JPS6182529A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS6182529A JPS6182529A JP59204899A JP20489984A JPS6182529A JP S6182529 A JPS6182529 A JP S6182529A JP 59204899 A JP59204899 A JP 59204899A JP 20489984 A JP20489984 A JP 20489984A JP S6182529 A JPS6182529 A JP S6182529A
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- JP
- Japan
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- node
- potential
- vdd
- mosfet
- integrated circuit
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/01—Modifications for accelerating switching
- H03K19/017—Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits
- H03K19/01728—Modifications for accelerating switching in field-effect transistor circuits in synchronous circuits, i.e. by using clock signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、昇圧回路を含む半導体集積回路装置に関する
。
。
半導体メモリ装置において、データの転送ゲートとして
E型MOSFETを用いた場合、このM OS F E
Tでのしきい値電圧相当分の電圧降下を防止し、転送
速度を向上させるために、そのゲ−ト電位を昇圧するこ
とが行われる。そのような昇圧回路の一般的な構成を第
4図に示す。Bが昇圧すべきノードであって、CLはそ
の負荷容量である。このノードBには、充電用MOSF
ET−041、放電用MOSFET−042が接続され
ている。Cpは昇圧用キャパシタであって、その一端は
ノードBに接続され、他端はMOSFET−043を介
して電源電位VDDに、またMOSFET−Q44を介
して接地電位Vssに接続されるようになっている。こ
の昇圧回路は、まずMOS F E T−Q44をオン
にしてノードAをVssにし、MOSFET−041を
オンにしてノードBをVDDまで充電する。そしてMO
S F E T−041をオフにしてノードBをフロー
ティングにした後、MOSFET−Q44をオフ、MO
SFET−043をオンにしてノードAにVooを与え
ることにより、ノード8にVoo以上の昇圧電位を得る
。
E型MOSFETを用いた場合、このM OS F E
Tでのしきい値電圧相当分の電圧降下を防止し、転送
速度を向上させるために、そのゲ−ト電位を昇圧するこ
とが行われる。そのような昇圧回路の一般的な構成を第
4図に示す。Bが昇圧すべきノードであって、CLはそ
の負荷容量である。このノードBには、充電用MOSF
ET−041、放電用MOSFET−042が接続され
ている。Cpは昇圧用キャパシタであって、その一端は
ノードBに接続され、他端はMOSFET−043を介
して電源電位VDDに、またMOSFET−Q44を介
して接地電位Vssに接続されるようになっている。こ
の昇圧回路は、まずMOS F E T−Q44をオン
にしてノードAをVssにし、MOSFET−041を
オンにしてノードBをVDDまで充電する。そしてMO
S F E T−041をオフにしてノードBをフロー
ティングにした後、MOSFET−Q44をオフ、MO
SFET−043をオンにしてノードAにVooを与え
ることにより、ノード8にVoo以上の昇圧電位を得る
。
この昇圧回路は、負荷容量OL、昇圧用キャパシタCp
の容量値をそれぞれCL、CPで表わした時、ノードB
のVDDからの昇圧弁Δ■は、ΔV−(Vo o −V
s s )Cp / (Cp +OL)となる。従って
負荷が大きい場合には、昇圧弁Δ■を大きくするために
は昇圧用キャパシタCpの容量値を大きくしなければな
らない。この結果昇圧用キャパシタの面積が増大し、チ
ップコストの増大をもたらす。また昇圧出力の立ち上が
り時間を短くするためにはノードAを短時間で充電する
ことが必要であり、そのためには充電用MOSFET−
043のディメンジョンを大きくしなければならない。
