(57)【要約】【課題】出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを抑制可能で、且つ、出力信号にチャタリングが発生するのを抑制可能な光受信回路を提供する。【解決手段】光受信回路１０は、定電圧源１と、フォトダイオード２と、第１ＴＩＡ３と、第１比較器４と、第２比較器５と、２入力１出力の論理回路６と、出力ドライバ７とを備えている。フォトダイオード２のカソード側は、第１ＴＩＡ３の反転入力端子に接続され、第１ＴＩＡ３の出力端子は、各比較器４，５の非反転入力端子に接続され、定電圧源１は、各比較器４，５の反転入力端子に接続され、各比較器４，５の出力端子は、論理回路６の各入力端子に接続され、論理回路６の出力端子は、出力ドライバ７に接続されている。第１比較器４の反転入力端子には、定電圧源１からの第１直流電圧Ｖthlが入力され、第２比較器５の反転入力端子には、定電圧源１からの第２直流電圧Ｖthhが入力される。【選択図】図１
2014143607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電圧源と、フォトダイオードと、第１トランスインピーダンスアンプと、前記第１トランスインピーダンスアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された第１抵抗と、第１比較器と、第２比較器と、２つの入力端子および１つの出力端子を有する論理回路と、負荷を駆動するための出力信号を出力する出力ドライバとを備え、前記フォトダイオードのカソード側は、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記出力端子は、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの非反転入力端子に接続され、前記定電圧源は、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの反転入力端子に接続され、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの出力端子は、前記論理回路の前記各入力端子に接続され、前記論理回路の前記出力端子は、前記出力ドライバに接続されてなり、前記定電圧源は、互いに異なる第１直流電圧と第２直流電圧とを出力し、前記第１比較器の前記反転入力端子に、前記定電圧源からの前記第１直流電圧が入力され、前記第２比較器の前記反転入力端子に、前記定電圧源からの前記第２直流電圧が入力されてなることを特徴とする光受信回路。
【請求項２】
前記定電圧源は、オペアンプと、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴと、第２抵抗、第３抵抗および第４抵抗の直列回路とを備え、前記オペアンプの反転入力端子は、前記フォトダイオードの前記カソード側に接続され、前記オペアンプの非反転入力端子は、前記第３抵抗における前記第４抵抗との接続点側に接続され、前記オペアンプの出力端子は、前記ｐチャネルＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続され、前記ｐチャネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は、前記第２比較器の前記反転入力端子に接続されるとともに、前記第２抵抗における前記第３抵抗との接続点側とは反対側に接続され、前記第２抵抗における前記第３抵抗との前記接続点側は、前記第１比較器の前記反転入力端子に接続されてなることを特徴とする請求項１記載の光受信回路。
【請求項３】
前記定電圧源は、第１定電流源と、第２定電流源と、第２トランスインピーダンスアンプと、前記第２トランスインピーダンスアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された第５抵抗と、第３トランスインピーダンスアンプと、前記第３トランスインピーダンスアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された第６抵抗とを備え、前記第２トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子は、前記第１定電流源に接続され、前記第２トランスインピーダンスアンプの非反転入力端子は、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第２トランスインピーダンスアンプの前記出力端子は、前記第１比較器の前記反転入力端子に接続されるとともに、前記第５抵抗を介して前記第２トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第３トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子は、前記第２定電流源に接続され、前記第３トランスインピーダンスアンプの非反転入力端子は、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第３トランスインピーダンスアンプの前記出力端子は、前記第２比較器の前記反転入力端子に接続されるとともに、前記第６抵抗を介して前記第３トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続されてなることを特徴とする請求項１記載の光受信回路。
