JPH082009B2 - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

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JPH082009B2
JPH082009B2 JP2230433A JP23043390A JPH082009B2 JP H082009 B2 JPH082009 B2 JP H082009B2 JP 2230433 A JP2230433 A JP 2230433A JP 23043390 A JP23043390 A JP 23043390A JP H082009 B2 JPH082009 B2 JP H082009B2
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雅憲 藤沢
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    • H03F3/26Push-pull amplifiers; Phase-splitters therefor
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    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3083Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the power transistors being of the same type
    • H03F3/3086Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the power transistors being of the same type two power transistors being controlled by the input signal
    • H03F3/3088Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the power transistors being of the same type two power transistors being controlled by the input signal with asymmetric control, i.e. one control branch containing a supplementary phase inverting transistor
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    • H03FAMPLIFIERS
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    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3217Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in single ended push-pull amplifiers

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、入力信号をプッシュプル増幅する増幅回路
に関し、特に電流利用効率を向上させた増幅回路に関す
る。
[従来の技術] 従来、ラジオ、テープレコーダ等のオーディオ出力段
には第2図に示す如きプッシュプル増幅回路を用いて入
力信号を増幅していた。
図において、増幅回路1は、主に第1の駆動段A1と、
第2の駆動段A2と、トランジスタTr7及びTr11から成る
第1の出力段と、トランジスタTr9及びTr12から成る第
2の出力段と、で構成される。
ここでトランジスタTr7とTr11のエミッタ面積比及び
トランジスタTr9とTr12のエミッタ面積比を1:N(正の実
数)に設定する。
入力信号Aは、第1の駆動段A1に印加される。前記第
1の駆動段A1の出力電流は、トランジスタTr7のコレク
タ及びベースに供給される。トランジスタTr7とトラン
ジスタTr11とは、電流ミラー関係に接続されており、そ
のミラー比が1:Nと成されているので、第1の駆動段A1
の出力電流をI1(但し、I1=I1DC+I1AC、I1DCは直流電
流、I1ACは交流電流)とすれば、トランジスタTr11のコ
レクタ電流はN・I1となり、この電流がコンデンサC1及
び抵抗R5に供給される。
一方、入力信号Aと逆相の入力信号は、第2の駆動
段A2に印加される。前記第2の駆動段A2の出力電流は、
トランジスタTr9のコレクタ及びベースに供給される。
トランジスタTr9とトランジスタTr12とは、電流ミラー
関係に接続されており、そのミラー比が1:Nと成されて
いるので、第2の駆動段A2の出力電流をI2(但し、I2=
I2DC+I2AC、12DCは直流電流、I2ACは交流電流)とすれ
ば、トランジスタTr12のコレクタ電流はN・I2となり、
この電流がカップリング用のコンデンサC1を介して負荷
となる抵抗R5に供給される。
尚、入力信号A及びは、互いに逆相の関係に成され
ているので、トランジスタTr11及びTr2の出力電流は、
互いにプッシュプルの関係でカップリング用のコンデン
サC1を介して負荷となる抵抗R5に供給される。
[発明が解決しようとする課題] 以上説明した従来の増幅回路1では、出力増幅段が電
流ミラー接続されており、増幅率を大にするためには、
ミラー比(1:N)を大にしなければならなかった。
しかしながら、ミラー比を大にすると、無信号時のア
