JPS6331205A - 差動増幅回路 - Google Patents
差動増幅回路Info
- Publication number
- JPS6331205A JPS6331205A JP61174657A JP17465786A JPS6331205A JP S6331205 A JPS6331205 A JP S6331205A JP 61174657 A JP61174657 A JP 61174657A JP 17465786 A JP17465786 A JP 17465786A JP S6331205 A JPS6331205 A JP S6331205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- differential
- transistors
- collector
- amplifier circuit
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
差動トランジスタに追加の1−ランジスクを設け、油密
の差動増幅回路においては線形動作範囲を大きく越える
ような大振幅入力があっても、差動段出力の電位変動範
囲を制限して、正常に戻る時間を短縮する。
の差動増幅回路においては線形動作範囲を大きく越える
ような大振幅入力があっても、差動段出力の電位変動範
囲を制限して、正常に戻る時間を短縮する。
本発明は差動増幅回路に係り、特に、線形動作範囲を越
える大振幅信号が入力した後、正常動作に復帰するのに
要する時間を短縮するための改良された回路構成に関す
る。
える大振幅信号が入力した後、正常動作に復帰するのに
要する時間を短縮するための改良された回路構成に関す
る。
〔(〕L来の技術〕
差動増幅回路を備えるオペアンプやコンパレータ等にお
いて、入力にその線形動作範囲を越える大振幅信号が入
力した場合、次に正常動作範囲の信号が入力しても正常
動作に復旧するのに時間がかかる。
いて、入力にその線形動作範囲を越える大振幅信号が入
力した場合、次に正常動作範囲の信号が入力しても正常
動作に復旧するのに時間がかかる。
第3図3m常の差リノ増幅回路をもつオペアンプを示し
ている。図中、T1、T2が差動段のn−ch型MO3
l−ランジスタであり、それぞれのゲートに差動入力−
1nおよび+−Inが印加される。そして、それぞれの
トランジスタT1およびT2は直接カレン[・ミラーを
構成する負荷のp−ch型l−ランジスタT3.T4に
接続している。N1およびN2と指示するのがその接続
点であり、接続点N2は出)月没のp−ch型MOSト
ランジスタT5のゲートに接続している。その伯、J、
、J2ば電流源、」−νおよび−Vは正および負の電源
、01lTは出力端子である。
ている。図中、T1、T2が差動段のn−ch型MO3
l−ランジスタであり、それぞれのゲートに差動入力−
1nおよび+−Inが印加される。そして、それぞれの
トランジスタT1およびT2は直接カレン[・ミラーを
構成する負荷のp−ch型l−ランジスタT3.T4に
接続している。N1およびN2と指示するのがその接続
点であり、接続点N2は出)月没のp−ch型MOSト
ランジスタT5のゲートに接続している。その伯、J、
、J2ば電流源、」−νおよび−Vは正および負の電源
、01lTは出力端子である。
以」二の構成においζ、−1nおよび−1−Inの電圧
差が大きくなり、1−ランジスタT1を流れる電流が増
大し、T2を流れる電流との化が非常に大きくなると、
これに接続する負荷の1−ランジスクT3. T4の電
流比も同しになるが、トランジスタT3、T4はカレン
トミラーを構成しているから、トランジスタT4にもT
3と同し電流を流そ・うとする。ところが、]・ランシ
スタT2には電流が流れていないので、T4とT2のド
レインの接続点N2の電位が上昇し、殆ど正の電源電圧
→−Vまで上昇する。その結果、i・ランジスタT5は
完全にカットオフになってしまう。
差が大きくなり、1−ランジスタT1を流れる電流が増
大し、T2を流れる電流との化が非常に大きくなると、
これに接続する負荷の1−ランジスクT3. T4の電
流比も同しになるが、トランジスタT3、T4はカレン
トミラーを構成しているから、トランジスタT4にもT
3と同し電流を流そ・うとする。ところが、]・ランシ
スタT2には電流が流れていないので、T4とT2のド
レインの接続点N2の電位が上昇し、殆ど正の電源電圧
→−Vまで上昇する。その結果、i・ランジスタT5は
完全にカットオフになってしまう。
その後、大カーInと→−Inの電位差が小さくなって
、正常な動作範囲になっても、出力段のT5のゲー]・
電位が+Vに振り切れているから、そのデー1−電位が
低下して電流が流れ始めるのに時間がかかる。
、正常な動作範囲になっても、出力段のT5のゲー]・
電位が+Vに振り切れているから、そのデー1−電位が
低下して電流が流れ始めるのに時間がかかる。
上記のように、通常の差動増幅器においては、線形動作
範囲を越える大振幅動作後に、正常動作に復帰するのに
かなりの時間がかかるという欠点があった。
範囲を越える大振幅動作後に、正常動作に復帰するのに
かなりの時間がかかるという欠点があった。
本発明は、第1の差動対を構成する第1のトランジスタ
と第2のトランジスタ、第2の差動対を構成する第3の
トランジスタと第4のトランジスタとを有し、第1から
