JPH0427725B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電力増幅器のバイアス回路の改良に
関する。

一般に、電力増幅器のバイアス回路には第１図
に示すようなダイオード３−１や可変抵抗３−２
等から成る定電圧回路によるバイアス回路３が用
いられ、プツシユプル接続の出力トランジスタ５
及び６の両ベース間に接続して該出力トランジス
タのバイアス電流を定めている。第１図におい
て、１は入力端子、２は入力トランジスタ、４は
定電流源、７，８は抵抗、９は出力端子、１０は
負荷抵抗、＋Ｂは正電源、−Ｂは負電源である。

ところが、このようなバイアス回路は、出力ト
ランジスタ５，６の温度が上昇したりすると該出
力トランジスタ５，６のバイアス電流が変化する
ので、温度補償素子であるダイオード３−１によ
つて上記出力トランジスタの温度上昇を検出し、
バイアス電流の変化を補正して動作の安定を図つ
ている。しかし、かような温度補償の方法は、出
力トランジスタを取付けたラジエータ等を介して
温度の検出をしているので、熱伝達時間の遅れや
各素子の温度特性の違い等によつて正確な温度補
償が困難であつて、バイアス電流の安定化に時間
を要したり、バイアス電流の補正に過不足を生じ
たりしてバイアス電流が安定性に欠ける難点があ
る。

本発明は、上述の如き欠点がなく温度安定性の
よい電力増幅器バイアス回路を提供しようとする
ものである。以下、図面を用い本発明を具体的に
説明する。

第２図は、本発明の第１実施例を示す略式回路
図である。図において、第１図と対応する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。１１−１
は差動増幅、１１−２及び１１−３は減衰器で、
これらはＡ，B2点間の電圧を検出する検出回路
１１を構成する。減衰器１１−２，１１−３は、
出力トランジスタ５，６の大きな出力信号を差動
増幅器１１−１の入力回路の動作範囲内に減衰す
るためのものである。１２は、検出回路１１で検
出した電圧と基準信号源１９の電圧とを比較する
比較器である。１３−１は抵抗、１３−２はコン
デンサでこれらは積分回路を構成し、１３−３
は、積分回路の積分信号によりその内部インピー
ダンスが変化する駆動回路で、本実施例ではホ
ト・カプラである。便宜上、これらの１３−１，
１３−２及び１３−３より成る回路１３を積分・
駆動回路と呼ぶことにする。

本実施例の動作は、次のとおりである。

まず、無信号時の動作について説明する。この
場合、出力トランジスタ５及び６のバイアス電流
は抵抗７及び８に流れ、これらの抵抗の両端Ａ，
Ｂ間に電圧降下を生じるから、検出回路１１には
上記バイアス電流の大きさに応じた電圧が印加さ
れ、検出回路１１の出力にバイアスの大きさに応
じた検出信号が得られる。この検出信号は、比較
器１２の一方の端子に印加され、その他方の端子
Ｅに印加された基準信号レベルと比較される。比
較器１２は、端子Ｅの基準信号レベルより検出信
号が大きい場合には高（Ｈ）レベル信号を、検出
信号が小さい場合には低（Ｌ）レベル信号を生
じ、この比較信号を積分・駆動回路１３に印加す
る。積分・駆動回路１３は、比較信号を積分して
得られる積分信号によりホト・カプラ１３−３の
内部インピーダンスを変化させる。この内部イン
ピーダンスの変化によつて点Ｃ，Ｄ間の電圧降下
を変化させ、出力トランジスタ５，６のバイアス
電流を制御する。すなわち、温度上昇等によつて
出力トランジスタ５，６のバイアス電流が増加す
ると、検出回路１１の検出信号が増加し、検出信
号が端子Ｅの所定の基準信号レベルを越えると比
較器１２がＨレベル信号を出力し、このＨレベル
信号が積分・駆動回路１３に印加されて駆動回路
１３−３の内部インピーダンスを減少させ、点
Ｃ，Ｄ間の電圧降下が減少してバイアスを減少さ
せる。また、逆に何らかの原因で出力トランジス
タ５，６のバイアス電流が減少すると、上述の説
明と逆の動作により、比較器１２はＬレベル信号
を出力し点Ｃ，Ｄ間の電圧降下は増加してバイア
スを増加させる。本発明は、上述のように、出力
トランジスタのバイアス電流の変動を直接検出し
所定の基準信号レベルと比較して制御することを
特徴とし、これにより、バイアス電流は優れた安
定性を保つことができ、しかもバイアス電流の安
定化に要する時間も極めて短くなる。

