(57)【要約】【課題】ノイズ及び周波数特性を高周波側に広げる。【解決手段】本発明に係る増幅回路１００は、入力端子Ｉｉｎに接続されるフォトダイオード１０１と、ベースが入力端子Ｉｉｎに接続されるＮＰＮトランジスタＱ１と、ベースがノード１４１に接続され、ＮＰＮトランジスタＱ１と第１の差動増幅部１２１を形成するＮＰＮトランジスタＱ２と、ベースが基準電圧端子Ｖｒｅｆに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２と第２の差動増幅部１２２を形成するＮＰＮトランジスタＱ３と、第１の差動増幅部１２１により増幅された信号をノード１４２に出力する第１の出力部１２３と、第２の差動増幅部１２２により増幅された信号を出力端子Ｖｏｕｔに出力する第２の出力部１２４と、ノード１４２と入力端子Ｉｉｎとの間に挿入される抵抗Ｒ１と、ノード１４１とノード１４２との間に挿入される抵抗Ｒ２と、ノード１４１と出力端子Ｖｏｕｔとの間に挿入される抵抗Ｒ３とを備える。【選択図】図１
2009296130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転入力端子と、非反転入力端子と、出力端子とを備える増幅部と、
光を電流に変換し、前記反転入力端子に一端が接続されるフォトダイオードとを備え、
前記増幅部は、
制御端子が前記反転入力端子に接続される第１のトランジスタと、
制御端子が第１のノードに接続され、前記第１のトランジスタと第１の差動対を形成する第２のトランジスタと、
制御端子が前記非反転入力端子に接続され、前記第２のトランジスタと第２の差動対を形成する第３のトランジスタと、
前記第１の差動対により増幅された信号を第２のノードに出力する第１の出力部と、
前記第２の差動対により増幅された信号を前記出力端子に出力する第２の出力部と、
前記第２のノードと、前記反転入力端子との間に挿入される第１の抵抗と、
前記第１のノードと、前記第２のノードとの間に挿入される第２の抵抗と、
前記第１のノードと、前記出力端子との間に挿入される第３の抵抗とを備える
増幅回路。
【請求項２】
前記増幅回路は、さらに、
前記第３のトランジスタの制御端子と、前記非反転入力端子との間に挿入される第４の抵抗と、
前記第２のトランジスタの制御端子と、前記第１のノードとの間に挿入される第５の抵抗とを備える
請求項１記載の増幅回路。
【請求項３】
前記第１の抵抗の抵抗値は、前記第２の抵抗の抵抗値より大きい
請求項１又は２記載の増幅回路。
【請求項４】
前記第１の抵抗の抵抗値ｒ１と、前記第２の抵抗の抵抗値ｒ２と、前記第３の抵抗の抵抗値ｒ３と、前記第４の抵抗の抵抗値ｒ４と、前記第５の抵抗の抵抗値ｒ５とは、ｒ３−ｒ４＋ｒ５＋ｒ３／ｒ２×（ｒ５−ｒ１）＝０  を満たす
請求項２記載の増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反転入力端子と非反転入力端子と出力端子とを備える増幅回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）プレーヤ又はＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）プレーヤ等には、ＣＤ又はＤＶＤからの光信号を電気信号に変換するために光ピックアップ用ＰＤＩＣ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ＩＣ）が用いられている。光ピックアップ用ＰＤＩＣは、光信号を電気信号（光電流）に変換する受光素子（フォトダイオード）と、受光素子からの光電流を電圧に変換する増幅回路（フォトダイオード増幅回路）とを備える。
【０００３】
