JPS60201703A - 発振器 - Google Patents
発振器Info
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- JPS60201703A JPS60201703A JP5729084A JP5729084A JPS60201703A JP S60201703 A JPS60201703 A JP S60201703A JP 5729084 A JP5729084 A JP 5729084A JP 5729084 A JP5729084 A JP 5729084A JP S60201703 A JPS60201703 A JP S60201703A
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- Japan
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- circuit
- high frequency
- feedback
- gate
- oscillation
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Links
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
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- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/326—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator the resonator being an acoustic wave device, e.g. SAW or BAW device
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (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〕
この発明は1周波数変換に用いられる局部発振器等の発
振器に係り、特にGaAs(ガリウムする。
振器に係り、特にGaAs(ガリウムする。
一般に、CATV等に用いられる広帯域の受る。このダ
ブルス−パーヘテロダイン方式として、第1の混合器で
信号周波数を一担、所定の周波数に上げ、第2の混合器
で所要の中間周波数に下げる方式がある。この方式は9
通常アップダウンチューナと呼ばれ、広帯域の受信回路
。
ブルス−パーヘテロダイン方式として、第1の混合器で
信号周波数を一担、所定の周波数に上げ、第2の混合器
で所要の中間周波数に下げる方式がある。この方式は9
通常アップダウンチューナと呼ばれ、広帯域の受信回路
。
例えばテレビ信号の様にVHF帯からUHF帯までを帯
域の切換なしで全バンドを一つの同調回路で受信する場
合に用いられる。このようなアップダウンチューナでは
9局部発振器としては高周波で安定な発振器が、信号周
波数を変換する上で必要となる。
域の切換なしで全バンドを一つの同調回路で受信する場
合に用いられる。このようなアップダウンチューナでは
9局部発振器としては高周波で安定な発振器が、信号周
波数を変換する上で必要となる。
帰還発振器は、出力の一部が帰還路を通じて入力側に帰
還したとき、このループの位相が同相で利得が1以上で
あれば発振回路が形成される。第1図は、帰還発振器の
原理を示すu路図であり、1は帰還信号を増幅する増幅
回路、2得るための帰還回路であり9発振信号は端子3
に得る。この帰還発振回路は、増幅器1.帰還回路2を
夫々yパラメータで表わすと第2図のようになる。そし
て、この場合、全体のYパラメータは次式で示される。
還したとき、このループの位相が同相で利得が1以上で
あれば発振回路が形成される。第1図は、帰還発振器の
原理を示すu路図であり、1は帰還信号を増幅する増幅
回路、2得るための帰還回路であり9発振信号は端子3
に得る。この帰還発振回路は、増幅器1.帰還回路2を
夫々yパラメータで表わすと第2図のようになる。そし
て、この場合、全体のYパラメータは次式で示される。
Yn=yi+yt1・・・・・・・・・・・・・・・(
1)YI2 =yr+ y12・・・・・・・・・・・
・・・・(2)Y21 =yf+yzs・・・・・・・
・・・・・・・・(3)Y22 = yo十y22・・
・・・・・・・・・・・・・(4)また、第2図で電流
i+、i2 に着目すると。
1)YI2 =yr+ y12・・・・・・・・・・・
・・・・(2)Y21 =yf+yzs・・・・・・・
・・・・・・・・(3)Y22 = yo十y22・・
・・・・・・・・・・・・・(4)また、第2図で電流
i+、i2 に着目すると。
これらの電流は次式で示すことができる。
