JPH04579Y2 - - Google Patents

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JPH04579Y2
JPH04579Y2 JP15253185U JP15253185U JPH04579Y2 JP H04579 Y2 JPH04579 Y2 JP H04579Y2 JP 15253185 U JP15253185 U JP 15253185U JP 15253185 U JP15253185 U JP 15253185U JP H04579 Y2 JPH04579 Y2 JP H04579Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 「考案の目的」 (産業上の利用分野) 本考案は、音響機器のオーデイオアンプ等に用
いる電力増幅器に係り、特に電源のリツプル成分
に対する抑圧能力を高めるのに好適な電力増幅器
に関する。
[Detailed description of the invention] "Purpose of the invention" (Field of industrial application) The present invention relates to a power amplifier used in audio amplifiers of audio equipment, etc., and is particularly suitable for improving the ability to suppress ripple components of the power supply. Regarding power amplifiers.

(従来技術) 従来より、音響機器のオーデイオアンプ等に用
いられている電力増幅器の回路形態としては、
種々のものが提案されている。
(Prior art) Conventionally, the circuit configuration of power amplifiers used in audio amplifiers, etc. of audio equipment is as follows.
Various things have been proposed.

この種の従来の電力増幅器の代表例を、第7図
乃至第11図に基づいて説明する。
Representative examples of this type of conventional power amplifier will be explained based on FIGS. 7 to 11.

まず、第7図に示す従来の電力増幅器は、2段
ダーリントン接続によるSEPP(シングルエンデ
ツトプツシユプル)回路である。
First, the conventional power amplifier shown in FIG. 7 is an SEPP (single-ended push-pull) circuit with a two-stage Darlington connection.

この回路は、プラス側およびマイナス側ともに
同じ動作をするので、便宜上第8図に示すプラス
側の回路について説明する。
Since this circuit operates in the same way on both the plus side and minus side, the plus side circuit shown in FIG. 8 will be described for convenience.

トランジスタQ2のベースは、トランジスタQ1
のエミツタに接続され、それぞれのコレクタはと
もに電源端子Bを通じて電源VBに接続されてい
る。トランジスタQ1のエミツタには、抵抗BE1
トランジスタQ2のエミツタには、抵抗RE2が接続
され、また、それぞれの抵抗RE1およびRE2の他
端は出力端子Oに接続されている。
The base of transistor Q 2 is the base of transistor Q 1
The collectors of each are connected to the power supply VB through the power supply terminal B. At the emitter of transistor Q1 there is a resistor B E1 ,
A resistor R E2 is connected to the emitter of the transistor Q 2 , and the other ends of each of the resistors R E1 and R E2 are connected to the output terminal O.

ところで、通常のオーデイオアンプの電源は、
完全な直流電源ではなく、リツプル成分を含む脈
流から成つており、従つて、トランジスタQ1
Q2のコレクタにもリツプル成分を含んだ脈流電
圧が印加されている。一般的に、トランジスタの
コレクタ接合抵抗は、大きな値を持つが有限であ
るためコレクタに印加されたリツプル成分は、わ
ずかではあるがコレクタ接合抵抗を通してエミツ
タに漏れる。この現象は、トランジスタQ1,Q2
においても同様に発生し、電源のリツプル成分が
それぞれのコレクタ接合抵抗を通してIR1,IR2
なつてエミツタに流れる。トランジスタQ1のリ
ツプル成分電流IR1の一部は、トランジスタQ2
ベース電流IRbとなつてトランジスタQ2で電流増
幅される。トランジスタQ2の電流増幅率をβ2
すれば、トランジスタQ2のエミツタには、{(1
+β2)IRb}のリツプル電流が更に流れることに
なる。
By the way, the power supply for a normal audio amplifier is
It is not a complete DC power supply, but consists of a pulsating current including ripple components, and therefore the transistor Q 1 ,
A pulsating voltage containing a ripple component is also applied to the collector of Q2 . In general, the collector junction resistance of a transistor has a large value but is finite, so a ripple component applied to the collector leaks to the emitter through the collector junction resistance, albeit slightly. This phenomenon occurs in transistors Q 1 , Q 2
Similarly, ripple components of the power supply flow to the emitter as I R1 and I R2 through the respective collector junction resistances. A part of the ripple component current I R1 of the transistor Q 1 becomes the base current I Rb of the transistor Q 2 and is amplified by the transistor Q 2 . If the current amplification factor of transistor Q 2 is β 2 , then the emitter of transistor Q 2 has
2 )I Rb } ripple current will further flow.

従つて、負荷RLに流れるリツプル電流量は、
〔IR1+IR2+β2IRb}となり、第3項のβ2IRbというダ
ーリントン接続によつて発生した量だけ増加する
ことになる。第9図は、リツプル電流に注目し、
第8図のプラス側の回路を電源からみた場合の等
価回路であり、端子O−B間をひとつのトランジ
スタとみなし、その場合の等価内部抵抗γcを求め
ると、概ね(1)式の様になる。
Therefore, the amount of ripple current flowing through the load R L is
[I R1 +I R22 I Rb }, which increases by the amount generated by the Darlington connection, β 2 I Rb in the third term. Figure 9 focuses on the ripple current,
This is an equivalent circuit when the positive side circuit in Figure 8 is viewed from the power supply.If we consider the circuit between terminals O and B as one transistor, and find the equivalent internal resistance γ c in that case, it is roughly as shown in equation (1). become.

