JP2520053B2 - 増幅器 - Google Patents

増幅器

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JP2520053B2
JP2520053B2 JP3081108A JP8110891A JP2520053B2 JP 2520053 B2 JP2520053 B2 JP 2520053B2 JP 3081108 A JP3081108 A JP 3081108A JP 8110891 A JP8110891 A JP 8110891A JP 2520053 B2 JP2520053 B2 JP 2520053B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負帰還型の定電流バイ
アス回路及びローパスフィルタと、電源投入時のラッシ
ュ電流を防止する防止回路とを備えた増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、国際出願公開WO88/0
4115号において、図1に示すように、負帰還型定電
流バイアス回路及びローパスフィルタと、電源投入時の
ラッシュ電流を防止する防止回路とを備えた増幅器を提
案している。
【0003】この図において、電圧増幅段10の第1中
継端A及び第2中継端Bには、定電流バイアス回路20
が接続される。また、第2中継端Bと負電圧源−Vとの
間には定電流素子11が接続される。さらに、中継端A
及びBには、二段ダーリントン接続されるNPNトラン
ジスタ31,32及びPNPトランジスタ33,34を
備えたSEPP出力段30が接続される。従って、中継
端A及びBには、前段のNPNトランジスタ31及びP
NPトランジスタ33のベースが各々接続され、後段の
NPNトランジスタ32及びPNPトランジスタ34の
エミッタには、出力抵抗36及び37が各々接続され、
これら出力抵抗の接続点に出力端35が形成される。
【0004】NPNトランジスタ31,32のコレクタ
は正電圧源+Vに接続され、PNPトランジスタ32,
34のコレクタが負電圧源−Vに接続される。また、定
電流バイアス回路20は、接合型のNチャンネルFET
21と、このNチャンネルFET21のソースに抵抗2
2を介して接続されたソースを持つ接合型のPチャンネ
ルFET23とを備え、これらN及びPチャンネルFE
Tのゲート間には直列接続した出力抵抗36及び37の
両端に現れる電圧がローパスフィルタ40を経て印加さ
れる。更に、中継端A及びB間には、遅延回路60によ
ってON/OFF制御される定電圧バイアス回路50が
接続される。
【0005】このON/OFF制御される定電圧バイア
ス回路50は、共通コレクタが中継端Aに接続され、エ
ミッタが第2中継端Bに接続されたダーリントン接続の
NPNトランジスタ51と、中継端AとNPNトランジ
スタ51のベースとに接続された抵抗52と、NPNト
ランジスタ51のベースと中継端Bとに接続された抵抗
53とを備えている。この定電圧バイアス回路50は、
アイソレータを経由して、遅延回路60に光結合され
る。従って、アイソレータは、例えば、遅延回路60の
出力端Qと接地Eとに各々接続された発光ダイオード5
6と、NPNトランジスタ51のベース及びエミッタに
接続されたフォトトランジスタ57とを備えて、遅延回
路60は、電源投入時から所定時間後に発光ダイオード
56を点灯させて、フォトトランジスタ57をオン状態
にさせる。遅延回路60は、例えばCMOS型の単安定
マルチバイブレータ、即ちモトローラ製のMC1452
8を備えている。
【0006】図1に示す増幅器は、不安定な場合にラッ
シュアイドル電流が発生し得る従来の定電流バイアス回
路が安定するまで、電源投入時から例えば2秒間定電圧
バイアス回路を作動させるようにしたので、ラッシュア
イドル電流が出力段のパワー・トランジスタを破壊する
恐れがある3段以上のダーリントン接続されたSEPP
出力段を備えた増幅器において特に効果があった。
【0007】
【発明が解決しようする課題】しかし、この増幅器は、