i 1 =Y1ffl+Y12v2−・−・・・・・(
51i 2 = Y21Vl+Y22V2−−−−・・
−・−(5)回路が発振するということは、入力端子1
K が零にも拘らず、電圧v +、 V 2が発生する
ことであ上記第(7)式において分母が零となるとv2
は無限大どなり、この回路は発振する。即ち A = YlIY22− Y12Y21・・・・・・・
・・・・・・・・(8)が零となれば回路はその周波数
で発振する。第(8)式を実数部と丸数部に分けて考え
。
51i 2 = Y21Vl+Y22V2−−−−・・
−・−(5)回路が発振するということは、入力端子1
K が零にも拘らず、電圧v +、 V 2が発生する
ことであ上記第(7)式において分母が零となるとv2
は無限大どなり、この回路は発振する。即ち A = YlIY22− Y12Y21・・・・・・・
・・・・・・・・(8)が零となれば回路はその周波数
で発振する。第(8)式を実数部と丸数部に分けて考え
。
Im(YttYzz −Y12Y21 )= 0・−・
・・・、、−・・・(X))の2式が満足されると回路
は発振する。上記第9式で、rは発振のしやすさを表わ
す定数で。
・・・、、−・・・(X))の2式が満足されると回路
は発振する。上記第9式で、rは発振のしやすさを表わ
す定数で。
1より大きいと発振し、その値が大きいほど発振しやす
い。このrは通常2〜10程度に選定される。
い。このrは通常2〜10程度に選定される。
従来、上記帰還回路は、LC共振回路、セラミック共振
素子を用いた共振回路等が用いられていたが、LC共振
回路にあっては回路のQが周波数によって変化し、更に
は寄生素子等が問題となり高周波域において安定した発
振が望めん ない。また、セラミック共振素子を用いれ回路にあって
は、共振特性と安定性に問題がある。
素子を用いた共振回路等が用いられていたが、LC共振
回路にあっては回路のQが周波数によって変化し、更に
は寄生素子等が問題となり高周波域において安定した発
振が望めん ない。また、セラミック共振素子を用いれ回路にあって
は、共振特性と安定性に問題がある。
更に、上述した発振器は、温度変化に対する安定性の点
に関しても問題を有する。
に関しても問題を有する。
〔発明の目的J
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、高
周波の追随性及び温度変化に対し発振周波数を安定にす
る観点から、AaGsFETを用いて発振回路を構成し
安定した発振動作を行なう発振回路を提供することを目
的とする。
周波の追随性及び温度変化に対し発振周波数を安定にす
る観点から、AaGsFETを用いて発振回路を構成し
安定した発振動作を行なう発振回路を提供することを目
的とする。
この発明では、帰還増幅回路にGa As F E T
を用い、この帰還増幅回路のバイアスを高周波成分によ
る影響を安定化して、高周波的にも温度変化に対しても
安定した高周波発信信号を得る。
を用い、この帰還増幅回路のバイアスを高周波成分によ
る影響を安定化して、高周波的にも温度変化に対しても
安定した高周波発信信号を得る。
第3図は、この発明に係る発振器の一実施例であり、帰
還増幅器の能動素子としてGa As XITを用い、
帰還回路に弾性表面波フィルりを用いである。
還増幅器の能動素子としてGa As XITを用い、
帰還回路に弾性表面波フィルりを用いである。
第3図は2例えば、CATV等でテレビジョン信号を扱
う場合に広帯域の信号を帯域の切換なしに受信を可能と
する。2つの混合器を用いたアップダウンチューナにこ
の発明に係る発振器を適用した例を示す。この第3図に
示した発ン 振回路は、アップダウンチューナのダウンコナバータの
発振器として用いられる。第3図中。
う場合に広帯域の信号を帯域の切換なしに受信を可能と
する。2つの混合器を用いたアップダウンチューナにこ
の発明に係る発振器を適用した例を示す。この第3図に
示した発ン 振回路は、アップダウンチューナのダウンコナバータの
発振器として用いられる。第3図中。
10は帰還増幅器をなすGa As F E Tであり
、第1のゲー)Gl、第2のゲー)G2 を有する。ま
た11は帰還経路を構成する表面波共振子で1表面波共
振子は伝播関数、を設定しやすい点や温度変化による影
響が小さいという特徴を有する。
、第1のゲー)Gl、第2のゲー)G2 を有する。ま
た11は帰還経路を構成する表面波共振子で1表面波共
振子は伝播関数、を設定しやすい点や温度変化による影
響が小さいという特徴を有する。
表面波共振子11の入力端は、整合用インダクタンスL
1 で入力インピーダンスが低下するのを防ぎ、帰還信
号の減衰を防ぐ。また上記表面波共振子11の出力側の
損失は、インダクタンスL2によって防ぎ出力インピー
ダンスの整合作用をなす。また9表面波共振子11の出
力側のコンデンサC1は直流分を遮断するものであり、
更に・抵抗R1は電源投入時等において過渡的な電圧か