第4までのトランジスタのソースまたはエミッタが共通
接続され、第1.第3のトランジスタのゲーl−または
ベースが共通接続されて第1の入力h1′4了に接続さ
れ、第2.第4のトランジスタのゲートまたはベースが
ノ(通接続されて、第2の入力端子に接続され、第10
)トランジスタのトレーインまたはコレクタは第4のト
ランジスタのドレインまたはコレクタに接続され、第2
のトランジスタのドレインまたはコレクタは第3のトラ
ンジスタのドレインまたはコレクタに接続されてなるこ
とを特徴とする差動増幅回路を提供するものである。
と第2のトランジスタ、第2の差動対を構成する第3の
トランジスタと第4のトランジスタとを有し、第1から
第4までのトランジスタのソースまたはエミッタが共通
接続され、第1.第3のトランジスタのゲーl−または
ベースが共通接続されて第1の入力h1′4了に接続さ
れ、第2.第4のトランジスタのゲートまたはベースが
ノ(通接続されて、第2の入力端子に接続され、第10
)トランジスタのトレーインまたはコレクタは第4のト
ランジスタのドレインまたはコレクタに接続され、第2
のトランジスタのドレインまたはコレクタは第3のトラ
ンジスタのドレインまたはコレクタに接続されてなるこ
とを特徴とする差動増幅回路を提供するものである。
」−記構成によれば、差動増幅回路の入力に大振幅入力
があって差動対の一方がカットオフになっても、その出
力をとりだすl・レインまたはコレクタの電位は、第1
.第2の差動対のトランジスタのレシオで適当な範囲に
抑えることができる。したがって、出力電位が正常動作
範囲に復帰するに要する時間を速くすることができる。
があって差動対の一方がカットオフになっても、その出
力をとりだすl・レインまたはコレクタの電位は、第1
.第2の差動対のトランジスタのレシオで適当な範囲に
抑えることができる。したがって、出力電位が正常動作
範囲に復帰するに要する時間を速くすることができる。
第1図に本発明の実施例の差動増幅器を用いたオペアン
プの回路図を示しており、以下これを用いて本発明の詳
細な説明する。
プの回路図を示しており、以下これを用いて本発明の詳
細な説明する。
第1図において、先の第1図におけるのと対応する部分
には同一符号で指示しており、通常のようにT1、T2
が差動段のn−ch型MO3)ランジスタであり、それ
ぞれのゲートに差動入力−Inおよび→−Inが印加さ
れる。そして、それぞれのトランジスタTIおよびT2
ば直接カレンI・ミラーを構成する負荷の6−ch型ト
ランジスタT3.T4に接続している。
には同一符号で指示しており、通常のようにT1、T2
が差動段のn−ch型MO3)ランジスタであり、それ
ぞれのゲートに差動入力−Inおよび→−Inが印加さ
れる。そして、それぞれのトランジスタTIおよびT2
ば直接カレンI・ミラーを構成する負荷の6−ch型ト
ランジスタT3.T4に接続している。
旧およびN2と指示するのがその接続点であり、接続点
N2は出力段のp−ch型MO3I−ランジスタT5の
ゲートに接続している。その他、J、、J2は電流源、
+Vおよび−Vは正および負の電源、OUTは出力端子
である。
N2は出力段のp−ch型MO3I−ランジスタT5の
ゲートに接続している。その他、J、、J2は電流源、
+Vおよび−Vは正および負の電源、OUTは出力端子
である。
ここで、本発明に係る差動増幅器に特徴的なのは、新に
差動段にn−ch型MOSトランジスタTl’とT2’
を追加した点であり、トランジスタT1とTl’のゲー
ト同士、ソース同士およびトランジスタT2とT2’の
デー1−同士、ソース同士は共通に入力−Inおよび+
Inに接続してあり、一方、トランジスタTI’とトラ
ンジスタT2’の1・゛レインは差動対を構成する他方
の接続点N2および旧に交差接続している。
差動段にn−ch型MOSトランジスタTl’とT2’
を追加した点であり、トランジスタT1とTl’のゲー
ト同士、ソース同士およびトランジスタT2とT2’の
デー1−同士、ソース同士は共通に入力−Inおよび+
Inに接続してあり、一方、トランジスタTI’とトラ
ンジスタT2’の1・゛レインは差動対を構成する他方
の接続点N2および旧に交差接続している。
以」二の実施例の構成によれば、大振幅動作時に→−I
nと−In間に大きな電位差がついて、TI、 T2の
電流が非常にアンバランスになり、例えばT2.T2
’がカットオフになっても、T3にはT1の電流が流れ
、T4にはTl’を通して電流が流れる。したがって、
+Inと−In間にいかに大きな差がついても、TI、
T1 ′或いはT2.T2 ’の比で決定される電流比
でT3゜T4が駆動されることになる。ずなわら、T3
.T4にはTI、TI ’或いはT2.T2 ’の比で
決定される電流止板」ニの差がつかないから、差動段出
力の電位変動範囲が制限され、正常に戻る時間の短縮が
可能となる。なお、TI’、T2’を付加することによ
り、増幅度は多少低下するが、その低下はトランジスタ
Tl、Tl ’或いはT2.T2 ’のサイズを適当に
選定して増幅度の低下を適当な範囲に抑え、正常動作に
復帰する時間を速くすることができる。但し、TI、T
I ’と72. T2’の電流比を小さくした方が復
帰時間を速くすることができるが、全く等しくすると増
幅器としての利得をとれなくなるので、TI’<TI、
T2’<T2 とすることが必要である。