【請求項４】
前記第１定電流源および前記第２定電流源それぞれの温度特性が、前記フォトダイオードの温度特性と同じであることを特徴とする請求項３記載の光受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光信号を電気信号に変換可能な光受信回路が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示された光受信回路は、図４（ａ）に示すように、光信号を電流に変換するフォトダイオード５０と、フォトダイオード５０の出力電流を電圧に変換するトランスインピーダンスアンプ５１とを含む受信部を備えている。また、この光受信回路は、フォトダイオード５０およびトランスインピーダンスアンプ５１と略同等な特性を有するフォトダイオード５２およびトランスインピーダンスアンプ５３と、遮光部５４とを含むダミー受信部を備えている。また、上述の光受信回路は、受信部およびダミー受信部からの電圧信号が入力され、平衡信号Ｓcおよび反転された平衡信号Ｓdを出力する差動アンプ５５を備えている。また、この光受信回路は、差動アンプ５５からの平衡信号Ｓcおよび反転された平衡信号Ｓdの波形を整形するコンパレータ５６と、出力回路５７とを備えている。
【０００４】
特許文献１には、トランスインピーダンスアンプ５１の出力端と、差動アンプ５５におけるダミー受信部側の入力端との間の電路上に、遅延回路５８とトランスコンダクタンスアンプ５９が配置されている旨が記載されている。また、特許文献１には、ダミー受信部の出力電圧に、電圧源６０によりオフセット電圧Ｖ１を加えている旨が記載されている。また、特許文献１には、電圧源６０と差動アンプ５５におけるダミー受信部側の入力端との間の電路上に、抵抗６１が配置されている旨が記載されている。
【０００５】
また、特許文献１には、トランスインピーダンスアンプ５１から出力された電圧信号Ｓaが、遅延回路５８およびトランスコンダクタンスアンプ５９を介して、ダミー受信部から出力された電圧信号に重畳される旨が記載されている。なお、図４（ａ）および図４（ｂ）中のＳbは、ダミー受信部から出力された電圧信号に、電圧信号Ｓaを重畳した電圧信号を表している。
【０００６】
上述の光受信回路では、トランスコンダクタンスアンプ５９のトランスコンダクタンスと、抵抗６１の抵抗値と、オフセット電圧Ｖ１とを適正に選択し、電圧信号Ｓaを、図４（ｂ）中に示す交点Ｐ１，Ｐ２において電圧信号Ｓbと交差させる旨が記載されている。これにより、上述の光受信回路では、出力回路５７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２３６３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の光受信回路では、電圧信号Ｓaを電圧信号Ｓbと交差させるために、トランスインピーダンスアンプ５１の出力端と、差動アンプ５５におけるダミー受信部側の入力端との間の電路上に、遅延回路５８を配置している。よって、上述の光受信回路では、トランスインピーダンスアンプ５１から出力された電圧信号Ｓaの電圧値（瞬時値）が電圧信号Ｓbの電圧値（瞬時値）より高くなったときに、電圧信号Ｓbが、遅延回路５８の時定数に起因して電圧信号Ｓaの立ち上がりから遅れて上昇する。
【０００９】
このため、上述の光受信回路では、例えば、遅延回路５８の時定数が比較的小さい場合、電圧信号Ｓbの電圧値が、再び、電圧信号Ｓaの電圧値よりも高くなる可能性があり、出力回路５７からの出力信号にチャタリングが発生する可能性がある。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを抑制可能で、且つ、出力信号にチャタリングが発生するのを抑制可能な光受信回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光受信回路は、定電圧源と、フォトダイオードと、第１トランスインピーダンスアンプと、前記第１トランスインピーダンスアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された第１抵抗と、第１比較器と、第２比較器と、２つの入力端子および１つの出力端子を有する論理回路と、負荷を駆動するための出力信号を出力する出力ドライバとを備え、前記フォトダイオードのカソード側は、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記出力端子は、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの非反転入力端子に接続され、前記定電圧源は、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの反転入力端子に接続され、前記第１比較器および前記第２比較器それぞれの出力端子は、前記論理回路の前記各入力端子に接続され、前記論理回路の前記出力端子は、前記出力ドライバに接続されてなり、前記定電圧源は、互いに異なる第１直流電圧と第２直流電圧とを出力し、前記第１比較器の前記反転入力端子に、前記定電圧源からの前記第１直流電圧が入力され、前記第２比較器の前記反転入力端子に、前記定電圧源からの前記第２直流電圧が入力されてなることを特徴とする。
