JP2001016040A - 絶対値検波回路 - Google Patents
絶対値検波回路Info
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Abstract
の数が少なく、また電流切替え回路の構成が単純で素子
数が少ない絶対値検波回路を提供する。 【解決手段】本発明の絶対値検波回路は、それぞれ電流
切り替え回路を備えた第1、第2の差動コンパレータ
と、この電流切り替え回路に流れる電流の和の一部を出
力側に折り返す1個のカレントミラー回路から構成され
る。前記電流切り替え回路はエミッタとコレクタとを互
いに並列に接続した2個のトランジスタからなり、入力
電圧と基準バイアス電圧とを2個のトランジスタのベー
スにそれぞれ接続し、両者を比較することにより電流が
切り替えられる。このようにすれば、差動コンパレータ
のほかに電流切り替え用トランジスタと複数のカレント
ミラー回路を備え、複雑な電流の折り返しが必要な従来
の絶対値検波回路に比べて、素子数が少なく性能ばらつ
きの小さい絶対値検波回路を提供することができる。
Description
り、特に差動コンパレータと電流切替え回路とカレント
ミラー回路とを用いた絶対値検波回路、及び一般に入力
電圧の変化を一定の電圧に変換する電圧変換回路に関す
るものである。
イアス電圧VB とを比較する差動コンパレータと電流切
替え回路と複数のカレントミラー回路とを用いて、前記
入力電圧が基準電圧VB に比べて正の側又は負の側のい
ずれであっても、出力電圧が前記VB を基準とする一定
の電圧にクランプされる絶対値検波回路と呼ばれるもの
がある。
す。図2の絶対値検波回路はNPNトランジスタQ11、
Q12、Q15、Q16、Q17、Q18、Q20と、PNPトラン
ジスタQ13、Q14、Q19、Q21、Q22と、電流源I11〜
I14と抵抗R11、R12から構成される。
次の通りである。1対のNPNトランジスタQ11、
Q12、電流源I11〜I14、及び抵抗R11からなる回路
は、Q11のベースに入力電圧VINを、Q12のベースに基
準バイアス電圧VB を接続することにより差動コンパレ
ータとして動作する。
合には、差動コンパレータの出力電流により、次段のQ
14のベースからベース電流が引き出され、Q13のベース
にベース電流が流入する。したがってQ13オフ状態とな
り、Q15、Q16からなる第1のカレントミラー回路の作
用によりQ16もオフ状態となる。
接合からQ19に流入し、Q17、Q18からなる第2のカレ
ントミラー回路によりQ18のコレクタ電流に折り返され
る。さらに、Q18のコレクタ電流はQ21、Q22からなる
第3のカレントミラー回路によりQ22のコレクタ電流に
折り返され、抵抗R12との接続点から出力電圧VOUTが
出力される。
は、差動コンパレータの出力電流により、次段のQ13の
ベースからベース電流が引き出され、Q14のベースにベ
ース電流が流入する。したがってQ14はオフ状態とな
り、Q13のコレクタ電流がQ15、Q16からなる第1のカ
レントミラー回路の作用によりQ16のコレクタ電流に折
り返される。
ミッタ接合から引き出され、Q19側には電流が流れな
い。したがってQ17、Q18からなる第2のカレントミラ
ー回路によりQ18のコレクタ電流もオフ状態となる。Q
20のコレクタ電流はQ21、Q22からなる第3のカレント
ミラー回路によりQ22のコレクタ電流に折り返され、抵
抗R12との接続点から出力電圧VOUT が出力される。
19及びQ20からなる電流切り替え回路と、Q15〜Q18、
Q21、Q22からなる第1乃至第3のカレントミラー回路
とを用いることにより、入力電圧VINが基準電圧VB に
比べて正の側、及び負の側のいずれであっても、出力電
圧VOUT が前記VB を基準とする一定の電圧にクランプ
される絶対値検波回路を構成することができる。
は素子数が多く、また、3個のカレントミラー回路によ
る複雑な電流経路の折り返しの回数が多いため、性能の
ばらつきが生じ易いという問題点があった。
絶対値検波回路は素子数が多く、3個ののカレントミラ
ー回路による複雑な電流経路の折り返しが行われるた
め、性能のばらつきが大きいという問題があった。
たもので、素子数が少なく電流切替え回路の構成が単純
で、かつ性能ばらつきの原因となるカレントミラー回路
の数が1個に限定された絶対値検波回路を提供すること
を目的とする。
は、入力電圧と基準バイアス電圧とを比較して並列回路
を流れる電流のオン状態とオフ状態とを互いに切り換え
