JPS63275100A - サンプルホ−ルド回路 - Google Patents
サンプルホ−ルド回路Info
- Publication number
- JPS63275100A JPS63275100A JP62109497A JP10949787A JPS63275100A JP S63275100 A JPS63275100 A JP S63275100A JP 62109497 A JP62109497 A JP 62109497A JP 10949787 A JP10949787 A JP 10949787A JP S63275100 A JPS63275100 A JP S63275100A
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- JP
- Japan
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- terminal
- mesfet
- gate
- input signal
- voltage
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
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- Analogue/Digital Conversion (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はMESFET (MEta! −8amico
nduetor pietd−3ijffect Tr
ansistor ) を用いた、入出力線形範囲の
広いサンプルホールド回路に関するものである。
nduetor pietd−3ijffect Tr
ansistor ) を用いた、入出力線形範囲の
広いサンプルホールド回路に関するものである。
第5図にME−8FETで構成した従来のサンプルホー
ルド回路を示す。1はMESF’ET、 2はホール
ド容量CH,3は入力信号端子、40はゲート制御端子
、5は出力端子を示す。次にこの回路の動作について述
べる。いまvIN≧vOutの場合について考えるが、
V工、≦voutについても同様に考えれば良い。
ルド回路を示す。1はMESF’ET、 2はホール
ド容量CH,3は入力信号端子、40はゲート制御端子
、5は出力端子を示す。次にこの回路の動作について述
べる。いまvIN≧vOutの場合について考えるが、
V工、≦voutについても同様に考えれば良い。
ゲート電圧、
vgo 〉vout−vth ””” ■の場合
、MESFBT 1のF’ETスイッチはオン状態とな
り、入力VXNから2のホールド容量CHに電荷が供給
され、vout〜vxMとなる。ここでVthはMBS
FET 1のしきい値電圧を表わす。
、MESFBT 1のF’ETスイッチはオン状態とな
り、入力VXNから2のホールド容量CHに電荷が供給
され、vout〜vxMとなる。ここでVthはMBS
FET 1のしきい値電圧を表わす。
次に、
■、。くv。ut −vth ・・・・・・■を満
たすゲート電圧を与えることにより、M)38FBT
1のPETスイッチはオフ状態とな9出力Voutの電
圧は保持された状態となる。以上述べた一連の動作によ
シサンプルホールド機能を有することができる。
たすゲート電圧を与えることにより、M)38FBT
1のPETスイッチはオフ状態とな9出力Voutの電
圧は保持された状態となる。以上述べた一連の動作によ
シサンプルホールド機能を有することができる。
第5図に例示した従来のサンプルホールド回路には次に
述べるような問題がある。MBSFETは金属−半導体
ショットキ接合により形成されているので、ゲート電圧
v2゜はソースらるいはドレイン電圧(第5図の場合V
。utあるいはvzm )に対しである程度以上電圧を
上げるとゲート・ソースあるいはゲート・ドレイン間に
流れる順方向電流工σBあるいはIGDが急激に増加す
る。ここでゲート・ソース関電流IG8は、 IG8 ” lGa0 (・xp(qV/nkT)−1
) ”・・■と表わされる。IGIi。は逆方向飽和
電流、qは電荷、kはポルツマン定数、Tは絶対温度、
nはダイオード定数、■はゲート・ソース間電圧でおる
。
述べるような問題がある。MBSFETは金属−半導体
ショットキ接合により形成されているので、ゲート電圧
v2゜はソースらるいはドレイン電圧(第5図の場合V
。utあるいはvzm )に対しである程度以上電圧を
上げるとゲート・ソースあるいはゲート・ドレイン間に
流れる順方向電流工σBあるいはIGDが急激に増加す
る。ここでゲート・ソース関電流IG8は、 IG8 ” lGa0 (・xp(qV/nkT)−1
) ”・・■と表わされる。IGIi。は逆方向飽和
電流、qは電荷、kはポルツマン定数、Tは絶対温度、
nはダイオード定数、■はゲート・ソース間電圧でおる
。
またゲート・ドレイン間電流IGDも0式と同様に表わ
される。
される。
したがって入力信号を高精度にサンプル・ホールドする
