JP2735543B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents
Photoelectric conversion deviceInfo
- Publication number
- JP2735543B2 JP2735543B2 JP61207516A JP20751686A JP2735543B2 JP 2735543 B2 JP2735543 B2 JP 2735543B2 JP 61207516 A JP61207516 A JP 61207516A JP 20751686 A JP20751686 A JP 20751686A JP 2735543 B2 JP2735543 B2 JP 2735543B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiodes
- operational amplifier
- potential
- short
- inverting input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/95—Circuit arrangements
- H10F77/953—Circuit arrangements for devices having potential barriers
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、複数のフォトダイオードを切り換えて、
それぞれのフォトダイオードに照射された光量を短絡電
流としてそれぞれ検出できるようにした光電変換装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
第5図は従来の複数のフォトダイオードの短絡電流を
検出する光電変換装置において、複数のフォトダイオー
ドの短絡電流をN−ch(Nチャンネル)MOSトランジス
タで切り換えるようにしたものの一例であり、図におい
て、3,4はカソードが相互接続されたフォトダイオー
ド、1−1,1−2はフォトダイオード3,4を短絡するNchM
OSトランジスタ、2−1,2−2はフォトダイオード3,4の
短絡電流を切り換えるN−chMOSトランジスタ、8はフ
ォトダイオード3,4の短絡電流を電圧に変換するダイオ
ード、7はスイッチ3,4のカソードの電圧を決めるため
のオペアンプ、6はこのオペアンプ7の正転入力の電圧
を決める電源、9−1,9−2は前記N−chMOSトランジス
タ1−1,1−2のオン,オフを制御する信号の入力され
る制御端子、11−1,11−2はこの制御端子に入力される
制御信号を反転するインバータ、10は光電変換された電
圧が出力される出力端子である。
なお第6図はこの第5図のNchMOSトランジスタ2−1,
2−2をPNPトランジスタで置換して得た回路を示す。
次に動作について説明する。フォトダイオード3,4で
発生した短絡電流は、オペアンプ7の出力からダイオー
ド8を通って流れ、ダイオード8の両極にフォトダイオ
ードの短絡電流を対数圧縮した電圧が生じる。オペアン
プ7はダイオード8によって負帰還がかけられており、
フォトダイオード3,4のカソード電極は電源6の電圧と
同電位になるので、出力端子10には、フォトダイオード
の短絡電流をダイオード8で対数圧縮した電圧と電源6
電圧との和の電圧が出力される。ここで、制御端子9−
1の信号がH、9−2の信号がLのときは、N−chMOS
トランジスタ1−1がオン、N−chMOSトランジスタ1
−2がオフ、N−chMOSトランジスタ2−1がオフ、N
−chMOSトランジスタ2−2がオンの状態になり、ダイ
オード8にはフォトダイオード4で発生した短絡電流の
みが流れて、この短絡電流が対数圧縮された電圧と電源
6電圧との和の電圧が出力端子10に出力される。又、制
御端子9−1の信号がL、制御端子9−2の信号がHの
ときは、N−chMOSトランジスタ1−1がオフ、N−chM
OSトランジスタ1−2がオン、N−chMOSトランジスタ
2−1がオン、N−chMOSトランジスタ2−2がオフの
状態になり、ダイオード8にはフォトダイオード3で発
生した短絡電流のみが流れて、出力端子10にはフォトダ
イオード3で発生した短絡電流がダイオード8で対数圧
縮された電圧と電源6電圧との和の電圧が出力される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような従来の光電変換装置においては、複数のフ
ォトダイオードの短絡電流を切り換える素子として用い
ているMOSトランジスタのバックゲートの電圧を電源電
圧で与えているため、バックゲートとソース,ドレイ
ン,チャネル間のリーク電流が大きく、このリーク電流
により光変換出力に誤差が生じる欠点があった。特に、
フォトダイオードの短絡電流が小さいとき、この誤差が
大きくなっていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、フォトダイオードで発生する短絡電流が小
さいときでも高精度の光電変換ができる光電変換装置を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る光電変換装置は、複数のフォトダイオ
ードの短絡電流を切り換えるMOSトランジスタのバック
ゲートの電圧を、フォトダイオードの相互接続されたカ
ソード電極の電位の±1V以内の電位、あるいはフォトダ
イオードのアノード電極が相互接続されている場合はそ
