JPH0828615B2 - 温度補償回路 - Google Patents
温度補償回路Info
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- JPH0828615B2 JPH0828615B2 JP62198682A JP19868287A JPH0828615B2 JP H0828615 B2 JPH0828615 B2 JP H0828615B2 JP 62198682 A JP62198682 A JP 62198682A JP 19868287 A JP19868287 A JP 19868287A JP H0828615 B2 JPH0828615 B2 JP H0828615B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ビデオカメラ等のセンサ付オートホワイ
トバランスシステムにおける、温度補償回路に関するも
のである。
トバランスシステムにおける、温度補償回路に関するも
のである。
第4図はこの種のオートホワイトバランスシステムに
おける従来の温度補償回路を示し、図において35は感度
抵抗を使用し演算増幅器37の反転入力端子の電位を非反
転入力端子の電位の温度特性と同一の温度特性にして、
入力端子34からの絶対温度Tに比例した入力信号電圧を
増幅するとともに温度補償し、出力端子38の出力電圧
は、温度に依存しないようにしている。
おける従来の温度補償回路を示し、図において35は感度
抵抗を使用し演算増幅器37の反転入力端子の電位を非反
転入力端子の電位の温度特性と同一の温度特性にして、
入力端子34からの絶対温度Tに比例した入力信号電圧を
増幅するとともに温度補償し、出力端子38の出力電圧
は、温度に依存しないようにしている。
ここで従来の温度補償回路への入力信号電圧が絶対温
度Tに対して比例関係になってしまう事を第5図を用い
て次に説明する。
度Tに対して比例関係になってしまう事を第5図を用い
て次に説明する。
第5図はビデオカメラ用センサ付オートホワイトバラ
ンス回路を示し、図において1,2,3はフィトダイオー
ド、4,5,6は対数圧縮ダイオード、7,8,9は演算増幅器で
あり、図において1,4,7で、同様に2,5,8、3,6,9でそれ
ぞれ対数圧縮形光電変換回路を構成し、各々の出力電圧
は次式で表わせる。
ンス回路を示し、図において1,2,3はフィトダイオー
ド、4,5,6は対数圧縮ダイオード、7,8,9は演算増幅器で
あり、図において1,4,7で、同様に2,5,8、3,6,9でそれ
ぞれ対数圧縮形光電変換回路を構成し、各々の出力電圧
は次式で表わせる。
ここで、V01,V02,V03は各対数圧縮形光電変換回路
の出力電圧を、kはボルツマン定数、qは電子の電荷、
Tは絶対温度、Isは対数圧縮ダイオードの逆方向飽和電
流、Ip1、Ip2、Ip3は各フォトダイオード1,2,3で発生す
る光電流を、Eは電圧源10の電圧をそれぞれ表してい
る。
の出力電圧を、kはボルツマン定数、qは電子の電荷、
Tは絶対温度、Isは対数圧縮ダイオードの逆方向飽和電
流、Ip1、Ip2、Ip3は各フォトダイオード1,2,3で発生す
る光電流を、Eは電圧源10の電圧をそれぞれ表してい
る。
これら出圧電力V01,V02,V03に対し、V01−V02,V03
−V02の処理を引算回路20,21で行なうため、各引算回路
20,21の出力は次式で表わせる。
−V02の処理を引算回路20,21で行なうため、各引算回路
20,21の出力は次式で表わせる。
この引算回路20,21での処理により前記対数圧縮ダイ
オード4,5,6の逆方向飽和電流Isは相殺され、電圧源E
も相殺される。従って前記V01−V02,V03−V02は絶対温
度Tに比例した出力であることがわかる。なお第5図に
おいて、31,32は温度補償回路であり、従来はこれに第
4図の回路を用いているものである。
オード4,5,6の逆方向飽和電流Isは相殺され、電圧源E
も相殺される。従って前記V01−V02,V03−V02は絶対温
度Tに比例した出力であることがわかる。なお第5図に
おいて、31,32は温度補償回路であり、従来はこれに第
4図の回路を用いているものである。
次に動作について説明する。
第4図において、入力端子34には前記V01−V02または
