JPS58172019A - 半導体スイツチ回路 - Google Patents
半導体スイツチ回路Info
- Publication number
- JPS58172019A JPS58172019A JP57054706A JP5470682A JPS58172019A JP S58172019 A JPS58172019 A JP S58172019A JP 57054706 A JP57054706 A JP 57054706A JP 5470682 A JP5470682 A JP 5470682A JP S58172019 A JPS58172019 A JP S58172019A
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- JP
- Japan
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- transistor
- terminal
- circuit
- switch
- collector
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
- H03K17/68—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors specially adapted for switching ac currents or voltages
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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】
本発明はバイポーラトランジスタを用いたスイッチ回路
に関し、特に高電圧の交流信号を断続する半導体スイッ
チ回路に関するものである。
に関し、特に高電圧の交流信号を断続する半導体スイッ
チ回路に関するものである。
従来、交流信号を断続するために種々のスイッチ回路が
用いられているが、第1図は、チープレ=−ダーの母音
及び再生時にヘッドを切換るために使用されているデス
クリート品で構成し九スイッチ回路の1例である。この
従来のスイッチの動作は、コントロール端子105に+
5vを印加するとNPN)ランジスタ5及びPNP )
ランジスタ3がオンするため、スイッチ用トランジスタ
l。
用いられているが、第1図は、チープレ=−ダーの母音
及び再生時にヘッドを切換るために使用されているデス
クリート品で構成し九スイッチ回路の1例である。この
従来のスイッチの動作は、コントロール端子105に+
5vを印加するとNPN)ランジスタ5及びPNP )
ランジスタ3がオンするため、スイッチ用トランジスタ
l。
2にベース電流が供給されスイッチ端子102が、トラ
ンジスタlのコレクタ→同工電ツタ→トランジスタ2の
エンツタ→同コレクタ→グランド101の径路で接地さ
れる。次に、コントロール端子105が接地されると、
トランジスタ3.5がオフとなるため、トランジスタ1
.2のベース電流が連断される。この時、スイッチ端子
102には正負の交流信号、例えば±50Vが印加され
る。
ンジスタlのコレクタ→同工電ツタ→トランジスタ2の
エンツタ→同コレクタ→グランド101の径路で接地さ
れる。次に、コントロール端子105が接地されると、
トランジスタ3.5がオフとなるため、トランジスタ1
.2のベース電流が連断される。この時、スイッチ端子
102には正負の交流信号、例えば±50Vが印加され
る。
これは、テープへ録音するために録音信号と共に高電圧
の高周波バイアス信号を与えなければならないからであ
る。
の高周波バイアス信号を与えなければならないからであ
る。
かかるスイッチ回路をP型半導体基板上に集積回路化し
た場合(通常、P型半導体基板上KNIIエピタキシャ
ル層を形成し、これをPN接合分離によって複数の島状
領域に分け、この一つの島領域をNPN)うyジスタの
コレクタとし、ま九PNP)ランジスタのベースとする
。)トランジスタlのコレクタに正負の高電圧が印加さ
れる結果、分離のために基板電位をスイッチに印加され