のアノード電極の電位の±1V以内の電位としたものであ
る。
〔作用〕
この発明においては、複数のフォトダイオードの短絡
電流を切り換えるMOSトランジスタのバックゲートの電
位をフォトダイオードの相互接続されたカソード(アノ
ード)電極の電位の±1V以内の電位にすることにより、
短絡電流を切り換えるMOSトランジスタのバックゲート
とソース,ドレイン,チャネル間のリーク電流を減少さ
せて、高精度の光電変換を行なうことができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図は本出願の第1の発明の一実施例による光電変換装
置を示し、図において、3,4はカソードが相互接続され
たフォトダイオード、1−1,1−2はフォトダイオード
3,4を短絡するN−chMOSトランジスタ、2−1,2−2は
フォトダイオード3,4の短絡電流を切り換えるN−chMOS
トランジスタ、6はフォトダイオード3,4のアノード電
極に電位を与える電源、8はフォトダイオード3,4の短
絡電流を電位に変換するダイオード、7はフォトダイオ
ード3,4のカソード電極の電位を決めるためのオペアン
プ、9−1,9−2は前記N−chMOSトランジスタのオン,
オフを制御する信号が入力される制御端子、11−1,11−
2は制御端子に入力される制御信号を反転するインバー
タ、10は光電変換された電位が出力される出力端子、5
はスイッチするN−chMOSトランジスタ1−1,1−2,2−
1,2−2のバックゲートに電位を与える電源である。
次にこの実施例の作用、動作について説明する。フォ
トダイオード3,4で発生した短絡電流を電圧に変換する
動作は従来回路と同じであるが、本実施例ではN−chMO
Sトランジスタ1−1,1−2,2−1,2−2のバックゲートの
電圧をフォトダイオード3,4のカソード電極の電位の±1
V以内の電位にしているので、スイッチを構成しているM
OSトランジスタのソース,ドレイン,チャネル部分とバ
ックゲート間の電位差が±1V以内となり、このMOSトラ
ンジスタのソース,ドレイン,チャネル部分とバックゲ
ート間のリーク電流をほとんど零にすることができる。
従って、フォトダイオード3,4で発生した短絡電流はほ
とんど全て電圧変換を行なうダイオード8に流すことが
でき、高精度の光電変換を行なうことができる。
なお、上記実施例では、フォトダイオードのカソード
電極を相互接続した回路を示したが、これは第2図の本
出願の第2の発明の一実施例に示すようにフォトダイオ
ードのアノード電極を相互接続した回路とし、さらに前
記電圧変換するダイオードのアノード,カソード接続を
逆接続とし、フォトダイオードを短絡するスイッチとフ
ォトダイオードの短絡電流を切り換えるスイッチをP−
chMOSトランジスタとして構成してもよい。
また上記実施例ではフォトダイオードを短絡するスイ
ッチとフォトダイオードの短絡電流を切り換えるスイッ
チにN−chMOSトランジスタを用いたが、このスイッチ
はP−chMOSトランジスタ,NPNバイポーラトランジス
タ、PNPバイポーラトランジスタにより或いはN−chMOS
トランジスタとP−chMOSトランジスタからなるトラン
スミッションゲートにより構成してもよい。第3図,第
4図の本出願の第1,第2の発明の他の実施例ではこれを
それぞれPNP,NPNバイポーラトランジスタにより構成し
ている。
更に、上記実施例では、切り換えるフォトダイオード
の数は1つとしたが、本発明は切り換えて検出するフォ
トダイオードの数は特に制限されるものではない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、フォトダイオード
の短絡電流をMOSトランジスタで切り換える光電変換装
置において、切り換えるMOSトランジスタのバックゲー
トをフォトダイオードのカソード電位の±1V以内の電位
にしたので、フォトダイオードの短絡電流の小さな領域
まで高精度の光電変換ができる光電変換装置が得られる
効果がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention switches a plurality of photodiodes,
The present invention relates to a photoelectric conversion device capable of detecting the amount of light applied to each photodiode as a short-circuit current. [Prior Art] FIG. 5 shows an example of a conventional photoelectric conversion device for detecting a short-circuit current of a plurality of photodiodes, wherein the short-circuit current of the plurality of photodiodes is switched by an N-ch (N-channel) MOS transistor. In the figure, reference numerals 3 and 4 denote photodiodes whose cathodes are interconnected, and 1-1 and 1-2 denote NchMs that short-circuit the photodiodes 3 and 4.