V03−V02が入力されるのであるが、温度補償方法は同じ
なので、V01−V02について代表させて説明する。
V03−V02が入力されるのであるが、温度補償方法は同じ
なので、V01−V02について代表させて説明する。
となるので抵抗35を絶対温度Tに比例する温度係数を持
つように設定する。出力端子38の出力は次式で表わせ
る。
つように設定する。出力端子38の出力は次式で表わせ
る。
ここで、V0(1)は出力端子38の出力電圧を、R36は抵抗
36の抵抗値を、R35は抵抗35の抵抗値を表和す。R36/R
35>>1と設定した。
36の抵抗値を、R35は抵抗35の抵抗値を表和す。R36/R
35>>1と設定した。
R36は温度係数を零にしておき、R35は絶対温度Tに比
例する温度係数を持つように設定するので、V0(1)は次
式となる。
例する温度係数を持つように設定するので、V0(1)は次
式となる。
ここでKは定数である。即ち、R35=K・T となりV0(1)は温度補償される。
〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の温度補償回路は以上のように構成されているの
で、前記抵抗R35,R36の設定をR36/R35>>Iにする必
要があり、さらにR35の抵抗値を絶対温度Tに比例する
温度係数となるよう設定する必要があり、温度補償精度
上、問題があった。また、集積回路化する場合、R35,R
36を外付抵抗にする必要があり、コスト高になるという
問題があった。
で、前記抵抗R35,R36の設定をR36/R35>>Iにする必
要があり、さらにR35の抵抗値を絶対温度Tに比例する
温度係数となるよう設定する必要があり、温度補償精度
上、問題があった。また、集積回路化する場合、R35,R
36を外付抵抗にする必要があり、コスト高になるという
問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、半導体集積回路化することが容易にできる
とともに、安価に温度補償でき、精度も格段に向上させ
ることができる温度補償回路を得ることを目的とする。
れたもので、半導体集積回路化することが容易にできる
とともに、安価に温度補償でき、精度も格段に向上させ
ることができる温度補償回路を得ることを目的とする。
この発明に係る温度補償回路は、トランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧とコレクタ電流との関係が、次式で
近似できる、即ち対数で表せることを利用し、第1,第2,
第3定電流源の温度特性を、温度に依存しない電流、絶
対温度Tに比例した入力信号電流、絶対温度に比例した
電流に設定し、第1,第2,第3トランジスタのコレクタ電
流またはエミッタ電流を上記各定電流源により設定する
ことで得られる各トランジスタのベース・エミッタ間電
圧を加算または減算させ、温度補償が行なわれるように
回路を構成したものである。
ス・エミッタ間電圧とコレクタ電流との関係が、次式で
近似できる、即ち対数で表せることを利用し、第1,第2,
第3定電流源の温度特性を、温度に依存しない電流、絶
対温度Tに比例した入力信号電流、絶対温度に比例した
電流に設定し、第1,第2,第3トランジスタのコレクタ電
流またはエミッタ電流を上記各定電流源により設定する
ことで得られる各トランジスタのベース・エミッタ間電
圧を加算または減算させ、温度補償が行なわれるように
回路を構成したものである。
ここでVBEはトランジスタのベース・エミッタ間電
圧、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電
荷、Icはコレクタ電流、Isはトランジスタの逆方向飽和
電流をそれぞれ示す。ただし、Ic≒IEとし、IEはエミッ
タ電流を示す。
圧、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の電
荷、Icはコレクタ電流、Isはトランジスタの逆方向飽和
電流をそれぞれ示す。ただし、Ic≒IEとし、IEはエミッ
タ電流を示す。
この発明における温度補償回路では、第1,第2,第3ト
ランジスタのコレクタ電流またはエミッタ電流を第1,第
2,第3定電流源で設定することにより得られる各トラン
ジスタのベース・エミッタ間電圧を、加算または減算さ
せるように回路を構成したから、温度補償が行なわれ
