專利名稱：前置放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種前置放大電路，更加具體地說涉及優(yōu)選地用作接收光的設(shè)備的前置級的前置放大電路。
背景技術(shù)：
為了緩和伴隨因特網(wǎng)的普及和/或多媒體通信而來的通信容量的快速增長，特別需要構(gòu)成能以超高速度發(fā)送光信號的系統(tǒng)。作為需要具有高的操作速度的部件之一的構(gòu)成接收器的前端模塊的前置放大電路，必須在一個很寬的范圍內(nèi)具有優(yōu)選的增益—頻率特性和優(yōu)選的輸出特性。按常規(guī)的作法，使用跨阻抗型前置放大電路作為這樣一種前置放大電路。
當(dāng)使用前置放大電路作為一個接收器模塊的時候，通過一個搭接導(dǎo)線將光檢測器連接到前置放大電路的輸入端，按照輸入到光檢測器的光，將一個電信號輸入到前置放大電路。構(gòu)成前置放大電路的每個放大器級通過焊接導(dǎo)線、旁路電容器、和引線電連接到一個電源，并向每個放大器級施加一個直流偏置電流。
常規(guī)的接收器模塊伴有兩個問題。
第一個問題是在增益頻率特性曲線中發(fā)現(xiàn)有一個增益峰。
在接收頻率為109赫茲量級的數(shù)據(jù)信號的光接收器模塊中，電路中的導(dǎo)線和焊接導(dǎo)線的電感(以下稱之為L)和電容(以下稱之為C)就不能忽略不計。因此，在跨阻抗增益—頻率特性曲線中的一定的頻率范圍存在一個過大的增益峰。這個增益峰使特性曲線的平坦性變差。
第二個問題是輸出波形變形，這是在接收很多光時輸出波形飽和時引起的。
在光發(fā)送系統(tǒng)中，進(jìn)入光檢測器的光按照發(fā)送距離或增加或減小，因此輸入到前置放大電路的電流信號的幅度或增加或減小。因而，要求前置放大電路能覆蓋很寬范圍的輸入電流的幅度，才能覆蓋寬范圍的發(fā)送距離。
然而，在一般情況下，當(dāng)輸入電流幅度的增加超過一個基本的幅度時，從前置放大電路發(fā)送的輸出信號的波形就要發(fā)生飽和，于是就要產(chǎn)生變形。最終，波形不可能無誤差地響應(yīng)輸入電流。
這是因為，當(dāng)輸入電流幅度增加超過了一個基本的幅度時，向前置放大電路的輸入部分引入了太多的電流，因此，提升了前置放大電路的輸入部分的電壓。
第一個問題的解決方案之一是在前置放大電路的輸入部分和接地電壓之間安排一個電容器。
新加進(jìn)的電容器的電容有可能減小模塊的電路中引線和焊接導(dǎo)線的電感和/或電容施加的影響，因此有可能防止增益峰的出現(xiàn)。
作為第二個問題的解決方案，日本專利申請出版物No.4-225630建議一種光接收器，它包括相互串聯(lián)電連接的一個光接收器和一個肖特基墊壘二極管。電連接光接收器和肖特基墊壘二極管的節(jié)點通過相互串聯(lián)電連接的一個電阻器和一個電容器再電連接到一個低噪聲放大器的輸入端。
在所建議的光接收器中，當(dāng)接收的光的強(qiáng)度很低、并且因此受光元件發(fā)出很小的電流時，肖特基墊壘二極管截止，因此受光元件輸出的電流幾乎完全引入低噪聲放大器中。另一方面，當(dāng)接收的光的強(qiáng)度很大并因此使受光元件發(fā)出很大電流時，肖特基墊壘二極管變?yōu)閷?dǎo)通，因此只有有限的電流引入低噪聲放大器。
然而，在上述的對第一個問題的解決方案中，安排在放大器電路的輸入部分和接地電壓之間的電容器沒能減小引入到前置放大電路的輸入部分的電流，或者說，沒有減小要加到前置放大電路上的電壓，不可能防止前置放大電路輸出的信號波形的變形，所說的信號波形的變形是當(dāng)引入到前置放大電路中的電流的幅度超過一個基本幅度時引起的。尤其是，這種變形與在前置放大電路的輸入部分和接地電壓之間沒有安排電容器時觀察到的變形完全一樣。
這就是說，第一個問題的解決方案不能解決上述的第二個問題。
在日本專利申請出版物No.4-225630中建議的光接收器沒有給出有關(guān)第一個問題的解決方案的建議，因此在跨阻抗增益—頻率特性曲線中出現(xiàn)的過大的增益峰降低了特性曲線的平坦性的問題仍舊沒有解決。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述的問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠解決上述的第一和第二個問題的前置放大電路，它的跨阻抗增益—頻率特性曲線在很寬的頻率范圍內(nèi)是平坦的，并且即使當(dāng)引入過大的電流信號時，也能抑制發(fā)送的信號波形的變形。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提供一種前置放大電路，它包括第一電路，接收從第一電路發(fā)送的輸出信號以此作為輸入信號的第二電路，電連接到第一電路的輸入端并且消耗流入第一電路的輸入端的一部分電流的第三電路，其中第三電路的電容可以抑制在前置放大電路的增益—頻率特性曲線中觀察到的增益峰。
