JPS59158554A - トランジスタ - Google Patents
トランジスタInfo
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- JPS59158554A JPS59158554A JP3123783A JP3123783A JPS59158554A JP S59158554 A JPS59158554 A JP S59158554A JP 3123783 A JP3123783 A JP 3123783A JP 3123783 A JP3123783 A JP 3123783A JP S59158554 A JPS59158554 A JP S59158554A
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- Japan
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- transistor
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
Classifications
-
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Bipolar Transistors (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】
この発明は低電圧での定電流源等に用いる電流反転回路
を構成するに好適なトランジスタに関する。
を構成するに好適なトランジスタに関する。
第1図はモノリシック半導体集積回路で構成された電流
反転回路を示し、トランジスタ2.4はベース及びエミ
ッタをそれぞれ共1ll)に接続し、トランジスタ2の
ベース・コレクタ間はFランシスクロのベース・エミッ
タを介して接続されている。
反転回路を示し、トランジスタ2.4はベース及びエミ
ッタをそれぞれ共1ll)に接続し、トランジスタ2の
ベース・コレクタ間はFランシスクロのベース・エミッ
タを介して接続されている。
l・ランシスク2のコレクタと、駆動電圧Vccを印加
する電源端子8との間には、トランジスタ2に入力電流
1+を流すための定電流源10が接続され、トランジス
タ6のコレクタには定電流源10と共通に電源端子8か
ら駆動電圧Vccが印加されている。そして、トランジ
スタ4のコレクタには、反転電流である出力電流■2を
吸い込むための出力端子12が形成され、例えば、この
出力端子12と電tX端子8との間には、負荷を挿入し
て電流■2を流すようにする。そして、各トランジスタ
2.4のエミッタは基準電位点に接続するものとする。
する電源端子8との間には、トランジスタ2に入力電流
1+を流すための定電流源10が接続され、トランジス
タ6のコレクタには定電流源10と共通に電源端子8か
ら駆動電圧Vccが印加されている。そして、トランジ
スタ4のコレクタには、反転電流である出力電流■2を
吸い込むための出力端子12が形成され、例えば、この
出力端子12と電tX端子8との間には、負荷を挿入し
て電流■2を流すようにする。そして、各トランジスタ
2.4のエミッタは基準電位点に接続するものとする。
このように構成した場合、定電流源10から電流11が
与えられると、トランジスタ2.4の電流増幅率hFE
が等しいとき、トランジスタ4にII/hFEで与えら
れるベース電流が流れるとともに、出力端子12から電
流I2か吸い込まれる。トランジスタ2.4の特性か揃
っており、且つ電流増幅率h’F Eが高い理想的な場
合には、電流11と電流12は等しくなる。
与えられると、トランジスタ2.4の電流増幅率hFE
が等しいとき、トランジスタ4にII/hFEで与えら
れるベース電流が流れるとともに、出力端子12から電
流I2か吸い込まれる。トランジスタ2.4の特性か揃
っており、且つ電流増幅率h’F Eが高い理想的な場
合には、電流11と電流12は等しくなる。
従来、前記トランジスタ4には第2図に示す構造を持つ
トランジスタが用いられている。即ぢ、半導体基板14
の表面に形成されたエピタキシャル屓16は、トランジ
スタ4を形成するために分離領域18で一定の範囲に区
画分離されてコレク夕領域20が形成されている。この
コレクタ領域20にはベース領域22か形成され、ごの
−・−ス領域22の内部にはエミッタ領域24が形成さ
れ、また、コレクタ領域20には電極を形成するための
拡散領域25か形成され、トランジスタが構成されてい
る。コレクタ領域20内の拡散領域25、ベース領域2
2及びエミッタ領域24乙こは、それぞれコレクタ電極
26、ベース電極28及びエミッタ電極30が形成され
ている。