ら上記表面波共振子11が破損するのを防止するための
リーク抵抗である。また、抵抗R2コンデンサC2は、
上記Ga As F E TIOのソースに対するバイ
アス回路をなす。更に、抵抗Ra。
1 で入力インピーダンスが低下するのを防ぎ、帰還信
号の減衰を防ぐ。また上記表面波共振子11の出力側の
損失は、インダクタンスL2によって防ぎ出力インピー
ダンスの整合作用をなす。また9表面波共振子11の出
力側のコンデンサC1は直流分を遮断するものであり、
更に・抵抗R1は電源投入時等において過渡的な電圧か
ら上記表面波共振子11が破損するのを防止するための
リーク抵抗である。また、抵抗R2コンデンサC2は、
上記Ga As F E TIOのソースに対するバイ
アス回路をなす。更に、抵抗Ra。
R4,−y ンf ン−fc3 はGaAsFET10
のゲートG2 に対するバイアス回路を構成する。端子
lは発振器に対するバイアス電圧を供給するバイアス電
源であり、抵抗R5は帰還率に関与する抵抗である。
のゲートG2 に対するバイアス回路を構成する。端子
lは発振器に対するバイアス電圧を供給するバイアス電
源であり、抵抗R5は帰還率に関与する抵抗である。
上記実施例では2発振周波数は帰還回路を構成する表面
波共振子11の周波数特性によって発振周波数が主とし
て決められる。そして帰還増幅回路は、デュアルゲート
のC11As FETを用いている。C1Asを用いた
デュアルゲートのFETは、ゲートがショットキー構造
となっているが、ゲートの電気的性質はPN接合に非常
に似ている。また材料としてG15As を用いること
で、移動度非常に太き(することができ例えば、5.0
0(1)m2/■・S の値が実現される。また。
波共振子11の周波数特性によって発振周波数が主とし
て決められる。そして帰還増幅回路は、デュアルゲート
のC11As FETを用いている。C1Asを用いた
デュアルゲートのFETは、ゲートがショットキー構造
となっているが、ゲートの電気的性質はPN接合に非常
に似ている。また材料としてG15As を用いること
で、移動度非常に太き(することができ例えば、5.0
0(1)m2/■・S の値が実現される。また。
これ以上電界をかけても電子速度が一定となる飽和速度
電界も、シリコンを用いたものが12.5kv / m
である+7)ic対しGa A、 0)場合には3.9
kV / cm程度となる。このためGa Asを用い
たFETの特性として高周波においてゲートコンダクタ
ンスが小さく、かつ順伝達アドミッタンスが大きいため
、利得が大きく、、 NF (ノイズフィギュア)が小
さい点があげられる。このようなGa Asの特質を本
実施では、コンバータの発振器として利用しているので
安定した発振周波数信号を、コンデンサC6を介して端
子13に得ることができる。
電界も、シリコンを用いたものが12.5kv / m
である+7)ic対しGa A、 0)場合には3.9
kV / cm程度となる。このためGa Asを用い
たFETの特性として高周波においてゲートコンダクタ
ンスが小さく、かつ順伝達アドミッタンスが大きいため
、利得が大きく、、 NF (ノイズフィギュア)が小
さい点があげられる。このようなGa Asの特質を本
実施では、コンバータの発振器として利用しているので
安定した発振周波数信号を、コンデンサC6を介して端
子13に得ることができる。
このように、GaAsを帰還増幅回路として用 ・いた
この実施例では、高域周波数特性に優れた発振器が提供
されるが、高周波特性に優れているが故に9例えばテレ
ビジョン信号のVHF帯アップダウンチューナに好適な
発振器を得ることができる。高周波特性に優れたこの発
明に係る上記実施例では、高周波に対する利得が大きい
ことから9回路基板に素子を実装するにあたっては、G
aAsFET10−の入力側で不要高周波信号が十分側
路する必要がある。この点に関しでは、第4図に示すよ
うにGa h F E TのゲートG1 側の交流的な
アース点EAtと02 側のアース点EA2とを近接し
である。これは、ゲートGl 側のアース点とゲートG
2 側のアース点との間に高周波電流が分布し、これら
2つのアース電位間に電位差が生じ、雑音成分がGa
As FETのゲートG2 側に印加され、高利得で増
幅されてNF (雑音指数)が悪化するのを防ぐためで
ある。
この実施例では、高域周波数特性に優れた発振器が提供
されるが、高周波特性に優れているが故に9例えばテレ
ビジョン信号のVHF帯アップダウンチューナに好適な
発振器を得ることができる。高周波特性に優れたこの発
明に係る上記実施例では、高周波に対する利得が大きい
ことから9回路基板に素子を実装するにあたっては、G
aAsFET10−の入力側で不要高周波信号が十分側
路する必要がある。この点に関しでは、第4図に示すよ
うにGa h F E TのゲートG1 側の交流的な
