JPS5981920A - アナログスイツチ回路 - Google Patents
アナログスイツチ回路Info
- Publication number
- JPS5981920A JPS5981920A JP57192952A JP19295282A JPS5981920A JP S5981920 A JPS5981920 A JP S5981920A JP 57192952 A JP57192952 A JP 57192952A JP 19295282 A JP19295282 A JP 19295282A JP S5981920 A JPS5981920 A JP S5981920A
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- JP
- Japan
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- voltage
- source
- transistor
- fet
- gate
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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
- H03K17/687—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 field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
- H03K17/145—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
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- Electronic Switches (AREA)
- Junction Field-Effect 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】
発明の技術分野
本発明は、接合型電界効果トランジスタを用いたアナロ
グスイッチ回路に関し、特にそのオン抵抗の非対称性を
改善し2次歪を低減しようとするものである。
グスイッチ回路に関し、特にそのオン抵抗の非対称性を
改善し2次歪を低減しようとするものである。
従来技術と問題点
接合型電界効果トランジスタ(FET)のオン、オフで
アナログ信号をスイッチングする回路では、該FETの
オン抵抗がソースドレイン電圧の大きさ及び極性で変動
し、ひいては2次歪の発生原因となる。第1図は従来の
アナログスイッチ回路の一例で、Joはスイッチング用
のPチャネル接合型FB’T(以下1−FETと略ず)
、IDは定電流源、EKはJ FET Joをオン
、オフさ−Uるもしくは導通度を変えるだめの電圧源、
JlはJoのソース電圧検出用のJ−FETである。J
−FET Joは電圧EKが高りればソースSとドレ
インDとの間のチャネルがゲーI Gによる空乏層でピ
ンチオフされてオフになり、該電圧が低ければオンにな
る。スイッチング動作の基本は、制御回路(f&述する
)によって」二記の如く電圧EKを高、低に切換えるこ
とにより行われるが、J−FETJ+はこのときJ−F
B”!−Joのソ−スSの電圧を検出し、J FET
Joのゲート、ソース間電圧vcsoがソースSの
電圧によらず一定になるようにゲー1− Gの電圧を補
正する。
アナログ信号をスイッチングする回路では、該FETの
オン抵抗がソースドレイン電圧の大きさ及び極性で変動
し、ひいては2次歪の発生原因となる。第1図は従来の
アナログスイッチ回路の一例で、Joはスイッチング用
のPチャネル接合型FB’T(以下1−FETと略ず)
、IDは定電流源、EKはJ FET Joをオン
、オフさ−Uるもしくは導通度を変えるだめの電圧源、
JlはJoのソース電圧検出用のJ−FETである。J
−FET Joは電圧EKが高りればソースSとドレ
インDとの間のチャネルがゲーI Gによる空乏層でピ
ンチオフされてオフになり、該電圧が低ければオンにな
る。スイッチング動作の基本は、制御回路(f&述する
)によって」二記の如く電圧EKを高、低に切換えるこ
とにより行われるが、J−FETJ+はこのときJ−F
B”!−Joのソ−スSの電圧を検出し、J FET
Joのゲート、ソース間電圧vcsoがソースSの
電圧によらず一定になるようにゲー1− Gの電圧を補
正する。
一般にJ−FETでは第2図に示す如く飽和領域及び非
飽和領域を持ち、飽和領域では下式が成り立つ。
飽和領域を持ち、飽和領域では下式が成り立つ。
」1式でVGSはゲート、ソース間電圧、IDはドレイ
ン電流、ID5sはVcs=O時の飽和ドレイン電流、
Vpはピンチオフ電圧である。これに対し非飽和領域で
は下式が成り立つ。
ン電流、ID5sはVcs=O時の飽和ドレイン電流、
Vpはピンチオフ電圧である。これに対し非飽和領域で
は下式が成り立つ。
上式でVOSはトレイン、ソース間電圧、RminばV
DS=0、VGS = 0時のソース、ドレイン間抵抗
である。
DS=0、VGS = 0時のソース、ドレイン間抵抗
である。
第1図の回路ではJ−FETJIのドレイン電流IDI
が定電流源IDにより規定される(EKによる逆バイ
アスでJO,、Jlのグー1〜電流は流れない)ので、