の容量値をそれぞれCL、CPで表わした時、ノードB
のVDDからの昇圧弁Δ■は、ΔV−(Vo o −V
s s )Cp / (Cp +OL)となる。従って
負荷が大きい場合には、昇圧弁Δ■を大きくするために
は昇圧用キャパシタCpの容量値を大きくしなければな
らない。この結果昇圧用キャパシタの面積が増大し、チ
ップコストの増大をもたらす。また昇圧出力の立ち上が
り時間を短くするためにはノードAを短時間で充電する
ことが必要であり、そのためには充電用MOSFET−
043のディメンジョンを大きくしなければならない。
このこともチップ面積の増大、コストの増大をもたらす
。
。
本発明は上記した点に鑑みなされたもので、昇圧用キャ
パシタの面積増大をもたらすことなく、短時間で所望の
昇圧電位を得ることが可能な昇圧回路を備えた半導体集
積回路装置を提供することを目的とする。
パシタの面積増大をもたらすことなく、短時間で所望の
昇圧電位を得ることが可能な昇圧回路を備えた半導体集
積回路装置を提供することを目的とする。
本発明にかかる昇任回路は、昇圧すべきノードに一端が
接続された昇圧用キャパシタの他端を基準電位および電
源電位に選択的に接続するための第1および第2のスイ
ッチ回路を備え、第1のスイッチ回路を通して与える基
準電位として、電源電位とは逆極性の電位を用いたこと
を特徴とする。
接続された昇圧用キャパシタの他端を基準電位および電
源電位に選択的に接続するための第1および第2のスイ
ッチ回路を備え、第1のスイッチ回路を通して与える基
準電位として、電源電位とは逆極性の電位を用いたこと
を特徴とする。
例えばMO8集積回路では通常、基板バイアス回路を内
蔵して電源電位と逆極性の基板バイアスを与えることが
行われるから、この基板バイアスを前記基準電位として
用いればよい。
蔵して電源電位と逆極性の基板バイアスを与えることが
行われるから、この基板バイアスを前記基準電位として
用いればよい。
本発明にがかる昇圧回路を用いれば、昇圧用キャパシタ
の入力端子に与える電位の差が大きくなるため、従来と
同程度の昇圧電位を得るためには昇圧用キャパシタの面
積が従来より小さくてもよく、逆に従来と同程度のキャ
パシタ面積をとれば従来より高い昇圧電位が得られる。
の入力端子に与える電位の差が大きくなるため、従来と
同程度の昇圧電位を得るためには昇圧用キャパシタの面
積が従来より小さくてもよく、逆に従来と同程度のキャ
パシタ面積をとれば従来より高い昇圧電位が得られる。
また充電用トランジスタを大きくすることなく短時間に
所望の昇圧電位を得ることができる。従ってこの昇圧回
路を内蔵することにより、集積回路チップのコスト低減
、高性能化が図られる。
所望の昇圧電位を得ることができる。従ってこの昇圧回
路を内蔵することにより、集積回路チップのコスト低減
、高性能化が図られる。
以下本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明をnチャネルMO8集積回路に適用し
た一実施例の昇圧回路の構成を示す。負荷容量CLを持
つき昇圧すべきノードBに充電用(7)nチtネルMO
SFET−Qlt 、放電用のnチャネルMOSFET
−Ql 2が設けられ、このノードBに昇圧用キャパシ
タCpの一端が接続されることは従来と変わらない。昇
圧用キャパシタCpの他端は第1のスイッチ回路SW工
を介して基準電位、この実施例では基板バイアス回路の
出力である基板バイアス電位VBBに接続され、また第
2のスイッチ回路SW2を介して電源電位■DDに接続
されている。第1のスイッチ回路S W 1は、ソース
を共通にVBBに接続し、ゲートを交差接続したnチャ
ネルMOSFET−014、Qlsと負荷のnチャネル
MOSFET−〇16とからなるフリップフロップによ
り構成している。第2のスイッチ回路SW2は従来と同
様、nチャネルMOSFET−Ql 3を用いている。
た一実施例の昇圧回路の構成を示す。負荷容量CLを持
つき昇圧すべきノードBに充電用(7)nチtネルMO
SFET−Qlt 、放電用のnチャネルMOSFET
−Ql 2が設けられ、このノードBに昇圧用キャパシ
タCpの一端が接続されることは従来と変わらない。昇
圧用キャパシタCpの他端は第1のスイッチ回路SW工
を介して基準電位、この実施例では基板バイアス回路の
出力である基板バイアス電位VBBに接続され、また第
2のスイッチ回路SW2を介して電源電位■DDに接続
されている。第1のスイッチ回路S W 1は、ソース
を共通にVBBに接続し、ゲートを交差接続したnチャ
ネルMOSFET−014、Qlsと負荷のnチャネル
MOSFET−〇16とからなるフリップフロップによ
り構成している。第2のスイッチ回路SW2は従来と同
