JPH06140884A - Cmos型半導体cr発振回路 - Google Patents
Cmos型半導体cr発振回路Info
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- JPH06140884A JPH06140884A JP28722292A JP28722292A JPH06140884A JP H06140884 A JPH06140884 A JP H06140884A JP 28722292 A JP28722292 A JP 28722292A JP 28722292 A JP28722292 A JP 28722292A JP H06140884 A JPH06140884 A JP H06140884A
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- Japan
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- differential
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】回路消費電流の低減、チップ上の回路レイアウ
ト減少および発振周波数の安定。 【構成】高電圧端子THと低電圧端子TL間に挿入され
ている充放電部1およびリファレンス分圧抵抗R1〜R
3と、発振出力端子Toに接続されたCMOSインバー
タI2は従来の回路のものと同一で、リファレンス分圧
抵抗R1〜R3の接続節点N1,N2と差動回路Z1の
反転入力端−との間にリファレンス電圧切換部2を挿入
したものである。
ト減少および発振周波数の安定。 【構成】高電圧端子THと低電圧端子TL間に挿入され
ている充放電部1およびリファレンス分圧抵抗R1〜R
3と、発振出力端子Toに接続されたCMOSインバー
タI2は従来の回路のものと同一で、リファレンス分圧
抵抗R1〜R3の接続節点N1,N2と差動回路Z1の
反転入力端−との間にリファレンス電圧切換部2を挿入
したものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCMOS型半導体CR発
振回路に関する。
振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のCMOS型半導体CR発振回路
は、図4に示すようにリファレンス分圧抵抗R1〜R3
の3個を高電圧端子THと低電圧端子TL間に直列接続
し、分圧によって節点N1,N2にそれぞれ発生するリ
ファレンス高電圧V1を第一の差動回路Z1の非反転入
力端+に、またリファレンス低電圧V2を第二の差動回
路Z2の非反転入力端+にそれぞれ入力している。
は、図4に示すようにリファレンス分圧抵抗R1〜R3
の3個を高電圧端子THと低電圧端子TL間に直列接続
し、分圧によって節点N1,N2にそれぞれ発生するリ
ファレンス高電圧V1を第一の差動回路Z1の非反転入
力端+に、またリファレンス低電圧V2を第二の差動回
路Z2の非反転入力端+にそれぞれ入力している。
【0003】充放電部1は、限時コンデンサCと限時抵
抗Rとが並列接続された時定数素子1tcの一端が低電
圧端子TLに、また他端が節点Nと放充電SW用P型ト
ランジスタPを介して高電圧端子THに接続されてい
る。
抗Rとが並列接続された時定数素子1tcの一端が低電
圧端子TLに、また他端が節点Nと放充電SW用P型ト
ランジスタPを介して高電圧端子THに接続されてい
る。
【0004】充放電部1の節点Nを両差動回路Z1,Z
2のそれぞれの反転入力端−に接続し、第一の差動回路
Z1の出力信号を第一のインバータI1を構成するP型
トランジスタのゲートに、また第二の差動回路Z2の出
力信号をインバータI1を構成するN型トランジスタの
ゲートにそれぞれ入力している。
2のそれぞれの反転入力端−に接続し、第一の差動回路
Z1の出力信号を第一のインバータI1を構成するP型
トランジスタのゲートに、また第二の差動回路Z2の出
力信号をインバータI1を構成するN型トランジスタの
ゲートにそれぞれ入力している。
【0005】インバータI1の出力端は、二つのCMO
Sインバータで構成するラッチ回路3と第二のインバー
タI2を介して発振出力端子Toに接続されると共に充
