JP2003258570A - オフセット低減回路 - Google Patents

オフセット低減回路

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JP2003258570A
JP2003258570A JP2002053118A JP2002053118A JP2003258570A JP 2003258570 A JP2003258570 A JP 2003258570A JP 2002053118 A JP2002053118 A JP 2002053118A JP 2002053118 A JP2002053118 A JP 2002053118A JP 2003258570 A JP2003258570 A JP 2003258570A
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Japan
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transistor
collector
transistors
circuit
emitter
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JP2002053118A
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Daisuke Suzuki
大介 鈴木
Tomomitsu Ohara
智光 大原
Keisuke Yamasato
啓介 山里
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、差動回路のオフセットを低減する
ことができ、回路構成が簡単なオフセット低減回路を提
供することを目的とする。 【解決手段】 差動回路(Q1〜Q4,R1,R2,Q
9)のオフセットを低減するオフセット低減回路であっ
て、電源電圧をクランプするクランプ回路(Q30〜Q
33,R20,R21,22)を有し、クランプ回路
(Q30〜Q33,R20,R21,22)でクランプ
された電源を前記差動回路(Q1〜Q4,R1,R2,
Q9)に供給することにより、電源電圧が変動した場合
に差動回路を構成するトランジスタ(Q1,Q2)のコ
レクタ・エミッタ間電圧の変動を低減することができ、
差動回路のオフセットを低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はオフセット低減回路
に関し、電源電圧の変動により発生するオフセットを低
減するオフセット低減回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のモータドライバ回路の一
例の回路図を示す。同図中、端子10には基準電位Vr
efが印加され、端子12に入力電圧Vinが供給され
る。端子10はnpnトランジスタQ1のベースに接続
され、端子12は抵抗R3を介してnpnトランジスタ
Q2のベースに接続されている。
【0003】トランジスタQ1,Q2のエミッタは定電
流源のnpnトランジスタQ9のコレクタに共通に接続
され、トランジスタQ9のエミッタは接地されている。
トランジスタQ1のコレクタはpnpトランジスタQ3
のベース及びコレクタに接続され、トランジスタQ2の
コレクタはpnpトランジスタQ4のコレクタに接続さ
れており、トランジスタQ3,Q4のエミッタはそれぞ
れ抵抗R1,R2を介して電源Vccに接続され、トラ
ンジスタQ3,Q4はカレントミラー回路を構成してい
る。また、トランジスタQ2のベースにはpnpトラン
ジスタQ5のコレクタ及びトランジスタQ12、Q13
のエミッタが接続されている。上記のトランジスタQ1
〜Q4,Q9と抵抗R1,R2は電圧電流変換アンプを
構成している。
【0004】トランジスタQ5のベースはpnpトラン
ジスタQ6のベース及びコレクタに接続され、トランジ
スタQ5,Q6のエミッタは電源Vccに接続されて、
トランジスタQ5,Q6はカレントミラー回路を構成し
ている。トランジスタQ6のコレクタはnpnトランジ
スタQ7のベースに接続されており、トランジスタQ7
のコレクタは電源Vccに接続され、エミッタは定電流
源のnpnトランジスタQ10のコレクタに接続され、
トランジスタQ10のエミッタは接地されている。
【0005】電圧電流変換アンプの出力信号は、トラン
ジスタQ2のコレクタからエミッタフォロア回路を構成
するnpnトランジスタQ8のベースに供給される。ト
ランジスタQ8のコレクタは電源Vccに接続され、ト
ランジスタQ8のエミッタはnpnトランジスタQ1
2,Q13のベース及び定電流源のnpnトランジスタ
Q11のコレクタに接続されている。トランジスタQ1
1のエミッタは接地されている。また、電流源のトラン
ジスタQ9,Q10,Q11それぞれのベースには端子
