JPH01303809A - アナログスイッチ回路 - Google Patents
アナログスイッチ回路Info
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- JPH01303809A JPH01303809A JP63133657A JP13365788A JPH01303809A JP H01303809 A JPH01303809 A JP H01303809A JP 63133657 A JP63133657 A JP 63133657A JP 13365788 A JP13365788 A JP 13365788A JP H01303809 A JPH01303809 A JP H01303809A
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- Japan
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- clock
- analog
- input terminal
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- 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
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
- H03K17/102—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in field-effect transistor switches
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C27/00—Electric analogue stores, e.g. for storing instantaneous values
- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
- G11C27/024—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
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- 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
- H03K17/6871—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 the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
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- Electronic Switches (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】
〔概要〕
アナログスイッチ回路に関し、
クロックフィードスルーが小さく、高耐圧なアナログス
イッチ回路を提供することを目的とし、アナログ信号入
力端子と、アナログ信号出力端子と、スイッチオン・オ
フ制御入力端子と、第1゜第2のトランジスタと、クロ
ック遅延回路とを具備し、該第1のトランジスタのゲー
ト電極は前記制御入力端子に接続され、ソース電極は第
一のアナログ入出力に接続され、該第2のトランジスタ
のゲート電極は該クロック遅延回路の出力に接続され、
ソース電極は第二のアナログ入出力に接続され、前記第
1及び第2のトランジスタのドレイン電極どうしが接続
され、前記クロック遅延回路の入力端子は前記制御入力
端子に接続されて構成されている。
イッチ回路を提供することを目的とし、アナログ信号入
力端子と、アナログ信号出力端子と、スイッチオン・オ
フ制御入力端子と、第1゜第2のトランジスタと、クロ
ック遅延回路とを具備し、該第1のトランジスタのゲー
ト電極は前記制御入力端子に接続され、ソース電極は第
一のアナログ入出力に接続され、該第2のトランジスタ
のゲート電極は該クロック遅延回路の出力に接続され、
ソース電極は第二のアナログ入出力に接続され、前記第
1及び第2のトランジスタのドレイン電極どうしが接続
され、前記クロック遅延回路の入力端子は前記制御入力
端子に接続されて構成されている。
本発明は、アナログ信号の伝達を制御する半導体アナロ
グスイッチ回路に関する。
グスイッチ回路に関する。
アナログ争ディジタル混在のシステムにおいて、ディジ
タル信号によりアナログ信号を制御するために高速、高
精度なアナログスイッチが要求されている。
タル信号によりアナログ信号を制御するために高速、高
精度なアナログスイッチが要求されている。
第8図は従来例を説明するための図であり、(a)は回