定電流バイアス回路で設定される出力抵抗36及び37
に流れるバイアス電流と、定電圧バイアス回路で設定さ
れるバイアス電流との整合をとる調整が面倒である。ま
た、定電圧バイアス回路をオフする際のバイアス電流の
差によって、調整中に増幅器の出力段が破壊まで行かな
くても劣化する恐れがあり、部品点数も多い。また、定
電圧バイアス回路を備えたOPアンプでは、IC内の回
路を改良することが困難である。
【0008】本発明は、上記問題に鑑み、ON/OFF
制御される定電圧バイアス回路或は通常の定電圧バイア
ス回路の弊害を除いた増幅器或は提供することを目的と
する。
【課題を解決するための手段】
【0009】上記目的を達成するために、本発明の増幅
器においては、第1及び第2中継端間に接続されると共
に、第1及び第2制御端間に印加される電圧に基づいて
第1及び第2中継端間に流れる定電流を設定する定電流
バイアス回路と、前記第1及び第2出力抵抗間の電圧を
平均化して前記第1及び第2制御端に印加するローパス
フィルタと、このローパスフィルタのコンデンサに起因
して、電源投入時に発生するラッシュ電流を防止する防
止回路とを備えている。
【0010】このローパスフィルタは、フィルタ入力と
フィルタ出力との間に接続される少なくとも1つの直列
抵抗と、フィルタ出力或は直列抵抗の接続点とコモンと
の間に接続されるコンデンサとを備え、前記防止回路
は、フィルタ入力及びフィルタ出力に接続されるブレー
ク接点と、この接点を電源投入時から所定時間後に開口
させる遅延回路とを備えている。
【0011】SEPP出力段は、第1コレクタが正電圧
源に接続され得るNPNトランジスタと、第2コレクタ
が負電圧源に接続され得るPNPトランジスタとを備
え、前記防止回路は、第1コレクタ及び正電圧源間に接
続される第1メーク接点と、前記第2コレクタ及び負電
圧源間に接続される第2メーク接点と、これらの接点を
電源投入時から所定時間後に閉塞させる遅延回路とを備
えている。
【0012】前記防止回路は、前記第1出力抵抗に並列
接続される第3出力抵抗及び第1メーク接点と、前記第
2出力抵抗に並列接続される第4出力抵抗及び第2メー
ク接点と、これらの接点を電源投入時から所定時間後に
閉塞させる遅延回路とを備え、第3出力抵抗は、第1メ
ーク接点と直列接続されると共に、その抵抗値が第1出
力抵抗のそれより低く設定され、第4出力抵抗は、第2
メーク接点と直列接続されると共に、その抵抗値が第2
出力抵抗のそれより低く設定されることを特徴とする。
【0013】前記ローパスフィルタは、第1出力抵抗に
接続されるフィルタ入力と、このフィルタ入力とフィル
タ出力との間に接続される少なくとも1つの直列抵抗
と、フィルタ出力或は直列抵抗の接続点とコモンとの間
に接続されるコンデンサとを備え、前記防止回路は、コ
モン及び第2出力抵抗間に接続される浮動電源を備え、
この浮動電源の電圧値は、通常時のアイドル電流が第1
及び第2出力抵抗に供給された時に生じるそれより高く
設定されることを特徴とする。
【0014】この浮動電源は、電池と、この電池に直列
接続されるメーク接点と、このメーク接点を電源投入時
に閉塞させる電磁リレー回路とを備えている。
【0015】この浮動電源は、コモン及び1つの出力抵
抗間に接続される定電圧素子と、前記コモンに接続され
る定電流素子とを備え、この定電流素子は、残りの電極
が前記残りの出力抵抗を含む側のSEPP出力段を構成
するトランジスタのベース、中継端或は電圧源に接続さ
れることを特徴とする。
【0016】OPアンプ(演算増幅器)の関する上記目
的を達成するために、本発明の別の増幅器においては、
第1及び第2中継端を持つ電圧増幅段と、これら第1及
び第2中継端に各々接続され、正負電圧源から正負電圧
が供給されると共に出力端を有する出力段と、第1及び
第2中継端間に接続される定電圧バイアス回路とを備
え、前記正負電圧源のいずれか1つと前記出力端との間
には、定電流素子或は定電流回路が接続されることを特
徴とする。
【0017】
【実施例】図2を参照すると、本発明による増幅器の第
