JPS63255716A - 駆動制御用ic - Google Patents

駆動制御用ic

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JPS63255716A
JPS63255716A JP9146287A JP9146287A JPS63255716A JP S63255716 A JPS63255716 A JP S63255716A JP 9146287 A JP9146287 A JP 9146287A JP 9146287 A JP9146287 A JP 9146287A JP S63255716 A JPS63255716 A JP S63255716A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複数のモータ、プランジャ等の電気的制御を
必要とする負荷の駆動制御に用いて好適な駆動用ICに
関するものである。
(従来の技術) 従来よりビデオテープレコーダ、カメラ等を始めとして
機械的な動作を電気的に制御する機構を必要とする機器
においては、モータ、プランジャ等が駆動源として用い
られている。そしてこれらの機構には、当然その駆動源
を駆動制御するための駆動制御回路も同時に備えなけれ
ばならないが、たとえばモータを正、逆双方向に回転制
御するためのモータ駆動回路、またモータ、プランジャ
等を定電流駆動する駆動回路等、複数の駆動回路を独立
して動作可能に設けるのが常である。
上述のような背景にもとづき、従来では、モータ等を双
方向に駆動できるICが提案され、ステップモータ、D
Cモータ等の駆動に用いられている。また定電流駆動用
ICも、モータ、プランジャ等、多種の負荷を型動可能
な汎用性の高いものが提供されている。
〔発明の解決しようとする問題点〕
しかしながら、近年、電子カメラ、フロッピーディスク
、ビデオテープレコーダ等、その電気的制御部分の多い
機器においては、双方向の駆動を必要とする被駆動手段
と定電流制御を要する被駆動手段を備え、さらに小型化
がきわめて重視される製品においては、上述のように各
駆動対象ごとに駆動回路ICを用いると、その駆動機構
の数だけICを設けなければならず、スペースが無駄と
なって小型化を妨げるとともに、コスト高となり、さら
に配線、実装が複雑となる等、多くの欠点を有している
またこの問題を解決すべく、双方向駆動回路ブロックと
定電流駆動ブロックとをIC内に1チップ化して設ける
ことが試みられたが、車に複数の駆動回路を1チップ化
すると、定電流制御する部分における損失が大きいため
、熱等の問題が生し、小型化、ローコスト化が困難であ
り、問題の解決になり得ないものであった。
また、定電流駆動回路も、駆動制御する負荷によって駆
動電流値を変えたり、その出力も一定電流を供給するタ
イプのものや、プランジャのように初期動作時により大
きな電流を必要とするもの等、種々の態様が考えられる
ため、従来の駆動用ICでは、多種の駆動手段を備えた
機器で且つ小型化を必要とする機器に対応することがで
きず、これらの問題点を解決するための手段が望まれて
いた。
(問題点を解決するための手段〕 本発明は上述した問題点を解決することを目的とするも
ので、少なくとも負荷を定電流駆動するための定電流駆
動回路を含む複数の駆動回路を1チップ化してなる駆動
用ICであって、前記定電流駆動回路を前記負荷を直接
駆動するための定電流駆動用素子を外部接続して動作さ
せるように構成することによって、IC内の損失を軽減
し、多種にわたる複数の駆動回路ブロックを1チップI
C化することを可能とし、小型、且つローコストで、多
くの制御を行い得る駆動制御用ICである。
(実施例) 以下本発明における駆動制御用ICを、各図に示す一実
施例について詳細に説明する。
第1図は駆動制御用IC全体の構成を示すブロック図で
、同図において、1は駆動制御用IC12は入力端子+
IN、−INに入力された信号に応じて出力端子+OU
T、−0UTよりそれぞれ2極性の出力電圧+V、−V
を出力するブツシュ・プル駆動回路で、その出力端子に
は、たとえばDCモータM1か外部接続されている。し
たがって、出力電圧+V、−Vに応じてモータを双方向
に回転駆動することができる。
またこのプッシュプル駆動ブロック2は、2系統設けら
れており、モータもM、、M2と2系統接続することが
できる。尚、モータもDCモータに[艮ることなく、ス
テ・ンブモータでも良く、またモータでなくても、2極
性の出力電圧によって駆動される負荷であれば接続可能