nと−In間に大きな電位差がついて、TI、 T2の
電流が非常にアンバランスになり、例えばT2.T2
’がカットオフになっても、T3にはT1の電流が流れ
、T4にはTl’を通して電流が流れる。したがって、
+Inと−In間にいかに大きな差がついても、TI、
T1 ′或いはT2.T2 ’の比で決定される電流比
でT3゜T4が駆動されることになる。ずなわら、T3
.T4にはTI、TI ’或いはT2.T2 ’の比で
決定される電流止板」ニの差がつかないから、差動段出
力の電位変動範囲が制限され、正常に戻る時間の短縮が
可能となる。なお、TI’、T2’を付加することによ
り、増幅度は多少低下するが、その低下はトランジスタ
Tl、Tl ’或いはT2.T2 ’のサイズを適当に
選定して増幅度の低下を適当な範囲に抑え、正常動作に
復帰する時間を速くすることができる。但し、TI、T
I ’と72. T2’の電流比を小さくした方が復
帰時間を速くすることができるが、全く等しくすると増
幅器としての利得をとれなくなるので、TI’<TI、
T2’<T2 とすることが必要である。
実際」こ、例えば、
T1.’/TIあるいはT2’/T2〜1/10〜11
5程度とする。
5程度とする。
第2図に本実施例の動作波形図を示している。
実線で示すのが比較のために示した従来型の差動増幅回
路の動作波形であり、破線で示したのが本発明の実施例
に係る動作波形である。従来型では入力−Inと+In
間の電位差がt−こおいて無くなっても、上記のように
トランジスタT5のゲート電位が+ν近くにまで」−昇
しているので、T5のゲート乃至これに接続する浮遊容
量によりその電位の低下に時間がかかり、出力段のトラ
ンジスタT5に電流が流れ始め、正常動作に復帰するの
にT1の時間がかかる。これに対して、本発明に係る場
合、破線で示すように出力段のトランジスタT5のゲー
ト電位の上昇が抑えられるからそれだけ電位の低下が速
くなり、正常動作に復帰する時間τ2が速くなる。
路の動作波形であり、破線で示したのが本発明の実施例
に係る動作波形である。従来型では入力−Inと+In
間の電位差がt−こおいて無くなっても、上記のように
トランジスタT5のゲート電位が+ν近くにまで」−昇
しているので、T5のゲート乃至これに接続する浮遊容
量によりその電位の低下に時間がかかり、出力段のトラ
ンジスタT5に電流が流れ始め、正常動作に復帰するの
にT1の時間がかかる。これに対して、本発明に係る場
合、破線で示すように出力段のトランジスタT5のゲー
ト電位の上昇が抑えられるからそれだけ電位の低下が速
くなり、正常動作に復帰する時間τ2が速くなる。
以上、本発明を実施例につい゛ζ説明したが、本発明は
実施例に限ることなく種々変形可能なこと勿論であり、
例えば、差動増幅回路の各トランジスタをバイボーラド
・ランジスタとすることもできる。
実施例に限ることなく種々変形可能なこと勿論であり、
例えば、差動増幅回路の各トランジスタをバイボーラド
・ランジスタとすることもできる。
その例を第4図に示ヒ心り、図中、第1図と同一部分に
ついて同一符号で指示してあり、第1図のp−ch形F
E T T3.T4.T5をそれぞれpnpバイポー
ラトランジスタT13.T14.Tl5に置き換えてお
り、また、n−ch形F ETTI 、Tl ’ 、T
2.T2’をそれぞれnpnバイポーラトランジスタT
ll、Tll ’ 、Tl2.Tl21に置き換えて
いる。
ついて同一符号で指示してあり、第1図のp−ch形F
E T T3.T4.T5をそれぞれpnpバイポー
ラトランジスタT13.T14.Tl5に置き換えてお
り、また、n−ch形F ETTI 、Tl ’ 、T
2.T2’をそれぞれnpnバイポーラトランジスタT
ll、Tll ’ 、Tl2.Tl21に置き換えて
いる。
すなわち、本発明においては、第1の差動対を構成する
トランジスタ(T1.、T2 ’ )と第2の差動対を
構成するトランジスタ(Tl ’ 、T2 )とを有し
、第1の差動対のトランジスタ(TI、T2 ”)と第
2のM 動対のトランジスタ(TI ’ 、T2 >の
ソースまたはエミッタが共通接続され、第1.第2の差
動対のトランジスタのそれぞれ一方(TlとTI’)の
ゲートまたはベースが共通接続されて第1の入力端子(
−In)に接続され、第1.第2の差動対のトランジス
タのそれぞれ他方(T2と72’)のゲートまたはベー
スが共通接続されて第2の入力端子(→−In>に接続
され、第1の差動対の一方のl−ランジスタ(T2’)
のドレインまたはコレクタは第2の差動対のうらゲート
またはベースの共通接続されていない側のトランジスタ
(T2)のドレインまたはコレクタに接続され、第2の
差動対の他方のトランジスタ(T2’)のドレインまた
はコレクタは第1の差動対の他方のトランジスタ(T1
)のドレインまたはコレクタに接続されていることを特
徴とした構成を有する。
トランジスタ(T1.、T2 ’ )と第2の差動対を
構成するトランジスタ(Tl ’ 、T2 )とを有し
、第1の差動対のトランジスタ(TI、T2 ”)と第
2のM 動対のトランジスタ(TI ’ 、T2 >の
ソースまたはエミッタが共通接続され、第1.第2の差
動対のトランジスタのそれぞれ一方(TlとTI’)の
ゲートまたはベースが共通接続されて第1の入力端子(
−In)に接続され、第1.第2の差動対のトランジス
