JP3180821B2 - コンプリメンタリ増幅回路 - Google Patents

コンプリメンタリ増幅回路

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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、コンプリメンタリ増幅
回路に関し、特に正負トランジスタの特性バラツキに起
因する特性劣化を防止するコンプリメンタリ増幅回路に
関する。 【0002】 【従来の技術】従来のコンプリメンタリ増幅回路とし
て、NPNトランジスタとPNPトランジスタのエミッ
タ間が直列接続された2つの出力抵抗を介して接続さ
れ、この2つの出力抵抗の接続点に負荷を接続するコン
プリメンタリエミッタフォロア増幅回路がある。これら
NPNトランジスタと、PNPトランジスタのベースに
は直流定電圧が供給されて、両トランジスタの直流動作
点が設定され、信号源からの交流信号が、NPNトラン
ジスタとPNPトランジスタで増幅され、それらのエミ
ッタに接続された負荷に供給されるように構成されてい
る。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
コンプリメンタリ増幅回路は、一対の正負(NPNとP
NP)のトランジスタのエミッタ間を接続し、この接続
点から負荷に出力電流を供給するものであり、正負トラ
ンジスタの動作特性の対称性が確保されている場合には
高性能な増幅特性が得られる。 【0004】しかしながら、一対の正負トランジスタの
特性の完全な対称性は通常得られず、製造過程、材料不
均一性等、種々原因により両特性には違いがある。この
ような特性対称性のズレは、両トランジスタのエミッタ
間に短絡電流を発生させ、消費電流が増大してしまい、
トランジスタの発熱が生ずる。また、上記対称性のズレ
は、低周波数動作においては、大きな問題とはならない
が、高周波数帯域での動作の際には以下に述べるような
問題が生ずる。すなわち、各トランジスタのベース・コ
レクタ間およびベース・エミッタ間には浮遊容量が存在
し、この浮遊容量の違いが両トランジスタの特性バラツ
キとなる。ベースに接続された抵抗やトランジスタ内部
のベースに形成される抵抗は、これらの浮遊容量との間
でローパスフィルタを構成する。 【0005】したがって、2つのトランジスタのそれぞ
れの浮遊容量が異なると、上記ローパスフィルタの遮断
周波数に違いが生ずる。これら遮断周波数よりも充分低
い周波数の入力信号に対しては出力電流に影響は及ぼさ
ないが、遮断周波数に近い高周波入力信号に対しては、
フィルタ特性の違いに起因して各トランジスタの出力電
圧に差が生じ、このため短絡電流が流れ、消費電流が増
大してしまう。短絡電流が増大すると、各トランジスタ
は、負荷電流に加えてこの短絡電流をも供給しなければ
ならず、過度な動作を強いられてしまい、動作が不安定
となるばかりでなく、出力信号の波形にもひずみが生ず
るという問題がある。以上のような問題は、一対のトラ
ンジスタから成るコンプリメンタリ増幅回路を多段構成
して使用する場合、ドライブ段のようにそれぞれの出力
が低インピーダンスで接続されるようなときに、その影
響がより顕著になってくる。 【0006】そこで、本発明の目的は、一対のトランジ
スタの特性バラツキに起因する短絡電流を除去するとと
もに高周波においても安定に動作するコンプリメンタリ
増幅回路を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるコンプリメンタリ増幅回路は、正負の
一対のトランジスタのそれぞれのベースに接続されたベ
ース抵抗を介して入力信号が供給され、増幅された出力
信号を負荷に供給するコンプリメンタリ増幅回路におい
て、前記正のトランジスタに接続されたベース抵抗と、
このベースに等価的に接続されている容量との積の値
と、前記負のトランジスタに接続されたベース抵抗と、
このベースに等価的に接続されている容量との積の値と
を等しく設定することにより、前記コンプリメンタリ増
幅回路における高周波信号出力時の短絡電流を低減する
ように構成される。 【0008】 【作用】本発明では、正負の一対のトランジスタの間の
特性のバラツキを各トランジスタに接続されるベース抵
抗の値を調整して補償することによって、コンプリメン
タリ増幅回路の高精度な対称性が維持されることによ
り、高周波入力における短絡電流を激減して、安定な動
作を得ている。 【0009】 【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら説
明する。図1は、本発明によるコンプリメンタリ増幅回
路の一実施例を示す回路図である。NPNトランジスタ
1とPNPトランジスタ2のエミッタ間が出力抵抗R1
とR2を介して接続され、出力抵抗RO1とRO2の接続点
に負荷RLが接続され、エミッタフォロワ増幅回路を構
成する。NPNトランジスタ1のベースには抵抗RB1
介して定電圧源V1が接続され、PNPトランジスタ2
のベースには抵抗RB2を介して定電圧源V2が接続され
て、トランジスタ1と2の直流的な動作点を設定されて
いる。また、トランジスタ1と2のコレクタには直流電
圧源V3とV4がそれぞれ接続されている。信号源3か
らの交流信号は、トランジスタ1と2で増幅され、出力
