JP2536842B2 - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/02016—Circuit arrangements of general character for the devices
- H01L31/02019—Circuit arrangements of general character for the devices for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
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- Light Receiving Elements (AREA)
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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。
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。
第2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はその短絡電流を検出しようとするフォトダイオ
ードであり、これは複数並列に設けられており、そのア
ノードが相互に接続されている。1はフォトダイオード
3のアノード・カソード間を短絡する第1のスイッチで
あるN−chMOSトランジスタ、2はフォトダイオード3
のカソードとオペアンプ7の反転入力との間に接続さ
れ、フォトダイオード3の短絡電流を切り換える第2の
スイッチであるN−chMOSトランジスタ、4はオペアン
プ7の反転入力と正転入力との間に接続されたフォトダ
イオード、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
流を電圧に変換するダイオード、7はフォトダイオード
3,4のカソードの電圧を決めるためのオペアンプ、9は
前記N−chMOSトランジスタ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はこの制御端子9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。
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はその短絡電流を検出しようとするフォトダイオ
ードであり、これは複数並列に設けられており、そのア
ノードが相互に接続されている。1はフォトダイオード
3のアノード・カソード間を短絡する第1のスイッチで
あるN−chMOSトランジスタ、2はフォトダイオード3
のカソードとオペアンプ7の反転入力との間に接続さ
れ、フォトダイオード3の短絡電流を切り換える第2の
スイッチであるN−chMOSトランジスタ、4はオペアン
プ7の反転入力と正転入力との間に接続されたフォトダ
イオード、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
流を電圧に変換するダイオード、7はフォトダイオード
3,4のカソードの電圧を決めるためのオペアンプ、9は
前記N−chMOSトランジスタ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はこの制御端子9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。
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の電圧になるので、出力端子10には、
フォトダイオード3,4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電圧との和電圧が出力される。こ
こで、制御端子9の信号がLのときはN−chMOSトラン
ジスタ1がオフして、N−chMOSトランジスタ2がオン
するのでダイオード8にはフォトダイオード3と4で発
生した短絡電流の和の電流が流れ、この電流が対数圧縮
された電圧と電源6電圧との和電圧となり、出力され
る。また、制御端子9の信号がHのときはN−chMOSト
ランジスタ1がオンして、N−chMOSトランジスタ2が
オフするので、フォトダイオード3の電流はN−chMOS
トランジスタ1を流れて、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、出力端子10に
はフォトダイオード4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電圧との和電圧が出力
される。
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の電圧になるので、出力端子10には、
フォトダイオード3,4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電圧との和電圧が出力される。こ
こで、制御端子9の信号がLのときはN−chMOSトラン
ジスタ1がオフして、N−chMOSトランジスタ2がオン
するのでダイオード8にはフォトダイオード3と4で発
生した短絡電流の和の電流が流れ、この電流が対数圧縮
された電圧と電源6電圧との和電圧となり、出力され
る。また、制御端子9の信号がHのときはN−chMOSト
ランジスタ1がオンして、N−chMOSトランジスタ2が
オフするので、フォトダイオード3の電流はN−chMOS
トランジスタ1を流れて、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、出力端子10に
はフォトダイオード4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電圧との和電圧が出力
される。
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
により光電変換出力に誤差が生じるという欠点があっ
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。
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
により光電変換出力に誤差が生じるという欠点があっ
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。
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。
この発明に係る光電変換装置は、複数のフォトダイオ
ードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する光電変
換装置において、上記各フォトダイオードのアノード電
極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切り換え
るための各スイッチをMOSトランジスタで構成し、これ
らのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて上記
フォトダイオードのアノード電位の±1V以内の電位に設
定することにより、これらの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電位差
をほぼ±1V以内にしたものである。
ードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する光電変
換装置において、上記各フォトダイオードのアノード電
極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切り換え
るための各スイッチをMOSトランジスタで構成し、これ
らのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて上記
フォトダイオードのアノード電位の±1V以内の電位に設
定することにより、これらの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電位差
をほぼ±1V以内にしたものである。
また、この発明に係る光電変換装置は、複数のフォト
ダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する
光電変換装置において、上記各フォトダイオードのカソ
ード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切