る。
ランジスタのコレクタ電流またはエミッタ電流を第1,第
2,第3定電流源で設定することにより得られる各トラン
ジスタのベース・エミッタ間電圧を、加算または減算さ
せるように回路を構成したから、温度補償が行なわれ
る。
以下この発明の一実施例を第1図について説明する。
第1図は第5図のオートホワイトバランス回路の温度
補償回路31,32として用いられるべき、本発明の一実施
例による温度補償回路を示し、図において、1は温度に
依存しない電流を発生する第1の定電流源、2は入力信
号に応じて絶対温度Tに比例した電流を発生する第2の
定電流源、3は絶対温度Tに比例した電流を発生する第
3の定電流源である。
補償回路31,32として用いられるべき、本発明の一実施
例による温度補償回路を示し、図において、1は温度に
依存しない電流を発生する第1の定電流源、2は入力信
号に応じて絶対温度Tに比例した電流を発生する第2の
定電流源、3は絶対温度Tに比例した電流を発生する第
3の定電流源である。
ここで第2の定電流源2の入力信号は前記対数圧縮形
光電変換回路の出力電圧を第3図の電圧・電流変換回路
を介すことによって得られる電流を意味しており、第3
図中の端子33に電流として得られる。即ち、第3図は一
般的な電圧・電流変換回路を示しており、演算増幅器30
とトランジスタ31で負帰還回路が構成され、端子29の入
力端子電圧がトランジスタ31のエミッタと抵抗32の接続
点に発生するので、抵抗32の抵抗値をR32とし、入力電
圧をV01−V02とすると、端子33に得られる電流Ic31は次
式で表わせる。ただしトランジスタ31のコレクタ電流と
エミッタ電流は等しいとし、トランジスタ31の直流電流
増幅率hFEは十分大きいと設定する。
光電変換回路の出力電圧を第3図の電圧・電流変換回路
を介すことによって得られる電流を意味しており、第3
図中の端子33に電流として得られる。即ち、第3図は一
般的な電圧・電流変換回路を示しており、演算増幅器30
とトランジスタ31で負帰還回路が構成され、端子29の入
力端子電圧がトランジスタ31のエミッタと抵抗32の接続
点に発生するので、抵抗32の抵抗値をR32とし、入力電
圧をV01−V02とすると、端子33に得られる電流Ic31は次
式で表わせる。ただしトランジスタ31のコレクタ電流と
エミッタ電流は等しいとし、トランジスタ31の直流電流
増幅率hFEは十分大きいと設定する。
これは絶対温度Tに比例した電流である。この電流I
c31が前記の入力信号に応じて電流を発生する第2の定
電流源2の電流となる。
c31が前記の入力信号に応じて電流を発生する第2の定
電流源2の電流となる。
さらに温度に依存しない電流を発生する第1の定電流
源1と絶対温度Tに比例した電流を発生する第3の定電
流源3は第2図の回路を用いて作り出す。第2図におい
てトランジスタ10,11,13,14と抵抗12により負帰還回路
が構成されており、トランジスタ10と11のVBEの差を抵
抗12で割った電流が設定される。
源1と絶対温度Tに比例した電流を発生する第3の定電
流源3は第2図の回路を用いて作り出す。第2図におい
てトランジスタ10,11,13,14と抵抗12により負帰還回路
が構成されており、トランジスタ10と11のVBEの差を抵
抗12で割った電流が設定される。
ここでkはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子の
電荷、Isはトランジスタの逆方向飽和電流、ICQ11はト
ランジスタ11のコレクタ電流、ICQ10はトランジスタQ10
のコレクタ電流、R12は抵抗12の抵抗値、ITは設定電流
であり、端子20の出力電流である。
電荷、Isはトランジスタの逆方向飽和電流、ICQ11はト
ランジスタ11のコレクタ電流、ICQ10はトランジスタQ10
のコレクタ電流、R12は抵抗12の抵抗値、ITは設定電流
であり、端子20の出力電流である。
上式を整理して、 これは絶対温度Tに比例した電流である。
さらに第2図において、トランジスタ23,25,22と抵抗
24によって負帰還回路が構成されており、トランジスタ
23のVBEを抵抗24で割った電流が設定される。
24によって負帰還回路が構成されており、トランジスタ
23のVBEを抵抗24で割った電流が設定される。
