(57)【要約】【課題】  増幅器２の入出力間電圧がＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧より低い電圧でも、受光ＩＣの光電流・電圧変換回路内の増幅器が飽和せず、回路全体の応答速度が低下しない光電流・電圧変換回路を提供しようとするものである。【解決手段】  フォトダイオード１の一端を、出力電圧を抵抗１１を介して入力端３に帰還させた増幅器２の入力端３に逆バイアス接続し、フォトダイオード１の光電流出力を電圧変換する回路において、増幅器２は３段の同一構成の反転増幅段が直流結合されて構成され、抵抗１１にはＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１２が並列接続され、そのゲートが２段目の反転増幅段出力端１３に接続されたことを特徴とする光電流・電圧変換回路である。【選択図】図１
2005051573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、前記帰還抵抗に並列に接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、前記増幅器は３段以上で直流結合された反転増幅段で構成され、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧の絶対値がドレイン・ソース間電圧の絶対値よりも大きくなるように前記ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段のうち最終段以外の出力に接続されたことを特徴とする光電流・電圧変換回路。
【請求項２】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、前記帰還抵抗に並列に接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、前記増幅器は３段以上で直流結合された反転増幅段で構成され、前記ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧の絶対値がドレイン・ソース間電圧の絶対値よりも小さくなるように前記ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段のうち最終段以外の出力に接続されたことを特徴とする光電流・電圧変換回路。
【請求項３】
前記増幅器を構成する反転増幅段がソース接地したＭＯＳＦＥＴからなる同一構成の反転増幅段であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の光電流・電圧変換回路。
【請求項４】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端と接地間に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列接続されたクランプ用ＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、
前記増幅器は３段以上で直流結合されたソース接地のＮｃｈ型ＭＯＳＦＥＴからなる反転増幅段で構成され、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴはＰｃｈ型で構成され、前記増幅器の入出力端間最大電圧が前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧より小さく、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段の偶数段目の出力に接続されていることを特徴とした光電流・電圧変換回路。
【請求項５】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端と接地間に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、
前記増幅器は３段以上で直流結合されたソース接地のＮｃｈ型ＭＯＳＦＥＴからなる反転増幅段で構成され、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴはＰｃｈ型で構成され、前記増幅器の入出力端間最大電圧が前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧より大きく、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段の偶数段目の入力に接続されていることを特徴とした光電流・電圧変換回路。
【請求項６】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端と接地間に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、
前記増幅器は３段以上で直流結合されたソース接地のＮｃｈ型ＭＯＳＦＥＴからなる反転増幅段で構成され、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴはＮｃｈ型で構成され、前記増幅器の入出力端間最大電圧が前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧より大きく、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段の偶数段目の入力に接続されていることを特徴とした光電流・電圧変換回路。