であることは言うまでもない。
3は出力端子DI、DR,FBを備え、出力端子に接続
された負荷を入力端子CC,2CC。
ONに人力された入力信号に応じて定電流駆動する定電
流駆動回路ブロックである。本実施例では、駆動用トラ
ンジスタTr、□を介してプランジャのソレノイドSを
定電流駆動するようになっている。
また入力端子CC,2CCは、出力端子に接続された負
荷すなわちTr、、を駆動する電流値を切り換えるため
に設けられており、2CCにHiレベル信号が供給され
た場合、τ下にHiレベル信号が供給されたときの2倍
の駆動電流によって負荷を駆動するようになっている。
詳細は後述する。
4はプッシュプル駆動回路ブロック2に供給する電源を
制御する信号5Wvccを発生する電源制御ブロックで
ある。
Eは電源としてのバッテリー、SWは駆動制御用ICを
用いるシステム全体の電源をON、OFF制御するため
の電源スィッチである。
5はバッテリーEの直流電圧を安定化して定電圧化する
電源レギュレータである。
そしてバッテリーEの+側は、ICの■BAT端子に供
給され、電源制御ブロック4、ブツシュ・プル駆動回路
ブロック2、定電流駆動回路ブロック3、ソレノイドS
へと供給され、電源レギュレータ5によって安定化され
た電圧はIC1のVCC端子へと供給され、電源制御ブ
ロック4、定電流駆動ブロック3へと供給される。
尚、ICIの各入力端子には不図示の制御用マイクロコ
ンピュータにより、その操作モートに応じた2値的な制
御信号が供給される。
第2図はブツシュ・プル駆動回路ブロックの内部の構成
を示すもので、ブツシュ・プル駆動回路ブロックは、2
個の駆動回路DRIVEからなっており、これらは同一
構成のものである。
入力端子+INは、反転回路NOT、を介して駆動回路
DRIVEIの+側イネーブル端子+EN1及び駆動回
路DRIVE2の一側イネーブル端子−EN2へと接続
され、入力端子−INす反転回路N0T2を介して駆動
回路DRIVEIの−側イネーブル端子−EN、及び駆
動回路DRIVE2の+側イネーブル端子+EN2へと
接続されている。また各駆動回路には、V BAT端子
よりバッテリーEの電圧が、後述する電源制御ブロック
より制御信号s w v ccが供給されている。
第3図は駆動回路DRIVEI (DRIVE2)の内
部の回路構成を示すものである。
+側イネーブル端子+ENはそのまま、−側イネーブル
端子−ENは反転回路N0T3を介してそれぞれアンド
回路ANDのゲーへと接続され、アンド回路ANDの出
力は、トランジスタTr。
のベースへと接続されている。一方、電源制御ブロック
4からの制御信号s w v ccは、V BATとト
ランジスタTr、のコレクタ間に配されたトランジスタ
Tr2のベースへと供給されるとともに、トランジスタ
Traのエミッタへと接続されている。モしてTraの
ベースには、そのベースをm個イネーブル端子−ENに
接続されたトランジスタTrsが配されており、このト
ランジスタTrsによってON、OFF制御されるよう
に構成されている。またトランジスタTraコレクタは
■I、A丁及びアース間に配されたトランジスタTr、
のベースへと接続され、トランジスタTraによってT
r、を制御するようになっている。
またVBAT% アース間にはトランジスタTr4゜T
rsがシリーズに接続されており、その中間から出力端
子OUTが取り出されている。
またトランジスタTr2とV IIAT間に配された抵
抗R1の両側には、トランジスタTr3がそのベース、
エミッタをそれぞれ接続した状態で配されており、その
コレクタはトランジスタTr4のベースへと接続され、
これを制御するようになっている。
ここで、+側イネーブル端子がHiレベル、−側イネー
ブル端子−ENがLowレベルであるとすると、アンド
回路ANDの出力はHiレベルとなり、トランジスタT
rlがONとなる。そしてs w v ccがONすな
わちHiレベルであれば、トランジスタTr2もONと
なる。これ、によってトランジスタTr3は抵抗R1の
電圧降下によってそのベース電圧が与えられてONとな
り、続いてトランジスタTr4もONとなる。したがっ
て出力端子OUTはV [IATにほぼ等しい電圧とな
り、Hルベルを出力する。
尚、上述の状態では、−側イネーブル端子−ENがLo
wレベルとなっているため、トランジスタTr5がOF
Fに保持され、トランジスタTraはOFF、トランジ
スタTr、もOFF。
トランジスタTraもOFF状態になっている。
一方、−側イネーブル端子−ENがHiレベルが供給さ
