JP2002152034A - Switching circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング回
路に関し、特に、エンハンスメント型MOSFETを用
いたインバータ型論理回路として様々な分野での応用も
期待されるスイッチング回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching circuit, and more particularly to a switching circuit which is expected to be applied in various fields as an inverter type logic circuit using an enhancement type MOSFET.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2は、従来のスイッチング回路を示す
回路図である。この従来回路は、電源とGND間に2つ
のエンハンスメント型MOSFETを直列に接続したプ
ッシュプル回路によりスイッチング動作を行わせるもの
であり、Hレベル(0V)、Lレベル(−5V)の入力
パルスに対し、入力と同位相でそれぞれHレベル(3.
5V)、Lレベル(0V)の出力パルスを得るものであ
る。図において、21は正の電源(+5V)、22はグ
ランド(GND)、23は負の電源(−5V)、24は
Pチャネルエンハンスメント型MOSFET、25a,
25bはNチャネルエンハンスメント型MOSFET、
26a,26bは抵抗、27は入力端子、28は出力端
子である。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional switching circuit. In this conventional circuit, a switching operation is performed by a push-pull circuit in which two enhancement-type MOSFETs are connected in series between a power supply and GND, and an input pulse of H level (0 V) and L level (-5 V) , And H level (3.
5V) and an L level (0 V) output pulse. In the figure, 21 is a positive power supply (+ 5V), 22 is ground (GND), 23 is a negative power supply (-5V), 24 is a P-channel enhancement type MOSFET, 25a,
25b is an N-channel enhancement type MOSFET,
26a and 26b are resistors, 27 is an input terminal, and 28 is an output terminal.
【0003】2つのMOSFET24,25aはスイッ
チング動作を行うプッシュプル回路を構成し、抵抗26
bを介して正の電源21とGND22間に直列に接続さ
れる。また、正の電源21と負の電源23の間に抵抗2
6aとMOSFET25bが直列に接続され、抵抗26
aとMOSFET25bのドレインの接続点がMOSF
ET24および25aのゲートに接続される。入力端子
27はMOSFET25bのゲートに接続され、出力端
子28は抵抗26bとMOSFET25aのドレインの
接続点に接続される。なお、抵抗26bは出力パルスの
Hレベルを調整するためのものであり、MOSFET2
5bは、MOSFET24,25aのゲート電圧をH/
L=5V/−5Vに変換させるためのものである。The two MOSFETs 24 and 25a constitute a push-pull circuit for performing a switching operation.
b is connected in series between the positive power supply 21 and the GND 22. Further, a resistor 2 is connected between the positive power supply 21 and the negative power supply 23.
6a and MOSFET 25b are connected in series,
a is connected to the drain of the MOSFET 25b by the MOSF
Connected to the gates of ETs 24 and 25a. The input terminal 27 is connected to the gate of the MOSFET 25b, and the output terminal 28 is connected to the connection point between the resistor 26b and the drain of the MOSFET 25a. The resistor 26b is used to adjust the H level of the output pulse.
5b sets the gate voltage of the MOSFETs 24 and 25a to H /
This is for converting L = 5V / -5V.
【0004】次に、動作について説明する。入力端子2
7の入力パルスが0Vの場合、MOSFET25bがオ
ンするので、MOSFET24,25aのゲートには−
5Vの電圧が印加され、MOSFET24がオン、MO
SFET25aがオフとなり、出力端子28に3.5V
の出力パルスが得られる。また、入力端子27の入力パ
ルスが−5Vの場合、MOSFET25bがオフとなる
ので、MOSFET24,25aのゲートには5Vの電
圧が印加され、MOSFET24がオフ、MOSFET
25aがオンとなり、出力端子28に0Vの出力パルス
が得られる。Next, the operation will be described. Input terminal 2
When the input pulse of No. 7 is 0 V, the MOSFET 25b is turned on.
A voltage of 5 V is applied, the MOSFET 24 is turned on, and the MO
The SFET 25a is turned off, and 3.5V is applied to the output terminal 28.
Is obtained. When the input pulse at the input terminal 27 is -5 V, the MOSFET 25b is turned off. Therefore, a voltage of 5 V is applied to the gates of the MOSFETs 24 and 25a, and the MOSFET 24 is turned off.
