JPH1146122A - Switching power amplifier circuit - Google Patents

Switching power amplifier circuit

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Publication number
JPH1146122A
JPH1146122A JP21552597A JP21552597A JPH1146122A JP H1146122 A JPH1146122 A JP H1146122A JP 21552597 A JP21552597 A JP 21552597A JP 21552597 A JP21552597 A JP 21552597A JP H1146122 A JPH1146122 A JP H1146122A
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JP
Japan
Prior art keywords
transistor
power amplifier
turned
amplifier circuit
switching power
Prior art date
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Pending
Application number
JP21552597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michitoshi Mitsunami
道俊 三並
Yutaka Kojima
豊 小島
Kazuhisa Ikuiwa
量久 生岩
Masahiko Yamazoe
雅彦 山添
Ikushi Fujitani
育司 藤谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd, Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Radio Co Ltd
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Publication of JPH1146122A publication Critical patent/JPH1146122A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To unnecessitate to differentiate edges of a drive signal, to drastically reduce loss and to perform efficient amplification by inserting an inductive element between an outputting stage and ground and utilize counter- electromotive force that occurs when one transistor is turned off to make inter- terminal voltage of the transistor 0 V when the other transistor performs the on-operation. SOLUTION: A condenser 10 and an inductor 11 are connected between an outputting stage and ground in order to compensate loss for an inclined part. For instance, when a field-effect transistor 6 is turned on and a field-effect transistor 7 is turned off, current flow into the inductor 11 through the transistor 6 and the condenser 10. Here, when the transistor 6 is turned off, counter- electromotive force occurs in the inductor 11, voltage between its drain and source is made 0 V before the transistor 7 performs an on-operation and after that, the transistor 7 performs the on-operation. This makes it possible to perform a switching operation with both the transistors 6 and 7 at 0 V between their drains and sources.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シングルエンド・
プッシュプル方式のスイッチング電力増幅回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a push-pull switching power amplifier circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、増幅素子にFETを用いたシン
グルエンド・プッシュプル方式のスイッチング電力増幅
回路の一例を示すブロック図であり、中波放送装置等の
電力増幅器に使用される増幅回路を示す。図3におい
て、1はトランス、2,4は抵抗、3,5はコンデン
サ、6,7は電界効果トランジスタ(FET)、8は直
流分をカットするためのコンデンサ、9は負荷抵抗、1
2,13はダイオードである。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing an example of a single-ended push-pull type switching power amplifier circuit using an FET as an amplifier element, which is used for a power amplifier of a medium-wave broadcasting device or the like. Is shown. 3, 1 is a transformer, 2 and 4 are resistors, 3 and 5 are capacitors, 6 and 7 are field effect transistors (FETs), 8 is a capacitor for cutting a direct current component, 9 is a load resistor, 1
Reference numerals 2 and 13 denote diodes.

【0003】この種の増幅回路の動作は良く知られてい
るので、その動作の説明は省略するが、ドライブ信号の
立ち上がり,立ち下がりエッジの鈍りによる損失を低減
させる方法として、FET6,7のゲートの前段に、そ
れぞれ抵抗2とコンデンサ3、抵抗4とコンデンサ5と
を並列に接続し、図4の波形(A),(B)のように、
その立ち上がり,立ち下がりエッジを微分してFET
6,7をドライブするように構成し、出力波形(C)を
得ている。
The operation of this type of amplifying circuit is well known, and the description of the operation is omitted. However, as a method of reducing the loss due to dull rising and falling edges of the drive signal, the gates of the FETs 6 and 7 are reduced. Are connected in parallel with the resistor 2 and the capacitor 3 and the resistor 4 and the capacitor 5, respectively, as shown in waveforms (A) and (B) of FIG.
Differentiating the rising and falling edges, FET
6 and 7 are driven to obtain an output waveform (C).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
力増幅回路では、図4の波形(C)に示すように、出力
波形のON,OFF時間は0に近づけることができ傾斜
による損失を防ぐことは可能であるが、以下のような問
題がある。すなわち、抵抗2およびコンデンサ3,抵抗
4およびコンデンサ5の値を、電界効果トランジスタ
6,7の特性に整合させる必要がある。また、出力波形
の傾斜時間を小さくするためには電界効果トランジスタ
6,7のゲートドライブを過剰気味に行う必要がある
が、このようにすると電界効果トランジスタ6,7が同
時にONする時間が発生し、図4の波形(D)に示すよ
うな波形の重なりが生じる。従ってこの時間だけ電源が
短絡されたことになり、図4の波形(E)に示すような
ショート電流が電界効果トランジスタ6,7を通って流
れ、結果として電界効果トランジスタ内での電力損失が
大きくなる等の問題点があった。
In the conventional power amplifier circuit as described above, as shown in the waveform (C) of FIG. 4, the ON and OFF times of the output waveform can be made close to 0, and the loss due to the slope can be reduced. Although it is possible to prevent it, there are the following problems. That is, it is necessary to match the values of the resistor 2 and the capacitor 3, the resistor 4 and the capacitor 5 with the characteristics of the field effect transistors 6 and 7. Further, in order to reduce the slope time of the output waveform, it is necessary to excessively drive the gates of the field effect transistors 6 and 7, but in this case, the time when the field effect transistors 6 and 7 are simultaneously turned on occurs. The waveform overlaps as shown in waveform (D) of FIG. Therefore, the power supply is short-circuited for this time, and a short-circuit current as shown in waveform (E) of FIG. 4 flows through the field-effect transistors 6 and 7, resulting in a large power loss in the field-effect transistors. There were problems such as becoming.