第三電路可以包括電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間的非線性電阻器。
第三電路可以包括電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間并且具有非線性電流—電壓特性的一個器件。
例如，非線性電阻器或器件包括二極管。
本發(fā)明還提供一種前置放大電路，它包括第一電路，接收從第一電路發(fā)送的輸出信號以此作為輸入信號的第二電路，電連接到第一電路的輸入端、具有一個可變電容、并且可使流進(jìn)第一電路的輸入端內(nèi)的一部分電流進(jìn)入的第三電路。
流進(jìn)第一電路的輸入端內(nèi)的一部分電流可根據(jù)電流的大小進(jìn)入第三電路。
優(yōu)選地，第三電路包括一個電路，該電路電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間并且包括相互串聯(lián)電連接的一個二極管和一個電源。
優(yōu)選地，第三電路包括電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間、并且具有按照電壓而變的電容的一個二極管。
優(yōu)選地，第三電路包括一個電路，該電路電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間并且包括相互串聯(lián)電連接的一個二極管和一個可變電阻器。
優(yōu)選地，第三電路包括一個電容器，電容器的一端電連接在二極管的一端，這二極管的這一端與二極管和第一電路的輸入端連接的那一端相對，所說的電容器的另一端電連接在接地電壓的另一端。
優(yōu)選地，前置放大電路還包括一個反饋電阻器，反饋電阻器電連接在第一電路的輸入端和第二電路之間。
優(yōu)選地，第一電路包括用于轉(zhuǎn)換電流成為電壓并放大這樣轉(zhuǎn)換的電壓的電路。
例如，第二電路可包括發(fā)射極跟隨器緩沖電路。
本發(fā)明還提供一種接收光的設(shè)備，它包括上述的前置放大電路以及轉(zhuǎn)換光信號為電信號的光檢測器，光檢測器的輸出電連接在前置放大電路的第一電路的輸入端。


圖1是按照本發(fā)明的第一實施例的前置放大電路的電路圖。
圖2是表示如圖1所示的前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖。
圖3表示當(dāng)輸入基本輸入信號時從如圖1所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號的波形。
圖4表示當(dāng)輸入過大的輸入信號時從如圖1所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號的波形。
圖5是作為參考實例的一個前置放大電路的電路圖。
圖6是表示如圖5所示的前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖。
圖7表示當(dāng)輸入基本輸入信號時從如圖5所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號的波形。
圖8表示當(dāng)輸入過大的輸入信號時從如圖5所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號的波形。
圖9是按照本發(fā)明的第二實施例的前置放大電路的電路圖。
圖10是表示前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖，在如圖1所示的前置放大電路中將焊接導(dǎo)線的電感用作一個參數(shù)。
圖11是表示如圖9所示的前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖，其中將焊接導(dǎo)線的電感用作一個參數(shù)。
圖12是按照本發(fā)明的第三實施例的前置放大電路的電路圖。
圖13是表示如圖12所示的前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖。
圖14是按照本發(fā)明的第四實施例的前置放大電路的電路圖。