25a is turned on, and an output pulse of 0 V is obtained at the output terminal 28.
【0005】ところで、この図2の回路の場合、二つの
MOSFET24,25aのゲート容量とプルアップ抵
抗26aにより積分回路が形成され、MOSFET2
4,25aのゲート電圧の立ち上がりが遅れ、結果的に
出力の立ち下がりが遅れる。MOSFETのゲート容量
や抵抗の大きさにもよるが、立ち上がり時間数十(n
s)に対して立ち下がり時間は数百(ns)にまでおよ
ぶ場合もある。In the circuit shown in FIG. 2, an integrating circuit is formed by the gate capacitances of the two MOSFETs 24 and 25a and the pull-up resistor 26a.
The rise of the gate voltage of 4, 25a is delayed, and as a result, the fall of the output is delayed. Although it depends on the size of the gate capacitance and the resistance of the MOSFET, the rise time is several tens (n).
The fall time for s) can be up to several hundred (ns).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従って、上述した従来
のスイッチング回路では、プッシュプル回路を構成する
MOSFETのゲート容量とプルアップ抵抗の影響によ
り出力立ち下がり時間が長くなるという問題点があっ
た。Therefore, the conventional switching circuit described above has a problem that the output fall time becomes long due to the influence of the gate capacitance and the pull-up resistance of the MOSFET constituting the push-pull circuit.
【0007】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、従来の回路よりもスイッチン
グ速度を改善することができ、小型・低コスト・低消費
電力を図ることができるスイッチング回路を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to improve the switching speed as compared with the conventional circuit, and to reduce the size, cost, and power consumption. It is an object to provide a switching circuit.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るス
イッチング回路は、電源とGND間に直列に接続された
複数のエンハンスメント型MOSFETと、該MOSF
ETのゲート側に設けられ、瞬間的な電流引き込み動作
を行う電流引き込み手段とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a switching circuit comprising: a plurality of enhancement type MOSFETs connected in series between a power supply and GND;
And a current drawing means provided on the gate side of the ET to perform an instantaneous current drawing operation.
【0009】請求項2の発明に係るスイッチング回路
は、請求項1の発明において、上記複数のエンハンスメ
ント型MOSFETはプッシュプル回路を構成するもの
である。According to a second aspect of the present invention, in the switching circuit according to the first aspect, the plurality of enhancement type MOSFETs constitute a push-pull circuit.
【0010】請求項3の発明に係るスイッチング回路
は、請求項1または2の発明において、上記電流引き込
み手段として微分回路を用いたものである。A switching circuit according to a third aspect of the present invention is the switching circuit according to the first or second aspect, wherein a differentiating circuit is used as the current drawing means.
【0011】請求項4の発明に係るスイッチング回路
は、請求項3の発明において、上記微分回路はMOSF
ETのゲート側に接続されたバイポーラトランジスタを
含むものである。A switching circuit according to a fourth aspect of the present invention is the switching circuit according to the third aspect, wherein the differentiating circuit is a MOSF.
It includes a bipolar transistor connected to the gate side of ET.
【0012】請求項5の発明に係るスイッチング回路
は、請求項3または4の発明において、上記微分回路の
入力側に設けられ、上記MOSFETのゲート側への瞬
間的な電流引き込み動作時間を制限する制限手段を備え
たものである。A switching circuit according to a fifth aspect of the present invention is the switching circuit according to the third or fourth aspect of the present invention, wherein the switching circuit is provided on the input side of the differentiating circuit, and limits an instantaneous current drawing operation time to the gate side of the MOSFET. It is provided with limiting means.