路図、(b)はタイミング図、第9図はクロックフィー
ドスルーのメカニズムを説明するための図である。
路図、(b)はタイミング図、第9図はクロックフィー
ドスルーのメカニズムを説明するための図である。
従来のアナログスイッチ回路においては、第8図(a)
のトランジスタT1のみで(一つのMOS トランジス
タ又は接合型FET)、アナログ信号のオン・オフを行
なっていた。この場合、スイッチのターンオフに伴なっ
て、第9図に示す如くスイッチオン時に存在したチャネ
ルの電荷がスイッチ両側の回路系へ排出される。(クロ
ックフィードスルー現象)このため第8図(a)のO端
子のように1容景性素子のみから構成される系が接続さ
れると、この排出された電荷が、容量に注入され信号源
りによって容量に蓄積された電圧にオフセットが生じて
しまう。このオフセットを防ぐために、従来から第8図
(a)の如くトランジスタT2を接続していた。トラン
ジスタT2はトランジスタT1の半分のゲート面積でト
ランジスタT1と同極性(同じ導′WL型)であり、ト
ランジスタT1のターンオフ時にトランジスタT1の両
側の回路に半分ずつ流出したチャネル電荷をトランジス
タT2のゲート下にチャネルを形成することによシ吸収
してしまうものである。
のトランジスタT1のみで(一つのMOS トランジス
タ又は接合型FET)、アナログ信号のオン・オフを行
なっていた。この場合、スイッチのターンオフに伴なっ
て、第9図に示す如くスイッチオン時に存在したチャネ
ルの電荷がスイッチ両側の回路系へ排出される。(クロ
ックフィードスルー現象)このため第8図(a)のO端
子のように1容景性素子のみから構成される系が接続さ
れると、この排出された電荷が、容量に注入され信号源
りによって容量に蓄積された電圧にオフセットが生じて
しまう。このオフセットを防ぐために、従来から第8図
(a)の如くトランジスタT2を接続していた。トラン
ジスタT2はトランジスタT1の半分のゲート面積でト
ランジスタT1と同極性(同じ導′WL型)であり、ト
ランジスタT1のターンオフ時にトランジスタT1の両
側の回路に半分ずつ流出したチャネル電荷をトランジス
タT2のゲート下にチャネルを形成することによシ吸収
してしまうものである。
ところが、実際には、通常トランジスタT1の両側のイ
ンピーダンス等の条件が対称でないため、トランジスタ
T1からの電荷の流出も非対称となす、トランジスタT
2でのキャンセルを行なってもそれKJ不足が生じ、オ
フセットを十分小さく抑えることができなかった。(第
8図缶)参照)クロックフィードスルーを本質的に小さ
くするためには、トランジスタT1のゲートルチャネル
間容量を小さくすればよいが、そのためにMOSトラン
ジスタのゲート絶縁膜の膜厚を厚くしたり、チャネル幅
を小さくしたりすると、スイッチのオン抵抗が大六くな
ってしまう。また、チャネル長を短かくするとトランジ
スタの耐電圧が低下してしまう。このため、クロックフ
ィードスルーを小さく抑える有効な方法がなかった。
ンピーダンス等の条件が対称でないため、トランジスタ
T1からの電荷の流出も非対称となす、トランジスタT
2でのキャンセルを行なってもそれKJ不足が生じ、オ
フセットを十分小さく抑えることができなかった。(第
8図缶)参照)クロックフィードスルーを本質的に小さ
くするためには、トランジスタT1のゲートルチャネル
間容量を小さくすればよいが、そのためにMOSトラン
ジスタのゲート絶縁膜の膜厚を厚くしたり、チャネル幅
を小さくしたりすると、スイッチのオン抵抗が大六くな
ってしまう。また、チャネル長を短かくするとトランジ
スタの耐電圧が低下してしまう。このため、クロックフ
ィードスルーを小さく抑える有効な方法がなかった。
従って、アナログスイッチ回路では、オン抵抗が低く、
高耐圧のままでクロックフィードスルーを小さく抑える
ことが出来ず、高速φ高耐圧・高精度(低オフセット)
の三つを満足できないといった問題を生じていた。
高耐圧のままでクロックフィードスルーを小さく抑える
ことが出来ず、高速φ高耐圧・高精度(低オフセット)
の三つを満足できないといった問題を生じていた。
本発明は、上の三つの条件を満足することを課題とする
。
。
前記課題は、アナログ信号入力端子と、アナログ信号出
力端子と、スイッチオン・オフ制御入力端子と、第1.
第2のトランジスタと、クロック遅延回路とを4備し、
該第1のトランジスタのゲート電極は前記制御入力端子
に接続され、ソース電極は第一のアナログ入出力に接続
され、該第2のトランジスタのゲート電極は、該クロッ
ク遅延回路の出力に接続され、ソース電極は第二のアナ
ログ入出力に接続され、前記第1及び第2のトランジス
タのドレイン電極どうしが接続され、前記クロック遅延
回路の入力端子は前記制御入力端子に接続されているこ
とを特徴とするアナログスイッチ回路によって達成され
る。
力端子と、スイッチオン・オフ制御入力端子と、第1.