ここでVBEQ23はトランジスタ23のベース・エミッタ間
電圧、R24は抵抗24の抵抗値、Iβはトランジスタのコ
レクタ電流である。
電圧、R24は抵抗24の抵抗値、Iβはトランジスタのコ
レクタ電流である。
このIβはVBEに依存する電流であることから負の温
度係数となり、ここで、シリコンのエネルギーバンドギ
ャップ電圧VGOが一定であることを用いて、VGO−VBE=V
Tと設定し、VGO=VT+VBEとすると、VGO=1.273〔V〕
なので、VBE=0.6〔V〕,またはVT=0.673〔V〕なの
でVBEとVTの比をだいたい1対1に取るとその各々によ
る電流の和は温度に依存しなくなることとなる。そこで
この比で前記ITとIβを端子29から両者の和として出力
するようにして、温度に依存しない電流IREFを作り出
す。
度係数となり、ここで、シリコンのエネルギーバンドギ
ャップ電圧VGOが一定であることを用いて、VGO−VBE=V
Tと設定し、VGO=VT+VBEとすると、VGO=1.273〔V〕
なので、VBE=0.6〔V〕,またはVT=0.673〔V〕なの
でVBEとVTの比をだいたい1対1に取るとその各々によ
る電流の和は温度に依存しなくなることとなる。そこで
この比で前記ITとIβを端子29から両者の和として出力
するようにして、温度に依存しない電流IREFを作り出
す。
このようにして、前記第1,第2,第3の定電流源1,2,3
を設定する。第1図において定電流源1の定電流をIREF
とし、定電流源2の定電流をII=IC31(式)とし、定
電流源3の定電流をIT(式)とし、トランジスタ4の
コレクタ電流をICQ4、トランジスタ5のエミッタ電流を
IEQ5、トランジスタ6のエミッタ電流をIEQ6、トランジ
スタ7のコレクタ電流をICQ7とすると、次式が成立す
る。なお、第1図中8は負荷、9は電源である。
を設定する。第1図において定電流源1の定電流をIREF
とし、定電流源2の定電流をII=IC31(式)とし、定
電流源3の定電流をIT(式)とし、トランジスタ4の
コレクタ電流をICQ4、トランジスタ5のエミッタ電流を
IEQ5、トランジスタ6のエミッタ電流をIEQ6、トランジ
スタ7のコレクタ電流をICQ7とすると、次式が成立す
る。なお、第1図中8は負荷、9は電源である。
ここでICQ4として前記IREF、つまり温度に依存しない
定電流を設定し、IEQ5として前記式IC31を設定し、I
EQ6として前記式ITを設定すると式は次のようにな
る。
定電流を設定し、IEQ5として前記式IC31を設定し、I
EQ6として前記式ITを設定すると式は次のようにな
る。
ここで、IREFは温度に依存しない一定電流、ITは式
で表わされ、絶対温度Tに比例した電流、IC31は式で
表わされ、絶対温度Tに比例した電流なので、次のよう
になる。
で表わされ、絶対温度Tに比例した電流、IC31は式で
表わされ、絶対温度Tに比例した電流なので、次のよう
になる。
この式より、絶対温度Tが相殺され、ICQ7は温度に依
存しなくなり、一定となることがわかる。
存しなくなり、一定となることがわかる。
このような本実施例の温度補償回路によれば、従来の
ような感温抵抗が不要となるため安価に精度よく温度補
償ができ、また外付抵抗も不要となるため容易に半導体
集積回路化することができる。
ような感温抵抗が不要となるため安価に精度よく温度補
償ができ、また外付抵抗も不要となるため容易に半導体
集積回路化することができる。
なお以上では第1図の回路構成例を用いて本発明を説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第
6図の本発明の他の実施例に示すように定電流源1,2,3
を各トランジスタ4,5,6の各コレクタに接続して構成し
たり、第7図の本発明の他の実施例に示すように定電流
源1,2,3を各トランジスタ4,5,6の各エミッタに接続して
構成したり、あるいは前記第1図はその一例であるがコ
レクタ側に接続するのとエミッタ側に接続するのとを任
意に組合せて構成してもよい。
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第
6図の本発明の他の実施例に示すように定電流源1,2,3
を各トランジスタ4,5,6の各コレクタに接続して構成し
たり、第7図の本発明の他の実施例に示すように定電流
源1,2,3を各トランジスタ4,5,6の各エミッタに接続して
構成したり、あるいは前記第1図はその一例であるがコ
レクタ側に接続するのとエミッタ側に接続するのとを任
意に組合せて構成してもよい。
また、上述の考え方に立脚して構成した本発明のさら
に他の実施例として第8図、第9図、第10図、第11図,
第12図,第13図、第14図に示すものが考えられる。この
ように上述の考え方に立脚して構成すると同時に、トラ
ンジスタ5,6にバイアス電圧をかけるための抵抗を設け
たり(第8図,第9図)回路動作的にレベルシフト回路
50,51を設けたり(第10図)、ベース電流による誤差を
軽減させるために高入力抵抗の演算増幅器71〜74や差動
増幅回路を設けたり(第13,14図)、さらにMOS入力回路
を用いて構成するなど、またトランジスタのアーリ効果
を補償した回路構成を取る等、多数の回路を提案するこ
とができる。
に他の実施例として第8図、第9図、第10図、第11図,
第12図,第13図、第14図に示すものが考えられる。この
ように上述の考え方に立脚して構成すると同時に、トラ
ンジスタ5,6にバイアス電圧をかけるための抵抗を設け
たり(第8図,第9図)回路動作的にレベルシフト回路
50,51を設けたり(第10図)、ベース電流による誤差を
軽減させるために高入力抵抗の演算増幅器71〜74や差動
増幅回路を設けたり(第13,14図)、さらにMOS入力回路
を用いて構成するなど、またトランジスタのアーリ効果
を補償した回路構成を取る等、多数の回路を提案するこ
とができる。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、絶対温度Tに比例
した電流源と温度に依存しない電流源とを用い、トラン
ジスタのベース・エミッタ間電圧とコレクタ電流あるい
はエミッタ電流の関係を考慮して温度補償できるように
回路を構成したので、感温抵抗などの温度調整用部品を
特に必要とせず、集積回路として構成した時特に装置が
安価にでき、調整も不要で、精度の高いものが得られる
効果がある。
した電流源と温度に依存しない電流源とを用い、トラン
ジスタのベース・エミッタ間電圧とコレクタ電流あるい
はエミッタ電流の関係を考慮して温度補償できるように
回路を構成したので、感温抵抗などの温度調整用部品を
特に必要とせず、集積回路として構成した時特に装置が
安価にでき、調整も不要で、精度の高いものが得られる
効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による温度補償回路を示す
回路図、第2図は絶対温度Tに比例した電流と、温度に
依存しない電流を作り出すための回路例を示す図、第3
図は電圧を電流に変換する回路例を示す図、第4図は従
来の温度補償回路例を示す図、第5図はビデオカメラ用
センサ付オートホワイトバランス回路であって、対数圧
縮形光電変換回路と引算回路、温度補償回路で構成され
た簡単なものを示すブロック図、第6図は本発明の他の
実施例による温度補償回路であって、特に各トランジス
タのコレクタ電流を設定した例を示す図、第7図は本発
明の他の実施例で、特に各トランジスタのエミッタ電流
を設定した例を示す図、第8図は第6図と同様に各トラ
ンジスタのコレクタ電流を設定した例を示す図、第9図
は本発明の他の実施例で、特にトランジスタ4はコレク
タ電流を設定し、トランジスタ5,6はエミッタ電流を設
定した例を示す図、第10図は本発明の他の実施例でトラ
ンジスタ4,7にレベルシフト用トランジスタ5,6を各々に
設けて構成した例を示す図、第11図は本発明の他の実施
例でトランジスタ4,7のエミッタを共通接続して抵抗を
介して接地した例を示す図、第12図は本発明の他の実施
例でトランジスタ4,7はPNP形で構成し、トランジスタ5,
6はNPN形で構成した例を示す図、第13図及び第14図はそ
れぞれ本発明の他の実施例で、高入力抵抗の演算増幅器
を用いて各トランジスタのベース電流誤差を軽減させる
ように構成した例を示す図である。 1,2,3は第1,第2,第3の定電流源、4,5,6,7はトランジス
タ、8は負荷、9は電源である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
回路図、第2図は絶対温度Tに比例した電流と、温度に
依存しない電流を作り出すための回路例を示す図、第3