る電流切替え回路をそれぞれ備えた第1、第2の差動コ
ンパレータと、前記第1、第2の差動コンパレータに含
まれる前記電流切り替え回路の電流の和の一部を出力側
に折り返す1個のカレントミラー回路とを具備すること
を特徴とする。
ータは、それぞれ第1、第2、及び第3のNPNトラン
ジスタを備え、前記第1、第2のNPNトランジスタの
エミッタとコレクタとが互いに接続され、前記第1、第
2のNPNトランジスタのエミッタは第1の抵抗の一方
の端子に並列に接続され、前記第3のNPNトランジス
タのエミッタは第2の抵抗の一方の端子に接続され、前
記第1、第2の抵抗の他方の端子は第1の電流源の一方
の端子に並列に接続され、前記第1の電流源の他方の端
子は接地される。
レクタは第2の電流源の一方の端子に並列に接続され、
前記第2の電流源の他方の端子は電源電圧に接続され、
前記第3のNPNトランジスタのコレクタは第3の抵抗
を介して前記電源電圧に接続され、かつ、前記第1、第
2のNPNトランジスタのベースにそれぞれ前記入力電
圧と前記基準バイアス電圧を接続し、前記第3のNPN
トランジスタのベースに前記基準バイアス電圧を接続す
ることにより、前記第1、第2の差動コンパレータに、
それぞれ前記第1、第2のNPNトランジスタからなる
前記電流切替え回路が構成される。
記基準バイアス電圧の正の側にあれば前記第1、第2の
NPNトランジスタがそれぞれオン状態及びオフ状態と
なり、前記入力電圧が前記基準バイアス電圧の負の側に
あれば前記第1、第2のNPNトランジスタがそれぞれ
オフ状態及びオン状態となるものであって、前記1個の
カレントミラー回路は、前記第1、第2の差動コンパレ
ータにそれぞれ含まれる前記電流切替え回路のオン電流
の和と前記第2の電流源の電流との差を出力側に折り返
すものであることを特徴とする。
は、第1、第2、及び第3のNPNトランジスタと第
1、第2、及び第3の抵抗と第1、第2の電流源からな
り、前記第1のNPNトランジスタのベースには前記入
力電圧が接続され、前記第2、第3のNPNトランジス
タのベースには前記基準バイアス電圧が接続され、前記
第1、第2のNPNトランジスタのエミッタは前記第1
の抵抗の一方の端子に並列に接続され、前記第3のNP
Nトランジスタのエミッタは前記第2の抵抗の一方の端
子に接続され、前記第1、第2の抵抗の他方の端子は前
記第1の電流源の一方の端子に並列に接続され、前記第
1の電流源の他方の端子は接地される。
コレクタは前記第2の電流源の一方の端子に並列に接続
され、前記第2の電流源の他方の端子は前記電源電圧に
接続され、前記第3のNPNトランジスタのコレクタは
前記第3の抵抗の一方の端子に接続され、前記第3の抵
抗の他方の端子は前記電源電圧に接続されることにより
前記第1の差動コンパレータに前記第1、第2のNPN
トランジスタからなる前記電流切替え回路が形成され
る。
5及び第6のNPNトランジスタと前記第3の抵抗と第
4、第5の抵抗と前記第2の電流源と第3の電流源とか
らなり、前記第5、第6のNPNトランジスタのベース
には前記入力電圧が接続され、前記第4のNPNトラン
ジスタのベースには前記基準バイアス電圧が接続され、
前記第4、第5のNPNトランジスタのエミッタは前記
第4の抵抗の一方の端子に並列に接続され、前記第6の
NPNトランジスタのエミッタは前記第5の抵抗の一方
の端子に接続され、前記第4、第5の抵抗の他方の端子
は前記第3の電流源の一方の端子に並列に接続され、前
記第3の電流源の他方の端子は接地される。
レクタは前記第2の電流源の一方の端子に並列に接続さ
れ、前記第6のNPNトランジスタのコレクタは前記第
3の抵抗の一方の端子に接続されることにより前記第2
の差動コンパレータに前記第4、第5のNPNトランジ
スタからなる前記電流切替え回路が形成される。
7、第8のPNPトランジスタと第6の抵抗からなり、
前記第7、第8のPNPトランジスタのエミッタは前記
電源電圧に並列に接続され、前記第7、第8のトランジ
スタのベースは前記第7のトランジスタのコレクタに並
列に接続され、前記第7のPNPトランジスタのコレク
タは前記第2の電流源の一方の端子に接続され、前記第
8のPNPトランジスタのコレクタは前記第6の抵抗の
一方の端子に接続され、前記第6の抵抗の他方の端子は
前記基準バイアス電圧に接続され、前記第8のPNPト
ランジスタのコレクタから出力電圧が取り出されること
を特徴とする。
施の形態を詳細に説明する。図1に本発明の第1の実施
の形態に係る絶対値検波回路の構成を示す。この絶対値