抵抗RO1とRO2を介して負荷RLに供給される。 【0010】図1に示されるコンプリメンタリ増幅回路
の等価回路が図2に示されている。図2において、トラ
ンジスタ1の増幅機能はアンプ1Aで、トランジスタ2
の増幅機能がアンプ2Aで表され、トランジスタ1と2
に存在する浮遊容量がC1とC2で表されている。この
場合はベースとコレクタ間の浮遊容量がトランジスタ特
性に大きく寄与するので、この浮遊容量がC1とC2で
表される。尚、図中では、トランジスタ内部のベース抵
抗は無視できるので省略してある。前述のように、一対
のトランジスタによる増幅系のそれぞれには、抵抗RB1
と浮遊容量C1とで構成される第1のフィルタと、抵抗
B2と浮遊容量C2とで構成される第2のフィルタとが
構成されている。入力信号の周波数が、これらフィルタ
の遮断周波数よりも充分低い場合には、影響は大きくな
いが、入力信号周波数が上記遮断周波数に近付くと、ト
ランジスタ1と2の出力には電圧差が生じ、双方の出力
間に短絡電流が流れてしまう。 【0011】本発明では、上述一対のトランジスタの特
性のバラツキを各トランジスタのベースに接続されるベ
ース抵抗の抵抗値を調整して、各浮遊容量の差を補償し
て、つまり、上記2つのフィルタの遮断周波数を同一と
し、結果的に両トランジスタの特性の対称性を確保し、
出力間の短絡電流の発生を阻止している。このベース抵
抗の最適値設定は、理論的に求めることもできるし、実
験的に求めることもできる。 【0012】図3は、本発明の他の実施例を示すコンプ
リメンタリコレクタ出力増幅回路図である。PNPトラ
ンジスタ21とNPNトランジスタ22のエミッタとベ
ース間には定電圧源V1とV2が接続され、各トランジ
スタの直流的な動作点が設定されている。トランジスタ
21のベースとエミッタ間にはベース抵抗RB3を介して
信号源23から入力信号が供給され、トランジスタ22
のベースとエミッタ間にはベース抵抗RB4を介して信号
源24から入力信号が供給される。両トランジスタ21
と22のコレクタ間が接続され、負荷抵抗RLに出力電
流が流れる。 【0013】図4は、図3に示すコンプリメンタリ増幅
回路の等価回路図であり、トランジスタ21と22の増
幅機能をアンプ21Aと22Aで示し、各トランジスタ
21と22の特性に影響を与える浮遊容量をそれぞれC
3とC4で示している。かかる構成において、信号源2
0からの入力信号は、ベース抵抗RB3とRB4を介してア
ンプ21Aと22Aで増幅され、コレクタ出力抵抗RO3
とRO4を介して負荷RLに供給される。本実施例におい
ても、浮遊容量C3とC4の違いは、ベース抵抗RB3
B4の抵抗値を調整することにより補償することがで
き、両トランジスタの特性の対称性が維持される。以上
の実施例においては、使用される一対の正負トランジス
タは、PNPトランジスタとNPNトランジスタであっ
たが、かかる種類のトランジスタに限らず、FET等の
トランジスタについても本発明が適用できることは勿論
である。 【0014】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によるコン
プリメンタリ増幅回路は、正負トランジスタの特性不一
致に基づく対称性のズレを各トランジスタのベースに接
続される抵抗値を調整することによって補償しているの
で、コンプリメンタリ増幅回路の高精度な対称性が維持
され、高周波入力においても短絡電流の発生が著しく軽
減され、過渡特性の大幅な改善やひずみや異常な発振現
象を抑制でき、安定な動作が得られる。また、基板パタ
ーンや配線により生ずる浮遊容量も同様の原理により併
せて補償することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明にはコンプリメンタリ増幅回路の一実施
例を示す回路で、コンプリメンタリエミッタフォロワ増
幅回路図である。 【図2】図1の回路の等価回路図である。 【図3】本発明にはコンプリメンタリ増幅回路の他の実
施例を示す回路で、コンプリメンタリコレクタ出力増幅
回路図である。 【図4】図3の回路の等価回路図である。 【符号の説明】 1,2,21,22 トランジスタ 1A,2A,21A,22A アンプ 3,20,23,24 信号源
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/00 - 3/72

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 正負の一対のトランジスタのそれぞれのベースに接続さ
    れたベース抵抗を介して入力信号が供給され、増幅され
    た出力信号を負荷に供給するコンプリメンタリ増幅回路
    において、前記正のトランジスタに接続されたベース抵抗と、この
    ベースに等価的に接続されている容量との積の値と、前
    記負のトランジスタに接続されたベース抵抗と、このベ
    ースに等価的に接続されている容量との積の値とを等し
    く設定することにより、前記コンプリメンタリ増幅回路
    における高周波信号出力時の短絡電流を低減する ことを
    特徴とするコンプリメンタリ増幅回路。
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