JP2001285069A - 電位制御回路 - Google Patents
電位制御回路Info
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Abstract
図られた電位制御回路を提供する。 【解決手段】 スリープモードから動作モードへの移行
にあたり、パワーダウン信号PD_,PDを‘H’レベ
ル,‘L’レベルにして、PMOSトランジスタ13を
オフ状態、トランスファゲート16_1,16_2をオ
フ状態,オン状態にし、電源VDD→コンデンサ12→ダ
イオード15→トランスファゲート16_2→グラウン
ドGNDの経路でコンデンサ12を急速に充電して、オ
ペアンプ11の出力ノードAの電位を素早く所定の電位
に固定する。
Description
信号を生成する制御信号生成回路の出力ノードの電位を
制御する電位制御回路に関する。
たり、そのアナログ回路の性能を補償するために、電位
を高精度に安定して維持する必要性があるノードに、比
較的大きな容量を有するコンデンサを接続するというこ
とが行なわれている。
成するアナログ回路部を示す図である。
を構成するアナログ回路部100には、オペアンプ11
と、そのオペアンプ11の出力ノードAと電源VDDとの
間に並列に配置されたコンデンサ12およびPMOSト
ランジスタ13が備えられている。コンデンサ12は、
比較的大きな容量を有する。また、アナログ回路部10
0には、各ゲートがオペアンプ11の出力ノードAに接
続された、定電流源を構成する複数のPMOSトランジ
スタ14_1,14_2,14_3(ここでは、例示的
に3つのPMOSトランジスタを示す)が備えられてい
る。
REFが入力され、また正相端子にはPMOSトランジス
タ14_1,14_2,14_3を流れる電流I1,
I2,I 3に基づいて生成されるモニタ電圧VMが入力さ
れる。さらに、PMOSトランジスタ13には、パワー
ダウン信号PD_が入力される。図3に示すアナログ回
路部100を備えたDAコンバータは、パワーダウン信
号PD_のレベルに応じて、入力されたアナログ信号を
ディジタル信号に変換する動作モードと、消費電力の低
減を図るためのスリープモードとを有する。
3のゲートに‘H’レベルのパワーダウン信号PD_が
入力されて、PMOSトランジスタ13はオフ状態にさ
れる。この状態において、オペアンプ11は、モニタ電
圧VMが基準電圧VREFと等しくなるように、そのオペア
ンプ11によって生成されるアナログ制御電圧信号VB
IASでPMOSトランジスタ14_1,14_2,1
4_3に流れる電流I 1,I2,I3を制御する。ここ
で、オペアンプ11の出力ノードAには、比較的大きな
容量を有するコンデンサ12が接続されているため、例
えば電源変動やノイズ等に対してその出力ノードAの電
位を安定に保つことができる。
ンジスタ13のゲートに‘L’レベルのパワーダウン信
号PD_が入力される。すると、PMOSトランジスタ
13がオン状態になり、PMOSトランジスタ14_
1,14_2,14_3のゲートには、電源電圧VDDが
入力される。これにより、PMOSトランジスタ14_
1,14_2,14_3が全てオフ状態になり、これら
PMOSトランジスタ14_1,14_2,14_3に
流れている電流I1,I2,I3が遮断される。このよう
にして、アナログ回路部100を備えたDAコンバータ
の低消費電力化が図られる。
の携帯化に伴い、低消費電力化が大きな課題となってい
る。その対策の1つとして、例えば図3に示すアナログ
回路部100を備えたDAコンバータのように、DA変
換が行なわれない時間帯ではスリープモードに移行する
ことにより低消費電力化が図られている。
DAコンバータでは、スリープモードから動作モードへ
の移行にあたり、スリープモードにおいて放電されたコ
ンデンサ12の電荷を充電して出力ノードAを所定の電
位に固定する必要がある。しかし、このコンデンサ12
は、前述したように比較的大きな容量を有するため、オ
ペアンプ11によりコンデンサ12が充電されてノード
Aの電位が所定の電位に固定されるまでの時間は長く、
従ってDAコンバータの起動時間が長いという問題があ
る。この問題を解決するために、オペアンプ11の駆動
能力を高めるということが考えられる。しかし、オペア
ンプ11の駆動能力を高めると、動作モードにおいて定
常的な消費電力が増加するという問題が発生する。
えたまま、起動時間の短縮化が図られた電位制御回路を
提供することを目的とする。
明の電位制御回路は、 (1)アナログ制御電圧信号を生成する制御信号生成回
路 (2)その制御信号生成回路の出力ノードに接続され
