JPH0113645B2 - - Google Patents
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- JPH0113645B2 JPH0113645B2 JP55125752A JP12575280A JPH0113645B2 JP H0113645 B2 JPH0113645 B2 JP H0113645B2 JP 55125752 A JP55125752 A JP 55125752A JP 12575280 A JP12575280 A JP 12575280A JP H0113645 B2 JPH0113645 B2 JP H0113645B2
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- transistors
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 9
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は例えば音響機器等に好適する増幅器
に係り、特にその発熱量の一定化を図つたものに
関する。
に係り、特にその発熱量の一定化を図つたものに
関する。
周知のように、音響機器等で用いられる増幅器
の動作形態には、Ａ級、Ｂ級、AB級、Ｃ級、Ｄ
級、Ｅ級等の種々なものがある。そして、特に高
忠実性が要求される低周波（オーデイオ）パワー
増幅器用にはＡ級増幅器が良いとされている。す
なわち、Ａ級増幅器は信号の大小に拘らず、電源
から供給する電力が一定となる特徴を有している
と共に、電源に対するストレスが小さいというこ
とによつて再生音質の良さに寄与しているからで
もある。
の動作形態には、Ａ級、Ｂ級、AB級、Ｃ級、Ｄ
級、Ｅ級等の種々なものがある。そして、特に高
忠実性が要求される低周波（オーデイオ）パワー
増幅器用にはＡ級増幅器が良いとされている。す
なわち、Ａ級増幅器は信号の大小に拘らず、電源
から供給する電力が一定となる特徴を有している
と共に、電源に対するストレスが小さいというこ
とによつて再生音質の良さに寄与しているからで
もある。
しかしながら、このようなＡ級増幅器を含めて
従来より知られている増幅器にあつては、用いる
増幅素子が程度の大小こそあれ熱的ストレス（コ
レクタ損失の変動等）を有していて該熱的ストレ
スが信号の大小の影響を受けるために、増幅素子
自体延いては増幅器全体としての発熱量が変化し
てしまうという問題を有していた。すなわち、発
熱量の変化は増幅素子の諸特性（例えばVBE，
hFE，fT等）の変動の増大を招き、増幅器全体と
して諸特性（例えば歪率、忠実性等）を甚しく損
なつてしまうという欠点をもつことにつながるか
らである。
従来より知られている増幅器にあつては、用いる
増幅素子が程度の大小こそあれ熱的ストレス（コ
レクタ損失の変動等）を有していて該熱的ストレ
スが信号の大小の影響を受けるために、増幅素子
自体延いては増幅器全体としての発熱量が変化し
てしまうという問題を有していた。すなわち、発
熱量の変化は増幅素子の諸特性（例えばVBE，
hFE，fT等）の変動の増大を招き、増幅器全体と
して諸特性（例えば歪率、忠実性等）を甚しく損
なつてしまうという欠点をもつことにつながるか
らである。
そこで、この発明は以上のような点に鑑みてな
されたもので、増幅素子の信号による熱的ストレ
スを無くして発熱量の一定化を図ることにより、
該ストレスに起因する歪の増大等の不安定要因を
除去し、以つて高忠実度、高性能とし得る極めて
良好な増幅器を提供することを目的としている。
されたもので、増幅素子の信号による熱的ストレ
スを無くして発熱量の一定化を図ることにより、
該ストレスに起因する歪の増大等の不安定要因を
除去し、以つて高忠実度、高性能とし得る極めて
良好な増幅器を提供することを目的としている。
先ず、この発明の慨要について説明すると、例
えば第１図に示すように信号源Eiより入力段およ
び駆動段部A1を介して印加される入力信号を電
力増幅して負荷Ｌに供給する終段増幅素子１の消
費電力（コレクタ損失）を電力検出器２によつて