【００１２】
この光受信回路において、前記定電圧源は、オペアンプと、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴと、第２抵抗、第３抵抗および第４抵抗の直列回路とを備え、前記オペアンプの反転入力端子は、前記フォトダイオードの前記カソード側に接続され、前記オペアンプの非反転入力端子は、前記第３抵抗における前記第４抵抗との接続点側に接続され、前記オペアンプの出力端子は、前記ｐチャネルＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続され、前記ｐチャネルＭＯＳＦＥＴのドレイン端子は、前記第２比較器の前記反転入力端子に接続されるとともに、前記第２抵抗における前記第３抵抗との接続点側とは反対側に接続され、前記第２抵抗における前記第３抵抗との前記接続点側は、前記第１比較器の前記反転入力端子に接続されてなることが好ましい。
【００１３】
この光受信回路において、前記定電圧源は、第１定電流源と、第２定電流源と、第２トランスインピーダンスアンプと、前記第２トランスインピーダンスアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された第５抵抗と、第３トランスインピーダンスアンプと、前記第３トランスインピーダンスアンプの反転入力端子と出力端子との間に接続された第６抵抗とを備え、前記第２トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子は、前記第１定電流源に接続され、前記第２トランスインピーダンスアンプの非反転入力端子は、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第２トランスインピーダンスアンプの前記出力端子は、前記第１比較器の前記反転入力端子に接続されるとともに、前記第５抵抗を介して前記第２トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第３トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子は、前記第２定電流源に接続され、前記第３トランスインピーダンスアンプの非反転入力端子は、前記第１トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続され、前記第３トランスインピーダンスアンプの前記出力端子は、前記第２比較器の前記反転入力端子に接続されるとともに、前記第６抵抗を介して前記第３トランスインピーダンスアンプの前記反転入力端子に接続されてなることが好ましい。
【００１４】
この光受信回路において、前記第１定電流源および前記第２定電流源それぞれの温度特性が、前記フォトダイオードの温度特性と同じであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光受信回路においては、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを抑制可能で、且つ、出力信号にチャタリングが発生するのを抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１の光受信回路の回路図である。
【図２】実施形態１の光受信回路に関し、（ａ）は第１トランスインピーダンスアンプの出力波形の説明図、（ｂ）は出力ドライバの出力波形の説明図である。
【図３】実施形態２の光受信回路の回路図である。
【図４】従来例の光受信回路に関し、（ａ）は回路図、（ｂ）は差動アンプの入力波形および出力波形の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
以下、本実施形態の光受信回路について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００１８】
光受信回路１０は、２つの異なる直流電圧を出力する定電圧源１と、フォトダイオード２と、第１トランスインピーダンスアンプ（以下、第１ＴＩＡ）３と、第１ＴＩＡ３の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ１とを備えている。また、光受信回路１０は、第１比較器４と、第２比較器５と、２つの入力端子および１つの出力端子を有する論理回路６と、負荷（図示せず）を駆動するための出力信号を出力する出力ドライバ７とを備えている。なお、本実施形態では、説明の便宜上、上記負荷を駆動するための出力信号を、駆動信号と称することもある。また、本実施形態では、第１ＴＩＡ３の非反転入力端子を、例えば、所定の直流電圧を出力する第１電圧源（図示せず）に接続してある。
【００１９】
定電圧源１は、オペアンプ８と、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（以下、ＰＭＯＳ）９と、３つの抵抗Ｒ２〜Ｒ４からなる直列回路とを備えている。