γc≒1/1/γc1+1/γc2+(RE1/γc1
−γe2+RE2/γc2)β2/γb2+RE1+(1+β2)(γ
e2+RE2)……(1) ただし、 γc1;トランジスタQ1のコレクタ接合抵抗 γc2;トランジスタQ2のコレクタ接合抵抗 γe1;トランジスタQ1のエミツタ拡散抵抗 γe2;トランジスタQ2のエミツタ拡散抵抗 γb2;トランジスタQ2のベース広がり抵抗 β2;トランジスタQ2の電流増幅率 上記(1)式の分母の第3項は、ダーリントン接続
によつて等価内部抵抗が減少することを意味し、
そのため、より多くの電源リツプル電流が負荷
RLに流れることになる。
γ c ≒1/1/γ c1 +1/γ c2 +(R E1c1
−γ e2 +R E2c22b2 +R E1 +(1+β 2 )(γ
e2 + R E2 )...(1) However, γ c1 : Collector junction resistance of transistor Q 1 γ c2 : Collector junction resistance of transistor Q 2 γ e1 : Emitter diffusion resistance of transistor Q 1 γ e2 : Emitter diffusion of transistor Q 2 Resistance γ b2 ; Base spread resistance of transistor Q 2 β 2 ; Current amplification factor of transistor Q 2 The third term in the denominator of equation (1) above means that the equivalent internal resistance is reduced by the Darlington connection,
Therefore, more power supply ripple current is applied to the load.
It will flow to R L.

通常のオーデイオアンプにおいて信号入力がな
い場合の代表的な数値を(1)式に代入して、第3項
がある場合とない場合とを比較してみる。
By substituting typical values when there is no signal input in a normal audio amplifier into equation (1), we will compare the cases with and without the third term.

RE1=150Ω,RE2=0.22Ω γc1=100kΩ,γc2=10kΩ,β2=200, γe2=0.5Ω, γb2<<RE1 第3項がある場合……γc=955Ω 第3項がない場合……γc=9.1KΩ となる。R E1 = 150Ω, R E2 = 0.22Ω γ c1 = 100kΩ, γ c2 = 10kΩ, β 2 = 200, γ e2 = 0.5Ω, γ b2 << If there is a third term in R E1 ... γ c = 955Ω If there is no third term... γ c = 9.1KΩ.

上記の様に、ダーリントン接続によつて等価内
部抵抗は約1/10に低下することになり、それでけ
多くの電源リツプル成分が負荷RLに流れ込むこ
とになる。
As mentioned above, the Darlington connection reduces the equivalent internal resistance to about 1/10, which means that more power supply ripple components flow into the load R L.

以上の様に、第7図に示す従来の電力増幅器
は、電源リツプル成分の抑圧という点では問題が
ある。
As described above, the conventional power amplifier shown in FIG. 7 has a problem in suppressing power supply ripple components.

次に、第10図に示す従来の電力増幅器につい
て説明する。
Next, the conventional power amplifier shown in FIG. 10 will be explained.

この電力増幅器の目的とするところは、最終段
のトランジスタをカスコード接続することによつ
て、その各トランジスタのコレクタ・エミツタ間
電圧を下げ、更にベース接地トランジスタQ5
ベースから最終段トランジスタQ6のベースにブ
ートストラツプをかけることによつて、最終段ト
ランジスタのコレクタ・エミツタ間電圧を出力の
如何にかかわらず一定にすることにある。すなわ
ち、負荷がリアクタンス負荷の様な、電流と電圧
の位相が変化するようなものであつても、最終段
トランジスタのコレクタ・リミツタ間電圧が低く
一定であるため、安全動作領域が広くとれるの
で、こわれにくい電力増幅器を実現しているので
ある。
The purpose of this power amplifier is to lower the voltage between the collector and emitter of each transistor by cascode-connecting the transistors in the final stage, and to connect the base of the common-base transistor Q5 to the base of the final stage transistor Q6 . By applying a bootstrap to the base, the voltage between the collector and emitter of the final stage transistor is made constant regardless of the output. In other words, even if the load is a reactive load where the phase of current and voltage changes, the voltage between the collector and limiter of the final stage transistor is low and constant, so the safe operating area is wide. This results in a power amplifier that is hard to break.

従つて、最終段トランジスタまでカスコード接
続することによつて、電源リツプル成分の抑圧を
高めるというようなことは考慮されていない。
Therefore, no consideration is given to increasing the suppression of power supply ripple components by cascode-connecting up to the final stage transistor.

すなわち、ベース接地トランジスタQ5,Q8
コレクタ・ベース間の定電流手段を通してわずか
ではあるが漏れてきたリツプル電流は定電圧手段
E1,E2を通じて最終段トランジスタQ6,Q7のベ
ースに流入し、そこで電流増幅されて、負荷に流
れるため、本来なら非常に高いはずのリツプル抑
圧能力は、失われている。また、最大出力では、
最終段トランジスタQ6,Q7およびベース接地の
トランジスタQ5,Q8の飽和電圧が、電源と負荷
の間に直列に発生するため、電源利用率が低下
し、熱効率の悪い増幅器となる等の欠点があつ
た。
In other words, the ripple current leaking through the constant current means between the collectors and bases of the common base transistors Q 5 and Q 8 is absorbed by the constant voltage means.
The current flows into the bases of the final stage transistors Q 6 and Q 7 through E 1 and E 2 , is amplified there, and flows to the load, so the ripple suppression ability, which should originally be very high, is lost. Also, at maximum output,
The saturation voltage of the final stage transistors Q 6 and Q 7 and the common-base transistors Q 5 and Q 8 occurs in series between the power supply and the load, which reduces the power supply utilization rate and results in an amplifier with poor thermal efficiency. There were flaws.

更に、第11図に示す従来の電力増幅器につい
て説明する。
Furthermore, the conventional power amplifier shown in FIG. 11 will be explained.

