JPS5835612A - 安定化電源回路 - Google Patents
安定化電源回路Info
- Publication number
- JPS5835612A JPS5835612A JP13443881A JP13443881A JPS5835612A JP S5835612 A JPS5835612 A JP S5835612A JP 13443881 A JP13443881 A JP 13443881A JP 13443881 A JP13443881 A JP 13443881A JP S5835612 A JPS5835612 A JP S5835612A
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- JP
- Japan
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- transistor
- power supply
- collector
- circuit
- current
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は安定化電源回路に関するもので、特に広い範囲
に亘って出力電圧の設定が自由かつ容易に行える安定化
電源回路に関するものである。
に亘って出力電圧の設定が自由かつ容易に行える安定化
電源回路に関するものである。
電池駆動する電子機器等においては、電源電圧が比較的
低く、従ってこのような電源電圧が印加された半導体集
積回路内においても低電圧の安定化電源が望まれる場合
がしばしばある。しかし従来から用いられている安定化
電源回路は、安定した出力電圧を導出させ得る範囲は極
めて狭いために利用範囲が限られ、広く各種電子機器の
電源回路として実用化するには問題があった。
低く、従ってこのような電源電圧が印加された半導体集
積回路内においても低電圧の安定化電源が望まれる場合
がしばしばある。しかし従来から用いられている安定化
電源回路は、安定した出力電圧を導出させ得る範囲は極
めて狭いために利用範囲が限られ、広く各種電子機器の
電源回路として実用化するには問題があった。
本発明は上記従来回路の問題点に鑑みてなされたもので
、低い電源電圧9例えば1.25Vから数Vに到る出力
電圧を得ることができる安定化電源回路を提供するもの
である。
、低い電源電圧9例えば1.25Vから数Vに到る出力
電圧を得ることができる安定化電源回路を提供するもの
である。
以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
図は本発明による一実施例を示す電気回路図で、いわゆ
るバンドギャップ型の安定化電源回路として構成される
。本発明を要約すれば、印加されている電源電圧に対し
て電圧検出回路を設け、この電圧検出回路の出力が設定
電源電圧に対応するように帰還回路を付加して構成され
る。上記電圧検出回路はベースが共通に接続され尼第1
トランジスタQ、と第2トランジスタQ2を備え、設定
された電圧で上記トランジスタQ、、Q2のコレクタ電
流が一致するように動作し、この両トランジスタQ=
、Q!のコレクタ電流は夫々カレントミラーを介しホ
ロア回路に入力され、ホロア回路から出力電圧を導出す
ると共にこの出力を電圧検出回路に帰還させて、出力電
圧が設定電圧となるようにバランスさせる。
るバンドギャップ型の安定化電源回路として構成される
。本発明を要約すれば、印加されている電源電圧に対し
て電圧検出回路を設け、この電圧検出回路の出力が設定
電源電圧に対応するように帰還回路を付加して構成され
る。上記電圧検出回路はベースが共通に接続され尼第1
トランジスタQ、と第2トランジスタQ2を備え、設定
された電圧で上記トランジスタQ、、Q2のコレクタ電
流が一致するように動作し、この両トランジスタQ=
、Q!のコレクタ電流は夫々カレントミラーを介しホ
ロア回路に入力され、ホロア回路から出力電圧を導出す
ると共にこの出力を電圧検出回路に帰還させて、出力電
