JPH05114853A - 低雑音出力駆動回路 - Google Patents
低雑音出力駆動回路Info
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- JPH05114853A JPH05114853A JP3274226A JP27422691A JPH05114853A JP H05114853 A JPH05114853 A JP H05114853A JP 3274226 A JP3274226 A JP 3274226A JP 27422691 A JP27422691 A JP 27422691A JP H05114853 A JPH05114853 A JP H05114853A
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- JP
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- drive circuit
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- output
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- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000000275 quality assurance Methods 0.000 description 1
Landscapes
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- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低雑音の出力駆動回路を提供する。
【構成】 電圧を降下させる手段と、その両端をショー
トして電圧降下をなくす手段を持ったソース電位供給回
路を通常のCMOSインバータ構成の駆動回路の電源側
に持たせ、最初は電圧降下分を持つように、次にそれを
0にするように制御する。この構成によれば、駆動回路
は最初は電圧降下分を含むので電源電位まで振り切れ
ず、次に電圧降下が0となり電源電位までに達する。こ
の方法により出力変化時の過大な過渡電流を抑え、また
オーバーシュート、アンダーシュートをなくす。 【効果】 以上により過渡電流を小さくし、低雑音とな
る。また出力レベルを2段階にしていることから容量性
負荷の充放電による消費電力を低減する効果もある。
トして電圧降下をなくす手段を持ったソース電位供給回
路を通常のCMOSインバータ構成の駆動回路の電源側
に持たせ、最初は電圧降下分を持つように、次にそれを
0にするように制御する。この構成によれば、駆動回路
は最初は電圧降下分を含むので電源電位まで振り切れ
ず、次に電圧降下が0となり電源電位までに達する。こ
の方法により出力変化時の過大な過渡電流を抑え、また
オーバーシュート、アンダーシュートをなくす。 【効果】 以上により過渡電流を小さくし、低雑音とな
る。また出力レベルを2段階にしていることから容量性
負荷の充放電による消費電力を低減する効果もある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路における
出力駆動回路の低雑音化に関する。
出力駆動回路の低雑音化に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の絶縁ゲート電界効果型トランジス
タ(以下MOSFETと略す)を用いた相補型の出力駆
動回路は図3に示すように正極の電源端子+VDDにP型
のMOSFETのソース電極を接続し、負極の電源端子
−VSSにN型のMOSFETのソース電極を接続し、前
記P型、N型のMOSFETのそれぞれのドレイン電
極、及びゲート電極をそれぞれ互いに接続する構成とな
っていた。
タ(以下MOSFETと略す)を用いた相補型の出力駆
動回路は図3に示すように正極の電源端子+VDDにP型
のMOSFETのソース電極を接続し、負極の電源端子
−VSSにN型のMOSFETのソース電極を接続し、前
記P型、N型のMOSFETのそれぞれのドレイン電
極、及びゲート電極をそれぞれ互いに接続する構成とな
っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】さて、前述した従来回
路では出力電位は図4に示すように+VDDから−VSSま
での電源いっぱいに振れる、更には過渡的に電源電位を
越えて、オーバーシュート、アンダーシュートを引き起
こすので駆動能力を大きくするとともに出力電位が変化
する際の過渡電流による雑音が過大となって他の回路に
悪影響を与えるという問題点があった。
路では出力電位は図4に示すように+VDDから−VSSま
での電源いっぱいに振れる、更には過渡的に電源電位を
越えて、オーバーシュート、アンダーシュートを引き起
こすので駆動能力を大きくするとともに出力電位が変化
する際の過渡電流による雑音が過大となって他の回路に
悪影響を与えるという問題点があった。
【0004】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは出力電位が変化する