放電部1のP型トランジスタPのゲートに接続されてい
る。
Sインバータで構成するラッチ回路3と第二のインバー
タI2を介して発振出力端子Toに接続されると共に充
放電部1のP型トランジスタPのゲートに接続されてい
る。
【0006】次に図5の各信号の波形図を用いて回路の
動作について説明する。まず、発振の初期状態として限
時コンデンサCに電荷がチャージされていない時点で、
両差動回路Z1,Z2はともに”H”レベルを出力する
ため発振出力信号Soは”L”レベルであり、充放電部
1のP型トランジスタPはオンして、高電圧端子THか
ら限時コンデンサCに電荷がチャージされ始める。
動作について説明する。まず、発振の初期状態として限
時コンデンサCに電荷がチャージされていない時点で、
両差動回路Z1,Z2はともに”H”レベルを出力する
ため発振出力信号Soは”L”レベルであり、充放電部
1のP型トランジスタPはオンして、高電圧端子THか
ら限時コンデンサCに電荷がチャージされ始める。
【0007】次に、両差動回路Z1,Z2の反転入力端
−に入力する発振電圧SN2がリファレンス低電圧V2
以上になると、第二の差動回路Z2の出力信号が”L”
レベルとなり、インバータI1の二つのトランジスタは
共にオフとなるが、ラッチ回路3によって節点Nの電圧
である発振出力信号Soは前のレベルを保持する。
−に入力する発振電圧SN2がリファレンス低電圧V2
以上になると、第二の差動回路Z2の出力信号が”L”
レベルとなり、インバータI1の二つのトランジスタは
共にオフとなるが、ラッチ回路3によって節点Nの電圧
である発振出力信号Soは前のレベルを保持する。
【0008】次に、発振電圧SN2がリファレンス高電
圧V1以上に上がると両差動回路Z1,Z2は共に”
L”レベルを出力するため発振出力信号Soは”H”レ
ベルとなり、P型トランジスタPはオフし、よって限時
コンデンサCにチャージされた電荷は限時抵抗Rを通し
て放電される。
圧V1以上に上がると両差動回路Z1,Z2は共に”
L”レベルを出力するため発振出力信号Soは”H”レ
ベルとなり、P型トランジスタPはオフし、よって限時
コンデンサCにチャージされた電荷は限時抵抗Rを通し
て放電される。
【0009】次に、発振電圧SN2がリファレンス高電
圧V1以下に下がると差動回路Z1の出力信号が”H”
レベルとなり、インバータI1の二つのトランジスタは
共にオフとなるが、ラッチ回路3は前の状態を保持す
る。
圧V1以下に下がると差動回路Z1の出力信号が”H”
レベルとなり、インバータI1の二つのトランジスタは
共にオフとなるが、ラッチ回路3は前の状態を保持す
る。
【0010】最後に、発振電圧SN2がリファレンス高
電圧V1以下に下がると、両差動回路Z1,Z2の出力
信号は共に”H”レベルを出力するので、P型トランジ
スタPはオンとなる。以降は上述の状態を自動的に繰り
返すので発振出力端子Toに連続した発振出力信号So
が発生する。
電圧V1以下に下がると、両差動回路Z1,Z2の出力
信号は共に”H”レベルを出力するので、P型トランジ
スタPはオンとなる。以降は上述の状態を自動的に繰り
返すので発振出力端子Toに連続した発振出力信号So
が発生する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来のCMOS型半導
体CR発振回路では、差動回路を二つ有するので回路の
消費電流が大きく、また半導体製造工程における二つの
差動回路のオフセット電位の違いによるばらつきによっ
て発振周波数がばらつくという欠点があった。
体CR発振回路では、差動回路を二つ有するので回路の
消費電流が大きく、また半導体製造工程における二つの
差動回路のオフセット電位の違いによるばらつきによっ
て発振周波数がばらつくという欠点があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のCMOS型半導
体CR発振回路は、限時コンデンサおよび限時抵抗が並
列に接続された時定数素子の一端に節点Nを介して充放
電スイッチ用トランジスタを直列接続した充放電部の両
端を前記時定数素子の他端を低電圧側にして高電圧端子
および低電圧端子間に接続し、前記節点Nを差動回路の
一方の入力端に接続し、リファレンス高電圧またはリフ