検出し、この検出出力で終段増幅素子１に電源部
４からの電力を可変的供給する電圧調整器３を終
段増幅素子１の動作電流および動作電圧の積つま
り消費電力が略々一定となるように制御すること
により、所期の目的を達成せしめるようにした点
に特徴を有しているものである。
えば第１図に示すように信号源Eiより入力段およ
び駆動段部A1を介して印加される入力信号を電
力増幅して負荷Ｌに供給する終段増幅素子１の消
費電力（コレクタ損失）を電力検出器２によつて
検出し、この検出出力で終段増幅素子１に電源部
４からの電力を可変的供給する電圧調整器３を終
段増幅素子１の動作電流および動作電圧の積つま
り消費電力が略々一定となるように制御すること
により、所期の目的を達成せしめるようにした点
に特徴を有しているものである。
次に第２図を参照して以上の概要に基くこの発
明の一実施例につき詳細に説明する。
明の一実施例につき詳細に説明する。
すなわち、第２図においてA1は入力段および
駆動段部であり、その非反転入力端（＋）が抵抗
R1を介して接地されると共に信号入力端INに接
続され、且つその反転入力端（−）が帰還用とな
る抵抗R3を介して接地されると共に同抵抗R4を
介して出力端OUTに接続される。そして、入力
部および駆動段部A1はその正側出力端O+および
負側出力端O-はそれぞれトランジスタQ1，Q2ま
たはQ9，Q10の各ベースに対応的に共通に接続さ
れ、且つその正側電源端子＋Ｂおよび負側電源端
子−Ｂがそれぞれ電源VCCおよびVEEの正極およ
び負極に対応して接続される。
駆動段部であり、その非反転入力端（＋）が抵抗
R1を介して接地されると共に信号入力端INに接
続され、且つその反転入力端（−）が帰還用とな
る抵抗R3を介して接地されると共に同抵抗R4を
介して出力端OUTに接続される。そして、入力
部および駆動段部A1はその正側出力端O+および
負側出力端O-はそれぞれトランジスタQ1，Q2ま
たはQ9，Q10の各ベースに対応的に共通に接続さ
れ、且つその正側電源端子＋Ｂおよび負側電源端
子−Ｂがそれぞれ電源VCCおよびVEEの正極およ
び負極に対応して接続される。
ここで、上記トランジスタQ1，Q9は終段部の
出力用であつて、その各エミツタが出力端OUT
に接続され且つ各コレクタがそれぞれ電圧調整用
となるトランジスタQ3，Q11のエミツタ−コレク
タ回路を対応的に介して電源VCCおよびVEEの正
極および負極に接続されている。
出力用であつて、その各エミツタが出力端OUT
に接続され且つ各コレクタがそれぞれ電圧調整用
となるトランジスタQ3，Q11のエミツタ−コレク
タ回路を対応的に介して電源VCCおよびVEEの正
極および負極に接続されている。
また、上記トランジスタQ2，Q10は電力検出用
となるものであつて、その各コレクタが共に接地
され且つ各エミツタがトランジスタQ4，Q12のコ
レクタ−エミツタ回路を対応的に介して電源VCC
およびVEEの正極および負極に接続されると共に
制御用となるトランジスタQ7，Q15の各ベースに
対応的に接続されている。
となるものであつて、その各コレクタが共に接地
され且つ各エミツタがトランジスタQ4，Q12のコ
レクタ−エミツタ回路を対応的に介して電源VCC
およびVEEの正極および負極に接続されると共に
制御用となるトランジスタQ7，Q15の各ベースに
対応的に接続されている。
そして、上記トランジスタQ3，Q11の各ベース
はトランジスタQ6，Q14の各ベースと対応的に共
通となされて上記トランジスタQ7，Q15の各コレ
クタに対応的に接続される。また、上記トランジ
スタQ6，Q14はその各コレクタが上記トランジス
タQ4，Q12の各ベースに対応的に接続されると共
にそれぞれ図示極性のダイオードQ4，Q13を対応
的に介して電源VCCおよびVEEの正極および負極
に接続され、且つその各エミツタが抵抗R2，R5
を対応的に介して出力端OUTに共通に接続され
る。
はトランジスタQ6，Q14の各ベースと対応的に共
通となされて上記トランジスタQ7，Q15の各コレ
クタに対応的に接続される。また、上記トランジ
スタQ6，Q14はその各コレクタが上記トランジス
