JPH0244805A - 集積電流ミラー回路 - Google Patents
集積電流ミラー回路Info
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- JPH0244805A JPH0244805A JP1146918A JP14691889A JPH0244805A JP H0244805 A JPH0244805 A JP H0244805A JP 1146918 A JP1146918 A JP 1146918A JP 14691889 A JP14691889 A JP 14691889A JP H0244805 A JPH0244805 A JP H0244805A
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- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/87—Thyristor diodes, e.g. Shockley diodes, break-over diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/07—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common
- H01L27/0744—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration the components having an active region in common without components of the field effect type
- H01L27/075—Bipolar transistors in combination with diodes, or capacitors, or resistors, e.g. lateral bipolar transistor, and vertical bipolar transistor and resistor
- H01L27/0755—Vertical bipolar transistor in combination with diodes, or capacitors, or resistors
- H01L27/0761—Vertical bipolar transistor in combination with diodes only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
- G05F3/02—Regulating voltage or current
- G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
- G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
- G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
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- G05F3/265—Current mirrors using bipolar transistors only
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本1は、各々ベース、コレクタ及びエミッタを有する第
1及び第2トランジスタを具え、それらのベースを相互
接続すると共に第1トランジスタのコレクタに接続して
成る集積電流ミラー回路に関するものである。
1及び第2トランジスタを具え、それらのベースを相互
接続すると共に第1トランジスタのコレクタに接続して
成る集積電流ミラー回路に関するものである。
電流ミラー回路自体は種々のものが既知であり、説明を
要しないであろう。電流ミラー回路を縦形トランジスタ
を用いて実現しようとする場合、縦形トランジスタ内に
コレクタ領域と、コレクタ領域を基板から分離する中間
層との間に形成される寄生キャパシタンスが回路の正し
い動作に悪影響を及ぼす問題が生ずる。コレクタ領域の
導電型と反対導電型の前記中間層は、コレクタ領域とこ
の中間層との間の接合及び基板とこの中間層との間の接
合がターンオンし得ないような電圧にする必要があり、
この目的のために、中間層は通常、正電源端子又は当該
縦形トランジスタのエミッタに接続される。この結果、
電流ミラー回路の場合には、コレクタ領域と中間層との
間の寄生キャパシタンスがトランジスタの主電流通路と