この電力増幅器におけるドライバー段のカスコ
ード接続(トランジスタQ9,Q10)の目的とする
ところは、ドライバー段のトランジスタがMOS
−FETであるため、ゲート・ドレイン間容量が
大きく、通常のソースホロワーでは、信号レベル
によつて、この容量が変化して大きな歪を発生す
ること、また、この前段(電圧増幅段)のドライ
ブ能力がこの容量変化のため低下する等について
の対策を講じることにある。
The purpose of the cascode connection (transistors Q 9 , Q 10 ) of the driver stage in this power amplifier is that the driver stage transistors are MOS
-Since it is a FET, it has a large gate-drain capacitance, and in a normal source follower, this capacitance changes depending on the signal level, causing large distortion. Also, the drive capacity of the previous stage (voltage amplification stage) The aim is to take measures to prevent the capacitance from decreasing due to this capacitance change.

すなわち、MOS−FET(FET1,FET2)をト
ランジスタQ9,Q10でカスコード接続し、更にト
ランジスタQ9,Q10のベースをMOS−FET
(FET1,FET2)のソースに夫々ブートストラツ
プして、そのMOS−FET(FET1,FET2)のド
レイン・ソース間電圧を低く一定に保持してい
る。これによつて、上述した容量変化がなくな
り、その欠点を解消することができる。また、ハ
イパワーアンプのため、MOS−FET(FET1,
FET2)を使用する場合、耐圧に適当なものがな
いために、低い耐圧で使用できる様にカスコード
接続したとも言える。従つて、ドライバー段をカ
スコード接続することによつて、電源リツプル成
分の抑圧度向上を図ることを考えたものではな
い。なぜなら、ベース接地トランジスタQ9,Q10
のベース・コレクタ間には抵抗が接続されている
ため、電源リツプル成分がトランジスタQ9,Q10
のベースに多く流入する。また、残りの電源リツ
プル成分電流は、MOS−FET(FET1,FET2)
のソース、すなわち、最終段トランジスタQo
各ベースにも流入し、電流増幅されて負荷に流れ
てしまう。
In other words, MOS-FETs (FET1, FET2) are connected in cascode with transistors Q 9 and Q 10 , and the bases of transistors Q 9 and Q 10 are connected to the MOS-FETs.
(FET1, FET2) are bootstrapped to the sources of each MOS-FET (FET1, FET2) to keep the drain-source voltage of the MOS-FET (FET1, FET2) low and constant. This eliminates the above-mentioned capacitance change and eliminates this drawback. In addition, for high power amplifier, MOS-FET (FET1,
When using FET2), it can be said that cascode connection is used so that it can be used at a low withstand voltage because there is no one with an appropriate withstand voltage. Therefore, it is not intended to improve the degree of suppression of the power supply ripple component by connecting the driver stages in cascode. Because the common base transistors Q 9 , Q 10
Since a resistor is connected between the base and collector of the transistors Q 9 and Q 10 , the power supply ripple component
A lot of it flows into the base. In addition, the remaining power supply ripple component current is generated by the MOS-FETs (FET1, FET2)
The current also flows into the sources of Qo, that is, the bases of the final stage transistors Qo , where the current is amplified and flows to the load.

この電力増幅器では、ドライバー段と最終段と
は別電源構成であり、ドライバー段の電源に安定
化電源を用いれば、リツプル抑圧能力は著しく向
上する。しかし、その場合、カスコード接続は、
リツプル抑圧能力の向上には関与していない。
In this power amplifier, the driver stage and the final stage have separate power supply configurations, and if a stabilized power supply is used as the power supply for the driver stage, the ripple suppression ability can be significantly improved. But in that case, the cascode connection is
It is not involved in improving ripple suppression ability.

(考案が解決しようとする問題点) 以上述べた様に、従来の電力増幅器において
は、いずれも電源リツプル成分の抑圧という点で
は、よい結果が得られないという問題点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, all conventional power amplifiers have the problem that good results cannot be obtained in terms of suppressing power supply ripple components.

本考案は、上記した点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ダーリントン接
続段の電源リツプル抑圧能力を容易に高めること
ができる電力増幅器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide a power amplifier that can easily improve the power supply ripple suppression ability of the Darlington connection stage.

「考案の構成」 (問題点を解決するための手段) 本考案に係る電力増幅器は、ダーリントン接続
された第1及び第2のNPNトランジスタとダー
リントン接続された第1及び第2のPNPトラン
ジスタとにより構成されたコンプリメンタリ
SEPP回路の電力増幅器において、前記第2の
NPNトランジスタと前記第2のPNPトランジス
タのエミツタをそれぞれ抵抗を介して出力点に接
続し、第3のNPNトランジスタと第3のPNPト
ランジスタとを設け、前記第3のNPNトランジ
スタ及び第3のPNPトランジスタのエミツタを
それぞれ前記第1のNPNトランジスタと前記第
1のPNPトランジスタのコレクタにそれぞれ接
続すると共に、前記第3のNPNトランジスタ及
び前記第3のPNPトランジスタの各々のコレク
タとベース間にはそれぞれ定電流手段を設け、前
記第3のNPNトランジスタと前記第3のPNPト
ランジスタのベースをそれぞれ前記第2のNPN
トランジスタと前記第2のPNPトランジスタの
エミツタに定電圧手段を介して接続し、前記第3
のNPNトランジスタ及び第3のPNPトランジス
タのコレクタにはそれぞれ同極性のダーリントン
接続により構成されたSEPP回路の最終段トラン
ジスタのコレクタ並びにそれぞれの極性の電源を
接続して構成している。
"Structure of the invention" (Means for solving the problems) A power amplifier according to the invention includes first and second NPN transistors connected in a Darlington connection and first and second PNP transistors connected in a Darlington connection. Configured Complementary
In the power amplifier of the SEPP circuit, the second
The emitters of the NPN transistor and the second PNP transistor are connected to the output point via a resistor, and a third NPN transistor and a third PNP transistor are provided, and the third NPN transistor and the third PNP transistor are connected to the collectors of the first NPN transistor and the first PNP transistor, respectively, and a constant current is connected between the collector and base of the third NPN transistor and the third PNP transistor, respectively. means for connecting the bases of the third NPN transistor and the third PNP transistor to the second NPN transistor, respectively;
The third PNP transistor is connected to the emitter of the second PNP transistor through a constant voltage means.
The collectors of the NPN transistor and the third PNP transistor are connected to the collectors of the final stage transistors of the SEPP circuit configured by Darlington connections of the same polarity, and the power supplies of the respective polarities.

