光接收电路和光耦合装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种难以产生错误输出且稳定地进行动作的光接收电路和光耦合装置。根据一个实施方式，光接收电路包括：第一受光元件，输出第一电流信号；反相放大电路，具有与所述第一受光元件相连接的输入端子和输出基于所述第一电流信号的电压信号的输出端子；第一电阻元件和第二电阻元件，在所述输入端子与所述输出端子之间串联连接；第三电阻元件和电容器，在所述第一电阻元件和所述第二电阻元件间的连接点与基准电位之间串联连接；以及充电电路，利用基于所述第一电流信号而输出的电流，对所述电容器进行充电。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】光接收电路和光耦合装置相关申请的引用本申请基于并要求2014年8月27日提出的日本专利申请2014 — 173090号的优先权，其全部内容通过引用而被包含在本文中。
这里说明的实施方式整体上涉及光接收电路和光耦合装置。
技术介绍
近年来，在光耦合元件或光数据链路等使用光来传输信号的装置中，发光元件的发光效率等性能有所改善，形成光传输路径的塑料光纤的传输损耗等级也有所提高。因此，通过使用这些设备，能进行低成本大容量的光数据通信。在这样的光数据通信环境中期望扩大光接收电路的动态范围，并且能在宽的动作范围内维持稳定的动作。随着光传输路径的传输距离的延长，所传输的光信号的强度会包含从微弱电平至非常强的电平，光接收电路的动态范围的扩大成为更重要的问题。例如，在输入段中包含有受光元件和TIA(Trans Impedance Amplifier、互阻放大器)的光接收电路中，如果在接收微弱电平的光信号时进行TIA的增益设定，则在信号强度强的情况下，TIA就会饱和而输出的信号波形失真。因而，由于在输出信号中产生了错误输出，所以必须抑制信号强度。
技术实现思路
实施方式在于提供一种难以产生错误输出且稳定地进行动作的光接收电路和光耦合装置。根据一个实施方式，光接收电路包括:第一受光元件，输出第一电流信号；反相放大电路，具有与所述第一受光元件相连接的输入端子和输出基于所述第一电流信号的电压信号的输出端子；第一电路，包含在所述输入端子与所述输出端子之间串联连接的第一电阻元件和第二电阻元件、以及在所述第一电阻元件和所述第二电阻元件间的连接点与基准电位之间串联连接的第三电阻元件和电容器；以及充电电路，利用基于所述第一电流信号而输出的电流，对所述电容器进行充电。根据上述结构的光接收电路和光耦合装置，能够提供一种难以产生错误输出且稳定地进行动作的光接收电路和光耦合装置。【附图说明】图1是例示第一实施方式涉及的光接收电路的框图。图2是例示第二实施方式涉及的光接收电路的电路图。图3是说明第二实施方式的比较例涉及的光接收电路的动作的电路图。图4是例示第三实施方式涉及的光接收电路的框图。图5是例示第三实施方式的比较例涉及的光接收电路的框图。图6(a)是说明第三实施方式的光接收电路的动作的动作波形图。图6(b)是说明其比较例的光接收电路的动作的动作波形图。图7是例示第四实施方式涉及的光接收电路的框图。图8是例示第四实施方式的比较例涉及的光接收电路的框图。图9(a)是说明第四实施方式的光接收电路的动作的动作波形图。图9(b)是说明其比较例的光接收电路的动作的动作波形图。图10是例示第五实施方式涉及的光接收电路的框图。图11 (a)是例示第六实施方式涉及的光耦合装置的框图。图11 (b)是例示第六实施方式涉及的光耦合装置的构造的剖视图。图12是例示第七实施方式涉及的光通信系统的框图。【具体实施方式】 以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。(第一实施方式)图1是例示本实施方式涉及的光接收电路的电路图。如图1所示，本实施方式的光接收电路10包括受光元件l(ro)、反相放大电路2(Ai)、反馈电路3、限制电路4以及电流反射镜电路5。光接收电路10连接在基准电位20与电源电位25之间。基准电位20是光接收电路10所连接的电位中最低的电位，典型的是接地电位0V。电源电位25是光接收电路10所连接的电位中最高的电位，例如是3.3V。基准电位20和电源电位25只要维持上述电位关系即可，也可以基准电位20和电源电位两者或者一方具有负电位。受光元件1连接在基准电位20与输入受光元件1的输出电流Ip的输入节点21 (N1)之间。