ァレンス低電圧を前記差動回路の他方の入力端に入力
し、前記差動回路の差動出力信号がインバータ列を介し
て前記充放電スイッチ用トランジスタのゲートに帰還供
給されると共に発振出力端子に出力されるCMOS型半
導体CR発振回路において、N型トランジスタおよびP
型ランジスタで形成されたアナログスイッチング素子ま
たはインバータを有するリファレンス電圧切換部を設
け、該リファレンス電圧切換部に前記リファレンス高電
圧と前記リファレンス低電圧を入力し、前記差動出力信
号に制御され前記二つの電圧のいずれかに切り換えて前
記差動回路の他方の入力端に入力して構成されている。
体CR発振回路は、限時コンデンサおよび限時抵抗が並
列に接続された時定数素子の一端に節点Nを介して充放
電スイッチ用トランジスタを直列接続した充放電部の両
端を前記時定数素子の他端を低電圧側にして高電圧端子
および低電圧端子間に接続し、前記節点Nを差動回路の
一方の入力端に接続し、リファレンス高電圧またはリフ
ァレンス低電圧を前記差動回路の他方の入力端に入力
し、前記差動回路の差動出力信号がインバータ列を介し
て前記充放電スイッチ用トランジスタのゲートに帰還供
給されると共に発振出力端子に出力されるCMOS型半
導体CR発振回路において、N型トランジスタおよびP
型ランジスタで形成されたアナログスイッチング素子ま
たはインバータを有するリファレンス電圧切換部を設
け、該リファレンス電圧切換部に前記リファレンス高電
圧と前記リファレンス低電圧を入力し、前記差動出力信
号に制御され前記二つの電圧のいずれかに切り換えて前
記差動回路の他方の入力端に入力して構成されている。
【0013】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第一の実施例の回路図である。本実
施例のCMOS型半導体CR発振回路は、高電圧端子T
Hと低電圧端子TL間に挿入されている充放電部1およ
びリファレンス分圧抵抗R1〜R3と、発振出力端子T
oに接続されたCMOSインバータI2は図4に示した
従来の回路のものと同一で、リファレンス分圧抵抗R1
〜R3の接続節点N1,N2と差動回路Z1の反転入力
端−との間にリファレンス電圧切換部2を挿入したもの
である。
る。図1は本発明の第一の実施例の回路図である。本実
施例のCMOS型半導体CR発振回路は、高電圧端子T
Hと低電圧端子TL間に挿入されている充放電部1およ
びリファレンス分圧抵抗R1〜R3と、発振出力端子T
oに接続されたCMOSインバータI2は図4に示した
従来の回路のものと同一で、リファレンス分圧抵抗R1
〜R3の接続節点N1,N2と差動回路Z1の反転入力
端−との間にリファレンス電圧切換部2を挿入したもの
である。
【0014】すなわち、限時コンデンサCと限時抵抗R
とを並列に接続した時定数素子1tcの高電圧側の節点
Nに充放電SW用P型トランジスタPのドレインを接続
した充放電部1の両端を、トランジスタPのソースを高
電圧端子THに、また時定数素子1tcの他端を低電圧
端子TLに接続している。
とを並列に接続した時定数素子1tcの高電圧側の節点
Nに充放電SW用P型トランジスタPのドレインを接続
した充放電部1の両端を、トランジスタPのソースを高
電圧端子THに、また時定数素子1tcの他端を低電圧
端子TLに接続している。
【0015】節点Nの発振電圧SN1を差動回路Z1の
非反転入力端+に入力し、その出力する差動出力信号S
Zを第一のインバータI1と節点N3と第二のインバー
タI2とを介して発振出力端子Toに供給すると共にト
ランジスタPのゲートに帰還接続している。
非反転入力端+に入力し、その出力する差動出力信号S
Zを第一のインバータI1と節点N3と第二のインバー
タI2とを介して発振出力端子Toに供給すると共にト
ランジスタPのゲートに帰還接続している。
【0016】高電圧端子THと低電圧端子TL間に接続
されたリファレンス用分圧抵抗R1〜R3の接続節点N
1,N2に発生するリファレンス高電圧V1とリファレ
ンス低電圧V2とは、リファレンス電圧切換部2を介し
て差動出力信号SZによって選択されて差動回路Z1の
反転入力端−に供給される。
されたリファレンス用分圧抵抗R1〜R3の接続節点N
1,N2に発生するリファレンス高電圧V1とリファレ