(作用) ダーリントン接続段の電源リツプル抑圧能力を
高めることができる。
(Function) The power supply ripple suppression ability of the Darlington connection stage can be enhanced.

(実施例) 本考案に係る電力増幅器の実施例を第1図乃至
第6図に基づいて説明する。
(Embodiment) An embodiment of the power amplifier according to the present invention will be described based on FIGS. 1 to 6.

まず、第1図の本考案に係る電力増幅器に第一
の実施例につき説明する。
First, a first embodiment of the power amplifier according to the present invention shown in FIG. 1 will be described.

トランジスタQ11のエミツタは、トランジスタ
Q12のベースに接続されるとともに抵抗RE1を通
して出力端子Oに接続されている。トランジスタ
Q12のエミツタは、抵抗RE2を通して出力端子O
に接続され、トランジスタQ11およびQ12はダー
リントン接続されている。
The emitter of transistor Q11 is the transistor
It is connected to the base of Q12 and to the output terminal O through a resistor R E1 . transistor
The emitter of Q12 is connected to the output terminal O through the resistor R E2 .
and transistors Q 11 and Q 12 are Darlington connected.

トランジスタQ11のコレクタは、トランジスタ
Q15のエミツタに接続され、トランジスタQ15
コレクタおよびトランジスタQ12のコレクタは
夫々電源端子Bに接続されている。トランジスタ
Q15のベース・コレクタ間には定電流手段CC1
接続されている。更に、トランジスタQ15のベー
スとトランジスタQ12のエミツタ間には、定電圧
手段CV1が接続され、トランジスタQ15とQ11はカ
スコード接続回路を構成している。
The collector of transistor Q 11 is a transistor
The emitter of transistor Q15 is connected to the emitter of transistor Q15 , and the collector of transistor Q15 and the collector of transistor Q12 are connected to power supply terminal B, respectively. transistor
Constant current means CC1 is connected between the base and collector of Q15 . Furthermore, a constant voltage means CV 1 is connected between the base of the transistor Q 15 and the emitter of the transistor Q 12 , and the transistors Q 15 and Q 11 constitute a cascode connection circuit.

上記の構成はプラス側極性について述べたが、
トランジスタQ13,Q14およびトランジスタQ16
構成したマイナス側も同様な構成をしている。ま
た、トランジスタQ15とQ16の両エミツタ間には、
コンデンサC1が接続されている。
The above configuration was described for the positive polarity, but
The negative side, which is made up of transistors Q 13 and Q 14 and transistor Q 16 , has a similar structure. Also, between the emitters of transistors Q15 and Q16 ,
Capacitor C1 is connected.

このように構成した、本考案に係る第一の実施
例の電力増幅器の動作について、プラス側極性に
ついてのみ示した第2図に基づき説明する。
The operation of the power amplifier of the first embodiment of the present invention constructed as described above will be explained based on FIG. 2, which shows only the positive polarity.

トランジスタQ15のベースは定電流手段CC1
より、電源からのインピーダンスは非常に高くな
つている。一方、定電圧手段CV1の内部インピー
ダンスは、定電流手段CC1のそれに比較して非常
に低いため、トランジスタQ15のベース直流電位
は、トランジスタQ12のエミツタ電位より定電圧
手段CV1の電圧Vaだけ高く、交流的には短絡し
ている。一方、トランジスタQ12のエミツタの交
流インピーダンスは、トランジスタQ12がダーリ
ントン接続エミツタホロワであるため、非常に低
くなつている。
The base of the transistor Q15 has a very high impedance from the power supply due to the constant current means CC1 . On the other hand, since the internal impedance of the constant voltage means CV 1 is very low compared to that of the constant current means CC 1 , the base DC potential of the transistor Q 15 is higher than the emitter potential of the transistor Q 12 than the voltage of the constant voltage means CV 1 . Only V a is high, and it is short-circuited in terms of AC. On the other hand, the AC impedance of the emitter of transistor Q12 is very low because transistor Q12 is a Darlington connected emitter follower.

そのため、トランジスタQ15のベースの交流イ
ンピーダンスは非常に低くなつている。従つて、
電源端子Bにリツプル成分が存在しても、トラン
ジスタQ15のベースにはほとんど発生しない。ト
ランジスタQ15のエミツタ、すなわち、トランジ
スタQ11のコレクタ直流電位は、トランジスタ
Q15のベース直流電位より、そのトランジスタ
Q15のベース・エミツタ間電位VBE(概ね0.6V)だ
け低いが、トランジスタQ15のベース・エミツタ
は順方向にバイアスされるのでトランジスタQ15
のベースと同じく、トランジスタQ11のコレクタ
も交流インピーダンスが非常に低くなる。
Therefore, the AC impedance of the base of transistor Q15 is extremely low. Therefore,
Even if a ripple component exists at power supply terminal B, it hardly occurs at the base of transistor Q15 . The emitter of transistor Q15 , that is, the collector DC potential of transistor Q11 is
From the base DC potential of Q 15 , that transistor
Although the base-emitter potential of Q 15 is lower by V BE (approximately 0.6 V), the base-emitter of transistor Q 15 is forward biased, so transistor Q 15
Like the base of Q11, the collector of transistor Q11 also has a very low AC impedance.

ところで、トランジスタQ15のベースは、交流
インピーダンスが低いため、このトランジスタ
Q15は、ベース接地増幅器を構成している。
By the way, the base of transistor Q15 has low AC impedance, so this transistor
Q 15 constitutes a common base amplifier.