れていると、アンド回路ANDの出力は+EN端子の状
態にかかわらずLowレベルとなるため、トランジスタ
Tr、はOFFとなり、Tr2 、Tr3 、Tr4も
OFFとなる。
このときトランジスタTr5はそのベースに高レベル信
号が供給されてON状態となっており、5WVccがO
NすなわちHiレベルになっていれば、トランジスタT
raがONとなり、続いてトランジスタTr、もONと
なる。これによってトランジスタTr6は抵抗R3によ
ってベースをバイアスされてONとなり、出力端子OU
Tは:まぼアース電位になり、Lowレベルとなる。
尚、上述の動作のいずれの場合においても、5WVcc
=OFF (Lowレベル)であれば、V BATから
の電流は遮断されるように構成されているため、各トラ
ンジスタにI Cl5Oがあっても、図中特に抵抗R+
 、R2、R3,R4によってアースへと導かれ、これ
らがh□倍されて、各トランジスタの出力側へとあられ
れることを防止することができる。したがってV BA
Tかうのリーク電流は、通常1μAを下まわる程度の微
小な値に抑えられる。
駆動回路DRIVEI及びDRI VH2は以上のよう
に構成されており、したがってこれら2つのA−DRか
らなる駆動回路ブロック2の動作としては、下表のよう
になる。
ただし、これらのいずれの場合においても、5WVcc
=OFF (Low)の場合には、すべてOFFとなる
第4図は定電流駆動ブロック3の内部の回路構成を示す
ものである。
S W V c cはトランジスタTr、のベースに、
ONは反転回路N0T4を介してトランジスタTr5の
ベースへ、2CCは反転回路NoT6を介してトランジ
スタT r 、6のベースへとそれぞれ接続され、VC
Cは分圧抵抗R9、Rr。+R1□の直列回路へと接続
されている。
またICIの出力側を見ると、出力端子DRはソレノイ
ドSを駆動するための定電流駆動トランジスタTro+
のベースへと接続され、これをON、OFF制御するよ
うに構成されている。
出力端子FBはトランジスタTr、、のエミッタに、出
力端子DIはコレクタへとそれぞれ接続されている。そ
してトランジスタTr1.のコレクタとV BATどの
間には、ソレノイドSとL性の負荷に対する保護用のダ
イオードDが並列接続されている。
一方、トランジスタT r ’e + T r lO+
抵抗R6は定電流回路を構成し、トランジスタTr+2
を定電流駆動する。またトランジスタT r IS+T
r+aはそれぞれトランジスタTrss+Ti”Xtへ
と2段接続され、トランジスタTr、3.Tr、、のエ
ミッタはそれぞれオペアンプAt、A2の出力に接続さ
れている。
そしてオペアンプAt、A2の入力側は、非反転入力端
子がそれぞれ抵抗RIGとR11の接続点、抵抗R9と
R1,の接続点に接続され、これらによって基準電圧が
与えられる。すなわちR1゜=R1□とすれば、オペア
ンプA2の基準入力電圧はオペアンプA1の倍の電圧と
なる。また反転入力端子は、いずれもトランジスタTr
■のエミッタと抵抗R6の接続点に接続され、これによ
ってトランジスタTr11のコレクタ電流すなわち負荷
電流を検出するように構成されている。
すなわち出力トランジスタTr++の電流をR8で検出
し、抵抗R9〜R11によって設定された基準電圧と比
較し、その差にもとづいてトランジスタTr+s+Tr
+yを制御してトランジスタTrl□のコレクタ電流を
制御するように構成されている。
またトランジスタT r 、2は、制御信号ONにした
がってトランジスタTr、□を制御し、その結果として
トランジスタTr、、をON、OFF制御する。
またトランジスタ11口は、トランジスタT r 9 
+ Tr lO+抵抗R,の定電流回路によって駆動さ
れるとともに、オペアンプA1によって制御され、トラ
ンジスタTr11を制御する。
したがって負荷は、抵抗R1゜=R1,であるとすると
、vl:ex Rto/ (Rs +R+o+ R++
)/Raで求められる定電流で駆動される。
定電流駆動ブロック3の構成は以上のようになっており
、次にその動作について説明する。
いま5WVcc”OFF (Low)である場合、抵抗
R6によってトランジスタTreは完全にOFFとなる
。すなわちトランジスタTrgのI CROがhfe倍
されて出力側にあられれることがなく、また抵抗R2に
よってトランジスタTr、。
も完全にOFF状態となる。V IIATからの電流は
完全にOFFになり、通常は1μA以下のリーク74 
ンaに保つことができる。
次に5WVcc”ON (Hi g h)のときには、
トランジスタT r 9+ T r l(1+抵抗R5
