(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトダイオードによって光電変換された信号を増幅して出力する受光アンプ回路において、
増幅ゲインを決定する帰還抵抗をポリシリコン抵抗で形成し、
前記フォトダイオードのエピ層の厚さと、前記ポリシリコン抵抗のシート抵抗値との調整によって、前記フォトダイオードの正の温度係数を前記ポリシリコン抵抗の負の温度係数で補償することを特徴とする受光アンプ回路。
【請求項２】
反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび非反転出力の差動アンプの２段のアンプがＮ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、前記フォトダイオードはＮ型基板／Ｎ型エピ構造であることを特徴とする請求項１記載の受光アンプ回路。
【請求項３】
反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび非反転出力の差動アンプの２段のアンプと、フォトダイオードとがＮ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、
前記フォトダイオードはＮ型基板／Ｎ型エピ構造であることを特徴とする請求項１記載の受光アンプ回路。
【請求項４】
非反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび反転出力の差動アンプの２段のアンプがＰ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、前記フォトダイオードはＰ型基板／Ｐ型エピ構造であることを特徴とする請求項１記載の受光アンプ回路。
【請求項５】
非反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび反転出力の差動アンプの２段のアンプと、フォトダイオードとがＰ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、
前記フォトダイオードはＰ型基板／Ｐ型エピ構造であることを特徴とする請求項１記載の受光アンプ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式記録再生装置のレーザパワーを制御するために用いられる受光アンプ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ用の機器として主に使用される書換え可能なＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭドライブなどの前記光学式記録再生装置の市場においては、書込み／書換え時間を短縮するために高速化競争が進んでいる。ドライブの高速化に伴い、高速で回転するディスク上に安定した書込み／書換えを行うためには、前記受光アンプ回路は、レーザパワーを精度良く、時間遅れなくモニタする必要がある。一方、高速で回転するモータ駆動部からの放熱およびＣＰＵからの放熱等によって、周囲温度はますます上昇する傾向にある。このようなことから、前記受光アンプ回路には、周囲温度に依存することなく、一定したレーザパワーのモニタリングが必要となる。
【０００３】
そこで、温度特性を無くすように対策が施された典型的な従来技術のレーザパワー制御用の受光アンプ回路１，１１を、図６および図７にそれぞれ示す。図６の受光アンプ回路１は、Ｉ−Ｖ変換アンプ２、前記Ｉ−Ｖ変換アンプ２の帰還抵抗ｒｆｌおよび入力抵抗ｒｓ１、差動アンプ（反転アンプ）３、ならびに前記差動アンプ３の帰還抵抗ｒｆ２および入力抵抗ｒｓ２，ｒｓ３を備えて構成されている。
【０００４】
一方、図７の受光アンプ回路１１は、Ｉ−Ｖ変換アンプ２、前記Ｉ−Ｖ変換アンプ２の帰還抵抗ｒｆｌおよび入力抵抗ｒｓ１、差動アンプ３、ならびに前記差動アンプ３の帰還抵抗ｒｆ２ａおよび入力抵抗ｒｓ２ａ，ｒｓ３を備えて構成されている。
【０００５】
これらの受光アンプ回路１，１１において、前記帰還抵抗ｒｆ２，ｒｓ２ａは後述する感度調整用の外付けの可変抵抗であり、それ以外の帰還抵抗ｒｆｌ，ｒｆ２ａおよび入力抵抗ｒｓ１〜ｒｓ３は、チップ上に拡散抵抗で形成されたものである。
【０００６】
上述のように構成される受光アンプ回路１，１１において、フォトダイオードｄで光信号が電流信号に変換され、その光電流ＩｓｃがＩ−Ｖ変換アンプ２の反転端子に入力されて電流−電圧変換されるとともに、入力抵抗ｒｓ１を介して該Ｉ−Ｖ変換アンプ２の非反転端子に入力される基準電圧ＶＲＥＦと比較増幅される。Ｉ−Ｖ変換アンプ２からの出力は、入力抵抗ｒｓ２，ｒｓ２ａを介して差動アンプ３の反転端子に入力され、入力抵抗ｒｓ３を介して該差動アンプ３の非反転端子に入力される前記基準電圧ＶＲＥＦと比較増幅されて出力される。前記フォトダイオードｄの光電流Ｉｓｃは回路より流れ出る（回路→ＧＮＤ）ので、基準電圧ＶＲＥＦに対する前段のＩ−Ｖ変換アンプ２の出力は正の出力であり、これが後段の反転の差動アンプ３に入力されて、最終の回路出力は負の出力となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成される受光アンプ回路１，１１では、該受光アンプ回路１，１１が設置される場所によってレーザ光の入射光量が異なるので、使用する側で感度を調整可能なように、前記帰還抵抗ｒｆ２，ｒｓ２ａを外付けの可変抵抗として、アンプのゲインを調整することで該受光アンプ回路１，１１の感度を調整するようになっている。すなわち、受光アンプ回路１の回路全体のゲイン抵抗は、ｒｆ１×（ｒｆ２／ｒｓ２）であり、受光アンプ回路１１の回路全体のゲイン抵抗は、ｒｆ１×（ｒｆ２ａ／ｒｓ２ａ）である。