ベース接地増幅器の内部抵抗は、エミツタホロ
ワ(コレクタ接地)回路に比べ、トランジスタ
Q15の電流増幅率をβ5とすれば、[1+β5]倍高い
ことになる。従つて、トランジスタQ15をトラン
ジスタQ11と同じトランジスタを使用した場合に
は、トランジスタQ15の内部抵抗は、通常、トラ
ンジスタQ11の100倍以上の値になる。そのため、
トランジスタQ15の内部抵抗を通じて、トランジ
スタQ11のコレクタに漏えいするリツプル成分の
量は、非常に少なくなる。
The internal resistance of a common base amplifier is higher than that of a transistor follower (grounded collector) circuit.
If the current amplification factor of Q 15 is β 5 , it is [1+β 5 ] times higher. Therefore, when the same transistor as transistor Q 11 is used as transistor Q 15 , the internal resistance of transistor Q 15 is usually 100 times or more that of transistor Q 11 . Therefore,
The amount of ripple component leaking to the collector of transistor Q11 through the internal resistance of transistor Q15 becomes extremely small.

以上の様に、第1図に示した本考案に係る電力
増幅器によれば、トランジスタQ11のコレクタに
加わる電源リツプル成分の経路は、定電流手段
CC1およびトランジスタQ15のコレクタ抵抗の2
つが存在するが、そのどちらも非常にインピーダ
ンスが高く、かつトランジスタQ11のコレクタ交
流インピーダンスが非常に低いため、トランジス
タQ11のコレクタにはリツプルがほとんど現われ
なくなる。
As described above, according to the power amplifier according to the present invention shown in FIG .
2 of the collector resistance of CC 1 and transistor Q 15
Both of them have very high impedance, and the collector AC impedance of transistor Q11 is very low, so that almost no ripple appears at the collector of transistor Q11 .

従つて、トランジスタQ11のエミツタにもリツ
プルはほとんど発生せず、トランジスタQ12によ
つて電流増幅されることもない。
Therefore, almost no ripple occurs at the emitter of the transistor Q11 , and the current is not amplified by the transistor Q12 .

よつて、トランジスタQ11,Q12によるダーリ
ントン接続段の電源端子Bより見た等価的な内部
抵抗は、トランジスタQ12の内部抵抗のみとな
る。
Therefore, the equivalent internal resistance seen from the power supply terminal B of the Darlington connection stage formed by the transistors Q 11 and Q 12 is only the internal resistance of the transistor Q 12 .

ところで、この電力増幅器が大出力を出した場
合には、トランジスタQ12のコレクタ電流が増加
し、内部抵抗は著しく低下するため、多くの電源
リツプル成分がトランジスタQ12の内部抵抗を通
じて負荷RLに流れることになる。しかし、信号
の出力電流に比べると小さいため、人間の耳のマ
スキング効果により、再生音質の劣化は聴感上少
なく、むしろ小信号時にリツプル成分が混入する
場合の方が聴感上重要であり、本考案に係る第1
図に示す電力増幅器は、トランジスタQ12の内部
抵抗の低下が少ない小出力領域で、リツプル成分
の抑圧が高いため理にかなつている。また、トラ
ンジスタQ15は、トランジスタQ11と同程度の電
流容量のトランジスタでも良く、発熱は第7図に
示す従来の電力増幅器のトランジスタQ1と同じ
であり、更に、トランジスタQ11はコレクタ・エ
ミツタ間電圧が一定となるため、その電圧は、動
作に必要な数ボルト程度でよく、トランジスタ
Q11の発熱を非常に低減できる。そのため、放熱
に関しては、前述した従来の電力増幅器と同程度
の対策で十分であり、トランジスタQ11はコスト
の安い低耐圧トランジスタが使用できる。また、
トランジスタQ11の発熱が少ないため、バイアス
安定度が向上する等の利点が多い。更に、第1図
の本考案に係る電力増幅器の実施例について説明
する。
By the way, when this power amplifier outputs a large output, the collector current of transistor Q 12 increases and the internal resistance decreases significantly, so many power supply ripple components are transferred to the load R L through the internal resistance of transistor Q 12 . It will flow. However, since it is small compared to the signal output current, there is little deterioration in playback quality due to the masking effect of the human ear.In fact, it is more important for the auditory sense when ripple components are mixed in with small signals. 1st related to
The power amplifier shown in the figure makes sense because it suppresses ripple components to a high degree in a small output region where the internal resistance of transistor Q12 decreases little. Further, the transistor Q 15 may be a transistor with the same current capacity as the transistor Q 11 , and the heat generation is the same as that of the transistor Q 1 of the conventional power amplifier shown in FIG. Since the voltage across the transistor is constant, the voltage only needs to be a few volts, which is necessary for operation.
Q11 heat generation can be greatly reduced. Therefore, with regard to heat dissipation, it is sufficient to take measures similar to those of the conventional power amplifier described above, and an inexpensive low-voltage transistor can be used as the transistor Q11 . Also,
Since the transistor Q11 generates less heat, there are many advantages such as improved bias stability. Furthermore, an embodiment of the power amplifier according to the present invention shown in FIG. 1 will be described.

トランジスタQ16および定電流手段CC2定電圧
手段CV2等については、先の説明と同様なので省
略し、ここでは特にトランジスタQ15とQ16の両
エミツタ間に接続したコンデンサC1について説
明する。
The transistor Q 16 , the constant current means CC 2 , the constant voltage means CV 2, etc. are the same as the previous explanation, so they will be omitted, and here, the capacitor C 1 connected between the emitters of the transistors Q 15 and Q 16 will be explained in particular.