一実施例が示されている。この図において、正負電圧源
±Vには、例えば4558等の演算増幅器或はディスク
リートで組んだ電圧増幅段10が接続される。この電圧
増幅段10は、SEPP出力段30を駆動し、定電流バ
イアス回路20が接続される中継端A及びBを備え、正
電圧源+Vと中継端Aとの間に定電流素子或は定電流回
路12が接続される。
【0018】このSEPP出力段30は、各コレクタが
正電圧源+Vに接続されるダーリントン接続のNPNト
ランジスタ31,31’,32と、各コレクタが負電圧
源−Vに接続されるダーリントン接続のPNPトランジ
スタ33,33’,34と、出力端35と、この出力端
35とNPNトランジスタ32のエミッタとに接続され
る第1出力抵抗36と、出力端35とPNPトランジス
タ34のエミッタとに接続される第2出力抵抗37とを
備えている。
【0019】また、SEPP出力段30において、前段
のNPNトランジスタのエミッタが次段のNPNトラン
ジスタのベースに接続されて、正側の接続点を形成し、
前段のPNPトランジスタのエミッタが次段のPNPト
ランジスタ34のベースに接続されて、負側の接続点を
形成し、正負側の接続点間には抵抗或は定電流素子が接
続される。
【0020】この定電流バイアス回路20は、ドレイン
が中継端Aに接続され、ゲートが制御端Cと設定される
Nチャンネル接合型FET21と、ドレインが中継端B
に接続され、ゲートが制御端Dと設定されるPチャンネ
ル接合型FET23と、これらのFET21及び23の
ソース間に接続された抵抗22とを備えている。この定
電流バイアス回路20にはローパスフィルタ40を経由
して出力抵抗36及び37間に現れる電圧が印加され
る。
【0021】このローパスフィルタ40は、フィルタ入
力FIとフィルタ出力FOとの間に接続される例えば1
MΩの抵抗41と、フィルタ出力FOとコモンCOMの
間に接続される例えば1μFのコンデンサ42とを備え
る。また、例えば20ヘルツをカットオフ周波数とする
6db/オクターブの1次ハイカット(即ちローパス)フ
ィルタを構成してもよい。これらフィルタ入力FIとフ
ィルタ出力FOとの間には、電源投入時にコンデンサ4
2を迅速に定常状態に充電するブレーク接点1が接続さ
れる。このブレーク接点1には、例えば100Ωの抵抗
2と直列接続されてもよい。このブレーク接点1は、遅
延回路60によって電源投入後例えば10秒後に励起さ
れる電磁リレーによって制御される。また、ブレーク接
点1を有する電磁リレーは、松下電工製のAQV414
と置換してもよい。
【0022】図3を参照すると、本発明による増幅器の
第二実施例が示されている。この図において、SEPP
出力段は、コレクタが正電圧源+Vに接続され得るNP
Nトランジスタ31’と、コレクタが負電圧源−Vに接
続され得るPNPトランジスタ33’とを備える。この
防止回路は、ダーリントン接続されたトランジスタの合
成電流増幅率を略100分の1に変化させることによっ
て、NPNトランジスタ32及びPNPトランジスタ3
4のエミッタに流れるバイアス電流を電源投入時に略1
00分の1にさせるもので、NPNトランジスタ31’
のコレクタ及び正電圧源+Vの間に接続される第1メー
ク接点3と、PNPトランジスタ33’のコレクタ及び
負電圧源−Vの間に接続される第2メーク接点4と、こ
れらの接点を電源投入時から所定時間(例えば10秒
間)後に閉塞させる遅延回路60とを備える。この遅延
回路60は、第1メーク接点3と第2メーク接点4とを
持つ図示略の電磁リレーを制御し、例えばCMOS型の
単安定マルチバイブレータ、即ちモトローラ製のMC1
4528とを備える。
【0023】図4を参照すると、本発明による増幅器の
第三実施例が示されている。この図において、防止回路
は、第1出力抵抗36に並列接続される第3出力抵抗5
及び第1メーク接点6と、第2出力抵抗37に並列接続
される第4出力抵抗及7び第2メーク接点8と、これら
の接点を電源投入時から所定時間後に閉塞させる遅延回
路60とを備え、この第3出力抵抗5は、第1メーク接
点6と直列接続されると共に、その抵抗値が例えば0.