並列になり、電流ミラー回路の入力電流と出力電流との
間の伝達関数に不所望な高周波数の極を生ずる。更に、
電源ラインから出力電流端子へと妨害信号を導く不所望
な容量性接続路を形成する。
要しないであろう。電流ミラー回路を縦形トランジスタ
を用いて実現しようとする場合、縦形トランジスタ内に
コレクタ領域と、コレクタ領域を基板から分離する中間
層との間に形成される寄生キャパシタンスが回路の正し
い動作に悪影響を及ぼす問題が生ずる。コレクタ領域の
導電型と反対導電型の前記中間層は、コレクタ領域とこ
の中間層との間の接合及び基板とこの中間層との間の接
合がターンオンし得ないような電圧にする必要があり、
この目的のために、中間層は通常、正電源端子又は当該
縦形トランジスタのエミッタに接続される。この結果、
電流ミラー回路の場合には、コレクタ領域と中間層との
間の寄生キャパシタンスがトランジスタの主電流通路と
並列になり、電流ミラー回路の入力電流と出力電流との
間の伝達関数に不所望な高周波数の極を生ずる。更に、
電源ラインから出力電流端子へと妨害信号を導く不所望
な容量性接続路を形成する。
本発明の目的は縦形トランジスタを用いて上述の問題を
生じない集積電流ミラーを実現する方法を提供すること
にある。
生じない集積電流ミラーを実現する方法を提供すること
にある。
本発明は、各々ベース、コレクタ及びエミッタを有する
第1及び第2トランジスタを具え、それらのベースを相
互接続すると共に第1トランジスタのコレクタに接続し
て成る集積電流ミラー回路において、前記第1及び第2
トランジスタを第1導電型の基板から第2導電型の中間
層により分離された第1導電型のコレクタを有する縦形
トランジスタとして構成し、前記中間層と両トランジス
タの相互接続ベースとを接続したことを特徴とする。
第1及び第2トランジスタを具え、それらのベースを相
互接続すると共に第1トランジスタのコレクタに接続し
て成る集積電流ミラー回路において、前記第1及び第2
トランジスタを第1導電型の基板から第2導電型の中間
層により分離された第1導電型のコレクタを有する縦形
トランジスタとして構成し、前記中間層と両トランジス
タの相互接続ベースとを接続したことを特徴とする。
図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は例えばドイツ国特許第3609629号明細書
に開示されているタイプの既知の集積縦形トランジスタ
を示す。この縦形トランジスタ構造はp型基板1を具え
、その上にn型分離領域2が位置し、その上にp型コレ
クタ領域3が位置する。n型ベース領域4はコレクタ領
域3上に位置し、n十高ドープ領域5を経てベース端子
6に接続される。ベース領域4内にp型エミッタ領域7
が形成され、その上にエミッタ端子8が設けられる。コ
レクタ領域3はp+ドープ領域9を経てコレクタ端子I
Oに接続される。中間層2はn+ドープ領域11を経て
端子12に接続される。基板はp+ドープ領域13を経
て基板端子14に接続することができる。
に開示されているタイプの既知の集積縦形トランジスタ
を示す。この縦形トランジスタ構造はp型基板1を具え
、その上にn型分離領域2が位置し、その上にp型コレ
クタ領域3が位置する。n型ベース領域4はコレクタ領
域3上に位置し、n十高ドープ領域5を経てベース端子
6に接続される。ベース領域4内にp型エミッタ領域7
が形成され、その上にエミッタ端子8が設けられる。コ
レクタ領域3はp+ドープ領域9を経てコレクタ端子I
Oに接続される。中間層2はn+ドープ領域11を経て
端子12に接続される。基板はp+ドープ領域13を経
て基板端子14に接続することができる。
第2図はこの縦型トランジスタの2つの等価回路図を示
すものである。第2a図のトランジスタTは第1図のコ
レクタ領域3と、ベース領域4と、エミック領域7とで
構成され、エミツク端子3とベース端子6とコレクタ端
子IOとを具えている。
すものである。第2a図のトランジスタTは第1図のコ
レクタ領域3と、ベース領域4と、エミック領域7とで
構成され、エミツク端子3とベース端子6とコレクタ端
子IOとを具えている。
第1図から明らかなように、領域2及び3間にpn接合
が形成されると共に領域1及び2間に逆向きのpn接合
が形成される。第2a図ではこれらの接合を容量性ダイ
オード素子D1及びD2として記号的に示しである。こ
れら2つの接合の組合せは第2b図に示すように寄生ト
ランジスタT、とみなすこともできる。
が形成されると共に領域1及び2間に逆向きのpn接合
が形成される。第2a図ではこれらの接合を容量性ダイ
オード素子D1及びD2として記号的に示しである。こ