【０００８】
しかしながら、温度特性について検証してみると、前記受光アンプ回路１では、前述のように抵抗ｒｆ１，ｒｓ２は同一種類の拡散抵抗で形成されるので、感度調整用の帰還抵抗ｒｆ２が温度特性を持たない場合、全体のゲイン抵抗ｒｆｌ×（ｒｆ２／ｒｓ２）の内、ｒｆ１／ｒｓ２の温度係数が相殺され、該受光アンプ回路１の温度特性を無くすことができる。ところが、差動アンプ３の帰還回路内の図示しないコンデンサの容量値が固定であるのに対して、帰還抵抗ｒｆ２を可変することは、ＣＲ定数を可変することであり、応答特性が悪化するので、望ましくない。この対策として、前記コンデンサも外付けとする方法があるけれども、部品点数が増加するので、小型化やコストダウンには不向きである。
【０００９】
これに対して、前記受光アンプ回路１１では、感度調整用の可変抵抗を入力抵抗ｒｓ２ａにしているので、前記帰還回路のＣＲ定数は変動せず、応答特性の悪化を無くすことができる。しかしながら、全体のゲイン抵抗ｒｆ１×（ｒｆ２ａ／ｒｓ２ａ）から、前記入力抵抗ｒｓ２ａが温度特性を持たない場合、温度係数はｒｆｌ×ｒｆ２ａとなり、拡散抵抗の温度係数の約２倍の温度特性を持ってしまうことになる。
【００１０】
ここで、前記受光アンプ回路１，１１からの出力電圧の温度特性は、フォトダイオードｄの出力の温度特性と、該受光アンプ回路１，１１の出力の温度特性との和で表されることになる。そして、チップ内の拡散抵抗は正の温度係数を持つので、前記受光アンプ回路１１は正の温度係数を持ち、これにフォトダイオードｄの正の温度係数が加算されるので、該受光アンプ回路１１からの出力電圧の温度特性は上述のように正に大きな値を持ってしまい、該温度特性を低減することが困難である。
【００１１】
本発明の目的は、応答特性の悪化を招くことなく、温度特性を改善することができる受光アンプ回路を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の受光アンプ回路は、フォトダイオードによって光電変換された信号を増幅して出力する受光アンプ回路において、増幅ゲインを決定する帰還抵抗をポリシリコン抵抗で形成し、前記フォトダイオードのエピタキシャル層の厚さと、前記ポリシリコン抵抗のシート抵抗値との調整によって、前記フォトダイオードの正の温度係数を前記ポリシリコン抵抗の負の温度係数で補償することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、光信号がフォトダイオードで光電変換された電流を電圧に変換するＩ−Ｖ変換アンプや、その出力電圧振幅を増幅する差動アンプなどを備えて構成される受光アンプ回路において、フォトダイオードが有する正の温度係数を補償するにあたって、前記差動アンプの帰還抵抗などの増幅ゲインを決定する帰還抵抗をポリシリコン抵抗で形成することで、該帰還抵抗に負の温度係数を持たせる。そして、前記フォトダイオードの温度係数はエピ層の厚さに依存し、該エピ厚を厚くする程、温度係数の絶対値は低減する。また、ポリシリコン抵抗の温度係数はシート抵抗値に依存し、該シート抵抗値を下げる程、温度係数の絶対値は低減する。
【００１４】
したがって、フォトダイオードの前記エピ厚と、ポリシリコン抵抗のシート抵抗値とを調整して、正負の温度係数値を合せ込み、該受光アンプ回路からの出力電圧の温度係数を相殺することができる。こうして、フォトダイオードの正の温度係数を帰還抵抗の負の温度係数で補償し、かつアンプ入力抵抗を外付けとして感度調整を行うことで、前記帰還抵抗に並列の帰還容量との時定数も変化せず、応答特性の悪化を招くこともない。
【００１５】
また、本発明の受光アンプ回路は、反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび非反転出力の差動アンプの２段のアンプがＮ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、前記フォトダイオードはＮ型基板／Ｎ型エピ構造であることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋４００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−４００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００１７】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００１８】