圧が設定電圧となるようにバランスさせる。
図において、まず電圧検出回路は、NPNからなる第1
トランジスタQ、と第2トランジスタQ。
トランジスタQ、と第2トランジスタQ。
の夫々のベースが共通に接続され、該共通接続されたベ
ースは、抵抗R3を介して接地GNDされると共に、ま
た抵抗R4を介して後述するホロア回路の帰還回路とな
っている。ここで上記第1トランジスタQ1と第2トラ
ンジスタQ2は後述するように、設定された電源電圧の
レベルでほぼコレクタ電流が一致するように回路が設計
されるもので、従ってまず所、望のベース・エミッタの
間電圧の差Δv0が得られるように両トランジスタのエ
ミッタの面積が互いに相異する形状に設計されている。
ースは、抵抗R3を介して接地GNDされると共に、ま
た抵抗R4を介して後述するホロア回路の帰還回路とな
っている。ここで上記第1トランジスタQ1と第2トラ
ンジスタQ2は後述するように、設定された電源電圧の
レベルでほぼコレクタ電流が一致するように回路が設計
されるもので、従ってまず所、望のベース・エミッタの
間電圧の差Δv0が得られるように両トランジスタのエ
ミッタの面積が互いに相異する形状に設計されている。
例えば夫々のトランジスタのエミッタ面積をEq、、E
qtとするとEQl:EQ2=1 : 10に設計され
る。
qtとするとEQl:EQ2=1 : 10に設計され
る。
第1トランジスタQ、のエミッタには接地GNDとの間
に抵抗R1(IOKΩ)が接続され、第2トランジスタ
Q2のエミッタは抵抗R2(2にΩ)を介して上記第1
トランジスタQ1のエミッタに接続されている。両トラ
ンジスタQ、、Q2には更に両トランジスタのコレクタ
電流を比較して出力を導出するための回路が付加されて
いる。即ち第1トランジスタQ、のコレクタ電流に対し
て第1カレントミラーM、及び第2カレントミラーM2
が設けられ、第2トランジスタQ、のコレクタ電流に対
して第3カレントミラーM、が設けられている。第1カ
レントミラーM1はベースが共通接続され、このベース
が第1トランジスタQ、のコレクタに接続されたPNP
第3トランジスタQ3及びPNPマルチコレクタ第5ト
ランジスタQBからなり、第2カレントミラーM2は直
列接続された抵抗R5及び抵抗R6を介してベースが互
いに接続されたNPN第9トランジスタQ、及び第10
トランジスタQ s oを備えてなり、第5トランジス
タQ5の一つのコレクタが第9トラノジスタQ9のコレ
クタ及び抵抗Rs 、Reの結合点に接続されている。
に抵抗R1(IOKΩ)が接続され、第2トランジスタ
Q2のエミッタは抵抗R2(2にΩ)を介して上記第1
トランジスタQ1のエミッタに接続されている。両トラ
ンジスタQ、、Q2には更に両トランジスタのコレクタ
電流を比較して出力を導出するための回路が付加されて
いる。即ち第1トランジスタQ、のコレクタ電流に対し
て第1カレントミラーM、及び第2カレントミラーM2
が設けられ、第2トランジスタQ、のコレクタ電流に対
して第3カレントミラーM、が設けられている。第1カ
レントミラーM1はベースが共通接続され、このベース
が第1トランジスタQ、のコレクタに接続されたPNP
第3トランジスタQ3及びPNPマルチコレクタ第5ト
ランジスタQBからなり、第2カレントミラーM2は直
列接続された抵抗R5及び抵抗R6を介してベースが互
いに接続されたNPN第9トランジスタQ、及び第10
トランジスタQ s oを備えてなり、第5トランジス
タQ5の一つのコレクタが第9トラノジスタQ9のコレ
クタ及び抵抗Rs 、Reの結合点に接続されている。
第3カレントミラーM、はPNP第4トランジスタQ4
及びPNPマルチコレクタ第7トランジスタQ7を備え
、両PNP)ランジスタQ、、Q70ペースは共通に接
続されると共に上記第2トランジスタQ2のコレクタに
接続される。第7トランジスタQ7の1つのコレクタは
上記第5トランジス4Qsの他方のコレクタに接続され
、第7トランジスタQ7の他方のコレクタは前記第2カ
