电压发生电路14的输出电流大致恒定，并抑制信号丟失检 测误差。因而，在不超出本发明范围的范围中可进行各式各样的变形， 并不局限于实施方式的结构。
权利要求
1.一种光接收器，其特征在于具备将光输入信号变换为电信号的光电变换电路；将所述电信号变换为直流信号的直流信号变换电路；向所述光电变换电路供给电压的高电压发生电路；以及吸收所述高电压发生电路的一部分输出电流的电流宿电路，所述直流信号变换电路的输出信号越是降低，所述电流宿电路就越增加从所述高电压发生电路的输出电流吸收的电流。
2. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于所述电流宿电路 具备.-将所述直流信号变换电路的输出信号的电压值反相放大的反相 i丈大电^各；将所述反相放大电路的输出作为基极的输入的晶体管；以及 在所述晶体管的主电流路径上所述高电压发生电路和低电压电位之间串联连接的电阻，所述晶体管与所述高电压发生电路的输出连接，以使所述晶体管的主电流承担所述高电压发生电路的一部分输出电流。
3. —种光接收器，其特征在于具备 将光输入信号变换为电信号的光电变换电路； 将所述电信号变换为直流信号的直流信号变换电路； 向所述光电变换电路供给电压的高电压发生电路；以及 将所述直流信号变换电路的输出信号的电压值与阈值电压作比较，检测有无所述光输入信号的截断的信号丢失检测电路；所述信号丢失检测电路具备在进行所述光输入信号截断时输出 的信号丟失输出时，吸收所述高电压发生电路的一部分输出电流的电 流宿电^各。
4. 如权利要求3所述的光接收器，其特征在于所述电流宿电路具备在所述高电压发生电路和低电压电位之间串联连接的电阻；以及 对所述电阻串联连接，并通过所述信号丟失检测电路的输出来切 换导通/截止的电流控制元件。
5. —种光接收器，其特征在于具备 将光输入信号变换为电信号的光电变换电路； 向所述光电变换电路供给电压的高电压发生电路； 才企测,人所述高电压发生电5各流入所述光电变换电i 各的光电流的光电流4企测电3各；以及吸收所述高电压发生电路的一部分输出电流的电流宿电路， 所述光电流检测电路检测的所述光电流越是降低，所述电流宿电路就越增加从所述高电压发生电路的输出电流吸收的电流。
6. 如权利要求5所述的光接收器，其特征在于所述光电流检测 电路具备在所述高电压发生电路和光电变换电路之间串联连接的光电流 才企测用电阻；以及输出与所述光电流检测用电阻中流动的电流对应的电压的反相 放大器。
7. 如权利要求5或6所述的光接收器，其特征在于所述电流宿 电路具备将所述光电流检测电路的所述输出电压输入至基极的晶体管；以及在所述晶体管的主电流路径上所述高电压发生电路和低电压电 位之间串联连接的电阻，所述晶体管被连接成使所述晶体管的主电流承担所述高电压发 生电路的一部分输出电流。
8. 如权利要求1所述的光接收器，其特征在于 所述光电变换电路为雪崩光电二极管。
全文摘要
本发明提供没有信号丢失的检测误差而稳定地进行信号丢失检测的光接收器。该光接收器具备将光输入信号变换为电信号的光电变换电路；将该电信号变换为直流信号的直流信号变换电路；向该光电变换电路供给电压的高电压发生电路；以及吸收该高电压发生电路的输出电流的一部分的电流宿电路。该直流信号变换电路的输出信号越是降低，该电流宿电路就越增加从该高电压发生电路的输出电流吸收的电流。
文档编号G02B6/42GK101630044SQ20091012967
公开日2010年1月20日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年7月17日
发明者宇藤健一 申请人:三菱电机株式会社