タQ4，Q12の各ベースに対応的に接続されると共
にそれぞれ図示極性のダイオードQ4，Q13を対応
的に介して電源VCCおよびVEEの正極および負極
に接続され、且つその各エミツタが抵抗R2，R5
を対応的に介して出力端OUTに共通に接続され
る。
さらに、上記トランジスタQ7，Q15はその各コ
レクタが定電流源Ｉ，I′1を対応的に介して電源
VCCおよびVEEの正極および負極に接続され、且
つその各エミツタがそれぞれ図示極性のダイオー
ドQ8，Q16を対応的に介して出力端OUTに共通
に接続される。
レクタが定電流源Ｉ，I′1を対応的に介して電源
VCCおよびVEEの正極および負極に接続され、且
つその各エミツタがそれぞれ図示極性のダイオー
ドQ8，Q16を対応的に介して出力端OUTに共通
に接続される。
なお、電源VCCおよびVEEの負極および正極は
共通に接地されると共に、出力端OUTとの間に
負荷Ｌが接続されている。
共通に接地されると共に、出力端OUTとの間に
負荷Ｌが接続されている。
次に、以上の構成において上半分の正極側と下
半分の負極側とは対称的な構成となされているの
で、正極側のみを代表させてその動作を説明する
ものとする。
半分の負極側とは対称的な構成となされているの
で、正極側のみを代表させてその動作を説明する
ものとする。
而して、（正極側）出力トランジスタQ1のコレ
クタ電流をIU、同コレクタ−エミツタ間電圧を
VCE1とする。この場合、トランジスタQ3とQ6の
ベースーエミツタ間電圧VBEを略等しいものとす
れば、上記VCE1は実質的抵抗R2の両端電圧と等
しいから、トランジスタQ6の動作電流I2は I2＝VCE1／R2 ……(1) となる。
クタ電流をIU、同コレクタ−エミツタ間電圧を
VCE1とする。この場合、トランジスタQ3とQ6の
ベースーエミツタ間電圧VBEを略等しいものとす
れば、上記VCE1は実質的抵抗R2の両端電圧と等
しいから、トランジスタQ6の動作電流I2は I2＝VCE1／R2 ……(1) となる。
また、トランジスタQ4，Q5は電流利得１のカ
レントミラー構成となつているため、トランジス
タQ2の動作電流も上記I2と等しくなる。
レントミラー構成となつているため、トランジス
タQ2の動作電流も上記I2と等しくなる。
そして、トランジスタQ1，Q2のベース−エミ
ツタ間電圧VBEの和およびトランジスタQ7、ダイ
オードQ8の等価ベース−エミツタ間電圧VBEの和
は、トランジスタQ2のエミツタと出力端OUT間
（図示―間）の電圧に等しいから、次の式が
成立する。
ツタ間電圧VBEの和およびトランジスタQ7、ダイ
オードQ8の等価ベース−エミツタ間電圧VBEの和
は、トランジスタQ2のエミツタと出力端OUT間
（図示―間）の電圧に等しいから、次の式が
成立する。
VTloIU／IS1＋VTloI2／IS2＝VTlo
I3／IS7＋VTloI3／IS8……(2) 但し、VT…熱電圧（常温で約26mV） ISo…対応トランジスタの飽和電流 I3…トランジスタQ7の動作電流 ここで、(2)式を変形して IUI2＝I2／3IS1IS2／IS7IS8 ……(3) を得、この(3)式に(1)式を代入して整理すると IUVCE1＝I2／3IS1IS2R2／IS7IS8 ……(4) となる。
I3／IS7＋VTloI3／IS8……(2) 但し、VT…熱電圧（常温で約26mV） ISo…対応トランジスタの飽和電流 I3…トランジスタQ7の動作電流 ここで、(2)式を変形して IUI2＝I2／3IS1IS2／IS7IS8 ……(3) を得、この(3)式に(1)式を代入して整理すると IUVCE1＝I2／3IS1IS2R2／IS7IS8 ……(4) となる。
そして、トランジスタQ1のコレクタ損失をPC1
とすると、PC1＝IUVCE1であつて、 I3＝I1（但しI1は定電流源I1の動作電流）となつ
て状態で回路が安定となるから、この状態では(4)
式は PC1＝I2／1IS1IS2R2／IS7IS8＝〔Const〕 ……(5) となる。
とすると、PC1＝IUVCE1であつて、 I3＝I1（但しI1は定電流源I1の動作電流）となつ