ンス低電圧V2とは、リファレンス電圧切換部2を介し
て差動出力信号SZによって選択されて差動回路Z1の
反転入力端−に供給される。
【0017】リファレンス電圧切換部2はCMOSトラ
ンジスタによる二つのトランスファーゲートTG1,T
G2で構成され、それらのゲートはそれぞれ差動出力信
号SZおよび反転差動出力信号SZRの対で制御され
る。
ンジスタによる二つのトランスファーゲートTG1,T
G2で構成され、それらのゲートはそれぞれ差動出力信
号SZおよび反転差動出力信号SZRの対で制御され
る。
【0018】次に図2の各信号の波形図を用いて図1の
回路の動作について説明する。まず、発振の初期状態と
して限時コンデンサCに電荷がチャージされていない場
合に、差動出力信号SZは”L”レベルとなりインバー
タI1から出力される反転差動出力信号SZRは”H”
レベルとなるので、リファレンス電圧切換部2のトラン
スファーゲートTG1はオンし、トランスファーゲート
TG2はオフする。
回路の動作について説明する。まず、発振の初期状態と
して限時コンデンサCに電荷がチャージされていない場
合に、差動出力信号SZは”L”レベルとなりインバー
タI1から出力される反転差動出力信号SZRは”H”
レベルとなるので、リファレンス電圧切換部2のトラン
スファーゲートTG1はオンし、トランスファーゲート
TG2はオフする。
【0019】従って差動回路Z1の反転入力端−にはリ
ファレンス高電圧V1が入力され、充放電SW用P型ト
ランジスタPはオンし、限時コンデンサCに高電圧端子
THから電荷がチャージされ始める。
ファレンス高電圧V1が入力され、充放電SW用P型ト
ランジスタPはオンし、限時コンデンサCに高電圧端子
THから電荷がチャージされ始める。
【0020】次に、差動回路Z1の非反転入力端+に入
力する節点Nの電圧である発振電圧SN1がリファレン
ス高電圧V1以上に上がると差動回路Z1は”H”レベ
ルを出力し、インバータI1,I2もそれぞれ反転す
る。
力する節点Nの電圧である発振電圧SN1がリファレン
ス高電圧V1以上に上がると差動回路Z1は”H”レベ
ルを出力し、インバータI1,I2もそれぞれ反転す
る。
【0021】従って第一のトランスファーゲートTG1
はオフ、第二のトランスファーゲートTG2はオンし、
差動回路Z1の反転入力端−にはリファレンス低電圧が
切り換わって入力される。
はオフ、第二のトランスファーゲートTG2はオンし、
差動回路Z1の反転入力端−にはリファレンス低電圧が
切り換わって入力される。
【0022】またインバータI2は”H”レベルの発振
出力信号Soを出力するのでトランジスタPはオフす
る。よって限時コンデンサCにチャージされた電荷は限
時抵抗Rを通して放電を開始する。
出力信号Soを出力するのでトランジスタPはオフす
る。よって限時コンデンサCにチャージされた電荷は限
時抵抗Rを通して放電を開始する。
【0023】さらに、差動回路Z1の非反転入力端+の
入力電圧SN1がリファレンス低電圧V2以下に下がる
と差動出力信号SZは”L”レベルとなり、インバータ
I1,I2もそれぞれ反転する。
入力電圧SN1がリファレンス低電圧V2以下に下がる
と差動出力信号SZは”L”レベルとなり、インバータ
I1,I2もそれぞれ反転する。
【0024】よって第一のトランスファーゲートTG1
はオン、第二のトランスファーゲートTG2はオフし、
反転入力端−にはリファレンス高電圧V1が切り換わっ
て入力される。
はオン、第二のトランスファーゲートTG2はオフし、
反転入力端−にはリファレンス高電圧V1が切り換わっ
て入力される。
【0025】また発振出力信号Soは”L”レベルとな
るので、トランジスタPはオンする。従って限時コンデ
ンサCは再び充電を開始する。以降上述の状態を自動的
に繰り返すことによって発振は継続する。
るので、トランジスタPはオンする。従って限時コンデ
ンサCは再び充電を開始する。以降上述の状態を自動的
に繰り返すことによって発振は継続する。
【0026】また、図1のインバータ列の数を増しても
よく、充放電SW用P型トランジスタPの代わりにN型
トランジスタを電源の極性に対応して使用しても同様の
効果がある。
よく、充放電SW用P型トランジスタPの代わりにN型