イドリング電流も大となり、消費電流が大となるという
問題があった。
本発明は、以上の課題に鑑み為されたものであり、発
明の目的は、アイドリング電流を増やさず、負荷に対す
るドライブ能力を高めることができる増幅回路を提供す
ることにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は以上の目的を達成するために、増幅回路を改
良した。
つまり、第1の入力信号を増幅する第1の駆動トラン
ジスタと、第2の入力信号を増幅する第2の駆動トラン
ジスタと、前記第1の駆動トランジスタの出力電流が供
給される第1のダイオード接続トランジスタ及び該ダイ
オード接続トランジスタに電流ミラー接続される第1の
出力トランジスタと、前記第2の駆動トランジスタの出
力電流が供給される第2のダイオード接続トランジスタ
及び該ダイオード接続トランジスタに電流ミラー接続さ
れる第2の出力トランジスタと、前記第1駆動トランジ
スタの出力電流に対応する電流に応じて、前記第2のダ
イオード接続トランジスタのエミッタ電流路を遮断する
第1の制御手段と、前記第2駆動トランジスタの出力電
流に対応する電流に応じて、前記第1のダイオード接続
トランジスタのエミッタ電流路を遮断する第2の制御手
段と、から成ることを特徴とする。
[作用] 本発明において、無信号時には、第1及び第2のダイ
オード接続トランジスタのエミッタ電流路を閉じて、出
力増幅段をミラー接続とする。そのため、アイドリング
電流はミラー比に応じて定まり、バイアス電流又はミラ
ー比を小に設定すれば、前記アイドリング電流を必要最
小限の値とすることができる。
入力信号の印加時には、入力信号の極性に応じて第1
又は第2のダイオード接続トランジスタのエミッタ電流
路を開く。その結果、出力増幅段を構成する第1又は第
2のダイオード接続型トランジスタが不動作となり、第
1又は第2の駆動トランジスタの出力電流はすべて第1
又は第2の出力トランジスタのベースに供給される。そ
のため、出力電流は第1又は第2の出力トランジスタの
電流増幅率hFEに応じた値となり、十分に大なる増幅率
が得られる。
[実施例] 本発明の好適な実施例を図面を用いて説明する。第1
図は本発明に係る増幅回路の回路図を示す。
回路構成説明 増幅回路1は、主に第1の駆動トランジスタTr5と、
第2の駆動トランジスタTr3と、第1のダイオード接続
トランジスタであるTr7と、第2のダイオード接続トラ
ンジスタであるTr9と、第1の制御手段であるトランジ
スタTr6及びTr10と、第2の制御手段であるトランジス
タTr4及びTr8と、第1の出力トランジスタTr11と、第2
の出力トランジスタTr12と、第1のバイアス手段と、第
2のバイアス手段と、で構成される。
第1のバイアス手段は、トランジスタTr1と、電流源
7と、抵抗R1及びR2と、で構成される。
第2のバイアス手段は、トランジスタTr2と、電流源
8と、抵抗R3及びR4と、で構成される。
回路接続説明 第1の入力端子6は、第1の駆動トランジスタTr5の
ベースと第1の制御手段のトランジスタTr6のベースに
接続さ、第2の入力端子5は、第2の駆動トランジスタ
Tr3のベースと第2の制御手段のトランジスタTr4のベー
スに接続され、入力信号が印加される。
同時に第1駆動トランジスタTr5のベースと第1の制
御手段のトランジスタTr6ベースは、第1のバイアス手
段のトランジスタTr1のベースと、直列に接続された抵
抗R1、抵抗R2を介して電流ミラー接続され、バイアス電
流が供給される。
第1のバイアス手段の抵抗R1と抵抗R2の中間接続点
は、トランジスタTr1のコレクタと電流源7に接続さ
れ、トランジスタTr1のエミッタは、電源端子2に接続
される。
第2駆動トランジスタTr3のベースと第2の制御手段
のトランジスタTr4のベースも、第2のバイアス手段の
トランジスタTr2のベースと、直列に接続された抵抗R
3、抵抗R4を介して電流ミラー接続され、バイアス電流
が供給される。
第2のバイアス手段と抵抗R3とR4の中間接続点は、ト
ランジスタTr2のコレクタと電流源8に接続され、トラ
ンジスタTr13のエミッタは、電源端子2に接続される。
第1の駆動トランジスタTr5のエミッタと、第1の制
御手段のトランジスタTr6のエミッタは電源端子2に接
続され、第1の駆動トランジスタTr5のベースと第1の
制御手段のトランジスタTr6のベースは接続され、第1
の制御手段のトランジスタTr6のコレクタは、第1の制
御手段のトランジスタTr10のベースに接続され、第1の
駆動トランジスタTr5のコレクタは第1のダイオード接
続トランジスタTr7のコレクタとベースに接続される。
第1の出力トランジスタTr11のエミッタ及び第2の出
力トランジスタTr12のコレクタは、出力端子4に接続さ
れ、更に出力端子4にはコンデンサC1を介して負荷とな
る抵抗R5が接続される。
第2の駆動トランジスタTr3及び第2の制御手段のト
ランジスタTr4のエミッタは、電源端子2に接続され、
第2の駆動トランジスタTr3のコレクタは、第2のダイ
オード接続トランジスタTr9のベース・コレクタに接続
され、第2の制御手段のトランジスタTr4のコレクタは
第2の制御手段のトランジスタTr8のベースに接続され
る。
第2の制御手段のトランジスタTr8のコレクタは、第
1のダイオード接続トランジスタTr7のエミッタに接続
され、第2の制御手段のトランジスタTr8のエミッタは
出力端子4に接続される。
第1のダイオード接続トランジスタTr7のベース・コ
レクタは、第1の出力トランジスタTr11のベースに接続
される。
第2のダイオード接続トランジスタTr9のベース・コ
レクタは、第2の出力トランジスタTr12のベースに接続
され、第2のダイオード接続トランジスタTr9のエミッ
