專(zhuān)利名稱(chēng)：采用限幅電路的電流－電壓變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的限幅電路的電流-電壓變換(轉(zhuǎn)換和放大)電路，更準(zhǔn)確地說(shuō)，涉及具有采用限幅電路單元的電流-電壓變換(轉(zhuǎn)換和放大)電路的光電檢測(cè)器集成電路，檢測(cè)流過(guò)電流-電壓變換電路的電流以生成電流-電壓變換電路的限幅電流，從而在盤(pán)記錄和/或讀取裝置中的記錄介質(zhì)，諸如CD-RW上寫(xiě)數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作期間，當(dāng)將高功率提供給光電檢測(cè)器集成電路時(shí)，防止電流-電壓變換電路出現(xiàn)飽和。
背景技術(shù)：
通常，在記錄介質(zhì)，諸如CD-RW上記錄信息和/或從其讀取信息的光學(xué)拾取裝置包括光電檢測(cè)器集成電路，通過(guò)由激光二極管生成的激光束，檢測(cè)從包含信息的光記錄介質(zhì)，諸如光盤(pán)反射的光束。
在可記錄CD，諸如CD-RW中，通過(guò)將具有高功率的激光束投射到CD的表面上，以便在CD的表面上形成信息坑來(lái)執(zhí)行寫(xiě)操作。當(dāng)在寫(xiě)操作期間，將過(guò)高功率的激光束提供給PDIC時(shí)，生成大量電流，導(dǎo)致PDIC的電流-電壓變換(轉(zhuǎn)換和/或放大)電路飽和，從而使PDIC的電流-電壓變換電路的過(guò)響應(yīng)特性(over responsecharacteristic)失真。
圖1是表示在光電檢測(cè)器集成電路中具有限幅電路的傳統(tǒng)的電流-電壓變換(轉(zhuǎn)換和/或放大)電路的視圖。
通過(guò)從輸入激光束所反射的光電檢測(cè)器(PD)12生成的載波生成光電檢測(cè)器(PD)電流IPD。PD電流IPD推動(dòng)來(lái)自輸出緩沖器G3的反饋(FD)電流If，F(xiàn)D電流If當(dāng)流過(guò)具有電阻為Rf的反饋電阻器時(shí)，在反饋電阻器的兩端生成電壓差，以及將PD電流IPD轉(zhuǎn)換成VOUT＝If×Rf的電壓信號(hào)VOUT。
差動(dòng)放大器G1、射極跟隨器G2和輸出緩沖器G3構(gòu)成阻抗轉(zhuǎn)換(trans-impedance)放大器10。如果將過(guò)多的光信號(hào)輸入到PD12中，使阻抗轉(zhuǎn)換放大器10飽和以致超出工作范圍。由于阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的這種飽和，當(dāng)FD電流If增加時(shí)，即使響應(yīng)少量的輸入信號(hào)，并使電流-電壓變換電路的過(guò)響應(yīng)特性失真，輸出電壓VOUT不再增加，電流-電壓變換電路的放大速度變得很低。
參考圖1，晶體管Q1的發(fā)射極連接到射極跟隨器G2的輸出端以檢測(cè)射極跟隨器G2的輸出。當(dāng)射極跟隨器G2的輸出電壓大于預(yù)定值VLMT+VBE時(shí)，使晶體管Q1導(dǎo)通，以便允許限幅電流ILMT流過(guò)電流-電壓變換電路。在端子Tin，IPD＝If+ILMT。即使使PD電流IPD過(guò)多增加，F(xiàn)D電流If也不再增加，以及不使阻抗轉(zhuǎn)換放大器10飽和而是繼續(xù)工作。
如上所述，為防止電流-電壓變換電路飽和，檢測(cè)阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的輸出電壓。當(dāng)輸出電壓大于預(yù)定電壓時(shí)，允許限幅電流ILMT流過(guò)阻抗轉(zhuǎn)換放大器10以便防止阻抗轉(zhuǎn)換放大器飽和。
在1998年7月21日公開(kāi)的本專(zhuān)利申請(qǐng)No.10-188315中，檢測(cè)電流-電壓變換電路的輸出電壓以便當(dāng)輸出電壓大于預(yù)定值時(shí)，允許限幅電流流入電流-電壓變換電路，以便防止電流-電壓變換電路飽和。
在上述日本申請(qǐng)中公開(kāi)的電流-電壓變換電路包括第一放大器、第二放大器以及輸出緩沖器連接。連接晶體管的發(fā)射極以便接收第二放大器的輸出，以及當(dāng)?shù)诙糯笃鞯妮敵龃笥赩REF+VBE，即VO＞VREF+VBE時(shí)，使晶體管導(dǎo)通以生成限幅電流ILT。因此，即使流過(guò)光電檢測(cè)器的電流IPH增加，反饋電流If也不再增加，以便防止電流-電壓變換電路飽和。
上述傳統(tǒng)的電流-電壓變換電路和日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了通過(guò)檢測(cè)電壓來(lái)補(bǔ)償電流，以及日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了將晶體管的發(fā)射極連接到第二放大器以便在限幅電流ILT上執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作以及使輸出電壓VO控制到低于VREF+VBE。