【請求項７】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端と電源間に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列接続されたクランプ用ＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、
前記増幅器は３段以上で直流結合されたソース接地のＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴからなる反転増幅段で構成され、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴはＮｃｈ型で構成され、前記増幅器の入出力端間最大電圧が前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧より小さく、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段の偶数段目の出力に接続されていることを特徴とした光電流・電圧変換回路。
【請求項８】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端と電源間に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、
前記増幅器は３段以上で直流結合されたソース接地のＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴからなる反転増幅段で構成され、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴはＮｃｈ型で構成され、前記増幅器の入出力端間最大電圧が前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧より大きく、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段の偶数段目の入力に接続されていることを特徴とした光電流・電圧変換回路。
【請求項９】
入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端と電源間に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、
前記増幅器は３段以上で直流結合されたソース接地のＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴからなる反転増幅段で構成され、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴはＰｃｈ型で構成され、前記増幅器の入出力端間最大電圧が前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧より大きく、前記クランプ用ＭＯＳＦＥＴのゲートが前記反転増幅段の偶数段目の入力に接続されていることを特徴とした光電流・電圧変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子により発生する光電流を電圧に変換する光電流・電圧変換回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトダイオードなどの受光素子により発生する光電流を電圧に変換して出力する光電流・電圧変換回路が多くの分野で利用されている。例えば、ＦＡ関連のサーボ制御機器やシーケンサやインバータ機器等で入出力間を電気的に絶縁することを目的として、入力側の発光素子（例えば発光ダイオード）に電気信号を供給し、発光素子から出力側の受光素子へ光で信号を伝え、受光素子から電気信号を出力するフォトカプラの受光回路に用いられている。この光電流・電圧変換回路はＩＣ化され受光ＩＣとして使用されている。
【０００３】
以下、受光ＩＣの一例２００について、図５を参照して説明する。図５において、２１はフォトダイオードで入射光を検出し、光電流Ｉpdを発生する。２２は反転増幅器で入力端２３と出力端２４の間に帰還抵抗２５（抵抗値をＲｆとする）が接続され増幅器２６を構成している。フォトダイオード２１の一端（図示例ではカソード電極）は反転増幅器２２の入力端２３に接続され、他端（アノード電極）は接地され、その両端にはほぼ一定の逆バイアス電圧がかけられている。
【０００４】
フォトダイオード２１に光入力されない場合には、光電流Ｉpdは発生せず、帰還抵抗２５には電流が流れないため、増幅器２６の出力電圧Ｖａは入力端２３とほぼ等しい電圧Ｖｏとなる。この電圧Ｖｏが基準値となり、フォトダイオード２１に光入力があると、光量に応じた光電流Ｉpdが帰還抵抗２５に流れ、帰還抵抗２５の両端に（Ｉpd×Ｒｆ）の電圧を発生し、出力端２４の電圧Ｖａは基準値電圧Ｖｏからほぼ電圧（Ｖｏ＋Ｉpd×Ｒｆ）に変化する。
【０００５】
