JPH0342529B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0342529B2 JPH0342529B2 JP57090623A JP9062382A JPH0342529B2 JP H0342529 B2 JPH0342529 B2 JP H0342529B2 JP 57090623 A JP57090623 A JP 57090623A JP 9062382 A JP9062382 A JP 9062382A JP H0342529 B2 JPH0342529 B2 JP H0342529B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mosfet
- connection point
- output
- parallel connection
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
- H03M1/74—Simultaneous conversion
- H03M1/80—Simultaneous conversion using weighted impedances
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は双方向電流出力型デジタル−アナログ
(D−A)変換器に関する。
(D−A)変換器に関する。
重み電流源としてMOSFETの飽和領域の特性
を利用している従来の双方向電流出力型デジタル
−アナログ(D−A)変換器は、特に2.5V程度
の低電圧で200mW程度の出力でスピーカーを直
接駆動するためには、重み電流源用MOSFET及
び電流極性切換用MOSFETのチヤンネル幅を5V
駆動時より4倍以上にしなければならず、このD
−A変換器をLSIに組み込む場合、D−A変換器
のLSIの中に占める割合が大きくなりコストが5V
電源使用のD−A変換器を組み込む場合に比べ大
幅に上昇する欠点があつた。また直線性歪みも
5V動作時に較べ大幅に悪くなる欠点があつた。
を利用している従来の双方向電流出力型デジタル
−アナログ(D−A)変換器は、特に2.5V程度
の低電圧で200mW程度の出力でスピーカーを直
接駆動するためには、重み電流源用MOSFET及
び電流極性切換用MOSFETのチヤンネル幅を5V
駆動時より4倍以上にしなければならず、このD
−A変換器をLSIに組み込む場合、D−A変換器
のLSIの中に占める割合が大きくなりコストが5V
電源使用のD−A変換器を組み込む場合に比べ大
幅に上昇する欠点があつた。また直線性歪みも
5V動作時に較べ大幅に悪くなる欠点があつた。
本発明の目的は上記の欠点を排除するもので、
低電圧にてスピーカーを直接駆動し小さい歪率で
大きな出力を得ることができるD−A変換器を提
供することにある。
低電圧にてスピーカーを直接駆動し小さい歪率で
大きな出力を得ることができるD−A変換器を提
供することにある。
本発明は重み電流源として重み入力信号によつ
てON又はOFFし、各々並列に接続されている
MOSFET群、前記MOSFET群のドレイン出力
及び互いに逆相の極性切換信号が入力されている
第1及び第2のインバータ(反転)特性をもつゲ
ート手段、前記MOSFET群のドレインとD−A
変換器の第1及び第2の出力端子の間にそれぞれ
並列に接続されている第1及び第2の
MOSFET、前記第1及び第2のMOSFETのゲ
ート電極はそれぞれ前記第1及び第2のゲート手
段の出力が接続され、前記第1のゲート手段と第
1のMOSFETは、第2のゲート手段と第2の
MOSFETにより前記MOSFET群のドレイン・
イソース間電圧を安定に保つ事により前記重み電
流源MOSFETに対し、負荷変動に対しても安定
に電流を流させ、前記、互いに逆相の極性切換信
号がゲート電極に入力されている第3及び第4の
MOSFET、前記第3及び第4のMOSFETのド
レイン及びソースを各々電流の一端及びD−A変
換器の第1及び第2の出力端子に接続されている
事を特徴とする。
てON又はOFFし、各々並列に接続されている
MOSFET群、前記MOSFET群のドレイン出力
及び互いに逆相の極性切換信号が入力されている
第1及び第2のインバータ(反転)特性をもつゲ
ート手段、前記MOSFET群のドレインとD−A
変換器の第1及び第2の出力端子の間にそれぞれ
並列に接続されている第1及び第2の
MOSFET、前記第1及び第2のMOSFETのゲ
ート電極はそれぞれ前記第1及び第2のゲート手
段の出力が接続され、前記第1のゲート手段と第
1のMOSFETは、第2のゲート手段と第2の
MOSFETにより前記MOSFET群のドレイン・
イソース間電圧を安定に保つ事により前記重み電
流源MOSFETに対し、負荷変動に対しても安定
に電流を流させ、前記、互いに逆相の極性切換信