【００２０】
オペアンプ８の反転入力端子は、フォトダイオード２のカソード側に接続されている。また、オペアンプ８の非反転入力端子は、抵抗Ｒ４の一端に接続されている。抵抗Ｒ４の他端は、接地されている。
【００２１】
オペアンプ８の出力端子は、ＰＭＯＳ９のゲート端子に接続されている。ＰＭＯＳ９のドレイン端子は、第２比較器５の反転入力端子に接続されている。また、ＰＭＯＳ９のドレイン端子は、抵抗Ｒ２の一端に接続されている。なお、本実施形態では、ＰＭＯＳ９のソース端子を、例えば、所定の直流電圧を出力する第２電圧源ＶDDに接続してある。
【００２２】
抵抗Ｒ２の他端は、第１比較器４の反転入力端子に接続されている。また、抵抗Ｒ２の他端は、抵抗Ｒ３の一端に接続されている。抵抗Ｒ３の他端は、抵抗Ｒ４の一端に接続されている。
【００２３】
フォトダイオード２のアノード側は、接地されている。フォトダイオード２のカソード側は、第１ＴＩＡ３の反転入力端子に接続されている。
【００２４】
第１ＴＩＡ３の出力端子は、第１比較器４の非反転入力端子に接続されている。また、第１ＴＩＡ３の出力端子は、第２比較器５の非反転入力端子に接続されている。
【００２５】
論理回路６としては、例えば、フリップフロップを用いることができる。具体的に説明すると、論理回路６としては、例えば、第１比較器４および第２比較器５それぞれからの出力信号が入力されたときの出力が下記の表１に示す状態表を満たすフリップフロップを用いればよい。なお、図１中の論理回路６の図記号におけるＣＬＫは、第１比較器４からの出力信号の立ち上がりを検出する入力端子（以下、第１入力端子）を表している。また、図１中の論理回路６の図記号におけるＣＬＫＢは、第２比較器５からの出力信号の立ち下がりを検出する入力端子（以下、第２入力端子）を表している。さらに、図１中の論理回路６の図記号におけるＱは、出力端子を表している。また、図１中の論理回路６の図記号におけるＤＢは、論理回路６の出力端子Ｑからの出力信号の状態（ハイレベルまたはローレベル）を反転する端子を表している。
【００２６】
論理回路６の第１入力端子ＣＬＫは、第１比較器４の出力端子に接続されている。論理回路６の第２入力端子ＣＬＫＢは、第２比較器５の出力端子に接続されている。論理回路６の出力端子Ｑは、出力ドライバ７の入力端に接続されている。
【００２７】
【表１】
2014143607.tif 000003
【００２８】
出力ドライバ７は、論理回路６の出力端子Ｑからの出力信号に対応する上記駆動信号を出力する。
【００２９】
ところで、本実施形態の光受信回路１０では、第１比較器４の反転入力端子に、定電圧源１から出力された第１直流電圧である第１しきい値電圧Ｖthlが入力されている。また、光受信回路１０では、第２比較器５の反転入力端子に、定電圧源１から出力された第２直流電圧である第２しきい値電圧Ｖthhが入力されている。
【００３０】
本実施形態では、オペアンプ８の反転入力端子に、フォトダイオード２のカソード側の電位Ｖiが入力されると、オペアンプ８の非反転入力端子の入力電圧が、フォトダイオード２のカソード側の電位Ｖiと同じになる。これにより、第１しきい値電圧Ｖthlは、抵抗Ｒ２〜Ｒ４それぞれの抵抗値をｒ２〜ｒ４とすると、次式により求められる。
【００３１】
【数１】
2014143607.tif 000004
【００３２】
また、第２しきい値電圧Ｖthhは、抵抗Ｒ２〜Ｒ４それぞれの抵抗値をｒ２〜ｒ４とすると、次式により求められる。
【００３３】
【数２】
2014143607.tif 000005
【００３４】
また、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、第１しきい値電圧Ｖthlを、フォトダイオード２のカソード側の電位Ｖiよりも大きく設定してある。また、本実施形態では、第２しきい値電圧Ｖthhを、第１しきい値電圧Ｖthlよりも大きく設定してある。すなわち、第１しきい値電圧Ｖthlおよび第２しきい値電圧Ｖthhの各々は、Ｖi＜Ｖthl＜Ｖthhの関係式を満たすように設定されている。
【００３５】
以下、本実施形態の光受信回路１０の動作について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００３６】
光受信回路１０では、フォトダイオード２で光信号が受信されない場合、フォトダイオード２に光電流Ｉpdが流れないので、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaは、フォトダイオード２のカソード側の電位Ｖiと同じになる。これにより、光受信回路１０では、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが、第１しきい値電圧Ｖthlおよび第２しきい値電圧Ｖthhよりも低くなるので、第１比較器４および第２比較器５それぞれの出力電圧は、ローレベルとなる。よって、光受信回路１０では、論理回路６の出力電圧がローレベルとなり、出力ドライバ７の出力電圧Ｖoもローレベルとなる。
【００３７】
一方、光受信回路１０では、フォトダイオード２で光信号を受信した場合、フォトダイオード２に光電流Ｉpdが流れるので、抵抗Ｒ１の抵抗値をｒ１とすると、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaは、次式により求められる。