て状態で回路が安定となるから、この状態では(4)
式は PC1＝I2／1IS1IS2R2／IS7IS8＝〔Const〕 ……(5) となる。
つまり、この(5)式は取りも直さず出力トランジ
スタQ1のコレクタ損失の瞬時値が常に一定にな
るように制御されていることを示しているもので
ある。
スタQ1のコレクタ損失の瞬時値が常に一定にな
るように制御されていることを示しているもので
ある。
しかも、以上においては出力トランジスタQ1
のコレクタ電流とコレクタ−エミツタ間電圧の積
つまりコレクタ損失が一定になるように制御して
いるので、負荷Ｌが例えばリアクタンス性であつ
たりそのインピーダンスが変化する場合であつて
も、これに無関係に常に出力トランジスタQ1の
コレクタ損失が一定となり、熱的なストレスが無
くなる。
のコレクタ電流とコレクタ−エミツタ間電圧の積
つまりコレクタ損失が一定になるように制御して
いるので、負荷Ｌが例えばリアクタンス性であつ
たりそのインピーダンスが変化する場合であつて
も、これに無関係に常に出力トランジスタQ1の
コレクタ損失が一定となり、熱的なストレスが無
くなる。
なお、電圧調整用トランジスタQ3については、
そのコレクタ損失が常に一定になる保証はない
が、実質的に特性変動の影響が無い部分で使われ
ているので、何んら問題となることはない。
そのコレクタ損失が常に一定になる保証はない
が、実質的に特性変動の影響が無い部分で使われ
ているので、何んら問題となることはない。
また、トランジスタQ7、ダイオードQ8に流れ
る電流I3（＝I1）が負荷Ｌに流れ込むように見え
るが、該電流は略一定であると共に実際上は負極
側のトランジスタQ15、ダイオードQ16に流れる
電流とで相殺されるようになるので影響はあまり
ない。この場合、同電位となるようなバツフア回
路を設けておけば最早何んら問題となることはな
い。
る電流I3（＝I1）が負荷Ｌに流れ込むように見え
るが、該電流は略一定であると共に実際上は負極
側のトランジスタQ15、ダイオードQ16に流れる
電流とで相殺されるようになるので影響はあまり
ない。この場合、同電位となるようなバツフア回
路を設けておけば最早何んら問題となることはな
い。
さらに、以上におけるコレクタ損失PC1の制御
は(5)式からも分るように低抗R2あるいは定電流
源I1の動作電流を変えることによつて実現できる
ものであるが、トランジスタの種類（大きさ）を
変えてその飽和電流IS成分を異なつたものとして
もよいことは勿論である。
は(5)式からも分るように低抗R2あるいは定電流
源I1の動作電流を変えることによつて実現できる
ものであるが、トランジスタの種類（大きさ）を
変えてその飽和電流IS成分を異なつたものとして
もよいことは勿論である。
そして、以上の正極側の動作説明は負極側につ
いても、トランジスタの極性と電圧が逆になるだ
けで、全く同様に準用し得るものである。
いても、トランジスタの極性と電圧が逆になるだ
けで、全く同様に準用し得るものである。
なお、以上における各トランジスタの接続構成
は熱的な結合が密であることが望ましく、特に集
積回路化が好適するものである。
は熱的な結合が密であることが望ましく、特に集
積回路化が好適するものである。
また、用いる電源についてはこれをスイツチン
グレギユレータとし、例えばパルス幅等をコント
ロールして電圧制御を行なうようにすると電源効
率を向上することができる。
グレギユレータとし、例えばパルス幅等をコント
ロールして電圧制御を行なうようにすると電源効
率を向上することができる。
さらに、以上の実施例をＢ級増幅器のように交
互に増幅素子のカツトオフ期間が存在するものに
適用するとVCEが無限大となつて動作しなくなつ
てしまうので、このような場合には例えばＡ級増
幅器のように出力トランジスタQ1，Q9がカツト
オフしないようなバイアス方式を採用してやれば
よい。
互に増幅素子のカツトオフ期間が存在するものに
適用するとVCEが無限大となつて動作しなくなつ
てしまうので、このような場合には例えばＡ級増
幅器のように出力トランジスタQ1，Q9がカツト
オフしないようなバイアス方式を採用してやれば
よい。