レントミラーM2の第10トランジスタQ、、+のコレ
クタに接続されている。該接続点Aには後述するように
位相補償のために第10トランジスタQ、。
及びPNPマルチコレクタ第7トランジスタQ7を備え
、両PNP)ランジスタQ、、Q70ペースは共通に接
続されると共に上記第2トランジスタQ2のコレクタに
接続される。第7トランジスタQ7の1つのコレクタは
上記第5トランジス4Qsの他方のコレクタに接続され
、第7トランジスタQ7の他方のコレクタは前記第2カ
レントミラーM2の第10トランジスタQ、、+のコレ
クタに接続されている。該接続点Aには後述するように
位相補償のために第10トランジスタQ、。
のベースとの間に小容量のコンデンサCが接続される。
前記第1カレントミラーM1及び第2カレントミラーM
2と第3カレントミラーM、とは、夫々トランジスタQ
8゜とトランジスタQ、のコレクタを介して接続され、
この接続点Aから電圧検出回路の出力が次段のホロアリ
に与えられる。
2と第3カレントミラーM、とは、夫々トランジスタQ
8゜とトランジスタQ、のコレクタを介して接続され、
この接続点Aから電圧検出回路の出力が次段のホロアリ
に与えられる。
ホロア回路はNPNで構成された第11.第12゜第1
3トランジスタQ1t + Q1□、Q、3からなる第
1段目と、PNPで構成された第14.第15.第16
トランジスタQ14 + Qt5+ Qt。からなる第
2段目が接続されている。第1段ホロア回路及び第2段
ポロア回路は夫々第12.第13トランジスタQ、2゜
Q、s及び第15.第16トランジスタQ151 Qt
aからなるカレントミラーM41M5を含み、前記電圧
検出回路の出力点Aは第11トランジスタQ ttのベ
ースに接続されている。該第11トランジスタQ uの
エミッタは第12トランジスタQ1□のコレクタに接続
されると共に、第2段ポロア回路の第14トランジスタ
Q +4のベースに接続されている。第13トランジス
タQrsのベース及ヒコレクタは前記第5トランジスタ
Q、と第7トランジスタQ、の各コレクタが共通接続さ
れた点Bに接続されている。安定化電源回路の出力電圧
E。utは第2段ホロア回路の第14)ランジスタQ
+4のエミッタと第15トランジスタQ +5のコレク
タとの接続点から導出され、該出力電圧E。utはまた
抵抗R4を介して第1トランジスタQ1及び第2トラン
ジスタQ、のベースに帰還されている。
3トランジスタQ1t + Q1□、Q、3からなる第
1段目と、PNPで構成された第14.第15.第16
トランジスタQ14 + Qt5+ Qt。からなる第
2段目が接続されている。第1段ホロア回路及び第2段
ポロア回路は夫々第12.第13トランジスタQ、2゜
Q、s及び第15.第16トランジスタQ151 Qt
aからなるカレントミラーM41M5を含み、前記電圧
検出回路の出力点Aは第11トランジスタQ ttのベ
ースに接続されている。該第11トランジスタQ uの
エミッタは第12トランジスタQ1□のコレクタに接続
されると共に、第2段ポロア回路の第14トランジスタ
Q +4のベースに接続されている。第13トランジス
タQrsのベース及ヒコレクタは前記第5トランジスタ
Q、と第7トランジスタQ、の各コレクタが共通接続さ
れた点Bに接続されている。安定化電源回路の出力電圧
E。utは第2段ホロア回路の第14)ランジスタQ
+4のエミッタと第15トランジスタQ +5のコレク
タとの接続点から導出され、該出力電圧E。utはまた
抵抗R4を介して第1トランジスタQ1及び第2トラン
ジスタQ、のベースに帰還されている。
抵抗R,(27Kfl)は第16トランジスタQteノ
ベース及びコレクタと接地GND間に挿入された抵抗で
ある。
ベース及びコレクタと接地GND間に挿入された抵抗で
ある。
次に上記構成からなる回路の動作を説明する。
まず第1トランジスタQ1及び第2トランジスタQ2が
電圧検出回路としてコレクタ電流の一致する条件を求め
ると、以下の説明から判るように両トランジスタQ1.