さらにまた、本発明の受光アンプ回路は、反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび非反転出力の差動アンプの２段のアンプと、フォトダイオードとがＮ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、前記フォトダイオードはＮ型基板／Ｎ型エピ構造であることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１０００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１０００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００２０】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００２１】
また、本発明の受光アンプ回路は、非反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび反転出力の差動アンプの２段のアンプがＰ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、前記フォトダイオードはＰ型基板／Ｐ型エピ構造であることを特徴とする。
【００２２】
上記の構成によれば、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋４００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−４００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００２３】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００２４】
さらにまた、本発明の受光アンプ回路は、非反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび反転出力の差動アンプの２段のアンプと、フォトダイオードとがＰ型基板に形成されて成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗が前記ポリシリコン抵抗で形成され、前記フォトダイオードはＰ型基板／Ｐ型エピ構造であることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１０００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１０００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００２６】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２８】
図１は、本発明の基礎的な構成であるレーザパワー制御用の受光アンプ回路２１のブロック図である。この受光アンプ回路２１は、Ｉ−Ｖ変換アンプ２２と、前記Ｉ−Ｖ変換アンプ２２の帰還抵抗Ｒｆｌｐおよび入力抵抗Ｒｓ１とを備えて構成されている。フォトダイオードＤで光信号が電流信号に変換され、その光電流ＩｓｃがＩ−Ｖ変換アンプ２２の反転端子に入力されて電流−電圧変換されるとともに、入力抵抗Ｒｓ１を介して該Ｉ−Ｖ変換アンプ２２の非反転端子に入力される基準電圧ＶＲＥＦと比較増幅されて出力される。Ｉ−Ｖ変換アンプ２２の入出力間には、帰還抵抗Ｒｆ１が介在されている。前記フォトダイオードＤの光電流Ｉｓｃは回路に流れ込む（Ｖｃｃ→回路）ので、基準電圧ＶＲＥＦに対する該Ｉ−Ｖ変換アンプ２２の出力は負の出力となっている。
【００２９】
注目すべきは、この受光アンプ回路２１では、前記フォトダイオードＤはＮ型基板／Ｎ型エピ構造であり、前記帰還抵抗Ｒｆ１ｐはポリシリコン抵抗から成ることである。
【００３０】
前記フォトダイオードＤは、たとえば数十Ωの比抵抗で、数百μｍの基板上に、数百〜数千Ωの高比抵抗で、数十μｍのエピ構造となっており、前記比抵抗およびエピ厚は、それぞれのプロセスによって最適化されている。
【００３１】
こうして、フォトダイオードＤは正の温度係数を有し、その温度係数はエピ層の厚さに依存する。その依存特性を図２に示す。この図２から理解されるように、エピ厚が厚くなる程、温度係数は低減する。なお、前記エピ層の不純物が、超高濃度（コンマ数Ω）や超低濃度（数万Ω）の状態であれば、前記温度係数にその濃度による依存性も現れるけれども、通常のフォトダイオードを形成する濃度（約１０００Ω程度）であれば、濃度による依存性はない。また、該エピ厚が厚くなる程、応答特性が悪化するので、あまり厚くすることは望ましくなく、前記応答特性を満足する範囲で該エピ厚が規定される。
【００３２】
一方、ポリシリコン抵抗から成る帰還抵抗Ｒｆｌｐは、負の温度係数を有し、その温度係数はポリシリコン抵抗のシート抵抗値に依存する。その依存特性を図３に示す。ポリシリコン抵抗を採用するのは、温度係数が負の値を持つためである。また、拡散抵抗の温度係数よりも絶対値が小さいことも望ましい。したがって、受光アンプ回路２１のゲイン抵抗はＲｆ１ｐであるので、アンプ出力の温度係数はポリシリコン抵抗である該帰還抵抗Ｒｆｌｐの温度係数となる。
【００３３】
そして、この帰還抵抗Ｒｆｌｐの温度係数の絶対値がフォトダイオードＤの温度係数の絶対値と同じになるように帰還抵抗Ｒｆｌｐのシート抵抗値を合せ込むことで、該受光アンプ回路２１からの出力電圧の温度特性をゼロにすることができる。