受光元件1例如是硅光电二极管。受光元件1除了是硅光电二极管以外，也可以根据光传输距离或通信速度等而是硅PIN光电二极管或者雪崩光电二极管等其他光电变换元件。材料也不限于硅。反相放大电路2具有与输入节点21相连接的输入端子II和与输出节点23 (N2)相连接的输出端子01。反相放大电路2将输入到输入端子II中的电压反相放大并输出到输出端子01。反馈电路3包含第一电阻元件31 (Rfl)、第二电阻元件32 (Rf2)、第三电阻元件(Rp) 33和电容器34(Cp)。第一电阻元件31和第二电阻元件32串联连接，连接在反相放大电路2的输入端子II与输出端子01之间。第三电阻元件33和电容器34串联连接，连接在第一电阻元件31和第二电阻元件32间的连接点即连接节点26 (N3)与基准电位20之间。连接有这样的反馈电路3的反相放大电路2，构成反馈量根据频率进行变化的互阻放大电路30。假设输入到输入端子11中的电流为III，从输出端子01输出的电压为V01，则互阻Z如下地表示。Z = V01/II1= (Rfl+Rf2).{l+joCp (Rp+Rfl.Rf2/ (Rf 1+Rf2)} / (1+j ω CpRp)(1)在低频中，Cp的阻抗大，由第一电阻元件Rfl和第二电阻元件Rf2的串联电阻(Rfl+Rf2)决定互阻。在Cp的阻抗变小的高频中，由(Rfl+Rf2)+Rfl.Rf2/Rp决定互阻。即，在本实施方式的光接收电路10中，互阻Z根据输入信号的频率进行变化。限制电路4包含限制晶体管14 (M2)，该限制晶体管14 (M2)具有与输出节点23相连接的栅极端子G2 (控制端子)和与输入节点21相连接的源极端子S2 (第一主端子)。限制晶体管14的漏极端子D2(第二主端子)与电流反射镜电路5的基准电流设定端子CMref相连接。限制晶体管14例如是N沟道M0SFET。限制电路4对串联连接的第一电阻元件31和第二电阻元件32的两端电压进行检测。在两端电压达到限制晶体管14的阈值电压的情况下，限制晶体管14导通并钳位第一电阻元件31和第二电阻元件32的两端电压。因此，从反相放大电路2的输出端子01输出的电压V01不会上升到该值以上，防止了输出饱和。限制电路4也可以包含连接在限制晶体管14的源极端子与输入节点21之间的电阻元件。通过插入这样的电阻元件，防止了限制晶体管14的阻抗急剧下降，能够更稳定地防止从输出端子01输出的电压V01的饱和。电流反射镜电路5具有与电源电位25相连接的电源端子Vddm。电流反射镜电路5具有从电源电位25接受电力供给并设定基准电流Iref的基准电流设定端子CMref和折返(replicate)所设定的基准电流Iref而输出输出电流lout的电流输出端子CMout。基准电流设定端子CMref与限制晶体管14的漏极端子D2相连接。电流输出端子CMout与反馈电路3的串联的第三电阻元件33和电容器34间的连接点即连接节点27 (N4)相连接。输出电流lout可以设为基准电流Iref的k倍的值。在此，k是任意正数。以下对本实施方式涉及的光接收电路10的动作进行说明。设定受光元件1被脉冲状驱动，输出脉冲状的输出电流Ip。受光元件1接受光后生成脉冲状的输出电流Ip。所生成的输出电流Ip经由输入节点21流到反馈电路3。更具体地说，在限制电路4不动作的输入信号电平的情况下，按照输出电流Ip的前沿(上升)，连接节点26的电位上升，以从连接节点26经由第三电阻元件33向电容器34充电的方式流过的电流，加到输出电流I当前第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光接收电路，包括：第一受光元件，输出第一电流信号；反相放大电路，具有与所述第一受光元件相连接的输入端子和输出基于所述第一电流信号的电压信号的输出端子；第一电路，包含在所述输入端子与所述输出端子之间串联连接的第一电阻元件和第二电阻元件、以及在所述第一电阻元件和所述第二电阻元件间的连接点与基准电位之间串联连接的第三电阻元件和电容器；以及充电电路，利用基于所述第一电流信号而输出的电流，对所述电容器进行充电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃永浩，佐仓成之，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP