JPH0766636A - I−v変換回路 - Google Patents
I−v変換回路Info
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- JPH0766636A JPH0766636A JP23239593A JP23239593A JPH0766636A JP H0766636 A JPH0766636 A JP H0766636A JP 23239593 A JP23239593 A JP 23239593A JP 23239593 A JP23239593 A JP 23239593A JP H0766636 A JPH0766636 A JP H0766636A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フォトダイオードPDの出力電流(被変換電
流)iをI−V変換するI−V変換回路において、入力
容量Cinによる周波数特性への影響を外付部品を用いる
ことなく防止し、電流・電圧変換ゲインを支障なく高く
する。 【構成】 オペレーショナブルアンプAmpからなるI−
Vアンプの前段に低入力インピーダンスのバッファBu
を設ける。
流)iをI−V変換するI−V変換回路において、入力
容量Cinによる周波数特性への影響を外付部品を用いる
ことなく防止し、電流・電圧変換ゲインを支障なく高く
する。 【構成】 オペレーショナブルアンプAmpからなるI−
Vアンプの前段に低入力インピーダンスのバッファBu
を設ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、I−V変換回路、特に
フォトダイオードの出力電流等の電流をオペレーショナ
ルアンプ(以下「オペアンプ」と称する。)を用いたI
−Vアンプにより電圧に変換するI−V変換回路に関す
る。
フォトダイオードの出力電流等の電流をオペレーショナ
ルアンプ(以下「オペアンプ」と称する。)を用いたI
−Vアンプにより電圧に変換するI−V変換回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光学式ヘッドにはフォトダイオードの出
力電流を電圧に変換するI−V変換回路が必要であり、
図4はそのようなI−V変換回路の従来例を示すもので
ある。図面において、PDはフォトダイオード、Ampは
オペアンプで、その出力端子と反転入力端子との間には
抵抗R1が接続されており、非反転入力端子には一定の
電圧Eが与えられている。CinはオペアンプAmpの入力
側に寄生する入力容量である。
力電流を電圧に変換するI−V変換回路が必要であり、
図4はそのようなI−V変換回路の従来例を示すもので
ある。図面において、PDはフォトダイオード、Ampは
オペアンプで、その出力端子と反転入力端子との間には
抵抗R1が接続されており、非反転入力端子には一定の
電圧Eが与えられている。CinはオペアンプAmpの入力
側に寄生する入力容量である。
【0003】このオペアンプAmpは、出力が抵抗R1に
より負帰還されるようになっているので、その反転入力
端子が非反転入力端子とほとんど同じ電圧Eに保たれ、
フォトダイオードPDの出力電流Iがそのまま抵抗R1
に流れてオペアンプAmpの出力端子に達する。従って、
オペアンプAmpの出力電圧Vout は次式で表わされる。 Vout =E−i・R1
より負帰還されるようになっているので、その反転入力
端子が非反転入力端子とほとんど同じ電圧Eに保たれ、
フォトダイオードPDの出力電流Iがそのまま抵抗R1
に流れてオペアンプAmpの出力端子に達する。従って、
オペアンプAmpの出力電圧Vout は次式で表わされる。 Vout =E−i・R1
【0004】即ち、フォトダイオードPDの出力電流i
の変化によりVout が変化し、その変換特性はリニアな
ものとなる。従って、オペアンプAmpは電流を電圧に変
換する役割を果す。従来のI−V変換回路は図4に示す
ようにフォトダイオードPDがオペアンプAmpの非反転
入力端子に直接接続されていた。
の変化によりVout が変化し、その変換特性はリニアな
ものとなる。従って、オペアンプAmpは電流を電圧に変
換する役割を果す。従来のI−V変換回路は図4に示す
ようにフォトダイオードPDがオペアンプAmpの非反転
入力端子に直接接続されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示す
ような従来のI−V変換回路には、フォトダイオードP
Dの出力電流iの周波数が高くなると、オペアンプAmp
からなるI−Vアンプの入力容量Cinによりゲインが悪
くなるという問題があった。というのは、フォトダイオ
ードの出力電流iの周波数が低いと、入力容量Cinによ
るリアクタンスは非常に大きく、出力電流iのほとんど
が抵抗R1に流れ、I−Vアンプは正確に電流・電圧変
換を行うが、フォトダイオードの出力電流iの周波数が
高くなると入力容量Cinによるリアクタンスが小さくな
り、電流iが入力容量Cinと抵抗R1に分流することと
なり、正確な電流・電圧変換ができなくなる。特に、抵
抗R1の値を大きくする程入力容量Cinに流れる電流の
割合が大きくなるので正確な電気・電圧変換ができなく
なる傾向が強くなるので、電流iの周波数帯域が広い場
合には抵抗R1を大きくすることが制約される。
ような従来のI−V変換回路には、フォトダイオードP
Dの出力電流iの周波数が高くなると、オペアンプAmp
からなるI−Vアンプの入力容量Cinによりゲインが悪
くなるという問題があった。というのは、フォトダイオ
ードの出力電流iの周波数が低いと、入力容量Cinによ
るリアクタンスは非常に大きく、出力電流iのほとんど
が抵抗R1に流れ、I−Vアンプは正確に電流・電圧変
換を行うが、フォトダイオードの出力電流iの周波数が
高くなると入力容量Cinによるリアクタンスが小さくな
り、電流iが入力容量Cinと抵抗R1に分流することと
なり、正確な電流・電圧変換ができなくなる。特に、抵
抗R1の値を大きくする程入力容量Cinに流れる電流の
割合が大きくなるので正確な電気・電圧変換ができなく
なる傾向が強くなるので、電流iの周波数帯域が広い場
合には抵抗R1を大きくすることが制約される。
【0006】しかし、抵抗R1を大きくすることができ
ないということは必然的にゲインを大きくすることが制
約されることであり、従来においては帯域を広くすると
ゲインを大きくすることが難しいという問題があったの
である。また、I−Vアンプの入力容量Cinがバラツイ
たり、変動したりするとI−V変換回路の周波数特性が
変動するので、外付容量素子を接続して入力容量Cinの
変動による周波数特性の変動を小さくする必要もあっ
た。
ないということは必然的にゲインを大きくすることが制
約されることであり、従来においては帯域を広くすると
ゲインを大きくすることが難しいという問題があったの
である。また、I−Vアンプの入力容量Cinがバラツイ
たり、変動したりするとI−V変換回路の周波数特性が
変動するので、外付容量素子を接続して入力容量Cinの
変動による周波数特性の変動を小さくする必要もあっ
た。
【0007】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、入力容量による周波数特性への影響
を外付部品を用いることなく防止し、電流・電圧変換ゲ
インを支障なく高くすることを目的とする。
されたものであり、入力容量による周波数特性への影響
を外付部品を用いることなく防止し、電流・電圧変換ゲ
インを支障なく高くすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1のI−V変換回
路は、オペアンプからなるI−Vアンプの前段に低入力
インピーダンスのバッファを設けたことを特徴とする。
請求項2のI−V変換回路は、請求項1のI−V変換回
路において、I−Vアンプの非反転入力端子の前段に上
記バッファと略同じ特性を有するダミーバッファを設け
たことを特徴とする。
路は、オペアンプからなるI−Vアンプの前段に低入力
インピーダンスのバッファを設けたことを特徴とする。
請求項2のI−V変換回路は、請求項1のI−V変換回
路において、I−Vアンプの非反転入力端子の前段に上
記バッファと略同じ特性を有するダミーバッファを設け
たことを特徴とする。
【0009】
【作用】請求項1のI−V変換回路によれば、I−Vア
ンプの前段に低入力インピーダンスのバッファを設けた
ので、入力された電流を入力容量に無関係にすべてある
いはほとんどすべて電流・電圧変換に供することがで
き、従って、入力容量のI−V変換回路の特性への影響
をなくすることができ、また、入力容量の変動による特
性の変動を小さくするために外付のコンデンサ等を接続
する必要性もなくすことができる。そして、入力電流を
そのまま電流・電圧変換に供することができ、入力容量
への分流ということを気にする必要がなくなるので、入
力電流の周波数帯域が広くてもI−Vアンプの出力端子
と反転入力端子との間に接続された抵抗の抵抗値を大き
くすることが許容されるようになり、延いては電流・電
圧変換ゲインを高めることができる。
ンプの前段に低入力インピーダンスのバッファを設けた
ので、入力された電流を入力容量に無関係にすべてある
いはほとんどすべて電流・電圧変換に供することがで
き、従って、入力容量のI−V変換回路の特性への影響
をなくすることができ、また、入力容量の変動による特
性の変動を小さくするために外付のコンデンサ等を接続
する必要性もなくすことができる。そして、入力電流を
そのまま電流・電圧変換に供することができ、入力容量
への分流ということを気にする必要がなくなるので、入
力電流の周波数帯域が広くてもI−Vアンプの出力端子
と反転入力端子との間に接続された抵抗の抵抗値を大き
くすることが許容されるようになり、延いては電流・電
圧変換ゲインを高めることができる。
【0010】請求項2のI−V変換回路によれば、I−
Vアンプの非反転入力端子の前段に、反転入力端子の前
段に設けたと略同じ特性のダミーバッファを設けたの
で、反転入力端子の前段のバッファの持つDCオフセッ
トをそのダミーバッファにより相殺することができ、バ
ッファの持つDCオフセットによる変換出力誤差をなく
すことができる。
Vアンプの非反転入力端子の前段に、反転入力端子の前
段に設けたと略同じ特性のダミーバッファを設けたの
で、反転入力端子の前段のバッファの持つDCオフセッ
トをそのダミーバッファにより相殺することができ、バ
ッファの持つDCオフセットによる変換出力誤差をなく
すことができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明I−V変換回路を図示実施例に
従って詳細に説明する。図1は本発明I−V変換回路の
一つの実施例を示す回路図である。本I−V変換回路
は、図4に示した従来のI−V変換回路とは、オペアン
プを用いたI−Vアンプの前段に低入力インピーダンス
のバッファ、即ち電流バッファBuを設けた点で大きく
異なっているが、それ以外の点では共通しており、その
共通している部分については既に説明済みなので説明を
省略する。
従って詳細に説明する。図1は本発明I−V変換回路の
一つの実施例を示す回路図である。本I−V変換回路
は、図4に示した従来のI−V変換回路とは、オペアン
プを用いたI−Vアンプの前段に低入力インピーダンス
のバッファ、即ち電流バッファBuを設けた点で大きく
異なっているが、それ以外の点では共通しており、その
共通している部分については既に説明済みなので説明を
省略する。
【0012】本I−V変換回路は、オペアンプAmpを用
いたI−Vアンプの前段、具体的には、I−Vアンプの
反転入力端子の前段に低入力インピーダンスのバッフ
ァ、即ち電流バッファBuを設けたので、フォトダイオ
ードPDの出力電流iが一部入力容量Cinに分流して電
流・電圧変換に供されなくなり変換誤差が生じることを
防止することができる。また、I−Vアンプの出力端子
と反転入力端子との間に接続した抵抗R1の抵抗値を大
きくしても電流iが入力容量Cinに分流するという問題
がないので、その抵抗R1の抵抗値を大きくして電流・
電圧変換ゲインを高くすることができる。即ち、高帯域
で且つ高ゲインが可能になるのである。
いたI−Vアンプの前段、具体的には、I−Vアンプの
反転入力端子の前段に低入力インピーダンスのバッフ
ァ、即ち電流バッファBuを設けたので、フォトダイオ
ードPDの出力電流iが一部入力容量Cinに分流して電
流・電圧変換に供されなくなり変換誤差が生じることを
防止することができる。また、I−Vアンプの出力端子
と反転入力端子との間に接続した抵抗R1の抵抗値を大
きくしても電流iが入力容量Cinに分流するという問題
がないので、その抵抗R1の抵抗値を大きくして電流・
電圧変換ゲインを高くすることができる。即ち、高帯域
で且つ高ゲインが可能になるのである。
【0013】勿論、入力容量CinがI−V変換回路の特
性に影響しないので、入力容量Cinの変動による特性、
主として周波数特性への影響をなくすための外付容量素
子を接続するという面倒なことは必要でない。
性に影響しないので、入力容量Cinの変動による特性、
主として周波数特性への影響をなくすための外付容量素
子を接続するという面倒なことは必要でない。
【0014】図2は電流バッファBuの一例を示す回路
図である。Qはベースに一定の電位を受けたベース接地
トランジスタで、そのコレクタ側とエミッタ側に同じ電
流I1の電流源I1a、I1bを接続し、トランジスタ
Qのエミッタを入力端とし、コレクタを出力端としたも
のである。
図である。Qはベースに一定の電位を受けたベース接地
トランジスタで、そのコレクタ側とエミッタ側に同じ電
流I1の電流源I1a、I1bを接続し、トランジスタ
Qのエミッタを入力端とし、コレクタを出力端としたも
のである。
【0015】フォトダイオードPDの出力電流iが流れ
ない(i=0)とすると電流源I1a、I1bに同じ電
流が流れバッファとしての出力電流iは0となる。そし
て、フォトダイオードPDの出力電流iが流れると、そ
れに伴い、その分エミッタ電流が減少し、コレクタ電流
も減少し、その結果、その減少した分の電流が電流源I
1aから出力電流として外部に供給されるのであり、こ
の出力電流iがオペアンプAmpからなるI−Vアンプに
供給されて電流・電圧変換されるのである。即ち、入力
容量Cinに無関係に、フォトダイオードPDの出力電流
iと同じ電流iがバッファBuからアンプAmpに供給さ
れ、電圧に変換されるのである。
ない(i=0)とすると電流源I1a、I1bに同じ電
流が流れバッファとしての出力電流iは0となる。そし
て、フォトダイオードPDの出力電流iが流れると、そ
れに伴い、その分エミッタ電流が減少し、コレクタ電流
も減少し、その結果、その減少した分の電流が電流源I
1aから出力電流として外部に供給されるのであり、こ
の出力電流iがオペアンプAmpからなるI−Vアンプに
供給されて電流・電圧変換されるのである。即ち、入力
容量Cinに無関係に、フォトダイオードPDの出力電流
iと同じ電流iがバッファBuからアンプAmpに供給さ
れ、電圧に変換されるのである。
【0016】図3は本発明I−V変換回路の他の実施例
を示す回路図である。本実施例は図1の実施例とはI−
VアンプAmpの非反転入力端子の前段に電流バッファB
uと同じ特性のダミーバッファDuBuを設けた点での
み相違する。このようにダミーバッファDuBuを設け
るのは、電流バッファBuのDCオフセットによる誤差