【００３４】
たとえば、フォトダイオードＤによって受光されるレーザ光の発振波長が、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等のＣＤの書込みに用いられる７８０ｎｍで、上述の受光アンプ回路２１をＮ型基板に形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋４００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路２１の温度係数を約−４００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路２１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００３５】
また、レーザ光の発振波長が前記７８０ｎｍで、それを受光アンプ回路２１のＮ型基板にモノリシック形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１０００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路２１の温度係数を約−１０００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路２１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００３６】
一方、レーザ光の発振波長が、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等のＤＶＤの書込みに用いられる６５０ｎｍで、上述の受光アンプ回路２１をＮ型基板に形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路２１の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路２１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００３７】
また、レーザ光の発振波長が前記６５０ｎｍで、それを受光アンプ回路２１のＮ型基板にモノリシック形成した場合も、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路２１の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路２１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００３８】
図４は、本発明の実施の一形態のレーザパワー制御用の受光アンプ回路３１のブロック図である。この受光アンプ回路３１において、前述の受光アンプ回路２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。この受光アンプ回路３１は、Ｉ−Ｖ変換アンプ３２と差動アンプ３３とを備える２段アンプ構成であり、前記Ｉ−Ｖ変換アンプ３２の帰還抵抗Ｒｆｌｐおよび入力抵抗Ｒｓ１と、前記差動アンプ３３の帰還抵抗Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐ，Ｒｓ３と、可変抵抗Ｒｅｘｔとをさらに備えている。
【００３９】
前記Ｉ−Ｖ変換アンプ３２には、前記Ｉ−Ｖ変換アンプ２２と同様に、その反転端子にフォトダイオードＤからの光電流Ｉｓｃが入力されて電流−電圧変換が行われるともに、入力抵抗Ｒｓ１を介して該Ｉ−Ｖ変換アンプ３２の非反転端子に入力される基準電圧ＶＲＥＦと比較増幅が行われて出力される。Ｉ−Ｖ変換アンプ３２の入出力間には、帰還抵抗Ｒｆ１ｐが介在されている。前記Ｉ−Ｖ変換アンプ３２の出力は、入力抵抗Ｒｓ３を介して差動アンプ３３の非反転端子に入力され、可変抵抗Ｒｅｘｔおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐを介して該差動アンプ３３の反転端子に入力される前記基準電圧ＶＲＥＦと比較増幅されて出力される。
【００４０】
そして、前記フォトダイオードＤの光電流Ｉｓｃは、前記Ｉ−Ｖ変換アンプ２２と同様に、回路に流れ込む（Ｖｃｃ→回路）ので、基準電圧ＶＲＥＦに対する該Ｉ−Ｖ変換アンプ３２の出力は負の出力であり、これが非反転の差動アンプ３３に入力されて、最終の回路出力は負の出力となっている。
【００４１】
注目すべきは、この受光アンプ回路３１では、前記フォトダイオードＤはＮ型基板／Ｎ型エピ構造であり、前記帰還抵抗Ｒｆｌｐ，Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐは前記ポリシリコン抵抗から成ることである。前記入力抵抗Ｒｓ１，Ｒｓ３は、チップ上に拡散抵抗で形成される。また、前記可変抵抗Ｒｅｘｔは、感度調整用の外付けの可変抵抗である。
【００４２】