次に、入力信号が印加された場合の動作につい
て説明する。本発明バイアス回路は、上述のとお
り比較器１２の端子Ｅに印加する基準信号レベル
に応じてバイアスを制御できるので、この基準信
号レベルを変えると、出力トランジスタの動作を
通常のＡ級動作に限らず種々の動作状態に設定す
ることができる。

第３図は、通常のＡ級動作の場合の波形図であ
る。通常のＡ級動作をさせる場合は、予め端子Ｅ
に固定直流電圧を印加し、第３図の無信号時のよ
うに固定のＡ級バイアス電流を流しておく。い
ま、入力端子１に入力信号が印加され、信号の極
性が仮に出力トランジスタ５の電流I₅が増加し出
力トランジスタ６の電流I₆が減少するような場合
であつたとすると、抵抗７両端の電圧降下は増大
し抵抗８両端の電圧降下は減少するが、その増加
及び減少の変化分は等しいから、結局、点Ａ，Ｂ
間の電圧は一定で出力信号電流の大きさには左右
されない。したがつて、検出回路１１はバイアス
電流に応じた検出信号を出力し、上述の無信号時
の場合と同様にバイアスは安定に制御され、小信
号時も大信号時も第３図に示すようにバイアスが
安定した良好なＡ級動作となる。

第４図は、信号の大きさに応じてバイアスが変
化する効率のよいＡ級動作の場合の波形図であ
る。上述のように、出力トランジスタのバイアス
電流は第２図の端子Ｅに加える基準信号レベルに
応じて制御されるから、入力信号を検波すること
により信号の大きさに応じて変化する直流信号を
得、この直流信号を基準信号として端子Ｅに印加
すれば、第４図のような動作電流波形となる。す
なわち、無信号時にはバイアスは小さく、出力信
号の大きさに応じてバイアスが大きくなるので、
効率のよいＡ級動作とすることができる。第６図
は、この場合の付加回路の例を示す略式回路図で
ある。図示のように、両出力トランジスタ５，６
のエミツタに接続した抵抗１４，１５及び差動増
幅器１６によつて出力信号電流に応じた交流信号
のみを取出し、この交流信号を両波検波回路１７
で両波検波し平滑回路１８で平滑して得られた、
出力信号電流の大きさに応じた直流信号を基準信
号として端子Ｅに印加する。ここで、出力端子９
にはエミツタ抵抗と負荷１０によつて分圧された
出力信号が現われ、抵抗１４，１５の接続点には
分圧されない出力信号が現われるから、その差信
号は交流となる。

第５図は、カツトオフしないようにした準Ｂ級
動作の場合の波形図である。出力信号電流の大き
さに応じた両波検波信号を上記の基準信号とすれ
ば、第５図に示すような動作電流波形となる。例
えば、第６図の平滑回路１８を省略して両波検波
回路１７の出力を基準信号として端子Ｅに印加す
ると、減少しようとするエミツタ電流と増大しよ
うとするバイアス電流とが相殺されて、図のよう
な波形になる。

上述のように、基準信号として直流信号や両波
検波信号等を用いることにより、Ａ級動作のほか
準Ｂ級動作など出力トランジスタの動作状態を任
意に設定でき、且つ出力トランジスタが温度ドリ
フトしたりしてもバイアス電流は安定に制御され
る。