然而，將具有PNP型晶體管的電路設(shè)計(jì)成限制根據(jù)PNP型晶體管的特性控制的預(yù)定端電壓的最大值，以及將具有NPN型晶體管的電流設(shè)計(jì)成限制根據(jù)NPN晶體管的特性控制的預(yù)定端電壓的最小值。
在上述專(zhuān)利申請(qǐng)中，由于將輸出電壓VO的最大值控制到低于VREF+VBE，即，限制輸出電壓VO的最大值低于VREF+VBE，電路元件不應(yīng)當(dāng)為NPN型晶體管，而不是PNP型晶體管。因此，在上述專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的電流-電壓變換電路電路應(yīng)當(dāng)包括PNP型晶體管，其具有比NPN型晶體管更低的增益。因此，其不利之處在于降低增益以及使速度變低。
為解決上述問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)不將構(gòu)成電流-電壓變換電路的放大器的輸出電壓限制到預(yù)定 值的改進(jìn)的電流-電壓變換(轉(zhuǎn)換和/或放大)電路，與是NPN型晶體管和PNP型晶體管無(wú)關(guān)，并且不降低增益和速度。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述和/或其他問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供使用限幅電流來(lái)防止與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的電流-電壓變換(轉(zhuǎn)換和/或放大)電路中飽和的電流-電壓變換(轉(zhuǎn)換和/或放大)電路。
本發(fā)明的另一方面是提供與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的電流-電壓變換電路來(lái)檢測(cè)電流而不是電流-電壓變換電路的電壓以便生成流入電流-電壓變換電路中的限幅電流。
本發(fā)明的另一方面是提供與光電檢測(cè)器集成電路一直使用的電流-電壓變換電路來(lái)包括通過(guò)檢測(cè)電流，開(kāi)關(guān)限幅電流的電流檢測(cè)限幅單元。
本發(fā)明的另一方面是提供與光電檢測(cè)器集成電路一起使用電流-電壓變換電路來(lái)包括不限定到最大值或最小值的至少一個(gè)NPN型晶體管，以檢測(cè)電流來(lái)開(kāi)關(guān)限幅電流，從而提高增益和速度。
本發(fā)明的另一方面是提供光電檢測(cè)器集成電路一起使用電流-電壓變換電路來(lái)包括由用戶(hù)控制限幅電流的導(dǎo)通點(diǎn)的電流檢測(cè)限制單元。
本發(fā)明的另一方面是提供光電檢測(cè)器集成電路一起使用電流-電壓變換電路來(lái)檢測(cè)電流-電壓變換電路的電流以生成限制電流來(lái)防止電流-電壓變換電路飽和，從而提高電流-電壓變換電路的RF波的特性，諸如過(guò)響應(yīng)特性。
本發(fā)明的另一方面是提供具有電流-電壓變換電路的盤(pán)記錄和/或記錄裝置。
將部分在下述的說(shuō)明書(shū)中闡述本發(fā)明的另外的方面和優(yōu)點(diǎn)，以及從下述說(shuō)明來(lái)說(shuō)，部分是顯而易見(jiàn)的，或通過(guò)實(shí)施本發(fā)明可了解到。
為實(shí)現(xiàn)上述和/或其他方面，提供與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的電流-電壓變換電路，該電流-電壓變換電路包括光電檢測(cè)器，以檢測(cè)光信號(hào)(激光束信號(hào))來(lái)生成光電流，放大器，放大對(duì)應(yīng)于光信號(hào)的光電流，射極跟隨器，接收放大器的輸出，輸出緩沖器，接收射極跟隨器的輸出，電流檢測(cè)限幅單元，具有輸出端和輸出端并且當(dāng)從放大器輸出的檢測(cè)電流大于預(yù)定電流時(shí)，使其導(dǎo)通以生成限幅電流，以及反饋電阻器，連接在光電檢測(cè)器和輸出緩沖器的輸出端之間。


