JP3670936B2 - 有機ｅｌ駆動回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極駆動回路（陽極ドライバー）と陰極駆動回路（陰極ドライバー）有し、有機ＥＬ素子（有機エレクトロ・ルミネッセンス素子）に定電流を供給し、有機ＥＬ素子を発光させる有機ＥＬ駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子は自発光素子であるため液晶表示装置で必要なバックライトを必要とせず、視野角にも制限がない等の多くの利点を有していることから、次世代の表示装置への応用が期待されている。特に、有機ＥＬ素子は高輝度が可能で、高効率、高応答特性、並びに多色化の点で無機ＥＬ素子より優れていることが知られている。
【０００３】
図３は従来例に係る有機ＥＬ駆動回路を示す概略回路図である。この有機ＥＬ駆動回路は、有機ＥＬ素子５０のカソードに定電流を供給する陽極ドライバー回路６０と、有機ＥＬ素子５０のアノードからの定電流を引き込むための陰極ドライバー回路７０とから構成されている。この図では簡単のための１ビット分だけを示しているが、実際のシステムでは有機ＥＬ素子は複数配置されており、これに対応して陽極ドライバー６０、陰極ドライバー７０も多ビットの構成となっている。
【０００４】
陽極ドライバー６０は、入力端子６１から入力されるデータに所定の信号処理を加える信号処理回路６２、信号処理回路６２の出力を高電圧にレベル変換するためのレベルシフト回路６３、レベルシフト回路６３の出力に応じて、定電流を出力するための定電流制御回路６４、この定電流制御回路６４の出力に応じて、定電流が流れるＰチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ６５、この出力ＭＯＳトランジスタ６５のドレインが接続された外部出力端子６６から構成されている。
【０００５】
また、陰極ドライバー７０は、Ｎチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ７１、この出力トランジスタ７１のドレインが接続された外部出力端子７２、出力ＭＯＳトランジスタ７１のオンオフを制御するスイッチ回路７３とから構成されている。
【０００６】
一般に、有機ＥＬ素子５０は通常のＬＥＤと異なり、順方向オン電圧が５Ｖ〜１０Ｖと高い。上述した回路において、有機ＥＬ素子５０の順方向オン電圧を９Ｖ、陰極ドライバー７０の出力ＭＯＳトランジスタ７１のオン電圧を１Ｖとした場合、陽極ドライバー７０の駆動電源電圧Ｖcc2は１０Ｖ＋出力ＭＯＳトランジスタ６５の定電流特性を確保するソースドレイン電圧（Vds）が必要とされる（例えば、Ｖcc2＝１５Ｖ）。
【０００７】
この場合、出力ＭＯＳトランジスタ６５、７１は高耐圧型構造（例えば、オフセット型の低濃度ソースドレイン層、高濃度ソースドレイン層から成る構造）としていた。一方、信号処理回路６２の電源電圧Vcc1は低電圧（例えば、５Ｖ）であり、その出力をレベル回路６３によってレベル変換して定電流制御回路６４に印加していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の駆動回路は、陽極ドライバー６０において、信号処理回路６２については５Ｖ系電源（Ｖcc1）、駆動回路については１５Ｖ系電源（Ｖcc2）というように２電源系が採用されると共に、出力ＭＯＳトランジスタ６５、７１、定電制御回路６４を構成するトランジスタを高耐圧構造としていた。
【０００９】
しかしながら、従来例の駆動回路では、出力トランジスタ及びその定電流特性を制御する定電流制御回路６４の素子数が増加すると共に、それらを構成するトランジスタが高耐圧構造であるとパターン面積が増加し、チップサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、定電流制御を行うに際して、高耐圧構造のトランジスタではオン抵抗等のばらつきが大きいために定電流の精度が落ちてしまうという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされ、陽極駆動回路と陰極駆動回路とを有し、有機ＥＬ素子を定電流で駆動する有機ＥＬ駆動回路において、前記陽極駆動回路は、前記有機ＥＬ素子に定電流を供給する第１の出力トランジスタと、外部からの駆動信号に所定の信号処理を施す信号処理回路と、この信号処理回路の出力に応じて、前記第１の出力トランジスタに定電流を流すための定電流制御回路と、を備え、前記陰極駆動回路は、前記有機ＥＬ素子からの定電流を引き込むための第２の出力トランジスタと、この第２の出力トランジスタのオン・オフを制御するスイッチ回路と、を備え、前記有機ＥＬ素子の動作に必要な電圧を前記陽極駆動回路側と前記陰極駆動回路側において相補的に供給することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る有機ＥＬ駆動回路は、請求項１において、前記陽極駆動回路の第１の出力トランジスタの耐圧に対して十分低い電源電圧を前記定電流制御回路に供給することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路を図１、図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路の概略回路図である。