Qtのベース電圧がほぼ1.25V程度のときである。
電圧検出回路としてコレクタ電流の一致する条件を求め
ると、以下の説明から判るように両トランジスタQ1.
Qtのベース電圧がほぼ1.25V程度のときである。
即ち、第1トランジスタQ、と第2トランジスタQ2は
エミッタ面積がEQt :E’h=1:10に設計され
ているため、この状態で第1トランジスタQ、のベース
[株]エミッタ間電圧vBえと、第2トランジスタQ、
の1VBEは、vBE=KT/q@LnIC/工。の式
よりΔVBo−KT/9・1nlOとなる。上記ΔBg
の値は20℃程度の雰囲気で動作させた場合、約60m
Vになる。
エミッタ面積がEQt :E’h=1:10に設計され
ているため、この状態で第1トランジスタQ、のベース
[株]エミッタ間電圧vBえと、第2トランジスタQ、
の1VBEは、vBE=KT/q@LnIC/工。の式
よりΔVBo−KT/9・1nlOとなる。上記ΔBg
の値は20℃程度の雰囲気で動作させた場合、約60m
Vになる。
即ち2にΩに設計された上記抵抗R2の両端に60mV
の電圧が印加されるような電流が流れたとき、第1トラ
ンジスタQ1 と第2トランジスタQ2のコレクタ電流
の値は一致する。この状態で抵抗R1には第1トランジ
スタQ、からの電流に加えて第2トランジスタQ2から
の電流が流れ込むため2倍の電流が流れる。また抵抗R
1の値は抵抗R2に対してR,=5R2に設計されてい
るため、抵抗R1には600 mVの電圧が生じる。一
方第1トランジスタQ1には30μAのコレクタ電流が
流れているため、第1トランジスタQ1のベース・エミ
ッタ間電圧vBEは20℃の雰囲気で、通常の集積回路
を構成するトランジスタのβ=100程度の条件を適用
することにより約650mVとなる。このような動作状
態を導く第1トランジスタQs +第2トランジスタQ
2のベース電位を求めると1.25V程度になる。
の電圧が印加されるような電流が流れたとき、第1トラ
ンジスタQ1 と第2トランジスタQ2のコレクタ電流
の値は一致する。この状態で抵抗R1には第1トランジ
スタQ、からの電流に加えて第2トランジスタQ2から
の電流が流れ込むため2倍の電流が流れる。また抵抗R
1の値は抵抗R2に対してR,=5R2に設計されてい
るため、抵抗R1には600 mVの電圧が生じる。一
方第1トランジスタQ1には30μAのコレクタ電流が
流れているため、第1トランジスタQ1のベース・エミ
ッタ間電圧vBEは20℃の雰囲気で、通常の集積回路
を構成するトランジスタのβ=100程度の条件を適用
することにより約650mVとなる。このような動作状
態を導く第1トランジスタQs +第2トランジスタQ
2のベース電位を求めると1.25V程度になる。
今両トランジスタQ、、Q、のベースには抵抗R8及び
抵抗R1を含む帰還回路が接続されているため、出力電
圧’&E。utとすると、のときに両トランジスタQ1
.Q2−のコレクタ電流がバランスするように帰還が働
き、Eoutとして安定した電源電圧が出力されること
になる。上記式からも明らかなように抵抗R4を零に設
計すれば4力電圧はE。ut=1.25Vとなり、抵抗
R4の値を選ぶことによって出力電圧E。utを広い範
囲に亘って変えることができる。
抵抗R1を含む帰還回路が接続されているため、出力電
圧’&E。utとすると、のときに両トランジスタQ1
.Q2−のコレクタ電流がバランスするように帰還が働
き、Eoutとして安定した電源電圧が出力されること
になる。上記式からも明らかなように抵抗R4を零に設
計すれば4力電圧はE。ut=1.25Vとなり、抵抗
R4の値を選ぶことによって出力電圧E。utを広い範
囲に亘って変えることができる。
処でホロア回路において、第11トランジスタQ +t
のエミッタ電流は、第5トランジスタQ、及び第7トラ
ンジスタQ?から第4カレントミラーM4を介して引い
ているため、第2カレントミラーM2の第9トランジス
タQ、及び第10トランジスタQ1゜の各コレクタ電流
の和に等しくなる。
のエミッタ電流は、第5トランジスタQ、及び第7トラ
ンジスタQ?から第4カレントミラーM4を介して引い
ているため、第2カレントミラーM2の第9トランジス
タQ、及び第10トランジスタQ1゜の各コレクタ電流
の和に等しくなる。
従って電圧検出回路の出力を第11トランジスタQ+s
に与えることに対しては、第2カレントミラM2のトラ
ンジスタQo、Q1゜のベース電流の影響によるカレン
トミラーの誤差を打ち消させることができる。
に与えることに対しては、第2カレントミラM2のトラ
ンジスタQo、Q1゜のベース電流の影響によるカレン
トミラーの誤差を打ち消させることができる。
尚実施例の回路では第9トランジスタQ0のコレクタと
抵抗R6・R6の中点とを直接結んでいC1ω るが、間にダイオードを挿入して電位的なバランスの改
善を図ることもできる。
抵抗R6・R6の中点とを直接結んでいC1ω るが、間にダイオードを挿入して電位的なバランスの改
善を図ることもできる。
上記実施例の回路は起動特性にすぐれている。
即ち、電源投入時にもし起動しないとすると、出力が導
出されている第14トランジスタQ+4のペースは、第
12トランジスタQ1□、i13トランジスタQ ts
からなるカレントミラーM4によって下に下げられるこ
とはない。従って第14トランジスタQ 1mのエミッ
タは十分高い電位に上がり、第1トランジスタQ、+第
2トランジスタQ2にコレクタ電流が流れ出すことにな
り、起動しない可能性はない。
出されている第14トランジスタQ+4のペースは、第
12トランジスタQ1□、i13トランジスタQ ts
からなるカレントミラーM4によって下に下げられるこ
とはない。従って第14トランジスタQ 1mのエミッ
タは十分高い電位に上がり、第1トランジスタQ、+第
2トランジスタQ2にコレクタ電流が流れ出すことにな
り、起動しない可能性はない。
また実施例の回路では特別に位相補償を施こす必要がな
い。即ちトランジスタQ1.Q2に対して初段はエミッ
タ抵抗が大きく、次段はカレントミラーより成るため、
利得段が第10トランジスタQtoのみとなるため比較
的安定する。出力端に容量性のものが接続される場合の
安定性等を考慮して、実施例に示すように抵抗R6,R
,を接続する。即ちカレントミラーの場合ペース側のダ
イオード特性でペース側インピーダンス、カ低く、第1
0トランジスタQ、。のコレクタeペース間にコンデン
サを挿入しても効果が低いため、前述のように第9トラ
ンジスタQ9と第10トランジスタQsoの両ベース間
に抵抗R,,R,を挿入して、交流的なインピーダンス
を増加させる。
い。即ちトランジスタQ1.Q2に対して初段はエミッ
タ抵抗が大きく、次段はカレントミラーより成るため、
利得段が第10トランジスタQtoのみとなるため比較
的安定する。出力端に容量性のものが接続される場合の
安定性等を考慮して、実施例に示すように抵抗R6,R
,を接続する。即ちカレントミラーの場合ペース側のダ
イオード特性でペース側インピーダンス、カ低く、第1
0トランジスタQ、。のコレクタeペース間にコンデン
サを挿入しても効果が低いため、前述のように第9トラ
ンジスタQ9と第10トランジスタQsoの両ベース間
に抵抗R,,R,を挿入して、交流的なインピーダンス
を増加させる。
以上本発明によれば、比較的低い電源電圧に対して安定
化電源を得ることができ、電池駆動される電子機器に対
して非常に実用的な安定化電源回路を得ることができる
。また回路は起動が確実で、複雑な位相補償を必要とせ
ず、信頼の高い動作を行わせることができる。
化電源を得ることができ、電池駆動される電子機器に対
して非常に実用的な安定化電源回路を得ることができる
。また回路は起動が確実で、複雑な位相補償を必要とせ
ず、信頼の高い動作を行わせることができる。
図は本発明による一実施例を示す電気回路図である。
Q1〜Q *a : )う/ジスタ、R0〜Rフ :抵
抗。 C:容量 代理人 弁理士 福 士 愛 彦
抗。 C:容量 代理人 弁理士 福 士 愛 彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fl+ エミッタ面積が互いに異なり且つペースが共
通接続された第1トラ/ジスタQ+&び第2トランジス
タQ2 と、エミッタ面積の小さい第1トランジスタQ
1のエミッタと接地間に接続された抵抗R1と、上記両
トランジスタのエミッタ間に接続された抵抗R2と、上
記第1トランジスタQ、のコレクタ電流の方向を2回に
亘って変えるためのカレントミラーと、第2トランジス
タQ2のコレクタ電流の方向を変えるだめのカレントミ
ラーと、上記両カレントミラーのコレクタを接続して接
続点から導出された電圧が与えられたホロア回路と、該
ホロア回路の出力を上記第1.第2トランジスタQ8.
Q2のベースに帰還する回路とを備え、上記ホロア回路
の出力を出力電圧として得ることを特徴とする安定化電
源回路。 (2)前記ホロア回路は、NPNトランジスタからなる
第1ホロア回路とPNP)ランジスタからなる第2ホロ
ア回路の2段からなり、第1ホロア回路の負荷は第1.
第2トランジスタQl +Q2°のコレクタ電流から
カレントミラーを介して作られることを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の安定化電源回路。 (3)前記第1トランジスタQ1又は第2トランジスタ
Q2のコレクタ電流の向きを変えるカレントミラーの一
つは、ベースに抵抗が直列接続され、カレントミラーの
トランジスタのペース・コレクタ間にコンデンサが接続
されてなることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
記載の安定化電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13443881A JPS5835612A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 安定化電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13443881A JPS5835612A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 安定化電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5835612A true JPS5835612A (ja) | 1983-03-02 |
| JPH0544042B2 JPH0544042B2 (ja) | 1993-07-05 |
Family
ID=15128359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13443881A Granted JPS5835612A (ja) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | 安定化電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5835612A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60114917A (ja) * | 1983-11-25 | 1985-06-21 | Hitachi Ltd | 定電圧回路 |
| JPS6151219A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-13 | Toshiba Corp | 定電流供給回路 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3887863A (en) * | 1973-11-28 | 1975-06-03 | Analog Devices Inc | Solid-state regulated voltage supply |
| JPS517975A (en) * | 1974-02-08 | 1976-01-22 | Joji Rotsukaku | Shindosu nyoru denryusodenki |
| JPS5346254A (en) * | 1976-10-08 | 1978-04-25 | Pioneer Electronic Corp | Phase compensating circuit |
| JPS5547712A (en) * | 1975-01-29 | 1980-04-04 | Rca Corp | Differential amplifier |
-
1981
- 1981-08-26 JP JP13443881A patent/JPS5835612A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US3887863A (en) * | 1973-11-28 | 1975-06-03 | Analog Devices Inc | Solid-state regulated voltage supply |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS6151219A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-13 | Toshiba Corp | 定電流供給回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0544042B2 (ja) | 1993-07-05 |
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