ためには0式で示される電流をできるだけ小さくする、
すなわらゲートの制御電圧を小さくする必要がある。一
方、ゲートに印加する電圧vg0をあまり小さくすると
、0式を満足するV。utの電圧が小さくなり、\入力
のS幅が制限され、入出力線形範囲が小さくなるという
問題が生ずる。
ためには0式で示される電流をできるだけ小さくする、
すなわらゲートの制御電圧を小さくする必要がある。一
方、ゲートに印加する電圧vg0をあまり小さくすると
、0式を満足するV。utの電圧が小さくなり、\入力
のS幅が制限され、入出力線形範囲が小さくなるという
問題が生ずる。
第6図にスイッテオノ時の出力応答波形のシミュレーシ
ョン結果を示す。入力は信号の伝播遅延に影響のない十
分低い周波数としC1MHzの三角波を与えた。ME8
FETとし′Cは、試作実績のあるゲート長1 pmの
GaAs MFi8FETを与えた。ME8FETのし
きい値Vthは−0,7V、相互コンダクタンスgmは
約160m5(ドレイ7−ソース間電圧VD8=2V。
ョン結果を示す。入力は信号の伝播遅延に影響のない十
分低い周波数としC1MHzの三角波を与えた。ME8
FETとし′Cは、試作実績のあるゲート長1 pmの
GaAs MFi8FETを与えた。ME8FETのし
きい値Vthは−0,7V、相互コンダクタンスgmは
約160m5(ドレイ7−ソース間電圧VD8=2V。
ゲート・ソース間電圧V、、 = OV )である。ま
たMBSFETのチャネル幅は100μm1ホールド容
fcHは1pFである。第6図かられかるように、ゲー
ト制御電圧V、。=OVの場合、約0.5V以上の入力
信号は通らず歪を受ける。また、vxM〜−0,7v以
下で、ゲートからの順方向電流の影響によp直線性η為
らずれる。この場合、入力の正側の電圧に対して線形性
を上げるためにゲート制御電圧vgo f O,5Vに
上げると、ゲートからの順方向電流による影響が更に大
きくなり、V11〜−0.2v以下で非線形性が見えて
くる。従って、従来のサンプルホールド回路では約1.
’2 Vpp以上の入力振幅に対しては線形性を確保で
きない。
たMBSFETのチャネル幅は100μm1ホールド容
fcHは1pFである。第6図かられかるように、ゲー
ト制御電圧V、。=OVの場合、約0.5V以上の入力
信号は通らず歪を受ける。また、vxM〜−0,7v以
下で、ゲートからの順方向電流の影響によp直線性η為
らずれる。この場合、入力の正側の電圧に対して線形性
を上げるためにゲート制御電圧vgo f O,5Vに
上げると、ゲートからの順方向電流による影響が更に大
きくなり、V11〜−0.2v以下で非線形性が見えて
くる。従って、従来のサンプルホールド回路では約1.
’2 Vpp以上の入力振幅に対しては線形性を確保で
きない。
本発明は従来の問題点を解決するサンプルホールド回路
を提供するもので、入力(a号追従電圧回路部、第1の
M138FETおよびホールド容量回路部を備え、前記
入力信号追従電圧回路部の入力端子および前記第1のM
18FETのソース端子またはドレイン端子に入力信号
端子が接続され、前記入力信号追従電圧回路の出力端子
は前記第1のME8FFfTのゲート端子に接続され、
φJ記第1のME8F’ETのドレイン端子またはソー
ス端子に前記ホールド容量回路部が接続されてなること
を特徴とする。
を提供するもので、入力(a号追従電圧回路部、第1の
M138FETおよびホールド容量回路部を備え、前記
入力信号追従電圧回路部の入力端子および前記第1のM
18FETのソース端子またはドレイン端子に入力信号
端子が接続され、前記入力信号追従電圧回路の出力端子
は前記第1のME8FFfTのゲート端子に接続され、
φJ記第1のME8F’ETのドレイン端子またはソー
ス端子に前記ホールド容量回路部が接続されてなること
を特徴とする。
本発明はサンプルホールド用PETスイッチのゲート制
御電圧の値を入力信号に追従するように構成したことに
より、入出力線形範囲の広いサンプルホールド回路を実
現できる。以下図面にもとづき実施例について説明する
。
御電圧の値を入力信号に追従するように構成したことに
より、入出力線形範囲の広いサンプルホールド回路を実
現できる。以下図面にもとづき実施例について説明する
。
第1図に本発明のサンプルホールド回路の実施例を示す
。1.6は第1及び第2のME8FB’r、 2はホー
ルド容量CH15は入力信号端子、4は第1のM38F
ETのゲートに接続されるノード、5は出力端子、7は
第2のME8FB3Tのゲート制御端子、8は抵抗胞、
9は電源(Vs)端子を示す。次に本発明のサンプルホ
ールド回路の実施例の動作について説明する。
。1.6は第1及び第2のME8FB’r、 2はホー
ルド容量CH15は入力信号端子、4は第1のM38F
ETのゲートに接続されるノード、5は出力端子、7は
第2のME8FB3Tのゲート制御端子、8は抵抗胞、
9は電源(Vs)端子を示す。次に本発明のサンプルホ
ールド回路の実施例の動作について説明する。
■g1≦v、−vthノ場合、第2のM18FB’r