れら2つの接合の組合せは第2b図に示すように寄生ト
ランジスタT、とみなすこともできる。
第2a図および第2b図から明らかなように、寄生素子
01.02またはT、の影響は中間層2を端子12を経
て比較的高い電圧にすることにより除去される。即ち、
この結果2つの寄生接合がカントオフされる。この手段
を電流ミラー回路に含まれる2つの斯るトランジスタに
ついて実施すると、この場合の等価回路図は第3図に示
すようになる。
01.02またはT、の影響は中間層2を端子12を経
て比較的高い電圧にすることにより除去される。即ち、
この結果2つの寄生接合がカントオフされる。この手段
を電流ミラー回路に含まれる2つの斯るトランジスタに
ついて実施すると、この場合の等価回路図は第3図に示
すようになる。
第3図においてT6及びT、は電流ミラー回路内に含ま
れる第1及び第2のトランジスタである。
れる第1及び第2のトランジスタである。
両トランジスタは電源ライン+Vに結合されたエミッタ
と、相互接続され且つトランジスタTa Oコレクタに
接続されたベースを有している。入力電流1 il、は
トランジスタT、を流れ、出力電流foul はトラン
ジスタT、を流れる。これら両ト一 ランジスタT8及びT、を集積縦型トランジスタとして
構成し、且つ中間分離層2を関連する接続端子を経て電
源ライン+Vに接続すると、第3図に示すように寄生容
量ダイオード旧。及びDlbがトランジスタT。及びT
、の主電流通路と並列に配置される。これらの両寄生キ
ャパンタンスDI。
と、相互接続され且つトランジスタTa Oコレクタに
接続されたベースを有している。入力電流1 il、は
トランジスタT、を流れ、出力電流foul はトラン
ジスタT、を流れる。これら両ト一 ランジスタT8及びT、を集積縦型トランジスタとして
構成し、且つ中間分離層2を関連する接続端子を経て電
源ライン+Vに接続すると、第3図に示すように寄生容
量ダイオード旧。及びDlbがトランジスタT。及びT
、の主電流通路と並列に配置される。これらの両寄生キ
ャパンタンスDI。
及びC15はI in及び1゜U5間の伝達関数に不所
望な高周波数の極を生ずる。更に、電源ライン+V」二
に現れる高周波スプリアス信号が寄生キャパシタンスD
1.を経て出力電流I。U、上に重畳され得る。
望な高周波数の極を生ずる。更に、電源ライン+V」二
に現れる高周波スプリアス信号が寄生キャパシタンスD
1.を経て出力電流I。U、上に重畳され得る。
第4図はこれらの問題を除去し得る本発明の手段を示す
ものである。第4図にも電源ライン+Vに接続された電
流ミラー回路内に含まれる2つのトランジスタTa及び
T、を示しである。しかし、ここでは各トランジスタの
分離層2を関連する接続端子を経て両トランジスタTa
及びTbの相互接続ベースに接続する。この結果、キャ
パシタンス01aは実際上短絡され、従って最早何の影
響も及ぼさない(このためこのキャパシタンスは破線で
示しである。)。キャパシタンスDlb はトランジス
タT5のベース−コレクタ接合間に配置される。このよ
うにすると人力11.、及び出力I。ut間の高周波数
伝達関数の前記不所望な極が事実上除去される。更に電
源ライン+Vから出力I。utへの妨害信号の容量性通
路も事実」二除去される。更に、電流ミラー回路の入力
端子と出力端子との間にキャパシタンス[11bを経て
高周波直接接続が形成され、この高周波直接接続はバイ
パス又はフィードフォーワード接続として知られている
。
ものである。第4図にも電源ライン+Vに接続された電
流ミラー回路内に含まれる2つのトランジスタTa及び
T、を示しである。しかし、ここでは各トランジスタの
分離層2を関連する接続端子を経て両トランジスタTa
及びTbの相互接続ベースに接続する。この結果、キャ
パシタンス01aは実際上短絡され、従って最早何の影
響も及ぼさない(このためこのキャパシタンスは破線で
示しである。)。キャパシタンスDlb はトランジス
タT5のベース−コレクタ接合間に配置される。このよ
うにすると人力11.、及び出力I。ut間の高周波数
伝達関数の前記不所望な極が事実上除去される。更に電
源ライン+Vから出力I。utへの妨害信号の容量性通
路も事実」二除去される。更に、電流ミラー回路の入力
端子と出力端子との間にキャパシタンス[11bを経て
高周波直接接続が形成され、この高周波直接接続はバイ
パス又はフィードフォーワード接続として知られている
。
第5図はこの回路配置を縦形トランジスタ構造を用い、
比較的小数の異なるドープ領域を用いてどのように集積
回路に実現し得るかを示すものである。第5図において
、p型基板は21で示しである。この基板上にn型中間