(參考符號)1光檢測器2轉(zhuǎn)換電流為電壓并放大電壓級3發(fā)射極跟隨器緩沖級4反饋電阻器5，8，10，12晶體管6，7，9，11，13電阻器14，18，22，23，33，35，43，53，55焊接導(dǎo)線15，19，36，56，59電容器16，20，37，57引線17，21，38，58電源24，34，44，54二極管49可變電阻器具體實施方式
下面參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是按照本發(fā)明的第一實施例的前置放大電路的電路圖。圖2是表示如圖1所示的前置放大電路的跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的曲線圖。圖3表示當(dāng)輸入基本輸入信號時從如圖1所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號的波形。圖4(a)、(b)、(c)表示當(dāng)輸入過大的輸入信號時從如圖1所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號的波形。
下面參照附圖1-4描述按照本發(fā)明的第一實施例的前置放大電路。
如圖1所示，按照本發(fā)明的第一實施例的前置放大電路由一個集成電路構(gòu)成，這個集成電路包括構(gòu)成了第一電路的轉(zhuǎn)換電流成電壓及放大電壓級2、構(gòu)成第二電路的發(fā)射極跟隨器緩沖級3、反饋電阻器4、和構(gòu)成了第三電路的二極管24。
電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2由第一晶體管5和第一電阻器6構(gòu)成。
第一電阻器6的一端通過焊接導(dǎo)線14和引線16電連接在電源17的一端，第一電阻器6的另一端電連接到第一晶體管5的集電極和后面將要提到的第二晶體管8的基極。
第一晶體管5的集電極電連接到第一電阻器6和第二晶體管8的基極，第一晶體管5的發(fā)射極接地，第一晶體管5的基極電連接到前置放大電路的輸入端A。
發(fā)射極跟隨器緩沖級3包括第二晶體管8、第三晶體管10、第四晶體管12、第二電阻器7、第三電阻器9、第四電阻器11、和第五電阻器13。
第二晶體管8的集電極通過焊接導(dǎo)線18和引線20電連接到電源21，第二晶體管8的發(fā)射極電連接到第三晶體管10的基極和第二電阻器7。第二晶體管8的基極電連接到第一電阻器6和第一晶體管5的集電極相互電連接的節(jié)點。第二晶體管8和第二電阻器7構(gòu)成第一發(fā)射極跟隨器緩沖電路。
第三晶體管10的集電極通過焊接導(dǎo)線18和引線20電連接到電源21，與第二晶體管8的集電極類似，第三晶體管10的發(fā)射極電連接到第四晶體管12的基極和第三電阻器9，第三晶體管10的基極電連接到第二電阻器7和第二晶體管8的發(fā)射極相互電連接的節(jié)點。第三晶體管10和第三電阻器9構(gòu)成了第二發(fā)射極跟隨器緩沖電路。
第四電阻器11的一端接地，它的另一端電連接到第四晶體管12的發(fā)射極。
第五電阻器13的一端通過焊接導(dǎo)線18和引線20電連接到電源21，它的另一端電連接到第四晶體管12的集電極和焊接導(dǎo)線22。
第四晶體管12的集電極電連接到第五電阻器13，第四晶體管12的發(fā)射極電連接到第五晶體管11，第四晶體管12的基極電連接到第三電阻器9和第三晶體管10相互電連接的節(jié)點。
輸入到發(fā)射極跟隨器緩沖級3的信號在第一和第二發(fā)射極跟隨器緩沖電路中經(jīng)過阻抗轉(zhuǎn)換，然后輸出到輸出端B，以此作為通過第四晶體管12的集電極的輸出信號。
反饋電阻器4安排在發(fā)射極跟隨器緩沖級3的第二晶體管8的發(fā)射極和電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的第一晶體管5的基極之間。
電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2通過焊接導(dǎo)線14和引線16電連接到偏置電源17。在焊接導(dǎo)線14和引線16之間安排一個旁路電容器15，以便減小交流阻抗。
類似地，發(fā)射極跟隨器緩沖級3通過焊接導(dǎo)線18和引線20電連接到偏置電源21。旁路電容器19安排在焊接導(dǎo)線18和引線20之間。
焊接導(dǎo)線22電連接到輸出端B。
當(dāng)按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路用作接收器模塊時，光檢測器1經(jīng)過焊接導(dǎo)線23連接到前置放大電路的輸入端A。按照進(jìn)入光檢測器1的光產(chǎn)生的電流信號通過焊接導(dǎo)線23和輸入端A輸入到前置放大電路內(nèi)。