号がゲート電極に入力されている第3及び第4の
MOSFET、前記第3及び第4のMOSFETのド
レイン及びソースを各々電流の一端及びD−A変
換器の第1及び第2の出力端子に接続されている
事を特徴とする。
第1図は本発明の一実施例で、Q1,Q2,Q3,
Q4,Q5,Q6,Q7,Q8はエンハンスメント型
MOSFETでQ1,Q2,Q3,Q4にはそれぞれD−
A変換器の重みデータ入力D1,D2,D3,D4がゲ
ート電極に入力されており、各々のソースは電源
の一端に接続されており、ドレインは並列に接続
されている。Q1,Q2,Q3,Q4はそれぞれD1,
D2,D3,D4が“1”でON、“0”でOFFする。
1はQ1,Q2,Q3,Q4で構成されるMOSFET群、
Sは符号入力、2及び3はNORゲート、4はイ
ンバータ、6は電源の他端、7,8はそれぞれD
−A変換器の出力端子、5はスピーカーで代表さ
れる負荷、9はQ1,Q2,Q3,Q4で構成される
MOSFET群1のドレイン出力である。Q2,Q3,
Q4はQ1に対しチヤンネル幅/チヤンネル長を2
倍、4倍、8倍と重みをつけてある。MOSFET
群1のドレイン出力1がNORゲート2及び3の
入力に接続され、電流極性を決定する符号入力S
がQ8のゲート電極、インバータ4、NORBゲー
ト3の入力に接続され、NORゲート2の出力は
Q5のゲート電極に、NORゲート3の出力はQ6の
ゲート電極に、インバータ4の出力がQ7のゲー
ト電極に接続されている。Q5のソース電極は9
に、ドレイン電極は8に接続されている。Q6の
ソースは9に、ドレインは7に接続されている。
Q7のドレインは電源の他端6に、ソースは8に
接続されている。Q8のドレインは電源の他端6
に、ソースは7に接続されている。
Q4,Q5,Q6,Q7,Q8はエンハンスメント型
MOSFETでQ1,Q2,Q3,Q4にはそれぞれD−
A変換器の重みデータ入力D1,D2,D3,D4がゲ
ート電極に入力されており、各々のソースは電源
の一端に接続されており、ドレインは並列に接続
されている。Q1,Q2,Q3,Q4はそれぞれD1,
D2,D3,D4が“1”でON、“0”でOFFする。
1はQ1,Q2,Q3,Q4で構成されるMOSFET群、
Sは符号入力、2及び3はNORゲート、4はイ
ンバータ、6は電源の他端、7,8はそれぞれD
−A変換器の出力端子、5はスピーカーで代表さ
れる負荷、9はQ1,Q2,Q3,Q4で構成される
MOSFET群1のドレイン出力である。Q2,Q3,
Q4はQ1に対しチヤンネル幅/チヤンネル長を2
倍、4倍、8倍と重みをつけてある。MOSFET
群1のドレイン出力1がNORゲート2及び3の
入力に接続され、電流極性を決定する符号入力S
がQ8のゲート電極、インバータ4、NORBゲー
ト3の入力に接続され、NORゲート2の出力は
Q5のゲート電極に、NORゲート3の出力はQ6の
ゲート電極に、インバータ4の出力がQ7のゲー
ト電極に接続されている。Q5のソース電極は9
に、ドレイン電極は8に接続されている。Q6の
ソースは9に、ドレインは7に接続されている。
Q7のドレインは電源の他端6に、ソースは8に
接続されている。Q8のドレインは電源の他端6
に、ソースは7に接続されている。
S信号が“1”の時はQ8はON、インバータ4
は“0”になるので、Q7はOFF、NOR3は
“0”になるのでQ6はOFFになる。
は“0”になるので、Q7はOFF、NOR3は
“0”になるのでQ6はOFFになる。
第2図のaに示される10はNOR2または
NOR3の入力電圧に対する出力電圧を示す特性
図である。インバータ4からの出力は“0”であ
るので、NORP2の出力電圧は9からの入力電
圧に依存し、第2図aの10の特性を示す。
NOR2とQ5で負帰還ルーブを形成する。D1,
D2,D3,D4がそれぞれ“1”,“0”,“0”,“0”
の時はQ1がON,Q2,Q3,Q4はOFFし、第2図
bで示される11の特性上のI1の電流が流れQB1
のドレイン・接地間電圧はVI1になり、NOR2の
出力電圧は第2図のaで示されるVO1になる。Q5
のゲート電圧はVO1になるのでQ5の特性は第2図
b′の14に示される特徴となる。11と14の交
点において平衡状態となり、I1が6よりQ8,5,
Q5を通してQ1に流れる。つまりスピーカー5に
は端子7から端子8の方向に電流I1が流れる。S
信号が“0”の時はQ8はOFF、インバータ4の
出力は“1”になるのでQ7はON、NOR2の出
力は“0”になりQ5はOFFする。NOR3の特性
は第2図aの10に示される特性であり、S信号
“1”の時のNOR2と同様の動作をし、NOR3
とQ6で負帰還ループを形成し、電源の他端6よ
り、Q7,5,Q6を通してQ1にI1の電流が流れる。
つまりスピーカー5には端子8から端子7の方向
に電流I1が流れる。
NOR3の入力電圧に対する出力電圧を示す特性