アース点EAtと02 側のアース点EA2とを近接し
である。これは、ゲートGl 側のアース点とゲートG
2 側のアース点との間に高周波電流が分布し、これら
2つのアース電位間に電位差が生じ、雑音成分がGa
As FETのゲートG2 側に印加され、高利得で増
幅されてNF (雑音指数)が悪化するのを防ぐためで
ある。
第5図は、この発明に係る発振器の他の実施例を示す回
路図であり、第3図に示す実施例とは、コンデンサC7
をゲートG2 と電源端子3間に接続した点にある。第
3図に示した回路に巧 対応する部分については同−付号を得しその説明を省略
する。
路図であり、第3図に示す実施例とは、コンデンサC7
をゲートG2 と電源端子3間に接続した点にある。第
3図に示した回路に巧 対応する部分については同−付号を得しその説明を省略
する。
QIAs F E Tは上述したように、そのキャリア
の移動度はSi (シリコン)を用いたFBTの場合に
比し非常に大きい。この移動度が大きいことにより9通
常は、電源端子12には12Vの電圧が印加されるが、
電源電圧が12Vよりも高(なると、FETl0の利得
が増加する。このため9抵抗R3での電圧降下が太き(
なりゲー)G2の電位がさがる。また、:p(イアス抵
抗R2の端θ 子電圧が上昇し、V72s、即ち、ゲートG2 とソー
スS間の電位差が減少しループ利得も低下する。この結
果、全体としてのNF(fit音指数)が劣化する。第
6図は、このことを示す特性図であり9通常のバイアス
電圧である12Vを越えlこ ると、NFが劣化することを示す。これl対処するため
上記実施例ではGaAsFET10のゲー)G2 側に
おける抵抗Rs、コンデンサC4を介した接地点EAI
とドレイン側のインダクタンスL2.コンデンザC5を
介した接地点EA2とを近接している。即ち第7図に示
す接地点EA1、EA2を第7図に示すように近接する
よう印刷配線板の接地パターンを設ける。
の移動度はSi (シリコン)を用いたFBTの場合に
比し非常に大きい。この移動度が大きいことにより9通
常は、電源端子12には12Vの電圧が印加されるが、
電源電圧が12Vよりも高(なると、FETl0の利得
が増加する。このため9抵抗R3での電圧降下が太き(
なりゲー)G2の電位がさがる。また、:p(イアス抵
抗R2の端θ 子電圧が上昇し、V72s、即ち、ゲートG2 とソー
スS間の電位差が減少しループ利得も低下する。この結
果、全体としてのNF(fit音指数)が劣化する。第
6図は、このことを示す特性図であり9通常のバイアス
電圧である12Vを越えlこ ると、NFが劣化することを示す。これl対処するため
上記実施例ではGaAsFET10のゲー)G2 側に
おける抵抗Rs、コンデンサC4を介した接地点EAI
とドレイン側のインダクタンスL2.コンデンザC5を
介した接地点EA2とを近接している。即ち第7図に示
す接地点EA1、EA2を第7図に示すように近接する
よう印刷配線板の接地パターンを設ける。
上記のように、この実施例によれば、コンデンサC7を
帰還増幅器を構成するGa As F’ E TlOの
入力端に設けることで、不要高域信号成分をアースに側
路される。このためキャリアの移動度が大きく高周波域
に対する13号利得が大きいというGa’ As F
E Tの特質を利点として利用し、不要信号が帰還され
て雑音指数が劣化するを防止する。また、この実施例で
追加したコンデンサC7は1発j辰パワーが増加して、
ゲートG2 に不要電流がiノ(されるのを防ぎ、ゲー
トG2と怜≠+≠伊セドレインDとを不要高周波に対し
実質的に短絡する。これにより、ゲートG2とソースS
間のバイアスが高周波雑音によって下がることを防ぐこ
とができ、高周波雑音によ゛′ル’f−トG2 とソー
スS間のバイアス電圧の低下が阻止できる。即ち、コン
デンサC7を設けない第3図に示した実施例ではゲー)
G2 とソースS間のバイアス電圧VG 2S は第8
図中の点線Aに示す特性を示すのに対し、この実施例に
防止される。
帰還増幅器を構成するGa As F’ E TlOの
入力端に設けることで、不要高域信号成分をアースに側
路される。このためキャリアの移動度が大きく高周波域
に対する13号利得が大きいというGa’ As F
E Tの特質を利点として利用し、不要信号が帰還され
て雑音指数が劣化するを防止する。また、この実施例で
追加したコンデンサC7は1発j辰パワーが増加して、
ゲートG2 に不要電流がiノ(されるのを防ぎ、ゲー
トG2と怜≠+≠伊セドレインDとを不要高周波に対し
実質的に短絡する。これにより、ゲートG2とソースS
間のバイアスが高周波雑音によって下がることを防ぐこ
とができ、高周波雑音によ゛′ル’f−トG2 とソー
スS間のバイアス電圧の低下が阻止できる。即ち、コン
デンサC7を設けない第3図に示した実施例ではゲー)
G2 とソースS間のバイアス電圧VG 2S は第8
図中の点線Aに示す特性を示すのに対し、この実施例に