第2のトランジスタと、クロック遅延回路とを4備し、
該第1のトランジスタのゲート電極は前記制御入力端子
に接続され、ソース電極は第一のアナログ入出力に接続
され、該第2のトランジスタのゲート電極は、該クロッ
ク遅延回路の出力に接続され、ソース電極は第二のアナ
ログ入出力に接続され、前記第1及び第2のトランジス
タのドレイン電極どうしが接続され、前記クロック遅延
回路の入力端子は前記制御入力端子に接続されているこ
とを特徴とするアナログスイッチ回路によって達成され
る。
〔作用〕
クロックフィ−ドスルーの小さな第1のトランジスタと
、耐圧の高い第2のトランジスタを直列に接続し、クロ
ック遅延回路によりスイッチのターンオフ時に第1のト
ランジスタが第2のトランジスタより遅れてオフするよ
うに構成してクロックフィードスルーが小さく、高耐圧
なアナログスイッチ回路を実現する。
、耐圧の高い第2のトランジスタを直列に接続し、クロ
ック遅延回路によりスイッチのターンオフ時に第1のト
ランジスタが第2のトランジスタより遅れてオフするよ
うに構成してクロックフィードスルーが小さく、高耐圧
なアナログスイッチ回路を実現する。
第1図は、本発明の第1実施例の回路図であり、第2図
はそのタイミング図である。
はそのタイミング図である。
図中、各トランジスタはNチャネルMO8IIンジスタ
であり、CKはクロック、XCKはインバータで反転し
たクロック、DCKはインバータ2段で遅延したクロッ
クである。T2は、TIMからのクロックフィードスル
ーをキャンセルするためのトランジスタでトランジスタ
TIMの半分のチャネル面積である。
であり、CKはクロック、XCKはインバータで反転し
たクロック、DCKはインバータ2段で遅延したクロッ
クである。T2は、TIMからのクロックフィードスル
ーをキャンセルするためのトランジスタでトランジスタ
TIMの半分のチャネル面積である。
トランジスタT2はトランジスタTIMのターンオフ時
にチャネルを形成するようにTIMと逆相のクロックX
CKが加えられており、TIMからのクロックフィード
スルー電荷を吸収する。
にチャネルを形成するようにTIMと逆相のクロックX
CKが加えられており、TIMからのクロックフィード
スルー電荷を吸収する。
N8は信号源の電源、Cは負荷としてのホールド容置で
、全体としてサンプルアンドホールド回路を構成してい
る。
、全体としてサンプルアンドホールド回路を構成してい
る。
第1図の構成では、クロック遅延回路のためトランジス
タTIMはTssに先立ってターンオフする。
タTIMはTssに先立ってターンオフする。
従って端子O側にはトランジスタTil+のターンオフ
時のクロックフィードスルーは伝わらない。また、トラ
ンジスタ11Mターンオフ直後にトランジスタT1gが
ターンオフするため、トランジスタTIMのソース・ド
レイン間電圧はTIMのターンオフ時のそれ(はぼ0)
からあまシ変化しな類。
時のクロックフィードスルーは伝わらない。また、トラ
ンジスタ11Mターンオフ直後にトランジスタT1gが
ターンオフするため、トランジスタTIMのソース・ド
レイン間電圧はTIMのターンオフ時のそれ(はぼ0)
からあまシ変化しな類。
このため、トランジスタTIMには耐圧は低いがクロッ
クフィードスルーの小さな短チャネル長。
クフィードスルーの小さな短チャネル長。
小チャネル幅のトランジスタが使用可能で、T18には
、クロックフィードスルーは大きいが、耐圧の高い長チ
ャネル長、大チャネル@(オン抵抗を小さくするため)
のトランジスタが使用可能で、この組み合わせにより高
耐圧且つクロックフィードスルーの小さな又、オン抵抗
の高くないアナログスイッチ回路が実現できる。
、クロックフィードスルーは大きいが、耐圧の高い長チ
ャネル長、大チャネル@(オン抵抗を小さくするため)
のトランジスタが使用可能で、この組み合わせにより高
耐圧且つクロックフィードスルーの小さな又、オン抵抗
の高くないアナログスイッチ回路が実現できる。
この信号源Naとホールド容tcを除いたスイ、チ本体
部分の他の実施例をfX3図〜第5図に示す0 第3図の第2実施例は、第1図の第1実施例に対してト
ランジスタT3.T4を追加したものであり、これらは
、トランジスタTIMから見た左右の回路の対称性を改
善するものである。トランジスタT、とT、は等しく、
トランジスタTuとT4が等しい。トランジスタT4か
らのクロックフィードスルーが生じないようにトランジ
スタT4は常にオンとなっている。トランジスタTIM
のターンオフ時にはトランジスタT1gもオン状態であ
るため、これでも回路の対称性は保たれる。
部分の他の実施例をfX3図〜第5図に示す0 第3図の第2実施例は、第1図の第1実施例に対してト
ランジスタT3.T4を追加したものであり、これらは
、トランジスタTIMから見た左右の回路の対称性を改
善するものである。トランジスタT、とT、は等しく、
トランジスタTuとT4が等しい。トランジスタT4か
らのクロックフィードスルーが生じないようにトランジ
スタT4は常にオンとなっている。トランジスタTIM
のターンオフ時にはトランジスタT1gもオン状態であ
るため、これでも回路の対称性は保たれる。
第4図の第3実施例は、第2実施例のトランジスタTt
s+T+の極性をNチャネルからPチャネルへ変えたも
のである。各トランジスタの役割は第2実施例と同じで
ある。
s+T+の極性をNチャネルからPチャネルへ変えたも
のである。各トランジスタの役割は第2実施例と同じで
ある。
第5図の第4実施例は、第2実施例においてトランジス
タTl1l + TIM * Tsを接続する矢印で示