通過(guò)下述結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的這些和/或其他優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)并且更容易意識(shí)到，其中圖1是表示在光電檢測(cè)器集成電路中具有限幅電流的傳統(tǒng)電流-電壓變換電路的視圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的、具有限幅電路的的電流-電壓變換電路的視圖；圖3是表示圖2所示的電流-電壓變換電路的電流檢測(cè)限幅單元的電路圖；圖4是表示圖2所示的差動(dòng)放大器，以及阻抗轉(zhuǎn)換放大的射極跟隨器，以及電流-電壓變換電路的電流檢測(cè)限幅單元的電路圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的、具有限幅電路的電流-電壓變換電路的框圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的、具有限幅電路的電流-電壓變換電路的框圖；圖7是圖6所示的電流-電壓變換電路的電流檢測(cè)限幅單元的電路圖；圖8是表示圖6所示的電流-電壓變換電路的另一電流檢測(cè)限幅單元的電路圖；圖9是表示圖6所示的電流-電壓變換電路的另一電流檢測(cè)限幅單元的電路圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的、具有限幅電路的電流-電壓變換電路的框圖；圖11是表示圖10所示的電流-電壓變換電路的電流檢測(cè)限幅單元的電路圖；圖12是表示在圖10所示的電流-電壓變換電路中，使用具有高放大系數(shù)β的PDP型晶體管的另一電流檢測(cè)限幅單元的電路圖；以及圖13是根據(jù)輸入到采用電流檢測(cè)限幅單元的電流-電壓變換電路的激光束(光)的光學(xué)強(qiáng)度，電流-電壓變換電路的輸出的過(guò)響應(yīng)特性的視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將詳細(xì)地參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其例子如附圖所示，其中相同的標(biāo)記表示相同的元件。下面描述實(shí)施例以便通過(guò)參考附圖來(lái)解釋本發(fā)明。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的、具有電流檢測(cè)限幅單元11的的電流-電壓變換電路10的視圖。
光電檢測(cè)器12響應(yīng)輸入到光電檢測(cè)器12中的光信號(hào)，諸如激光束(光)，生成光電流IPD。光電流IPD推動(dòng)來(lái)自輸出緩沖器G3的反饋(FB)電流If。當(dāng)FD電流If流過(guò)具有電阻為Rf的反饋電阻器時(shí)，在反饋電阻器的兩端生成電壓差，以便將FD)電流If轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，即，輸出電壓VOUT，VOUT＝If×Rf。如上所述，能響應(yīng)輸入到光電二極管的光信號(hào)(激光束或光)，生成光電流光電流IPD的光電二極管能用作光電檢測(cè)器12。
差動(dòng)放大器G1、射極跟隨器G2，以及輸出緩沖器G3構(gòu)成阻抗轉(zhuǎn)換放大器10以便發(fā)送輸入阻抗作為輸出。
當(dāng)在盤(pán)記錄和/或讀取裝置中的記錄介質(zhì)，諸如CD-RW上寫(xiě)入信號(hào)的寫(xiě)操作期間，光信號(hào)太強(qiáng)時(shí)，阻抗轉(zhuǎn)換放大器10變?yōu)轱柡鸵灾鲁龉ぷ鞣秶?。由于此，即使FD電流If增加，不會(huì)增加輸出電壓VOUT，從而響應(yīng)少量光信號(hào)，使放大器的速度降低同時(shí)使放大器的過(guò)響應(yīng)特性失真。
差動(dòng)放大器G1輸出通過(guò)將輸入到差動(dòng)放大器G1的輸入端中的兩個(gè)輸入信號(hào)間的差值乘以預(yù)定增益所計(jì)算的輸出。在差動(dòng)放大器G1中，理想地，增益是不定增益，以及輸入的至少一個(gè)的輸入電壓為0。然而，增益實(shí)際上是確定增益，以及輸入電壓實(shí)際上不為0。因此，差動(dòng)放大器10的非反相輸入連接到反饋電阻器以便使輸入電壓為0，代替圖2所示的差動(dòng)放大器G1，能使用接收根據(jù)從光電檢測(cè)器12生成的光電流生成的電壓的另一類(lèi)型的放大器。
在射極跟隨器或集電極共用放大器G2中，將輸入輸入到射極跟隨器G2的基極，以及從射極跟隨器G2的發(fā)射極獲得輸出。當(dāng)輸入阻抗遠(yuǎn)大于輸出阻抗時(shí)，射極跟隨器G2保持電壓增益，同時(shí)輸出該輸入作為輸出。由于基極和射極跟隨器G2的發(fā)射極間的增益幾乎為1，射極跟隨器G2通過(guò)發(fā)射極輸出基極的輸入作為輸出。
當(dāng)輸入阻抗遠(yuǎn)大于輸出阻抗時(shí)，輸出緩沖器G3保持電流增益以便將輸入作為輸出輸出。輸出緩沖器G3的增益與射極跟隨器G2相同。
反饋電阻器的反饋電阻Rf起將由光電檢測(cè)器12生成的并輸入為阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的輸入的光電流IPD轉(zhuǎn)換成輸出電壓VOUT作為阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的輸出的作用。