際の過渡電流による雑音発生の少ない出力駆動回路を提
供することにある。
るもので、その目的とするところは出力電位が変化する
際の過渡電流による雑音発生の少ない出力駆動回路を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の低雑音駆動回路
はa)絶縁ゲート電界効果型トランジスタを用いた半導
体集積回路において、b)P型MOSFETとN型MO
SFETからなる駆動回路と、c)前記駆動回路の中の
P型MOSFETのソース電位を制御する正極ソース電
位供給回路と、d)前記駆動回路の中のN型MOSFE
Tのソース電位を制御する負極ソース電位供給回路と、
e)遅延回路からなり、f)入力端子は前記駆動回路と
前記遅延回路のそれぞれの入力信号端子に接続され、前
記遅延回路の出力信号端子は前記正極ソース電位供給回
路と前記負極ソース電位供給回路のそれぞれの制御信号
端子に接続されていることを特徴とする。
はa)絶縁ゲート電界効果型トランジスタを用いた半導
体集積回路において、b)P型MOSFETとN型MO
SFETからなる駆動回路と、c)前記駆動回路の中の
P型MOSFETのソース電位を制御する正極ソース電
位供給回路と、d)前記駆動回路の中のN型MOSFE
Tのソース電位を制御する負極ソース電位供給回路と、
e)遅延回路からなり、f)入力端子は前記駆動回路と
前記遅延回路のそれぞれの入力信号端子に接続され、前
記遅延回路の出力信号端子は前記正極ソース電位供給回
路と前記負極ソース電位供給回路のそれぞれの制御信号
端子に接続されていることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明の上記の構成によれば、駆動回路の出力
電位は切り替え時の最初の段階においては電源電位いっ
ぱいに振り切れることがなく、次の段階で電源電位に到
達するので、出力電位が変化する際の過大な過渡電流を
抑えることが出来、またオーバーシュートやアンダーシ
ュートもなく雑音の発生の少ない出力駆動回路となる。
電位は切り替え時の最初の段階においては電源電位いっ
ぱいに振り切れることがなく、次の段階で電源電位に到
達するので、出力電位が変化する際の過大な過渡電流を
抑えることが出来、またオーバーシュートやアンダーシ
ュートもなく雑音の発生の少ない出力駆動回路となる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図で
ある。図1において破線10で囲まれた回路が駆動回路
であり、破線11で囲まれた回路が正極ソース電位供給
回路であり、破線12で囲まれた回路が負極ソース電位
供給回路であり、破線13で囲まれた回路が遅延回路で
ある。駆動回路10においてP型MOSFET16とN
型MOSFET19のゲート電極は互いに接続され、か
つ入力端子14に接続されている。またドレイン電極も
互いに接続され、かつ出力端子15に接続されている。
正極ソース電位供給回路11はP型MOSFET17と
18から構成されている。P型MOSFET17と18
のそれぞれのソース電極は共に正極の電源電極+VDDに
接続され、またそれぞれのドレイン電極は互いに接続さ
れ、かつ前記駆動回路10の中のP型MOSFET16
のソース電極に接続されている。またP型MOSFET
17のゲート電極はドレイン電極に接続されていて、ソ
ース電極とドレイン電極の間にスレッショルド電圧VTP
を発生させる構成となっている。P型MOSFET18
はゲート電極の信号が低電位か高電位かによってオン
(ON)、オフ(OFF)するスイッチの役目をしてい
る。負極ソース電位供給回路12はN型MOSFET2
0と21から構成されている。N型MOSFET20と
21のそれぞれのソース電極は共に負極の電源電極−V
SSに接続され、またそれぞれのドレイン電極は互いに接
続され、かつ前記駆動回路10の中のN型MOSFET
19のソース電極に接続されている。またN型MOSF
ET20のゲート電極はドレイン電極に接続されてい
て、ソース電極とドレイン電極の間にスレッショルド電
圧VTNを発生させる構成となっている。N型MOSFE
T21はゲート電極の信号が高電位か低電位かによって
オン、オフするスイッチの役目をしている。遅延回路1
3はインバータ回路22と23から構成されている。入
力端子14の信号はインバータ回路22の入力信号端子
に接続され、インバータ回路22の出力信号端子はイン
バータ回路23の出力信号端子は前記P型MOSFET
18と前記N型MOSFET21のそれぞれのゲート電
極に接続されている。
ある。図1において破線10で囲まれた回路が駆動回路
であり、破線11で囲まれた回路が正極ソース電位供給
回路であり、破線12で囲まれた回路が負極ソース電位
供給回路であり、破線13で囲まれた回路が遅延回路で
ある。駆動回路10においてP型MOSFET16とN
型MOSFET19のゲート電極は互いに接続され、か
つ入力端子14に接続されている。またドレイン電極も
互いに接続され、かつ出力端子15に接続されている。
正極ソース電位供給回路11はP型MOSFET17と
18から構成されている。P型MOSFET17と18
のそれぞれのソース電極は共に正極の電源電極+VDDに
接続され、またそれぞれのドレイン電極は互いに接続さ