【００１３】
この有機ＥＬ駆動回路は、有機ＥＬ素子１０のカソードに定電流を供給する陽極ドライバー回路２０と、有機ＥＬ素子１０のアノードからの定電流を引き込むための陰極ドライバー回路３０とから構成されている。この図では簡単のための１ビット分だけを示しているが、実際のシステムでは有機ＥＬ素子は複数配置されており、これに対応して陽極ドライバー２０、陰極ドライバー３０も多ビットの構成となっている。この点については、従来例と同様である。
【００１４】
陽極ドライバー１０は、入力端子１から入力されるデータに所定の信号処理を加える信号処理回路２を備えている。この信号処理回路２は、例えばシフトレジスタ、ラッチ回路等から構成されている。３は信号処理回路２の出力に応じて定電流制御を行う定電流制御回路であり、４は、定電流制御回路から発生された定電流が流れるＰチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ、５は出力ＭＯＳトランジスタ４のドレインが接続された外部出力端子である。
【００１５】
また、陰極ドライバー３０は、Ｎチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ３１、この出力ＭＯＳトランジスタ３１のドレインが接続された外部出力端子３２、出力ＭＯＳトランジスタ３１のオンオフを制御するスイッチ回路３３とから構成されている。
【００１６】
本発明の特徴は、第１に陽極ドライバー２０の信号処理回路２、定電流制御回路３、出力ＭＯＳトランジスタ４に低電源電圧Ｖcc1（例えば５Ｖ）の単一電源を供給する点にある。この場合、陰極ドライバー３０には負電源（例えば−１０Ｖ）が供給される。これにより、定電流制御回路３を構成するトランジスタを高耐圧構造からコンベンショナル型に変更することができるので、トランジスタのパターン面積が飛躍的に小さくなり、チップサイズが縮小化される。
【００１７】
また、第２に低電源電圧Ｖｃｃ１が例えば２〜３Ｖとかなり低く、単一電源のみでは陽極ドライバー２０の出力トランジスタ４の定電流特性を制御することが難しい場合も定電流制御回路３に、出力ＭＯＳトランジスタ４に必要とされる耐圧（例えば１５Ｖ）より十分低い電源電圧（例えば５Ｖ）に供給する点にある。ただしこの場合は別電源が必要となる。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路の詳細な回路図である。この回路図では、定電流制御回路３の構成を具体的に示している。１１は、一方の入力に基準電圧Ｖrefが印加され、制御トランジスタ１２の出力が他方の入力に帰還された差動アンプである。１３は外部端子であって、基準抵抗１４が接続されている。１５は信号処理回路２の出力が印加されたアナログスイッチ（ＭＯＳトランジスタ１６，１７から成る）である。このアナログスイッチ１５のオンオフに応じて、出力ＭＯＳトランジスタ４に流れる電流が制御される。
【００１９】
本実施形態によれば、信号処理回路２、電流制御回路３、出力ＭＯＳトランジスタ４には何れも同じ電源電圧（Ｖcc1＝５Ｖ）が供給されている。次に、上述した構成の有機ＥＬ駆動回路の動作を簡単に説明する。接地電位Ｖｓｓを基準とする基準電圧Ｖrefが、差動アンプ１１に印加され、この基準電圧Ｖrefに基づいて、抵抗値Ｉrefを有する抵抗１４に定電流ｉ１（＝Ｖｒｅｆ／Ｉref）が流れる。そして、差動アンプ１０３の出力によって制御されたＭＯＳトランジスタ１０５には、定電流ｉ１が流れる。
【００２０】
いま、アナログスイッチ１５の入力にＨレベル（５Ｖ）の信号が印加されると、アナログスイッチ１５のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ１７がオンする。そうすると、制御ＭＯＳトランジスタ１２と出力ＭＯＳトランジスタ４とはカレントミラーを構成し、出力ＭＯＳトランジスタ４には、定電流ｉ１に比例した（又は等しい）定電流ｉ２が流れ、この出力電流によって有機ＥＬ素子１０を点灯させる。一方、アナログスイッチ１５の入力にＬレベル（０Ｖ）の信号が印加されると、アナログスイッチ１５のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ１６がオンする。すると、出力ＭＯＳトランジスタ４のゲートにはＨレベルが印加されオフとなる。有機ＥＬ素子１０には電流が流れないため消灯する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有機ＥＬ駆動回路によれば、陽極ドライバー２０の信号処理回路２、定電流制御回路３、出力ＭＯＳトランジスタ４に低電源電圧Ｖcc1（例えば５Ｖ）の単一電源を供給し、若しくは定電流制御回路３に、出力ＭＯＳトランジスタ４に必要とされる耐圧（例えば１５Ｖ）より十分低い電源電圧（例えば５Ｖ）を供給している。これにより、定電流制御回路３を構成するトランジスタを高耐圧構造からコンベンショナル型に変更することができるのでトランジスタのパターン面積が飛躍的に小さくなり、チップサイズが縮小化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路を示す概略回路図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路を示す詳細回路図である。