電流檢測(cè)限幅單元11接收阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的差動(dòng)放大器G1的輸出電流ISENSE作為輸入，并且當(dāng)輸出電流ISENSE大于預(yù)定值時(shí)導(dǎo)通，以便將電流ILMTIN作為電流ILMTOUT傳送給為光電檢測(cè)器12和差動(dòng)放大器G1間的結(jié)點(diǎn)的端子Tin。
由于光電流IPD為If+ILMTIN，控制反饋電流If以使其不超過(guò)預(yù)定值，因?yàn)殡娏鱅LMTIN輸入到端子Tin作為電流ILMTOUT，即使響應(yīng)強(qiáng)烈(過(guò)多)光電流IPD的增加，光電流IPD過(guò)多增加，從而防止阻抗轉(zhuǎn)換放大器10飽和。
圖3是表示如圖2所示的電流-電壓變換電路10的電流檢測(cè)限幅單元11的電路圖。
電流檢測(cè)限幅單元11包括分別用于電流ISENSE、ILMTIN和LMTOUT的第一、第二和第三端子。第一和第二電阻器R1和R2分別連接在第一晶體管Q1和第二晶體管Q2以及第一電阻器R1和基準(zhǔn)電勢(shì)(電壓)信號(hào)VREF或地之間。當(dāng)通過(guò)第一端子，將電流ISENSEI從差動(dòng)放大器G1提供給電流檢測(cè)限幅單元11時(shí)，電流I1流過(guò)第一晶體管Q1。如果第一晶體管Q1的放大系數(shù)為β，由下述等式計(jì)算電流I1。
I1＝β×ISENSE第二晶體管Q2的基底電壓Vb2由下述等式計(jì)算。
Vb2＝I1×R2當(dāng)Vb2＞VREF+Vbeq2時(shí)，其為約0.7V，使第二晶體管Q2導(dǎo)通以便啟動(dòng)電流檢測(cè)限幅單元來(lái)將電流ILMTOUT輸出給端子Tin。在這里，電壓Vbeq2是第二晶體管Q2的基極和發(fā)射極間的電壓。因此，即使在盤(pán)記錄和/或讀取裝置中，在記錄介質(zhì)，諸如CD-RW等等上寫(xiě)入信號(hào)的寫(xiě)操作期間，使由光電檢測(cè)器12生成的光電流IPD增加，阻抗轉(zhuǎn)換放大器10也不飽和。
圖4是表示如圖2所示的差動(dòng)放大器G1以及阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的射極跟隨器G2，以及電流-電壓變換電路的電流檢測(cè)限幅單元的操作的電路圖。
差動(dòng)放大器G1包括第三、第四、第五、第六、第七晶體管Q3、Q4、Q5、Q6和Q7以便輸出通過(guò)將信號(hào)PDIN和通過(guò)各個(gè)端子輸入的基準(zhǔn)電勢(shì)VREF間的差值乘以預(yù)定增益計(jì)算的值。
將信號(hào)VREF輸入到第三晶體管Q3的基極，以及將信號(hào)PDIN輸入到第四晶體管Q4的基極。參考圖2和4，第三晶體管Q3的基極對(duì)應(yīng)于差動(dòng)放大器G1的非反相端以接收基準(zhǔn)電勢(shì)VREF，以及第四晶體管的基極對(duì)應(yīng)于差動(dòng)放大器G1的反相端。
當(dāng)將信號(hào)PDIN輸入到差動(dòng)放大器G1作為輸入時(shí)，通過(guò)第六晶體管Q6的集電極和第七晶體管Q7的集電極間的結(jié)點(diǎn)，將電流ISENSE輸入到電流檢測(cè)限幅單元11的第一晶體管的基極。在電流檢測(cè)限幅單元11中，電流ISENSE在信號(hào)PDIN電流增加的時(shí)候增加。因此，電流I1增加，并且在第一和第二電阻器R1和R2之間的電壓，即基底電壓Vb2增加。當(dāng)Vb2＞VREF+Vbeq2時(shí)(約0.7V)，第二晶體管Q2導(dǎo)通以便將限幅電流ILMT輸出給端子Tin。當(dāng)阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的輸入電流由于限幅電流ILMT流到端子Tin而增加的時(shí)候，由于反饋電流IF被限制而保護(hù)了阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的飽和。電流檢測(cè)限幅單元由于11由于恒定的電流源18而偏壓。射極跟隨器G2的發(fā)射極的輸出被發(fā)送到輸出緩沖器G3。
差動(dòng)放大器G1的第三、第四、第五、第六、第七晶體管Q3、Q4、Q5、Q6和Q7分別對(duì)應(yīng)于一對(duì)差動(dòng)晶體管Q3和Q4，有效負(fù)載Q5和Q6，以及Wilson電流反射鏡Q7。
第三和第四晶體管Q3和Q4通過(guò)其集電極連接，并且被恒定電流源18偏壓。
施加偏壓1和偏壓2以分別對(duì)應(yīng)于第三和第四晶體管Q3和Q4的電流源和有效負(fù)載。偏壓1被施加到第七晶體管Q7，并且偏壓2被施加到第五和第六晶體管Q5和Q6。