た、そのアナログ制御電圧信号に応じて動作する被制御
回路 (3)上記出力ノードの電位安定化用コンデンサ (4)所定のパワーダウン信号に応じて上記出力ノード
を所定の電位に固定することにより上記コンデンサに蓄
積された電荷を放電するとともに上記被制御回路の動作
を停止させるスリープ回路 (5)上記パワーダウン信号の解除を受けて上記コンデ
ンサを充電する、充電経路上に配置されたダイオードを
有する充電回路を備えたことを特徴とする。
り、パワーダウン信号の解除を受けてコンデンサが急速
に充電され、これにより制御信号生成回路の出力ノード
が所定の電位に素早く固定される。従って、動作モード
での消費電力を抑えたまま、起動時間の短縮化が図られ
る。
必要ないため、あるタイミングで充電を停止させる必要
があるが、その停止命令は上記コンデンサへの充電を開
始した後、そのコンデンサの電圧が所定電圧に近づいた
ことをもって発することが好ましい。
ードの電位が所定の電位に固定された時点で充電を終了
することができ、スリープモードから動作モードへの移
行時間を最短にすることができる。
説明する。
回路の回路図である。
型のDAコンバータを構成するアナログ回路部に相当す
る。この電位制御回路10には、アナログ制御電圧信号
VBIASを生成するオペアンプ11(本発明にいう制
御信号生成回路に相当)が備えられている。また、この
電位制御回路10には、オペアンプ11の出力ノードA
に接続された、そのアナログ制御電圧信号VBIASに
応じて動作するPMOSトランジスタ14_1,14_
2,14_3(本発明にいう被制御回路に相当)と、そ
の出力ノードAの電位安定化用コンデンサ12が備えら
れている。
ワーダウン信号PD_に応じて出力ノードAを所定の電
位に固定することによりコンデンサ12に蓄積された電
荷を放電するとともにPMOSトランジスタ14_1,
14_2,14_3の動作を停止させるPMOSトラン
ジスタ13(本発明にいうスリープ回路に相当)が備え
られている。
ン信号PD_の解除を受けてコンデンサ12を充電す
る、充電経路上に直列に配置されたダイオード15とト
ランスファゲート16_2を有する充電回路16が備え
られている。トランスファゲート16_2には、トラン
スファゲート16_1が並列に配置されている。これら
トランスファゲート16_1,16_2には、コンデン
サ12への充電を開始した後、そのコンデンサ12の電
圧が所定電圧に近づいたことをもって充電を停止するた
めの制御信号C,C_が入力される。また、オペアンプ
11の逆相端子には基準電圧VREFが入力され、正相端
子にはPMOSトランジスタ14_1,14_2,14
_3を流れる電流I1,I2,I3に基づいて生成される
モニタ電圧VMが入力される。
は、動作モードでは、PMOSトランジスタ13に
‘H’レベルのパワーダウン信号PD_が入力される。
また、トランスファゲート16_1,16_2には、
‘L’レベルの制御信号C,‘H’レベルの制御信号C
_が入力される。
のパワーダウン信号PD_が入力されるため、PMOS
トランジスタ13はオフ状態になる。また、トランスフ
ァゲート16_1,16_2には、‘L’レベルの制御
信号C,‘H’レベルの制御信号C_が入力されるた
め、トランスファゲート16_1,16_2はオン状
態,オフ状態になる。従って、トランスファゲート16
_1を経由して電源電圧V DDがダイオード15のカソー
ドに印加される。このため、オペアンプ11のアナログ
制御電圧信号VBIASは何ら影響を受けることなく、
そのオペアンプ11でモニタ電圧VMが基準電圧VREFと
等しくなるように、定電流源としてのPMOSトランジ
スタ14_1,14_2,14_3を制御する。このよ
うにして、PMOSトランジスタ14_1,14_2,
14_3に流れる電流I1,I2,I3を、オペアンプ1
1によって生成されるアナログ制御電圧信号VBIAS
で制御する。
このスリープモードでは、PMOSトランジスタ13に
‘L’レベルのパワーダウン信号PD_が入力される。
尚、トランスファゲート16_1,16_2に入力され
る制御信号C,C_は、動作モードの場合と同じであ
る。PMOSトランジスタ13に‘L’レベルのパワー
ダウン信号PD_が入力されるため、PMOSトランジ
スタ13はオン状態になる。すると、PMOSトランジ
スタ14_1,14_2,14_3のゲートには電源電
圧VDDが入力される。これにより、PMOSトランジス
タ14_1,14_2,14_3がオフ状態になり、そ
れらPMOSトランジスタ14_1,14_2,14_