れ、かつ前記駆動回路10の中のP型MOSFET16
のソース電極に接続されている。またP型MOSFET
17のゲート電極はドレイン電極に接続されていて、ソ
ース電極とドレイン電極の間にスレッショルド電圧VTP
を発生させる構成となっている。P型MOSFET18
はゲート電極の信号が低電位か高電位かによってオン
(ON)、オフ(OFF)するスイッチの役目をしてい
る。負極ソース電位供給回路12はN型MOSFET2
0と21から構成されている。N型MOSFET20と
21のそれぞれのソース電極は共に負極の電源電極−V
SSに接続され、またそれぞれのドレイン電極は互いに接
続され、かつ前記駆動回路10の中のN型MOSFET
19のソース電極に接続されている。またN型MOSF
ET20のゲート電極はドレイン電極に接続されてい
て、ソース電極とドレイン電極の間にスレッショルド電
圧VTNを発生させる構成となっている。N型MOSFE
T21はゲート電極の信号が高電位か低電位かによって
オン、オフするスイッチの役目をしている。遅延回路1
3はインバータ回路22と23から構成されている。入
力端子14の信号はインバータ回路22の入力信号端子
に接続され、インバータ回路22の出力信号端子はイン
バータ回路23の出力信号端子は前記P型MOSFET
18と前記N型MOSFET21のそれぞれのゲート電
極に接続されている。
【0008】さて入力端子14に低電位の信号が入ると
N型MOSFET19は直ちにオフし、P型MOSFE
T16は直ちにオンする。しかしこの時P型MOSFE
T18は遅延回路13の為にオフしているので出力端子
15にはP型MOSFET17と16を通して電流を供
給することになり、P型MOSFET17のソース・ド
レイン間の電差VTPのために出力端子15の電位レベル
は(VDD−VTP)までしか上がらない。その後、遅延回
路13を通してP型MOSFET18のゲート電極が低
電位となるとP型MOSFET18はオンして、出力端
子15の電位レベルはVDDまで達する。以上の様子を描
いたものが図2の立ち上がり時の波形である。
N型MOSFET19は直ちにオフし、P型MOSFE
T16は直ちにオンする。しかしこの時P型MOSFE
T18は遅延回路13の為にオフしているので出力端子
15にはP型MOSFET17と16を通して電流を供
給することになり、P型MOSFET17のソース・ド
レイン間の電差VTPのために出力端子15の電位レベル
は(VDD−VTP)までしか上がらない。その後、遅延回
路13を通してP型MOSFET18のゲート電極が低
電位となるとP型MOSFET18はオンして、出力端
子15の電位レベルはVDDまで達する。以上の様子を描
いたものが図2の立ち上がり時の波形である。
【0009】また入力端子14に高電位の信号が入ると
P型MOSFET16は直ちにオフし、N型MOSFE
T19は直ちにオンする。しかしこの時はN型MOSF
ET21は遅延回路13の為にオフしているので出力端
子15にはN型MOSFET20と19を通して電流を
供給することになり、M型MOSFET20のソース・
ドレイン間の電位差VTNの為に出力端子15の電位レベ
ルはVTNまでしか下がらない。その後、遅延回路13を
通してN型MOSFET21のゲート電極が高電位とな
るN型MOSFET21はオンして、出力端子15の電
位レベルは0電位まで達する。以上の様子を描いたのが
図2の立ち下がり時の波形である。
P型MOSFET16は直ちにオフし、N型MOSFE
T19は直ちにオンする。しかしこの時はN型MOSF
ET21は遅延回路13の為にオフしているので出力端
子15にはN型MOSFET20と19を通して電流を
供給することになり、M型MOSFET20のソース・
ドレイン間の電位差VTNの為に出力端子15の電位レベ
ルはVTNまでしか下がらない。その後、遅延回路13を
通してN型MOSFET21のゲート電極が高電位とな
るN型MOSFET21はオンして、出力端子15の電
位レベルは0電位まで達する。以上の様子を描いたのが
図2の立ち下がり時の波形である。
【0010】以上、立ち上がりの場合はまず(VDD−V
TP)まで出力電位が上昇した後、少したってからVDDに
達し、立ち下がりの場合はまずVTNまで出力電位が下降
した後、少したってから0電位に達する動作をする。し
たがって出力電位が変化する際に過渡電流も低く抑えら
れ、オーバーシュートやアンダーシュートも起こらず低
雑音の出力駆動回路となっていることがわかる。
TP)まで出力電位が上昇した後、少したってからVDDに
達し、立ち下がりの場合はまずVTNまで出力電位が下降
した後、少したってから0電位に達する動作をする。し
たがって出力電位が変化する際に過渡電流も低く抑えら
れ、オーバーシュートやアンダーシュートも起こらず低
雑音の出力駆動回路となっていることがわかる。
【0011】なお、次に出力端子に静電容量性の負荷が
ついた場合の充放電による消費電力について説明する。
出力信号の周波数をf、電源電圧をVDD、負荷の静電容
量をCLとすれば図3の様な従来の回路の様に直接、電
源電圧VDD間で充放電を繰り返すと、その時消費電力P
Oは PO=f・CL・VDD2 (101) となる。一方、本発明の第1の実施例である図1の回路
の様に立ち上がり時は、まず出力端子を(VDD−VTP)