図３は、従来のフォトダイオード増幅回路の構成を示す図である。
【０００４】
図３に示すフォトダイオード増幅回路５００は、フォトダイオード５０１と、電流電圧変換増幅器５１０とを備える。電流電圧変換増幅器５１０は、演算増幅器５１１と、帰還抵抗Ｒ６とを備える。また、フォトダイオード５０１と演算増幅器５１１とを接続する配線には、寄生容量Ｃｓが存在する。
【０００５】
フォトダイオード５０１は、入射された光を光電流に変換する。フォトダイオード５０１により変換された光電流は、演算増幅器５１１の反転入力端子に入力される。電流電圧変換増幅器５１０は、フォトダイオード５０１により変換された光電流を電圧に変換し、変換した電圧を出力端子Ｖｏｕｔに出力する。
【０００６】
また、図３に示すフォトダイオード増幅回路５００に比べて、周波数特性及びノイズ特性を改善した増幅回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
図４は、特許文献１記載の従来の増幅回路の構成を示す図である。なお、図３と同様の要素には同一の符号を付している。
【０００８】
図４に示す増幅回路６００は、図３に示す増幅回路５００の構成に加え、電流増幅器６１０を備える。電流増幅器６１０は、フォトダイオード５０１と電流電圧変換増幅器５１０との間に接続される。電流増幅器６１０は、演算増幅器６１１と、抵抗値ｒ７の抵抗Ｒ７と、抵抗値ｒ８の抵抗Ｒ８とを備える。
【０００９】
電流増幅器６１０は、フォトダイオード５０１により変換された光電流を、ｒ７／ｒ８倍に電流増幅し、増幅した電流をＩｏｕｔ端子に出力する。
【００１０】
電流電圧変換増幅器５１０は、電流増幅器６１０により増幅された電流を電圧に変換し、変換した電圧をＶｏｕｔ端子に出力する。
【００１１】
このように、特許文献１記載の増幅回路６００は、初段の電流増幅器６１０で電流を増幅することにより、後段の電流電圧変換増幅器５１０の帰還抵抗Ｒ６の抵抗値ｒ６を小さく設定することができる。これにより、増幅回路６００は、周波数特性及びノイズ特性の向上できる。
【特許文献１】特開２００７−２７４３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の増幅回路６００は、更なる高周波化が困難であるという問題がある。具体的には、次世代ＤＶＤと呼ばれるブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ:ＢＤ)における高速読み出し／書き込みが困難であるという問題がある。例えば、ＤＶＤでは読み出し速度が１６倍速の場合に、増幅回路は約８０ＭＨｚの周波数に応答できればよい。ところが、ＢＤでは１２倍速の読み出し速度の場合に約１８０ＭＨｚの周波数に応答する必要がある。
【００１３】
図５は、電流電圧変換増幅器５１０の周波数に対する利得の関係を示すグラフである。図５に示す閉ループ特性７０２及び開ループ特性７０１は、帰還抵抗Ｒ６の抵抗値ｒ６及び寄生容量Ｃｓの容量値ｃｓに起因するポール周波数ｆｐ１で周波数特性（利得）が劣化する。ポール周波数ｆｐ１は単純には、下記式（８）で定まる。
【００１４】
ｆｐ１  ＝  １／（２π×ｒ６×ｃｓ）  ・・・式（８）
【００１５】
上記式（８）に示すように、容量値ｃｓが大きくなるとポール周波数ｆｐ１が低くなる。これにより、電流電圧変換増幅器５１０のノイズ及び周波数特性が低下する。
【００１６】
ここで、増幅回路６００は、フォトダイオード５０１と電流電圧変換増幅器５１０との間に電流増幅器６１０を備えるため、レイアウト上においてフォトダイオード５０１から電流電圧変換増幅器５１０までの信号配線が長くなる。よって、当該信号配線の寄生容量Ｃｓは、電流増幅器６１０がない場合に比べて増加するため、電流電圧変換増幅器５１０のノイズ及び周波数特性が低下する。