は定電流回路を構成し、ベース駆動電流をI ”9 V
 B!(〜0.6V)/R6に制限する。このときON
=Low (CC=Hi、2CC=Hi)になると、ト
ランジスタTr、□がONとなり、外付けされているト
ランジスタTr、、は定電流駆動され、負荷すなわちソ
レノイドSか駆動される。
次に[τ=Low (2CC=Ht、了T=Hi)とす
ると、トランジスタT r 、、がONとなり、続いて
トランジスタTr、3がONとなる。そしてオペアンプ
A1はトランジスタTry4を駆動して、負荷トランジ
スタTr、、を駆動するため、ソレノイドSは、vcc
x RIO/ (R9+ R1゜+R,□)/R8で定
められる電流で駆動される。
一方、2CC=Low (CC=Hi、0N=Hi)の
ときも上述の動作と同様に、トランジスタT r 、、
がONとなり、続いてトランジスタTr、、がONとな
る。そしてオペアンプA2はトランジスタTr、4を駆
動し、トランジスタTr目を駆動する。ただし、オペア
ンプA2の基準入力端子をオペアンプA1の倍に設定し
ている(ただしR1゜=R++’)ので、トランジスタ
Tr++のコレクタ電流すなわち負荷電流は、CC=L
owのときの2倍となり、VccX 2 R+o/ (
R9+ RIO+R++)/Raで定められる電流値と
なる。
尚、負荷のソレノイドSを直接駆動するトランジスタT
r、1を外付けしているため、大電流駆動を行うことが
できるとともに、IC自体の損失を小さくすることがで
きるが、ごく小さい電流値で゛ある場合には、IC内に
入れることも可能であろう。また抵抗R6についても同
様のことが寵える。
ただし、抵抗R6を外付けにしておくと、負荷電流をI
Cの設計後に変更することができるため、同−ICを多
目的に使用する場合には外付けが有°利であろう。
第5図は電源供給ブロック4の内部の回路構成を示すも
のである。
レギュレータ5によって安定化された電源電圧VCCは
、トランジスタTr22のエミッタへと供給されるとと
もに、抵抗R,2,R,3で分圧されてトランジスタT
 r 、、のベースと供給される。またトランジスタT
r、、のコレクタにはトランジスタTr、gのベースが
、Tr、9のコレクタはTr22のベースに接続される
とともにトランジスタTr2゜のベースへと接糸売され
てし)る。これによってトランジスタ” rla + 
T r 19によってトランジスタTr2oを制御し、
結局トランジスタTr22を制御するこができる。
またトランジスタTr、2のコレクタはV BAT及び
アース間にコレクタ、エミッタを接続されたトランジス
タTr23のベースに接続され、5WVCC信号はトラ
ンジスタTR23のエミッタから取り出される。
またRESET端子は、反転回路No”r7を介してト
ランジスタTr2゜のベース及びアース間にそのコレク
タ、エミッタを接続されたトランジスタTr2+のベー
スへと接続されており、トランジスタTrHを介してト
ランジスタTr2.をON。
OFF制御するように構成されている。
電源制御ブロック4は以上のように構成されており、次
にその動作について説明する。
Vccが十分に高くない場合には、抵抗R12゜R13
によって分圧された電圧がトランジスタT r 、8を
ONするにいたらず、トランジスタTr、、がON、ト
ランジスタTr2oがOFF、トランジスタTr、、が
OFFとなる。
このときトランジスタTr5aは抵抗R18によってI
 CBOも吸収され、完全にOFFとなっており、V 
[lATからのリーク電流はほとんど阻止され、抵抗R
17によってs w v ccはアース電位すなわち完
全にOFF(Low)となる。
また、VCCが十分に高いレベルであって、トランジス
タT r 、8がON、  トランジスタTr+9がO
FFとなっていても、RESET=Lowの場合は反転
回路NOT、によってトランジスタTr2.がONとな
り、トランジスタTr2oは強制的にOFFとされ、V
BAアからのリーク電流は同様に抑えられる。モして5
WVccはOFF(Low)である。
一方RESET=Hiで、且っVCCが十分なレベルで
あった場合には、R1゜、R13で定められる分圧比に
応じた電圧によってトランジスタTr16かON、トラ
ンジスタTr、9はOFFとなる。またトランジスタT
rHもOFFとなるため、トランジスタTr2oがON
となり、トランジスタTr2.がON、結局Tr23が
ONとなる。これによってs w v cc端子はON
 (”F V cCV aE)となる。
尚、上述の回路によると、V((〜■1の場合に、トラ