トランジスタが用いられている。即ぢ、半導体基板14
の表面に形成されたエピタキシャル屓16は、トランジ
スタ4を形成するために分離領域18で一定の範囲に区
画分離されてコレク夕領域20が形成されている。この
コレクタ領域20にはベース領域22か形成され、ごの
−・−ス領域22の内部にはエミッタ領域24が形成さ
れ、また、コレクタ領域20には電極を形成するための
拡散領域25か形成され、トランジスタが構成されてい
る。コレクタ領域20内の拡散領域25、ベース領域2
2及びエミッタ領域24乙こは、それぞれコレクタ電極
26、ベース電極28及びエミッタ電極30が形成され
ている。
この場合、電流増幅率βを大きくとるためにエミッタ領
域24の不純物濃度は高<(N’−>、;コレクタ領域
20の不純物濃度は低く(N−)設定される。
域24の不純物濃度は高<(N’−>、;コレクタ領域
20の不純物濃度は低く(N−)設定される。
このように構成されたI−ランジノ、夕では、第3図に
示す等価回路のようGこ、ベース コレクタ間に形成さ
れるダイオード■〕1、ベース・エミッタ間のダイオ−
1” D 2において、クイオー1−DI、D2のダイ
オード電圧Vd、 、Vd2を比較すると、va、〈v
a、、となる。即ら、低電圧駆動時において、コレクタ
・エミッタ間電圧\’CEがトランジスタベの飽和電圧
VCE(SAT)以下になると、ベース市流IBはベー
ス電極28からコレクタ電極26に流れ、この結果、V
CEか200〜100mV以下の低電圧となる場合、第
4図に示す特性領域Iのように反転比率がmな1っれる
。即ち、入力電流■1に対して出力電流I2はI、>1
2となり、反転比率が低下するごとになる。
示す等価回路のようGこ、ベース コレクタ間に形成さ
れるダイオード■〕1、ベース・エミッタ間のダイオ−
1” D 2において、クイオー1−DI、D2のダイ
オード電圧Vd、 、Vd2を比較すると、va、〈v
a、、となる。即ら、低電圧駆動時において、コレクタ
・エミッタ間電圧\’CEがトランジスタベの飽和電圧
VCE(SAT)以下になると、ベース市流IBはベー
ス電極28からコレクタ電極26に流れ、この結果、V
CEか200〜100mV以下の低電圧となる場合、第
4図に示す特性領域Iのように反転比率がmな1っれる
。即ち、入力電流■1に対して出力電流I2はI、>1
2となり、反転比率が低下するごとになる。
また、この場合、1−ランジスク、1の出力コンダクタ
ンスll0Eが大きくなるため、コレクタ・エミッタ間
電圧VCEかトランジスタ2のコレクタ・エミッタ間電
圧VCE以上に高くなると、誤差電流か大となり、第4
図に示す特性領域Hのように反転比率が損なわれる。
ンスll0Eが大きくなるため、コレクタ・エミッタ間
電圧VCEかトランジスタ2のコレクタ・エミッタ間電
圧VCE以上に高くなると、誤差電流か大となり、第4
図に示す特性領域Hのように反転比率が損なわれる。
、−のように従来のトランジスタでは、コレクタ・エミ
ッタ間電圧VCEが100〜200mVから1■の極め
て狭い範囲においてしか精密な定電流特性が得られず、
例えば携州用のテープレコーダ等、3■駆動用のオーテ
ィオ機器に用いた場合、駆動時の電圧低下によって動作
特性が悪化し、正常な動作が得られないおそれがある。
ッタ間電圧VCEが100〜200mVから1■の極め
て狭い範囲においてしか精密な定電流特性が得られず、
例えば携州用のテープレコーダ等、3■駆動用のオーテ
ィオ機器に用いた場合、駆動時の電圧低下によって動作
特性が悪化し、正常な動作が得られないおそれがある。
ごのB 明は、コレクタ・エミッタ間電圧VCEの広い
変動範囲に対して安定した定電流特性を維持できるトラ
ンジスタの提供を目的とする。
変動範囲に対して安定した定電流特性を維持できるトラ
ンジスタの提供を目的とする。
この発明は、コレクタ領域の不純物濃度をエミッタ領域
のそれより高く設定したことを特徴とする。
のそれより高く設定したことを特徴とする。
以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第5図はこの発明のトランジスタの実施例を示している
。図において、シリコン等で形成された一導電型の半導
体基板32の表面に形成された反対導電型のエピタキシ
ャル層34は分離領域36で区画分離されてエミッタ領
域38と成っている。
。図において、シリコン等で形成された一導電型の半導
体基板32の表面に形成された反対導電型のエピタキシ
ャル層34は分離領域36で区画分離されてエミッタ領
域38と成っている。
このエミッタ領域38にはベース領域40が形成され、
このベース領域40の内部にはコレクタ領域42が形成
され、また、エミッタ領域38には電極を形成するため