として、次にVDDとし、立ち下がり時は、まずVTNとし
て次に0とする場合において簡単の為、VTH=VTP=V
TNとすれば消費電力は 第1段階で f・CL・(VDD−VTH)2 第2段階で f・CL・VTH2 となるので、トータルの消費電力PNは PN=f・CL・(VDD−VTH)2+f・CL・VTH2 (102) となる。したがって従来の方式の消費電力P0と本発明
の方式の消費電流PNとの差△Pは(101)式と(1
02)式より △P=P0ーPN=f・CL・2(VDD−VTH)VTH (103) となる。通常は VDD>VTH,VTH>0であるので△P
>0 つまり P0>PN ・・・(104) となる。したがって(104)式より、本発明の回路方
式は従来の回路方式より静電容量性負荷の充放電の消費
電力を低減していることがわかる。
ついた場合の充放電による消費電力について説明する。
出力信号の周波数をf、電源電圧をVDD、負荷の静電容
量をCLとすれば図3の様な従来の回路の様に直接、電
源電圧VDD間で充放電を繰り返すと、その時消費電力P
Oは PO=f・CL・VDD2 (101) となる。一方、本発明の第1の実施例である図1の回路
の様に立ち上がり時は、まず出力端子を(VDD−VTP)
として、次にVDDとし、立ち下がり時は、まずVTNとし
て次に0とする場合において簡単の為、VTH=VTP=V
TNとすれば消費電力は 第1段階で f・CL・(VDD−VTH)2 第2段階で f・CL・VTH2 となるので、トータルの消費電力PNは PN=f・CL・(VDD−VTH)2+f・CL・VTH2 (102) となる。したがって従来の方式の消費電力P0と本発明
の方式の消費電流PNとの差△Pは(101)式と(1
02)式より △P=P0ーPN=f・CL・2(VDD−VTH)VTH (103) となる。通常は VDD>VTH,VTH>0であるので△P
>0 つまり P0>PN ・・・(104) となる。したがって(104)式より、本発明の回路方
式は従来の回路方式より静電容量性負荷の充放電の消費
電力を低減していることがわかる。
【0012】以上、図1の回路で本発明の一実施例を説
明したが、図1の回路のみに本発明は限らない。例えば
インバータ回路22、23は遅延素子の役目をしている
ので単なる抵抗でも良く、またインバータ回路の個数も
偶数個であれば何個でも同様の役目をする。
明したが、図1の回路のみに本発明は限らない。例えば
インバータ回路22、23は遅延素子の役目をしている
ので単なる抵抗でも良く、またインバータ回路の個数も
偶数個であれば何個でも同様の役目をする。
【0013】またP型MOSFET16、17、18及
びN型MOSFET19、20、21の各駆動能力や遅
延回路13の遅延時間は本発明の低雑音出力駆動回路と
しての駆動能力やスルーレートや許容雑音限度に応じ最
適値に調整することになる。また図1ではMOSFET
のスレッショルド電圧分の電圧降下を用いたが、MOS
FET17や20の構造のものを2段直列にして2倍の
スレッショルド電圧降下を起こしても良い。また電圧降
下を起こす他の手段を持ちても良い。
びN型MOSFET19、20、21の各駆動能力や遅
延回路13の遅延時間は本発明の低雑音出力駆動回路と
しての駆動能力やスルーレートや許容雑音限度に応じ最
適値に調整することになる。また図1ではMOSFET
のスレッショルド電圧分の電圧降下を用いたが、MOS
FET17や20の構造のものを2段直列にして2倍の
スレッショルド電圧降下を起こしても良い。また電圧降
下を起こす他の手段を持ちても良い。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば出力電
位が切り替わる際に初めは電源電圧まで振り切れること
のないように動作し、その後、電源電位に出力電位が達
するという2段階の動作をするので過渡電流も低く抑え
られ、オーバーシュートやアンダーシュートも起こらな
いので高駆動能力を持ちながら低雑音の出力駆動回路を
提供するという効果がある。
位が切り替わる際に初めは電源電圧まで振り切れること
のないように動作し、その後、電源電位に出力電位が達
するという2段階の動作をするので過渡電流も低く抑え
られ、オーバーシュートやアンダーシュートも起こらな
いので高駆動能力を持ちながら低雑音の出力駆動回路を
提供するという効果がある。
【0015】また出力レベルが2段階で負荷を充放電す
ることになるので充放電電力を減らすという効果があ
る。
ることになるので充放電電力を減らすという効果があ
る。
【0016】また消費電力が減るので発熱を抑えられ、
かつ電気特性の変化の防止や、品質保証の向上が期待で
きるという効果がある。
かつ電気特性の変化の防止や、品質保証の向上が期待で
きるという効果がある。
【図1】本発明の実施例を示す回路図。
【図2】図1の回路の動作を示す出力波形図。
【図3】従来の出力駆動回路の回路図。
【図4】図3の回路の動作を示す出力波形図。
10・・・駆動回路 11・・・正極ソース電位供給回路 12・・・負極ソース電位供給回路 13・・・遅延回路 14・・・入力端子 15・・・出力端子 16、17、18・・・P型MOSFET 19、20、21・・・N型MOSFET