る最低電位、上述の例では−50V以千忙しなければな
らない・このため、半導体基板とトランジスタlのコレ
クタ間には最大100Vの高電圧が印加されることにな
り、1OOv高耐圧の半導体素子が必要になる。さらに
、−50Vのバイアス電源が必要になる。これらの問題
が生じるため、第1図の回路は半導体集積回路で構成す
るには適さない回路である。
た場合(通常、P型半導体基板上KNIIエピタキシャ
ル層を形成し、これをPN接合分離によって複数の島状
領域に分け、この一つの島領域をNPN)うyジスタの
コレクタとし、ま九PNP)ランジスタのベースとする
。)トランジスタlのコレクタに正負の高電圧が印加さ
れる結果、分離のために基板電位をスイッチに印加され
る最低電位、上述の例では−50V以千忙しなければな
らない・このため、半導体基板とトランジスタlのコレ
クタ間には最大100Vの高電圧が印加されることにな
り、1OOv高耐圧の半導体素子が必要になる。さらに
、−50Vのバイアス電源が必要になる。これらの問題
が生じるため、第1図の回路は半導体集積回路で構成す
るには適さない回路である。
第2図は半導体集積回路で構成するように提案されてい
る従来のスイッチ回路の回路例である。
る従来のスイッチ回路の回路例である。
第1図と異なるところは、トランジスタ5のコレ4丁
ツタにダイオード接続のトランジスタをビこのダイオー
ドによりトランジスタをカレントミラー機成とし、この
出力をトランジスターのベースに供給し、コレクタを接
地してエミッタを端子IK接続する。この場合、スイッ
チ遮断時にもトランジスターのコレクタに正負の電圧が
印加されるこトハない。しかしながら、トランジスター
のコレクタが接地されているからこのベース−エミッタ
間に高電圧が印加されることになり、よってべ−スーエ
建ツタ逆耐圧の高い特別なトランジスタ構造とする必要
がある。すなわち、一般的なICにおけるトランジスタ
のEB耐圧はlOv以下であるが、この場合には50V
以上なければならない。
ドによりトランジスタをカレントミラー機成とし、この
出力をトランジスターのベースに供給し、コレクタを接
地してエミッタを端子IK接続する。この場合、スイッ
チ遮断時にもトランジスターのコレクタに正負の電圧が
印加されるこトハない。しかしながら、トランジスター
のコレクタが接地されているからこのベース−エミッタ
間に高電圧が印加されることになり、よってべ−スーエ
建ツタ逆耐圧の高い特別なトランジスタ構造とする必要
がある。すなわち、一般的なICにおけるトランジスタ
のEB耐圧はlOv以下であるが、この場合には50V
以上なければならない。
本発明は上記欠点を除去し、半導体基板をバイアスする
負電源が必要でなく、シかもEB耐圧も一般的なIOV
以下の素子を用いて、高耐圧の半導体スイッチ回路を提
供するものである。
負電源が必要でなく、シかもEB耐圧も一般的なIOV
以下の素子を用いて、高耐圧の半導体スイッチ回路を提
供するものである。
本発明よるスイッチ回路は、第一極性の第一のトランジ
スタのエミッタをスイッチ端子とし、とのコレクタを第
一極性の第二のパイボーラトランジ、t、poコvツタ
に接続し、第2のトランジスタのエミッタを接地してス
イッチ端子に印加される交流信号を第1.第2のトラン
ジスタの直列回路によって接地ま九開放し、第1のバイ
ポーラトランジスタのベース電流の供給を第二極性のト
ランシスタノコレクタを出力端子とするドライブ回路に
より行ない、ドライブ回路への電源は順方向のPNダイ
オードを介して供給することを特徴とするO 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
スタのエミッタをスイッチ端子とし、とのコレクタを第
一極性の第二のパイボーラトランジ、t、poコvツタ
に接続し、第2のトランジスタのエミッタを接地してス
イッチ端子に印加される交流信号を第1.第2のトラン
ジスタの直列回路によって接地ま九開放し、第1のバイ
ポーラトランジスタのベース電流の供給を第二極性のト
ランシスタノコレクタを出力端子とするドライブ回路に
より行ない、ドライブ回路への電源は順方向のPNダイ