の拡散領域43が形成され、[・ランジスクが構成され
ている。そして、エミッタ領域38の不純物濃度は低く
設定され、ベース領域40を介在して形成されたコレク
タ領域42の不純物濃度は、エミッタ領域38のそれよ
り高く設定されている。即ち、エミッタ領域38及びコ
レクタ領域42のそれぞれの不純物濃度は、従来のトラ
ンジスタにおけるエミッタ及びコレクタの不純物濃度の
割合を逆にしたような関係にある。
このベース領域40の内部にはコレクタ領域42が形成
され、また、エミッタ領域38には電極を形成するため
の拡散領域43が形成され、[・ランジスクが構成され
ている。そして、エミッタ領域38の不純物濃度は低く
設定され、ベース領域40を介在して形成されたコレク
タ領域42の不純物濃度は、エミッタ領域38のそれよ
り高く設定されている。即ち、エミッタ領域38及びコ
レクタ領域42のそれぞれの不純物濃度は、従来のトラ
ンジスタにおけるエミッタ及びコレクタの不純物濃度の
割合を逆にしたような関係にある。
そして、エミッタ領域38内の拡散領域43、ベース領
域40及びコレクタ領域42には、それぞれエミッタ電
極44、ベース電極46及びコレクタ電極48が形成さ
れている。
域40及びコレクタ領域42には、それぞれエミッタ電
極44、ベース電極46及びコレクタ電極48が形成さ
れている。
第6図は前記l−ランジスタを用いて構成した電流反転
回路を示している。この電流反転回路は、トランジスタ
50.52.54、及び定電流源56で構成され、1−
ランジスタ50.52は第5図に示すトランジスタで構
成されている。電源端子58には駆動電圧Vccが印加
され、トランジスタ52のコレクタに形成された反転電
流を取込む出力端子60と電源端子58との間には負荷
62か挿入されている。トランジスタ50.52.54
及び定電流源56の接続については、第1図に示す電流
反転回路と同様である。
回路を示している。この電流反転回路は、トランジスタ
50.52.54、及び定電流源56で構成され、1−
ランジスタ50.52は第5図に示すトランジスタで構
成されている。電源端子58には駆動電圧Vccが印加
され、トランジスタ52のコレクタに形成された反転電
流を取込む出力端子60と電源端子58との間には負荷
62か挿入されている。トランジスタ50.52.54
及び定電流源56の接続については、第1図に示す電流
反転回路と同様である。
以上の構成に基づきその動作を説明する。第5図に示す
ように、トランジスタ5o、52が構成された場合、(
・ランジスク5o、52のコレクタ電圧VCEが低下し
たとき、ベース・コレクタ間のダイオード電圧Vd、と
、ベース・エミッタ間のダイオード電圧Vd2とは、V
d、>Vd2となる。このようにダイオード電圧Vd、
、Vd2が従来のトランジスタの場合と逆になるので
、トランジスタ50.52のコレクタ・エミッタ間電圧
VC+:が低下しても、従来のようなベースがらコレク
タへのベース電流IBの流入はなく、各トランジスタ5
0.52の定電流特性は、例えば50mV程度まで維持
される。
ように、トランジスタ5o、52が構成された場合、(
・ランジスク5o、52のコレクタ電圧VCEが低下し
たとき、ベース・コレクタ間のダイオード電圧Vd、と
、ベース・エミッタ間のダイオード電圧Vd2とは、V
d、>Vd2となる。このようにダイオード電圧Vd、
、Vd2が従来のトランジスタの場合と逆になるので
、トランジスタ50.52のコレクタ・エミッタ間電圧
VC+:が低下しても、従来のようなベースがらコレク
タへのベース電流IBの流入はなく、各トランジスタ5
0.52の定電流特性は、例えば50mV程度まで維持
される。
また、l・ランジスク52のコレクタ領域42とベース
領域40におりる不純物濃度蓋が、従来のトランジスタ
のコレクタにおりる不純物濃度とベースにおける不純物
濃度の差より少なくなるため、出力コンダクタンスhO
Eが小さくなり、トランジスタ52のコレクタ電圧VC
Eが高い時、前記hoEによる誤差電流の発生が極めて
少なくなり、定電流性が向上する。
領域40におりる不純物濃度蓋が、従来のトランジスタ
のコレクタにおりる不純物濃度とベースにおける不純物
濃度の差より少なくなるため、出力コンダクタンスhO
Eが小さくなり、トランジスタ52のコレクタ電圧VC
Eが高い時、前記hoEによる誤差電流の発生が極めて
少なくなり、定電流性が向上する。
このように各トランジスタ50.52の特性からコレク
タ・エミッタ間電流VCEが低電圧になった場合でも、
電流比率は損なわれないため、第6図に示す電流反転回
路では、例えばトランジスタ52のコレクタ・エミッタ
間電圧VCEが50mV以」二で安定した定電流特性を
得ることができる。この場合、各1−ランシスタ50.
