[發(fā)明專利]光檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880074769.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN111417845B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牧野健二
• 申請（專利權(quán)）人: 浜松光子學(xué)株式會社
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;H01L31/10
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;黃浩

本發(fā)明提供一種光檢測電路，其包括：具有第1陽極和第1陰極，因與入射光量相應(yīng)地產(chǎn)生的光電動勢而在第1陽極與第1陰極之間產(chǎn)生電壓的第1光檢測元件、和具有第1非反相輸入端子、第1反相輸入端子和第1輸出端子的第1運(yùn)算放大器，第1非反相輸入端子連接固定電位，第1陽極和第1陰極中的一方連接第1反相輸入端子，第1陽極和第1陰極中的另一方連接第1輸出端子。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光檢測電路。

背景技術(shù)

已知有具備光電二極管的光檢測電路(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。在光電二極管中，在由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體構(gòu)成的PN結(jié)部生成與入射光的光量(入射光量)相應(yīng)的數(shù)量的電子和空穴。例如在專利文獻(xiàn)1中記載的光檢測電路中，光電二極管的陽極與運(yùn)算放大器的反相輸入端子連接，在運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間，連接有并聯(lián)設(shè)置的反饋電阻和反饋電容。通過向光電二極管入射入射光，與入射光量相應(yīng)的光電流被輸入由運(yùn)算放大器、反饋電阻和反饋電容構(gòu)成的放大電路(跨阻放大器，Trans ImpedanceAmplifier)，光電流被放大而作為電壓信號輸出。

現(xiàn)有專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-134761號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005-216984號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

在上述的光檢測電路中，例如在使用具有每入射光量1W生成的光電流為幾mA那樣的感光靈敏度的光電二極管的情況下，為了得到與入射光量相應(yīng)的適當(dāng)?shù)碾妷盒盘枺枰O(shè)置具有幾MΩ程度的大的電阻值的反饋電阻。因此，存在跨阻放大器的時間常數(shù)大，從入射光向光電二極管入射至光檢測電路輸出與入射光量相應(yīng)的電壓信號(輸出電壓)為止需要耗費(fèi)時間的問題。

本發(fā)明說明能夠縮短從入射光入射至輸出與入射光量相應(yīng)的輸出電壓為止的響應(yīng)時間的光檢測電路。

用于解決問題的方式

本發(fā)明的一個方面的光檢測電路包括：具有第1陽極和第1陰極，并通過對應(yīng)于入射光量而產(chǎn)生的光電動勢在第1陽極與第1陰極之間產(chǎn)生電壓的第1光檢測元件；和具有第1非反相輸入端子、第1反相輸入端子和第1輸出端子的第1運(yùn)算放大器。第1非反相輸入端子連接固定電位，第1陽極和第1陰極中的一方連接第1反相輸入端子，第1陽極和第1陰極中的另一方連接第1輸出端子。

在該光檢測電路中，第1運(yùn)算放大器的第1非反相輸入端子連接固定電位，第1光檢測元件的第1陽極和第1陰極中的一方連接第1運(yùn)算放大器的第1反相輸入端子，第1光檢測元件的第1陽極和第1陰極中的另一方連接第1運(yùn)算放大器的第1輸出端子。例如，在對應(yīng)于入射光量而在第1光檢測元件產(chǎn)生的光電流流動至第1光檢測元件的內(nèi)部包含的并聯(lián)電阻成分的情況下，在第1陽極與第1陰極之間產(chǎn)生與入射光量相應(yīng)的電壓。因?yàn)榈?反相輸入端子的電位大致等于固定電位，所以第1輸出端子的輸出電壓成為基于在第1陽極與第1陰極之間產(chǎn)生的電壓的值。由此，與入射光量相應(yīng)地在第1光檢測元件產(chǎn)生的電壓直接成為從第1運(yùn)算放大器輸出的輸出電壓，因此能夠縮短從入射光入射至輸出與入射光量相應(yīng)的輸出電壓為止的響應(yīng)時間。

光檢測電路也可以進(jìn)一步包括將在第1輸出端子產(chǎn)生的輸出電壓放大的放大電路。

在這種情況下，第1輸出端子的輸出電壓被放大電路放大。由此，能夠基于通過將在第1光檢測元件的第1陽極與第1陰極之間產(chǎn)生的電壓放大而得到的輸出電壓，檢測入射光量。

放大電路也可以具有第2運(yùn)算放大器、第1電阻元件和第2電阻元件。第2運(yùn)算放大器也可以具有第2非反相輸入端子、第2反相輸入端子和第2輸出端子。第1電阻元件的一端也可以連接第2反相輸入端子，第1電阻元件的另一端也可以連接第1輸出端子。第2電阻元件的一端也可以連接第2反相輸入端子，第2電阻元件的另一端也可以連接第2輸出端子。第2非反相輸入端子也可以連接固定電位。