JPH0818349A - 増幅器の熱保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 音切れ等の聴感上違和感なく出力トランジス
タの動作を低下させ、集積回路の熱保護を行う。 【構成】 ツェナーダイオード１のカソード電圧に応じ
て発生するトランジスタ２のエミッタ電圧は、抵抗２６
及び２７と抵抗２８及び２９とにより分圧され、制御ト
ランジスタ５及び６のベースに印加される。チップ温度
が所定温度になると、制御トランジスタ５及び６がオン
し、温度上昇に応じて出力トランジスタ１６及び１７の
動作は緩やかに低下する。さらに、チップ温度が上昇す
ると、抵抗２６乃至２８と抵抗２９との中点電圧によ
り、トランジスタ３０及び３１がオンし、抵抗２６に流
れる電流が減少するので、制御トランジスタ５及び６の
ベース電圧が急激に高くなるので、出力トランジスタ１
６及び１７の動作は急激に低下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、オーディオ用
低周波増幅器に用いて好適な増幅器の熱保護回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＩＣ化された増幅器において、
ＩＣ基板の温度が１５０℃以上になると、集積回路の配
線が溶け出しショートしたり、また、熱ストレスにより
トランジスタが破壊されるという問題があった。ＩＣ基
板の温度上昇の原因の１つに、出力トランジスタから発
生する熱が挙げられる。その為、ＩＣ基板の温度が１５
０℃以上にならないように、温度を検出し出力トランジ
スタを制御する回路を設ける必要があり、このような回
路として図２の回路が用いられていた。

【０００３】図２において、ツェナーダイオード（１）
が動作すると、ツェナーダイオード（１）のカソードに
定電圧が発生し、カソード電圧はトランジスタ（２）の
ベースに印加され、前記カソード電圧よりトランジスタ
（２）のベース−エミッタ間電圧だけ低いエミッタ電圧
がトランジスタ（２）に発生する。尚、ツェナーダイオ
ード（１）の端子間電圧の温度特性は約＋３ｍＶ／℃で
あり、トランジスタ（２）のベース−エミッタ間電圧の
温度特性は約−２ｍＶ／℃であるので、前記エミッタ電
圧は正の温度特性を有する。前記エミッタ電圧は抵抗
（３）及び（４）によって分圧され、制御トランジスタ
（５）及び（６）のベースに印加される。基板温度が上
昇すると、前記カソード電圧が高くなり、トランジスタ
（２）のエミッタ電圧も高くなる。そして、抵抗（３）
及び（４）の中点電圧が所定電圧になると、制御トラン
ジスタ（５）及び（６）が動作し、出力トランジスタ
（７）及び（８）のバイアス電流の一部が制御トランジ
スタ（５）及び（６）に流れる。さらに、温度上昇する
と、前記中点電圧は高くなり、制御トランジスタ（５）
及び（６）のコレクタ電流が大きくなり、出力トランジ
スタ（７）及び（８）のバイアス電流は小さくなるの
で、ＢＴＬ構成の出力増幅部（９）の出力レベルを低下
させることができる。

【０００４】ところで、基板温度１５０℃付近で保護の
為に出力トランジスタを動作させないようにすれば、１
００℃付近から制御トランジスタ（５）及び（６）を動
作させ、出力トランジスタを制御し始めなければならな
かった。その為、出力増幅部（９）の出力レベルは、１
００℃から緩やかに減少し、１５０℃手前で著しく低下
するという問題があり、聴感上の違和感が生じていた。

【０００５】上述の問題を解決するために、図３の回路
が提案されている。尚、図２と同一の素子については図
２と同一の符号を付す。図３において、トランジスタ
（２）のエミッタ電圧は抵抗（３）と並列抵抗（１０）
及び（１１）とにより分圧され、トランジスタ（１２）
のベースに印加される。抵抗（３）と並列抵抗（１０）
及び（１１）との中点電圧が所定電圧以上になると、ト
ランジスタ（１２）が動作するので、制御トランジスタ
（５）及び（６）が動作し、出力トランジスタ（７）及
び（８）は動作しなくなる。一方、トランジスタ（１
３）も動作するので、トランジスタ（１４）は動作しな
くなり、抵抗（１１）に流れる電流は減少する。その
為、抵抗（３）と並列抵抗（１０）及び（１１）との中
点電圧は増加し、トランジスタ（５），（６）及び（１
３）のベース電圧も増加するので、出力トランジスタ
（７）及び（８）とトランジスタ（１４）との動作はさ
らに低下する。即ち、トランジスタ（１２）のベース電
圧に正帰還がかかっている。よって、トランジスタ（１
２）の動作開始の温度を１５０℃付近に設定すれば、出
力増幅部（９）の出力レベルを１５０℃付近で急激に減
少させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
回路では、約１５０℃で出力増幅部（９）の出力レベル
が急激に減少するので、保護動作直後スピーカ（１５）
から音が一瞬だけ発生しなくなると共に、異音が発生す
るという問題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたものであり、入力信号を増幅する出力トランジ
スタと、正の温度特性を有する定電圧を発生するダイオ
ードと、前記定電圧を分圧する分圧回路と、該分圧回路
の出力信号に応じて、前記出力トランジスタのバイアス
を減衰する減衰回路と、前記分圧回路に流れる電流が所
定値以上になったことを検出する検出回路と、該検出回
路の出力信号に応じて、前記減衰回路の入力電圧を高く
する切換回路とを備えたことを特徴とする。