11から所定の制御電圧が印加されている。
【0006】トランジスタQ12のコレクタはpnpト
ランジスタQ14のベース及びコレクタとpnpトラン
ジスタQ15とpnpトランジスタQ20のベースに接
続され、トランジスタQ15,Q16,Q20のエミッ
タは抵抗R4,R5,R8それぞれを介して電源Vcc
に接続されて、トランジスタQ14,Q15,Q20は
カレントミラー回路を構成している。トランジスタQ1
2のエミッタはトランジスタQ13のエミッタに接続さ
れると共に、トランジスタQ2のベースに接続されて帰
還ループを構成しており、トランジスタQ12,Q13
のエミッタを端子10とバーチャルショートさせること
により、トランジスタQ12,Q13のエミッタ電位を
安定化させている。
【0007】トランジスタQ13のコレクタはnpnト
ランジスタQ16のベース及びコレクタとnpnトラン
ジスタQ17とnpnトランジスタQ21のベースに接
続され、トランジスタQ16,Q17,Q21のエミッ
タは抵抗R6,R7,R9それぞれを介して接地され
て、トランジスタQ16,Q17,R21はカレントミ
ラー回路を構成している。
【0008】トランジスタQ15のコレクタはnpnト
ランジスタQ18のコレクタ及びベースに接続され、ト
ランジスタQ18のエミッタはnpnトランジスタQ1
9のコレクタ及びベースに接続され、トランジスタQ1
8のエミッタはトランジスタQ17のコレクタに接続さ
れている。上記のトランジスタQ18、Q19は、トラ
ンジスタQ15,Q17のアーリー電圧の影響を低減す
るために設けられている。
【0009】トランジスタQ20のコレクタはnpnト
ランジスタQ24のコレクタ及びnpnトランジスタQ
27のベースに接続されている。トランジスタQ24の
ベースはnpnトランジスタQ25のベース及びコレク
タに接続され、トランジスタQ24,Q25のエミッタ
は抵抗R12,R13それぞれを介して接地されて、ト
ランジスタQ24,Q25はカレントミラー回路を構成
している。トランジスタQ25のコレクタはトランジス
タQ27のエミッタに接続されている。
【0010】トランジスタQ21のコレクタはpnpト
ランジスタQ22のコレクタ及びpnpトランジスタQ
26のベースに接続されている。トランジスタQ22の
ベースはpnpトランジスタQ23のベース及びコレク
タに接続され、トランジスタQ22,Q23のエミッタ
は抵抗R10,R11それぞれを介して電源Vccに接
続されて、トランジスタQ22,Q23はカレントミラ
ー回路を構成している。トランジスタQ23のコレクタ
はトランジスタQ26のエミッタに接続されている。
【0011】トランジスタQ26,Q27のコレクタは
接続され、トランジスタQ26,Q27のコレクタは抵
抗R14を介して基準電位Vrefが印加された端子1
3に接続されると共に、出力段アンプ16内の非反転増
幅器17の非反転入力端子に接続されている。
【0012】トランジスタQ18のエミッタは抵抗R1
5を介して基準電位Vrefが印加された端子14に接
続されると共に、出力段アンプ16内の非反転増幅器1
8の非反転入力端子に接続されている。出力段アンプ1
6内の非反転増幅器17,18それぞれの出力端子1
9,20にはモータが接続される。
【0013】ここで、トランジスタQ9のコレクタ電流
I1に対してトランジスタQ10のコレクタ電流はI1
/2とされており、トランジスタQ7のベース電流はト
ランジスタQ1,Q2のエミッタ電流が共にI1/2で
あるときのトランジスタQ1,Q2のベース電流と同一
の値となる。このトランジスタQ7のベース電流をトラ
ンジスタQ5,Q6のカレントミラー回路でトランジス
タQ2のベースに供給することにより、トランジスタQ
2のベース電流を補償している。これは、トランジスタ
Q8のベース電流に起因するオフセットを防止するため
である。ここで、オフセットとは端子10,12間に電
位差がない場合にトランジスタQ8のエミッタ電位が0
Vから変動することを言う。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】従来のモータドライバ
回路では、電源電圧Vccが変動するとトランジスタQ
1,Q2のコレクタ・エミッタ間電圧が変動することに
よって生じるアーリー電圧の影響を受けて、オフセット
が発生する。
【0015】端子12に基準電位Vrefが印加されて
いるとき、トランジスタQ3,Q4のコレクタ電流は同
じであり、トランジスタQ1のコレクタ電位は抵抗R2
の電圧降下Vr2とトランジスタQ4のベース・エミッ
タ間電圧Vfq2の和で決定される。また、出力段アン
プの演算増幅器40のイマジナルショートによって端子
40の電位が基準電位Vrefとなり、トランジスタQ
2のコレクタ電位はVrefとトランジスタQ8のベー
ス・エミッタ間電圧Vfq8の和で決定される。
【0016】このため、電源電圧Vccの変動によるア