22Ω、即ち第1出力抵抗の22Ωより低く設定され、
第4出力抵抗7は、第2メーク接点8と直列接続される
と共に、その抵抗値が例えば0.22Ω、即ち第2出力
抵抗の22Ωより低く設定される。従って、電源投入前
には、コンデンサ42、42の電荷がゼロであり、定電
流バイアス回路20の通過できる電流値が正常時のそれ
より低くなっている。この電流値が正常値に移行する時
に差の電流値は、増幅後、トランジスタ32、34のエ
ミッタ間を流れるラッシュ電流の原因となるので、エミ
ッタ・エミッタ電圧がトランジスタの飽和で一定になっ
たとしても、ラッシュ電流が発生している間エミッタ抵
抗を高くすれば結果的にラッシュ電流を軽減させること
になる。
【0024】これによって、これらの出力抵抗36及び
37が0.22Ωの場合では、最大10Aのラッシュア
イドル電流が流れて、出力トランジスタ32及び34の
破壊に至るような回路定数を定電流バイアス回路20が
持っていても、最大100mAのラッシュアイドル電流
で済むことになる。電源投入後、例えば10秒経過した
後に、この定電流バイアス回路20が十分安定して、1
mAのアイドル電流に落ち着いた時に、メーク接点6及
び8を閉じれば、100mAの定常時のアイドル電流が
設定される。この遅延回路60も、第二実施例に示すの
と同様にメーク接点6及び8を持つ電磁リレーと、この
電磁リレーを制御する駆動回路とを備えている。また、
ローパスフィルタ40には、図4に示すように、二次ハ
イカットフィルタ或は二次以上のハイカットフィルタが
使用されてもよい。この場合、フィルタ入力FIとフィ
ルタ出力FOとの間には、例えば1MΩの抵抗41及び
41が直列接続され、フィルタ出力FO及び抵抗41の
接続点とコモンCOMとの間には、例えば1μFのコン
デンサ42及び42が接続される。
【0025】これら第一〜第三実施例に示すローパスフ
ィルタ40は、全て、コモンCOMが定電流バイアス回
路20の制御端Dと出力抵抗37とに接続され、フィル
タ入力FIが出力抵抗36に接続され、フィルタ出力F
Oが定電流バイアス回路20の制御端Cに接続されてい
る。従って、電源投入時には、コンデンサ42には、矢
印Fに示すように充電電流が流れると共に、制御端C及
びD間の電圧がゼロVから所定の定常時の電圧に移行す
る。従って、定電流バイアス回路を流れる定電流は、例
えば1mAから定常時の例えば5mAに移行する。従っ
て、電源投入時には、4mAがトランジスタ31及び3
3のベースに流れて、これが例えば10Aのラッシュア
イドル電流の原因となっている。
【0026】コンデンサ42には、矢印Fに示すように
充電電流が流れないようにすれば、この問題は解消す
る。従って、出力トランジスタ32及び34の定常時の
アイドル電流を100mAと仮定し、出力抵抗36及び
37の値を0.22Ωと仮定した場合に、44mVの浮
動電源を、コモンCOMと制御端Dとの間に接続すれ
ば、この問題は解消する。この44mVの浮動電源は、
例えば1.5Vの乾電池と可変抵抗とから構成される。
また、44mV以上の特定の値を持つ浮動電源(例えば
1.5Vの乾電池)を電源投入時或は投入以前に接続し
てもよいことが判明した。この浮動電源に代りに、定電
圧素子(0.4Vの定電圧特性を持つショットキーダイ
オード)をコモンCOMと制御端Dとの間に接続し、こ
の定電圧素子に抵抗或は定電流素子によって、電流を供
給すれば同様の効果が得られる。
【0027】図5を参照すると、本発明による増幅器の
第四実施例が示されている。この図において、ローパス
フィルタ40は、第1出力抵抗36に接続されるフィル
タ入力FIと、このフィルタ入力FIとフィルタ出力F
Oとの間に接続される抵抗41と、フィルタ出力FOと
コモンCOMとの間に接続されるコンデンサ42とを備
え、前記防止回路は、コモンCOM及び第2出力抵抗3
7との間に接続される浮動電源を備え、この浮動電源の
電圧値は、通常時のアイドル電流が第1及び第2出力抵
抗36及び37に供給された時に生じるそれより高く設
定されている。正負電圧源±Vと浮動電源とを同時に投
入した時には、コンデンサ42には、矢印R方向即ち逆
向きに電流が流れる。
【0028】この浮動電源は、電池43と、この電池4
3に直列接続されるメーク接点44とを備え、メーク接
点44は、図示略の電磁リレーによって電源投入時に閉
塞させられる。
【0029】図6を参照すると、本発明による増幅器の
第五実施例が示されている。この図において、この浮動
電源は、コモンCOM及び第2出力抵抗37との間に接
続される定電圧ダイオード45と、コモンCOMに接続
される定電流素子46とを備えた、コンデンサ42を逆
向きに充電する逆向き充電手段に置換してもよい。この
定電流素子46は、アノード電極がSEPP出力段を構
成するNPNトランジスタ31’のベースに接続され
る。このアノード電極は、点線で示すように第1中継端
Aに接続されてもよく、或は正電圧源+Vに接続されて
もよい。
【0030】図7は、図5に示す浮動電源或は図6に示
す逆向き充電手段を持つ場合或は持たない定電流バイア
ス回路の電流:電圧特性を示している。点Aは通常のバ