図である。インバータ4からの出力は“0”であ
るので、NORP2の出力電圧は9からの入力電
圧に依存し、第2図aの10の特性を示す。
NOR2とQ5で負帰還ルーブを形成する。D1,
D2,D3,D4がそれぞれ“1”,“0”,“0”,“0”
の時はQ1がON,Q2,Q3,Q4はOFFし、第2図
bで示される11の特性上のI1の電流が流れQB1
のドレイン・接地間電圧はVI1になり、NOR2の
出力電圧は第2図のaで示されるVO1になる。Q5
のゲート電圧はVO1になるのでQ5の特性は第2図
b′の14に示される特徴となる。11と14の交
点において平衡状態となり、I1が6よりQ8,5,
Q5を通してQ1に流れる。つまりスピーカー5に
は端子7から端子8の方向に電流I1が流れる。S
信号が“0”の時はQ8はOFF、インバータ4の
出力は“1”になるのでQ7はON、NOR2の出
力は“0”になりQ5はOFFする。NOR3の特性
は第2図aの10に示される特性であり、S信号
“1”の時のNOR2と同様の動作をし、NOR3
とQ6で負帰還ループを形成し、電源の他端6よ
り、Q7,5,Q6を通してQ1にI1の電流が流れる。
つまりスピーカー5には端子8から端子7の方向
に電流I1が流れる。
第2図bの12はD4が“1”の時のQ4に流れ
る電流特性で、特性11の8倍の電流を示してい
るものとする。特性13はD1,D2,D3,D4が全
て“1”と時にQ1,Q2,Q3,Q4が全部ONして
いる時に流れる電流を合計した特性で9から接地
に対して流れる電流を示し、特性11の15倍の電
流となつているものとする。特性15はS信号が
“1”の時にQ5に流れる電流特性を示し、S信号
が“0”の時にQ6に流れる電流特性を示してい
る。S信号が“1”の時Q1がON、Q2,Q3,Q4
が共にONの状態に変化する時、9から接地への
インピーダンスが下がり、ドレイン接地間電圧が
V11からVI2の方向へ下降するので、NOR2の出
力電圧はVO1からVO2の方向に上昇し、Q5のゲー
ト電圧はVO1からVO2へと上昇するので、Q5の電
流特性は第2図bの14から15へ変化する。そ
して13と15の交点の電流I2が電源の他端6か
らQ5,5,Q5を通して流れる。その時の9の電
圧はVI2であり、VI1より少し下つた電圧となつて
おり、NORゲート2とQ5により定電圧回路とし
て動作している。従つて、I2は15I1より少し小さ
い電流になつているがほぼ15I2である。従つて
重み入力信号によつてデジタル−アナログ変換さ
れた電流がスピーカーで代表されるD/Aコンバ
ータの負荷5に流れる。S信号が“1”の時も同
様にNORゲート3とQ6で定電圧回路として動作
し、13と15の交点の電流I2な電源の他端6か
らQ7,5,Q6を通して流れる。従来の電流出力
型D/Aコンバータは第1図のQ1,Q2,Q3,Q4
に相当するMOSFETを飽和領域の特性を利用し
て使用するものである。いこのため、重みづけト
ランジスタQ1〜Q4のゲート電圧VGは並列接続
点9のドレイン電圧VDよりも小さく(VG≦VD
+VT)しておかなければならない。さもなく
ば、トランジスタQ1〜Q4が非飽和領域動作に移
つてしまうため、正確な出力が得られず歪率が大
きくなつてしまう。しかながら、歪率を小さくし
ようとしてゲート電圧VGをドレイン電圧VDよ
り低くすると、各トランジスタQ1〜Q4を流れる
ドレイン電流が小さくなつてしまいスピーカー5
を十分にドライブするとができなくなつてしま
う。このため、従来はトランジスタのサイズを大
きくしてドライブ能力を確保するようにしていた
が、その分トランジスタ面積が増加してLSI化に
不利であつた。
る電流特性で、特性11の8倍の電流を示してい
るものとする。特性13はD1,D2,D3,D4が全
て“1”と時にQ1,Q2,Q3,Q4が全部ONして
いる時に流れる電流を合計した特性で9から接地
に対して流れる電流を示し、特性11の15倍の電
流となつているものとする。特性15はS信号が
“1”の時にQ5に流れる電流特性を示し、S信号
が“0”の時にQ6に流れる電流特性を示してい
る。S信号が“1”の時Q1がON、Q2,Q3,Q4
が共にONの状態に変化する時、9から接地への
インピーダンスが下がり、ドレイン接地間電圧が
V11からVI2の方向へ下降するので、NOR2の出
力電圧はVO1からVO2の方向に上昇し、Q5のゲー
ト電圧はVO1からVO2へと上昇するので、Q5の電
流特性は第2図bの14から15へ変化する。そ
して13と15の交点の電流I2が電源の他端6か
らQ5,5,Q5を通して流れる。その時の9の電
圧はVI2であり、VI1より少し下つた電圧となつて
おり、NORゲート2とQ5により定電圧回路とし
て動作している。従つて、I2は15I1より少し小さ
い電流になつているがほぼ15I2である。従つて