【００１７】
このように、従来の増幅回路６００は、周波数特性を高周波まで広げることが困難という問題がある。
【００１８】
上記課題に鑑み本発明は、電流増幅器及び電流電圧変換増幅器を用いた増幅回路であって、ノイズ及び周波数特性を高周波側に広げることができる増幅回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため本発明の増幅回路は、反転入力端子と、非反転入力端子と、出力端子とを備える増幅部と、光を電流に変換し、前記反転入力端子に一端が接続されるフォトダイオードとを備え、前記増幅部は、制御端子が前記反転入力端子に接続される第１のトランジスタと、制御端子が第１のノードに接続され、前記第１のトランジスタと第１の差動対を形成する第２のトランジスタと、制御端子が前記非反転入力端子に接続され、前記第２のトランジスタと第２の差動対を形成する第３のトランジスタと、前記第１の差動対により増幅された信号を第２のノードに出力する第１の出力部と、前記第２の差動対により増幅された信号を前記出力端子に出力する第２の出力部と、前記第２のノードと、前記反転入力端子との間に挿入される第１の抵抗と、前記第１のノードと、前記第２のノードとの間に挿入される第２の抵抗と、前記第１のノードと、前記出力端子との間に挿入される第３の抵抗とを備える。
【００２０】
この構成によれば、第１の抵抗及び第２の抵抗の抵抗比により電流増幅率が定まり、第３の抵抗により電流電圧変換増幅率が定まる。また、第３の抵抗により増幅回路の周波数特性におけるポール周波数が定まるので、増幅率とポール周波数とを任意に定めることができる。
【００２１】
さらに、本発明に係る増幅回路では、第１の差動対と、第１の出力部と、第１の抵抗と、第２の抵抗とにより実現される電流増幅機能と、第２の差動対と、第２の出力部と、第３の抵抗とにより実現される電流電圧変換増幅機能とを１つの増幅器で実現している。さらに、第１の差動対と、第２の差動対において、第２のトランジスタを共用している。これにより、本発明に係る増幅回路は、従来の増幅回路に比べ、入力配線の長さを短くレイアウトできるので、寄生容量Ｃｓを低減できる。その結果、増幅回路１００は、従来の増幅回路６００よりもノイズ特性の悪化を抑制できる。さらに、増幅回路１００は、利得を下げることなくポール周波数を高周波化できるので、周波数特性を高周波まで広げる（利用可能な周波数を高周波側まで広げる）ことができる。
【００２２】
さらに、本発明に係る増幅回路では、電流増幅機能と、電流電圧変換増幅機能とを実現する回路の一部を共有するので、増幅回路の回路規模を小さくでき、かつ消費電流を削減できる。
【００２３】
また、前記増幅回路は、さらに、前記第３のトランジスタの制御端子と、前記非反転入力端子との間に挿入される第４の抵抗と、前記第２のトランジスタの制御端子と、前記第１のノードとの間に挿入される第５の抵抗とを備えてもよい。
【００２４】
この構成によれば、第４の抵抗及び第５の抵抗により、第３のトランジスタ及び第４のトランジスタの制御端子で発生する電圧降下を任意に調整できる。これにより、増幅回路のオフセット電圧の発生を防止できる。
【００２５】
また、前記第１の抵抗の抵抗値は、前記第２の抵抗の抵抗値より大きくてもよい。
【００２６】
この構成によれば、第１の差動対と、第１の出力部と、第１の抵抗と、第２の抵抗とにより電流増幅機能を実現できる。
【００２７】
また、前記第１の抵抗の抵抗値ｒ１と、前記第２の抵抗の抵抗値ｒ２と、前記第３の抵抗の抵抗値ｒ３と、前記第４の抵抗の抵抗値ｒ４と、前記第５の抵抗の抵抗値ｒ５とは、ｒ３−ｒ４＋ｒ５＋ｒ３／ｒ２×（ｒ５−ｒ１）＝０  を満たしてもよい。