イアス点を示している。即ち定電流バイアス回路20を
流れる一定電流が5mAであり、中継端A及びB間の電
圧は、制御端C及びD間の電圧が44mVの場合に、
3.3Vである。点Bは、図2〜4に示す回路によって
発生する初期バイアス状態を示している。点Cは、図5
に示す回路の初期バイアス状態を示している。バイアス
点が点Bから点Aに移行した場合には、好ましくないラ
ッシュ電流状態が不可欠であるが、バイアス点が点Cか
ら点Aに移行した場合にはラッシュ電流状態が発生しな
い。
【0031】図2〜6に示す増幅器に使用された定電流
バイアス回路20は、二段或は三段ダーリントン接続さ
れたSEPP出力段に好適である。しかし、SEPP出
力段が図8に示すように、一段の場合には、PNPトラ
ンジスタ31のベースと、NPNトランジスタ33のベ
ースとの間の電圧VBBが約1.3Vであるので、例え
ば、NPNトランジスタ31のエミッタ側の電圧をベー
ス側から制御するのが好適である。
【0032】図8を参照すると、本発明による増幅器の
第六実施例が示されている。この図において、正負電圧
源±Vには、中継端A及びBによってSEPP出力段3
0を駆動する例えば4558等の演算増幅器による電圧
増幅段10が接続される。このSEPP出力段30は、
ベースが中継端Aに接続され、コレクタが正電圧源+V
に接続されるNPNトランジスタ31と、ベースが中継
端Bに接続され、コレクタが負電圧源−Vに接続される
PNPトランジスタ33と、出力端35と、この出力端
35とNPNトランジスタ31のエミッタとに接続され
る第1出力抵抗36と、出力端35とPNPトランジス
タ33のエミッタとに接続される第2出力抵抗37とを
備えている。
【0033】定電流バイアス回路20は、エミッタが中
継端Aに接続され、ベースがフィルタ出力FOに接続さ
れ、コレクタが中継端Bに接続されるPNPトランジス
タ61を備える。ローパスフィルタ40は、フィルタ入
力FIとフィルタ出力FOとの間に接続される例えば1
0KΩの抵抗41と、フィルタ出力FOとコモンCOM
の間に接続される例えば22μFのコンデンサ42とを
備え、逆向き充電手段は、中継端AとコモンCOMとの
間に接続される定電圧素子45と、コモンCOMと中継
端Bとの間に接続される定電流素子46とを備える。
【0034】このPNPトランジスタ61は、Ic=1m
Aで、電流増幅率が1000以上であるスーパーベータ
型のトランジスタが好ましい。実際には、CDプレーヤ
のサーボ系の増幅器として、Ic=1mA及びVBE=−
0.6Vで、約400の電流増幅率の2SA970が用
いられ、定電圧素子45は、IF=1mAでVF=0.6
5Vの定電圧特性を持つ1S1555等の汎用ダイオー
ドが用いられ、3.5mAの定電流特性を持つ定電流素
子12は、VDS=10VでIDSS=約20mAの2SK1
62と、この2SK162のゲートとソースとの間に接
続される100Ωの抵抗とから構成され、2SK162
のドレインが正電圧源+Vに、ゲートが中継端Aに各々
接続された。
【0035】定電流素子46は、増幅器への入力信号の
印加中に中継端A及びB間の電圧が約1.3Vを下限と
して変動するので、0.65Vのような低電圧領域で良
好な定電流特性を持っていなければならない。従って、
増幅器への入力信号の印加中に中継端A及びB間の電圧
が約1.3Vを下限として変動しても、定電流素子46
の電流値が約1mAの一定となり、従って、定電圧ダイ
オード45の順方向電圧も一定となる。0.65Vのよ
うな低電圧領域では、市販の定電流ダイオードの使用が
好ましくないが、2SK117、2SK162、2SK
170、2SK147、2SJ72或は2SJ74は好
ましく使用できる。PNPトランジスタ61のエミッタ
電流として中継端B側に流れる残りの約2.5mAは、
10KΩ抵抗(22μFのコンデンサ)を経由したベー
ス電流で制御される。
【0036】図8の回路において、VBE=±616mV
及びIE=±10mAでNPN及びPNPトランジスタ3
1及び33の各電流増幅率を99と仮定し、PNPトラ
ンジスタ61の電流増幅率をVBE=−600mVで、4
00と仮定し、抵抗36及び37の値を2.2Ω、抵抗
41の値を10KΩ、定電流素子12及び46の値を各
々3.5mA及び1mAと仮定し、定電圧素子45をIF
=1mAでVF=0.65Vと仮定する。もし、トランジ
スタ31及び33のベースに100μAが各々供給され
たならば、抵抗36及び37に10mAのアイドル電流
が流れ、抵抗36及び37の両端電圧が44mVであ
る。従って、トランジスタ31のベース及びトランジス
タ33のエミッタ間の電圧が660mVである。残りの
2.4mAがトランジスタ61にエミッタ電流として供
給されなければならないので、6μAのベース電流が抵
抗41を経てトランジスタ33のエミッタから供給され
る、従って、抵抗41での電圧降下は60mVである。
また、6μAは、10mAのアイドル電流と比較して無
視できるので、無信号時の各値が上述のように決定さ
れ、演算増幅器(電圧増幅段)20は、無信号時に3.