ーリー電圧の影響でトランジスタQ1のコレクタ電位が
変動すると、トランジスタQ1のコレクタ電位とトラン
ジスタQ2のコレクタ電位が異なりオフセットが発生す
る。そして、電源電圧Vccの変化が大きいほどがオフ
セットは大きくなり、このモータドライバ回路の出力を
供給されるモータが誤って駆動されるという問題があっ
た。
【0017】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、差動回路のオフセットを低減することができ、回路
構成が簡単なオフセット低減回路を提供することを目的
とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、差動回路(Q1〜Q4,R1,R2,Q9)のオフ
セットを低減するオフセット低減回路であって、電源電
圧をクランプするクランプ回路(Q30〜Q33,R2
0,R21,22)を有し、前記クランプ回路(Q30
〜Q33,R20,R21,22)でクランプされた電
源を前記差動回路(Q1〜Q4,R1,R2,Q9)に
供給することにより、電源電圧が変動した場合に差動回
路を構成するトランジスタ(Q1,Q2)のコレクタ・
エミッタ間電圧の変動を低減することができ、差動回路
のオフセットを低減することができる。
【0019】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
オフセット低減回路において、前記クランプ回路は、電
源に接続された定電流源(22)と、前記定電流源(2
2)にコレクタを接続されておりベースとコレクタ及び
エミッタとの間を抵抗(R20,R21)で接続したト
ランジスタ(Q30)と、前記トランジスタ(Q30)
のエミッタと基準電位との間に接続された一又は複数の
ダイオード素子(Q32,Q33)とよりなることによ
り、簡単な回路構成で電源電圧をクランプすることがで
きる。
【0020】なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容
易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示
の態様に限定されるものではない。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は、本発明回路を適用したモ
ータドライバ回路の一実施例の回路図を示す。同図中、
図2と同一部分には同一符号を付す。
【0022】図1において、定電流源22は一端を電源
Vccに接続され、他端にはnpnトランジスタQ30
のベース、npnトランジスタQ31のコレクタ及び抵
抗R20の一端が接続されている。トランジスタQ31
のベースには抵抗R20の他端及び抵抗R21の一端が
接続され、抵抗R21の他端はトランジスタQ31のエ
ミッタに接続されている。トランジスタQ30のコレク
タは電源Vccに接続されている。
【0023】トランジスタQ31のエミッタにはnpn
トランジスタQ32のコレクタが接続されている。トラ
ンジスタQ32はダイオード接続(コレクタとベースの
接続)されてダイオード素子を構成しており、トランジ
スタQ32のエミッタにはダイオード接続によりダイオ
ード素子を構成するnpnトランジスタQ33のコレク
タが接続されている。トランジスタQ33のエミッタは
基準電位Vrefを印加された端子24に接続されてい
る。
【0024】また、端子10には基準電位Vrefが印
加され、端子12に入力電圧Vinが供給される。端子
10はnpnトランジスタQ1のベースに接続され、端
子12は抵抗R3を介してnpnトランジスタQ2のベ
ースに接続されている。
【0025】トランジスタQ1,Q2のエミッタは定電
流源のnpnトランジスタQ9のコレクタに共通に接続
され、トランジスタQ9のエミッタは接地されている。
トランジスタQ1のコレクタはpnpトランジスタQ3
のベース及びコレクタに接続され、トランジスタQ2の
コレクタはpnpトランジスタQ4のコレクタに接続さ
れており、トランジスタQ3,Q4のエミッタはそれぞ
れ抵抗R1,R2を介してトランジスタQ30のエミッ
タに接続され、トランジスタQ3,Q4はカレントミラ
ー回路を構成している。また、トランジスタQ2のベー
スにはpnpトランジスタQ5のコレクタ及びトランジ
スタQ12、Q13のエミッタが接続されている。上記
のトランジスタQ1〜Q4,Q9と抵抗R1,R2は電
圧電流変換アンプを構成している。
【0026】トランジスタQ5のベースはpnpトラン
ジスタQ6のベース及びコレクタに接続され、トランジ
スタQ5,Q6のエミッタはトランジスタQ30のエミ
ッタに接続されて、トランジスタQ5,Q6はカレント
ミラー回路を構成している。トランジスタQ6のコレク
タはnpnトランジスタQ7のベースに接続されてお
り、トランジスタQ7のコレクタはトランジスタQ30
のエミッタに接続され、エミッタは定電流源のnpnト