【0013】請求項6の発明に係るスイッチング回路
は、請求項5の発明において、上記制限手段としてコン
デンサを用いたものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the switching circuit according to the fifth aspect of the present invention, a capacitor is used as the limiting means.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図に基づいて説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1を示す
回路図である。図において、11は正の電源(+5
V)、12はグランド(GND)、13は負の電源(−
5V)、14はPチャネルエンハンスメント型MOSF
ET、15a,15bはNチャネルエンハンスメント型
MOSFET、16はバイポーラトランジスタであっ
て、このバイポーラトランジスタ16は後段のプッシュ
プル回路の入力側に瞬間的な電流引き込み動作を行わせ
るためのものある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
Description will be made based on the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 11 is a positive power supply (+5
V), 12 is ground (GND), 13 is a negative power supply (-
5V) and 14 are P-channel enhancement type MOSFs
Reference numerals ET, 15a and 15b denote N-channel enhancement type MOSFETs, and 16 denotes a bipolar transistor. This bipolar transistor 16 is for causing an input side of a subsequent push-pull circuit to perform an instantaneous current drawing operation.
【0015】17a〜17dは抵抗であって、抵抗17
c,17dはバイポーラトランジスタ16のエミッタ‐
ベース間電流を調整する。18は制限手段としてのコン
デンサであって、瞬間的な電流引き込み動作時間を制限
するためのものである。19は入力端子、20は出力端
子である。なお、バイポーラトランジスタ16と抵抗1
7dは実質的に電流引き込み手段としての微分回路を構
成する。Reference numerals 17a to 17d denote resistors.
c and 17d are emitters of the bipolar transistor 16.
Adjust the base-to-base current. Reference numeral 18 denotes a capacitor as limiting means for limiting an instantaneous current drawing operation time. 19 is an input terminal, and 20 is an output terminal. Note that the bipolar transistor 16 and the resistor 1
7d substantially constitutes a differentiating circuit as current drawing means.
【0016】2つのMOSFET14,15aはスイッ
チング動作を行うプッシュプル回路を構成し、抵抗17
bを介して正の電源11とGND12間に直列に接続さ
れる。また、正の電源11と負の電源13の間に抵抗1
7aとMOSFET15bが直列に接続され、抵抗17
aとMOSFET15bのドレインの接続点がMOSF
ET24および25aのゲートに接続される。入力端子
19はMOSFET15bのゲートに接続され、出力端
子20は抵抗17bとMOSFET15aのドレインの
接続点に接続される。The two MOSFETs 14 and 15a constitute a push-pull circuit for performing a switching operation.
b is connected in series between the positive power supply 11 and the GND 12. A resistor 1 is connected between the positive power supply 11 and the negative power supply 13.
7a and MOSFET 15b are connected in series,
a is connected to the drain of the MOSFET 15b by the MOSF
Connected to the gates of ETs 24 and 25a. The input terminal 19 is connected to the gate of the MOSFET 15b, and the output terminal 20 is connected to the connection point between the resistor 17b and the drain of the MOSFET 15a.
【0017】また、バイポーラトランジスタ16のエミ
ッタは正の電源11に接続され、コレクタは抵抗17a
とMOSFET15bのドレインの接続点に接続され、
ベースは抵抗17dとコンデンサ18を介して入力端子
19に接続される。抵抗17cは抵抗17dおよびコン
デンサ18の接続点と正の電源11との間に接続され
る。なお、抵抗17bは出力パルスのHレベルを調整す
るためのもので、例えば+5Vから+3.5Vに電圧を
下げるものである。また、MOSFET15bは入力パ
ルスH/L=0V/−5Vに対してMOSFET14,
15bのゲート電圧を−5V/+5Vに変換するための
もので、これにより後段のプッシュプル回路は動作する
ことができる。The emitter of the bipolar transistor 16 is connected to the positive power supply 11, and the collector is connected to a resistor 17a.
And the connection point of the drain of the MOSFET 15b,
The base is connected to an input terminal 19 via a resistor 17d and a capacitor 18. The resistor 17c is connected between a connection point of the resistor 17d and the capacitor 18 and the positive power supply 11. Note that the resistor 17b is for adjusting the H level of the output pulse, and lowers the voltage from + 5V to + 3.5V, for example. Further, the MOSFET 15b responds to the input pulse H / L = 0V / -5V by the MOSFET14,
This is for converting the gate voltage of 15b to -5V / + 5V, whereby the push-pull circuit at the subsequent stage can operate.