52の電流増幅率βが第5図Gこ示ずようなトランジス
タ構造をとることで小さくなるので、トランジスタ54
は各1〜ランシスタ50.52を駆動するために設置さ
れ、この駆動によって定電流特性か維持助長される。
タ・エミッタ間電流VCEが低電圧になった場合でも、
電流比率は損なわれないため、第6図に示す電流反転回
路では、例えばトランジスタ52のコレクタ・エミッタ
間電圧VCEが50mV以」二で安定した定電流特性を
得ることができる。この場合、各1−ランシスタ50.
52の電流増幅率βが第5図Gこ示ずようなトランジス
タ構造をとることで小さくなるので、トランジスタ54
は各1〜ランシスタ50.52を駆動するために設置さ
れ、この駆動によって定電流特性か維持助長される。
第7図はこの実施例におけるコレクタ・エミッタ間電圧
■こEに対する電流比率を示すものであり、従来の特性
Bに対し、この発明に係るトランジスタでは特性Aに示
すように安定した定電流特性か得られている。従って、
低電流駆動のテープレフーダ等携帯用の電子機器に使用
する集積回路の定電流回路等として有効に利用でき、安
定した動作特性を得ることができる。
■こEに対する電流比率を示すものであり、従来の特性
Bに対し、この発明に係るトランジスタでは特性Aに示
すように安定した定電流特性か得られている。従って、
低電流駆動のテープレフーダ等携帯用の電子機器に使用
する集積回路の定電流回路等として有効に利用でき、安
定した動作特性を得ることができる。
ま)こ、トランジスタ50.52は第5図に示すような
構造に形成することにより、第8図に示すように共通の
エミソク領域38の内部に共通のベース領域40を形成
し、このベース領域40に一定の間隔をおいて2つのコ
レクク領t542A、42Bを形成することにより、l
−ランジスタ50=52を共通のエピタキシャル層の領
域内に形成することができる。このようにすれば、各ト
ランジスタ50.52を個別に形成する場合に比較し、
集積回路がコンバクI・になり、半導体基板上の占める
面積の縮小を図ることができる。
構造に形成することにより、第8図に示すように共通の
エミソク領域38の内部に共通のベース領域40を形成
し、このベース領域40に一定の間隔をおいて2つのコ
レクク領t542A、42Bを形成することにより、l
−ランジスタ50=52を共通のエピタキシャル層の領
域内に形成することができる。このようにすれば、各ト
ランジスタ50.52を個別に形成する場合に比較し、
集積回路がコンバクI・になり、半導体基板上の占める
面積の縮小を図ることができる。
また、第9図に示すように、ベース領域4. OA、4
0Bを各トランジスタ50.52毎に形成してもよい。
0Bを各トランジスタ50.52毎に形成してもよい。
さらに、このような構造のトランジスタを構成すること
により、複数のトランジスタを共通のエピタキシャル層
の領域内に形成し、集積回路のコンパクト化を図ること
ができる。
により、複数のトランジスタを共通のエピタキシャル層
の領域内に形成し、集積回路のコンパクト化を図ること
ができる。
さらに、第10図に示すように、共通のエミッタ領域3
8に共通のベース領域40を形成し、このベース領域4
0に一定の間隔を置いて複数のコレクタ領域42A、4
..2B、42C142,Dを形成し、定電流源を構成
するトランジスタを複数設置すれば、集積回路の構成を
簡略化し、半導体基板32の面積を効率的に使用し、そ
のコンパクト化を図ることかできる。
8に共通のベース領域40を形成し、このベース領域4
0に一定の間隔を置いて複数のコレクタ領域42A、4
..2B、42C142,Dを形成し、定電流源を構成
するトランジスタを複数設置すれば、集積回路の構成を
簡略化し、半導体基板32の面積を効率的に使用し、そ
のコンパクト化を図ることかできる。
以上説明したようにこの発明によれば、エミッタ・コレ
クタ間電圧VCEの大きな変化範囲に対応し、安定した
定電流特性を得ることができ、低電圧で使用する集積回
路上の定電流源等に有効に用いることができる。
クタ間電圧VCEの大きな変化範囲に対応し、安定した
定電流特性を得ることができ、低電圧で使用する集積回
路上の定電流源等に有効に用いることができる。
第1図は従来の電流反転回路を示す回路図、第2図は従
来のトランジスタの構造を示す断面図、第3図はその動
作を示す説明図、第4図はその動作特性を示す説明図、
第5図はこの発明の1−ランシスタの実施例を示す断面
図、第6図はこの発明のトランジスタの実施例を示す回
路図、第7図はその動作特性を示す説明図、第8図ない