重み入力信号によつてデジタル−アナログ変換さ
れた電流がスピーカーで代表されるD/Aコンバ
ータの負荷5に流れる。S信号が“1”の時も同
様にNORゲート3とQ6で定電圧回路として動作
し、13と15の交点の電流I2な電源の他端6か
らQ7,5,Q6を通して流れる。従来の電流出力
型D/Aコンバータは第1図のQ1,Q2,Q3,Q4
に相当するMOSFETを飽和領域の特性を利用し
て使用するものである。いこのため、重みづけト
ランジスタQ1〜Q4のゲート電圧VGは並列接続
点9のドレイン電圧VDよりも小さく(VG≦VD
+VT)しておかなければならない。さもなく
ば、トランジスタQ1〜Q4が非飽和領域動作に移
つてしまうため、正確な出力が得られず歪率が大
きくなつてしまう。しかながら、歪率を小さくし
ようとしてゲート電圧VGをドレイン電圧VDよ
り低くすると、各トランジスタQ1〜Q4を流れる
ドレイン電流が小さくなつてしまいスピーカー5
を十分にドライブするとができなくなつてしま
う。このため、従来はトランジスタのサイズを大
きくしてドライブ能力を確保するようにしていた
が、その分トランジスタ面積が増加してLSI化に
不利であつた。
これに対して、本発明はトランジスタQ1〜Q4
を非飽和領域で動作せしめ、小さなトランジスタ
サイズで大きなドレイン電流を得、ドライブ能力
の向上を図つている。しかし、ここでトランジス
タQ1〜Q4を非飽和領域で動作させているので、
並列接続点9のドレイン電圧を定電圧化しておか
なければ、トランジスタQ1〜Q4の切りかえ時に
生じるインピダンースの変動の影響をうける。従
つて、本発明では並列接続点9の電位を定電圧化
するめに、これをゲート回路2,3を介してトラ
ンジスタQ5,Q6のゲートに負帰還している。こ
の結果、本発明によれば、小さなトランジスタサ
イズで大きな出力電流を得ることができるととも
に、歪率の小さいD−Aコンバータが得られる。
を非飽和領域で動作せしめ、小さなトランジスタ
サイズで大きなドレイン電流を得、ドライブ能力
の向上を図つている。しかし、ここでトランジス
タQ1〜Q4を非飽和領域で動作させているので、
並列接続点9のドレイン電圧を定電圧化しておか
なければ、トランジスタQ1〜Q4の切りかえ時に
生じるインピダンースの変動の影響をうける。従
つて、本発明では並列接続点9の電位を定電圧化
するめに、これをゲート回路2,3を介してトラ
ンジスタQ5,Q6のゲートに負帰還している。こ
の結果、本発明によれば、小さなトランジスタサ
イズで大きな出力電流を得ることができるととも
に、歪率の小さいD−Aコンバータが得られる。
さらに、本発明によれば並列接続点を定電圧化
するための手段(NORゲート2,3,Q5,Q6)
のうちトランジスタQ5、Q6については出力切換
用トランジスタの一部を兼用し、少ない素子数で
定電圧化を実現しているとともに余分な素子が不
要なため電圧ドロツプが小さく低電圧でのスピー
カー駆動が可能である。また同じ出力電力の場合
MOSFETのチヤンネル幅を小さくできるのでチ
ツプに占める面積が小さくなり、低コストになる
大きな効果がある。特に低電圧で動作させる時に
その効果は大きい。またQ5,Q6,Q7,Q8はスレ
ツシユホールド電圧が0V近辺のノンドーブ型
IGFETでもよい。
するための手段(NORゲート2,3,Q5,Q6)
のうちトランジスタQ5、Q6については出力切換
用トランジスタの一部を兼用し、少ない素子数で
定電圧化を実現しているとともに余分な素子が不
要なため電圧ドロツプが小さく低電圧でのスピー
カー駆動が可能である。また同じ出力電力の場合
MOSFETのチヤンネル幅を小さくできるのでチ
ツプに占める面積が小さくなり、低コストになる
大きな効果がある。特に低電圧で動作させる時に
その効果は大きい。またQ5,Q6,Q7,Q8はスレ
ツシユホールド電圧が0V近辺のノンドーブ型
IGFETでもよい。
第1図は本発明の一実施例、第2図aはインバ
ータ特性を示す図、第2図bはMOSFETの電流
特性図である。 Q1,Q2,Q3,Q4……エンハンスメント型
IGFET、Q5,Q6,Q7,Q8……IGFET、4……
インバータ、2,3……NORゲート、1……
MOSFET群、5……外部負荷(スピーカー)、
D1,D2,D3,D4……重み信号入力、S……符号
入力、6…電源の他端、7,8……D/Aコンバ
ータ出力端子、9……MOSFET群のドレイン電
極、10……NORゲート2と3のインバータ特
性、11,12,13,14,15……
MOSFETの電流特性。
ータ特性を示す図、第2図bはMOSFETの電流
特性図である。 Q1,Q2,Q3,Q4……エンハンスメント型
IGFET、Q5,Q6,Q7,Q8……IGFET、4……
インバータ、2,3……NORゲート、1……
MOSFET群、5……外部負荷(スピーカー)、
D1,D2,D3,D4……重み信号入力、S……符号