3に流れている電流I1,I2,I3が遮断される。尚、
スリープモードでは、オペアンプ11もスリープ状態と
なっており、その出力はハイインピーダンスとなってい
る。このようにして、図1に示す電位制御回路10を備
えたDAコンバータの低消費電力化が図られる。
行する場合について説明する。この場合は、PMOSト
ランジスタ13に入力されているパワーダウン信号PD
_が‘L’レベルから‘H’レベルに変化し、これによ
りPMOSトランジスタ13がオン状態からオフ状態に
なる。また、制御信号C,C_が‘H’レベル,‘L’
レベルに変化し、これによりトランスファゲート16_
1,16_2がオフ状態,オン状態になる。トランスフ
ァゲート16_2がオン状態になるため、電源VDD→コ
ンデンサ12→ダイオード15→トランスファゲート1
6_2→グラウンドGNDの経路でコンデンサ12が急
速に充電される。これにより、オペアンプ11の出力ノ
ードAの電位が素早く所定の電位に固定される。
電位が所定の電位に固定されたことを受けて制御信号
C,C_が‘L’レベル,‘H’レベルに変化する。す
ると、トランスファゲート16_1,16_2が再びオ
ン状態,オフ状態になり、上記経路によるコンデンサ1
2への充電が停止するとともに、トランスファゲート1
6_1を経由して電源電圧VDDがダイオード15のカソ
ードに再び印加される。
ードから動作モードに移行するにあたり、コンデンサ1
2が急速に充電されて、オペアンプ11の出力ノードA
の電位が素早く所定の電位に固定される。従って、消費
電力を抑えたまま、DAコンバータの起動時間の短縮化
が図られる。
5について説明する。出力ノードAの電位安定化用コン
デンサ12の容量は大きく、これに伴いその形状も大き
い。従って、DAコンバータを半導体チップ上に形成す
るにあたり、コンデンサ12はそのチップ外部に外付け
される場合が多い。その場合、出力ノードAにはコンデ
ンサ12を外付けするための外部ピン(チップピン)が
必要とされる。一般に、外部ピンは、ESD(Elec
tro Static Discharge;静電放
電)パルスを受けやすく、このESDパルスにより、外
部ピンを介してそのノードAに接続されている耐圧の弱
い部分が破壊されやすい傾向にある。ここで、仮にダイ
オード15を備えることなく、ESDパルスに耐えるた
めにサイズの大きなトランジスタを用いることが考えら
れる。しかし、このように大きなサイズのトランジスタ
はリーク電流の増加を招き、出力ノードAの電位の安定
性に欠ける面がある。
由により、出力ノードAにダイオード15が接続された
構成が採用されている。一般に、ダイオードは、小面積
であってもかなりの大きさの電流を流す能力を持ってい
るため、MOSトランジスタに比べ、リーク電流の発生
原因となる部分が極端に小さい。また、ESDパルスに
よる破壊は、一般にゲートとドレインの間や、ドレイン
コンタクトとサブコンタクトの間等で発生し、ダイオー
ドのように単なるPN接合が破壊されることは極めて少
ない。本実施形態では、出力ノードAにダイオード15
が接続された構成のため、ESDパルスによる破壊を防
止することができる。
回路の回路図である。
成要素には同一の符号を付して説明する。
源を構成するPMOSトランジスタ14_1,14_
2,14_3に並列にPMOSトランジスタ14_0が
備えられている。また、このPMOSトランジスタ14
_0とオペアンプ11の正相端子との間に、PMOSト
ランジスタ21が備えられている。このPMOSトラン
ジスタ21には基準電圧VREFが入力される。さらに、
オペアンプ11の正相端子とグラウンドGNDの間に
は、抵抗22が備えられている。
11の正相端子,逆相端子に接続されたコンパレータ2
3と、一端がコンパレータ23の出力側に接続されると
ともに他端にパワーダウン信号PD(パワーダウン信号
PD_の論理が反転された信号)が入力されるエクスク
ルーシブオアゲート24と、入力側がエクスクルーシブ
オアゲート24の出力側に接続されるとともに出力側が
トランスファゲート16_1,16_2の接続点に接続
されたインバータ25とが備えられている。尚、コンパ
レータ23は、オフセットを有する。このオフセット
は、その先の素子を考慮して、アナログ制御電圧信号V
BIASがグラウンドGND側に行き過ぎないように配
慮して設けたものである。
は、動作モードでは、‘H’レベルのパワーダウン信号
PD_が入力されてPMOSトランジスタ13はオフ状
態になる。一方、エクスクルーシブオアゲート24には
‘L’レベルのパワーダウン信号PDが入力される。オ
ペアンプ11からのアナログ制御電圧信号VBIAS