【００２８】
この構成によれば、増幅回路のオフセット電圧の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２９】
以上により、本発明は、電流増幅器及び電流電圧変換増幅器を用いた増幅回路であって、ノイズ及び周波数特性を高周波側に広げることができる増幅回路を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係る増幅回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る増幅回路は、電流増幅器及び電流電圧変換増幅器の機能を有し、電流増幅器及び電流電圧変換増幅器の回路の一部を共用した単一の増幅器により、フォトダイオードからの光電流を増幅する。これにより、本発明の実施の形態１に係る増幅回路は、電流電圧変換増幅器の入力寄生容量を低減できるのでノイズ及び周波数特性を高周波側に広げることができる。
【００３２】
まず、本発明の実施の形態１に係る増幅回路の構成を説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態１に係る増幅回路の構成を示す回路図である。
【００３４】
図１に示す増幅回路１００は、ＢＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−Ｒなどの光ディスク及び光磁気ディスクの読み出し又は書き込みを行う光ディスクドライブが備える光ピックアップ用ＰＤＩＣに用いられる増幅回路である。増幅回路１００は、フォトダイオード１０１と、増幅部１１０とを備える。
【００３５】
フォトダイオード１０１は、入射された光を光電流ｉ１に変換する。フォトダイオード１０１により変換された光電流ｉ１は、入力端子Ｉｉｎに入力される。
【００３６】
フォトダイオード１０１は、アノードが接地され、カソードが入力端子Ｉｉｎに接続される。
【００３７】
寄生容量Ｃｓ１は、フォトダイオード１０１のカソードと入力端子Ｉｉｎと第１の抵抗Ｒ１の一端と第１のＮＰＮトランジスタＱ１のベースとを接続する配線の寄生容量である。寄生容量Ｃｓ１の容量値ｃｓ１は例えば０.１ｐＦ〜０．５ｐＦ程度である。
【００３８】
寄生容量Ｃｓ２は、ノード１４１の配線の寄生容量である。
【００３９】
増幅部１１０は、反転入力端子である入力端子Ｉｉｎと、非反転入力端子である基準電圧端子Ｖｒｅｆと、出力端子Ｖｏｕｔとを備える。増幅部１１０は、基準電圧端子Ｖｒｅｆに印加される基準電圧ｖｒｅｆに基づき、入力端子Ｉｉｎに入力される光電流ｉ１を増幅及び電圧に変換し、変換した電圧を出力端子Ｖｏｕｔに出力する。
【００４０】
増幅部１１０は、第１の抵抗Ｒ１と、第２の抵抗Ｒ２と、第３の抵抗Ｒ３と、第１のＮＰＮトランジスタＱ１と、第３のＮＰＮトランジスタＱ３と、第２のＮＰＮトランジスタＱ２と、第４のＮＰＮトランジスタＱ７と、第５のＮＰＮトランジスタＱ９と、ＰＮＰトランジスタＱ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ８と、定電流源Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とを備える。
【００４１】
ＮＰＮトランジスタＱ１は、ベースが入力端子Ｉｉｎに接続され、エミッタが定電流源Ｓ１に接続され、コレクタがＰＮＰトランジスタＱ４のコレクタ及びＮＰＮトランジスタＱ７のベースに接続される。
【００４２】
ＮＰＮトランジスタＱ２は、ベースがノード１４１に接続され、エミッタが定電流源Ｓ１に接続され、コレクタがＰＮＰトランジスタＱ５のコレクタに接続される。
【００４３】
ＮＰＮトランジスタＱ７は、エミッタがノード１４２及び定電流源Ｓ２に接続される。