す信号線の電位を、T sw r T II+のオフ時
(クロックCKがローレベルのとき)K接地電位に固定
するトランジスタT、を追加することにより、同信号線
の電位が70−ティングとなるのを防ぎ、トランジスタ
TIMに耐圧以上の電圧がかからないことを確実にする
。トランジスタT6はT!と対称に追加されたトランジ
スタである。この例の場合端子0の電位は常に接地電位
近傍であることが要求される。つまりトランジスタTI
Mの両端の電位が接地電位であることが要求される。
タTl1l + TIM * Tsを接続する矢印で示
す信号線の電位を、T sw r T II+のオフ時
(クロックCKがローレベルのとき)K接地電位に固定
するトランジスタT、を追加することにより、同信号線
の電位が70−ティングとなるのを防ぎ、トランジスタ
TIMに耐圧以上の電圧がかからないことを確実にする
。トランジスタT6はT!と対称に追加されたトランジ
スタである。この例の場合端子0の電位は常に接地電位
近傍であることが要求される。つまりトランジスタTI
Mの両端の電位が接地電位であることが要求される。
第6,7図は第1.3.4.5図に示した本発明の一実
施例の応用例を示す図である。第6図は第1実M例で述
べたサンプル・アンド働ホールド回路であり、■端子に
信号電圧源を接続し、クロックCKにより上述の実施例
で構成されたスイッチのオン。
施例の応用例を示す図である。第6図は第1実M例で述
べたサンプル・アンド働ホールド回路であり、■端子に
信号電圧源を接続し、クロックCKにより上述の実施例
で構成されたスイッチのオン。
オフの制御をする。容量Cには、スイッチオン時に信号
電圧が現われ、スイッチターンオフ時にはその時の信号
電圧が次のスイッチオンまで保持される。
電圧が現われ、スイッチターンオフ時にはその時の信号
電圧が次のスイッチオンまで保持される。
第7図はオフセットキャンセル付コンパレータ回路への
応用でスイッチSAが前述の実施例で構成されている。
応用でスイッチSAが前述の実施例で構成されている。
比較する2つの電圧Visとvl−はスイッチSW(こ
れは低クロツクフィードスルーの必要はない)で切替え
られて容tcに印加される0 この回路の動作は、まず5W=1側、SAをオンとして
容債CにVitとオペアンプ(コンパレータ)のオフセ
ット電圧を充電する。この後、SAをターンオフします
が、この時SAにクロックフィードスルーがなければ、
Vw、O端子電圧は変動しない。更にこの後SWを切替
えてVtSをCK接続するとVMの電圧はMi2−Vb
だけ上昇し、それがオペアンプ(コンパレータ)で判定
されて出力されます。つまりVlz>VilではQ(O
V、Vit<VIlではO>OVとなります。このコン
パレータ回路でのオフセットは、SAター/オフ時に発
生するクロックフィードスルーがCに注入されることに
よって生じる。
れは低クロツクフィードスルーの必要はない)で切替え
られて容tcに印加される0 この回路の動作は、まず5W=1側、SAをオンとして
容債CにVitとオペアンプ(コンパレータ)のオフセ
ット電圧を充電する。この後、SAをターンオフします
が、この時SAにクロックフィードスルーがなければ、
Vw、O端子電圧は変動しない。更にこの後SWを切替
えてVtSをCK接続するとVMの電圧はMi2−Vb
だけ上昇し、それがオペアンプ(コンパレータ)で判定
されて出力されます。つまりVlz>VilではQ(O
V、Vit<VIlではO>OVとなります。このコン
パレータ回路でのオフセットは、SAター/オフ時に発
生するクロックフィードスルーがCに注入されることに
よって生じる。
以上説明した様に1本発明によれば、アナログスイッチ
回路が高耐圧、低クロツクフィードスルー、低or抵抗
となる効果を奏し、アナログスイッチ回路で高速Φ高精
度なアナログ信号の取扱いが出来、高速曝高精度なアナ
ログ回路(特にCMO8集積回路)の性能向上に寄与す
るところが大きい。
回路が高耐圧、低クロツクフィードスルー、低or抵抗
となる効果を奏し、アナログスイッチ回路で高速Φ高精
度なアナログ信号の取扱いが出来、高速曝高精度なアナ
ログ回路(特にCMO8集積回路)の性能向上に寄与す
るところが大きい。
第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図は本発明
の第1実施例に於けるタイミング図、 第3図は本発明の第2実施例の回路図、第4図は本発明
の第3実施例の回路図、哨5図は本発明の第4実施例の
回路図、第6図は本発明の応用例を示す回路図、第7図
は本発明の応用例を示す図であり、(a)は回路図、(
b)はタイミング図、 第8図は従来例を説明するための図であり、(a)は回
路図、(b)はタイミング図、 第9図Hクロンクフィードスルーのメカニズムを説明す
るための図である。 Tag 、TIM、Tt 、Ts 、T4.Ti 、T
g : MOS トランジスタ、 CK:クロック、 XCK :反転クロック、 DCK :遅延クロック、 N8;信号源、 I;入力端、 0;出力端。 CK 本発明/1第1矢施4列p凹詮回 Y 1 図 ぢ−ンデル ホールト−すンアル 不忙明/l茅1去矛り材71にλ令けろタイミシ7゛図
第Z図 Ct< 本発明の第3大とイ列の回汗図 第 4 図 本発明め茅4夫」チイ列の同11閃
の第1実施例に於けるタイミング図、 第3図は本発明の第2実施例の回路図、第4図は本発明
の第3実施例の回路図、哨5図は本発明の第4実施例の
回路図、第6図は本発明の応用例を示す回路図、第7図
は本発明の応用例を示す図であり、(a)は回路図、(