對(duì)應(yīng)于偏壓1的第七晶體管Q7包括具有PNP型晶體管并且除去自偏壓電路的Wilson電流反射鏡，并充當(dāng)?shù)谌偷谒木w管Q3和Q4的有效負(fù)載和電流源。
由于第六和第七晶體管Q6和Q7的增益與各個(gè)輸出阻抗R0成比例，即，G＝gm×Ro，根據(jù)第六和第七晶體管Q6和Q7的較大輸出阻抗，能獲得大的增益。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的另一電流-電壓變換電路10和另一電流檢測(cè)限幅單元11的框圖。
如圖2和5所示，光電檢測(cè)器12響應(yīng)輸入到光電檢測(cè)器12的光信號(hào)，諸如激光束(光)，生成光電流IPD。光電流IPD推動(dòng)來(lái)自輸出緩沖器G3的反饋(FB)電流If。當(dāng)FD電流If流過(guò)具有電阻為Rf的反饋電阻器時(shí)，在反饋電阻器的生成電壓差，以便將FD電流If轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，即，輸出電壓VOUT，VOUT＝If×Rf。通過(guò)差動(dòng)放大器G1、射極跟隨器G2以及輸出緩沖器G3，將所轉(zhuǎn)換的輸出電壓輸出。差動(dòng)放大器G1、射極跟隨器G2以及輸出緩沖器G3的結(jié)構(gòu)與圖4所示相同。
在圖5所示的實(shí)施例中，根據(jù)電流ISENSE，將限幅電流ILMT從輸出緩沖器G3的輸出端而不是圖2的射極跟隨器G2的輸出端傳送到端子Tin。當(dāng)限幅電流ILMT流入阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的輸入端時(shí)，限制阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的反饋電流IF以防止阻抗轉(zhuǎn)換放大器10飽和。防止圖5所示的阻抗轉(zhuǎn)換放大器10飽和的效果與圖2所示的阻抗轉(zhuǎn)換放大器10相同。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，表示與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的另一電流-電壓變換電路10和另一電流檢測(cè)限幅單元11-1的框圖。
如圖2和6所示，電流ISENSE從差動(dòng)放大器G1的輸出端流入電流檢測(cè)限幅單元11-1，以及當(dāng)電流ISENSE大于預(yù)定值時(shí)，電流檢測(cè)限幅單元11-1生成限幅電流ILMT，以便通過(guò)限制電流-電壓變換電路10的反饋電流IF，防止電流-電壓變換電路10飽和。
在圖6中，電流檢測(cè)限幅單元11-1的輸出端連接到地或另一基準(zhǔn)電勢(shì)而不是如圖2所示的端子Tin。
圖7是表示圖6所示的電流-電壓變換電路的電流檢測(cè)限幅單元11-1的電路圖。
電流ISENSE流過(guò)差動(dòng)放大器G1，然后，使第一晶體管Q1導(dǎo)通。如果第一晶體管Q1的放大系數(shù)為β，由下述等式計(jì)算電流I1。
I1＝β×ISENSE由下述等式計(jì)算第二晶體管Q2的基極電壓Vb2。
Vb2＝I1×R2當(dāng)Vb2＞VREF+Vbeq2時(shí)，其為約0.7V，使第二晶體管Q2導(dǎo)通以便啟動(dòng)電流檢測(cè)限幅單元11來(lái)生成電流ILMTOUT。在這里，電壓Vbeq2為第二晶體管Q2的基極和發(fā)射極間的電壓，以及電壓VREF為輸入到差動(dòng)放大器G1的非反相端的基準(zhǔn)電壓。因此，即使在盤(pán)記錄和/或讀取裝置中的記錄介質(zhì)上寫(xiě)入信號(hào)的寫(xiě)操作期間，從光電檢測(cè)器12生成的光電流IPD增加，阻抗轉(zhuǎn)換放大器10也不會(huì)飽和。如圖6所示的根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的電流檢測(cè)限幅單元11-1的結(jié)構(gòu)與圖3的電流檢測(cè)限幅單元11相同。然而，電流檢測(cè)限幅單元11和電流檢測(cè)限幅單元11-1間的唯一區(qū)別在于電流檢測(cè)限幅單元11-1的輸出端，即，第二晶體管Q2的發(fā)射極連接到地或電勢(shì)上以便限幅電流ILMT流過(guò)地或基準(zhǔn)電勢(shì)。
圖8是表示圖6中所示的電流-電壓變換電路的另一電流檢測(cè)限幅單元11-2的電路圖。電流檢測(cè)限幅單元11-2能用在圖2和5所示的電流-電壓變換電路中。
圖8的電流檢測(cè)限幅單元11-2是圖3的電流檢測(cè)限幅單元11和圖7的電流檢測(cè)限幅單元11-1的組合。從差動(dòng)放大器G1提供電流ISENSE，電流I1流過(guò)第一晶體管Q1。如果第一晶體管Q1的放大系數(shù)為β，由下述等式計(jì)算電流I1。
I1＝β×ISENSE分別由下述等式計(jì)算第二晶體管Q2的基極電壓Vb2和第八晶體管Q8的基極電壓Vb3。