(11式によりそのケート、ソース間電圧VGsI
は一定となる。またJ l”ET Jnのゲー1〜
、ソース間電圧VGSOもV asに関係なく定まるた
め、(2)式をV DSについて微分するととなる。従
って、ソース、トレイン間の微分抵抗ROMは となる。但し、VDsく0である。
が定電流源IDにより規定される(EKによる逆バイ
アスでJO,、Jlのグー1〜電流は流れない)ので、
(11式によりそのケート、ソース間電圧VGsI
は一定となる。またJ l”ET Jnのゲー1〜
、ソース間電圧VGSOもV asに関係なく定まるた
め、(2)式をV DSについて微分するととなる。従
って、ソース、トレイン間の微分抵抗ROMは となる。但し、VDsく0である。
ところで、VDS>0のときPチャネルのJ−FETは
VGSに代ってVGDがI I)を支配するので、とな
る。ところが前述したようにVGSが一定である ノこ
め VGD””VGS VDS を(4)式に代入してROMを求めるととなる。以上の
(31,(51式を1νIll>IVGsI。
VGSに代ってVGDがI I)を支配するので、とな
る。ところが前述したようにVGSが一定である ノこ
め VGD””VGS VDS を(4)式に代入してROMを求めるととなる。以上の
(31,(51式を1νIll>IVGsI。
lVp l > l V(、D Iという条件で図示す
ると第3図のようになり、Vrls〈0ではRONがV
DS=Oの場合より大きくなり、逆にvDs>oでは小
さくなり、非対称性を示す。なお第3図ではVp= 1
.5 V、V+、;So= 0.8 V (VDSO=
0 )とした。R(INが非対称であると電圧、電流
特性も当然非対称であり、2次歪を生じる。
ると第3図のようになり、Vrls〈0ではRONがV
DS=Oの場合より大きくなり、逆にvDs>oでは小
さくなり、非対称性を示す。なお第3図ではVp= 1
.5 V、V+、;So= 0.8 V (VDSO=
0 )とした。R(INが非対称であると電圧、電流
特性も当然非対称であり、2次歪を生じる。
発明の目的
本発明は、スイッチング用、1FETのトレイン側から
も電圧を検出してオン抵抗の変化を対称的にし、オン抵
抗を安定化すると共に2次歪を低減しようとするもので
ある。
も電圧を検出してオン抵抗の変化を対称的にし、オン抵
抗を安定化すると共に2次歪を低減しようとするもので
ある。
発明の構成
本発明は、入力信号をスイッチングする第1の接合型電
界効果トランジスタと、該1−ランジスタのゲートに印
加する電圧を変えて該トランジスタの導通を制御する電
圧源と、該トランジスタのソー゛ス電圧を検出して該ト
ランジスタの導通時に於りるゲート、ソース間電圧を一
定に保持する第2の接合型電界効果トランジスタと、該
第1の接合型電界効果トランジスタのFし・イン電圧を
検出して該第1のトランジスタの導通時に於けるゲー1
−。
界効果トランジスタと、該1−ランジスタのゲートに印
加する電圧を変えて該トランジスタの導通を制御する電
圧源と、該トランジスタのソー゛ス電圧を検出して該ト
ランジスタの導通時に於りるゲート、ソース間電圧を一
定に保持する第2の接合型電界効果トランジスタと、該
第1の接合型電界効果トランジスタのFし・イン電圧を
検出して該第1のトランジスタの導通時に於けるゲー1
−。
ドレイン間電圧を一定に保持する第3の接合型電界効果
トランジスタとを備えてなることを特徴とするが、以下
図示の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
トランジスタとを備えてなることを特徴とするが、以下
図示の実施例を参照しながらこれを詳細に説明する。
発明の実施例
第4図は本発明の一実施例を示す回路図で、J−FET
Joのトレイン電圧を検出し°ζζゲート型圧を補正す
るJ FET J2を追加した点が第1図と異なる
。本例の回路ではJ −F F、 TJ nのVDSO
の絶対値が大きいとき低電位側の電極に接続されノこJ
FET JlまたはJ2のソース電圧によってJ
−FET 、Joのゲート電圧が支配される。つまり
、VDSCI<0(ソースSよりドレインDが低い)の
時はJ−FETJ2が支配的となり、J FET
Joのデー1−電位は■美0=0のときより下がる。こ
の結果ソース、トレイン間の微分抵抗RONはvDs=
oより低下する。
Joのトレイン電圧を検出し°ζζゲート型圧を補正す
るJ FET J2を追加した点が第1図と異なる
。本例の回路ではJ −F F、 TJ nのVDSO
の絶対値が大きいとき低電位側の電極に接続されノこJ
FET JlまたはJ2のソース電圧によってJ
−FET 、Joのゲート電圧が支配される。つまり
、VDSCI<0(ソースSよりドレインDが低い)の
時はJ−FETJ2が支配的となり、J FET
Joのデー1−電位は■美0=0のときより下がる。こ
の結果ソース、トレイン間の微分抵抗RONはvDs=
oより低下する。
一方、VDSO>O(ドレインDよりソースSが低い)
のときはJ−FET Jlが支配的となり、回路の対
称性からやはり■DS−0よりRONが低−トする。
のときはJ−FET Jlが支配的となり、回路の対
称性からやはり■DS−0よりRONが低−トする。
これを以下で解析する。但し、簡略化のためにJl、J
2のRmin 、 I DSS 、 Vpは等しい