【００４４】
ここで、ＮＰＮトランジスタＱ１と、ＮＰＮトランジスタＱ２とは差動対を形成する。
【００４５】
また、ＮＰＮトランジスタＱ１及びＱ２と、ＰＮＰトランジスタＱ４及びＱ５と、定電流源Ｓ１とにより、第１の差動増幅部１２１が形成される。また、ＮＰＮトランジスタＱ７と、定電流源Ｓ２とにより、第１の出力部１２３が形成される。
【００４６】
第１の差動増幅部１２１は、入力端子Ｉｉｎと、ノード１４１との電圧差を増幅し、増幅した電圧をノード１４３に出力する。第１の出力部１２３は、ノード１４３の電圧を増幅及び駆動し、ノード１４２に出力する。
【００４７】
つまり、第１の差動増幅部１２１及び第１の出力部１２３により、第１の演算増幅器（オペアンプ）が形成される。当該第１の演算増幅器は、入力端子Ｉｉｎと、ノード１４１との電圧差に応じた電圧をノード１４２に出力する。当該第１の演算増幅器において、入力端子Ｉｉｎが反転入力端子であり、ノード１４１が非反転入力端子であり、ノード１４２が出力端子である。
【００４８】
第１の抵抗Ｒ１は、ノード１４２と、入力端子Ｉｉｎとの間に挿入される。第２の抵抗Ｒ２は、ノード１４１と、ノード１４２との間に挿入される。
【００４９】
当該第１の演算増幅器と、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２とにより、電流増幅器が構成される。当該電流増幅器は、フォトダイオード１０１により変換された光電流ｉ１を電流ｉ２に増幅し、増幅した電流ｉ２をノード１４１に出力する。
【００５０】
また、ＮＰＮトランジスタＱ３は、ベースが基準電圧端子Ｖｒｅｆに接続され、エミッタが定電流源Ｓ１に接続され、コレクタがＰＮＰトランジスタＱ６のコレクタ及びＰＮＰトランジスタＱ８のベースに接続される。
【００５１】
ＰＮＰトランジスタＱ８は、コレクタがＮＰＮトランジスタＱ９のベース及び定電流源Ｓ３に接続される。
【００５２】
ここで、ＮＰＮトランジスタＱ２と、ＮＰＮトランジスタＱ３とは差動対を形成する。
【００５３】
また、ＮＰＮトランジスタＱ２及びＱ３と、ＰＮＰトランジスタＱ５及びＱ６と、定電流源Ｓ１とにより、第２の差動増幅部１２２が形成される。また、ＰＮＰトランジスタＱ８と、ＮＰＮトランジスタＱ９と、定電流源Ｓ３及びＳ４とにより、第２の出力部１２４が形成される。
【００５４】
第２の差動増幅部１２２は、ノード１４１と、基準電圧端子Ｖｒｅｆとの電圧差に応じた電圧をノード１４４に出力する。第２の出力部１２４は、ノード１４４の電圧を増幅及び駆動し、出力端子Ｖｏｕｔに出力する。
【００５５】
つまり、第２の差動増幅部１２２及び第２の出力部１２４により、第２の演算増幅器（オペアンプ）が形成される。当該第２の演算増幅器は、ノード１４１と、基準電圧端子Ｖｒｅｆとの電圧差に応じた電圧を出力端子Ｖｏｕｔに出力する。当該第２の演算増幅器において、ノード１４１が反転入力端子であり、基準電圧端子Ｖｒｅｆが非反転入力端子であり、出力端子Ｖｏｕｔが出力端子である。
【００５６】
第３の抵抗Ｒ３は、ノード１４１と、出力端子Ｖｏｕｔとの間に挿入される。
【００５７】
当該第２の演算増幅器と、第３の抵抗Ｒ３とにより、電流電圧変換増幅器が構成される。当該電流電圧変換増幅器は、ノード１４１に入力される電流ｉ２を増幅及び電流電圧変換し、変換した電圧を出力端子Ｖｏｕｔに出力する。
【００５８】
つまり、光電流ｉ１は、第１の差動増幅部１２１と、第１の出力部１２３と、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２とで構成される電流増幅器により、電流ｉ２に増幅される。当該電流増幅器により増幅された電流ｉ２は、第２の差動増幅部１２２と、第２の出力部１２４と、第３の抵抗Ｒ３とで構成される電流電圧変換増幅器により、電流電圧変換されたのち出力端子Ｖｏｕｔに出力される。