オードを介して供給することを特徴とするO 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第3図は本発明の一実施例の回路図である。このスイッ
チ回路はNPN)ランジスタlの工ζツfiヲスイッチ
端子102とし、このトランジスタlのコレクタをNP
N)ランジスタ2のコレクタに接続してこのトランジス
タ2の工きツタを端子101で接地する。PNP )ラ
ンジスタ3.4およびNPNトランジスタ5よ如なるド
ライブ回路7の出力端子103をトランジスタ1のベー
スに接続する。ドライブ回路7の電源はダイオード6を
介して電源端子Vccに接続する。ま九、ドライブ回路
7はコントロール端子105をもち、トランジスタ2は
ベース端子106を入力として構成されている。ドライ
ブ回路7の出力103が高耐圧のPNPTr3のコレク
タであることとVccにダイオード104を挿入したこ
とによって、ドライブ回路7のコントロール電流を0と
したとき、出力103が正負の高い印加電圧に対してフ
ローティング状態になることが特長の1つである。そし
て、このドライブ回路7およびトランジスタl。
チ回路はNPN)ランジスタlの工ζツfiヲスイッチ
端子102とし、このトランジスタlのコレクタをNP
N)ランジスタ2のコレクタに接続してこのトランジス
タ2の工きツタを端子101で接地する。PNP )ラ
ンジスタ3.4およびNPNトランジスタ5よ如なるド
ライブ回路7の出力端子103をトランジスタ1のベー
スに接続する。ドライブ回路7の電源はダイオード6を
介して電源端子Vccに接続する。ま九、ドライブ回路
7はコントロール端子105をもち、トランジスタ2は
ベース端子106を入力として構成されている。ドライ
ブ回路7の出力103が高耐圧のPNPTr3のコレク
タであることとVccにダイオード104を挿入したこ
とによって、ドライブ回路7のコントロール電流を0と
したとき、出力103が正負の高い印加電圧に対してフ
ローティング状態になることが特長の1つである。そし
て、このドライブ回路7およびトランジスタl。
2は集積回路100として構成されており、Vcc端子
、接地端子101およびコントロール端子105’を4
つ。
、接地端子101およびコントロール端子105’を4
つ。
今、入力端子105,106を接地した場合、トランジ
スタ1〜5がすべてオフする。この時、スイッチ端子1
02に正負の高電圧が引加される。
スタ1〜5がすべてオフする。この時、スイッチ端子1
02に正負の高電圧が引加される。
まず、正電圧が印加されると、トランジスタlのEB(
エイツタ−ベース)逆耐はIOV以下と低いため、この
トランジスタlのベースすなわちドライブ回路の出力端
子103の電位も上昇する。
エイツタ−ベース)逆耐はIOV以下と低いため、この
トランジスタlのベースすなわちドライブ回路の出力端
子103の電位も上昇する。
トランジスタ3はPNP型であるのでこのC−8間(コ
レクターベース関)が順方向にバイアスされ、よってそ
のベース電位も上昇する。を九、)ランジスタ3に接続
されたダイオード接続トランジスタ4のCB及びTr
5のコレクタ電位も上昇する。更に、トランジスタ4.
50EB逆耐圧が近いと、ダイオード6ON[電圧が上
昇する。しかし、トランジスタ5はオフしてお〉、壕九
ダイオード6も逆バイアスされる丸め、出力103はフ
ローティング状能で電流のもれはない。このと龜、ダイ
オード6への逆バイアスはかなp高いので、このダイオ
ードはトランジスタのコレクタ・ベース接合を使用して
いる。更に、)ランラスタ100B接合を通してトラン
ジスタlおよび2のコレクタ電位も上昇するが、トラン
ジスタ2がオフしている丸め、スイッチオン102は遮
断される0次にスイッチ端子102に負電圧が印加され
た場合、トランジスタlのベース及びトランジスタ3の
コレクタが負になる。この時、トランジスタ3はオフし
ているため、トランジスタ1もオフしてスイッチ端子1
02が遮断される。
レクターベース関)が順方向にバイアスされ、よってそ
のベース電位も上昇する。を九、)ランジスタ3に接続
されたダイオード接続トランジスタ4のCB及びTr
5のコレクタ電位も上昇する。更に、トランジスタ4.