已經(jīng)輸入到前置放大電路內(nèi)的電流信號在電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2中轉(zhuǎn)換成電壓，并將這樣轉(zhuǎn)換的電壓放大。將從電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的第一晶體管5的集電極輸出的信號輸入到發(fā)射極跟隨器緩沖級3，然后，在發(fā)射極跟隨器緩沖電路3中進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換。然后，經(jīng)過焊接導(dǎo)線22從前置放大電路輸出這個信號。
將按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路設(shè)計成包括二極管24，以此作為第三電路。二極管24電連接在前置放大電路的輸入部分即電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的第一晶體管5的基極端和接地電壓之間，從而可以使從這個基極端至接地電壓的方向為這個二極管的正向方向。
下面說明按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路得到的第一個優(yōu)點。
圖2是表示跨阻抗增益和頻率之間的關(guān)系的曲線圖。
在圖2中，虛線200表示的是當(dāng)如圖1所示的前置放大電路不包括二極管24時、并且當(dāng)焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容計入前置放大電路中時觀察到的跨阻抗增益和頻率之間的關(guān)系。斷續(xù)線201表示的是當(dāng)所示的前置放大電路不包括二極管24時、并且當(dāng)焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容沒有計入前置放大電路中時觀察到的跨阻抗增益和頻率之間的關(guān)系。實線202表示的是當(dāng)焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容計入如圖1所示的前置放大電路中時觀察到的跨阻抗增益和頻率之間的關(guān)系。
如虛線200所示，當(dāng)焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容考慮進(jìn)去的時候，與焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容沒有計入前置放大電路中時觀察到的斷續(xù)線201相比，對于虛線200可觀察到一個過大的增益峰。
對比之下，在按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路中，如實線202所示，即使計入焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容，也觀察不到過大的增益峰，保證了在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的平坦性。
此外，由于在較高的頻范圍觀察到另一個增益峰，所以在高頻范圍增大了跨阻抗增益。結(jié)果，整體地增加了頻率范圍。
進(jìn)而，在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的平坦性以及頻帶的寬范圍在按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路中是作為輸出信號和基本(base)輸入信號之間的特性即具有很小抖動的波形(如圖3所示)反映出來的。
下面說明由按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路得到的第二個優(yōu)點。
圖4表示當(dāng)過大的輸入信號輸入到前置放大電路中時獲得的輸出信號的波形，其中輸入電流信號的幅度是基本輸入信號的幅度的1.5倍(圖4a)、2倍(圖4b)、和2.5倍(圖4c)。
如圖4a-4c所示，即使輸入電流信號的幅度與基本輸入信號的幅度之比較大，輸出信號波形的變形也略有增加。
圖5是一個前置放大電路的電路圖，它是按照本發(fā)明的第一個實施例的上述的前置放大電路的一個參考實例。圖6是表示如圖5所示的前置放大電路跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖。圖7表示的是當(dāng)輸入基本輸入信號時從如圖5所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號波形。圖8表示的是當(dāng)輸入過大的輸入信號時從如圖5所示的前置放大電路發(fā)送的輸出信號波形。