【0018】次に、動作について説明する。入力端子1
9の入力パルスが0Vになると、MOSFET15bが
オンとなり後段のプッシュプル回路即ちMOSFET1
4,15aのゲートに入力される電圧は−5Vとなる。
入力電圧が−5Vになると、MOSFET15bはオ
フ、バイポーラトランジスタ16は瞬間的にオンとな
り、MOSFET14,15のゲートに一瞬電流(微分
電流)が流れる。このような微分電流をMOSFET1
4,15aのゲートに引き込むことにより、MOSFE
T14,15aのゲート容量とプルアップ抵抗とで構成
された積分回路によるゲート電圧立ち上がり遅れ時間を
短縮させ、結果的に出力立ち下がり時間を短縮させるこ
とができる。Next, the operation will be described. Input terminal 1
When the input pulse of No. 9 becomes 0 V, the MOSFET 15b is turned on and the push-pull circuit of the subsequent stage,
The voltage input to the gates of 4, 15a is -5V.
When the input voltage becomes -5 V, the MOSFET 15b is turned off, the bipolar transistor 16 is turned on momentarily, and a current (differential current) flows through the gates of the MOSFETs 14 and 15 momentarily. MOSFET1
MOSFE by pulling into the gate of 4,15a
The gate voltage rise delay time by the integrating circuit constituted by the gate capacitances of T14 and 15a and the pull-up resistor can be reduced, and as a result, the output fall time can be reduced.
【0019】また、コンデンサ18の容量によりこの微
分電流引き込み時間を調整できるため、出力立ち下がり
時間の微調整も可能である。また、プッシュプル回路を
MOSFETで構成した回路であるため消費電流が数
(mA)と小さく、低消費電力で駆動する。さらに、回
路構成が非常に簡単であり、実装面積を小さくすること
が可能である。Since the differential current pull-in time can be adjusted by the capacity of the capacitor 18, fine adjustment of the output fall time is also possible. In addition, since the push-pull circuit is a circuit configured by MOSFETs, the current consumption is as small as several mA, and the device is driven with low power consumption. Further, the circuit configuration is very simple, and the mounting area can be reduced.
【0020】このように、本実施の形態では、MOSF
ETのゲート側に、瞬間的な電流引き込み動作を行う微
分回路を設けたので、出力立ち下がり時間が短縮されて
スイッチング速度の高速化が図れ、また、回路構成が簡
単で、実装面積も小型となり、さらに、コストが安価
で、低消費電力となる。As described above, in this embodiment, the MOSF
A differentiating circuit that performs instantaneous current draw operation is provided on the gate side of the ET, so that the output fall time is shortened and switching speed is increased, and the circuit configuration is simple and the mounting area is small. Further, the cost is low and the power consumption is low.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、電源とGND間に直列に接続された複数のエンハン
スメント型MOSFETと、該MOSFETのゲート側
に設けられ、瞬間的な電流引き込み動作を行う電流引き
込み手段とを備えたので、出力立ち下がり時間を短縮し
てスイッチング速度を改善でき、また、回路構成の簡略
化、実装面積の小型化を図ることができ、しかも、コス
トの低廉化、消費電力の低減化を図ることができるとい
う効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of enhancement-type MOSFETs connected in series between a power supply and GND, and an instantaneous current draw provided on the gate side of the MOSFETs Since it has a current drawing means for performing an operation, it is possible to improve the switching speed by shortening the output fall time, to simplify the circuit configuration, to reduce the mounting area, and to reduce the cost. And power consumption can be reduced.
【0022】また、請求項2の発明によれば、上記複数
のエンハンスメント型MOSFETはプッシュプル回路
を構成するので、回路構成の簡略化、実装面積の小型
化、コストの低廉化、消費電力の低減化に寄与できると
いう効果がある。According to the second aspect of the present invention, since the plurality of enhancement type MOSFETs constitute a push-pull circuit, the circuit configuration can be simplified, the mounting area can be reduced, the cost can be reduced, and the power consumption can be reduced. There is an effect that it can contribute to the conversion.
【0023】また、請求項3の発明によれば、上記電流
引き込み手段として微分回路を用いたので、出力立ち下
がり時間を短縮してスイッチング速度の改善に寄与でき
るという効果がある。According to the third aspect of the present invention, since a differentiating circuit is used as the current drawing means, there is an effect that the output fall time can be shortened and the switching speed can be improved.