50EB逆耐圧が近いと、ダイオード6ON[電圧が上
昇する。しかし、トランジスタ5はオフしてお〉、壕九
ダイオード6も逆バイアスされる丸め、出力103はフ
ローティング状能で電流のもれはない。このと龜、ダイ
オード6への逆バイアスはかなp高いので、このダイオ
ードはトランジスタのコレクタ・ベース接合を使用して
いる。更に、)ランラスタ100B接合を通してトラン
ジスタlおよび2のコレクタ電位も上昇するが、トラン
ジスタ2がオフしている丸め、スイッチオン102は遮
断される0次にスイッチ端子102に負電圧が印加され
た場合、トランジスタlのベース及びトランジスタ3の
コレクタが負になる。この時、トランジスタ3はオフし
ているため、トランジスタ1もオフしてスイッチ端子1
02が遮断される。
スイッチをオンする場合には、端子105,106に電
流を流入させる。これによってトランジスタ5がオンし
てカレントミラーを構成するトランジスタ3.4がオン
し、電源Vccよシダイオード6を介してトランジスタ
1にベース電流が供給される。また、入力端子106の
流入電流によってトランジスタ1.2がONしてスイッ
チ端子102は接地される。
流を流入させる。これによってトランジスタ5がオンし
てカレントミラーを構成するトランジスタ3.4がオン
し、電源Vccよシダイオード6を介してトランジスタ
1にベース電流が供給される。また、入力端子106の
流入電流によってトランジスタ1.2がONしてスイッ
チ端子102は接地される。
以上説明したように本スイッチ回路では、スイッチオフ
状態においてどのNPN)ランジスタのコレクタにも負
の電圧は引加されずまた、どのPNPTrのベースにも
負電圧が印加されない。従って、P型半導体基板内にN
PNTrのコレクタ及びPNP Trのベース領域をP
N接合分離によって形成し、半導体スイッチ回路を構成
する場合において、基板電位を接地するのみで各素子の
絶縁分離することができるため、基板バイアス用の負電
流が不要である。また、EB接合の耐圧4スイツチとし
ての印加電圧よりも低く例えばIOV以下でもよく、高
耐圧の半導体スイッチ回路を提供することができる。
状態においてどのNPN)ランジスタのコレクタにも負
の電圧は引加されずまた、どのPNPTrのベースにも
負電圧が印加されない。従って、P型半導体基板内にN
PNTrのコレクタ及びPNP Trのベース領域をP
N接合分離によって形成し、半導体スイッチ回路を構成
する場合において、基板電位を接地するのみで各素子の
絶縁分離することができるため、基板バイアス用の負電
流が不要である。また、EB接合の耐圧4スイツチとし
ての印加電圧よりも低く例えばIOV以下でもよく、高
耐圧の半導体スイッチ回路を提供することができる。
第4図は更に改良した本発明の第2の実施例である。ス
イッチ回路の入力はPNP)ランジスタ10.11によ
るコンパレータに入る107は基準電圧端子で、集積回
路100の内部でつくられ九基準電圧が供給される。コ
ンパレータの出力はNPN)ランジスタ5.9によるカ
レント(ラーで反転し、更にPNPトランジスタ3,4
.および8のカレントミラーで反転してNPNスイッチ
トランジスタ1.2をドライブする。改良され九本回路
の特徴は、スイッチトランジスタ2も、PNP)ランジ
スタ8でドライブし、−に1定電流源16がニオツタに
接続されたトランジスタ1G。
イッチ回路の入力はPNP)ランジスタ10.11によ
るコンパレータに入る107は基準電圧端子で、集積回
路100の内部でつくられ九基準電圧が供給される。コ
ンパレータの出力はNPN)ランジスタ5.9によるカ
レント(ラーで反転し、更にPNPトランジスタ3,4
.および8のカレントミラーで反転してNPNスイッチ
トランジスタ1.2をドライブする。改良され九本回路
の特徴は、スイッチトランジスタ2も、PNP)ランジ
スタ8でドライブし、−に1定電流源16がニオツタに
接続されたトランジスタ1G。
11を含むコンパレータでスイッチ回路の入力部を構成
し九ことにより、入力信号に対するスイッチオン、オフ
特性が急峻になること及びスイッチトランジスタ1.2
を定電流ドライブすることKよって、スイッチオンにお
けるスイッチ直列抵抗の直線性が良くなること、そして
高電圧がC−E間に印加されるトランジスタ1,2,3
,4お!び5のB−E間に抵抗12,13.14および
15を接線したことKよシ、第1の実施例ではl3vc
ic。
し九ことにより、入力信号に対するスイッチオン、オフ
特性が急峻になること及びスイッチトランジスタ1.2
を定電流ドライブすることKよって、スイッチオンにお
けるスイッチ直列抵抗の直線性が良くなること、そして
高電圧がC−E間に印加されるトランジスタ1,2,3
,4お!び5のB−E間に抵抗12,13.14および
15を接線したことKよシ、第1の実施例ではl3vc
ic。
で定まった耐圧が更に高いBVcmまで使用可能となる
点である。
点である。
上記実施例では、テープレコーダーのヘッド切シ換え回
路について述べたが、その他の交流スイッチ回路にも同
様に適用できる。
路について述べたが、その他の交流スイッチ回路にも同
様に適用できる。
以上説明したように、本発明によれば、基板バイアス用
電源が不要で、EB耐圧が高くない通常のPN接合分離
構造が可能な高耐圧の半導体スイッチ回路が得られる。
電源が不要で、EB耐圧が高くない通常のPN接合分離
構造が可能な高耐圧の半導体スイッチ回路が得られる。
第1図は従来のテープレコーダーヘッド切換スイッチの
回路図、第2図は従来の他のスイッチ回路図、第3図は
本発明の一実施例の回路図、第4図は更に改良した本発
明の第2の実施例の回路図である。 1.2・・・・・・スイッチ用NPNTr、3・・・・
・・ドライブ用PNP Tr、4・・・・・・カレント
ミラーTr。 5・・・・・・NPN Tr、6・・・・・・ダイオー