検波回路は、NPNトランジスタQ1 〜Q6 と、PNP
トランジスタQ7 、Q8 と、電流源I 1 〜I3 と、抵抗
R1 〜R6 から構成される。ここでR3 はサージ等によ
る過電流を回避する保護抵抗である。
替え回路を含む第1の差動コンパレータと、第2の電流
切替え回路を含む第2の差動コンパレータと、前記第
1、第2の電流切替え回路の出力電流の和の一部を絶対
値検波回路の出力側に折り返す1個のカレントミラー回
路とを備えている。
ランジスタQ1 〜Q3 を備え、NPNトランジスタ
Q1 、Q2 のエミッタとコレクタとが互いに並列に接続
され、この並列に接続されたQ1 、Q2 のエミッタが抵
抗R1 の一方の端子に接続され、Q3 のエミッタが抵抗
R2 の一方の端子に接続され、抵抗R1 、R2 の他方の
端子が電流源I1 の一方の端子に並列に接続され、電流
源I1 の他方の端子が接地される。
コレクタは電流源I2 を介して電源電圧Vccに接続さ
れ、Q3 のコレクタは、前記保護抵抗R3 を介して電源
電圧V ccに接続される。このようにして、前記第1の差
動コンパレータにNPNトランジスタQ1 、Q2 からな
る第1の電流切替え回路が形成される。
ランジスタQ4 〜Q6 を備え、NPNトランジスタ
Q4 、Q5 のエミッタとコレクタとが互いに並列に接続
され、この並列に接続されたQ4 、Q5 のエミッタが抵
抗R4 の一方の端子に接続され、Q6 のエミッタが抵抗
R5 の一方の端子に接続され、抵抗R4 、R5 の他方の
端子が電流源I3 の一方の端子に並列に接続され、電流
源I3 の他方の端子が接地される。
クタは、先に説明した第1の差動コンパレータと同様
に、前記電流源I2 を介して電源電圧Vccに接続され、
Q6 のコレクタは、前記保護抵抗R3 を介して電源電圧
Vccに接続されることにより前記第2の差動コンパレー
タにNPNトランジスタQ4 、Q5 からなる第2の電流
切替え回路が形成される。
ランジスタQ7 、Q8 と抵抗R6 からなり、Q7 、Q8
のエミッタはVcc電源に並列に接続され、Q7 、Q8 の
ベースはQ7 のコレクタに並列に接続され、Q7 のコレ
クタは電流源I2 の一方の端子に接続される。先に述べ
たように、前記電流源I2 の一方の端子には前記第1、
第2の電流切り替え回路が並列に接続されているので、
前記電流源I2 を流れる電流i0 と前記カレントミラー
回路を流れる電流iΣ の和は、前記第1、第2の電流
切り替え回路を流れる電流の和に等しい。
接続され、R6 の他方の端子は基準バイアス電圧VB に
接続され、Q8 のコレクタとR6 との接続点から出力電
圧V OUT が取り出される。
記第1の差動コンパレータに含まれるQ1 、Q2 からな
る第1の電流切替え回路のオン電流と第2の差動コンパ
レータに含まれるQ4 、Q5 からなる第2の電流切替え
回路のオン電流の和と、前記第2の電流源の電流i0 と
の差の電流iΣ を出力側に折り返し、PNPトランジ
スタQ8 のコレクタと抵抗R6 の接続点から、Q8 とR
6 によりVB を基準として電圧増幅された出力電圧V
OUT を得ることができる。
の形態に係る絶対値検波回路の回路動作は、次のように
定量的に解析することができる。図1において、NPN
トランジスタQ1 〜Q6 のエミッタ抵抗R1 、R2 、R
4 、R5 が全てRに等しいと仮定し、電流源I1 、
I2 、I3 に流れる電流をi0 、入力電圧をVIN、基準
バイアス電圧をVB とする。
れi1 〜i6 とする。電流源I1 により駆動されるNP
NトランジスタQ1 〜Q3 及び抵抗R1 、R2からなる
正側入力の第1の差動コンパレータにおいて、NPNト
ランジスタQ2がオフ状態と考えれば次の関係が成り立
つ。
温度、qは電子電荷)、Is はエミッタ接合の逆方向飽
和電流である。i3 =i0 −i1 の関係を用いて式
(1)を変形すれば、 VT ln(i3 /i1 )=VIN−VB +R(i0 −2i1 ) …(2) ここでVT ln(i3 /i1 )<<Ri1 であるから、 i1 =(VIN−VB +Ri0 )/2R …(3) 同様に電流源i3 によって駆動されるNPNトランジス
タQ4 〜Q6 及び抵抗R4 、R5 からなる負側入力の第
2の差動コンパレータの出力電流は、NPNトランジス
タQ4 がオフ状態と考えれば、 i5 =i0 /2 …(4) したがって、ベース電流を無視すれば、PNPトランジ
スタQ7 、Q8 で構成されるカレントミラー回路に供給