5mAのシンク電流を中継端Bから供給する。
【0037】入力信号が演算増幅器20の反転入力端
(或は非反転入力端)から供給された時には、正電圧源
及び中継端A間と、中継端A及びB間との電圧が変化す
るが、定電流素子12或は46の電流値が略一定であ
り、定電圧素子の順方向電圧即ち制御端C及びCOM間
の電圧も一定である。コンデンサ42と、抵抗41と
は、出力信号に起因する抵抗36及び37間の電圧変化
を平均化して、トランジスタ61のベース電流値を一定
にさせる。また、定電流素子46は、点線で示すように
COMと負電圧源−Vとの間に接続されてもよい。
【0038】図9の増幅器においては、トランジスタ6
1の制御されるエミッタ電流を減少させ、従って、抵抗
51の値を高くさせ、或はコンデンサ42の値を低くさ
せるために、FET62を備えた補助定電流バイアス回
路が中継端A及びB間に形成される。また、FET63
は、FET62のそれと温度特性が同じものを用いる。
従って、略同特性のFETが2個熱結合された2SK1
46がFET62及び63として用いられる。さらに、
定電流回路12には、ドレイン及びゲート間に印加され
る電圧も同じようにするために、カスケード接続された
PNPトランジスタと3個直列の温度補償ダイオードと
が用いられる。従って、例えば0〜70度Cの間で動作
状態が補償される。
【0039】図8及び図9に示す増幅器は、CDプレー
ヤのフォーカス用及びトラッキング用のサーボ増幅器と
して用いて、CDのインデックスサーチ速度が速くな
り、或は音質、特に低域(30〜500Hz)部分のデ
ィテールが向上した利点が得られた。これらの利点は、
CDディスクのピット長の読取精度が向上した結果、ジ
ッタ等の時間軸方向のゆれが少なくなって得られたもの
と思われる。上記電圧増幅段10には、4558系のよ
うなSEPP出力段にNPN及びPNPトランジスタを
備えた演算増幅器(OPアンプ)が用いられたので、図
8及び図9に示す増幅器の動作中には、シンク電流のみ
が中継端Bから供給される。従って、OPアンプにおい
ては、シンク及びソース電流を供給するNPN及びPN
Pトランジスタのスイッチングが回避され、これが音質
向上の一因ともなったと思われる。
【0040】このようなOPアンプは、PA等の音響機
器で多段に使用され、1個での僅かな信号の劣化が全体
では大きな音質の劣化となる。図10は、μA741系
のOPアンプの正電圧源と出力端35との間に、10m
Aの定電流特性を持つ定電流素子100を接続したもの
である。この定電流素子100は、設定される定電流値
がOPアンプの最大シンク電流(負電圧源と出力端35
との間に接続した場合最大ソース電流)に依存し、最適
な場合最大シンク電流の約半分である。OPアンプの取
り出せる出力電流が半分になるが、トランジスタ32及
び34のスイッチングによる信号の劣化がなくなる利点
を持っている。この定電流素子100は、上述のFE
T、場合により抵抗を用いて定電流回路を構成してもよ
い。また、他のOPアンプ、例えばNS(ナショナル
セミコンダクタ社)製のLF158TI製のTL−8X
シリーズ或はシグネティクス社製の5532等と合同し
て用いてもよい。
【0041】また、ここでの用語「トランジスタ」は、
ダーリントン接続、インバーテッドダーリントン接続さ
れたバイポーラ型のトランジスタも含み、更に、MOS
型FET、バイポーラ型トランジスタ及びMOS型FE
T63の混成トランジスタ、或は他のトランジスタ例え
ば接合型VFET或はSITも含んでいる。
【0042】更に、定電流バイアス回路20は、中継端
Aにドレインが接続され、ゲートをを制御端CとするN
チャンネル接合型FETと、このNチャンネル接合型F
ETのソースがエミッタに接続され、ベースを制御端D
とし、コレクタが中継端Bに接続されるPNPトランジ
スタとを備えてもよい。
【0043】また更に、定電流バイアス回路20は、中
継端Aにコレクタが接続され、ベースを制御端Cとする
NPNトランジスタと、このNPNトランジスタのエミ
ッタがソースに接続され、ゲートを制御端Dとし、ソー
スが中継端Bに接続されるPチャンネル接合型FETと
を備えてもよい。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による増幅
器は、負帰還型の定電流バイアス回路と、ローパスフィ