【００５９】
以上のように、増幅部１１０では、電流増幅器と、電流電圧変換増幅器とを単一の増幅回路として形成する。
【００６０】
さらに、増幅部１１０では、電流増幅器と、電流電圧変換増幅器とに含まれる回路の一部を共有する。具体的には、ＮＰＮトランジスタＱ２と、ＰＮＰトランジスタＱ５と、定電流源Ｓ１とが電流増幅器と、電流電圧変換増幅器とで共用される。
【００６１】
これにより、増幅回路１００は、電流増幅器の出力と電流電圧変換増幅器の入力とを接続する配線（ノード１４１）の寄生容量Ｃｓ２を、従来の増幅回路６００に比べ、低減できる。これにより、増幅回路１００は、利得を下げることなく、ノイズ及び周波数特性を高周波側に広げることができる。
【００６２】
次に、増幅回路１００の動作を説明する。
【００６３】
フォトダイオード１０１は、光ディスクに反射されたレーザ光を受けて入力端子Ｉｉｎから光電流ｉ１を引き抜く。
【００６４】
光電流ｉ１は第１の抵抗Ｒ１に流れ、第１の抵抗Ｒ１の両端には電圧（ｉ１×ｒ１）が発生する。また、第２の抵抗Ｒ２には電流ｉ２が流れ、第２の抵抗Ｒ２の両端には電圧（ｉ２×ｒ２）が発生する。ここで、ｒ１は、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値であり、ｒ２は、第２の抵抗Ｒ２の抵抗値である。
【００６５】
第１の差動増幅部１２１と第１の出力部１２３とにより構成される第１の演算増幅器の反転入力端子と非反転入力端子とはイマジナリーショートしていると考えられるので、第１の抵抗Ｒ１の両端の電圧（ｉ１×ｒ１）と、第２の抵抗Ｒ２の両端の電圧（ｉ２×ｒ２）とは等しい。それゆえ、第２の抵抗Ｒ２に流れる電流ｉ２はｉ２＝（ｒ１／ｒ２）×ｉ１となる。
【００６６】
第１の抵抗Ｒ１を流れる電流ｉ１は、フォトダイオード１０１に流れる光電流、つまりフォトダイオード１０１の受光量を示す受光信号に対応する電流とみなせる。
【００６７】
よって、当該第１の演算増幅器と第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とで構成される電流増幅器による電流増幅率は（ｒ１／ｒ２）となる。つまり、第１の抵抗Ｒ１の抵抗値ｒ１を第２の抵抗Ｒ２の抵抗値ｒ２より大きくすることで、当該電流増幅器は、光電流ｉ１を電流ｉ２に増幅できる。例えば、ｒ１＝５ｋΩ、ｒ２＝１ｋΩの場合、当該電流増幅器の電流増幅率は５ｋΩ／１ｋΩ＝５倍である。
【００６８】
当該電流増幅器により増幅された電流ｉ２は第３の抵抗Ｒ３に流れ込み、第３の抵抗Ｒ３の両端には電圧（ｉ２×ｒ３）が発生する。ここで、ｒ３は、第３の抵抗Ｒ３の抵抗値である。
【００６９】
また、第２の差動増幅部１２２と第２の出力部１２４とで構成される第２の演算増幅器の反転入力端子と非反転入力端子とはイマジナリーショートしていると考えられるので、出力端子Ｖｏｕｔには基準電圧端子Ｖｒｅｆに印加される基準電圧ｖｒｅｆ−ｉ２×ｒ３の電圧が出力される。
【００７０】
以上のように、フォトダイオード１０１で発生した光電流ｉ１は、電流増幅器によりｒ２／ｒ１倍に増幅される。電流増幅器により増幅された電流ｉ２は、電流電圧変換増幅器によりｒ３倍に増幅される。よって、増幅回路１００のトータルの増幅率は、ｒ２／ｒ１×ｒ３で表される。
【００７１】
また、フォトダイオード１０１に光が照射されることで光電流ｉ１が引き抜かれると、出力端子Ｖｏｕｔに出力される出力電圧ｖｏｕｔは基準電圧ｖｒｅｆに対して低下する方向に変化する。例えば、ｒ１＝５ｋΩ、ｒ２＝１ｋΩ、ｒ３＝１０ｋΩ、ｉ１＝１０ｕＡの場合、トータルの増幅率は５０ｋΩである。よって、出力電圧ｖｏｕｔは基準電圧ｖｒｅｆに対して０．５Ｖ低下する。