ランジスタQ10のコレクタに接続され、トランジスタ
Q10のエミッタは接地されている。
【0027】電圧電流変換アンプの出力信号は、トラン
ジスタQ2のコレクタからエミッタフォロア回路を構成
するnpnトランジスタQ8のベースに供給される。ト
ランジスタQ8のコレクタはトランジスタQ30のコレ
クタに接続され、トランジスタQ8のエミッタはnpn
トランジスタQ12,Q13のベース及び定電流源のn
pnトランジスタQ11のコレクタに接続されている。
トランジスタQ11のエミッタは接地されている。ま
た、電流源のトランジスタQ9,Q10,Q11それぞ
れのベースには端子11から所定の制御電圧が印加され
ている。
【0028】トランジスタQ12のコレクタはpnpト
ランジスタQ14のベース及びコレクタとpnpトラン
ジスタQ15とpnpトランジスタQ20のベースに接
続され、トランジスタQ14,Q15,Q20のエミッ
タは抵抗R4,R5,R8それぞれを介してトランジス
タQ30のコレクタに接続されて、トランジスタQ1
4,Q15,Q20はカレントミラー回路を構成してい
る。トランジスタQ12のエミッタはトランジスタQ1
3のエミッタに接続されると共に、トランジスタQ2の
ベースに接続されて帰還ループを構成しており、トラン
ジスタQ12,Q13のエミッタを端子10とバーチャ
ルショートさせることにより、トランジスタQ12,Q
13のエミッタ電位を安定化させている。
【0029】トランジスタQ13のコレクタはnpnト
ランジスタQ16のベース及びコレクタとnpnトラン
ジスタQ17とnpnトランジスタQ21のベースに接
続され、トランジスタQ16,Q17,Q21のエミッ
タは抵抗R6,R7,R9それぞれを介して接地され
て、トランジスタQ16,Q17,R21はカレントミ
ラー回路を構成している。
【0030】トランジスタQ15のコレクタはnpnト
ランジスタQ18のコレクタ及びベースに接続され、ト
ランジスタQ18のエミッタはnpnトランジスタQ1
9のコレクタ及びベースに接続され、トランジスタQ1
9のエミッタはトランジスタQ17のコレクタに接続さ
れている。上記のトランジスタQ18、Q19は、トラ
ンジスタQ15,Q17のアーリー電圧の影響を低減す
るために設けられている。
【0031】トランジスタQ20のコレクタはnpnト
ランジスタQ24のコレクタ及びnpnトランジスタQ
27のベースに接続されている。トランジスタQ24の
ベースはnpnトランジスタQ25のベース及びコレク
タに接続され、トランジスタQ24,Q25のエミッタ
は抵抗R12,R13それぞれを介して接地されて、ト
ランジスタQ24,Q25はカレントミラー回路を構成
している。トランジスタQ25のコレクタはトランジス
タQ27のエミッタに接続されている。
【0032】トランジスタQ21のコレクタはpnpト
ランジスタQ22のコレクタ及びpnpトランジスタQ
26のベースに接続されている。トランジスタQ22の
ベースはpnpトランジスタQ23のベース及びコレク
タに接続され、トランジスタQ22,Q23のエミッタ
は抵抗R10,R11それぞれを介してトランジスタQ
30のコレクタに接続されて、トランジスタQ22,Q
23はカレントミラー回路を構成している。トランジス
タQ23のコレクタはトランジスタQ26のエミッタに
接続されている。
【0033】トランジスタQ26,Q27のコレクタは
接続され、トランジスタQ26,Q27のコレクタは抵
抗R14を介して基準電位Vrefが印加された端子1
3に接続されると共に、出力段アンプ16内の非反転増
幅器17の非反転入力端子に接続されている。
【0034】トランジスタQ18のエミッタは抵抗R1
5を介して基準電位Vrefが印加された端子14に接
続されると共に、出力段アンプ16内の非反転増幅器1
8の非反転入力端子に接続されている。出力段アンプ1
6内の非反転増幅器17,18それぞれの出力端子1
9,20にはモータが接続される。
【0035】上記回路の動作について説明する。端子1
2の入力電圧Vinに正弦波を入力した場合、外部から
端子10に流し込む方向に電流が流れると、その電流は
トランジスタQ13に流れ(トランジスタQ12はオ
フ)、トランジスタQ16,Q17,Q19,Q21が
オンして、端子14から抵抗R15に抵抗R2と等しい
電流が流れ込み、この電流に応じた電圧Vout2が端
子20から出力される。これと共に、トランジスタQ2
2,Q23,Q26がオンして抵抗R14から端子13
に抵抗R2と等しい電流が流れ出し、この電流に応じた
電圧Vout1(=−Vout2)が端子19から出力
される。
【0036】逆に、端子10から外部に流れ出す方向に
電流が流れると、その電流はトランジスタQ12に流れ
(トランジスタQ13はオフ)、トランジスタQ14,
Q15,Q18,Q20がオンして、抵抗R15から端
子14に抵抗R2と等しい電流が流れ出し、この電流に