ルタとを用いたことによる、電源投入時のラッシュアイ
ドル電流を低減或は完全になくすることができる。従っ
て、定電流バイアス回路を用いたことによって、出力段
に使用される正電圧源側及び負電圧源側のバイポーラト
ランジスタにOFF状態が発生せず、従って出力信号の
動的歪率が減少する。また、本発明の定電流回路を用い
たAB級電力増幅器は、スピーカ等の誘導性負荷に接続
した場合でも、電力用NPNトランジスタ及びPNPト
ランジスタがOFF状態にならず、微妙な音も非常にリ
アルに再現する利点が得られる。本発明の増幅器は、家
庭及び業務用の音響機器(アンプ、CD或はLDプレー
ヤ)、PAに利用でき、モノリシック演算増幅器に使用
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は従来のAB級増幅器を示す回路図であ
る。
【図2】図2は本発明による第一実施例の増幅器を示す
回路図である。
【図3】図3は本発明による第二実施例の増幅器を示す
回路図である。
【図4】図4は本発明による第三実施例の増幅器を示す
回路図である。
【図5】図5は本発明による第四実施例の増幅器を示す
回路図である。
【図6】図6は本発明による第五実施例の増幅器を示す
回路図である。
【図7】図7は図5に示す浮動電源或は図6に示す逆向
き充電手段を持つ場合或は持たない場合の定電流バイア
ス回路の電流:電圧特性を示すグラフ図である。
【図8】図8は本発明による第六実施例の増幅器を示す
回路図である。
【図9】図9は本発明による第七実施例の増幅器を示す
回路図である。
【図10】図10は本発明による第八実施例の増幅器を
示す回路図である。
【符号の説明】
1 ブレーク接点(第1防止回路) 3 メーク接点(第2防止回路) 4 メーク接点(第2防止回路) 5 出力抵抗(第3防止回路) 6 メーク接点(第3防止回路) 7 出力抵抗(第3防止回路) 8 メーク接点(第3防止回路) 10 電圧増幅段 20 定電流バイアス回路 30 SEPP出力段 36 出力抵抗 37 出力抵抗 40 ローパスフィルタ 43 電池(浮動電源) 44 メーク接点(浮動電源) 45 定電圧素子(第2浮動電源) 46 定電流素子(第2浮動電源)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1及び第2中継端を持つ電圧増幅段と、 これら第1及び第2中継端に各々接続されると共に、接
    続点が出力端に接続される第1及び第2出力抵抗を備え
    たSEPP出力段と、 前記第1及び第2中継端間に接続されると共に、第1及
    び第2制御端間に印加される電圧に基づいて前記第1及
    び第2中継端間に流れる定電流を設定する定電流バイア
    ス回路と、 前記第1及び第2出力抵抗間の電圧を平均化して前記第
    1及び第2制御端に印加するためにフイルタ入力とフイ
    ルタ出力との間に接続される少なくとも1つの直列抵抗
    と、フイルタ出力或は前記直列抵抗の接続点とコモンと
    の間に接続されるコンデンサとを含むローパスフイルタ
    と、 このローパスフイルタのコンデンサに起因して、電源投
    入時に発生するラッシュ電流を防止する防止回路とを備
    前記防止回路は、前記フイルタ入力及び前記フイルタ出
    力に接続されるブレーク接点と、この接点を電源投入時
    から所定時間後に開口させる遅延回路とを備えたことを
    特徴とする 増幅器。
  2. 【請求項2】第1及び第2中継端を持つ電圧増幅段と、 これら第1及び第2中継端に各々接続されると共に、接
    続点が出力端に接続される第1及び第2出力抵抗と、
    1コレクタが正電圧源に接続され得るNPNトランジス
    タと、第2コレクタが負電圧源に接続され得るPNPト
    ランジスタとを含むSEPP出力段と、 前記第1及び第2中継端間に接続されると共に、第1及
    び第2制御端間に印加される電圧に基づいて前記第1及
    び第2中継端間に流れる定電流を設定する定電流バイア
    ス回路と、 前記第1及び第2出力抵抗間の電圧を平均化して前記第
    1及び第2制御端に印加するローパスフイルタと、 このローパスフイルタのコンデンサに起因して、電源投
    入時に発生するラッシ ュ電流を減少させる減少手段とを