OS transistors, 2-1 and 2-2 are N-ch MOS transistors for switching the short-circuit currents of the photodiodes 3 and 4, 8 are diodes for converting the short-circuit currents of the photodiodes 3 and 4 to voltages, and 7 is a switch for the switches 3 and 4. An operational amplifier for determining the voltage of the cathode, 6 is a power supply for determining the non-inverting input voltage of the operational amplifier 7, and 9-1 and 9-2 control on / off of the N-ch MOS transistors 1-1 and 1-2. 11-1 and 11-2 are inverters for inverting the control signal input to these control terminals, and 10 is an output terminal for outputting a photoelectrically converted voltage. FIG. 6 shows the NchMOS transistors 2-1 and 2-1 of FIG.
2 shows a circuit obtained by replacing 2-2 with a PNP transistor. Next, the operation will be described. The short-circuit current generated in the photodiodes 3 and 4 flows from the output of the operational amplifier 7 through the diode 8, and a voltage is generated at both poles of the diode 8 by logarithmically compressing the short-circuit current of the photodiode. The operational amplifier 7 is negatively fed back by the diode 8,
Since the cathode electrodes of the photodiodes 3 and 4 have the same potential as the voltage of the power supply 6, the output terminal 10 has a voltage obtained by logarithmically compressing the short-circuit current of the photodiode by the diode 8 and the power supply 6.
The sum of the voltage and the voltage is output. Here, the control terminal 9-
When the signal 1 is H and the signal 9-2 is L, the N-chMOS
Transistor 1-1 is on, N-ch MOS transistor 1
-2 is off, N-ch MOS transistor 2-1 is off, N
The -ch MOS transistor 2-2 is turned on, only the short-circuit current generated by the photodiode 4 flows through the diode 8, and the short-circuit current is output as the sum of the logarithmically compressed voltage and the power supply 6 voltage. Output to terminal 10. When the signal of the control terminal 9-1 is L and the signal of the control terminal 9-2 is H, the N-ch MOS transistor 1-1 is off, and the N-ch M
The OS transistor 1-2 is turned on, the N-ch MOS transistor 2-1 is turned on, and the N-ch MOS transistor 2-2 is turned off. Only the short-circuit current generated by the photodiode 3 flows through the diode 8, and the output The terminal 10 outputs the sum of the voltage obtained by logarithmically compressing the short-circuit current generated in the photodiode 3 by the diode 8 and the voltage of the power supply 6. [Problems to be Solved by the Invention] In such a conventional photoelectric conversion device, the voltage of the back gate of the MOS transistor used as an element for switching the short-circuit current of the plurality of photodiodes is given by the power supply voltage. In addition, the leakage current between the back gate and the source, drain, and channel is large, and this leakage current causes an error in light conversion output. Especially,
This error was large when the short-circuit current of the photodiode was small. The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to obtain a photoelectric conversion device capable of performing high-precision photoelectric conversion even when a short-circuit current generated in a photodiode is small. [Means for Solving the Problems] The photoelectric conversion device according to the present invention is configured such that the voltage of the back gate of the MOS transistor that switches the short-circuit current of the plurality of photodiodes is set to ± the potential of the cathode electrode connected to the photodiodes. The potential is set to a potential within 1 V, or a potential within ± 1 V of the potential of the anode electrode when the anode electrodes of the photodiodes are interconnected. [Operation] In the present invention, by setting the potential of the back gate of the MOS transistor that switches the short-circuit current of the plurality of photodiodes to a potential within ± 1 V of the potential of the cathode (anode) electrode connected to the photodiodes,
The leakage current between the back gate, the source, the drain, and the channel of the MOS transistor that switches the short-circuit current can be reduced, and highly accurate photoelectric conversion can be performed. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a photoelectric conversion device according to an embodiment of the first invention of the present application. In the drawing, reference numerals 3 and 4 denote photodiodes having cathodes connected to each other, and 1-1 and 1-2 denote photodiodes.
N-chMOS transistors for short-circuiting 3 and 4; 2-1 and 2-2 are N-chMOS for switching short-circuit current of photodiodes 3 and 4.
A transistor, 6 is a power supply for applying a potential to the anode electrodes of the photodiodes 3 and 4, 8 is a diode for converting a short-circuit current of the photodiodes 3 and 4 to a potential, and 7 is a potential for determining the potential of the cathode electrodes of the photodiodes 3 and 4. 9-1 and 9-2 are for turning on the N-ch MOS transistor.