ものとする。定電流IDは両ドレイン電流11)1.I
D2の和であるから、 (1)式より VDSII °VC,S2 VGSI
“2゛°0−1°(7)となる。また、I FET
Joのソース、ドレイン間の微分抵抗ROMは、v
csoがvo’;oの関数であることから となる。イロし、vcso<oである。
2のRmin 、 I DSS 、 Vpは等しい
ものとする。定電流IDは両ドレイン電流11)1.I
D2の和であるから、 (1)式より VDSII °VC,S2 VGSI
“2゛°0−1°(7)となる。また、I FET
Joのソース、ドレイン間の微分抵抗ROMは、v
csoがvo’;oの関数であることから となる。イロし、vcso<oである。
(7)式を(6)式に代入してVGS2を消去するとと
なり、また VGSO”EK VGSI °−◆
1−100)であるから、 となる。得られた(9)〜(11)式を(8)式に代入
すると、RCINをVDSOの関数として表わすことが
できる。第5図は第4図に関し従来回路と同様にVp=
1.5■、VGSO=0.8V (Vnso =0)
、rD/2 ID5S =0.5 (つまりVcs+
= VC,S2 = 0.44V、VDSO=OV
) 、EK =1.24Vとして計算したR CIJの
特性図で、VDSOの極性によらずVDS−〇から遠ざ
かるにつれ低下する対称性が示されている。
なり、また VGSO”EK VGSI °−◆
1−100)であるから、 となる。得られた(9)〜(11)式を(8)式に代入
すると、RCINをVDSOの関数として表わすことが
できる。第5図は第4図に関し従来回路と同様にVp=
1.5■、VGSO=0.8V (Vnso =0)
、rD/2 ID5S =0.5 (つまりVcs+
= VC,S2 = 0.44V、VDSO=OV
) 、EK =1.24Vとして計算したR CIJの
特性図で、VDSOの極性によらずVDS−〇から遠ざ
かるにつれ低下する対称性が示されている。
第6図は具体例で、Ja=J2は第4図と同様のJ−F
ET、J3〜J6は他のJ−FET、Q〜Q5はnpn
トランジスタ、Q6はpnp1−ランジスタ、R+−
Raは抵抗である。動作を説明する。
ET、J3〜J6は他のJ−FET、Q〜Q5はnpn
トランジスタ、Q6はpnp1−ランジスタ、R+−
Raは抵抗である。動作を説明する。
先ず、入力INがL(ロー)レベルの場合はエミッタ結
合のトランジスタQ2がオフ、Q3がオンで抵抗RIに
電流が流れる。このとき抵抗R1に発生する電圧をJ−
FETのピンチオフ電圧Vp以」二に選んでおくことに
よりJ−FETJ5ばカットオフする。この結果J−F
ET JOに電流が流れず、しかもJOのゲー1−、ソ
ース間がショートされているのでJo内の電圧降下がな
くなる。
合のトランジスタQ2がオフ、Q3がオンで抵抗RIに
電流が流れる。このとき抵抗R1に発生する電圧をJ−
FETのピンチオフ電圧Vp以」二に選んでおくことに
よりJ−FETJ5ばカットオフする。この結果J−F
ET JOに電流が流れず、しかもJOのゲー1−、ソ
ース間がショートされているのでJo内の電圧降下がな
くなる。
J−FET J5.JOとpnp )ランジスタQ6
は第4図の電圧EKを発生ずる回路であるが、トランジ
スタJ6の電圧降下がないとEKばトランジスタQ6の
ベース、エミッタ間電圧VBE(約0゜7V)に低下す
るのでスイッチング用のJ−FETJoはオンする。J
FE’F Jaば定電流源IDとして作用する。
は第4図の電圧EKを発生ずる回路であるが、トランジ
スタJ6の電圧降下がないとEKばトランジスタQ6の
ベース、エミッタ間電圧VBE(約0゜7V)に低下す
るのでスイッチング用のJ−FETJoはオンする。J
FE’F Jaば定電流源IDとして作用する。
逆に入力INがH(ハイ)レベルの場合は、トランジス
タQ2がオン、Q3がオフとなって抵抗R1の電圧降下
が無視できる状態になり、J−FETJ5のゲート、ソ
ース間電圧がOV付近になる。この結果J−FET
JOがオンするが、このときJ5のID5SをJOのI
D5Sより十分大きく (例えば10倍以上)選定して
おくことにより、J5は非飽和、JOは飽和領域に入り
、VDS5シvρ、VDS6>Vl)となる。このため
トランジスタQ6のエミッタ電位と無関係にJ FE
T Jaのゲート電位はVce近くに上昇しオフする
。こうして入力INのH,Lによりアリ川゛Jグスイソ
チ、J oはオンオフする。尚、J−FETJ 1.
J 2のソース側に−VERを印加する理由は、本ア
ナログスイソヂを負電位に対しても動作可能とするため
で、アース電位はロジックレヘルの基準電位として用い
ている。
タQ2がオン、Q3がオフとなって抵抗R1の電圧降下
が無視できる状態になり、J−FETJ5のゲート、ソ
ース間電圧がOV付近になる。この結果J−FET
JOがオンするが、このときJ5のID5SをJOのI
D5Sより十分大きく (例えば10倍以上)選定して
おくことにより、J5は非飽和、JOは飽和領域に入り
、VDS5シvρ、VDS6>Vl)となる。このため
トランジスタQ6のエミッタ電位と無関係にJ FE
T Jaのゲート電位はVce近くに上昇しオフする
。こうして入力INのH,Lによりアリ川゛Jグスイソ
チ、J oはオンオフする。尚、J−FETJ 1.
J 2のソース側に−VERを印加する理由は、本ア