様、nチャネルMOSFET−Ql 3を用いている。
この昇圧回路の動作タイミングを第5図に示す。
使用するMOSFETのしきい値をVTとしてその動作
を説明すると、先ずクロックΦL!をVDDとし、第1
のスイッチ回路SWtのMOSFET−Gh a 、Q
t 4をオンにして、昇圧用キャパシタCpの入力ノー
ドA1にVaaを与える。この状態でりOツク中12を
Voo+VT以上とし、ノードBをVDDまで充電する
。
を説明すると、先ずクロックΦL!をVDDとし、第1
のスイッチ回路SWtのMOSFET−Gh a 、Q
t 4をオンにして、昇圧用キャパシタCpの入力ノー
ドA1にVaaを与える。この状態でりOツク中12を
Voo+VT以上とし、ノードBをVDDまで充電する
。
次にりOツク中12およびQl1をVssとし、ノード
Bを70−ティング状態に保ってクロックΦ13をVo
o+Vt以上にする。このとき第1のスイッチ回路SW
Lでは、MOSFET−Qssがオンとなり、Ql4が
オフとなってフリップフロップが反転し、ノードA1は
第2のスイッチ回路SW2であるMOS F E T−
Ql 3を介してvDDまで充電される。これにより、
ノードBは、 Voo + (Voo−VaB)Cp /(CL+Cp) で昇圧される。
Bを70−ティング状態に保ってクロックΦ13をVo
o+Vt以上にする。このとき第1のスイッチ回路SW
Lでは、MOSFET−Qssがオンとなり、Ql4が
オフとなってフリップフロップが反転し、ノードA1は
第2のスイッチ回路SW2であるMOS F E T−
Ql 3を介してvDDまで充電される。これにより、
ノードBは、 Voo + (Voo−VaB)Cp /(CL+Cp) で昇圧される。
以上のようにこの実施例によれば、昇圧用キャパシタC
pの入力端子に与える基準電位として基板バイアス電位
VBBを用いており、通常VDD−5Vに対してVaa
=−3V程度であるから、昇圧用キャパシタCpが従来
と同じ容量値であれば、従来より高い昇圧電位を得るこ
とができる。
pの入力端子に与える基準電位として基板バイアス電位
VBBを用いており、通常VDD−5Vに対してVaa
=−3V程度であるから、昇圧用キャパシタCpが従来
と同じ容量値であれば、従来より高い昇圧電位を得るこ
とができる。
また昇圧用キャパシタCpの入力端子に与えられる電位
差が大きいため、充電用MOSFET−Q13を大きく
しなくても昇圧電位の立ち上がり時間が短いものとなる
。また従来と同じ昇圧電位を得るためには、昇圧用キャ
パシタCpの面積を従来より小さくすることができる。
差が大きいため、充電用MOSFET−Q13を大きく
しなくても昇圧電位の立ち上がり時間が短いものとなる
。また従来と同じ昇圧電位を得るためには、昇圧用キャ
パシタCpの面積を従来より小さくすることができる。
またこの実施例では、基準電位としてVaBを用いてい
るにもかかわらず、第1のスイッチ回路を構成するMO
SFETとして格別にしきい値を他の部分のMOSFE
Tより高くしたものを用いる必要がない。即ち第1のス
イッチ回路S W 1は 9フリツプフロツプを
構成しており、MOSFET−Ql4をオフにする場合
、MOSFET−Qls がオンlcなつ7MOSFE
T−Qt 41)ゲートにVaaが与えられるからであ
る。従ってしきい値を高めるために特別なイオン注入等
を必要とせず、製造工程的にも有利である。
るにもかかわらず、第1のスイッチ回路を構成するMO
SFETとして格別にしきい値を他の部分のMOSFE
Tより高くしたものを用いる必要がない。即ち第1のス
イッチ回路S W 1は 9フリツプフロツプを
構成しており、MOSFET−Ql4をオフにする場合
、MOSFET−Qls がオンlcなつ7MOSFE
T−Qt 41)ゲートにVaaが与えられるからであ
る。従ってしきい値を高めるために特別なイオン注入等
を必要とせず、製造工程的にも有利である。
第2図は同じくnチャネルM OS集積回路に適用した
別の実施例の昇圧回路である。ノードBに充1月MOS
FET−02t 、放電用MOSFET−022を接続
し、昇圧用キャパシタCpの入力端子に第1のスイッチ
回路SW1゜第2のスイッチ回路S W 2を介して選
択的にVaa、Vooを与えるようにしていることは先
の実施例と変わらない。先の実施例と異なる点は、第1
のスイッチ回路SW1として一個のpチャネルMOSF
ET−024を用いていることである。
別の実施例の昇圧回路である。ノードBに充1月MOS
FET−02t 、放電用MOSFET−022を接続
し、昇圧用キャパシタCpの入力端子に第1のスイッチ
回路SW1゜第2のスイッチ回路S W 2を介して選
択的にVaa、Vooを与えるようにしていることは先
の実施例と変わらない。先の実施例と異なる点は、第1