は、PMOSトランジスタ14_0,21を経由して、
そのオペアンプ11の正相端子にフィードバックされ
て、オペアンプ11の正相端子の電圧VMが基準電圧V
REFと等しくなるようにアナログ制御電圧信号VBIA
Sが調整され、これによりPMOSトランジスタ14_
1,14_2,14_3が制御される。また、コンパレ
ータ23には、それら互いに等しい電圧VM,基準電圧
VREFが入力される。このコンパレータ23は、前述し
たようにオフセットを有するため、そのコンパレータ2
3から‘L’レベルの信号が出力される。この‘L’レ
ベルの信号はエクスクルーシブオアゲート24の一方に
入力される。エクスクルーシブオアゲート24の他方に
は‘L’レベルのパワーダウン信号PDが入力されてい
るため、そのエクスクルーシブオアゲート24から
‘L’レベルの信号が出力され、これによりトランスフ
ァゲート16_1,16_2がオン状態,オフ状態にな
る。従って、トランスファゲート16_1を経由して電
源電圧VDDがダイオード15のカソードに印加される。
このため、オペアンプ11のアナログ制御電圧信号VB
IASは何ら影響を受けることなく、そのオペアンプ1
1でモニタ電圧VMが基準電圧VREFと等しくなるよう
に、定電流源としてのPMOSトランジスタ14_1,
14_2,14_3を制御する。
信号PD_,PDが‘L’レベル,‘H’レベルにされ
る。PMOSトランジスタ13には‘L’レベルのパワ
ーダウン信号PD_が入力されるため、そのPMOSト
ランジスタ13はオン状態になり、これによりPMOS
トランジスタ14_1,14_2,14_3がオフ状態
となり、これらPMOSトランジスタ14_1,14_
2,14_3に流れている電流I1,I2,I3が遮断さ
れて低消費電力化が図られる。また、PMOSトランジ
スタ14_0もオフ状態になるため、コンパレータ23
の逆相端子は抵抗22を介してグラウンドGND電位と
なり、そのコンパレータ23から‘H’レベルの信号が
出力される。この‘H’レベルの信号はエクスクルーシ
ブオアゲート24の一方に入力される。エクスクルーシ
ブオアゲート24の他方にも‘H’レベルのパワーダウ
ン信号PDが入力されているため、そのエクスクルーシ
ブオアゲート24からは‘L’レベルの信号が出力され
続け、トランスファゲート16_1,16_2のオン状
態,オフ状態が維持される。
行する場合について説明する。この場合は、パワーダウ
ン信号PD_,PDが‘H’レベル,‘L’レベルにな
る。これにより、PMOSトランジスタ13がオフ状態
になる。また、エクスクルーシブオアゲート24には、
‘L’レベルに変化したパワーダウン信号PDが入力さ
れるため、そのエクスクルーシブオアゲート24から
‘H’レベルの信号が出力される。これにより、トラン
スファゲート16_1,16_2が、オフ状態,オン状
態になる。トランスファゲート16_2がオン状態にな
るため、電源VDD→コンデンサ12→ダイオード15→
トランスファゲート16_2→グラウンドGNDの経路
でコンデンサ12が急速に充電される。これにより、オ
ペアンプ11の出力ノードAの電位が素早く所定の電位
に固定される。
に固定され、PMOSトランジスタ14_0,21を経
由してコンパレータ23の逆相端子に入力されている電
圧V Mが基準電圧VREFと等しくなる。コンパレータ23
はオフセットを有するため、そのコンパレータ23から
は‘L’レベルの信号が出力される。エクスクルーシブ
オアゲート24の一方にはこの‘L’レベルの信号が入
力される。また、エクスクルーシブオアゲート24の他
方にも、前述した‘L’レベルのパワーダウン信号PD
が入力されている。従って、エクスクルーシブオアゲー
ト24から‘L’レベルの信号が出力されて、トランス
ファゲート16_1,16_2がオン状態,オフ状態に
なり、上記経路によるコンデンサ12への充電が停止す
るとともに、トランスファゲート16_1を経由して電
源電圧VDDがダイオード15のカソードに再び印加され
る。
ードから動作モードに移行するにあたり、コンデンサ1
2が急速に充電されて、オペアンプ11の出力ノードA
の電位が素早く所定の電位に固定される。さらに、コン
パレータ23で、出力ノードAの電位が所定の電位に固
定されて安定状態に入ったことが検知された時点で、コ
ンデンサ12への充電が終了するため、出力ノードAの
電位を所定の電位に精度よく固定することができ、その
結果、スリープモードから動作モードへの移行時間が最
短のDAコンバータを提供できる。
消費電力を抑えたまま、起動時間の短縮化を図ることが