【００３８】
【数３】
2014143607.tif 000006
【００３９】
本実施形態の光受信回路１０では、フォトダイオード２の光電流Ｉpdが増加すると、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaも増加する。そして、光受信回路１０では、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖthlに達したとき（図２中のｔ１，ｔ４の時点）、第１比較器４の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路６の出力電圧がローレベルからハイレベルとなり、出力ドライバ７の出力電圧Ｖoも、ローレベルからハイレベルとなる。
【００４０】
また、光受信回路１０では、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖthhを超えたとき、第２比較器５の出力電圧が、ローレベルからハイレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路６の出力電圧がハイレベルを維持し、出力ドライバ７の出力電圧Ｖoもハイレベルを維持する。
【００４１】
また、光受信回路１０では、フォトダイオード２の光電流Ｉpdが減少すると、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaも減少する。そして、光受信回路１０では、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖthhに達したとき（図２中のｔ２の時点）、第２比較器５の出力電圧が、ハイレベルからローレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路６の出力電圧がハイレベルからローレベルとなり、出力ドライバ７の出力電圧Ｖoも、ハイレベルからローレベルとなる。
【００４２】
また、光受信回路１０では、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖthlを下回ったとき、第１比較器４の出力電圧が、ハイレベルからローレベルとなる。これにより、光受信回路１０では、論理回路６の出力電圧がローレベルを維持し、出力ドライバ７の出力電圧Ｖoもローレベルを維持する。
【００４３】
ところで、図４（ａ）に示した構成を有する従来例の光受信回路では、出力回路５７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを低減するために、トランスコンダクタンスアンプ５９のトランスコンダクタンスと、抵抗６１の抵抗値と、オフセット電圧Ｖ１とを適正に選択し、電圧信号Ｓaを、交点Ｐ１，Ｐ２において電圧信号Ｓbと交差させている。また、従来例の光受信回路では、電圧信号Ｓaを電圧信号Ｓbと交差させるために、トランスインピーダンスアンプ５１の出力端と、差動アンプ５５におけるダミー受信部側の入力端との間の電路上に、遅延回路５８を配置している。よって、従来例の光受信回路では、トランスインピーダンスアンプ５１から出力された電圧信号Ｓaの電圧値（瞬時値）が電圧信号Ｓbの電圧値（瞬時値）より高くなったときに、電圧信号Ｓbが、遅延回路５８の時定数に起因して電圧信号Ｓaの立ち上がりから遅れて上昇する。言い換えれば、従来例の光受信回路では、しきい値電圧である電圧信号Ｓbが、遅延回路５８の時定数に起因して電圧信号Ｓaの変化よりも遅れて変化する。
【００４４】
よって、従来例の光受信回路では、例えば、遅延回路５８の時定数が比較的大きい場合、差動アンプ５５から出力された平衡信号Ｓcおよび反転された平衡信号Ｓdのクロスポイントの位置がずれる可能性がある。これにより、従来例の光受信回路では、差動アンプ５５から出力された平衡信号Ｓcのパルス幅Ｗc（図４（ｂ）参照）および反転された平衡信号Ｓdのパルス幅Ｗdそれぞれが、トランスインピーダンスアンプ５１から出力された電圧信号Ｓaのパルス幅Ｗaよりも大きくなり、出力回路５７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生する可能性がある。ここにおいて、出力回路５７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生するとは、出力回路５７からの出力信号のパルス幅が、フォトダイオード２により受信された光信号（入力信号）のパルス幅と異なる状態をいう。
【００４５】
これに対して、本実施形態の光受信回路１０では、第１しきい値電圧Ｖthlおよび第２しきい値電圧Ｖthhそれぞれを一定の電圧（直流電圧）としているので、従来例の光受信回路に比べて、出力ドライバ７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを抑制することが可能となる。
【００４６】