ナログスイソヂを負電位に対しても動作可能とするため
で、アース電位はロジックレヘルの基準電位として用い
ている。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、スイッチ用接合型F
ETのソースのみならずドレインからも電圧を検出して
そのゲート電圧を補正するので該FETのソースドレイ
ン電圧が正、負に変ってもオン抵抗の変化幅が圧縮され
、且つその特性がソースドレイン電圧の極性に関して対
称性を示すよ・うになるので2次歪が低減される利点が
ある。
ETのソースのみならずドレインからも電圧を検出して
そのゲート電圧を補正するので該FETのソースドレイ
ン電圧が正、負に変ってもオン抵抗の変化幅が圧縮され
、且つその特性がソースドレイン電圧の極性に関して対
称性を示すよ・うになるので2次歪が低減される利点が
ある。
第1図は従来のアナログスイッチ回路の要部回路図、第
2図は接合型F E Tの静特性図、第3図は第1図の
オン抵抗特性図、第4図は本発明の一実施例を示す要部
回路図、第5図はそのオン抵抗特性図、第6図は具体例
を示す回路図である。 図中、Joはスイッチング用接合型FET、J+J2は
電圧検出用接合型FET、E、Cは駆動電圧源、IDは
定電流源である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
2図は接合型F E Tの静特性図、第3図は第1図の
オン抵抗特性図、第4図は本発明の一実施例を示す要部
回路図、第5図はそのオン抵抗特性図、第6図は具体例
を示す回路図である。 図中、Joはスイッチング用接合型FET、J+J2は
電圧検出用接合型FET、E、Cは駆動電圧源、IDは
定電流源である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 入力信号をスイッチングする第1の接合型電界効果I・
ランジスタと、該トランジスタのゲートに印加する電圧
を変えて該トランジスタの導通を制御する電圧源と、該
トランジスタのソース電圧を検出して該トランジスタの
導通時に於けるゲー1−。 ソース間電圧を一定に保持する第2の接合型電界効果ト
ランジスタと、該第1の接合型電界効果トランジスタの
ドレイン電圧を検出して該第1のトランジスタの導通時
に於けるゲート トレイン間電圧を一定に保持する第3
の接合型電界効果トランジスタとを備えてなることを特
徴とするアナログスイッチ回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57192952A JPS5981920A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | アナログスイツチ回路 |
| US06/547,236 US4551644A (en) | 1982-11-02 | 1983-10-31 | Field effect transistor gate circuit for analog signals |
| DE8383306657T DE3377258D1 (en) | 1982-11-02 | 1983-11-02 | Field effect transistor gate circuit for switching analog signals |
| EP83306657A EP0108603B1 (en) | 1982-11-02 | 1983-11-02 | Field effect transistor gate circuit for switching analog signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57192952A JPS5981920A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | アナログスイツチ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981920A true JPS5981920A (ja) | 1984-05-11 |
| JPH035690B2 JPH035690B2 (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=16299745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57192952A Granted JPS5981920A (ja) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | アナログスイツチ回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4551644A (ja) |
| EP (1) | EP0108603B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5981920A (ja) |