【００７２】
次に、増幅回路１００における周波数特性及びノイズ特性について説明する。
【００７３】
本発明の実施の形態１に係る増幅回路１００は、電流増幅器で電流増幅する。これにより、電流電圧変換増幅器の変換抵抗Ｒ３の抵抗値ｒ３を小さく設定できるので、増幅回路１００の周波数特性及びノイズ特性を向上できる。
【００７４】
さらに、増幅回路１００では、電流増幅器の機能と電流電圧変換増幅器の機能とが一つの増幅器で実現される。また、増幅回路１００では、電流増幅器と、電流電圧変換増幅器とに含まれる回路の一部を共有する。具体的には、ＮＰＮトランジスタＱ２と、ＰＮＰトランジスタＱ５と、定電流源Ｓ１とが電流増幅器と、電流電圧変換増幅器とで共用される。
【００７５】
これにより、増幅回路１００は、従来の増幅回路６００に比べ、電流電圧変換増幅器に入力される入力配線（ノード１４１の配線）の長さを短くできる。これにより、増幅回路１００は、寄生容量Ｃｓ２を低減できる。その結果、増幅回路１００は、従来の増幅回路６００よりもノイズ特性の悪化を抑制できる。さらに、増幅回路１００は、利得を下げることなくポール周波数を高くできるので、周波数特性を高周波側に広げることができる。
【００７６】
さらに、増幅回路１００では、電流増幅器と、電流電圧変換増幅器とに含まれる回路の一部を共有するので、回路規模を小さくでき、かつ消費電流を削減できる。
【００７７】
このように本発明の実施の形態１に係る増幅回路１００によれば、帰還抵抗である第３の抵抗Ｒ３の抵抗値ｒ２と寄生容量Ｃｓ２の容量値ｃｓ２で決まる電流電圧変換増幅器の周波数特性を高周波まで広げることができる。
【００７８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、周波数特性及びノイズ特性を広帯域化すると同時に、オフセット電圧の発生を防止できる増幅回路について説明する。
【００７９】
図２は、本発明の実施の形態２に係る増幅回路の構成を示す回路図である。
【００８０】
図２に示す増幅回路２００は、図１に示す実施の形態１に係る増幅回路１００に対して、増幅部２１０の構成が異なる。具体的には、増幅部２１０は、増幅部１１０の構成に加え、さらに、第４の抵抗Ｒ４と、第５の抵抗Ｒ５とを備える。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、説明は省略し、相違点についてのみ説明する。
【００８１】
第４の抵抗Ｒ４は、ＮＰＮトランジスタＱ３のベースと、基準電圧端子Ｖｒｅｆとの間に挿入される。
【００８２】
第５の抵抗Ｒ５は、ＮＰＮトランジスタＱ２のベースと、ノード１４１との間に挿入される。
【００８３】
以下、増幅回路２００の動作を説明する。
【００８４】
ここで、ノード１４２の電圧をＶ１、ノード１４１の電圧をＶ２、出力端子Ｖｏｕｔの電圧をｖｏｕｔ、第１の抵抗Ｒ１に流れる電流をｉ１、第２の抵抗Ｒ２に流れる電流をｉ２、第３の抵抗Ｒ３に流れる電流をｉ３、ＮＰＮトランジスタＱ１のベース電流をｉｂ１、ＮＰＮトランジスタＱ３のベース電流をｉｂ２、ＮＰＮトランジスタＱ２のベース電流をｉｂ３、第４の抵抗Ｒ４の抵抗値をｒ４、第５の抵抗Ｒ５の抵抗値をｒ５とする。
【００８５】
フォトダイオード１０１に光を照射しない、無入力状態では下記式（１）〜式（６）が成り立つ。
【００８６】
Ｖ１＝ｖｒｅｆ−ｉｂ２×ｒ４＋ｉ１×ｒ１  ・・・  式（１）
Ｖ２＝ｖｒｅｆ−ｉｂ２×ｒ４＋ｉｂ３×ｒ５  ・・・  式（２）
ｖｏｕｔ＝Ｖ２＋ｉ３×ｒ３  ・・・  式（３）
ｉ１＝ｉｂ１  ・・・  式（４）
ｉ２＝（Ｖ１−Ｖ２）／ｒ２  ・・・  式（５）