通常のBクラスアンプでは、トランジスタQ12
およびQ14は交互にカツトオフする。一方、トラ
ンジスタQ11およびQ12もある出力以上になると
交互にカツトオフする動作となる。この場合、ト
ランジスタQ15およびQ16も交互にカツトオフす
るが、数KHz以上の高い周波数では、トランジス
タのキヤリア蓄積効果が目立つて来るようにな
る。更に、オーデイオアンプでは、通常負帰還が
施されているが、その量が減少するため、トラン
ジスタQ15,Q16のない通常のダーリントン接続
による出力段を有する電力増幅器よりも歪率が悪
化する。この対策として、トランジスタQ11およ
びQ13の両エミツタ間に抵抗を挿入してトランジ
スタQ15,Q16がカツトオフするのを防止するこ
とが提案されている。この提案は、効果が高く、
容易に実施できるものである。しかし、トランジ
スタQ15,Q16のアイドル電流が増加するため、
トランジスタQ15,Q16の熱損失が増加し、場合
によつてはトランジスタQ15,Q16に放熱器を必
要とすることもある。そこで、トランジスタ
Q15,Q16のアイドル電流を増加させることなく、
歪率悪化を除去する電力増幅器とするために、第
1図に示すように、トランジスタQ11,Q13の両
コレクタ間、すなわち、トランジスタQ15,Q16
の両エミツタ間にコンデンサC1を挿入する。
In a normal B class amplifier, transistor Q12
and Q 14 cut off alternately. On the other hand, transistors Q11 and Q12 also operate to be cut off alternately when the output exceeds a certain level. In this case, transistors Q15 and Q16 are also cut off alternately, but at high frequencies of several KHz or more, the carrier accumulation effect of the transistors becomes noticeable. Furthermore, although negative feedback is normally provided in audio amplifiers, the amount of negative feedback is reduced, resulting in worse distortion than in a power amplifier having an output stage using a normal Darlington connection without transistors Q 15 and Q 16 . As a countermeasure to this problem, it has been proposed to insert a resistor between the emitters of transistors Q 11 and Q 13 to prevent transistors Q 15 and Q 16 from being cut off. This proposal is highly effective;
It is easy to implement. However, since the idle current of transistors Q 15 and Q 16 increases,
Heat loss in transistors Q 15 and Q 16 increases, and in some cases, a heat sink may be required for transistors Q 15 and Q 16 . Therefore, the transistor
without increasing the idle current of Q 15 and Q 16 .
In order to create a power amplifier that eliminates distortion factor deterioration, as shown in FIG .
Insert capacitor C1 between both emitters of.

前述の歪率悪化は比較的高い周波数である数K
Hz以上の周波数で顕著になることから、トランジ
スタQ15,Q16の両エミツタ間にコンデンサC1
挿入することによつて、数KHz以上でトランジス
タQ15あるいはQ16の一方がカツトオフしようと
してもコンデンサC1のインピーダンスが下つて、
そのコンデンサC1を通じて電流が流れるためカ
ツトオフしなくなり、歪率悪化が防止できる。更
に、無信号時にはコンデンサC1のインピーダン
スは無限大のためトランジスタQ15,Q16のアイ
ドル電流はコンデンサC1の挿入によつてもまつ
たく増加することもなく、無駄な発熱を押えるこ
とができる等大きな効果がある。
The aforementioned distortion rate deterioration occurs at a relatively high frequency of several K.
Since this becomes noticeable at frequencies above Hz, by inserting a capacitor C 1 between the emitters of transistors Q 15 and Q 16 , even if one of transistors Q 15 or Q 16 tries to cut off at frequencies above several KHz, The impedance of capacitor C1 decreases,
Since current flows through the capacitor C1 , it is no longer cut off, and distortion factor deterioration can be prevented. Furthermore, since the impedance of capacitor C 1 is infinite when there is no signal, the idle current of transistors Q 15 and Q 16 does not increase rapidly even when capacitor C 1 is inserted, and unnecessary heat generation can be suppressed. It has a big effect.

次に、第3図に示す本考案に係る電力増幅器の
第二の実施例について説明する。
Next, a second embodiment of the power amplifier according to the present invention shown in FIG. 3 will be described.

この第二の実施例の電力増幅器は、定電流手段
として定電流ダイオードD21,D22を使用し、ま
た、定電圧手段として、ツエナーダイオード
D23,D24を使用している。定電圧手段としては、
ツエナーダイオードD23,D24の代りに抵抗を用
いてもよく、あるいはツエナーダイオードと抵抗
の両方を用いてもよい。
The power amplifier of this second embodiment uses constant current diodes D 21 and D 22 as constant current means, and a Zener diode as constant voltage means.
D 23 and D 24 are used. As a constant voltage means,
Resistors may be used in place of the Zener diodes D23 and D24 , or both Zener diodes and resistors may be used.

第4図はこの考案に係る電力増幅器の第三の実
施例を示すもので、定電流手段にトランジスタ
Q37,Q38を用いている。
FIG. 4 shows a third embodiment of the power amplifier according to this invention, in which a transistor is used as a constant current means.
Q 37 and Q 38 are used.

トランジスタQ37およびQ38のエミツタには抵
抗R31,R32が接続され、トランジスタQ37,Q38
のベースにはダイオードD31,D32が接続され、
更に抵抗R33,R34が電源に接続されている。従
つて、トランジスタQ37、ダイオードD31、抵抗
R31,R33およびトランジスタQ38、ダイオード
D32、抵抗R32,R34は、それぞれカレントミラー
回路を構成しているため、トランジスタQ37
Q38のコレクタ電流は抵抗R31とR33および抵抗
R32とR34の比に応じた量が流れる。一方、定電
流ダイオードD35によりトランジスタQ37,Q38
ベース電流は、常に一定の電流が流れるため、そ
のコレクタ電流も定電流化されて、第3図におい
て述べた第二の実施例の電力増幅器のダイオード
D21,D22と同様の効果が得られる。
Resistors R 31 and R 32 are connected to the emitters of transistors Q 37 and Q 38 , and transistors Q 37 and Q 38
Diodes D 31 and D 32 are connected to the base of
Furthermore, resistors R 33 and R 34 are connected to the power supply. Therefore, transistor Q 37 , diode D 31 , resistor
R 31 , R 33 and transistor Q 38 , diode
Since D 32 and resistors R 32 and R 34 constitute a current mirror circuit, transistors Q 37 and
The collector current of Q 38 is the resistor R 31 and R 33 and the resistor
The amount flows according to the ratio of R 32 and R 34 . On the other hand, since a constant current always flows through the base currents of the transistors Q 37 and Q 38 due to the constant current diode D 35 , their collector currents are also made constant, and the power of the second embodiment described in FIG. amplifier diode
The same effect as D 21 and D 22 can be obtained.