| DE (1) | DE3377258D1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4765184A (en) * | 1986-02-25 | 1988-08-23 | Delatorre Leroy C | High temperature switch |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501630A (ja) * | 1973-05-04 | 1975-01-09 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3313358A (en) * | 1964-04-01 | 1967-04-11 | Chevron Res | Conductor casing for offshore drilling and well completion |
| CA810796A (en) * | 1966-07-25 | 1969-04-15 | International Business Machines Corporation | Field-effect, electronic switch |
| US3558921A (en) * | 1967-01-23 | 1971-01-26 | Hitachi Ltd | Analog signal control switch |
| US3519852A (en) * | 1967-09-26 | 1970-07-07 | Westinghouse Electric Corp | Low power analog switch |
| US3740581A (en) * | 1972-03-08 | 1973-06-19 | Hughes Aircraft Co | Precision switching circuit for analog signals |
| JPS5010545A (ja) * | 1973-05-24 | 1975-02-03 | ||
| US3902078A (en) * | 1974-04-01 | 1975-08-26 | Crystal Ind Inc | Analog switch |
| US3916222A (en) * | 1974-05-28 | 1975-10-28 | Nat Semiconductor Corp | Field effect transistor switching circuit |
| US3955103A (en) * | 1975-02-12 | 1976-05-04 | National Semiconductor Corporation | Analog switch |
| US4042836A (en) * | 1976-04-12 | 1977-08-16 | National Semiconductor Corporation | Field effect transistor switch |
| US4103186A (en) * | 1977-03-24 | 1978-07-25 | National Semiconductor Corporation | Low power jfet switch |
| JPS5647128A (en) * | 1979-09-26 | 1981-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Switch circuit |
| JPS6049378B2 (ja) * | 1980-03-29 | 1985-11-01 | 日本ビクター株式会社 | Fetスイツチ回路 |
| DE3226339C2 (de) * | 1981-07-17 | 1985-12-19 | Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki, Kanagawa | Analoge Schaltervorrichtung mit MOS-Transistoren |
-
1982
- 1982-11-02 JP JP57192952A patent/JPS5981920A/ja active Granted
-
1983
- 1983-10-31 US US06/547,236 patent/US4551644A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-11-02 DE DE8383306657T patent/DE3377258D1/de not_active Expired
- 1983-11-02 EP EP83306657A patent/EP0108603B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS501630A (ja) * | 1973-05-04 | 1975-01-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4551644A (en) | 1985-11-05 |
| EP0108603A3 (en) | 1986-02-05 |
| EP0108603A2 (en) | 1984-05-16 |
| EP0108603B1 (en) | 1988-06-29 |
| DE3377258D1 (en) | 1988-08-04 |
| JPH035690B2 (ja) | 1991-01-28 |
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