のスイッチ回路SW1として一個のpチャネルMOSF
ET−024を用いていることである。
この昇圧回路の動作タイミングを第6図に示す。
基本的な昇圧動作は先の実施例と同じであるが、この実
施例の場合、クロックΦ21をVssにし7MOSFE
T−Q24 をオンにしT/−ドA1.:Vanを与え
、りOツク中21をVDD+VT以上にしてMOSFE
T−024をオフにする。
施例の場合、クロックΦ21をVssにし7MOSFE
T−Q24 をオンにしT/−ドA1.:Vanを与え
、りOツク中21をVDD+VT以上にしてMOSFE
T−024をオフにする。
この実施例によっても先の実施例と同様の効果が得られ
る。またこの実施例の場合、第1のスイッチ回路S W
工にpチャネルMOSFETを用いるため第1図の実
施例より製造工程が複雑になるが、構成素子数の点では
有利である。
る。またこの実施例の場合、第1のスイッチ回路S W
工にpチャネルMOSFETを用いるため第1図の実
施例より製造工程が複雑になるが、構成素子数の点では
有利である。
第3図は更に別の実施例の昇圧回路を示す。この実施例
もnチャネルMO5FET集積回路の場合であり、その
基本構成は先の二つの実施例と同じである。即ち、昇圧
ノードBに充電用MOSFET−031、放電用MOS
FET−032が設けられ、昇圧用キャパシタCpの入
力端子に第1のスイッチ回路SW1.第2のスイッチ回
路SW2を設けている。ざきの二つの実施例と異なる点
は、第1のスイッチ回路SW1として一個のnチャネル
MOSFET34を用いていることである。ここで基準
電位としてVaaを用いている関係で、第1のスイッチ
回路SW1のMOSFET−034’cそ(Dゲートが
Vs s (7)Rにオフとするため、このMOSFE
T−034として他のMOS F E Tよりしきい直
の高いものを用いることが必要である。
もnチャネルMO5FET集積回路の場合であり、その
基本構成は先の二つの実施例と同じである。即ち、昇圧
ノードBに充電用MOSFET−031、放電用MOS
FET−032が設けられ、昇圧用キャパシタCpの入
力端子に第1のスイッチ回路SW1.第2のスイッチ回
路SW2を設けている。ざきの二つの実施例と異なる点
は、第1のスイッチ回路SW1として一個のnチャネル
MOSFET34を用いていることである。ここで基準
電位としてVaaを用いている関係で、第1のスイッチ
回路SW1のMOSFET−034’cそ(Dゲートが
Vs s (7)Rにオフとするため、このMOSFE
T−034として他のMOS F E Tよりしきい直
の高いものを用いることが必要である。
この実施例の昇圧回路の動作タイミングを第7図に示す
。その基本動作は先の実施例と同じである。即ち、クロ
ックΦ31を■DDとして第1のスイッチ回路SWsの
MOS F E T−Q34をオンにした状態で、ノー
ドBに■DDを充電した後、クロックΦ31をVssと
し、クロックΦ33をVo o +VT以上にしてノー
ドAに■DDを与えてノードBに昇圧電位を得る。
。その基本動作は先の実施例と同じである。即ち、クロ
ックΦ31を■DDとして第1のスイッチ回路SWsの
MOS F E T−Q34をオンにした状態で、ノー
ドBに■DDを充電した後、クロックΦ31をVssと
し、クロックΦ33をVo o +VT以上にしてノー
ドAに■DDを与えてノードBに昇圧電位を得る。
この実施例でも先の二つの実施例と同様の効果が得られ
る。第1のスイッチ回路SW1として一個のMOSFE
Tを用いているが、そのしきい値を他と異ならせる必要
があるため、第2図の実施例と同じように第1図の実施
例に比べて製造工程の点で若干能がある。
る。第1のスイッチ回路SW1として一個のMOSFE
Tを用いているが、そのしきい値を他と異ならせる必要
があるため、第2図の実施例と同じように第1図の実施
例に比べて製造工程の点で若干能がある。
なお本発明は上記実施例に限られるものではなく、その
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる
。
趣旨を逸脱しない範囲で種々変形実施することができる
。
第1図は本発明の一実施例の昇圧回路を示す図、第2区
は他の実施例の昇圧回路を示す図、第3図は更に他の実
施例の昇圧回路を示す図、第4図は従来の昇圧回路を示
す図、第5図は第1図の昇圧回路の動作タイミングを示
す図、第6図は第2図の昇圧回路の動作タイミングを示
す図、第7図は第3図の昇圧回路の動作タイミングを示
す図である。 B・・・昇圧すべきノード、CL・・・負荷容量、Cp
・・・昇圧用キャパシタ、SWl・・・第1のスイッチ
回路、SW2・・・第2のスイッチ回路、■BB・・・
基板バイアス電位(基準電位) 、Vo o・・・電源