図５に示す受光ＩＣを用いて例えば、フォトカプラを構成した場合、ＩＣ論理素子からHighまたはLowレベルの信号が発光素子に供給されると、発光素子から受光ＩＣへ光で信号が伝わり、受光ＩＣから論理に応じたHighまたはLowレベルの信号が出力される。このようにして、ＩＣ論理素子からの信号が入出力間を電気的に絶縁して伝達される。
【０００６】
フォトカプラの受光素子への入力信号レベルが大きくなると、受光ＩＣに用いられる光電流・電圧変換回路の反転増幅器２２が飽和し応答が遅くなり、ＩＣ論理素子からの信号が正確に伝達されなくなるという問題がある。
【０００７】
この増幅器の飽和の問題を回避する光電流・電圧変換回路が、特許文献１に開示されている。この例を図６、図７に示す。微弱光入力時は、帰還抵抗２５が支配的となり比較的リニアな増幅をし、強光入力時は、主に帰還抵抗２５と並列接続されたクランプ素子の特性に従った増幅となる。
【０００８】
図６は、クランプ素子としてダイオード２７を用いている。図６において、フォトダイオード２１は入射光を検出し、光電流Ｉpdを発生する。反転増幅器２２は入力端２３と出力端２４の間に帰還抵抗２５が接続され増幅器２６を構成している。フォトダイオード２１の一端（図示例ではカソード電極）は反転増幅器２２の入力端２３に接続され、その両端にはほぼ一定の逆バイアス電圧がかけられている。図示例ではフォトダイオード２１の他端であるアノード電極が接地されている。そして、ダイオード２７のカソードが反転増幅器２２の入力端２３に、アノードが出力端２４に接続されている。
【０００９】
光入力が小さいときは、光電流Ｉpdも小さく、ダイオード２７には電流が流れず帰還抵抗２５に流れる電流も少ない。しかし、光入力が大きくなり光電流Ｉpdが増大すると、反転増幅器２２の入出力間電圧がダイオードの順方向電圧（約0.6ｖ〜1.0ｖ）に達しダイオード２７を流れる電流は急に増大する。光電流Ｉpdが増えて出力電圧が増大しようとするが、ダイオード２７の作用で出力電圧は入力電圧と順方向電圧とを加えた電圧以上には上昇しない。このように、微弱光入力時はダイオード２７が導通せずリニアな増幅をし、強光入力時は主にダイオード２７のＶ−Ｉ特性に従った増幅となる。
【００１０】
図７は、クランプ素子としてエンハンスメント型Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ２８を用いている。図７において、フォトダイオード２１は入射光を検出し、光電流Ｉpdを発生する。反転増幅器２２は入力端２３と出力端２４の間に帰還抵抗２５が接続され増幅器２６を構成している。フォトダイオード２１の一端（図示例ではカソード電極）は反転増幅器２２の入力端２３に接続され、その両端にはほぼ一定の逆バイアス電圧がかけられている。図示例ではフォトダイオード２１の他端であるアノード電極が接地されている。そして、ＭＯＳＦＥＴ２８のゲートとドレインが反転増幅器２２の出力端２４に、ソースが入力端２３にそれぞれ接続されている。
【００１１】
光入力が小さいときは、光電流Ｉpdも小さく、ＭＯＳＦＥＴ２８には電流がほとんど流れず帰還抵抗２５に流れる電流も少ない。しかし、光入力が大きくなり光電流Ｉpdが増大するにつれ、反転増幅器２２の入出力間電圧すなわちＭＯＳＦＥＴ２８のゲート・ソース間電圧ＶGSが増大し、ＭＯＳＦＥＴ２８を流れる電流はＭＯＳＦＥＴ２８のＶGS−ＩD特性に従い増大する。つまり、ＭＯＳＦＥＴ２８のオン抵抗が電流の増大とともに小さくなり、反転増幅器２２の入出力間抵抗である帰還抵抗２５とＭＯＳＦＥＴ２８の合成抵抗も小さくなる。よって、光電流Ｉpdが増加しても、反転増幅器２２の出力が光電流Ｉpdに比例して上昇することはない。このように、微弱光入力時は帰還抵抗２５が支配的となり比較的リニアな増幅をし、強光入力時は主にMOSFET９のＶGS−ＩD特性に従った増幅となる。
【００１２】
このように図６、図７に示す従来の回路２１０、２２０では、フォトダイオード２１に大きな光入力があった場合に、帰還抵抗２５と並列に接続したクランプ素子が導通状態となり、このため多くの光電流はクランプ素子を流れ反転増幅器２２が飽和することを防止している。
【特許文献１】特開昭６１−４１２１３号公報  （第２−４頁、第１図、第４図、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが図６、図７に示す従来の回路２１０、２２０では、反転増幅器２２の入出力間電圧がクランプ素子の導通し始めるクランプ電圧ＶＣＬ以上に達しないとクランプ素子に電流が流れない。反転増幅器の入力端２３の電圧をＶ１とすると、例えば光電流Ｉpdと反転増幅器の入出力間電圧（Ｖａ−Ｖ１）の特性が図８の曲線（ａ）ようにクランプ電圧ＶＣＬより反転増幅器の飽和電圧が小さい場合では、図９（ａ）に示すようにクランプ素子に電流が流れる前に反転増幅器２２が飽和してしまい応答が遅くなり波形が崩れるという問題がある。
【００１４】
逆に、例えば光電流Ｉpdと反転増幅器の入出力間電圧（Ｖａ−Ｖ１）の特性が図８の曲線（ｂ）ようにクランプ電圧ＶＣＬより反転増幅器の飽和電圧が大きい場合では、図９（ｂ）に示すように反転増幅器２２が飽和する前にクランプ素子に電流が流れてしまい必要な増幅器出力電圧（Ｖ１＋Ｖａ１）が得られないという問題がある。
【００１５】