トランジスタを電源の極性に対応して使用しても同様の
効果がある。
【0027】本実施例の回路では、従来の二つの差動回
路が一つになり、回路に流れる消費電流iC1が減少す
る。また二つの差動回路のオフセット電位の差による発
振周波数の変動がなくなる。さらに、従来の差動回路Z
2とラッチ回路3が無くなるのでトランジスタ数が7ヶ
減少し、チップの小型化が出来る。
路が一つになり、回路に流れる消費電流iC1が減少す
る。また二つの差動回路のオフセット電位の差による発
振周波数の変動がなくなる。さらに、従来の差動回路Z
2とラッチ回路3が無くなるのでトランジスタ数が7ヶ
減少し、チップの小型化が出来る。
【0028】図3は本発明の第二の実施例の回路図であ
る。本実施例は図1の第一の実施例のリファレンス電圧
切換部2を、P型トランジスタとN型トランジスタのそ
れぞれのドレインを接続したインバータ型のリファレン
ス電圧切換部2aに置き換えたものであり、それ以外の
構成は図1の回路と同様である。
る。本実施例は図1の第一の実施例のリファレンス電圧
切換部2を、P型トランジスタとN型トランジスタのそ
れぞれのドレインを接続したインバータ型のリファレン
ス電圧切換部2aに置き換えたものであり、それ以外の
構成は図1の回路と同様である。
【0029】本実施例においても、差動出力信号SZ
が”L”レベルの場合にCMOSインバータのP型トラ
ンジスタがオンしかつN型トランジスタはオフするの
で、反転入力端−にはリファレンス高電圧V1が入力す
る。
が”L”レベルの場合にCMOSインバータのP型トラ
ンジスタがオンしかつN型トランジスタはオフするの
で、反転入力端−にはリファレンス高電圧V1が入力す
る。
【0030】差動出力信号SZが”H”レベルの場合は
インバータのP型トランジスタがオフしN型トランジス
タはオンとなり、反転入力端−にはリファレンス低電圧
が入力にする。従って、第一の実施例と同様に限時コン
デンサCの充放電により発振がおこなわれるが、本実施
例では回路のトランジスタ数が9ヶ減少しチップがさら
に小型化出来る利点がある。
インバータのP型トランジスタがオフしN型トランジス
タはオンとなり、反転入力端−にはリファレンス低電圧
が入力にする。従って、第一の実施例と同様に限時コン
デンサCの充放電により発振がおこなわれるが、本実施
例では回路のトランジスタ数が9ヶ減少しチップがさら
に小型化出来る利点がある。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、差動回路
とそれに接続されるインバータ列の出力する差動出力信
号によって差動回路に入力される高・低二つのリファレ
ンス電圧を切り換えるので、従来有った二つの差動回路
が一つになり、発振回路に流れる消費電流が減少する。
とそれに接続されるインバータ列の出力する差動出力信
号によって差動回路に入力される高・低二つのリファレ
ンス電圧を切り換えるので、従来有った二つの差動回路
が一つになり、発振回路に流れる消費電流が減少する。
【0032】また、二つの差動回路のオフセット電位の
差による発振周波数の変動がなくなる。さらに差動回路
が一つとラッチ回路がなくなるため、トランジスタ数が
少なくなりチップのレイアウト面積を小さく小型化する
ことができる。
差による発振周波数の変動がなくなる。さらに差動回路
が一つとラッチ回路がなくなるため、トランジスタ数が
少なくなりチップのレイアウト面積を小さく小型化する
ことができる。
【図1】本発明の第一の実施例の回路図である。
【図2】図1の回路の動作を説明するための電流と電圧
の波形図である。
の波形図である。
【図3】本発明の第二の実施例の回路図である。
【図4】従来のCMOS型半導体CR発振回路の一例の
回路図である。
回路図である。
【図5】図4の回路の動作を説明するための電流と電圧
の波形図である。
の波形図である。
1 充放電部 1tc 時定数素子 2,2a リファレンス電圧切換部 C 時限コンデンサ I1,I2 CMOSインバータ iC1 回路消費電流 N,N1〜N3 節点 P 充放電SW用P型トランジスタ R 時限抵抗 R1〜R3 リファレンス用分圧抵抗 SN1 発振電圧 So 発振出力電圧 SZ 差動出力信号 SZR 差動出力反転信号 To 発振出力端子 TH 高電圧端子 TL 低電圧端子 TG1,TG2 トランスファーゲート V1 リファレンス高電圧 V2 リファレンス低電圧 VH 高電圧 VL 低電圧 Z1 差動回路 − 反転入力端 + 非反転入力端