また、以上のトランジスタをバイポーラタイプ
以外の増幅素子（例えばFET）としてもよいよ
うに、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形や適用が可能であることは言う迄もない。
以外の増幅素子（例えばFET）としてもよいよ
うに、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形や適用が可能であることは言う迄もない。
そして、以上のような発熱量一定化は、入力信
号を演算処理して電源制御信号とするものに比し
て構成の簡易さやリアクタンス負荷時の動作等の
点で優れているものである。
号を演算処理して電源制御信号とするものに比し
て構成の簡易さやリアクタンス負荷時の動作等の
点で優れているものである。
従つて、以上詳述したようにこの発明によれ
ば、増幅素子の信号による熱的ストレスを無くし
て発熱量の一定化を図ることにより、該ストレス
に起因する歪の増大等の不安定要因を除去し、以
つて高忠実度、高性能とし得る極めて良好な増幅
器を提供することが可能となる。
ば、増幅素子の信号による熱的ストレスを無くし
て発熱量の一定化を図ることにより、該ストレス
に起因する歪の増大等の不安定要因を除去し、以
つて高忠実度、高性能とし得る極めて良好な増幅
器を提供することが可能となる。
第１図はこの発明に係る増幅器の概要を示す構
成説明図、第２図は同じく一実施例を示す回路結
線図である。 Ei…信号線、A1…入力段部および駆動段部、
１…終段増幅素子、２…電力検出器、３…電圧調
整器、４…電源部。
成説明図、第２図は同じく一実施例を示す回路結
線図である。 Ei…信号線、A1…入力段部および駆動段部、
１…終段増幅素子、２…電力検出器、３…電圧調
整器、４…電源部。
Claims (1)
- １ 増幅素子と、この増幅素子に対し電源部から
の電源電圧を可変的に供給する電圧調整手段と、
前記増幅素子の動作電流を検出する第１の手段
と、前記増幅素子の動作電圧を検出する第２の手
段と、前記第１の手段により検出された第１の値
と前記第２の手段により検出された第２の値との
積を得るための演算回路と、この演算回路によつ
て得られた積と基準値とを比較する比較器と、こ
の比較器の比較結果を前記電圧調整手段に印加し
て前記演算回路で得られた積をほぼ一定に保持す
る手段とからなる増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55125752A JPS5750108A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55125752A JPS5750108A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5750108A JPS5750108A (en) | 1982-03-24 |
| JPH0113645B2 true JPH0113645B2 (ja) | 1989-03-07 |
Family
ID=14917927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55125752A Granted JPS5750108A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5750108A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR112012022178A2 (pt) * | 2010-03-02 | 2016-10-25 | Devialet | amplificador de classe a |
-
1980
- 1980-09-10 JP JP55125752A patent/JPS5750108A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5750108A (en) | 1982-03-24 |
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