本発明は斯かる実情に鑑みなされたもので、反転増幅器の飽和電圧が小さい場合では、クランプ素子に電流が流れる前に反転増幅器２２が飽和するのを回避し、回路全体の応答速度が低下しない光電流・電圧変換回路を提供しようとするものである。また、反転増幅器の飽和電圧が大きい場合では、所望の出力電圧Ｖａ１が出力される前にクランプ素子に電流が流れるのを回避し、必要な増幅器出力電圧Ｖａ１が得られる光電流・電圧変換回路を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明は、入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列に接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、増幅器は３段以上で直流結合された反転増幅段で構成され、ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧の絶対値がドレイン・ソース間電圧の絶対値よりも大きくなるようにＭＯＳＦＥＴのゲートが反転増幅段のうち最終段以外の出力に接続されたことを特徴とする光電流・電圧変換回路である。
【００１７】
請求項２記載の発明は、入出力端間に帰還抵抗が接続された増幅器と、増幅器の入力端に逆バイアス接続されたフォトダイオードと、帰還抵抗に並列に接続されたＭＯＳＦＥＴとを有する光電流・電圧変換回路において、増幅器は３段以上で直流結合された反転増幅段で構成され、ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧の絶対値がドレイン・ソース間電圧の絶対値よりも小さくなるようにＭＯＳＦＥＴのゲートが反転増幅段のうち最終段以外の出力に接続されたことを特徴とする光電流・電圧変換回路である。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明または請求項２記載の発明において、増幅器を構成する反転増幅段がソース接地したＭＯＳＦＥＴからなる同一構成の反転増幅段であることを特徴とする光電流・電圧変換回路である。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明の光電流・電圧変換回路によれば、ＭＯＳＦＥＴのゲートを反転増幅段のうち最終段以外の出力に接続したことにより、ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧の絶対値をドレイン・ソース間電圧の絶対値すなわち増幅器の入出力間電圧の絶対値よりも大きく設定できるので、増幅器の入出力間電圧がクランプ電圧ＶＣＬより小さい電圧においてクランプ動作を早めさせ増幅器が飽和することを防止できる。また、請求項２記載の発明の光電流・電圧変換回路によれば、ＭＯＳＦＥＴのゲート・ソース間電圧の絶対値をドレイン・ソース間電圧の絶対値すなわち増幅器の入出力間電圧の絶対値よりも小さく設定できるので、増幅器の入出力間電圧がクランプ電圧ＶＣＬより大きい電圧においてクランプ動作を遅らせ増幅器出力がクランプされることを防止できるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
光電流・電圧変換回路内の増幅器の入出力間電圧差に応じて、増幅器の飽和あるいはクランプを防止するという目的を、クランプ素子としてのＭＯＳＦＥＴのゲート電圧の与え方を工夫することで実現した。
【実施例１】
【００２１】
まず、クランプ電圧ＶＣＬより反転増幅器の飽和電圧が小さい場合についての本発明の第１実施例の光電流・電圧変換回路１００を図１を参照して説明する。図１において、１は受光素子としてのフォトダイオード、２は増幅器で、フォトダイオード１はアノードが接地され、カソードが増幅器２の入力端３に接続されている。増幅器２は、入力端３と出力端４の間に帰還抵抗１１が接続されている。また増幅器２は、Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ５のソースが接地されドレインと電源電圧端子ＶＤＤとの間に定電流源８が接続され、ドレインと定電流源８との接続点が次段への入力端となっている。以下、Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ６、定電流源９、Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ７、定電流源１０により同様の構成で３段の反転増幅段が直流結合され、初段の入力端が増幅器２の入力端３となり、最終段の出力端が増幅器２の出力端４となっている。尚、ＭＯＳＦＥＴ５、６、７および定電流源８、９、１０はそれぞれ同一形状、同一サイズの素子で構成されている。１２はクランプ用Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴで、ドレインは増幅器２の入力端３に、ソースは増幅器２の出力端４に、ゲートは２段目の反転増幅段出力端１３にそれぞれ接続されている。
【００２２】