Vb2(＝Vb3)＝I1×R2當(dāng)Vb2(Vb3)＞VREF+Vbeq2(＝Vbeq3)(約0.7V)時(shí)，使第二和第八晶體管Q2和Q8導(dǎo)通，以便啟動(dòng)電流檢測(cè)限幅單元11-2來(lái)生成電流ILMT。電流ILMTIN流入第二晶體管和第八晶體管分別作為電流ILMTOUT1和ILMTOUT2。ILMTOUT1流過(guò)地，以及ILMTOUT2流入端子Tin。因此，限制阻抗轉(zhuǎn)換放大器10的反饋電流IF以防止飽和。在這里，Vbeq2和Vbeq3是第二和第八晶體管Q2和Q8的發(fā)射極-基極電壓，以及電壓VREF是輸入到差動(dòng)放大器G1的非反相端的基準(zhǔn)電壓。
圖9是電流-電壓變換電路的另一電流檢測(cè)限幅單元113的電路圖。電流檢測(cè)限幅單元11-3能用在圖2和5所示的電流-電壓變換電路中。
在根據(jù)該實(shí)施例的電流檢測(cè)限幅單元11-3中，用可變電阻器VR代替第二電阻器R2以便根據(jù)用戶(hù)需求，有選擇地調(diào)整能用來(lái)限制反饋電流IF的電流檢測(cè)限幅單元11-3的輸出振幅。
使用下述等式計(jì)算圖9的第二晶體管Q2的基極電壓Vb2。
Vb2＝I1×VR當(dāng)Vb2＞VREF+Vbeq2(約0.7V)時(shí)，使第二晶體管Q2導(dǎo)通以便啟動(dòng)電流檢測(cè)限幅單元11-3來(lái)生成電流ILMT。在這里，Vbeq2是第二晶體管Q2的發(fā)射極-基極電壓，以及電壓VREF是輸入到差動(dòng)放大器G1的非反相端的基準(zhǔn)電壓。根據(jù)電流檢測(cè)限幅單元11-3的該結(jié)構(gòu)，即使在將信息寫(xiě)到盤(pán)記錄和/或讀取裝置中的記錄介質(zhì)，諸如CD-RW上的寫(xiě)操作期間，使光電流IPD增加，也不會(huì)使阻抗轉(zhuǎn)換放大器10飽和。
如圖7和8所示的電流檢測(cè)限幅單元11-1和11-2的第二電阻器R2能用圖9所示的可變電阻器VR代替，以便有選擇地調(diào)整電流檢測(cè)限幅單元11-1和11-2的輸出。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的、具有電流檢測(cè)限幅單元11-4的電流-電壓變換電路10的框圖。與前實(shí)施例相比，電流-電壓變換電路包括至少一個(gè)PNP型晶體管。
如圖10所示，當(dāng)由PNP型晶體管實(shí)現(xiàn)晶體管元件時(shí)，改變(反向)光電二極管12的電流方向，以及改變(反向)電流檢測(cè)限幅單元11-4的電流ILMT的方向。
圖11是圖10所示的電流-電壓變換電路的另一個(gè)電流檢測(cè)限幅單元11-4的電路圖。電流檢測(cè)限幅單元11-4可以使用在如圖2和5所示的電流一電壓轉(zhuǎn)換電路中。
電流ISENSE流過(guò)差動(dòng)放大器G1，然后，使第一晶體管Q1導(dǎo)通。如果第一晶體管Q1的放大系數(shù)為β，由下述等式計(jì)算電流I1。
I1＝β×ISENSE由下述等式計(jì)算第二晶體管Q2的基極電壓Vb2。
Vb2＝Vcc-I1×R2當(dāng)Vb2＜Vcc-I1×R2(約0.7V)時(shí)，使第二晶體管Q2導(dǎo)通以便啟動(dòng)電流檢測(cè)限幅單元11-4來(lái)生成電流ILMT。在這里，電壓Vbeq2是第二晶體管Q2的基極和發(fā)射極間的電壓，以及電壓VREF是輸入到差動(dòng)放大器G1的非反相端中的基準(zhǔn)電壓。因此，即使在將信息寫(xiě)到盤(pán)記錄和/或讀取裝置中的記錄介質(zhì)，諸如CD-RW上的寫(xiě)操作期間，從光電檢測(cè)器12生成的光電流IPD增加，阻抗轉(zhuǎn)換放大器10也不會(huì)飽和。
控制圖11的電流檢測(cè)限幅單元11-4的輸出電流ILMTOUT以便如圖7所示的電流檢測(cè)限幅單元一樣，流過(guò)地是可能的。也可能控制圖11的電流檢測(cè)限幅單元11-4的輸出電流ILMTOUT來(lái)將輸出電流驅(qū)動(dòng)到將分別傳送給地和端子Tin的電流ILMTOUT1的ILMTOUT2，與如圖8所示的電流檢測(cè)限幅單元相同。
圖12是表示電流-電壓變換電路中的另一個(gè)電流檢測(cè)限幅單元11-5的電路圖，電流檢測(cè)限幅單元11-5可以使用在如圖2和5所示的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路中。圖12的電流檢測(cè)限幅單元11-5包括在圖11的電流檢測(cè)限幅單元11-4中示出的PNP型晶體管的第九晶體管Q9以及NPN型晶體管的第十晶體管Q10。第十晶體管Q10的基極端連接到第九晶體管Q9的集電極端，第十晶體管Q10的集電極端連接到第九晶體管Q9的發(fā)射極端，以及第十晶體管Q10的發(fā)射極端是電流檢測(cè)限幅單元11-5的輸出端以輸出電流ILMTOUT。