される電流iΣ は次のようになる。
力電流は、NPNトランジスタQ1 がオフ状態と考えれ
ば、 i2 =i0 /2 …(6) 同様に負側入力の第2の差動コンパレータ出力電流はN
PNトランジスタQ5がオフ状態と考えれば、 VIN−{VT ln(i6 /Is )+i6 R} =VB −{VT ln(i4 /Is )+i4 R} …(7) i6 =i0 −i4 の関係を用いて式(7)を変形すれ
ば、 VT ln(i6 /i4 )=VB −VIN+R(2i4 −i0 ) …(8) ここで、VT ln(i4 /i6 )<<Ri4 であるから、 I4 =(VB −VIN+Ri0 )/2R …(9) したがって、ベース電流を無視すれば、PNPトランジ
スタQ7 、Q8 で構成されるカレントミラー回路に供
給される電流iΣ は次のようになる。
任意の基準バイアス電圧VB で決定される絶対値出力が
得られることがわかる。また、出力段の負荷抵抗R6 に
より、入出力の電圧利得を任意に設定することができ
る。
ることはない。例えば上記第1の実施の形態のにおい
て、NPN及びPNPトランジスタを組み合わせて絶対
値検波回路を構成したが、これらのバイポーラトランジ
スタの導電型を反転しても同様な動作を実現することが
できる。また、必ずしもバイポーラトランジスタに限定
されるものではなく、Nチャネル型、及びPチャネル型
のMOSトランジスタを用いても同様な動作を実現する
ことができる。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
によれば、素子数が少なく電流切替え回路の構成が単純
で、かつ性能ばらつきの原因となるカレントミラー回路
の数が1個に限定された絶対値検波回路を提供すること
が可能になる。
路の回路構成を示す図。
ランジスタ Q13、Q14、Q19、Q21、Q22…PNPトランジスタ I11〜I14…電流源 R11、R12…抵抗 Vcc…電源電圧 VB …基準バイアス電圧 GND…接地 VIN…入力電圧 VOUT …出力電圧
Claims (3)
- 【請求項1】 入力電圧と基準バイアス電圧とを比較し
て並列回路を流れる電流のオン状態とオフ状態とを互い
に切り換える電流切替え回路をそれぞれ備えた第1、第
2の差動コンパレータと、 前記第1、第2の差動コンパレータに含まれる前記電流
切り替え回路の電流の和の一部を出力側に折り返す1個
のカレントミラー回路と、 を具備することを特徴とする絶対値検波回路。 - 【請求項2】 前記第1、第2の差動コンパレータは、
それぞれ第1、第2及び第3のNPNトランジスタを備
え、前記第1、第2のNPNトランジスタのエミッタと
コレクタとが互いに接続され、 前記第1、第2のNPNトランジスタのエミッタは第1
の抵抗の一方の端子に並列に接続され、 前記第3のNPNトランジスタのエミッタは第2の抵抗
の一方の端子に接続され、 前記第1、第2の抵抗の他方の端子は第1の電流源の一
方の端子に並列に接続され、 前記第1の電流源の他方の端子は接地され、 前記第1、第2のNPNトランジスタのコレクタは第2
の電流源の一方の端子に並列に接続され、 前記第2の電流源の他方の端子は電源電圧に接続され、 前記第3のNPNトランジスタのコレクタは第3の抵抗
を介して前記電源電圧に接続され、 かつ、前記第1、第2のNPNトランジスタのベースに
それぞれ前記入力電圧と前記基準バイアス電圧を接続
し、前記第3のNPNトランジスタのベースに前記基準
バイアス電圧を接続することにより、前記第1、第2の
差動コンパレータに、それぞれ前記第1、第2のNPN
トランジスタからなる前記電流切替え回路が構成され、 前記電流切替え回路は、前記入力電圧が前記基準バイア
ス電圧の正の側にあれば前記第1、第2のNPNトラン
ジスタがそれぞれオン状態及びオフ状態となり、前記入
力電圧が前記基準バイアス電圧の負の側にあれば前記第
1、第2のNPNトランジスタがそれぞれオフ状態及び
オン状態となるものであって、 前記1個のカレントミラー回路は、前記第1、第2の差
動コンパレータにそれぞれ含まれる前記電流切替え回路
のオン電流の和と前記第2の電流源の電流との差を出力
側に折り返すものであることを特徴とする請求項1記載
の絶対値検波回路。 - 【請求項3】 前記第1の差動コンパレータは、第1、
第2及び第3のNPNトランジスタと第1、第2及び第
3の抵抗と第1、第2の電流源からなり、 前記第1のNPNトランジスタのベースには前記入力電
圧が接続され、前記第2、第3のNPNトランジスタの