A control terminal to which a signal for controlling off is input, 11-1, 11-
2 is an inverter for inverting a control signal input to the control terminal, 10 is an output terminal for outputting a photoelectrically converted potential, 5
Denotes N-ch MOS transistors 1-1, 1-2, 2-
This is a power supply for applying a potential to the back gates 1 and 2. Next, the operation and operation of this embodiment will be described. The operation of converting the short-circuit current generated by the photodiodes 3 and 4 into a voltage is the same as that of the conventional circuit.
The voltage of the back gate of S transistors 1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 is ± 1 of the potential of the cathode electrodes of photodiodes 3 and 4.
Since the potential is within V, M
The potential difference between the source, drain and channel of the OS transistor and the back gate is within ± 1 V, and the leakage current between the source, drain and channel of the MOS transistor and the back gate can be made almost zero.
Therefore, almost all of the short-circuit current generated in the photodiodes 3 and 4 can flow to the diode 8 that performs voltage conversion, and high-precision photoelectric conversion can be performed. In the above embodiment, the circuit in which the cathode electrodes of the photodiodes are interconnected is shown. However, as shown in FIG. 2, the anode electrodes of the photodiodes are interconnected as shown in one embodiment of the second invention of the present application. And a switch for short-circuiting the photodiode and a switch for switching the short-circuit current of the photodiode are connected to P-.
It may be configured as a chMOS transistor. In the above embodiment, an N-ch MOS transistor is used as a switch for short-circuiting the photodiode and a switch for switching the short-circuit current of the photodiode.
A transmission gate composed of a transistor and a P-chMOS transistor may be used. In the other embodiments of the first and second inventions of the present application shown in FIGS. 3 and 4, this is constituted by PNP and NPN bipolar transistors, respectively. Furthermore, in the above embodiment, the number of photodiodes to be switched is one, but in the present invention, the number of photodiodes to be switched and detected is not particularly limited. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a photoelectric conversion device in which a short-circuit current of a photodiode is switched by a MOS transistor, the back gate of the switched MOS transistor is set to a potential within ± 1 V of the cathode potential of the photodiode. Accordingly, there is an effect that a photoelectric conversion device capable of performing high-precision photoelectric conversion even in a region where the short-circuit current of the photodiode is small is obtained.
【図面の簡単な説明】
第1図は本出願の第1の発明の一実施例による複数のフ
ォトダイオードを切り換えて検出する光電変換装置の回
路図、第2図は本出願の第2の発明の一実施例による光
電変換装置の回路図、第3図及び第4図はそれぞれ本願
の第1,第2の発明の他の実施例の回路図、第5図及び第
6図は従来の回路例の回路図である。
1−1,1−2,2−1,2−2は各フォトダイオードを切り換
えるスイッチ、3,4はフォトダイオード、5,6は電源、7
は演算増幅器、8はダイオードである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of a photoelectric conversion device for switching and detecting a plurality of photodiodes according to an embodiment of the first invention of the present application, and FIG. 2 is a second invention of the present application. 3 and 4 are circuit diagrams of other embodiments of the first and second inventions of the present application, respectively, and FIGS. 5 and 6 are conventional circuit diagrams. FIG. 3 is a circuit diagram of an example. 1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 are switches for switching each photodiode, 3 and 4 are photodiodes, 5 and 6 are power supplies, 7
Is an operational amplifier, and 8 is a diode.