また、光受信回路１０では、第１しきい値電圧Ｖthlおよび第２しきい値電圧Ｖthhそれぞれを一定の電圧（直流電圧）としているので、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが第１しきい値電圧Ｖthlに達した後、第１しきい値電圧Ｖthlが、再び、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaよりも高くなるのを抑制することが可能となる。また、光受信回路１０では、第１しきい値電圧Ｖthlおよび第２しきい値電圧Ｖthhそれぞれを一定の電圧（直流電圧）としているので、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが第２しきい値電圧Ｖthhに達した後、第２しきい値電圧Ｖthhが、再び、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaよりも低くなるのを抑制することが可能となる。これにより、本実施形態の光受信回路１０では、従来例の光受信回路に比べて、出力ドライバ７からの出力信号にチャタリングが発生するのを抑制することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態の光受信回路１０では、フォトダイオード２の光電流Ｉpdが減少するとき、例えば、フォトダイオード２内の拡散電流に起因して、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaに裾引きが発生する可能性がある（図２（ａ）参照）。ここにおいて、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaに裾引きが発生するとは、フォトダイオード２の光電流Ｉpdが減少するときに、例えば、フォトダイオード２内の拡散電流に起因して、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaが緩やかに減少する状態をいう。また、図２（ａ）では、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaに裾引きが発生している状態を、一点鎖線で表している。
【００４８】
本願発明者らは、光受信回路１０において第２しきい値電圧Ｖthhを第１しきい値電圧Ｖthlと同じ電圧に設定した比較例の光受信回路を考えた。
【００４９】
比較例の光受信回路では、フォトダイオード２の光電流Ｉpdが減少するとき、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaに裾引きが発生すると、出力ドライバ７の出力電圧Ｖoが立ち下がりを開始する時点（図２（ｂ）中のｔ３の時点）が、光受信回路１０における出力ドライバ７の出力電圧Ｖoの立ち下がりを開始する時点（図２（ｂ）中のｔ２の時点）よりも遅くなる。これにより、比較例の光受信回路では、出力ドライバ７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生する可能性がある。
【００５０】
これに対して、本実施形態の光受信回路１０では、第１しきい値電圧Ｖthlおよび第２しきい値電圧Ｖthhの各々を、Ｖi＜Ｖthl＜Ｖthhの関係式を満たすように設定しているので、フォトダイオード２の光電流Ｉpdが減少するとき、仮に、第１ＴＩＡ３の出力電圧Ｖaに裾引きが発生したとしても、比較例の光受信回路に比べて、出力ドライバ７からの出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを抑制することが可能となる。
【００５１】
以上説明した本実施形態の光受信回路１０は、定電圧源１と、フォトダイオード２と、第１トランスインピーダンスアンプ３と、第１トランスインピーダンスアンプ３の反転入力端子と出力端子との間に接続された第１抵抗Ｒ１とを備えている。また、光受信回路１０は、第１比較器４と、第２比較器５と、２つの入力端子および１つの出力端子を有する論理回路６と、上記負荷を駆動するための出力信号を出力する出力ドライバ７とを備えている。また、フォトダイオード２のカソード側は、第１トランスインピーダンスアンプ３の反転入力端子に接続され、第１トランスインピーダンスアンプ３の出力端子は、第１比較器４および第２比較器５それぞれの非反転入力端子に接続されている。また、定電圧源１は、第１比較器４および第２比較器５それぞれの反転入力端子に接続され、第１比較器４および第２比較器５それぞれの出力端子は、論理回路６の各入力端子に接続されている。また、論理回路６の出力端子は、出力ドライバ７に接続されている。また、光受信回路１０では、定電圧源１が、互いに異なる第１直流電圧Ｖthlと第２直流電圧Ｖthhとを出力する。そして、光受信回路１０では、第１比較器４の反転入力端子に、定電圧源１からの第１直流電圧Ｖthlが入力され、第２比較器５の反転入力端子に、定電圧源１からの第２直流電圧Ｖthhが入力される。これにより、本実施形態の光受信回路１０では、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを抑制可能で、且つ、出力信号にチャタリングが発生するのを抑制可能となる。
【００５２】
（実施形態２）