できる。また、充電経路上に配置されたダイオードで、
ESDパルスによる破壊を防止することができる。
である。
である。
グ回路部を示す図である。
PMOSトランジスタ 15 ダイオード 16 充電回路 16_1,16_2 トランスファゲート 22 抵抗 23 コンパレータ 24 エクスクルーシブオアゲート 25 インバータ
Claims (2)
- 【請求項1】 アナログ制御電圧信号を生成する制御信
号生成回路と、 該制御信号生成回路の出力ノードに接続された、該アナ
ログ制御電圧信号に応じて動作する被制御回路と、 前記出力ノードの電位安定化用コンデンサと、 所定のパワーダウン信号に応じて前記出力ノードを所定
の電位に固定することにより前記コンデンサに蓄積され
た電荷を放電するとともに前記被制御回路の動作を停止
させるスリープ回路と、 前記パワーダウン信号の解除を受けて前記コンデンサを
充電する、充電経路上に配置されたダイオードを有する
充電回路とを備えたことを特徴とする電位制御回路。 - 【請求項2】 前記充電回路が、前記コンデンサへの充
電を開始した後、該コンデンサの電圧が所定電圧に近づ
いたことをもって充電を停止するものであることを特徴
とする請求項1記載の電位制御回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000089345A JP4422287B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 電位制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000089345A JP4422287B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 電位制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001285069A true JP2001285069A (ja) | 2001-10-12 |
JP4422287B2 JP4422287B2 (ja) | 2010-02-24 |
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ID=18605115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000089345A Expired - Fee Related JP4422287B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 電位制御回路 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7501972B2 (en) | 2006-08-10 | 2009-03-10 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Reference voltage generation circuit and pipe line analog-to-digital converter using the same |
CN113056076A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 西安微电子技术研究所 | 一种相位翻转和静电加固保护电路 |
-
2000
- 2000-03-28 JP JP2000089345A patent/JP4422287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7501972B2 (en) | 2006-08-10 | 2009-03-10 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Reference voltage generation circuit and pipe line analog-to-digital converter using the same |
CN113056076A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 西安微电子技术研究所 | 一种相位翻转和静电加固保护电路 |
CN113056076B (zh) * | 2021-03-12 | 2023-08-04 | 西安微电子技术研究所 | 一种相位翻转和静电加固保护电路 |
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