防止される。
以上、述べたように、帰還増幅回路にGa AsFET
を用い、かつGa As F E Tの高周波に対する
高利得特性を高周波雑音に対する対策を施すことにより
安定発振に寄与されるよう利用した発振回路をこの発明
によれば提供し得る。このため、この発明による発振器
は、広帯域の受信回路9例えばテレビ信号の様にVHF
帯から−ナに用いて好適である。
を用い、かつGa As F E Tの高周波に対する
高利得特性を高周波雑音に対する対策を施すことにより
安定発振に寄与されるよう利用した発振回路をこの発明
によれば提供し得る。このため、この発明による発振器
は、広帯域の受信回路9例えばテレビ信号の様にVHF
帯から−ナに用いて好適である。
また、キャリアの移動度の高いGa As E F T
を安定なバイアスのもとに発振動作を行なわせているの
で、温度変化に対しても安定に発振動作が持続する発振
回路を、この発明は提供するものである。
を安定なバイアスのもとに発振動作を行なわせているの
で、温度変化に対しても安定に発振動作が持続する発振
回路を、この発明は提供するものである。
第1図、第2図は一般的な帰還形発振器の発振原理を説
明するに供する回路図、第3図及び第5図はこの発明に
係る発振器の実施例を示す回路図、第4図は第3図の実
施例を説明するための回路図、第6図及び第8図はこの
発明に係る発振d:9の動作を説明するに供する特性図
、第7図はこの発明に係る発振回路に適用される印刷配
線板の回路パターン図である。 10・・・・・・・・・Ga As F E T11・
・・・・・・・・SAW共振子 R3,R4,C4、C5、C7・・・・・・高周波信号
側路手段代理人弁理士 則 近 憲 佑 (ばか1名)
第 1 図 tJ 3 図 第 5 図 1 第 4 図 第 7 図 第 8 図
明するに供する回路図、第3図及び第5図はこの発明に
係る発振器の実施例を示す回路図、第4図は第3図の実
施例を説明するための回路図、第6図及び第8図はこの
発明に係る発振d:9の動作を説明するに供する特性図
、第7図はこの発明に係る発振回路に適用される印刷配
線板の回路パターン図である。 10・・・・・・・・・Ga As F E T11・
・・・・・・・・SAW共振子 R3,R4,C4、C5、C7・・・・・・高周波信号
側路手段代理人弁理士 則 近 憲 佑 (ばか1名)
第 1 図 tJ 3 図 第 5 図 1 第 4 図 第 7 図 第 8 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 出力端子側からの帰還信号を発振能動素子の入力側に導
出する帰還回路と。 この帰還回路からの人力信号を入力とし、前記発振能動
素子としGaAs(ガリウムヒ素)FETを用いた帰還
増幅回路と。 この帰還増幅回路を構成する前記Ga As F ET
のゲートバイアス手段に設けた不用高周波帯成 域信号を側路する高周派信号側路手段とを少な(とも具
備したことを特徴とする発振回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5729084A JPS60201703A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5729084A JPS60201703A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 発振器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60201703A true JPS60201703A (ja) | 1985-10-12 |
Family
ID=13051417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5729084A Pending JPS60201703A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60201703A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980020084A (ko) * | 1996-09-05 | 1998-06-25 | 김광호 | 손상방지를 위한 발진회로 |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5729084A patent/JPS60201703A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980020084A (ko) * | 1996-09-05 | 1998-06-25 | 김광호 | 손상방지를 위한 발진회로 |
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