タは第1の制御手段のトランジスタTr10のコレクタに接
続され、第1の制御手段のトランジスタTr10のエミッタ
はアース端子3に接続され、第2の出力トランジスタTr
12のエミッタもアース端子3に接続される。
回路動作説明 トランジスタTr7とTr11及びTr9とTr12のエミッタ面積
比を1:Nとする。
トランジスタTr7に流れる電流をI1とし、トランジス
タTr9に流れる電流をI2とする。
第1の入力端子6と第2の入力端子5に信号が印加さ
れない無信号時には、第1の駆動トランジスタTr5、第
1の制御手段のトランジスタTr6、第2の駆動トランジ
スタTr3、及び第2の制御手段のトランジスタTr4は動作
される。よって第1の出力トランジスタI11に流れるコ
レクタ電流Tr11Cは、 N・I1=N・I1DC となり、第2の出力トランジスタTr12に流れるコレクタ
電流I12Cは、 N・I2=N・I2DC となる。
従って、無信号時のアイドリング電流は、電流源7及
び8に流れる電流と、ミラー比Nに応じて決まり、それ
らを適切に調整すれば、クロスオーバ歪みを発生させな
いために必要な最小のアイドリング電流を、第1の出力
トランジスタTr11及び第2の出力トランジスタTr12に流
すことができる。
第1の入力端子6及び第2の入力端子5に互いに位相
が反転した(180度位相が異なる)信号が入力された信
号を説明する。
例えば第1の入力端子6には、正の信号が印加され、
第2の入力端子5には、負の信号が印加された場合を説
明する。
第1の入力端子6に印加される正の信号に応じて、ト
ランジスタTr5及びTr6が動作されない。そのため、トラ
ンジスタTr7及びTr11も動作されず、トランジスタTr9及
びTr10も動作されない。
一方、第2の入力端子5に印加される負の信号に応じ
て、トランジスタTr3及びTr4が動作される。トランジス
タTr4の動作によりトランジスタTr8も動作されるが、ト
ランジスタTr7が動作されていないので影響はない。
トランジスタTr3の出力電流は、トランジスタTr9及び
Tr10が動作されていないため、すべてトランジスタTr12
のベースに供給され、トランジスタTr12のhFE倍に増幅
される。通常NPNトランジスタのhFEは、100〜200のた
め、十分な出力電流が得られる。
次に、第1の入力端子6に負の信号が印加され、第2
の入力端子5に正の信号が印加された場合の動作を説明
する。
第2の入力端子5に印加される正の信号に応じて、ト
ランジスタTr3及びTr4が動作されない。そのため、トラ
ンジスタTr9及びTr12も動作されず、トランジスタTr7及
びTr8も動作されない。
第1の入力端子6に印加される負の信号に応じて、ト
ランジスタTr5及びTr6が動作される。トランジスタTr6
の動作によりトランジスタTr10も動作されるが、トラン
ジスタTr9が動作されていないので影響はない。
トランジスタTr5の出力電流は、トランジスタTr7及び
Tr8が動作されていないため、すべてトランジスタTr11
のベースに供給され、トランジスタTr11のhFE倍に増幅
される。
よって前述と同様に十分な出力電流が得られる。
入力信号印加時にトランジスタTr11に流れるコレクタ
電流I11Cは、 hFE・I1= hFE・(I1DC+I1AC) となり、またトランジスタTr12に流れるコレクタ電流Tr
12Cは、 hFE・I2= hFE・(I2DC+I2AC) となる。
以上述べた如く、入力信号はトランジスタの電流増幅
率hFEに応じて決まる。そのため、十分な増幅率を得ん
とする場合でも、ミラー比を大にする必要がない。ミラ
ー比は、アイドリング電流の設定のためだけに用いられ
るので、例えば50程度の小なる値に設定することができ
る。
[発明の効果] 以上、本発明によれば、従来に比べ無信号時のアイド
リング電流を増加させずに、入力信号をプッシュプル増
幅する場合に、大きな電力を負荷に供給することができ
るという効果がある。
その際、出力トランジスタの面積を小にすることがで
きるので、IC化した場合、チップ面積を小にできるとい
う利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る実施例を説明する回路図、 第2図は、従来の回路図である。 1……増幅回路 2……電源端子 3……アース端子 4……出力端子 5……第2の入力端子 6……第1の入力端子 7〜8……電流源 A1……第1の駆動段 A2……第2の駆動段 C1……コンデンサ R1〜R5……抵抗 Tr1〜Tr12……トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の入力信号を増幅する第1の駆動トラ
    ンジスタと、 第2の入力信号を増幅する第2の駆動トランジスタと、 前記第1の駆動トランジスタの出力電流が供給される第
    1のダイオード接続トランジスタ及び該ダイオード接続
    トランジスタに電流ミラー接続される第1の出力トラン
    ジスタと、 前記第2の駆動トランジスタの出力電流が供給される第
    2のダイオード接続トランジスタ及び該ダイオード接続
    トランジスタに電流ミラー接続される第2の出力トラン
    ジスタと、 前記第1駆動トランジスタの出力電流に対応する電流に
    応じて、前記第2のダイオード接続トランジスタのエミ
    ッタ電流路を遮断する第1の制御手段と、 前記第2駆動トランジスタの出力電流に対応する電流に
    応じて、前記第1のダイオード接続トランジスタのエミ
    ッタ電流路を遮断する第2の制御手段と、 から成ることを特徴とする増幅回路。
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