をなくすためである。R2は非反転入力端子に一定電位
Vcを与える抵抗である。
を示す回路図である。本実施例は図1の実施例とはI−
VアンプAmpの非反転入力端子の前段に電流バッファB
uと同じ特性のダミーバッファDuBuを設けた点での
み相違する。このようにダミーバッファDuBuを設け
るのは、電流バッファBuのDCオフセットによる誤差
をなくすためである。R2は非反転入力端子に一定電位
Vcを与える抵抗である。
【0017】前述の電流バッファBuの動作説明は、電
流源I1aとI1bの電流が互いに完全に等しいことを
前提として行ったが、実際には完全に一致せず、僅かで
はあっても差αが生じる(α=I1a−I1b)。即
ち、バッファBuにはDCオフセットが存在し、これが
誤差をもたらす。そこで、同じ特性を持ったバッファを
ダミーバッファDuBuとして用意し、入力電流iが0
のときの出力電流、即ちDCオフセット電流αをバッフ
ァBuが入力される反転入力端子と反対側の非反転入力
端子に加えることとし、DCオフセットのキャンセルを
行うのである。従って、より高精度の電流・電圧変換を
行うことができる。
流源I1aとI1bの電流が互いに完全に等しいことを
前提として行ったが、実際には完全に一致せず、僅かで
はあっても差αが生じる(α=I1a−I1b)。即
ち、バッファBuにはDCオフセットが存在し、これが
誤差をもたらす。そこで、同じ特性を持ったバッファを
ダミーバッファDuBuとして用意し、入力電流iが0
のときの出力電流、即ちDCオフセット電流αをバッフ
ァBuが入力される反転入力端子と反対側の非反転入力
端子に加えることとし、DCオフセットのキャンセルを
行うのである。従って、より高精度の電流・電圧変換を
行うことができる。
【0018】
【発明の効果】請求項1のI−V変換回路は、I−Vア
ンプの前段に低入力インピーダンスのバッファを設けた
ことを特徴とするものである。従って、請求項1のI−
V変換回路によれば、I−Vアンプの前段に低入力イン
ピーダンスのバッファを設けたので、入力された電流を
入力容量に無関係にすべて電流・電圧変換に供すること
ができ、従って、入力容量のI−V変換回路の特性への
影響をなくすことができ、また、入力容量の変動による
特性の変動を小さくするために外付のコンデンサ等を接
続する必要性もなくすことができる。そして、入力電流
をそのまま電流・電圧変換に供することができ、入力容
量への分流ということを気にする必要がなくなるので、
帯域が広くてもI−Vアンプの出力端子と反転入力端子
との間に接続された抵抗の抵抗値を大きくすることが許
容されるようになり、延いては電流・電圧変換ゲインを
高めることができる。
ンプの前段に低入力インピーダンスのバッファを設けた
ことを特徴とするものである。従って、請求項1のI−
V変換回路によれば、I−Vアンプの前段に低入力イン
ピーダンスのバッファを設けたので、入力された電流を
入力容量に無関係にすべて電流・電圧変換に供すること
ができ、従って、入力容量のI−V変換回路の特性への
影響をなくすことができ、また、入力容量の変動による
特性の変動を小さくするために外付のコンデンサ等を接
続する必要性もなくすことができる。そして、入力電流
をそのまま電流・電圧変換に供することができ、入力容
量への分流ということを気にする必要がなくなるので、
帯域が広くてもI−Vアンプの出力端子と反転入力端子
との間に接続された抵抗の抵抗値を大きくすることが許
容されるようになり、延いては電流・電圧変換ゲインを
高めることができる。
【0019】請求項2のI−V変換回路は、請求項1の
I−V変換回路において、I−Vアンプの非反転入力端
子の前段に上記バッファと略同じ特性を有するダミーバ
ッファを設けたことを特徴とするものである。従って、
請求項2のI−V変換回路によれば、I−Vアンプの非
反転入力端子に、反転入力端子の前段に設けたと略同じ
特性のダミーバッファを設けたので、反転入力端子の前
段のバッファの持つDCオフセットを相殺することがで
き、バッファの持つDCオフセットによる変換出力誤差
をなくすことができる。
I−V変換回路において、I−Vアンプの非反転入力端
子の前段に上記バッファと略同じ特性を有するダミーバ
ッファを設けたことを特徴とするものである。従って、
請求項2のI−V変換回路によれば、I−Vアンプの非
反転入力端子に、反転入力端子の前段に設けたと略同じ
特性のダミーバッファを設けたので、反転入力端子の前
段のバッファの持つDCオフセットを相殺することがで
き、バッファの持つDCオフセットによる変換出力誤差
をなくすことができる。
【図1】本発明I−V変換回路の一つの実施例を示す回
路図である。
路図である。
【図2】バッファの一例を示す回路図である。
【図3】本発明I−V変換回路の他の実施例を示す回路
図である。
図である。
【図4】I−V変換回路の従来例を示す回路図である。
PD フォトダイオード Bu バッファ Amp オペアンプ DuBu ダミーバッファ
Claims (2)
- 【請求項1】 オペレーショナルアンプを用いたI−V
アンプの入力端となる反転入力端子に、低入力インピー
ダンスのバッファを介して被変換電流が供給されるよう