ド、7・・・・・・ドライブ回路、8・・・・・・ドラ
イブ用P N P T r s 9・・・・・・カレン
トンラーTr、10.11・・・・・・コンパレータ用
Tr% 12〜15・・・・・・トランジスタのEBK
II続した抵抗、16・・・・・・定電流源、101・
・・・・・グランド端子、102・・・・・・スイッチ
端子、103・・・・・・ドライブ回路出力、104・
・・・・・ドライブ回路電源端子、105・・・・・・
ドライブ回路コントロール端子、106・・・・・・ド
ライブ端子、100・・・・・・集積回路。
回路図、第2図は従来の他のスイッチ回路図、第3図は
本発明の一実施例の回路図、第4図は更に改良した本発
明の第2の実施例の回路図である。 1.2・・・・・・スイッチ用NPNTr、3・・・・
・・ドライブ用PNP Tr、4・・・・・・カレント
ミラーTr。 5・・・・・・NPN Tr、6・・・・・・ダイオー
ド、7・・・・・・ドライブ回路、8・・・・・・ドラ
イブ用P N P T r s 9・・・・・・カレン
トンラーTr、10.11・・・・・・コンパレータ用
Tr% 12〜15・・・・・・トランジスタのEBK
II続した抵抗、16・・・・・・定電流源、101・
・・・・・グランド端子、102・・・・・・スイッチ
端子、103・・・・・・ドライブ回路出力、104・
・・・・・ドライブ回路電源端子、105・・・・・・
ドライブ回路コントロール端子、106・・・・・・ド
ライブ端子、100・・・・・・集積回路。
Claims (1)
- 第一極性の第1のトランジスタのエイツタをスイッチ端
子とし、該第−のトランジスタのコレクタを第一極性の
第2のトランジスタのコレクタに接続し、該第2のトラ
ンジスタO工tyタヲ接地して前記スイッチ端子に印加
される交流信号を前記第1および第2のトランジスタの
直列回路によって接地または開放すると共に、前記第一
〇トランジスタのベース電流の供給を第ニー極性の第3
のトランジスタのコレクタを出力端子とするドライブ回
路より行ない、さらに該ドライブ回路への電源はPN接
合を介して供給されることを特徴とする半導体スイッチ
回路。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57054706A JPS58172019A (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | 半導体スイツチ回路 |
US06/480,680 US4633095A (en) | 1982-04-01 | 1983-03-31 | Monolithic semiconductor integrated a.c. switch circuit |
EP83103301A EP0091119B1 (en) | 1982-04-01 | 1983-04-05 | Monolithic semiconductor integrated a.c. switch circuit |
DE8383103301T DE3373962D1 (en) | 1982-04-01 | 1983-04-05 | Monolithic semiconductor integrated a.c. switch circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57054706A JPS58172019A (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | 半導体スイツチ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58172019A true JPS58172019A (ja) | 1983-10-08 |
JPH035688B2 JPH035688B2 (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=12978237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57054706A Granted JPS58172019A (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | 半導体スイツチ回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4633095A (ja) |
EP (1) | EP0091119B1 (ja) |
JP (1) | JPS58172019A (ja) |
DE (1) | DE3373962D1 (ja) |
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JP4104172B2 (ja) * | 1997-03-04 | 2008-06-18 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 大信号電圧に対する集積双方向トランジスタスイッチ |
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US8526635B2 (en) | 2010-07-01 | 2013-09-03 | Conexant Systems, Inc. | Grounding switch method and apparatus |
CN103675636B (zh) * | 2012-09-20 | 2016-12-21 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 一种晶体管阈值电压的测试电路 |
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