このように構成される受光アンプ回路３１では、全体のゲイン抵抗は、Ｒｆ１ｐ×（１＋（Ｒｆ２ｐ／（Ｒｓ２ｐ＋Ｒｅｘｔ）））となる。外付けの可変抵抗Ｒｅｘｔには一般的な可変抵抗を用いるが、通常、この可変抵抗は温度係数が殆どんど無いものである。また、該可変抵抗Ｒｅｘｔの温度係数は無視できるので、２段で構成される該受光アンプ回路３１の全体出力の温度係数は、前段の帰還抵抗Ｒｆ１ｐの温度係数と、後段の帰還抵抗Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐの分圧抵抗１＋（Ｒｆ２ｐ／Ｒｓ２ｐ）の温度係数との和となる。その温度係数の和の絶対値がフォトダイオードＤの温度係数の絶対値と同じになるように、ポリシリコン抵抗から成る前記帰還抵抗Ｒｆｌｐ，Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐのシート抵抗値が調整される。このようにして正負の温度係数値を合せ込むことによって、出力電圧の温度特性をゼロにすることができる。
【００４３】
たとえば、レーザ光の発振波長が７８０ｎｍで、上述の受光アンプ回路３１をＮ型基板に形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋４００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路３１の温度係数を約−４００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路３１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００４４】
また、レーザ光の発振波長が前記７８０ｎｍで、それを受光アンプ回路３１のＮ型基板にモノリシック形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１０００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路３１の温度係数を約−１０００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路３１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００４５】
一方、レーザ光の発振波長が６５０ｎｍで、上述の受光アンプ回路３１をＮ型基板に形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路３１の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路３１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００４６】
また、レーザ光の発振波長が前記６５０ｎｍで、それを受光アンプ回路３１のＮ型基板にモノリシック形成した場合も、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路３１の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路３１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００４７】
本発明の実施の他の形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４８】
図５は、本発明の実施の他の形態のレーザパワー制御用の受光アンプ回路４１のブロック図である。この受光アンプ回路４１において、前述の受光アンプ回路２１，３１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。この受光アンプ回路４１は、Ｉ−Ｖ変換アンプ４２と差動アンプ４３とを備える２段アンプ構成であり、前記Ｉ−Ｖ変換アンプ４２の帰還抵抗Ｒｆｌｐおよび入力抵抗Ｒｓ１と、前記差動アンプ４３の帰還抵抗Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐ，Ｒｓ３と、可変抵抗Ｒｅｘｔとをさらに備えている。
【００４９】
前記Ｉ−Ｖ変換アンプ４２には、その反転端子にフォトダイオードＤからの光電流Ｉｓｃが入力されて電流−電圧変換が行われるともに、入力抵抗Ｒｓ１を介して該Ｉ−Ｖ変換アンプ４２の非反転端子に入力される基準電圧ＶＲＥＦと比較増幅が行われて出力される。Ｉ−Ｖ変換アンプ４２の入出力間には、帰還抵抗Ｒｆ１ｐが介在されている。前記Ｉ−Ｖ変換アンプ４２の出力は、可変抵抗Ｒｅｘｔおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐを介して差動アンプ４３の反転端子に入力され、入力抵抗Ｒｓ３を介して該差動アンプ４３の非反転端子に入力される前記基準電圧ＶＲＥＦと比較増幅されて出力される。
【００５０】
そして、前記フォトダイオードＤの光電流Ｉｓｃは、回路から流れ出す（回路→ＧＮＤ）ので、基準電圧ＶＲＥＦに対する該Ｉ−Ｖ変換アンプ４２の出力は正の出力であり、これが反転の差動アンプ４３に入力されて、最終の回路出力は負の出力となっている。
【００５１】
注目すべきは、この受光アンプ回路４１では、前記フォトダイオードＤはＰ型基板／Ｐ型エピ構造であり、前記帰還抵抗Ｒｆｌｐ，Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐは前記ポリシリコン抵抗から成ることである。前記入力抵抗Ｒｓ１，Ｒｓ３は、チップ上に拡散抵抗で形成される。また、前記可変抵抗Ｒｅｘｔは、感度調整用の外付けの可変抵抗である。