如圖5所示的作為參考實例的前置放大電路的結(jié)構(gòu)與按照如圖1所示的第一實施例的前置放大電路的結(jié)構(gòu)相同，只是將參考實例的前置放大電路設(shè)計成不包括作為第三電路的二極管24。
在圖6中，虛線300表示的是在假定沒有焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容影響時如圖5所示的作為參考實例的前置放大電路的跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線，實線301表示的是當(dāng)焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容計入時觀察到的作為參考實例的前置放大電路的跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線。
如實線301所示，當(dāng)焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容考慮進(jìn)去的時候，發(fā)現(xiàn)了一個過大的增益峰，這個增益峰在沒有出現(xiàn)在按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路中，其結(jié)果是在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的平坦性變壞。
此外，頻帶與如圖2所示的按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路的頻帶相比較窄。
結(jié)果，在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的平坦性變差，如圖7所示；并且與按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路發(fā)送的輸出信號波形(見圖3)中包含的抖動相比，輸出信號和基本輸入信號之間的特性曲線包含更多的抖動。
進(jìn)而，如圖8所示，隨著輸入電流信號的幅度與基本輸入信號的幅度之比的增加，該比率一直增加到1.5(圖8a)、2(圖8b)、和2.5(圖8c)，輸出信號波形的變形迅速增加。
比較按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路與作為參考實例的前置放大電路，可以發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路的跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的增益峰與作為參考實例的前置放大電路相比有明顯的改善，這是第一個優(yōu)點。
這是因為，增加二極管24到前置放大電路的輸入部分的結(jié)果是將二極管24的電容提供給前置放大電路，因此減小了前置放大電路中焊接導(dǎo)線和引線的電感和電容施加的影響。
此外，應(yīng)該理解，與參考實例的前置放大電路相比，按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路的輸出特性曲線中的抖動明顯減小。
這是因為，引入電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的輸入部分內(nèi)的一部分過多的輸入電流通過電連接到前置放大電路的輸入部分的正向偏置到接地電壓的二極管24泄漏掉。
流過正向偏置到接地電壓的二極管24的電流的大小取決于前置放大電路的輸入部分的電壓。當(dāng)從光檢測器1輸入的電流信號的幅度大時，在前置放大電路的輸入部分的電壓就高，并且流過二極管24的泄漏電流就增加。
結(jié)果，按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路能夠減小過大的輸入電流信號，因此可防止輸出信號波形的變形。
如以上所述，按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路在一個寬大的頻率范圍具有平坦的跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線，因此就能夠抑制當(dāng)前置放大電路接收過大的電流信號時引起的輸出信號波形的變形。