【０００８】また、前記分圧回路は複数の抵抗から成
り、前記切換回路は、前記複数の抵抗のうち少なくとも
１つの抵抗をショートすることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に依れば、温度が上昇すると、ダイオー
ドから発生する定電圧は増加するので、分圧回路の出力
電圧は増加する。そして、減衰回路は、分圧回路の出力
電圧に応じて、出力トランジスタのバイアスを減衰し、
出力トランジスタを制御する。分圧回路に流れる電流が
検出回路により所定値以上であると検出されると、切換
回路が動作し、減衰回路の入力電圧が高い方向に切換え
られる。このように、所望の温度の近傍で緩やかに出力
トランジスタを動作させないようにし、所望の温度に急
激に出力トランジスタの動作を停止させることにより、
異音が発生することなく保護動作が行われる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図であり、
（１６）乃至（１９）はＢＴＬ（Blanced Transfarmerl
ess）接続された出力トランジスタ、（２０）乃至（２
３）は出力トランジスタ（１６）乃至（１９）をそれぞ
れ駆動するドライバトランジスタ、（２４）及び（２
５）はドライバトランジスタ（２０）及び（２２）と、
ドライバトランジスタ（２１）及び（２３）とをそれぞ
れ駆動するプリドライバトランジスタ、（２６）乃至
（２９）はトランジスタ（２）のエミッタ電圧を分圧す
る為の抵抗、（３０）は抵抗（２８）と抵抗（２９）と
の中点電圧に応じてオンするトランジスタ、（３１）は
トランジスタ（３０）のコレクタ電圧に応じて抵抗（２
６）を短絡させる為のトランジスタであり、これらの素
子はスピーカ（１５）を除いてＩＣ化されている。尚、
図１において、従来と同一の素子については、従来と同
一の符号を付し、説明を省略する。

【００１１】図１において、チップ温度が４０〜５０℃
の時、入力端子（３２）及び（３３）に互いに逆相の入
力信号がそれぞれ印加されると、プリドライバトランジ
スタ（２４）は、ドライバトランジスタ（２０）及び
（２２）を駆動し、さらに、ドライバトランジスタ（２
０）及び（２２）は出力トランジスタ（１６）及び（１
８）をそれぞれ駆動する。一方、プリドライバトランジ
スタ（２５）はドライバトランジスタ（２１）及び（２
３）を駆動し、さらに、出力トランジスタ（１７）及び
（１９）が駆動される。入力信号のレベルが正である
と、プリドライバトランジスタ（２５）が動作し、プリ
ドライバトランジスタ（２４）は動作しないので、ドラ
イバトランジスタ（２０）及び（２３）が動作し、出力
トランジスタ（１６）及び（１９）を駆動する。よっ
て、出力トランジスタ（１６）のエミッタ電流がスピー
カ（１５）を介して出力トランジスタ（１９）のコレク
タに供給され、スピーカ（１５）は駆動する。逆に、入
力信号レベルが負であると、プリドライバトランジスタ
（２４）が動作し、プリドライバトランジスタ（２５）
は動作しないため、ドライバトランジスタ（２１）及び
（２２）が動作し、出力トランジスタ（１７）のエミッ
タ電流がスピーカ（１５）を介して出力トランジスタ
（１８）のコレクタに供給され、スピーカ（１５）が駆
動する。

【００１２】ところで、ツェナーダイオード（１）のカ
ソード電圧はトランジスタ（２）のベースに印加され、
前記カソード電圧よりトランジスタ（２）のベース−エ
ミッタ電圧だけ低い電圧がトランジスタ（２）のエミッ
タに発生する。トランジスタ（２）のエミッタ電圧は抵
抗（２７）と抵抗（２８）とによって分圧され、制御ト
ランジスタ（５）及び（６）のベースにそれぞれ印加さ
れる。抵抗（２７）と抵抗（２８）との中点電圧は、チ
ップ温度が４０〜５０℃の時、十分に小さく、制御トラ
ンジスタ（５）及び（６）はオンしない。