【００５２】
このように構成される受光アンプ回路４１では、全体のゲイン抵抗は、Ｒｆ１ｐ×（（Ｒｆ２ｐ／（Ｒｓ２ｐ＋Ｒｅｘｔ））となる。前記可変抵抗Ｒｅｘｔの温度係数は無視できるので、２段で構成される該受光アンプ回路４１の全体出力の温度係数は、前段の帰還抵抗Ｒｆ１ｐの温度係数と、後段の帰還抵抗Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐの分圧抵抗（Ｒｆ２ｐ／Ｒｓ２ｐ）の温度係数との和となる。その温度係数の和の絶対値がフォトダイオードＤの温度係数の絶対値と同じになるように、ポリシリコン抵抗から成る前記帰還抵抗Ｒｆｌｐ，Ｒｆ２ｐおよび入力抵抗Ｒｓ２ｐのシート抵抗値が調整される。このようにして正負の温度係数値を合せ込むことによって、出力電圧の温度特性をゼロにすることができる。
【００５３】
たとえば、レーザ光の発振波長が７８０ｎｍで、上述の受光アンプ回路４１をＰ型基板に形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋４００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路４１の温度係数を約−４００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路４１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００５４】
また、レーザ光の発振波長が前記７８０ｎｍで、それを受光アンプ回路４１のＰ型基板にモノリシック形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１０００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路４１の温度係数を約−１０００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路４１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００５５】
一方、レーザ光の発振波長が６５０ｎｍで、上述の受光アンプ回路４１をＰ型基板に形成した場合、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路４１の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路４１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００５６】
また、レーザ光の発振波長が前記６５０ｎｍで、それを受光アンプ回路４１のＮ型基板にモノリシック形成した場合も、フォトダイオードＤの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路４１の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路４１の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００５７】
なお、特許第３１７３４２９号公報には、Ｉ−Ｖ変換アンプと電圧増幅アンプとの２段構成とし、２段目のアンプの帰還抵抗を、ポリシリコン抵抗（−３０００ｐｐｍ／℃で固定）と、ベース抵抗（−１４００ｐｐｍ／℃で固定）とで構成し、その構成比をｎ：（１−ｎ）として、それらの組合わせによって出力電圧の温度特性を低減することが記載されている。しかしながら、本発明は、フォトダイオードの正の温度係数を前記ポリシリコン抵抗の負の温度係数と組合わせてこれらをキャンセルするものであり、全く異なるものである。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の受光アンプ回路は、以上のように、フォトダイオードによって光電変換された信号を増幅して出力する受光アンプ回路において、フォトダイオードが有する正の温度係数を補償するにあたって、差動アンプの帰還抵抗などの増幅ゲインを決定する帰還抵抗をポリシリコン抵抗で形成することで該帰還抵抗に負の温度係数を持たせ、前記フォトダイオードのエピ層の厚さと前記ポリシリコン抵抗のシート抵抗値とを調整して正負の温度係数値を合せ込む。
【００５９】
それゆえ、アンプ入力抵抗を外付けとして感度調整を行うことで、応答特性の悪化を招くことなく、前記フォトダイオードの温度係数を補償することができる。
【００６０】
また、本発明の受光アンプ回路は、以上のように、反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび非反転出力の差動アンプの２段のアンプをＮ型基板に形成して成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗を前記ポリシリコン抵抗で形成し、かつ前記フォトダイオードをＮ型基板／Ｎ型エピ構造とする。
【００６１】