にしたことを特徴とするI−V変換回路 - 【請求項2】 I−Vアンプの非反転入力端子に、反転
入力端子に接続されたバッファと略同じ特性のダミーバ
ッファの出力端子を接続したことを特徴とする請求項1
記載のI−V変換回路
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23239593A JPH0766636A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | I−v変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23239593A JPH0766636A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | I−v変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766636A true JPH0766636A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16938574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23239593A Pending JPH0766636A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | I−v変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766636A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003008375A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Asahi Kasei Microsystems Kk | 可変利得増幅器 |
| JP2007005901A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Nec Electronics Corp | 受光回路および受光回路を備える半導体集積回路装置 |
| JP2007274316A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 増幅回路および光ピックアップ |
| WO2013140740A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-26 | パナソニック株式会社 | Iv変換器およびこのiv変換器を用いた慣性力センサ |
| JP2014135646A (ja) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Fujitsu Ltd | 光受信回路 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP23239593A patent/JPH0766636A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003008375A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Asahi Kasei Microsystems Kk | 可変利得増幅器 |
| JP2007005901A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Nec Electronics Corp | 受光回路および受光回路を備える半導体集積回路装置 |
| JP2007274316A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 増幅回路および光ピックアップ |
| WO2013140740A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-26 | パナソニック株式会社 | Iv変換器およびこのiv変換器を用いた慣性力センサ |
| JPWO2013140740A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2015-08-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Iv変換器およびこのiv変換器を用いた慣性力センサ |
| US9455672B2 (en) | 2012-03-19 | 2016-09-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | IV converter and inertial force sensor using IV converter |
| JP2014135646A (ja) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Fujitsu Ltd | 光受信回路 |
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