Claims (1)
ドと、 前記各フォトダイオードのアノード電極とカソード電極
間に接続されたトランジスタで構成された第1のスイッ
チと、 前記フォトダイオードの相互接続されたカソード電極が
反転入力に接続された演算増幅器と、 この演算増幅器の正転入力と前記各フォトダイオードの
アノード電極との間に接続されたトランジスタで構成さ
れた第2のスイッチと、 前記演算増幅器の反転入力と出力との間に接続された電
流−電圧変換素子と、 前記演算増幅器の正転入力に接続された電源とを具備
し、 前記各々複数設けられた第1,第2のスイッチを構成する
トランジスタのいずれかにMOSトランジスタを用いて、
このMOSトランジスタのバックゲート電位を前記演算増
幅器の正転入力の電位の±1V以内の電位にしたことを特
徴とする光電変換装置。 2.アノード電極を相互接続した複数のフォトダイオー
ドと、 上記各フォトダイオードのアノード電極とカソード電極
との間に接続されたトランジスタで構成された第1のス
イッチと、 前記フォトダイオードの相互接続されたアノード電極が
反転入力に接続された演算増幅器と、 この演算増幅器の正転入力と前記各フォトダイオードの
カソード電極との間に接続されたトランジスタで構成さ
れた第2のスイッチと、 前記演算増幅器の反転入力と出力との間に接続された電
流−電圧変換素子と、 前記演算増幅器の反転入力に接続された電源とを具備
し、 前記各々複数設けられた第1,第2のスイッチを構成する
トランジスタのいずれかにMOSトランジスタを用いて、
このMOSトランジスタのバックゲート電位を前記演算増
幅器の正転入力の電圧の±1V以内の電位にしたことを特
徴とする光電変換装置。(57) [Claims] A plurality of photodiodes having their cathode electrodes interconnected; a first switch comprising a transistor connected between the anode electrode and the cathode electrode of each photodiode; and an interconnected cathode electrode of the photodiode being inverted. An operational amplifier connected to an input; a second switch composed of a transistor connected between a non-inverting input of the operational amplifier and an anode electrode of each of the photodiodes; an inverting input and an output of the operational amplifier And a power supply connected to the non-inverting input of the operational amplifier, wherein each of the plurality of the first and second switches is provided. Using a crab MOS transistor,
A photoelectric conversion device, wherein a back gate potential of the MOS transistor is set to a potential within ± 1 V of a non-inverting input potential of the operational amplifier. 2. A plurality of photodiodes having their anode electrodes interconnected; a first switch comprising a transistor connected between the anode electrode and the cathode electrode of each of the photodiodes; and an interconnected anode electrode of the photodiodes Is connected to the inverting input of the operational amplifier; a second switch including a transistor connected between the non-inverting input of the operational amplifier and the cathode electrode of each photodiode; and the inverting input of the operational amplifier And a power supply connected to the inverting input of the operational amplifier, wherein the plurality of first and second switches are provided. Using a MOS transistor for either,
A photoelectric conversion device, wherein a back gate potential of the MOS transistor is set to a potential within ± 1 V of a non-inverting input voltage of the operational amplifier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61207516A JP2735543B2 (en) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | Photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61207516A JP2735543B2 (en) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | Photoelectric conversion device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6362277A JPS6362277A (en) | 1988-03-18 |
JP2735543B2 true JP2735543B2 (en) | 1998-04-02 |
Family
ID=16541008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61207516A Expired - Lifetime JP2735543B2 (en) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | Photoelectric conversion device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2735543B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5986551B2 (en) * | 2013-10-03 | 2016-09-06 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Sensor processing circuit and offset detection method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2536842B2 (en) | 1986-03-14 | 1996-09-25 | 三菱電機株式会社 | Photoelectric conversion device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5648186A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-01 | Hitachi Ltd | Photodetector |
JPS56156041A (en) * | 1980-05-02 | 1981-12-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | Multiplexer |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP61207516A patent/JP2735543B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2536842B2 (en) | 1986-03-14 | 1996-09-25 | 三菱電機株式会社 | Photoelectric conversion device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6362277A (en) | 1988-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5915216B2 (en) | voltage level shifter | |
KR900007919B1 (en) | Current miller circuit | |
JP2735543B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP2536842B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP2735542B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP2735541B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP2536841B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP2536843B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
JP2536844B2 (en) | Photoelectric conversion device | |
DE3280314D1 (en) | SCAN AND STOP CIRCUIT. | |
JP3624630B2 (en) | Bipolar level shift circuit | |
JPH0365816A (en) | Optical coupling type relay circuit | |
SU687597A1 (en) | Switch | |
JPH0349470Y2 (en) | ||
JPS62162972A (en) | Current comparing circuit | |
JP2757438B2 (en) | Optically coupled relay circuit | |
JPH0563051B2 (en) | ||
SU1019632A1 (en) | Photodetector | |
JPS597244B2 (en) | Wind rattle comparator | |
SU750516A1 (en) | Function generator | |
SU892723A1 (en) | Pulse stretcher | |
JPH0290721A (en) | Optical coupling relay circuit | |
JPH0420010A (en) | Optical coupling type relay circuit | |
JPS6020836B2 (en) | decoder circuit | |
JPH02135819A (en) | Optical coupling type relay circuit |