り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで構成
し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をす
べて上記フォトダイオードのカソード電位の±1V以内の
電位に設定することにより、これらの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
電位差をほぼ±1V以内にしたものである。
ダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検出する
光電変換装置において、上記各フォトダイオードのカソ
ード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオードを切
り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで構成
し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をす
べて上記フォトダイオードのカソード電位の±1V以内の
電位に設定することにより、これらの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
電位差をほぼ±1V以内にしたものである。
この発明においては、上述のように構成したことによ
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、高精度の光電変換を可能にさせる。
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、高精度の光電変換を可能にさせる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。第1
図は本件出願の第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は短絡電流を検出しようとす
るフォトダイオードであり、これは複数並列に設けられ
ており、そのアノードが相互接続されている。1はフォ
トダイオード3のアノード・カソード間を短絡する第1
のスイッチであるN−chMOSトランジスタ、2はフォト
ダイオード3のカソードとオペアンプ7の反転入力との
間に接続され、フォトダイオード3の短絡電流を切り換
える第2のスイッチであるN−chMOSトランジスタ、4
はオペアンプの反転入力と正転入力との間に接続された
フォトダイオード、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、5はN−chMOSトランジス
タ1,2のバックゲートに電源6電圧に対し±1V以内の電
圧を与える電源、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
は前記N−chMOSトランジスタ1,2のオンオフを制御する
信号が入力される制御端子、1はこの制御端子9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である。
図は本件出願の第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は短絡電流を検出しようとす
るフォトダイオードであり、これは複数並列に設けられ
ており、そのアノードが相互接続されている。1はフォ
トダイオード3のアノード・カソード間を短絡する第1
のスイッチであるN−chMOSトランジスタ、2はフォト
ダイオード3のカソードとオペアンプ7の反転入力との
間に接続され、フォトダイオード3の短絡電流を切り換
える第2のスイッチであるN−chMOSトランジスタ、4
はオペアンプの反転入力と正転入力との間に接続された
フォトダイオード、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、5はN−chMOSトランジス
タ1,2のバックゲートに電源6電圧に対し±1V以内の電
圧を与える電源、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
は前記N−chMOSトランジスタ1,2のオンオフを制御する
信号が入力される制御端子、1はこの制御端子9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−ch
MOSトランジスタ1,2のバックゲートの電圧をフォトダイ
オード3,4のアノード電極の電位の±1V以内の電位にし
ているので、スイッチを構成している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
電位差がほぼ±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をほとんど全て電
圧変換を行うダイオード8に流すことができ、高精度の
光電変換を行うことができる。
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−ch
MOSトランジスタ1,2のバックゲートの電圧をフォトダイ
オード3,4のアノード電極の電位の±1V以内の電位にし
ているので、スイッチを構成している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
電位差がほぼ±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をほとんど全て電
圧変換を行うダイオード8に流すことができ、高精度の
光電変換を行うことができる。
なお、上記実施例では、フォトダイオードを短絡する
第1のスイッチとフォトダイオードの短絡電流を切り換
える第2のスイッチはともにN−chMOSトランジスタに
より構成したが、このスイッチはP−chMOSトランジス
タ、あるいは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1のスイッチとフォトダイオードの短絡電流を切り換
える第2のスイッチはともにN−chMOSトランジスタに
より構成したが、このスイッチはP−chMOSトランジス
タ、あるいは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。
又、上記実施例では、フォトダイオード3,4のアノー
ド電極を相互接続したが、第3図の本件出願の第2の発
明の一実施例のように、フォトダイオード3,4のカソー
ド電極を相互接続し、さらに前記電圧変換するダイオー
ド8のアノード・カソード接続を逆接続として構成して
もよい。更に、本発明では切り換えるフォトダイオード
3の数は特に制限されるものではない。
ド電極を相互接続したが、第3図の本件出願の第2の発
明の一実施例のように、フォトダイオード3,4のカソー
ド電極を相互接続し、さらに前記電圧変換するダイオー
ド8のアノード・カソード接続を逆接続として構成して
もよい。更に、本発明では切り換えるフォトダイオード
3の数は特に制限されるものではない。
また本発明では上述のような光電変換装置において、
各フォトダイオードを切り換えるための各MOSトランジ
スタのバックゲート電位をすべてフォトダイオードのア
ノード(又はカソード電位)の±1V以内の電位にしたも
のであれば、特に上記実施例のような回路構成に限定さ
れるものではない。
各フォトダイオードを切り換えるための各MOSトランジ
スタのバックゲート電位をすべてフォトダイオードのア
ノード(又はカソード電位)の±1V以内の電位にしたも
のであれば、特に上記実施例のような回路構成に限定さ
れるものではない。
以上のように、この発明に係る光電変換装置によれ
ば、複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切
り換えて検出する光電変換装置において、上記各フォト
ダイオードのアノード電極を相互に接続し、上記各フォ
トダイオードを切り換えるための各スイッチをMOSトラ
ンジスタで構成し、これらのMOSトランジスタのバック
ゲート電位をすべて上記フォトダイオードのアノード電
位の±1V以内の電位に設定することにより、これらのMO
S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をほぼ±1V以内にするようにした
ので、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
減少でき、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可能な光電変換装置が得られる効