この実施例の光電流・電圧変換回路１００の動作を説明する。フォトダイオード１に光入力が無い場合は、光電流Ｉpdは流れず、初段のＭＯＳＦＥＴ５のゲートには定電流源８から供給される電流に応じた電圧が発生する。さらに次段のＭＯＳＦＥＴ６のゲートにも定電流源９から供給される電流に応じた電圧が発生する。さらに次段も同様であり、それぞれのＭＯＳＦＥＴ５、６、７および定電流源８、９、１０は同一形状、同一サイズの素子となっているため、各ゲートに発生する電圧は同じである。すなわち、増幅器２の入力端３と出力端４は同一電圧Ｖｏとなる。
【００２３】
フォトダイオード１に光入力があると、その光量に応じた光電流Ｉpdが発生し、この光電流Ｉpdが帰還抵抗１１に増幅器２の出力端４から入力端３の方向に流れる。増幅器２の入力電圧をＶ１、１段目の反転増幅段出力電圧をＶ２、２段目の反転増幅段出力電圧をＶ３で表わすと、増幅器２の入力電圧Ｖ１が電圧Ｖｏより降下し、１段目の反転増幅段出力電圧をＶ２が電圧Ｖｏより上昇し、２段目の反転増幅段出力電圧をＶ３が電圧Ｖｏより降下し、増幅器２の出力電圧Ｖａが電圧Ｖｏより上昇する。この電圧の下降および上昇は段を追うに従い順次増幅され、その結果、光電流Ｉpdは、帰還抵抗１１の両端に発生する電圧Ｖｒ＝Ｉpd×Ｒｆ（Ｒｆ：帰還抵抗１１の抵抗値）に電圧変換され、出力電圧ＶａはＶａ＝Ｖｏ＋Ｖｒとなる。したがって、各入出力電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶａは図２のようになる。
【００２４】
フォトダイオード１への光入力レベルがさらに増加し、増幅器２の出力が増大しようとすると、出力電圧Ｖａとは逆相の２段目の反転増幅段出力電圧をＶ３がより低下する。そして、出力電圧Ｖａと電圧Ｖ３との差電圧（Ｖａ−Ｖ３）がＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１２のしきい値電圧ＶＣＬよりも大きくなると、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１２が導通し光電流Ｉpdの一部がＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１２に流れる。電圧Ｖ３は増幅器２の入力電圧Ｖ１よりも低くなっているため、従来例２１０、２２０より増幅器２の出力電圧Ｖａが差電圧（Ｖ１−Ｖ３）だけ低いレベルでＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１２が導通し、従来例２１０、２２０では防止できなかった図２に示す矢印Ａの電圧範囲での飽和を防止できる。
【００２５】
以上のように、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを２段目の反転増幅段出力端１３に接続したことにより、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を増幅器の入力電圧よりも（Ｖ１−Ｖ３）だけ低くできるので、増幅器の入出力間電圧差がクランプ電圧ＶＣＬより（Ｖ１−Ｖ３）だけ小さい電圧において、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴが導通しクランプ動作を早めさせ、増幅器が飽和することを防止できるという優れた効果を奏し得る。
【実施例２】
【００２６】
次に、クランプ電圧ＶＣＬより反転増幅器の飽和電圧が大きい場合についての本発明の第２実施例の光電流・電圧変換回路１１０を図３を参照して説明する。尚、図１と同一のものについては同一符号を付してその説明を省略する。１４はクランプ用Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴで、ドレインは増幅器２の入力端３に、ソースは増幅器２の出力端４に、ゲートは１段目の反転増幅段出力端１５にそれぞれ接続されている。図１に示す受光ＩＣと異なる点は、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１４のゲートが１段目の反転増幅段出力端１５に接続されている点である。
【００２７】
この実施例の光電流・電圧変換回路１１０の基本的な動作については、光電流・電圧変換回路１００と同一でありその説明を省略する。光入力が無い場合の増幅器２の入力端３と出力端４は同一電圧Ｖｏとなり、光入力がある場合の各入出力電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶａは図４のようになる。
【００２８】
フォトダイオード１への光入力レベルがさらに増加し、増幅器２の出力が増大しようとすると、出力電圧Ｖａと同相の１段目の反転増幅段出力電圧をＶ２がより上昇する。そして、出力電圧Ｖａと電圧Ｖ２との差電圧（Ｖａ−Ｖ２）がＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１４のしきい値電圧ＶＣＬよりも大きくなると、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１２が導通し光電流Ｉpdの一部がＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１４に流れる。電圧Ｖ２は増幅器２の入力電圧である電圧Ｖ１よりも高くなっているため、従来例の光電流・電圧変換回路２１０、２２０より増幅器２の出力電圧Ｖａが差電圧（Ｖ２−Ｖ１）だけ高いレベルでＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１４が導通し、従来例の光電流・電圧変換回路２１０、２２０では防止できなかった図４に示す矢印Ｂの電圧範囲でのクランプ動作を防止できる。