第5図は、本考案に係る電力増幅器の第四の実
施例を示すもので、3段ダーリントン接続の場合
の実施例である。
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the power amplifier according to the present invention, and is an embodiment in the case of three-stage Darlington connection.

この電力増幅器は、ダーリントン接続の前2段
のトランジスタ、すなわち、トランジスタQ41
Q42およびトランジスタQ44,Q45のコレクタをそ
れぞれトランジスタQ47,Q48のエミツタに接続
している。
This power amplifier consists of transistors in the front two stages of Darlington connection, namely transistors Q 41 ,
The collectors of Q 42 and transistors Q 44 and Q 45 are connected to the emitters of transistors Q 47 and Q 48 , respectively.

トランジスタQ41,Q44のみトランジスタQ47
Q48のエミツタに接続しても効果はあるが、トラ
ンジスタQ42,Q45も同様に接続することによつ
て、更に、高い効果を得ているものである。
Transistor Q 41 , Q 44 only Transistor Q 47 ,
Although it is effective to connect the emitter of Q 48 , an even higher effect can be obtained by connecting transistors Q 42 and Q 45 in the same way.

第6図は、本考案に係る電力増幅器の第五の実
施例を示すもので、高低2組の電源と、それぞれ
に対応した2組の電力増幅回路を持ち、信号レベ
ルによつてそれらを自動的に切り換えて動作する
ようにした信号切換手段1を有する電力増幅器に
おいて実施したものである。この第6図のように
高圧側に実施したことにより、低電圧側最終段ト
ランジスタQ54,Q58が動作している場合には、
高電圧側電源VBHのリツプル成分は、少ないた
め、より一層リツプル抑圧改善効果が得られるこ
とになる。
Figure 6 shows a fifth embodiment of the power amplifier according to the present invention, which has two sets of high and low power supplies and two sets of power amplification circuits corresponding to each set, and automatically controls them depending on the signal level. This example is implemented in a power amplifier having a signal switching means 1 which is operated by switching the signal. By implementing this on the high voltage side as shown in Fig. 6, if the low voltage side final stage transistors Q 54 and Q 58 are operating,
Since the ripple component of the high-voltage side power supply V BH is small, the ripple suppression improvement effect can be further improved.

「考案の効果」 本考案に係る電力増幅器によれば、本考案に係
る電力増幅器は、ダーリントン接続された第1及
び第2のNPNトランジスタとダーリントン接続
された第1及び第2のPNPトランジスタにより
構成されたコンプリメンタリSEPP回路の電力増
幅器において、前記第2のNPNトランジスタと
前記第2のPNPトランジスタのエミツタをそれ
ぞれ抵抗を介して出力点に接続し、第3のNPN
トランジスタと第3のPNPトランジスタとを設
け、前記第3のNPNトランジスタ及び第3の
PNPトランジスタのエミツタをそれぞれ前記第
1のNPNトランジスタと前記第1のPNPトラン
ジスタのコレクタにそれぞれ接続すると共に、前
記第3のNPNトランジスタ及び前記第3のPNP
トランジスタの各々のコレクタとベース間にはそ
れぞれ定電流手段を設け、前記第3のNPNトラ
ンジスタと前記第3のPNPトランジスタのベー
スをそれぞれ前記第2のNPNトランジスタと前
記第2のPNPトランジスタのエミツタに定電圧
手段を介して接続し、前記第3のNPNトランジ
スタ及び第3のPNPトランジスタのコレクタに
はそれぞれ同極性のダーリントン接続により構成
されたSEPP回路の最終段トランジスタのコレク
タ並びにそれぞれの極性の電源を接続し構成した
ことにより、電源のリツプル成分が最終段トラン
ジスタのベースに流入することを著しく低減でき
るので、小出力時には負荷に電源リツプル成分が
流れ込むのを大幅に低減する効果がある。更に、
最終段トランジスタを除く前段トランジスタは、
コレクタ・エミツタ間電圧を動作に必要な程度の
低い電圧で、しかも定電圧化できるため、発熱が
押えられ、バイアス安定度が向上する。また、大
きな熱損失の発生もないため容易に実施できる等
の優れた特長がある。
"Effect of the invention" According to the power amplifier according to the invention, the power amplifier according to the invention is constituted by first and second NPN transistors connected in a Darlington connection and first and second PNP transistors connected in a Darlington connection. In the power amplifier of the complementary SEPP circuit, the emitters of the second NPN transistor and the second PNP transistor are connected to the output point via a resistor, respectively, and the third NPN transistor is connected to the output point through a resistor.
a transistor and a third PNP transistor; the third NPN transistor and the third PNP transistor;
The emitters of the PNP transistors are connected to the collectors of the first NPN transistor and the first PNP transistor, respectively, and the third NPN transistor and the third PNP
A constant current means is provided between the collector and base of each of the transistors, and the bases of the third NPN transistor and the third PNP transistor are connected to the emitters of the second NPN transistor and the second PNP transistor, respectively. The collectors of the third NPN transistor and the third PNP transistor are connected through a constant voltage means, and the collectors of the final stage transistors of the SEPP circuit configured by Darlington connections of the same polarity and the power supplies of the respective polarities are connected to the collectors of the third NPN transistor and the third PNP transistor, respectively. By connecting and configuring them, it is possible to significantly reduce the flow of the ripple component of the power supply into the base of the final stage transistor, which has the effect of significantly reducing the flow of the ripple component of the power supply into the load at the time of small output. Furthermore,
The front stage transistors except the final stage transistor are
Since the voltage between the collector and emitter can be maintained at a constant voltage as low as necessary for operation, heat generation is suppressed and bias stability is improved. In addition, it has excellent features such as being easy to implement since no large heat loss occurs.