層22を配置し、その上に2個のp型コレクク領域23
a及び23bを形成する。この層」二にη型エピタキシ
ャル層24を形成する。このエピタキシャル層24内に
、2個の深い環状拡散領域25及び26により2つの別
個のベース領域27及び28を限界する。別個のn十ド
ープ領域29及び30によりベース接点Ba及びB5を
形成する。
比較的小数の異なるドープ領域を用いてどのように集積
回路に実現し得るかを示すものである。第5図において
、p型基板は21で示しである。この基板上にn型中間
層22を配置し、その上に2個のp型コレクク領域23
a及び23bを形成する。この層」二にη型エピタキシ
ャル層24を形成する。このエピタキシャル層24内に
、2個の深い環状拡散領域25及び26により2つの別
個のベース領域27及び28を限界する。別個のn十ド
ープ領域29及び30によりベース接点Ba及びB5を
形成する。
これらベース領域内にpドープ領域によりエミック領域
31及び32を形成し、これら領域にそれぞれエミッタ
端子Ea及び巳、を設ける。前記深い環状ドープ領域2
5及び26にはコレクタ端子Ca及びC5を設ける。別
の深い環状n+ドープ領域33を中間層22まで延在さ
せ、その上面に端子Bhを設ける。必要に応じ、基板ま
で延在する更に別の深いドープ領域34を設けることが
できると共にこの領域に基板接点S。を設けることがで
きる。
31及び32を形成し、これら領域にそれぞれエミッタ
端子Ea及び巳、を設ける。前記深い環状ドープ領域2
5及び26にはコレクタ端子Ca及びC5を設ける。別
の深い環状n+ドープ領域33を中間層22まで延在さ
せ、その上面に端子Bhを設ける。必要に応じ、基板ま
で延在する更に別の深いドープ領域34を設けることが
できると共にこの領域に基板接点S。を設けることがで
きる。
第5図に示すように、接点B、、 Ca、 B、、 B
、を相互接続する外部接続導体35を設ける。第2接続
導体36は接点B。及びB、を相互接続する。第4図と
第5図を比較すると、電源電圧子Vを接続導体36に供
給する必要があるだけで人力及び出力電流1、。及びI
。11.が2つのコレクタ端子Ca及びCI。
、を相互接続する外部接続導体35を設ける。第2接続
導体36は接点B。及びB、を相互接続する。第4図と
第5図を比較すると、電源電圧子Vを接続導体36に供
給する必要があるだけで人力及び出力電流1、。及びI
。11.が2つのコレクタ端子Ca及びCI。
を経て流れることがわかる。
第6図は電流ミラー回路が出力トランジスタに結合され
た電力出力段に本発明の原理を用いた回路を示すもので
ある。ここでも電流ミラー回路はトランジスタT、及び
T5を具え、出力段はトランジスタTcを具えている。
た電力出力段に本発明の原理を用いた回路を示すもので
ある。ここでも電流ミラー回路はトランジスタT、及び
T5を具え、出力段はトランジスタTcを具えている。
本発明の原理に従ってコレクタ分離中間層をトランジス
タT6及びTbの相互接続ベースに結合すると、トラン
ジスタTaの寄生構造は完全に除去される。トランジス
タTbの寄生構造(本例では寄生トランジスタT1.と
して示しである)は第6図に示すように配置される。こ
の寄生構造のエミッタはトランジスタT、のコレクタに
結合され、ベースはトランジスタT、及びT、の相互接
続ベースに結合され、コレクタは基板接点に接続される
。
タT6及びTbの相互接続ベースに結合すると、トラン
ジスタTaの寄生構造は完全に除去される。トランジス
タTbの寄生構造(本例では寄生トランジスタT1.と
して示しである)は第6図に示すように配置される。こ
の寄生構造のエミッタはトランジスタT、のコレクタに
結合され、ベースはトランジスタT、及びT、の相互接
続ベースに結合され、コレクタは基板接点に接続される
。
出力トランジスタTcのコレクターエミッタ電圧がその
ベース−エミッタ電圧(40,6V)より小さくなると
、寄生トランジスタTpbが導通状態になる。従って、
トランジスタT、のコレクタ電流の一部が前記寄生トラ
ンジスタTPbを経て基板へと流れるため、ベース電流
が出力l・ランジスクTCから引き出される。この結果
として出力トランジスタTcが飽和し得なくなり、この
ことは般に電力出力段において望ましいことである。
ベース−エミッタ電圧(40,6V)より小さくなると
、寄生トランジスタTpbが導通状態になる。従って、
トランジスタT、のコレクタ電流の一部が前記寄生トラ
ンジスタTPbを経て基板へと流れるため、ベース電流
が出力l・ランジスクTCから引き出される。この結果
として出力トランジスタTcが飽和し得なくなり、この
ことは般に電力出力段において望ましいことである。