圖9是按照本發(fā)明的第二個實施例的前置放大電路的電路圖。圖10是表示前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖，其中如圖1所示的按照第一實施例的前置放大電路中的焊接導(dǎo)線23的電感用作一個參數(shù)。圖11是表示前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖，其中如圖9所示的按照第二實施例的前置放大電路中的焊接導(dǎo)線33的電感用作一個參數(shù)。
將按照第二實施例的前置放大電路設(shè)計成包括一個第三電路，第三電路電連接到作為第一電路的電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的輸入部分，第三電路有一個可變的電容，并且按照電流的大小將引入電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的輸入部分中的一部分電流引入所說的第三電路中。
鑒于按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路的第三電路由電連接在第一晶體管5的基極端和接地電壓之間并且正向朝向接地電壓的二極管24組成，按照本發(fā)明的第二個實施例的前置放大電路的第三電路也由電連接在第一晶體管5的基極端和接地電壓之間并且其正向從第一晶體管5的基極端朝向接地電壓的二極管34組成，所說的二極管34有一個按照施加其上的電壓可變的電容。
具體來說，第二實施例中的第三電路包括電連接在電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的第一晶體管5的基極端和接地電壓之間的二極管34、依次相互串聯(lián)電連接在二極管34和接地電壓之間的焊接導(dǎo)線35、引線37、和電源38、以及電連接在焊接導(dǎo)線35和引線37之間的旁路電容器36。
二極管34的陰極通過旁路電容器36交流接地。通過控制經(jīng)過焊接導(dǎo)線35、引線37、旁路電容器36從電源38提供的電壓，可控制二極管34的電容。
下面說明由按照本發(fā)明的第二個實施例的前置放大電路得到的優(yōu)點。
設(shè)計成包括電連接到電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的二極管34的按照本發(fā)明的第二個實施例的前置放大電路在一個寬大的頻帶范圍內(nèi)在跨阻抗增益和頻率之間具有一個平坦的特性曲線，能夠抑制當(dāng)前置放大電路接收過大的電流信號時引起的輸出信號波形的變形，其理由與第一實施例相同。
此外，由于按照本發(fā)明的第二實施例的前置放大電路中的二極管34的電容通過控制從電源38提供的電壓是可以變化的，所以這個前置放大電路可提供下述的優(yōu)點。
由于增益峰與電路中的電感和電容的關(guān)系密切，如果實際的電感和電容與設(shè)計的電感和電容不同，則抑制增益峰所必需的二極管的電容就必須隨之變化。
具體來說，焊接導(dǎo)線的長度的可復(fù)制性取決于封裝技術(shù)，由焊接導(dǎo)線引起的電感可能是一個不確定的因素。例如，可以認(rèn)為，由于焊接導(dǎo)線長度的增、減，焊接導(dǎo)線的電感變化約為±30％。
圖10是表示前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖，如圖1所示的按照第一個實施例的前置放大電路中的焊接導(dǎo)線23的電感用作一個參數(shù)。
如圖10所示，由于焊接導(dǎo)線23的電感在0.1nH的基本電感周圍變化±30％，在范圍0.07nH到0.13nH之內(nèi)，所以在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的平坦性和/或頻帶也要隨之變化。因此，優(yōu)選的作法是，在封裝以后，控制由焊接導(dǎo)線和引線的電感和/或電容施加的影響，以補(bǔ)償這種不定因素產(chǎn)生的影響。
按照本發(fā)明的第二實施例的前置放大電路通過控制從電源38提供的電壓來改變二極管34的電容來實現(xiàn)這種控制。
參照附圖11，當(dāng)用于相互電連接光檢測器1和按照第二實施例的前置放大電路的焊接導(dǎo)線33的電感為0.07nH時，改善了在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的平坦性和/或頻帶，并且因此，通過提高從電源38提供的電壓Va，從0伏提高到0.1伏，可使它的平坦性和/或頻帶好于焊接導(dǎo)線33的設(shè)計電感為0.1nH時獲得的平坦性和/或頻帶。
因此，即使焊接導(dǎo)線的電感發(fā)生了變化，通過控制從電源38提供的電壓Va，在按照第二實施例的前置放大電路中也能改善在跨阻抗增益和頻率之間的設(shè)計的特性曲線。