【００２９】
以上のように、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのゲートを１段目の反転増幅段出力端１５に接続したことにより、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を増幅器の入力電圧よりも（Ｖ２−Ｖ１）だけ高くできるので、増幅器の入出力間電圧差がクランプ電圧ＶＣＬより（Ｖ２−Ｖ１）だけ大きい電圧において、Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴが導通せずクランプ動作を遅らせ、増幅器出力がクランプされることを防止できるという優れた効果を奏し得る。
【実施例３】
【００３０】
また、図示しないが図３の本発明の第２実施例の光電流・電圧変換回路１１０のクランプ用Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ１４をＮｃｈ型ＭＯＳＦＥＴに替え、そのソースを増幅器２の入力端３に、ドレインを増幅器２の出力端４に、ゲートを１段目の反転増幅段出力端１５にそれぞれ接続する構成でもよい。この場合、Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのゲートとソース間の電圧を第２実施例の光電流・電圧変換回路１１０のＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのゲートとソース間の電圧よりもさらに小さく設定できるので、Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのゲートとソース間電圧がクランプ電圧ＶＣＬを越えるまでクランプ動作を遅らせることができ、より大きな増幅器出力が必要な場合に有効である。
【００３１】
尚、本発明の各反転増幅段は、例えばソース接地の前段ＭＯＳＦＥＴとソースフォロワの後段ＭＯＳＦＥＴの２段構成であってもよい。さらに、フォトダイオード１の逆バイアスのかけ方として、実施例１ないし実施例３ではフォトダイオード１のアノードが接地されているが、アノードを増幅器２の入力端３に接続しカソードを電源電圧端子ＶＤＤ接続した構成でもよい。この場合、帰還抵抗に並列に接続されたクランプ用ＭＯＳＦＥＴを逆極性型のＭＯＳＦＥＴに替え、増幅器２の各ＭＯＳＦＥＴ５、６、７をＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴに替え、各反転増幅段をＰｃｈ型ＭＯＳＦＥＴのソースが電源電圧端子ＶＤＤに接続されドレインと接地間に定電流源が接続され、ドレインと定電流源との接続点を次段への入力端とする構成とすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の光電流・電圧変換回路は、赤外線通信や光ケーブル通信等の光受信回路および最近の光ディスク装置でのレーザー反射光信号を電気的ディジタル信号に変換する光検出回路にも広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例の光電流・電圧変換回路１００を示す回路図。
【図２】図１に示す第１実施例の動作を説明するための電圧波形図。
【図３】本発明の第２実施例の光電流・電圧変換回路１１０を示す回路図。
【図４】図３に示す第２実施例の動作を説明するための電圧波形図。
【図５】従来の一実施例の光電流・電圧変換回路２００を示す回路図。
【図６】従来の他の実施例の光電流・電圧変換回路２１０を示す回路図。
【図７】従来の他の実施例の光電流・電圧変換回路２２０を示す回路図。
【図８】光電流と反転増幅器の入出力間電圧の特性図。
【図９】従来の光電流・電圧変換回路の課題を説明するための電圧波形図。
【符号の説明】
【００３４】
１    フォトダイオード
２    増幅器
３    入力端
４    出力端
５、６、７    Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ
８、９、１０    定電流源
１１    帰還抵抗
１２、１４    Ｐｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ
１３    反転増幅段出力端
２１    フォトダイオード
２２    反転増幅器
２３    入力端
２４    出力端
２５    帰還抵抗
２６    増幅器
２７    ダイオード
２８    Ｎｃｈ型ＭＯＳＦＥＴ
１００、１１０    本発明の光電流・電圧変換回路
２００、２１０、２２０    従来の光電流・電圧変換回路
Ｖ１    入力電圧
Ｖ２、Ｖ３    反転増幅段出力電圧
Ｖａ    出力電圧
ＶＤＤ    電源電圧端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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