タのそれぞれ他方(T2と72’)のゲートまたはベー
スが共通接続されて第2の入力端子(→−In>に接続
され、第1の差動対の一方のl−ランジスタ(T2’)
のドレインまたはコレクタは第2の差動対のうらゲート
またはベースの共通接続されていない側のトランジスタ
(T2)のドレインまたはコレクタに接続され、第2の
差動対の他方のトランジスタ(T2’)のドレインまた
はコレクタは第1の差動対の他方のトランジスタ(T1
)のドレインまたはコレクタに接続されていることを特
徴とした構成を有する。
以上のように本発明によれば、通常の差動増幅回路にお
いては線形動作範囲を大きく越える大振幅入力があって
も、差動トランジスタに追加のトランジスタを設け、そ
の電流比で負荷トランジスタを駆動することにより、差
動段出力の電位変動範囲を制眼して、正常に戻る時間を
短縮することができる。
いては線形動作範囲を大きく越える大振幅入力があって
も、差動トランジスタに追加のトランジスタを設け、そ
の電流比で負荷トランジスタを駆動することにより、差
動段出力の電位変動範囲を制眼して、正常に戻る時間を
短縮することができる。
第1図は本発明の実施例の差動増幅回路を有するオペア
ンプの回路図、 第2図は本発明の実施例における動作波形図、第3図は
従来例の差動増幅回路を有するオペアンプの回路図、 第4図は本発明の他の実施例の差動増幅回路を有するオ
ペアンプの回路図である。 −In、+In 差動増幅回路の入力TI+T2−n
−ch型MO3IランジスクT1″、T2 ’−n−c
h型MOSトランジスタT3.T4− カレントミラー
を構成するp−ch型MOSトランジスタ T5− 出力段のp−cl+型MO3+−ランジスタ十
V、−V−正、負の電源 J l +J2 ’−−電流源 OUT −一出力端子
ンプの回路図、 第2図は本発明の実施例における動作波形図、第3図は
従来例の差動増幅回路を有するオペアンプの回路図、 第4図は本発明の他の実施例の差動増幅回路を有するオ
ペアンプの回路図である。 −In、+In 差動増幅回路の入力TI+T2−n
−ch型MO3IランジスクT1″、T2 ’−n−c
h型MOSトランジスタT3.T4− カレントミラー
を構成するp−ch型MOSトランジスタ T5− 出力段のp−cl+型MO3+−ランジスタ十
V、−V−正、負の電源 J l +J2 ’−−電流源 OUT −一出力端子
Claims (1)
- 第1の差動対を構成する第1のトランジスタと第2のト
ランジスタ、第2の差動対を構成する第3のトランジス
タと第4のトランジスタとを有し、第1から第4までの
トランジスタのソースまたはエミッタが共通接続され、
第1、第3のトランジスタのゲートまたはベースが共通
接続されて第1の入力端子に接続され、第2、第4のト
ランジスタのゲートまたはベースが共通接続されて、第
2の入力端子に接続され、第1のトランジスタのドレイ
ンまたはコレクタは第4のトランジスタのドレインまた
はコレクタに接続され、第2のトランジスタのドレイン
またはコレクタは第3のトランジスタのドレインまたは
コレクタに接続されてなることを特徴とする差動増幅回
路。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61174657A JPS6331205A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 差動増幅回路 |
KR1019870007865A KR900009177B1 (ko) | 1986-07-24 | 1987-07-20 | 리카버리 타임을 단축 개선한 차동 증폭기 회로 |
DE8787110760T DE3784193T2 (de) | 1986-07-24 | 1987-07-24 | Differenzverstaerkerschaltung zur verkuerzung der erholungszeit. |
EP87110760A EP0254323B1 (en) | 1986-07-24 | 1987-07-24 | Differential amplifier circuit improved to shorten a circuit recovery time thereof |
US07/325,032 US4914400A (en) | 1986-07-24 | 1989-03-16 | Differential amplifier circuit improved to shorten a circuit recovery time thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61174657A JPS6331205A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 差動増幅回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6331205A true JPS6331205A (ja) | 1988-02-09 |
Family
ID=15982418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61174657A Pending JPS6331205A (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 差動増幅回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4914400A (ja) |