本実施形態の光受信回路１０の基本構成は、実施形態１と同じであり、図３に示すように、定電圧源１が、第１定電流源１３と、第２定電流源１４と、第２トランスインピーダンスアンプ１５と、第２トランスインピーダンスアンプ１５の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ５と、第３トランスインピーダンスアンプ１６と、第３トランスインピーダンスアンプ１６の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ６とを備えている点が実施形態１と相違する。なお、本実施形態では、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５３】
第２トランスインピーダンスアンプ（以下、第２ＴＩＡ）１５の反転入力端子は、第１定電流源１３を介して接地されている。第２ＴＩＡ１５の非  
反転入力端子は、第１ＴＩＡ３の反転入力端子に接続されている。第２ＴＩＡ１５の出力端子は、第１比較器４の反転入力端子に接続されている。また、第２ＴＩＡ１５の出力端子は、抵抗Ｒ５を介して第２ＴＩＡ１５の反転入力端子に接続されている。
【００５４】
第３トランスインピーダンスアンプ（以下、第３ＴＩＡ）１６の反転入力端子は、第２定電流源１４を介して接地されている。第３ＴＩＡ１６の非反転入力端子は、第１ＴＩＡ３の反転入力端子に接続されている。第３ＴＩＡ１６の出力端子は、第２比較器５の反転入力端子に接続されている。また、第３ＴＩＡ１６の出力端子は、抵抗Ｒ６を介して第３ＴＩＡ１６の反転入力端子に接続されている。
【００５５】
第１しきい値電圧Ｖthlは、第１定電流源１３の出力電流をＩrefl、抵抗Ｒ５の抵抗値をｒ５とすると、次式により求められる。
【００５６】
【数４】
2014143607.tif 000007
【００５７】
第２しきい値電圧Ｖthhは、第２定電流源１４の出力電流をＩrefh、抵抗Ｒ６の抵抗値をｒ６とすると、次式により求められる。
【００５８】
【数５】
2014143607.tif 000008
【００５９】
本実施形態の光受信回路１０では、第１定電流源１３および第２定電流源１４それぞれの温度特性が、フォトダイオード２の温度特性と同じであることが好ましい。本実施形態では、例えば、フォトダイオード２の温度特性と同じ温度特性を有する第１定電流源１３および第２定電流源１４を用いている。これにより、本実施形態の光受信回路１０では、出力ドライバ７からの出力信号が、温度に起因して変動するのを抑制することが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態の光受信回路１０の動作は、実施形態１と同じであるため、説明を省略する。
【００６１】
以上説明した本実施形態の光受信回路１０は、定電圧源１と、フォトダイオード２と、第１トランスインピーダンスアンプ３と、第１トランスインピーダンスアンプ３の反転入力端子と出力端子との間に接続された第１抵抗Ｒ１とを備えている。また、光受信回路１０は、第１比較器４と、第２比較器５と、２つの入力端子および１つの出力端子を有する論理回路６と、上記負荷を駆動するための出力信号を出力する出力ドライバ７とを備えている。また、フォトダイオード２のカソード側は、第１トランスインピーダンスアンプ３の反転入力端子に接続され、第１トランスインピーダンスアンプ３の出力端子は、第１比較器４および第２比較器５それぞれの非反転入力端子に接続されている。また、定電圧源１は、第１比較器４および第２比較器５それぞれの反転入力端子に接続され、第１比較器４および第２比較器５それぞれの出力端子は、論理回路６の各入力端子に接続されている。また、論理回路６の出力端子は、出力ドライバ７に接続されている。また、光受信回路１０では、定電圧源１が、互いに異なる第１直流電圧Ｖthlと第２直流電圧Ｖthhとを出力する。そして、光受信回路１０では、第１比較器４の反転入力端子に、定電圧源１からの第１直流電圧Ｖthlが入力され、第２比較器５の反転入力端子に、定電圧源１からの第２直流電圧Ｖthhが入力される。これにより、本実施形態の光受信回路１０では、出力信号のパルス幅に歪みが発生するのを抑制可能で、且つ、出力信号にチャタリングが発生するのを抑制可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
１  定電圧源
２  フォトダイオード
３  第１トランスインピーダンスアンプ
４  第１比較器
５  第２比較器
６  論理回路
７  出力ドライバ
８  オペアンプ
９  ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ
１０  光受信回路
１３  第１定電流源
１４  第２定電流源
１５  第２トランスインピーダンスアンプ
１６  第３トランスインピーダンスアンプ
Ｒ１  抵抗（第１抵抗）
Ｒ２  抵抗（第２抵抗）
Ｒ３  抵抗（第３抵抗）
Ｒ４  抵抗（第４抵抗）
Ｒ５  抵抗（第５抵抗）
Ｒ６  抵抗（第６抵抗）
Ｖthl  第１しきい値電圧（第１直流電圧）
Ｖthh  第２しきい値電圧（第２直流電圧）
【図１】
2014143607.tif 000009
【図２】
2014143607.tif 000010
【図３】
2014143607.tif 000011
【図４】
2014143607.tif 000012