6はオフ状態となり、第1のMB8FET 1のゲート
電圧は電源V、となる。ここでv3の値を v、 (VXM −VIh−・・・・・04を満足する
ように与えると、第1のM′B813T Iはオフ状態
となり、ホールド容量2のCFlにチャージされた電荷
は保持される。
6はオフ状態となり、第1のMB8FET 1のゲート
電圧は電源V、となる。ここでv3の値を v、 (VXM −VIh−・・・・・04を満足する
ように与えると、第1のM′B813T Iはオフ状態
となり、ホールド容量2のCFlにチャージされた電荷
は保持される。
V、、 > v、 −Vth o場合、第2のMB8F
gT6はオン状態となシ、第1のMB8FET 1のゲ
ート電圧はとなる。ここでReは第2のMESFET6
の等価オン抵抗を示す。またこの場合、第1のMB19
F]13T 1がオン状態となる条件は vgo > vout −vth ””” ■でb
る。従って■、■式を満足するように8の抵抗Ras第
2のMEf8FET 60−等価オ、ン抵抗Rc>!び
一電源v、の値を選ぶことにより、VgI > v、
−Vthの条件で第1のMI]8FBT 1をオン状態
にでざる。いまR6の値を抵抗8のR,の値よシ十分小
さくすることによシ、第1のMESFET 1のゲート
電圧vg。
gT6はオン状態となシ、第1のMB8FET 1のゲ
ート電圧はとなる。ここでReは第2のMESFET6
の等価オン抵抗を示す。またこの場合、第1のMB19
F]13T 1がオン状態となる条件は vgo > vout −vth ””” ■でb
る。従って■、■式を満足するように8の抵抗Ras第
2のMEf8FET 60−等価オ、ン抵抗Rc>!び
一電源v、の値を選ぶことにより、VgI > v、
−Vthの条件で第1のMI]8FBT 1をオン状態
にでざる。いまR6の値を抵抗8のR,の値よシ十分小
さくすることによシ、第1のMESFET 1のゲート
電圧vg。
は入力に近い値をとることができる。ナなわら入力信号
電圧が小さくなる場合、第1のMESFET 1のゲー
ト電圧vgoは、ゲートからの順方向電流が増加しない
ように下がり、また入力信号電圧が大きくなる場合%
vgoは第1のMB8FET 10等価オン抵抗が大さ
くならないように上がる。このように入力信号電圧に追
従して常に適切なゲート電圧を与えられるので、従来よ
シ更に入出力の線形性を改善できる。
電圧が小さくなる場合、第1のMESFET 1のゲー
ト電圧vgoは、ゲートからの順方向電流が増加しない
ように下がり、また入力信号電圧が大きくなる場合%
vgoは第1のMB8FET 10等価オン抵抗が大さ
くならないように上がる。このように入力信号電圧に追
従して常に適切なゲート電圧を与えられるので、従来よ
シ更に入出力の線形性を改善できる。
以上述べ良ように、本発明の回路は信号なす7プルする
FETスイツデのゲート電圧を入力電圧に追従するよう
に構成したもので、PETスイッtのケートに一定の電
圧で与える従来のサンプルホールドとは異なる。
FETスイツデのゲート電圧を入力電圧に追従するよう
に構成したもので、PETスイッtのケートに一定の電
圧で与える従来のサンプルホールドとは異なる。
第2図は前記第6図の場合と同じ条件で、本発明の回路
の出力応答をシミュレータ=J/した特性である。ゲー
ト制御電圧vg、 = o vの場合、vxM〜0.9
■まで線形性が確保できる。更にゲート制御電圧vg、
を0.5vに上げると、vxN=−1v〜1vに対して
線形性が得られる。この場合、第1のMB8FET 1
のゲート電圧は入力信号に追従しているので、ゲートか
らソースおるいはドレインへの順方向tfLは小さく、
線形性への影響はない。
の出力応答をシミュレータ=J/した特性である。ゲー
ト制御電圧vg、 = o vの場合、vxM〜0.9
■まで線形性が確保できる。更にゲート制御電圧vg、
を0.5vに上げると、vxN=−1v〜1vに対して
線形性が得られる。この場合、第1のMB8FET 1
のゲート電圧は入力信号に追従しているので、ゲートか
らソースおるいはドレインへの順方向tfLは小さく、
線形性への影響はない。
以上述べたように、本発明の回路によfi 2 V、。
以上の入力振幅に対して線形性を確保することができる
。
。
第5図に第1図の回路の過渡応答波形のシミュレーショ
ン結果を示す。第5図からサンプルホールド動作が行な
われていることがわかる。入力信号は100 M)h
、 0.5 V、、の正弦波ゲート電圧vg、は500
MHz、 −2,5〜Ovのパルス信号である。この
場合、抵抗孔、;2にΩ、ホールド容量ipF、第1及
び第2のMB8FETのチャネル幅100μmを与えた
。
ン結果を示す。第5図からサンプルホールド動作が行な
われていることがわかる。入力信号は100 M)h
、 0.5 V、、の正弦波ゲート電圧vg、は500
MHz、 −2,5〜Ovのパルス信号である。この
場合、抵抗孔、;2にΩ、ホールド容量ipF、第1及
び第2のMB8FETのチャネル幅100μmを与えた
。
また電源V、=−1,5Vでアシ、Ml!18FIi!