また、プラス側およびマイナス側ベース接地ト
ランジスタの両エミツタ間にコンデンサを挿入し
たことにより、ベース接地トランジスタが数KHz
以上でカツトオフするのを防止できるため、ベー
ス接地トランジスタを接続することによる歪率悪
化を防止でき、また、このためにベース接地トラ
ンジスタの熱損失を増加させることがない等の優
れた特長がある。
In addition, by inserting a capacitor between both emitters of the positive and negative side common base transistors, the base common transistor
Since cut-off can be prevented as described above, it is possible to prevent deterioration of distortion rate due to connection of a common base transistor, and this has excellent features such as not increasing heat loss of the common base transistor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第6図は本考案に係る電力増幅器の
実施例を示すものであつて、第1図は第一の実施
例を示す回路図、第2図は第1図に示す電力増幅
器のプラス極性側の動作説明図、第3図乃至第6
図は、夫々第二、第三、第四、第五の実施例を示
す回路図である。第7図乃至第11図は従来の電
力増幅器を示すものであつて、第7図は第一の従
来例を示す回路図、第8図は第7図の従来例のプ
ラス極性側の動作説明図、第9図は第7図の従来
例の電源側から見た等価回路図、第10図および
第11図は第2、第3の従来の電力増幅器を示す
回路図である。 Q11,Q12,Q13,Q14,Q15.Q16……トランジ
スタ、RE1,RE2……抵抗、CC1,CC2……定電流
手段、CV1,CV2……定電圧手段、C1……コンデ
ンサ、RL……負荷。
1 to 6 show embodiments of the power amplifier according to the present invention, FIG. 1 is a circuit diagram showing the first embodiment, and FIG. 2 is a circuit diagram of the power amplifier shown in FIG. 1. Explanatory diagrams of operations on the positive polarity side, Figures 3 to 6
The figures are circuit diagrams showing second, third, fourth, and fifth embodiments, respectively. 7 to 11 show conventional power amplifiers, FIG. 7 is a circuit diagram showing the first conventional example, and FIG. 8 is an explanation of the operation of the conventional example of FIG. 7 on the positive polarity side. 9 are equivalent circuit diagrams of the conventional example shown in FIG. 7 as viewed from the power supply side, and FIGS. 10 and 11 are circuit diagrams showing second and third conventional power amplifiers. Q 11 , Q 12 , Q 13 , Q 14 , Q 15 . Q 16 ... Transistor, R E1 , R E2 ... Resistor, CC 1 , CC 2 ... Constant current means, CV 1 , CV 2 ... Constant voltage means, C 1 ... Capacitor, R L ... Load.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) ダーリントン接続された第1及び第2の
NPNトランジスタとダーリントン接続された
第1及び第2のPNPトランジスタとにより構
成されたコンプリメンタリSEPP回路の電力増
幅器において、 前記第2のNPNトランジスタと前記第2の
PNPトランジスタのエミツタをそれぞれ抵抗
を介して出力点に接続し、 第3のNPNトランジスタと第3のPNPトラ
ンジスタとを設け、 前記第3のNPNトランジスタ及び第3の
PNPトランジスタのエミツタをそれぞれ前記
第1のNPNトランジスタと前記第1のPNPト
ランジスタのコレクタにそれぞれ接続すると共
に、 前記第3のNPNトランジスタ及び前記第3
のPNPトランジスタの各々のコレクタとベー
ス間にはそれぞれ定電流手段を設け、 前記第3のNPNトランジスタと前記第3の
PNPトランジスタのベースをそれぞれ前記第
2のNPNトランジスタと前記第2のPNPトラ
ンジスタのエミツタに定電圧手段を介して接続
し、 前記第3のNPNトランジスタ及び第3の
PNPトランジスタのコレクタにはそれぞれ同
極性のダーリントン接続により構成された
SEPP回路の最終段トランジスタのコレクタ並
びにそれぞれの極性の電源を接続したことを特
徴とする電力増幅器。 (2) ダーリントン接続により構成されたSEPP回
路に接続された前記第3のNPNトランジスタ
及び前記第3のPNPトランジスタの両エミツ
タ間がコンデンサを介して接続されていること
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項記
載の電力増幅器。
[Claims for utility model registration] (1) Darlington connected first and second
In a power amplifier of a complementary SEPP circuit constituted by an NPN transistor and first and second PNP transistors connected in Darlington, the second NPN transistor and the second PNP transistor are connected to each other.
The emitters of the PNP transistors are each connected to the output point via a resistor, and a third NPN transistor and a third PNP transistor are provided, and the third NPN transistor and the third
The emitters of the PNP transistors are connected to the collectors of the first NPN transistor and the first PNP transistor, respectively, and the third NPN transistor and the third
A constant current means is provided between the collector and the base of each of the PNP transistors, and the third NPN transistor and the third
The bases of the PNP transistors are connected to the emitters of the second NPN transistor and the second PNP transistor, respectively, via constant voltage means, and the bases of the third NPN transistor and the third
The collectors of the PNP transistors are configured with Darlington connections of the same polarity.
A power amplifier characterized by connecting the collector of the final stage transistor of the SEPP circuit and the power supply of each polarity. (2) A request for registration of a utility model characterized in that both emitters of the third NPN transistor and the third PNP transistor connected to an SEPP circuit configured by a Darlington connection are connected via a capacitor. The power amplifier according to item 1.
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