EP (1) | EP0254323B1 (ja) |
JP (1) | JPS6331205A (ja) |
KR (1) | KR900009177B1 (ja) |
DE (1) | DE3784193T2 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5200637A (en) * | 1988-12-15 | 1993-04-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MOS transistor and differential amplifier circuit with low offset |
IT1229305B (it) * | 1989-04-28 | 1991-08-08 | Sgs Thomson Microelectonics S | Dispositivo circuitale per incrementare il prodotto banda guasagno di un amplificatore cmos. |
JP3318725B2 (ja) * | 1994-01-12 | 2002-08-26 | 株式会社日立製作所 | アナログフィルタ回路 |
JPH10190373A (ja) * | 1996-12-20 | 1998-07-21 | Fujitsu Ltd | 増幅回路 |
US6198348B1 (en) * | 1998-12-07 | 2001-03-06 | Motorola, Inc. | Differential circuit with reverse isolation |
KR100318053B1 (ko) * | 1999-08-05 | 2001-12-22 | 대한민국(관리청:특허청장, 승계청:농촌진흥청장) | 세라믹스 완패스 정미기 |
KR100745989B1 (ko) | 2005-09-26 | 2007-08-06 | 삼성전자주식회사 | 차동 증폭기 |
KR100877626B1 (ko) * | 2007-05-02 | 2009-01-09 | 삼성전자주식회사 | 클래스 ab 증폭기 및 이를 위한 입력 스테이지 회로 |
US7554405B2 (en) * | 2007-05-02 | 2009-06-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Adaptive biasing input stage and amplifiers including the same |
US8504154B2 (en) * | 2009-03-30 | 2013-08-06 | Medtronic, Inc. | Physiological signal amplifier with voltage protection and fast signal recovery |
US11714444B2 (en) * | 2021-10-18 | 2023-08-01 | Texas Instruments Incorporated | Bandgap current reference |
Citations (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3936731A (en) * | 1974-11-14 | 1976-02-03 | Rca Corporation | Amplifier with fast recovery after input signal overswing |
-
1986
- 1986-07-24 JP JP61174657A patent/JPS6331205A/ja active Pending
-
1987
- 1987-07-20 KR KR1019870007865A patent/KR900009177B1/ko not_active Expired
- 1987-07-24 DE DE8787110760T patent/DE3784193T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-07-24 EP EP87110760A patent/EP0254323B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-16 US US07/325,032 patent/US4914400A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6018009A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-30 | Toshiba Corp | 差動増幅器 |
Also Published As
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---|---|
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