ンジスタTr1gが完全にONとなることかできないた
め、トランジスタTr、。が誤動作してONになる可能
性があるように思われるが、抵抗RI4<R+5と設定
しておくことにより、トランジスタTr22はV cc
> 2 V BEになるまで、トランジスタTr2oに
かかわらずOFFとなるので、ブロック全体としては、
V cc”r V B I:のときであっても、出力s
 w v Ccは必ずOFFに保たれている。
尚、通常の動作としては、VCCが正しい値の50〜8
0%程度まで低下したレベルをスレショルドレベルに設
定しておけば良いであろう。
この電源供給ブロックの動作によって、ICI全体が、
VCCが十分に高いレベルにないとき、及びRESET
=Hiになるまで、VBAアからのリークを極めて小さ
い値に保つことができ、バッテリーEを常時接続してい
たとしても回答問題を生じることはない。
ところでRESETは、不図示の制御用マイクロコンピ
ュータからの指令の1つで、本駆動制御ICを組み込ん
だ機器に電源が投入されてから、安定するまでの間Lo
wとなって電源制御ブロック4をOFFとし、不安定な
過渡的な状態が終了して十分安定となったタイミングで
Hiとなって動作を可能とするスタート時のシューテイ
ング手段として動作する。
本発明における駆動制御用ICは以上のように構成され
、そして動作するが、上述の例ではトランジスタTrに
いずれもバイポーラトランジスタを使用しているが、M
O3I−ランジスタでも同様に用いることができる。
また上側すなわちV BAT側トランジスタにPNP 
(Pch−MOS) トランジスタを用いても構成でき
る。
また、定電流駆動ブロックにおいて、負荷t 流値を切
り換えるのに、2つのオペアンプAt。
A2の出力をスイッチングしたが、これはアンプ自体を
イネーブルしても良いし、基準電圧またはフィードバッ
クの分圧比を変更しても良い。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明における駆動制御用ICによ
れば、定電流駆動ブロックを含む複数の駆動制御ブロッ
クを1チップIC化するにあたり、定電流駆動負荷を直
接駆動する定電流駆動用素子を外付けとすることにより
、IC内の損失を!1減し、多種にわたる駆動制御ブロ
ックを1チップIC化し得るようにしたので、小型化、
ローコスト化を可能とするとともに、従来駆動系ごとに
行っていた制御動作を、1つのICで効率良く行うこと
ができる。また配線等の簡略化にも効果を有する。
また本実施例においては、双方向駆動回路ブロック及び
定電流駆動ブロックとの組み合わせについて説明したが
、双方向駆動ブロックは、その一方向のみを使用しても
よく、さらに双方向駆動のみならば外付けの定電流駆動
素子は接続しなくても良い。
したがって1つの駆動制御用ICで、多くの設計、適用
が可能となる。
また、ICの損失の許容する範囲内で、駆動ブロックの
数、組み合せを変更することも可能である等、多くの効
果がある。
【図面の簡単な説明】
各図はいずれも本発明の駆動制御用ICの実施例を示す
もので、第1図はIC全体の構成を示すブロック図、第
2図はブツシュ・プル駆動回路内部のブロック図、第3
図はブツシュ・プル駆動回路を構成する駆動回路の回路
図、第4図は定電流制御ブロックの構成を示す回路図、
第5図は電源制御ブロックの構成を示す回路図である。 1・・・駆動制御用IC 2・・・ブツシュ・プル駆動ブロック 3・・・定電流駆動ブロック 4・・・電源制御ブロック 5・・・電Z原レギュレータ M、、M2・・・モータ S・・・ソレノイド E・・・バッテリー DRIVEI、DRIVE2・・・駆動回路Tr、〜T
r23・・・トランジスタ R1〜R07・・・抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも負荷を定電流駆動するための定電流駆動回路
    を含む複数の駆動回路を1チップ化してなる駆動用IC
    であって、前記定電流駆動回路は前記負荷を直接駆動す
    るための定電流駆動用素子を外部接続してなることを特
    徴とする駆動制御用IC。
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JPS60143610A (ja) * 1983-12-29 1985-07-29 Nec Home Electronics Ltd ソレノイド駆動回路

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