応じた電圧Vout2が端子20から出力される。これ
と共に、トランジスタQ24,Q25,Q27がオンし
て端子13から抵抗R14に抵抗R2と等しい電流が流
れ込み、この電流に応じた電圧Vout1(=−Vou
t2)が端子19から出力される。
【0037】ここで、オンしたトランジスタQ30、Q
31,Q32,Q33のベース・エミッタ間電圧Vbe
30,Vbe31,Vbe32,Vbe33それぞれは
略0.7Vであり、抵抗R20,R21には電流I3
(=Vbe/R21)が流れるため、トランジスタQ3
0のエミッタの電位Vq30は以下のように表される。
【0038】Vq30=Vref1+Vbe31+Vb
e32+Vbe33+I3・R20−Vbe30 つまり、トランジスタQ30〜Q33と抵抗R20,R
21と定電流源22は電源電圧Vccを電圧Vq30に
クランプしてトランジスタQ30のエミッタから出力す
るクランプ回路を構成している。なお、トランジスタQ
30は定電流源22に比べて大電流をトランジスタQ3
〜Q7に供給するために設けられている。また、図1に
おいては、トランジスタQ30から単一のモータドライ
バ回路にクランプした電源を供給しているが、実際には
複数のモータドライバ回路に供給するものである。
【0039】また、トランジスタQ9のコレクタ電流I
1に対してトランジスタQ10のコレクタ電流はI1/
2とされており、トランジスタQ7のベース電流はトラ
ンジスタQ1,Q2のエミッタ電流が共にI1/2であ
るときのトランジスタQ1,Q2のベース電流と同一の
値となる。このトランジスタQ7のベース電流をトラン
ジスタQ5,Q6のカレントミラー回路でトランジスタ
Q2のベースに供給しトランジスタQ2のベース電流を
補償することにより、トランジスタQ8のベース電流に
起因するオフセットを防止している。このオフセットは
端子10,12間の電位差がない場合にトランジスタQ
8のエミッタ電位が0Vから変動ことを言う。
【0040】この実施例では、クランプ回路によってク
ランプされた電源がモータドライバ回路に供給されてい
るため、電源電圧Vccが変動した場合にもトランジス
タQ30のエミッタ電位はVq30で略一定に保たれ、
トランジスタQ3,Q4のコレクタ・エミッタ間電圧の
変動が低減され、オフセットを低減することができる。
【0041】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明によ
れば、電源電圧が変動した場合に差動回路を構成するト
ランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧の変動を低減す
ることができ、差動回路のオフセットを低減することが
できる。
【0042】請求項2に記載の発明によれば、簡単な回
路構成で電源電圧をクランプすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明回路を適用したモータドライバ回路の一
実施例の回路図である。
【図2】従来のモータドライバ回路の一例の回路図であ
る。
【符号の説明】
10〜14,24 端子 16 出力段アンプ 22 定電流源 Q1〜Q33 トランジスタ R20〜R21 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山里 啓介 神奈川県厚木市酒井1601 ミツミ電機株式 会社厚木事業所内 Fターム(参考) 5J066 AA01 AA12 CA13 CA92 FA00 FA20 HA08 HA19 HA25 KA05 KA09 KA21 MA01 MA11 MA21 ND01 ND12 ND22 PD01 5J500 AA01 AA12 AC13 AC92 AF00 AF20 AH08 AH19 AH25 AK05 AK09 AK21 AM01 AM11 AM21 DN01 DN12 DN22 DP01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差動回路のオフセットを低減するオフセ
    ット低減回路であって、 電源電圧をクランプするクランプ回路を有し、 前記クランプ回路でクランプされた電源を前記差動回路
    に供給することを特徴とするオフセット低減回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のオフセット低減回路にお
    いて、 前記クランプ回路は、電源に接続された定電流源と、前
    記定電流源にコレクタを接続されておりベースとコレク
    タ及びエミッタとの間を抵抗で接続したトランジスタ
    と、前記トランジスタのエミッタと基準電位との間に接
    続された一又は複数のダイオード素子とよりなることを
    特徴とするオフセット低減回路。
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