図は電圧を電流に変換する回路例を示す図、第4図は従
来の温度補償回路例を示す図、第5図はビデオカメラ用
センサ付オートホワイトバランス回路であって、対数圧
縮形光電変換回路と引算回路、温度補償回路で構成され
た簡単なものを示すブロック図、第6図は本発明の他の
実施例による温度補償回路であって、特に各トランジス
タのコレクタ電流を設定した例を示す図、第7図は本発
明の他の実施例で、特に各トランジスタのエミッタ電流
を設定した例を示す図、第8図は第6図と同様に各トラ
ンジスタのコレクタ電流を設定した例を示す図、第9図
は本発明の他の実施例で、特にトランジスタ4はコレク
タ電流を設定し、トランジスタ5,6はエミッタ電流を設
定した例を示す図、第10図は本発明の他の実施例でトラ
ンジスタ4,7にレベルシフト用トランジスタ5,6を各々に
設けて構成した例を示す図、第11図は本発明の他の実施
例でトランジスタ4,7のエミッタを共通接続して抵抗を
介して接地した例を示す図、第12図は本発明の他の実施
例でトランジスタ4,7はPNP形で構成し、トランジスタ5,
6はNPN形で構成した例を示す図、第13図及び第14図はそ
れぞれ本発明の他の実施例で、高入力抵抗の演算増幅器
を用いて各トランジスタのベース電流誤差を軽減させる
ように構成した例を示す図である。 1,2,3は第1,第2,第3の定電流源、4,5,6,7はトランジス
タ、8は負荷、9は電源である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】第1及び第2定電流源の温度特性を、その
一方を温度に依存しない電流に、他方を絶対温度Tに比
例した入力信号電流に設定するとともに、第3定電流源
の温度特性を絶対温度Tに比例した電流に設定し、 前記第1定電流源を第1トランジスタのコレクタ又はエ
ミッタに接続してその電流をコレクタ電流又はエミッタ
電流とし、前記第2定電流源を第2トランジスタのコレ
クタ又はエミッタに接続してその電流をコレクタ電流又
はエミッタ電流とし、前記第3定電流源を第3トランジ
スタのコレクタ又はエミッタに接続してその電流をコレ
クタ電流又はエミッタ電流とし 前記第1トランジスタのベース・エミッタ間電圧と前記
第2トランジスタのベース・エミッタ間電圧の加算電圧
を作り、この加算電圧から前記第3トランジスタのベー
ス・エミッタ間電圧を引算した電圧を作り出し、この引
算した電圧を第4トランジスタのベース・エミッタ間に
印加し、前記第4トランジスタのコレクタ電流を出力と
して得るように構成したことを特徴とする温度補償回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62198682A JPH0828615B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 温度補償回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62198682A JPH0828615B2 (ja) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | 温度補償回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6441508A JPS6441508A (en) | 1989-02-13 |
| JPH0828615B2 true JPH0828615B2 (ja) | 1996-03-21 |
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ID=16395298
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0828615B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-08-07 JP JP62198682A patent/JPH0828615B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6441508A (en) | 1989-02-13 |
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