圖12是按照本發(fā)明的第三個實施例的前置放大電路的電路圖。圖13是表示如圖12所示的前置放大電路的跨阻抗增益—頻率特性曲線的曲線圖。
鑒于按照本發(fā)明的第一個實施例的前置放大電路的第三電路包括電連接在第一晶體管5的基極端和接地電壓之間并且其正向方向朝向接地電壓的二極管24，按照本發(fā)明的第三個實施例的前置放大電路的第三電路也包括電連接在電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級2的第一晶體管5的基極端和接地電壓之間并且其正向方向朝向接地電壓的二極管44，并且可變電阻器49電連接在二極管44和接地電壓之間。
在按照本發(fā)明的第三個實施例的前置放大電路中，用相互串聯(lián)電連接的二極管44和可變電阻器49代替如圖9所示的按照本發(fā)明的第二個實施例的相互串聯(lián)電連接的二極管34和電源38。
在按照本發(fā)明的第三個實施例的前置放大電路中，通過控制在可變電阻器49的相對的兩端產(chǎn)生的電壓降來控制二極管44的電容。通過改變可變電阻器49的電阻，可以控制在可變電阻器49的相對的兩端產(chǎn)生的電壓降。
這里，與第二實施例類似，假定相互電連接光檢測器1和按照本發(fā)明的第三個實施例的前置放大電路的焊接導(dǎo)線43的電感在0.1 nH和0.7nH范圍之內(nèi)變化。
如圖13所示，當(dāng)焊接導(dǎo)線43的電感為0.07nH時，通過控制可變電阻器49的電阻可以改善在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線的平坦性和頻帶，這與第二實施例類似，因此，有可能得到與焊接導(dǎo)線43的設(shè)計電感為0.1nH時獲得的特性曲線幾乎完全相同的特性曲線。
因此，即使焊接導(dǎo)線43的電感發(fā)生了變化，在按照本發(fā)明的第三個實施例的前置放大電路中，通過控制可變電阻器49的電阻，也有可能改善在跨阻抗增益和頻率之間的性能下降的特性曲線。
圖14是按照本發(fā)明的第四個實施例的前置放大電路的電路圖。
與如圖9所示的按照本發(fā)明的第二個實施例相比，按照本發(fā)明的第四個實施例的前置放大電路還包括一個電容器59，它是第三電路的一部分。
這個電容器電連接在靠近電源的二極管54的一端和接地電壓之間。電容器例如包括MIM電容器。
下面說明由按照本發(fā)明的第四個實施例的前置放大電路得到的優(yōu)點。
按照本發(fā)明的第四個實施例的前置放大電路在一個寬大的頻率范圍內(nèi)在跨阻抗增益和頻率之間有一個平坦的特性曲線，并且能夠抑制當(dāng)前置放大電路接收過大的電流信號時引起的輸出信號波形的變形，其理由與第二此外，即使在封裝以后，通過控制二極管54的電容，也可以調(diào)節(jié)跨阻抗增益和頻率之間的增益峰和平坦性和/或頻帶。
進(jìn)而，通過電容器59將靠近電源的二極管54的一端電連接到接地電壓，肯定可以使二極管54的這一端交流接地，并且因為有可能防止高頻信號向電源傳播。因而，有可能避免電源58、焊接導(dǎo)線55、和引線57的電感和/或電容有害地影響前置放大電路的特性曲線。
在按照本發(fā)明的第四個實施例的前置放大電路中，與第三實施例類似，可以用可變電阻器替換電源58，使可變電阻器具有電源58的功能。
雖然參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)該理解，本發(fā)明的主題不限于這些特定的實施例。相反，期望本發(fā)明的主題能夠包括本發(fā)明的構(gòu)思和范圍中覆蓋的所有的替換、改進(jìn)、和等效物。
例如，可以使用任何器件代替構(gòu)成前置放大電路的第三電路的二極管24、34、44、54，其條件只是這種器件表現(xiàn)出非線性的電流—電壓特性。
可以使用雙極性晶體管作為構(gòu)成前置放大電路的有源器件，但有源器件不限于雙極性晶體管。還可以使用其它的有源器件，如MOS晶體管。
工業(yè)實用性如以上所述，將具有非線性電流—電壓特性的一個器件如二極管電連接到電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級的輸入部分，以此作為按照本發(fā)明的前置放大電路的第一電路。這個器件的電容控制著增益峰，并且在寬大的頻帶提供平坦的增益特性曲線。此外，由于輸入到電流—電壓轉(zhuǎn)換和放大級的一部分過大的電流通過這個器件被引入接地電壓，所以有可能阻止過大的電流進(jìn)入前置放大電路，抑制了輸出信號波形的變形。
此外，通過設(shè)計要由電源控制的這個器件的一端的電壓，其中所說的器件的這一端是與電源電連接的，可以使這個器件具有可變的電容，從而保證可以改善在跨阻抗增益和頻率之間的特性曲線，其中由于相互電連接光檢測器和第一電路的焊接導(dǎo)線的電感的漲落，這個特性曲線本來是已經(jīng)變差了的。