b)はタイミング図、 第8図は従来例を説明するための図であり、(a)は回
路図、(b)はタイミング図、 第9図Hクロンクフィードスルーのメカニズムを説明す
るための図である。 Tag 、TIM、Tt 、Ts 、T4.Ti 、T
g : MOS トランジスタ、 CK:クロック、 XCK :反転クロック、 DCK :遅延クロック、 N8;信号源、 I;入力端、 0;出力端。 CK 本発明/1第1矢施4列p凹詮回 Y 1 図 ぢ−ンデル ホールト−すンアル 不忙明/l茅1去矛り材71にλ令けろタイミシ7゛図
第Z図 Ct< 本発明の第3大とイ列の回汗図 第 4 図 本発明め茅4夫」チイ列の同11閃
Claims (3)
- (1)アナログ信号入力端子と、 アナログ信号出力端子と、 スイッチオン・オフ制御入力端子と、 第1、第2のトランジスタと、 クロック遅延回路とを具備し、 該第1のトランジスタのゲート電極は前記制御入力端子
に接続され、ソース電極は第一のアナログ入出力に接続
され、 該第2のトランジスタのゲート電極は、該クロック遅延
回路の出力に接続され、ソース電極は、第二のアナログ
入出力に接続され、 前記第1及び第2のトランジスタのドレイン電極どうし
が接続され、 前記クロック遅延回路の入力端子は前記制御入力端子に
接続されていることを特徴とするアナログスイッチ回路
。 - (2)前記第1、第2のトランジスタが接合型FETで
あることを特徴とする請求項(1)記載のアナログスイ
ッチ回路。 - (3)前記第1、第2のトランジスタがMOSトランジ
スタであることを特徴とする請求項(1)記載のアナロ
グスイッチ回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133657A JP2591066B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | アナログスイッチ回路 |
| US07/348,913 US5019731A (en) | 1988-05-31 | 1989-05-08 | Analog switch circuit |
| KR1019890007247A KR920004339B1 (ko) | 1988-05-31 | 1989-05-30 | 아날로그 스위치회로 |
| DE89401496T DE68908280T2 (de) | 1988-05-31 | 1989-05-31 | Analogschalter. |
| EP89401496A EP0345156B1 (en) | 1988-05-31 | 1989-05-31 | Analog switch circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63133657A JP2591066B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | アナログスイッチ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01303809A true JPH01303809A (ja) | 1989-12-07 |
| JP2591066B2 JP2591066B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=15109894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63133657A Expired - Fee Related JP2591066B2 (ja) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | アナログスイッチ回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5019731A (ja) |
| EP (1) | EP0345156B1 (ja) |
| JP (1) | JP2591066B2 (ja) |
| KR (1) | KR920004339B1 (ja) |
| DE (1) | DE68908280T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0468714A (ja) * | 1990-07-04 | 1992-03-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
| JPH05335919A (ja) * | 1992-06-03 | 1993-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
| DE4237925C2 (de) * | 1992-11-10 | 1994-09-15 | Fraunhofer Ges Forschung | GaAs-FET-Analogschalter |
| US5548238A (en) * | 1993-10-01 | 1996-08-20 | Cirrus Logic Inc. | Low power high speed CMOS current switching circuit |
| JP3156194B2 (ja) * | 1995-05-31 | 2001-04-16 | モトローラ株式会社 | アナログスイッチ用オフセットキャンセル回路 |
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