第７図は、本発明の第２実施例を示す略式回路
である。本例は、出力端子９の出力信号レベルに
追従して動作する浮動電源２０及び２１で駆動し
た場合を示す。検出回路１１の減衰器１１−２，
１１−３は、場合により省略できる。差動増幅器
１１−１の各入力端子の入力は出力交流信号成分
を含むが、浮動電源の変動と同じなので浮動電源
は小さなものでよい。積分・駆動回路１３は、第
２図のホト・カプラ１３−３の代わりにFET１
３−４，１３−５を用いている。このように、バ
イアス回路を駆動する電源は、その一端が接地さ
れた固定の電源でもよいし、出力端子９の出力信
号に追従して動作する浮動電源を用いてもよい。
また、バイアス電流に応じた信号を検出する回路
１１、比較器１２、積分・駆動回路１３なども、
上述の実施例に限らず種々の方法によつて実施す
ることができる。例えば、実施例のように比較器
１２の出力を直接抵抗１３−１に加えず、比較器
１２の出力がオンになつた時別に設けたパルス発
生器のゲートを開いてパルス信号を抵抗１３−１
に加えるようにしてもよい。本明細書において
は、この場合のようなパルス発生器を含めて比較
手段と呼ぶこととする。

以上説明したとおり、本発明によれば、温度変
化に対し安定な電力増幅器のバイアス回路を提供
しうるのみならず、出力トランジスタの種々の動
作状態に対応しうる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は本発明
の第１実施例を示す略式回路図、第３〜第５図は
第２図のものの動作説明用波形図、第６図は第４
図の動作を得る場合の付加回路の例を示す略式回
路図、第７図は本発明の第２実施例を示す略式回
路図である。 ５…第１出力トランジスタ、６…第２出力トラ
ンジスタ、１１，１１−１…検出手段、１２…比
較手段、１３…積分・駆動手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに異なる導電型の第１及び第２の出力ト
   ランジスタを有するエミツタホロワ型プツシユプ
   ル接続の電力増幅器のバイアス回路において、 上記第１及び第２の出力トランジスタの各エミ
   ツタに接続された抵抗器を流れるバイアス電流に
   応じた検出信号を出力する検出手段と、 上記検出信号と、入力信号に応じたレベルの基
   準信号とを比較して、上記検出信号のレベルが上
   記基準信号のレベルを越えると第１のレベルの出
   力信号を発生すると共に、上記検出信号のレベル
   が上記基準信号のレベルより小さいと第２のレベ
   ルの出力信号を発生する比較手段と、 該比較手段の出力信号を積分して得られる積分
   信号を上記第１及び第２の出力トランジスタのベ
   ースバイアス回路に加えて上記バイアス電流を制
   御する積分・駆動手段とを具えたことを特徴とす
   る電力増幅器のバイアス回路。 ２ 互いに異なる導電型の第１及び第２の出力ト
   ランジスタを有するエミツタホロワ型プツシユプ
   ル接続の電力増幅器のバイアス回路において、 上記第１及び第２の出力トランジスタの各エミ
   ツタに接続された抵抗器を流れるバイアス電流に
   応じた検出信号を出力する検出手段と、 上記検出信号と、一定レベルの基準信号とを比
   較して、上記検出信号のレベルが上記基準信号の
   レベルを越えると第１のレベルの出力信号を発生
   すると共に、上記検出信号のレベルが上記基準信
   号のレベルより小さいと第２のレベルの出力信号
   を発生する比較手段と、 該比較手段の出力信号を積分して得られる積分
   信号を上記第１及び第２の出力トランジスタのベ
   ースバイアス回路に加えて上記バイアス電流を制
   御する積分・駆動手段とを具えたことを特徴とす
   る電力増幅器のバイアス回路。