【図３】従来例に係る有機ＥＬ駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 入力端子
２ 信号処理回路
３ 電流制御回路
４ 出力ＭＯＳトランジスタ
５ 外部出力端子
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 差動アンプ
１２ 制御ＭＯＳトランジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極駆動回路（陽極ドライバー）と陰極駆動回路（陰極ドライバー）有し、有機ＥＬ素子（有機エレクトロ・ルミネッセンス素子）に定電流を供給し、有機ＥＬ素子を発光させる有機ＥＬ駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子は自発光素子であるため液晶表示装置で必要なバックライトを必要とせず、視野角にも制限がない等の多くの利点を有していることから、次世代の表示装置への応用が期待されている。特に、有機ＥＬ素子は高輝度が可能で、高効率、高応答特性、並びに多色化の点で無機ＥＬ素子より優れていることが知られている。
【０００３】
図３は従来例に係る有機ＥＬ駆動回路を示す概略回路図である。この有機ＥＬ駆動回路は、有機ＥＬ素子５０のカソードに定電流を供給する陽極ドライバー回路６０と、有機ＥＬ素子５０のアノードからの定電流を引き込むための陰極ドライバー回路７０とから構成されている。この図では簡単のための１ビット分だけを示しているが、実際のシステムでは有機ＥＬ素子は複数配置されており、これに対応して陽極ドライバー６０、陰極ドライバー７０も多ビットの構成となっている。
【０００４】
陽極ドライバー６０は、入力端子６１から入力されるデータに所定の信号処理を加える信号処理回路６２、信号処理回路６２の出力を高電圧にレベル変換するためのレベルシフト回路６３、レベルシフト回路６３の出力に応じて、定電流を出力するための定電流制御回路６４、この定電流制御回路６４の出力に応じて、定電流が流れるＰチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ６５、この出力ＭＯＳトランジスタ６５のドレインが接続された外部出力端子６６から構成されている。
【０００５】
また、陰極ドライバー７０は、Ｎチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ７１、この出力トランジスタ７１のドレインが接続された外部出力端子７２、出力ＭＯＳトランジスタ７１のオンオフを制御するスイッチ回路７３とから構成されている。
【０００６】
一般に、有機ＥＬ素子５０は通常のＬＥＤと異なり、順方向オン電圧が５Ｖ〜１０Ｖと高い。上述した回路において、有機ＥＬ素子５０の順方向オン電圧を９Ｖ、陰極ドライバー７０の出力ＭＯＳトランジスタ７１のオン電圧を１Ｖとした場合、陽極ドライバー７０の駆動電源電圧Ｖcc2は１０Ｖ＋出力ＭＯＳトランジスタ６５の定電流特性を確保するソースドレイン電圧（Vds）が必要とされる（例えば、Ｖcc2＝１５Ｖ）。
【０００７】
この場合、出力ＭＯＳトランジスタ６５、７１は高耐圧型構造（例えば、オフセット型の低濃度ソースドレイン層、高濃度ソースドレイン層から成る構造）としていた。一方、信号処理回路６２の電源電圧Vcc1は低電圧（例えば、５Ｖ）であり、その出力をレベル回路６３によってレベル変換して定電流制御回路６４に印加していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の駆動回路は、陽極ドライバー６０において、信号処理回路６２については５Ｖ系電源（Ｖcc1）、駆動回路については１５Ｖ系電源（Ｖcc2）というように２電源系が採用されると共に、出力ＭＯＳトランジスタ６５、７１、定電制御回路６４を構成するトランジスタを高耐圧構造としていた。
【０００９】
しかしながら、従来例の駆動回路では、出力トランジスタ及びその定電流特性を制御する定電流制御回路６４の素子数が増加すると共に、それらを構成するトランジスタが高耐圧構造であるとパターン面積が増加し、チップサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、定電流制御を行うに際して、高耐圧構造のトランジスタではオン抵抗等のばらつきが大きいために定電流の精度が落ちてしまうという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされ、陽極駆動回路と陰極駆動回路とを有し、有機ＥＬ素子を定電流で駆動する有機ＥＬ駆動回路において、前記陽極駆動回路は、前記有機ＥＬ素子に定電流を供給する第１の出力トランジスタと、外部からの駆動信号に所定の信号処理を施す信号処理回路と、この信号処理回路の出力に応じて、前記第１の出力トランジスタに定電流を流すための定電流制御回路と、を備え、前記陰極駆動回路は、前記有機ＥＬ素子からの定電流を引き込むための第２の出力トランジスタと、この第２の出力トランジスタのオン・オフを制御するスイッチ回路と、を備え、前記有機ＥＬ素子の動作に必要な電圧を前記陽極駆動回路側と前記陰極駆動回路側において相補的に供給することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る有機ＥＬ駆動回路は、請求項１において、前記陽極駆動回路の第１の出力トランジスタの耐圧に対して十分低い電源電圧を前記定電流制御回路に供給することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路を図１、図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路の概略回路図である。