Claims (1)
- 【請求項1】 限時コンデンサおよび限時抵抗が並列に
接続された時定数素子の一端に節点Nを介して充放電ス
イッチ用トランジスタを直列接続した充放電部の両端を
前記時定数素子の他端を低電圧側にして高電圧端子およ
び低電圧端子間に接続し、前記節点Nを差動回路の一方
の入力端に接続し、リファレンス高電圧またはリファレ
ンス低電圧を前記差動回路の他方の入力端に入力し、前
記差動回路の差動出力信号がインバータ列を介して前記
充放電スイッチ用トランジスタのゲートに帰還供給され
ると共に発振出力端子に出力されるCMOS型半導体C
R発振回路において、N型トランジスタおよびP型ラン
ジスタで形成されたアナログスイッチング素子またはイ
ンバータを有するリファレンス電圧切換部を設け、該リ
ファレンス電圧切換部に前記リファレンス高電圧と前記
リファレンス低電圧を入力し、前記差動出力信号に制御
され前記二つの電圧のいずれかに切り換えて前記差動回
路の他方の入力端に入力することを特徴とするCMOS
型半導体CR発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28722292A JPH06140884A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | Cmos型半導体cr発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28722292A JPH06140884A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | Cmos型半導体cr発振回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140884A true JPH06140884A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17714629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28722292A Pending JPH06140884A (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | Cmos型半導体cr発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140884A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0955643A (ja) * | 1995-08-08 | 1997-02-25 | Lg Semicon Co Ltd | タイマ発振回路 |
| JP2009135889A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-06-18 | Denso Corp | 信号形成回路 |
| JP2010287575A (ja) * | 2002-09-04 | 2010-12-24 | Samsung Electronics Co Ltd | 液晶表示装置用インバータ |
| US9758435B2 (en) | 2011-03-17 | 2017-09-12 | 3M Innovative Properties Company | Dental ceramic article, process of production and use thereof |
| JP2022101864A (ja) * | 2020-12-25 | 2022-07-07 | 昭和電工株式会社 | 発振装置及び磁気センサシステム |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP28722292A patent/JPH06140884A/ja active Pending
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