    備え、 前記減少手段は、前記第1コレクタ及び前記正電圧源間
    に接続される第1メーク接点と、前記第2コレクタ及び
    前記負電圧源間に接続される第2メーク接点と、これら
    の接点を電源投入時から所定時間後に閉塞させる遅延回
    路とを備えたことを特徴とする増幅器。
  3. 【請求項3】第1及び第2中継端を持つ電圧増幅段と、 これら第1及び第2中継端に各々接続されると共に、接
    続点が出力端に接続される第1及び第2出力抵抗を備え
    たSEPP出力段と、 前記第1及び第2中継端間に接続されると共に、第1及
    び第2制御端間に印加される電圧に基づいて前記第1及
    び第2中継端間に流れる定電流を設定する定電流バイア
    ス回路と、 前記第1及び第2出力抵抗間の電圧を平均化して前記第
    1及び第2制御端に印加するローパスフイルタと、 このローパスフイルタのコンデンサに起因して、電源投
    入時に発生するラッシュ電流を軽減するために、 前記第
    1出力抵抗に並列接続される第3出力抵抗及び第1メー
    ク接点と、前記第2出力抵抗に並列接続される第4出力
    抵抗及び第2メーク接点と、これらの接点を電源投入時
    から所定時間後に閉塞させる遅延回路とを備え、 前記第3出力抵抗は、前記第1メーク接点と直列接続さ
    れると共に、その抵抗値が揃記第1出力祇抗のそれより
    低く設定され、前記第4出力抵抗は、前記第2メーク接
    点と直列接続されると共に、その抵抗値が墳記第2出力
    抵抗のそれより低く設定されることを特徴とする増幅
    器。
  4. 【請求項4】第1及び第2中継端を持つ電圧増幅段と、 これら第1及び第2中継端に各々接続されると共に、接
    続点が出力端に接続される第1及び第2出力抵抗を備え
    たSEPP出力段と、 前記第1及び第2中継端間に接続されると共に、第1及
    び第2制御端間に印加される電圧に基づいて前記第1及
    び第2中継端間に流れる定電流を設定する定電 流バイア
    ス回路と、 前記第1及び第2出力抵抗間の電圧を平均化して前記第
    1及び第2制御端に印加するために 前記1つの出力抵抗
    に接続されるフイルタ入力と、このフイルタ入力とフイ
    ルタ出力との間に接続される少なくとも1つの直列抵抗
    と、フイルタ出力或は前記直列抵抗の接続点とコモンと
    の間に接続される少なくとも1つのコンデンサとを含む
    ローパスフイルタと、 このローパスフイルタのコンデンサに起因して、電源投
    入時に発生するラッシュ電流を防止する防止回路とを備
    え、 前記防止回路は、前記コモン及び前記残りの出力抵抗と
    の間に接続される浮動電源を備え、この浮動電源の電圧
    値は、通常時のアイドル電流が前記第1及び第2出力抵
    抗に供給された時にその間に生じるそれより高く設定さ
    れることを特徴とする増幅器。
  5. 【請求項5】前記浮動電源は、電池と、この電池に直列
    接続されるメーク接点と、このメーク接点を電源投入時
    に閉塞させるリレー回路とを備えた請求項記載の増幅
    器。
  6. 【請求項6】前記浮動電源は、前記コモン及び前記1つ
    の出力抵抗間に接続される定電圧素子と、前記コモンに
    接続される定電流素子とを備え、この定電流素子は、残
    りの電極が前記残りの出力抵抗を含む側の前記SEPP
    出力段を構成するトランジスタのベース、前記中継端或
    は電圧源に接続されることを特徴とする請求項記載の
    増幅器。
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US07/496,768 US5049834A (en) 1986-11-21 1990-03-21 Amplifier having a constant-current bias circuit
US496768 1990-03-21

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JPH05129847A JPH05129847A (ja) 1993-05-25
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