圖12的第九和第十晶體管Q9和Q10形成圖11的第二晶體管Q2的等效電路以執(zhí)行與圖11的第二晶體管Q2相同的開(kāi)關(guān)功能。然而，具有與單個(gè)PNP型晶體管相同的等效電路的第十晶體管Q10和第九晶體管Q9的耦合狀態(tài)具有高于單個(gè)PNP型晶體管的放大系數(shù)β′，因?yàn)榉糯笙禂?shù)β′是通過(guò)將第九晶體管Q9的第二放大系數(shù)β2乘以第十晶體管Q10的第三放大系數(shù)β3計(jì)算出來(lái)的。
在PNP型晶體管中，與NPN型晶體管相比，放大系數(shù)β較低，從而使速度降低。能使用如圖12所示的PNP型晶體管和NPN型晶體管的耦合結(jié)構(gòu)來(lái)增加放大系數(shù)β。盡管PNP型晶體管和NPN型晶體管的耦合狀態(tài)包括PNP型晶體管，PNP型晶體管和NPN型晶體管的耦合結(jié)構(gòu)仍然用在具有大于由PNP型晶體管構(gòu)成的電路的放大系數(shù)β以及與由NPN型晶體管構(gòu)成的電路相同速度的電流-電壓變換電路中。
圖13是表示根據(jù)輸入到采用電流檢測(cè)限幅單元的電流-電壓變換電路的激光束(光)的光學(xué)強(qiáng)度，電流-電壓變換電路的輸出的過(guò)響應(yīng)特性的視圖。
圖表20是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電流-電壓變換電路的輸出的過(guò)響應(yīng)特性，以及另一圖表21是不使用本發(fā)明的實(shí)施例的傳統(tǒng)電流-電壓變換電路的輸出的過(guò)響應(yīng)特性。
在傳統(tǒng)的電流-電壓變換電路中，當(dāng)激光束變得很弱時(shí)，大大降低用圖表21的圓形虛線(xiàn)表示的輸出電壓。然而，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電流-電壓變換電路中，將輸出電壓的變化限定到預(yù)定的范圍內(nèi)，如圖表20的另一圓形虛線(xiàn)所示，從而使輸出電壓穩(wěn)定。
根據(jù)與PDIC一起使用的電流-電壓變換電路，由于檢測(cè)電流而不是阻抗轉(zhuǎn)換放大器的電壓，使用限幅電流，能防止電流-電壓變換電路飽和。
與PDIC一起使用的電流-電壓變換電路具有NPN型晶體管。
根據(jù)與PDIC一起使用的電流-電壓變換電路，能通過(guò)檢測(cè)電流-電壓變換電路的電流來(lái)開(kāi)關(guān)電流檢測(cè)限幅單元的電流，而與電流-電壓變換電路的電壓的最大或最小值無(wú)關(guān)，從而獲得與PDIC一起使用的，具有較高增益和速度的改進(jìn)的電流-電壓變換電路。
根據(jù)與PDIC一起使用的電流-電壓變換電路，能由用戶(hù)調(diào)整電流檢測(cè)限幅單元的電流導(dǎo)通點(diǎn)。
根據(jù)與PDIC一起使用的電流-電壓變換電路，限幅電流流過(guò)阻抗轉(zhuǎn)換放大器以防止阻抗轉(zhuǎn)換放大器飽和，從而改進(jìn)RF波的過(guò)響應(yīng)特性以及與PDIC一起使用的電流-電壓變換電路中的信噪比。
根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，能在盤(pán)記錄和或讀取裝置中采用與PDIC一起使用的電流-電壓變換電路。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的原理和精神由附加權(quán)利要求書(shū)及其等效定義的范圍的情況下，可在該實(shí)施例中做出改變。
權(quán)利要求
1.一種電流-電壓變換電路，包括光電檢測(cè)器，響應(yīng)輸入到所述光電檢測(cè)器中的光信號(hào)，生成光電流；放大器，放大從所述光電檢測(cè)器接收的所述光電流；射極跟隨器，連接到所述放大器上；輸出緩沖器，連接到所述發(fā)射極上；電流檢測(cè)限幅單元，具有輸入端和輸出端，以便當(dāng)所述放大器的輸出電流大于預(yù)定基準(zhǔn)值時(shí)，輸出限幅電流；以及反饋電阻器，連接在所述光電檢測(cè)器和所述放大器之間。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元的輸入端連接到所述射極跟隨器和所述輸出緩沖器間的結(jié)點(diǎn)上。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元的輸入端連接到所述輸出緩沖器的輸出端上。
4.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元的輸出端連接到所述放大器的輸入上。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元的輸出端連接到地。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述放大器包括差動(dòng)放大器，接收從所述光電檢測(cè)器生成的所述光電流的輸入電壓和基準(zhǔn)電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的電路，其中，所述差動(dòng)放大器包括一對(duì)差動(dòng)晶體管和提供給所述差動(dòng)晶體管的第一和第二偏壓。