果がある。
ば、複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切
り換えて検出する光電変換装置において、上記各フォト
ダイオードのアノード電極を相互に接続し、上記各フォ
トダイオードを切り換えるための各スイッチをMOSトラ
ンジスタで構成し、これらのMOSトランジスタのバック
ゲート電位をすべて上記フォトダイオードのアノード電
位の±1V以内の電位に設定することにより、これらのMO
S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をほぼ±1V以内にするようにした
ので、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
減少でき、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可能な光電変換装置が得られる効
果がある。
また、この発明に係る光電変換装置によれば、複数の
フォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検
出する光電変換装置において、上記各フォトダイオード
のカソード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオー
ドを切り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで
構成し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位
をすべて上記フォトダイオードのカソード電位の±V1以
内の電位に設定することにより、これらの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
間の電位差をほぼ±1V以内にするようにしたので、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でき、
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
光電変換が可能な光電変換装置が得られる効果がある。
フォトダイオードのそれぞれの短絡電流を切り換えて検
出する光電変換装置において、上記各フォトダイオード
のカソード電極を相互に接続し、上記各フォトダイオー
ドを切り換えるための各スイッチをMOSトランジスタで
構成し、これらのMOSトランジスタのバックゲート電位
をすべて上記フォトダイオードのカソード電位の±V1以
内の電位に設定することにより、これらの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
間の電位差をほぼ±1V以内にするようにしたので、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でき、
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
光電変換が可能な光電変換装置が得られる効果がある。
第1図は本件出願の第1の発明の一実施例による光電変
換装置の回路図、第2図は従来の回路の回路図、第3図
は本件出願の第2の発明の一実施例による回路図であ
る。 1,2は第1,第2のスイッチ、3はフォトダイオード、6
は電源、7は演算増幅器、8はダイオードである。
換装置の回路図、第2図は従来の回路の回路図、第3図
は本件出願の第2の発明の一実施例による回路図であ
る。 1,2は第1,第2のスイッチ、3はフォトダイオード、6
は電源、7は演算増幅器、8はダイオードである。
Claims (2)
- 【請求項1】複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡
電流を切り換えて検出する光電変換装置において、 上記各フォトダイオードのアノード電極を相互に接続
し、 上記各フォトダイオードを切り換えるための各スイッチ
をMOSトランジスタで構成し、 これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて
上記フォトダイオードのアノード電位の±1V以内の電位
に設定することにより、 これらの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電位差をほぼ±1V以内にした
ことを特徴とする光電変換装置。 - 【請求項2】複数のフォトダイオードのそれぞれの短絡
電流を切り換えて検出する光電変換装置において、 上記各フォトダイオードのカソード電極を相互に接続
し、 上記各フォトダイオードを切り換えるための各スイッチ
をMOSトランジスタで構成し、 これらのMOSトランジスタのバックゲート電位をすべて
上記フォトダイオードのカソード電位の±1V以内の電位
に設定することにより、 これらの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電位差をほぼ±1V以内にした
ことを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61057470A JP2536842B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61057470A JP2536842B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 光電変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62214677A JPS62214677A (ja) | 1987-09-21 |
JP2536842B2 true JP2536842B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=13056580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61057470A Expired - Lifetime JP2536842B2 (ja) | 1986-03-14 | 1986-03-14 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2536842B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2735543B2 (ja) | 1986-09-02 | 1998-04-02 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
JP2735541B2 (ja) | 1986-05-29 | 1998-04-02 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
JP2735542B2 (ja) | 1986-05-29 | 1998-04-02 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
Citations (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
- 1986-03-14 JP JP61057470A patent/JP2536842B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (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 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2735541B2 (ja) | 1986-05-29 | 1998-04-02 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
JP2735542B2 (ja) | 1986-05-29 | 1998-04-02 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
JP2735543B2 (ja) | 1986-09-02 | 1998-04-02 | 三菱電機株式会社 | 光電変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62214677A (ja) | 1987-09-21 |
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