【0024】また、請求項4の発明によれば、上記微分
回路はMOSFETのゲート側に接続されたバイポーラ
トランジスタを含むので、プッシュプル回路の出力立ち
下がり時間の高速化に寄与できるという効果がある。According to the fourth aspect of the present invention, the differentiating circuit includes a bipolar transistor connected to the gate of the MOSFET, so that the output fall time of the push-pull circuit can be reduced. .
【0025】また、請求項5の発明によれば、上記微分
回路の入力側に設けられ、上記MOSFETのゲート側
への瞬間的な電流引き込み動作時間を制限する制限手段
を備えたので、微分電流引き込み時間を調整でき、出力
立ち下がり時間の微調整が可能になるという効果があ
る。According to the fifth aspect of the present invention, there is provided the limiting means provided on the input side of the differentiating circuit for limiting the instantaneous current drawing operation time to the gate side of the MOSFET. There is an effect that the pull-in time can be adjusted and the output fall time can be finely adjusted.
【0026】さらに、請求項6の発明によれば、上記制
限手段としてコンデンサを用いたので、簡単な回路構成
で出力立ち下がり時間の微調整を行うことができ、スイ
ッチング速度の改善に寄与できるという効果がある。Furthermore, according to the invention of claim 6, since a capacitor is used as the limiting means, the output fall time can be finely adjusted with a simple circuit configuration, which contributes to an improvement in switching speed. effective.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 この発明の実施の形態1を示す回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】 従来のエンハンスメント型MOSFETプッ
シュプル回路を用いたスイッチング回路を示す回路図で
ある。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional switching circuit using an enhancement type MOSFET push-pull circuit.
11,13 電源、 12 GND、 14 Pチャネ
ルエンハンスメント型MOSFET、 15a,15b
Nチャネルエンハンスメント型MOSFE、16 P
NP型バイポーラトランジスタ、 17a,17b,1
7c,17d抵抗、 18 コンデンサ。11, 13 power supply, 12 GND, 14 P-channel enhancement type MOSFET, 15 a, 15 b
N-channel enhancement type MOSFE, 16P
NP type bipolar transistor, 17a, 17b, 1
7c, 17d resistor, 18 capacitor.
Claims (6)
のエンハンスメント型MOSFETと、 該MOSFETのゲート側に設けられ、瞬間的な電流引
き込み動作を行う電流引き込み手段とを備えたことを特
徴とするスイッチング回路。1. A semiconductor device comprising: a plurality of enhancement type MOSFETs connected in series between a power supply and a GND; and a current drawing means provided on a gate side of the MOSFET and performing an instantaneous current drawing operation. Switching circuit.
ETはプッシュプル回路を構成することを特徴とする請
求項1記載のスイッチング回路。2. The plurality of enhancement type MOSFs
2. The switching circuit according to claim 1, wherein the ET forms a push-pull circuit.
用いたことを特徴とする請求項1または2記載のスイッ
チング回路。3. The switching circuit according to claim 1, wherein a differentiation circuit is used as the current drawing means.
に接続されたバイポーラトランジスタを含むことを特徴
とする請求項3記載のスイッチング回路。4. The switching circuit according to claim 3, wherein said differentiating circuit includes a bipolar transistor connected to a gate side of a MOSFET.
MOSFETのゲート側への瞬間的な電流引き込み動作
時間を制限する制限手段を備えたことを特徴とする請求
項3または4記載のスイッチング回路。5. The switching device according to claim 3, further comprising a limiter provided on an input side of said differentiating circuit, for limiting an instantaneous current drawing operation time to a gate side of said MOSFET. circuit.
ことを特徴とする請求項5記載のスイッチング回路。6. The switching circuit according to claim 5, wherein a capacitor is used as said limiting means.
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JP2000341681A JP2002152034A (en) | 2000-11-09 | 2000-11-09 | Switching circuit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7372315B2 (en) | 2005-05-26 | 2008-05-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Switching circuit using semiconductor switching element |
-
2000
- 2000-11-09 JP JP2000341681A patent/JP2002152034A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7372315B2 (en) | 2005-05-26 | 2008-05-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Switching circuit using semiconductor switching element |
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