【００１３】
この有機ＥＬ駆動回路は、有機ＥＬ素子１０のカソードに定電流を供給する陽極ドライバー回路２０と、有機ＥＬ素子１０のアノードからの定電流を引き込むための陰極ドライバー回路３０とから構成されている。この図では簡単のための１ビット分だけを示しているが、実際のシステムでは有機ＥＬ素子は複数配置されており、これに対応して陽極ドライバー２０、陰極ドライバー３０も多ビットの構成となっている。この点については、従来例と同様である。
【００１４】
陽極ドライバー１０は、入力端子１から入力されるデータに所定の信号処理を加える信号処理回路２を備えている。この信号処理回路２は、例えばシフトレジスタ、ラッチ回路等から構成されている。３は信号処理回路２の出力に応じて定電流制御を行う定電流制御回路であり、４は、定電流制御回路から発生された定電流が流れるＰチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ、５は出力ＭＯＳトランジスタ４のドレインが接続された外部出力端子である。
【００１５】
また、陰極ドライバー３０は、Ｎチャネル型出力ＭＯＳトランジスタ３１、この出力ＭＯＳトランジスタ３１のドレインが接続された外部出力端子３２、出力ＭＯＳトランジスタ３１のオンオフを制御するスイッチ回路３３とから構成されている。
【００１６】
本発明の特徴は、第１に陽極ドライバー２０の信号処理回路２、定電流制御回路３、出力ＭＯＳトランジスタ４に低電源電圧Ｖcc1（例えば５Ｖ）の単一電源を供給する点にある。この場合、陰極ドライバー３０には負電源（例えば−１０Ｖ）が供給される。これにより、定電流制御回路３を構成するトランジスタを高耐圧構造からコンベンショナル型に変更することができるので、トランジスタのパターン面積が飛躍的に小さくなり、チップサイズが縮小化される。
【００１７】
また、第２に低電源電圧Ｖｃｃ１が例えば２〜３Ｖとかなり低く、単一電源のみでは陽極ドライバー２０の出力トランジスタ４の定電流特性を制御することが難しい場合も定電流制御回路３に、出力ＭＯＳトランジスタ４に必要とされる耐圧（例えば１５Ｖ）より十分低い電源電圧（例えば５Ｖ）に供給する点にある。ただしこの場合は別電源が必要となる。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路の詳細な回路図である。この回路図では、定電流制御回路３の構成を具体的に示している。１１は、一方の入力に基準電圧Ｖrefが印加され、制御トランジスタ１２の出力が他方の入力に帰還された差動アンプである。１３は外部端子であって、基準抵抗１４が接続されている。１５は信号処理回路２の出力が印加されたアナログスイッチ（ＭＯＳトランジスタ１６，１７から成る）である。このアナログスイッチ１５のオンオフに応じて、出力ＭＯＳトランジスタ４に流れる電流が制御される。
【００１９】
本実施形態によれば、信号処理回路２、電流制御回路３、出力ＭＯＳトランジスタ４には何れも同じ電源電圧（Ｖcc1＝５Ｖ）が供給されている。次に、上述した構成の有機ＥＬ駆動回路の動作を簡単に説明する。接地電位Ｖｓｓを基準とする基準電圧Ｖrefが、差動アンプ１１に印加され、この基準電圧Ｖrefに基づいて、抵抗値Ｉrefを有する抵抗１４に定電流ｉ１（＝Ｖｒｅｆ／Ｉref）が流れる。そして、差動アンプ１０３の出力によって制御されたＭＯＳトランジスタ１０５には、定電流ｉ１が流れる。
【００２０】
いま、アナログスイッチ１５の入力にＨレベル（５Ｖ）の信号が印加されると、アナログスイッチ１５のＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ１７がオンする。そうすると、制御ＭＯＳトランジスタ１２と出力ＭＯＳトランジスタ４とはカレントミラーを構成し、出力ＭＯＳトランジスタ４には、定電流ｉ１に比例した（又は等しい）定電流ｉ２が流れ、この出力電流によって有機ＥＬ素子１０を点灯させる。一方、アナログスイッチ１５の入力にＬレベル（０Ｖ）の信号が印加されると、アナログスイッチ１５のＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ１６がオンする。すると、出力ＭＯＳトランジスタ４のゲートにはＨレベルが印加されオフとなる。有機ＥＬ素子１０には電流が流れないため消灯する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有機ＥＬ駆動回路によれば、陽極ドライバー２０の信号処理回路２、定電流制御回路３、出力ＭＯＳトランジスタ４に低電源電圧Ｖcc1（例えば５Ｖ）の単一電源を供給し、若しくは定電流制御回路３に、出力ＭＯＳトランジスタ４に必要とされる耐圧（例えば１５Ｖ）より十分低い電源電圧（例えば５Ｖ）を供給している。これにより、定電流制御回路３を構成するトランジスタを高耐圧構造からコンベンショナル型に変更することができるのでトランジスタのパターン面積が飛躍的に小さくなり、チップサイズが縮小化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路を示す概略回路図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る有機ＥＬ駆動回路を示す詳細回路図である。