T Oデ/((スバラメータは第6図のシミュレーショ
ンと同じものを用いた。
T Oデ/((スバラメータは第6図のシミュレーショ
ンと同じものを用いた。
第4図に本発明の具体的実施例を示す。抵抗孔1、トラ
ンジスタQ1によりソース接地増幅回路を構成しており
、サンプルホールド用クロックv8Hの振幅を増幅して
いる。トランジスタQ2.Q3、ダイオードD1.D2
はソースホロワを構成しており)前段の増幅した出力を
次段のトランジスタQ4のゲートに伝達している。抵抗
R2、トランジスタQ4.Q5、容量CHはサンプルホ
ールド部、抵抗R3は入力整合用の抵抗でおる。またト
ランジスタ1.Q7からソースホロワを構成しておシ、
サンプルホールド出力を出力VOI7Tへ伝達する喪め
のバッフ7回路である。入力vzg側から見たインピー
ダンスは、■トランジスタQ4の等価抵抗と抵抗R2の
直列抵抗、■トランジスタQ5の等価抵抗とトランジス
タQ6のゲート入力インピーダンスからなる直列抵抗、
■抵抗R3の並列抵抗となる。ここで抵抗R2は数にΩ
の′比較的大きな値を用いている。またトランジスタの
ゲート入力インピーダンスはMΩオーダの大きい値であ
る。抵抗R3に較べて、抵抗几2及びQ6のゲート入力
インピーダンスが大きいので整合条件を考えると入力イ
ンピーダンスはほぼ抵抗R3の値となる。
ンジスタQ1によりソース接地増幅回路を構成しており
、サンプルホールド用クロックv8Hの振幅を増幅して
いる。トランジスタQ2.Q3、ダイオードD1.D2
はソースホロワを構成しており)前段の増幅した出力を
次段のトランジスタQ4のゲートに伝達している。抵抗
R2、トランジスタQ4.Q5、容量CHはサンプルホ
ールド部、抵抗R3は入力整合用の抵抗でおる。またト
ランジスタ1.Q7からソースホロワを構成しておシ、
サンプルホールド出力を出力VOI7Tへ伝達する喪め
のバッフ7回路である。入力vzg側から見たインピー
ダンスは、■トランジスタQ4の等価抵抗と抵抗R2の
直列抵抗、■トランジスタQ5の等価抵抗とトランジス
タQ6のゲート入力インピーダンスからなる直列抵抗、
■抵抗R3の並列抵抗となる。ここで抵抗R2は数にΩ
の′比較的大きな値を用いている。またトランジスタの
ゲート入力インピーダンスはMΩオーダの大きい値であ
る。抵抗R3に較べて、抵抗几2及びQ6のゲート入力
インピーダンスが大きいので整合条件を考えると入力イ
ンピーダンスはほぼ抵抗R3の値となる。
このように抵抗R3を調整することによりサンプルホー
ルド回路の入カイ/ビーダンスを容易に設定できる。こ
の回路では、vBMがノ\イレベルのときホールド状態
、vBMがロウレベルのときサンプル状態となる。回路
のサンプルホールド動作は第1図のサンプルホールド回
路と同様である。
ルド回路の入カイ/ビーダンスを容易に設定できる。こ
の回路では、vBMがノ\イレベルのときホールド状態
、vBMがロウレベルのときサンプル状態となる。回路
のサンプルホールド動作は第1図のサンプルホールド回
路と同様である。
以上説明したように、本発明のサンプルホールド回路は
、サンプルホールド用PBTスイツデのゲート電圧を入
力信号電圧に追従するように構成できるので、入出力線
形範囲の広いサンプルホールド回路が実現できる。この
ような特徴を有しているので、入力振幅の大きい信号な
A/D変換する場合に有効な回路である。
、サンプルホールド用PBTスイツデのゲート電圧を入
力信号電圧に追従するように構成できるので、入出力線
形範囲の広いサンプルホールド回路が実現できる。この
ような特徴を有しているので、入力振幅の大きい信号な
A/D変換する場合に有効な回路である。
第1図は1ldE8FFiTを用いた本発明の一実施例
の回路構成図、 第2図は本発明の回路の出力応答波形図、第3図は第1
図の実施例の回路の過渡応答波形図、 第4図は本発明の具体的回路例の回路構成図、第5図は
Mg8FFiTを用いた従来のサンプルホールド回路の
回路構成図、 第6図は従来のサンプルホールド回路の出力応答波形図
である。 1 、6・・・Mg8FgT 2・・・ホールド容量 3・・・入力信号端子 4・・・第1のMIif8Pjl)Tのゲートに接続さ
れるノード5・・・出力端子 7・・・第2のMg8FFiTのゲートナJ/fp端子
8・・・抵抗 9・・・電源
の回路構成図、 第2図は本発明の回路の出力応答波形図、第3図は第1
図の実施例の回路の過渡応答波形図、 第4図は本発明の具体的回路例の回路構成図、第5図は
Mg8FFiTを用いた従来のサンプルホールド回路の
回路構成図、 第6図は従来のサンプルホールド回路の出力応答波形図
である。 1 、6・・・Mg8FgT 2・・・ホールド容量 3・・・入力信号端子 4・・・第1のMIif8Pjl)Tのゲートに接続さ