電位。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1 図 To 。 1lll BB 第4図 vSS 第5図 第6図 第7図
は他の実施例の昇圧回路を示す図、第3図は更に他の実
施例の昇圧回路を示す図、第4図は従来の昇圧回路を示
す図、第5図は第1図の昇圧回路の動作タイミングを示
す図、第6図は第2図の昇圧回路の動作タイミングを示
す図、第7図は第3図の昇圧回路の動作タイミングを示
す図である。 B・・・昇圧すべきノード、CL・・・負荷容量、Cp
・・・昇圧用キャパシタ、SWl・・・第1のスイッチ
回路、SW2・・・第2のスイッチ回路、■BB・・・
基板バイアス電位(基準電位) 、Vo o・・・電源
電位。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1 図 To 。 1lll BB 第4図 vSS 第5図 第6図 第7図
Claims (5)
- (1)半導体基板に、一端が昇圧すべきノードに接続さ
れたキャパシタと、このキャパシタの他端を基準電位に
接続するための第1のスイッチ回路および電源電位に接
続する第2のスイッチ回路とからなる昇圧回路を集積し
てなる半導体集積回路装置において、前記基準電位とし
て前記電源電位と逆極性の電位を用いたことを特徴とす
る半導体集積回路装置。 - (2)前記電源電位と逆極性の電位は、同じ半導体基板
に集積形成された基板バイアス発生回路の出力電位であ
る特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 - (3)集積回路は第1導電チャネルMOSFETにより
構成されており、前記第1のスイッチ回路は、第1導電
チャネルの二つのMOSFETのゲートを交差接続しソ
ースを基準電位に接続したフリップフロップにより構成
した特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 - (4)集積回路は第1導電チャネルMOSFETにより
構成されており、前記第1のスイッチ回路として第2導
電チャネルMOSFETを用いた特許請求の範囲第1項
記載の半導体集積回路装置。 - (5)集積回路は第1導電チャネルMOSFETで構成
されており、前記第1のスイッチ回路としてしきい値の
高い第1導電チャネルMOSFETを用いた特許請求の
範囲第1項記載の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204899A JPS6182529A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204899A JPS6182529A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182529A true JPS6182529A (ja) | 1986-04-26 |
Family
ID=16498236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204899A Pending JPS6182529A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6182529A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5313107A (en) * | 1991-12-25 | 1994-05-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Booster device |
| US9768685B2 (en) | 2014-09-11 | 2017-09-19 | Rohm Co., Ltd. | Bootstrap circuit |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204899A patent/JPS6182529A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5313107A (en) * | 1991-12-25 | 1994-05-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Booster device |
| US9768685B2 (en) | 2014-09-11 | 2017-09-19 | Rohm Co., Ltd. | Bootstrap circuit |
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