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/003 Z 8941−5J
Claims (1)
- 【請求項1】a)絶縁ゲート電界効果型トランジスタ
(以下MOSFETと略す)を用いた半導体集積回路に
おいて、 b)P型MOSFETとN型MOSFETからなる駆動
回路と、 c)前記駆動回路の中のP型MOSFETのソース電位
を制御する正極ソース電位供給回路と、 d)前記駆動回路の中のN型MOSFETのソース電位
を制御する負極ソース電位供給回路と、 e)遅延回路からなり、 f)入力端子は前記駆動回路と前記遅延回路のそれぞれ
の入力信号端子に接続され、前記遅延回路の出力信号端
子は前記正極ソース電位供給回路と前記負極ソース電位
供給回路のそれぞれの制御信号端子に接続されているこ
とを特徴とする低雑音出力駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274226A JPH05114853A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 低雑音出力駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274226A JPH05114853A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 低雑音出力駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114853A true JPH05114853A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17538779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3274226A Pending JPH05114853A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | 低雑音出力駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114853A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19719448A1 (de) * | 1997-05-07 | 1998-11-12 | Siemens Ag | Inverterschaltung |
| JP2002252555A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | 出力回路 |
| WO2019156636A1 (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | National University Of Singapore | Multi-mode standard cell logic and self-startup for battery-indifferent or pure energy harvesting systems |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP3274226A patent/JPH05114853A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19719448A1 (de) * | 1997-05-07 | 1998-11-12 | Siemens Ag | Inverterschaltung |
| JP2002252555A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | 出力回路 |
| WO2019156636A1 (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | National University Of Singapore | Multi-mode standard cell logic and self-startup for battery-indifferent or pure energy harvesting systems |
| US11196422B2 (en) | 2018-02-09 | 2021-12-07 | National University Of Singapore | Multi-mode standard cell logic and self-startup for battery-indifferent or pure energy harvesting systems |
| US11799483B2 (en) | 2018-02-09 | 2023-10-24 | National Universty Of Singapore | Multi-mode standard cell logic and self-startup for battery-indifferent or pure energy harvesting systems |
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