れるノード5・・・出力端子 7・・・第2のMg8FFiTのゲートナJ/fp端子
8・・・抵抗 9・・・電源
Claims (3)
- (1)入力信号追従電圧回路部、第1のMESFETお
よびホールド容量回路部を備え、 前記入力信号追従電圧回路部の入力端子および前記第1
のMESFETのソース端子またはドレイン端子に入力
信号端子が接続され、 前記入力信号追従電圧回路の出力端子は前記第1のME
SFETのゲート端子に接続され、前記第1のMESF
ETのドレイン端子またはソース端子に前記ホールド容
量回路部が接続されてなる ことを特徴とするサンプルホールド回路。 - (2)前記入力信号追従電圧回路部は第1の抵抗と第2
のMESFETからなり、 前記第2のMESFETのゲート端子はゲート制御電圧
端子に接続され、 前記第2のMESFETのソース端子は前記第1の抵抗
と前記第1のMESFETのゲート端子に接続され、 前記第2のMESFETのドレイン端子は前記第1のM
ESFETのソース端子またはドレイン端子に接続され
てなる ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のサンプル
ホールド回路。 - (3)前記入力信号追従電圧回路部は第1の抵抗と第2
の抵抗および第2のMESFETからなり、前記第2の
MESFETのゲート端子はゲート制御電圧端子に接続
され、 前記第2のMESFETのソース端子は前記第1の抵抗
と前記第1のMESFETのゲート端子に接続され、 前記第2のMESFETのドレイン端子は前記第1のM
ESFETのソース端子またはドレイン端子と入力整合
用の前記第2の抵抗に接続されてなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のサンプルホールド回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62109497A JPS63275100A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | サンプルホ−ルド回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62109497A JPS63275100A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | サンプルホ−ルド回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63275100A true JPS63275100A (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=14511754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62109497A Pending JPS63275100A (ja) | 1987-05-01 | 1987-05-01 | サンプルホ−ルド回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63275100A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180094855A (ko) * | 2015-12-16 | 2018-08-24 | 소니 주식회사 | 샘플 홀드 회로, 및 표시 장치 |
CN113271090A (zh) * | 2020-02-17 | 2021-08-17 | 株式会社索思未来 | 采样开关电路 |
-
1987
- 1987-05-01 JP JP62109497A patent/JPS63275100A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180094855A (ko) * | 2015-12-16 | 2018-08-24 | 소니 주식회사 | 샘플 홀드 회로, 및 표시 장치 |
CN113271090A (zh) * | 2020-02-17 | 2021-08-17 | 株式会社索思未来 | 采样开关电路 |
EP3866339A1 (en) * | 2020-02-17 | 2021-08-18 | Socionext Inc. | Sampling switch circuits |
US11405047B2 (en) | 2020-02-17 | 2022-08-02 | Socionext Inc. | Sampling switch circuits |
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