入力、6…電源の他端、7,8……D/Aコンバ
ータ出力端子、9……MOSFET群のドレイン電
極、10……NORゲート2と3のインバータ特
性、11,12,13,14,15……
MOSFETの電流特性。
Claims (1)
- 1 チヤンネル長/チヤンネル幅が重み付けさ
れ、並列に接続された複数のMOSFETと、各
MOSFETのゲートの重み付けされたデジタル信
号を印加する手段と、前記MOSFETの並列接続
点と第1の出力端子との間に接続された第1の
MOSFETと、電源と第2の出力端子との間に接
続されたスイツチング用の第2のMOSFETと、
前記電源と前記第1の出力端子との間に接続され
たスイツチング用の第3のMOSFETと、前記第
2の出力端子と前記並列接続点との間に接続され
た第4のMOSFETと、符号信号の入力端子と、
前記符号信号の値に応じて前記第2のMOSFET
と前記第3のMOSFETとを排他的に開閉制御す
る手段と、第1の入力端に前記符号信号が供給さ
れるとともに第2の入力端が前記並列接続点に接
続され、出力端が前記第4のMOSFETのゲート
端子に接続されるものであつて、符号信号が一方
のレベルの時は前記並列接続点の電位が定電圧と
なるように、また符号信号が他方のレベルの時は
前記第4のMOSFETがオフされるように第4の
MOSFETのゲート電位を制御する第1のゲート
回路と、第1の入力端に前記符号信号の反転出力
が供給されるとともに第2の入力端が前記並列接
続点に接続され、出力端が前記第1のMOSFET
のゲート端子に接続されるものであつて、符号信
号が一方のレベルの時は前記第1のMOSFETが
オフされるように、また符号信号が他方のレベル
の時は前記並列接続点の電位が定電圧となるよう
に第1のMOSFETのゲート電位を制御する第2
のゲート回路とを具備し、前記デジタル信号のデ
ジタア入力値に応じたアナログ出力が前記第1の
出力端子と第2の出力端子に生じるようにしたこ
とを特徴とする電流出力型D−Aコンバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062382A JPS58207713A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 電流出力型d−aコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9062382A JPS58207713A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 電流出力型d−aコンバ−タ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4077710A Division JPH07118650B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 電界効果トランジスタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58207713A JPS58207713A (ja) | 1983-12-03 |
| JPH0342529B2 true JPH0342529B2 (ja) | 1991-06-27 |
Family
ID=14003606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9062382A Granted JPS58207713A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 電流出力型d−aコンバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58207713A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3332115B2 (ja) * | 1994-04-08 | 2002-10-07 | 株式会社東芝 | 多入力トランジスタおよび多入力トランスコンダクタ回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5762625A (en) * | 1980-10-03 | 1982-04-15 | Nec Corp | Integrated circuit device |
-
1982
- 1982-05-28 JP JP9062382A patent/JPS58207713A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58207713A (ja) | 1983-12-03 |
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