第1図は既知の集積縦形トランジスタの断面図、第2図
は第1図に示すトランジスタの等価回路図、 第3図はトランジスタのコレクタ領域と基板との間の中
間層を電源電圧又は関連するトランジスタのエミッタに
接続した場合に得られる集積電流ミラー回路の等価回路
図、 第4図は種々の領域を本発明の原理に従って接続した場
合に得られる集積電流ミラー回路の等価回路図、 第5図は本発明による集積電流ミラー回路内に配置され
た2個の縦形トランジスタの集積構造の断面図、 第6図は本発明電流ミラー回路により駆動される電力出
力段の等価回路図である。 T、、 Tb・・・縦形トランジスタ D1a、D1b ・・・寄生キャパシタンス21・・・
基板 22・・中間層23a、 23b・
・・コレクタ領域 24・・エピタキシャル層 25.26・・・環状拡散
領域27、28・・・ベース領域 29.30・・・
ベース接点31.32・・・エミッタ領域 33.34
・・・環状拡散領域35、36・・・接続導体 特 許 出 願 人 工ヌ・ベー・フィリップス・ フルーイランペンファブリケン
は第1図に示すトランジスタの等価回路図、 第3図はトランジスタのコレクタ領域と基板との間の中
間層を電源電圧又は関連するトランジスタのエミッタに
接続した場合に得られる集積電流ミラー回路の等価回路
図、 第4図は種々の領域を本発明の原理に従って接続した場
合に得られる集積電流ミラー回路の等価回路図、 第5図は本発明による集積電流ミラー回路内に配置され
た2個の縦形トランジスタの集積構造の断面図、 第6図は本発明電流ミラー回路により駆動される電力出
力段の等価回路図である。 T、、 Tb・・・縦形トランジスタ D1a、D1b ・・・寄生キャパシタンス21・・・
基板 22・・中間層23a、 23b・
・・コレクタ領域 24・・エピタキシャル層 25.26・・・環状拡散
領域27、28・・・ベース領域 29.30・・・
ベース接点31.32・・・エミッタ領域 33.34
・・・環状拡散領域35、36・・・接続導体 特 許 出 願 人 工ヌ・ベー・フィリップス・ フルーイランペンファブリケン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、各々ベース、コレクタ及びエミッタを有する第1及
び第2トランジスタを具え、それらのベースを相互接続
すると共に第1トランジスタのコレクタに接続して成る
集積電流ミラー回路において、前記第1及び第2トラン
ジスタを第1導電型の基板から第2導電型の中間層によ
り分離された第1導電型のコレクタを有する縦形トラン
ジスタとして構成し、前記中間層と両トランジスタの相
互接続ベースとを接続したことを特徴とする集積電流ミ
ラー回路。 2、両トランジスタのコレクタ領域を共通の中間層上に
形成してあることを特徴とする請求項1記載の集積電流
ミラー回路。 3、両電流ミラートランジスタの相互接続エミッタを出
力トランジスタの主電流通路に結合し、第2電流ミラー
トランジスタのコレクタを出力トランジスタのベースに
接続して出力トランジスタの駆動段として構成したこと
を特徴とする集積電流ミラー回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8801520 | 1988-06-15 | ||
NL8801520 | 1988-06-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0244805A true JPH0244805A (ja) | 1990-02-14 |
JP2713461B2 JP2713461B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=19852462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1146918A Expired - Lifetime JP2713461B2 (ja) | 1988-06-15 | 1989-06-12 | 集積電流ミラー回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4894622A (ja) |
EP (1) | EP0346978B1 (ja) |
JP (1) | JP2713461B2 (ja) |
KR (1) | KR900001027A (ja) |
DE (1) | DE68912415T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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