し第10図はこの発明の他の実施例を′示ず断面図であ
る。 38・ ・ ・エミッタ領域8.1o、40 A、40
B・・・ベース領域、42.42A、42B、42c1
42I〕・・・コレクタ領域。 第1図 第2図 第3図 第4図 ニル・クヅ・エミッタI?i’1ffll王V CE第
5図 ) 2 第6図 第7図 :: l/29 ・二c i ツタiiMJ下v1−1
゜第8図 ノ 2 第9図 第10図
来のトランジスタの構造を示す断面図、第3図はその動
作を示す説明図、第4図はその動作特性を示す説明図、
第5図はこの発明の1−ランシスタの実施例を示す断面
図、第6図はこの発明のトランジスタの実施例を示す回
路図、第7図はその動作特性を示す説明図、第8図ない
し第10図はこの発明の他の実施例を′示ず断面図であ
る。 38・ ・ ・エミッタ領域8.1o、40 A、40
B・・・ベース領域、42.42A、42B、42c1
42I〕・・・コレクタ領域。 第1図 第2図 第3図 第4図 ニル・クヅ・エミッタI?i’1ffll王V CE第
5図 ) 2 第6図 第7図 :: l/29 ・二c i ツタiiMJ下v1−1
゜第8図 ノ 2 第9図 第10図
Claims (1)
- コレクタ領域の不純物濃度をエミッタ領域のそれより高
く設定したことを特徴とするl・ランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3123783A JPS59158554A (ja) | 1983-02-27 | 1983-02-27 | トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3123783A JPS59158554A (ja) | 1983-02-27 | 1983-02-27 | トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59158554A true JPS59158554A (ja) | 1984-09-08 |
Family
ID=12325789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3123783A Pending JPS59158554A (ja) | 1983-02-27 | 1983-02-27 | トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59158554A (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4842390A (ja) * | 1971-09-30 | 1973-06-20 | ||
JPS50142181A (ja) * | 1974-05-07 | 1975-11-15 | ||
JPS5198986A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-08-31 | ||
JPS51107779A (ja) * | 1975-02-19 | 1976-09-24 | Siemens Ag | |
JPS5380181A (en) * | 1976-12-25 | 1978-07-15 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
-
1983
- 1983-02-27 JP JP3123783A patent/JPS59158554A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4842390A (ja) * | 1971-09-30 | 1973-06-20 | ||
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JPS51107779A (ja) * | 1975-02-19 | 1976-09-24 | Siemens Ag | |
JPS5198986A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-08-31 | ||
JPS5380181A (en) * | 1976-12-25 | 1978-07-15 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
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