權(quán)利要求
1.一種前置放大電路，包括第一電路；接收從第一電路發(fā)送的輸出信號以作為輸入信號的第二電路；電連接到第一電路的輸入端并且消耗流入第一電路的輸入端的一部分電流的第三電路，其中第三電路的電容可以抑制在前置放大電路的增益—頻率特性曲線中觀察到的增益峰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置放大電路，其特征在于所述第三電路包括電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間的一個非線性電阻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置放大電路，其特征在于所述第三電路包括電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間并且具有非線性電流—電壓特性的一個器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的前置放大電路，其特征在于所述非線性電阻器或器件包括二極管。
5.一種前置放大電路，包括第一電路；接收從第一電路發(fā)送的輸出信號以作為輸入信號的第二電路；電連接到第一電路的輸入端、具有一個可變電容、并且可使流進(jìn)第一電路的輸入端內(nèi)的一部分電流進(jìn)入的第三電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的前置放大電路，其特征在于流進(jìn)第一電路內(nèi)的一部分電流可根據(jù)電流的大小進(jìn)入第三電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的前置放大電路，其特征在于所述第三電路包括一個電路，該電路電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間并且包括相互串聯(lián)電連接的一個二極管和一個電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的前置放大電路，其特征在于所述第三電路包括電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間、并且具有按照電壓而變的電容的一個二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的前置放大電路，其特征在于所述第三電路包括一個電路，該電路電連接在第一電路的輸入端和接地電壓之間并且包括相互串聯(lián)電連接的一個二極管和一個可變電阻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任何一個所述的前置放大電路，其特征在于所述第三電路包括一個電容器，電容器的一端電連接在二極管的一端，二極管的這一端與二極管和第一電路的輸入端連接的那一端相對，所說的電容器的另一端電連接在接地電壓的另一端。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一個所述的前置放大電路，其特征在于進(jìn)一步包括一個反饋電阻器，反饋電阻器電連接在第一電路的輸入端和第二電路之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任何一個所述的前置放大電路，其特征在于所述第一電路包括用于轉(zhuǎn)換電流成為電壓并放大這樣轉(zhuǎn)換的電壓的電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任何一個所述的前置放大電路，其特征在于所述第二電路包括發(fā)射極跟隨器緩沖電路。
14.一種接收光的設(shè)備，包括如權(quán)利要求1-13中任何一個所述的前置放大電路；和轉(zhuǎn)換光信號為電信號的一個光檢測器，其中光檢測器的輸出電連接在前置放大電路的第一電路的輸入端。
全文摘要
一種前置放大電路，包括第一電路、接收從第一電路發(fā)送的輸出信號以此作為輸入信號的第二電路、和電連接到第一電路的輸入端并且消耗流入第一電路的輸入端的一部分電流的第三電路，其中第三電路的電容可以抑制在前置放大電路的增益—頻率特性曲線中觀察到的增益峰。
文檔編號H03F1/32GK1529934SQ0281425
公開日2004年9月15日 申請日期2002年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月16日
發(fā)明者天宮泰 申請人:日本電氣株式會社