ｉ２＝ｉ３＋ｉｂ３  ・・・  式（６）
【００８７】
ここで、ｉｂ１＝ｉｂ２＝ｉｂ３＝ｉｂと仮定して式（１）〜式（６）を解くと、増幅回路２００のオフセット電圧Ｖｏｆｆ（＝ｖｏｕｔ−ｖｒｅｆ）は下記式（７）で表される。
【００８８】
Ｖｏｆｆ＝ｉｂ×（ｒ３−ｒ４＋ｒ５＋ｒ３／ｒ２×（ｒ５−ｒ１））  ・・・  式（７）
【００８９】
よって、周波数特性及びノイズ特性が最適となるように抵抗値ｒ１、ｒ２、ｒ３を設定したのちに、ｒ３−ｒ４＋ｒ５＋ｒ３／ｒ２×（ｒ５−ｒ１）＝０となるようにｒ４及びｒ５の値を調整することにより増幅回路２００のオフセット電圧の発生を防止できる。
【００９０】
このように本発明の実施の形態２に係る増幅回路２００は、実施の形態１に係る増幅回路１００の効果に加え、オフセット電圧の発生を防止できる。
【００９１】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２において示した回路構成は一例であり、本発明の特徴及び効果を維持したまま変形してもよい。
【００９２】
例えば、上記説明では、バイポーラトランジスタを用いた例を説明したが、バイポーラトランジスタの代わりにＭＯＳトランジスタを用いてもよい。
【００９３】
また、各トランジスタの極性（ＮＰＮ及びＰＮＰ）を入れ替えたうえ、当該入れ替えにあわせて回路構成を変更してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、フォトダイオードからの受光信号を増幅する増幅回路に適用でき、例えば、ＢＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−Ｒなどの光ディスク及び光磁気ディスクなどの読み出し又は書き込みを行う光ディスクドライブに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る増幅回路の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る増幅回路の回路図である。
【図３】従来の増幅回路の構成を示す図である。
【図４】従来の増幅回路の構成を示す図である。
【図５】従来の増幅回路における周波数に対する利得の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９６】
１００、２００、５００、６００  増幅回路
１０１、５０１  フォトダイオード
１１０、２１０  増幅部
１２１  第１の差動増幅部
１２２  第２の差動増幅部
１２３  第１の出力部
１２４  第２の出力部
１４１、１４２、１４３、１４４  ノード
５１０  電流電圧変換増幅器
５１１、６１１  演算増幅器
６１０  電流増幅器
７０１  開ループ特性
７０２  閉ループ特性
Ｃｓ、Ｃｓ１、Ｃｓ２  寄生容量
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ７、Ｑ９  ＮＰＮトランジスタ
Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ８  ＰＮＰトランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７  抵抗
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  定電流源
【図１】
2009296130.tif 000003
【図２】
2009296130.tif 000004
【図３】
2009296130.tif 000005
【図４】
2009296130.tif 000006
【図５】
2009296130.tif 000007