ベースには前記基準バイアス電圧が接続され、 前記第1、第2のNPNトランジスタのエミッタは前記
第1の抵抗の一方の端子に並列に接続され、 前記第3のNPNトランジスタのエミッタは前記第2の
抵抗の一方の端子に接続され、 前記第1、第2の抵抗の他方の端子は前記第1の電流源
の一方の端子に並列に接続され、 前記第1の電流源の他方の端子は接地され、 前記第1、第2のNPNトランジスタのコレクタは前記
第2の電流源の一方の端子に並列に接続され、 前記第2の電流源の他方の端子は前記電源電圧に接続さ
れ、 前記第3のNPNトランジスタのコレクタは前記第3の
抵抗の一方の端子に接続され、 前記第3の抵抗の他方の端子は前記電源電圧に接続され
ることにより前記第1の差動コンパレータに前記第1、
第2のNPNトランジスタからなる前記電流切替え回路
が形成され、 前記第2の差動コンパレータは、第4、第5及び第6の
NPNトランジスタと前記第3の抵抗と第4、第5の抵
抗と前記第2の電流源と第3の電流源とからなり、 前記第5、第6のNPNトランジスタのベースには前記
入力電圧が接続され、 前記第4のNPNトランジスタのベースには前記基準バ
イアス電圧が接続され、 前記第4、第5のNPNトランジスタのエミッタは前記
第4の抵抗の一方の端子に並列に接続され、 前記第6のNPNトランジスタのエミッタは前記第5の
抵抗の一方の端子に接続され、 前記第4、第5の抵抗の他方の端子は前記第3の電流源
の一方の端子に並列に接続され、 前記第3の電流源の他方の端子は接地され、 前記第4、第5のNPNトランジスタのコレクタは前記
第2の電流源の一方の端子に並列に接続され、 前記第6のNPNトランジスタのコレクタは前記第3の
抵抗の一方の端子に接続されることにより前記第2の差
動コンパレータに前記第4、第5のNPNトランジスタ
からなる前記電流切替え回路が形成され、 前記1個のカレントミラー回路は第7、第8のPNPト
ランジスタと第6の抵抗からなり、 前記第7、第8のPNPトランジスタのエミッタは前記
電源電圧に並列に接続され、 前記第7、第8のトランジスタのベースは前記第7のト
ランジスタのコレクタに並列に接続され、 前記第7のPNPトランジスタのコレクタは前記第2の
電流源の一方の端子に接続され、 前記第8のPNPトランジスタのコレクタは前記第6の
抵抗の一方の端子に接続され、 前記第6の抵抗の他方の端子は前記基準バイアス電圧に
接続され、 前記第8のPNPトランジスタのコレクタから出力電圧
が取り出されることを特徴とする請求項1記載の絶対値
検波回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18168999A JP3983939B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 絶対値検波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18168999A JP3983939B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 絶対値検波回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001016040A true JP2001016040A (ja) | 2001-01-19 |
| JP3983939B2 JP3983939B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=16105161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18168999A Expired - Lifetime JP3983939B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 絶対値検波回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3983939B2 (ja) |
-
1999
- 1999-06-28 JP JP18168999A patent/JP3983939B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3983939B2 (ja) | 2007-09-26 |
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