それゆえ、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋４００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−４００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００６２】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００６３】
さらにまた、本発明の受光アンプ回路は、以上のように、反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび非反転出力の差動アンプの２段のアンプと、フォトダイオードとをＮ型基板に形成して成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗を前記ポリシリコン抵抗で形成し、かつ前記フォトダイオードをＮ型基板／Ｎ型エピ構造とする。
【００６４】
それゆえ、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１０００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１０００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００６５】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００６６】
また、本発明の受光アンプ回路は、以上のように、非反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび反転出力の差動アンプの２段のアンプをＰ型基板に形成して成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗を前記ポリシリコン抵抗で形成し、かつ前記フォトダイオードをＰ型基板／Ｐ型エピ構造とする。
【００６７】
それゆえ、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋４００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−４００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００６８】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００６９】
さらにまた、本発明の受光アンプ回路は、以上のように、非反転出力のＩ−Ｖ変換アンプおよび反転出力の差動アンプの２段のアンプと、フォトダイオードとをＰ型基板に形成して成り、前記Ｉ−Ｖ変換アンプおよび差動アンプの前記帰還抵抗とともに、前記差動アンプの入力抵抗を前記ポリシリコン抵抗で形成し、かつ前記フォトダイオードをＰ型基板／Ｐ型エピ構造とする。
【００７０】
それゆえ、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が７８０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１０００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１０００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【００７１】
また、フォトダイオードによって受光されるレーザ光の発振波長が６５０ｎｍの場合、フォトダイオードの温度係数を約＋１００ｐｐｍ／℃、受光アンプ回路の温度係数を約−１００ｐｐｍ／℃に調整することで、該受光アンプ回路の出力電圧の温度係数を相殺することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基礎的な構成であるレーザパワー制御用の受光アンプ回路のブロック図である。
【図２】フォトダイオードの温度係数のエピ層厚に対する依存特性を示すグラフである。
【図３】ポリシリコン抵抗の温度係数のシート抵抗値に対する依存特性を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の一形態のレーザパワー制御用の受光アンプ回路のブロック図である。
【図５】本発明の実施の他の形態のレーザパワー制御用の受光アンプ回路のブロック図である。
【図６】典型的な従来技術のレーザパワー制御用の受光アンプ回路のブロック図である。
【図７】他の従来技術のレーザパワー制御用の受光アンプ回路のブロック図である。
【符号の説明】
２１，３１，４１    受光アンプ回路
２２，３２，４２    Ｉ−Ｖ変換アンプ
３３，４３    差動アンプ
Ｄ    フォトダイオード
Ｒｆｌｐ，Ｒｆ２ｐ    帰還抵抗（ポリシリコン抵抗）
Ｒｓ１，Ｒｓ３    入力抵抗
Ｒｓ２ｐ    入力抵抗（ポリシリコン抵抗）
Ｒｅｘｔ    可変抵抗
【図１】
0003782008.tif 000002
【図２】
0003782008.tif 000003
【図３】
0003782008.tif 000004
【図４】
0003782008.tif 000005
【図５】
0003782008.tif 000006
【図６】
0003782008.tif 000007
【図７】
0003782008.tif 000008