【００１３】チップ温度が上昇すると、ツェナーダイオ
ード（１）のアノード電圧も高くなり、抵抗（２７）と
抵抗（２８）との中点電圧は高くなる。例えば、チップ
温度が約１３０℃になると、前記中点電圧は、制御トラ
ンジスタ（５）及び（６）のベース−エミッタ電圧に達
し、制御トランジスタ（５）及び（６）は動作開始す
る。そして、制御トランジスタ（５）及び（６）のコレ
クタに電流が発生するため、定電流源（３４）及び（３
５）から発生するドライバトランジスタ（２０）及び
（２１）のバイアス電流の一部が制御トランジスタ
（５）及び（６）に流れる。よって、ドライバトランジ
スタ（２０）及び（２１）は十分に動作しなくなり、出
力トランジスタ（１６）及び（１７）も十分に動作しな
くなる。さらに、チップ温度が上昇すれば、前記中点温
度も上昇するので、制御トランジスタ（５）及び（６）
のコレクタ電流は大きくなり、出力トランジスタ（１
６）及び（１７）はさらに動作しなくなる。そして、温
度の上昇と共に、出力トランジスタ（１６）及び（１
７）は動作しなくなる。

【００１４】さらに、また、チップ温度が上昇し、例え
ば、約１５０℃になると、抵抗（２８）と抵抗（２９）
との中点電圧がトランジスタ（３０）のベース−エミッ
タ間電圧に達し、トランジスタ（３０）は動作開始す
る。それに応じて、トランジスタ（３１）も動作開始
し、抵抗（２６）がトランジスタ（３１）で短絡され
る。その為、抵抗（２６）に流れる電流が減少したた
め、抵抗（２６）の電圧降下による電圧が減少し、抵抗
（２８）と抵抗（２９）との中点電圧も高くなる。抵抗
（２８）と抵抗（２９）との中点電圧が高くなることに
よって、トランジスタ（３０）のコレクタ電流は大きく
なり、トランジスタ（３１）のコレクタ電流も大きくな
る。その為、抵抗（２６）に流れる電流はさらに減少
し、抵抗（２６）の端子間電圧は低くなるので、抵抗
（２８）と抵抗（２９）との中点電圧は高くなる。即
ち、抵抗（２８）と抵抗（２９）との接続中点に正帰還
がかかっているので、トランジスタ（３０）が動作開始
すると、前記接続中点の電圧が急激に高くなる。従っ
て、チップ温度が１５０℃付近になると、抵抗（２６）
及び（２７）と抵抗（２８）及び（２９）との中点電圧
も急激に高くなり、制御トランジスタ（５）及び（６）
のコレクタ電流も急激に大きくなるので、バイアス電流
はほとんどドライバトランジスタ（２０）及び（２１）
のベースに流れず、出力トランジスタ（１６）及び（１
７）の動作を十分に低くさせることができる。

【００１５】尚、抵抗（２６）乃至（２９）の値を可変
することにより、制御トランジスタ（５）及び（６）と
トランジスタ（３０）とが動作開始する温度を１５０℃
の近傍に任意に設定することができる。

【００１６】

【発明の効果】従って、本発明に依れば、チップ温度が
上昇した場合出力トランジスタの制御を緩やかに行い、
さらにチップ温度が上昇すると出力トランジスタの制御
を急激に行っているので、音が途切れることなく、異音
が発生することなく、ＩＣ回路の熱に対する保護を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】従来例を示す回路図である。

【図３】他の従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ ツェナーダイオード ２，３０，３１ トランジスタ ５，６ 制御トランジスタ １５ スピーカ １６，１７，１８，１９ 出力トランジスタ ２０，２１，２２，２３ ドライバトランジスタ ２４，２５ プリドライバトランジスタ ２６，２７，２８，２９ 抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を増幅する出力トランジスタ
   と、 正の温度特性を有する定電圧を発生するダイオードと、 前記定電圧を分圧する分圧回路と、 該分圧回路の出力信号に応じて、前記出力トランジスタ
   のバイアスを減衰する減衰回路と、 前記分圧回路に流れる電流が所定値以上になったことを
   検出する検出回路と、 該検出回路の出力信号に応じて、前記減衰回路の入力電
   圧を高くする切換回路とを備えたことを特徴とする増幅
   器の熱保護回路。
2. 【請求項２】 前記分圧回路は複数の抵抗から成り、前
   記切換回路は、前記複数の抵抗のうち少なくとも１つの
   抵抗をショートすることを特徴とする請求項１記載の増
   幅器の熱保護回路。