8.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元包括電源電壓；第一和第二電阻器；第一晶體管，具有連接到所述電源電壓的集電極，接收所述輸出電流的基極以及連接到所述第一和第二電阻器的發(fā)射極；以及第二晶體管，具有連接來(lái)從所述射極跟隨器和所述輸出緩沖器的一個(gè)接收電流的集電極，連接來(lái)輸出所述限幅電流的發(fā)射極，以及連接到所述第一和第二電阻器間的結(jié)點(diǎn)上的基極。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其中，所述第一和第二晶體管包括NPN型晶體管。
10.如權(quán)利要求8所述的電路，其中，當(dāng)Vb2＞VREF+Vbeq2時(shí)，使所述第二晶體管導(dǎo)通，其中Vb2是結(jié)點(diǎn)的電壓，VREF是基準(zhǔn)電壓，以及Vbeq2是所述第二晶體管的基極和發(fā)射極電壓。
11.如權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元的輸出端包括第一和第二子輸出端，分別連接到所述放大器和地。
12.如權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元包括電源電壓；第一和第二電阻器；第一晶體管，具有連接到所述電源電壓的集電極，接收所述輸出電流的基極以及連接到所述第一和第二電阻器的發(fā)射極；以及第二晶體管，具有連接來(lái)從所述射極跟隨器和所述輸出緩沖器的一個(gè)接收電流的集電極，連接到所述第一子輸出端的發(fā)射極，以及連接到所述第一和第二電阻器間的結(jié)點(diǎn)上的基極。
13.權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元包括電源電壓；第一和第二電阻器；第一晶體管，具有連接到所述電源電壓的集電極，接收所述輸出電流的基極以及連接到所述第一和第二電阻器的發(fā)射極；第二晶體管，具有連接來(lái)從所述射極跟隨器和所述輸出緩沖器的一個(gè)接收電流的集電極，連接到所述第一子輸出端的發(fā)射極，以及連接到所述第一和第二電阻器間的結(jié)點(diǎn)上的基極；以及第三晶體管，具有連接來(lái)從所述射極跟隨器和所述輸出緩沖器的一個(gè)接收電流的集電極，連接到所述第二子輸出端的發(fā)射極，以及連接到所述第一和第二電阻器間的結(jié)點(diǎn)上的基極。
14.權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述第二電阻器包括可變電阻器。
15.權(quán)利要求1所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元包括電源電壓；第一和第二電阻器。第一晶體管，具有連接到所述電源電壓和所述第一電阻器的集電極，連接到地和所述第二電阻器的基極以及連接來(lái)接收所述光電流的發(fā)射極；第二晶體管，具有從所述射極跟隨器和所述輸出緩沖器的一個(gè)接收電流的發(fā)射極，連接以輸出所述限幅電流的集電極，以及連接到所述第一和第二電阻器間的結(jié)點(diǎn)上的基極。
16.權(quán)利要求15所述的電路，其中，所述第一晶體管包括NPN型晶體管，以及所述第二晶體管包括PNP型晶體管。
17.權(quán)利要求15所述的電路，其中，所述電流檢測(cè)限幅單元包括第三晶體管，具有連接到所述第二晶體管的集電極的基極，連接到所述第二晶體管的發(fā)射極的集電極，以及連接來(lái)輸出所述限幅電流的發(fā)射極。
18.權(quán)利要求17所述的電路，其中，所述第三晶體管包括NPN型晶體管。
全文摘要
與光電檢測(cè)器集成電路一起使用的電流－電壓變換電路包括檢測(cè)光信號(hào)(激光束信號(hào))以生成光電流的光電檢測(cè)器、放大對(duì)應(yīng)于光信號(hào)的光電流的放大器，接收放大器的輸出的射極跟隨器，接收射極跟隨器的輸出的輸出緩沖器，具有輸入端和輸出端并且當(dāng)從放大器輸出的檢測(cè)電流大于預(yù)定電流時(shí)，導(dǎo)通以生成限幅電流的電流檢測(cè)限幅單元，以及連接在光電檢測(cè)器和輸出緩沖器的輸出端間的反饋電阻器。
文檔編號(hào)H03F3/08GK1591618SQ20031011416
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者河昌佑, 權(quán)敬洙, 樸得熙, 高主烈 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社