【図３】従来例に係る有機ＥＬ駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 入力端子
２ 信号処理回路
３ 電流制御回路
４ 出力ＭＯＳトランジスタ
５ 外部出力端子
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 差動アンプ
１２ 制御ＭＯＳトランジスタ
Claims (2)
- 陽極駆動回路と陰極駆動回路とを有し、有機ＥＬ素子を定電流で駆動する有機ＥＬ駆動回路において、前記陽極駆動回路は、前記有機ＥＬ素子に定電流を供給する第１の出力トランジスタと、外部からの駆動信号に所定の信号処理を施す信号処理回路と、この信号処理回路の出力に応じて、前記第１の出力トランジスタに定電流を流すための定電流制御回路と、を備え、
前記陰極駆動回路は、前記有機ＥＬ素子からの定電流を引き込むための第２の出力トランジスタと、この第２の出力トランジスタのオン・オフを制御するスイッチ回路と、を備え、
前記有機ＥＬ素子の動作に必要な電圧を前記陽極駆動回路側と前記陰極駆動回路側において相補的に供給することを特徴とする有機ＥＬ駆動回路。 - 前記陽極駆動回路の前記第１の出力トランジスタの耐圧に対して十分低い電源電圧を前記定電流制御回路に供給することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ駆動回路。
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|---|---|---|---|
| JP2000190796A JP3670936B2 (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 有機ｅｌ駆動回路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000190796A JP3670936B2 (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 有機ｅｌ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002008858A JP2002008858A (ja) | 2002-01-11 |
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ID=18690205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000190796A Expired - Lifetime JP3670936B2 (ja) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | 有機ｅｌ駆動回路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106681415A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-05-17 | 三峡大学 | 一种低频双路交流恒流源装置 |
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| JP4039315B2 (ja) * | 2002-06-07 | 2008-01-30 | セイコーエプソン株式会社 | 電子回路、電子装置、電気光学装置及び電子機器 |
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2000
- 2000-06-26 JP JP2000190796A patent/JP3670936B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106681415A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-05-17 | 三峡大学 | 一种低频双路交流恒流源装置 |
| CN106681415B (zh) * | 2016-09-28 | 2017-11-14 | 三峡大学 | 一种低频双路交流恒流源装置 |
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| JP2002008858A (ja) | 2002-01-11 |
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