【0005】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、ドライブ信号のエッジを微分する必
要がなく、且つ損失を大幅に低減して効率の良い増幅が
行えるスイッチング電力増幅回路を提供することを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and there is no need to differentiate the edge of a drive signal. It is intended to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるスイッチ
ング電力増幅回路は、増幅素子にトランジスタを用いた
シングルエンド・プッシュプル方式のスイッチング電力
増幅回路において、その出力段と接地との間に誘導性素
子を挿入し、一方のトランジスタのOFF時に前記誘導
性素子に生じる逆起電力を利用して、他方のトランジス
タがON動作を行うときにこのトランジスタの端子間電
圧を0Vとする構成を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A switching power amplifier circuit according to the present invention is a single-ended push-pull switching power amplifier circuit using a transistor as an amplifying element. An element is inserted, and a voltage between terminals of this transistor is set to 0 V when the other transistor performs an ON operation by using a back electromotive force generated in the inductive element when one transistor is turned off. .

【0007】また、増幅素子にFET(電界効果トタン
ジスタ)又はSIT(静電誘導トランジスタ)を用いた
シングルエンド・プッシュプル方式のスイッチング電力
増幅回路において、その出力段と接地との間に誘導性素
子を挿入し、一方のFET又はSITのOFF時に前記
誘導性素子に生じる逆起電力を利用して、他方のFET
又はSITがON動作を行うときにこのFET又はSI
Tのソース・ドレイン間電圧を0Vとする構成を特徴と
する。
Further, in a single-end push-pull type switching power amplifier circuit using an FET (field effect transistor) or SIT (static induction transistor) as an amplifying element, an inductive element is provided between an output stage and ground. Is inserted, and the other FET or the other FET is used by utilizing the back electromotive force generated in the inductive element when the SIT is turned off.
Or, when SIT performs ON operation, this FET or SI
A feature is that the source-drain voltage of T is set to 0V.

【0008】さらに、前記誘導性素子の前段に直流阻止
用の容量性素子を挿入したことを特徴とする。本発明の
スイッチング電力増幅回路は上述のような構成とするこ
とで、ドライブ信号の鈍りを補うことができ、ショート
電流を防止できる。
Further, a capacitive element for blocking direct current is inserted before the inductive element. With the switching power amplifier circuit of the present invention having the above-described configuration, dull drive signals can be compensated and short-circuit current can be prevented.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態を示すブ
ロック図であり、図において、1はトランス、2,4は
抵抗、6,7は電界効果トランジスタ(FET)、8は
直流分をカットするためのコンデンサ、9は負荷抵抗、
10は同じく直流分をカットするためのコンデンサ(容
量性素子)、11はインダクタ(誘導性素子)、12,
13はダイオードである。すなわち図3に示す従来の回
路のように、電界効果トランジスタのゲート前段にドラ
イブ信号の立ち上がり,立ち下がりエッジを微分する回
路は設けておらず、出力段と接地との間にコンデンサと
インダクタとを直列に接続した回路を挿入した構成とし
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transformer, reference numerals 2 and 4 denote resistors, reference numerals 6 and 7 denote field effect transistors (FETs), and reference numeral 8 denotes a DC component for cutting a DC component. Capacitor, 9 is load resistance,
10 is a capacitor (capacitive element) for cutting the DC component, 11 is an inductor (inductive element), 12,
13 is a diode. That is, unlike the conventional circuit shown in FIG. 3, a circuit for differentiating the rising and falling edges of the drive signal is not provided in the stage preceding the gate of the field effect transistor, and a capacitor and an inductor are connected between the output stage and the ground. It has a configuration in which circuits connected in series are inserted.

【0010】次に動作について説明する。ドライブ信号
の立ち上がり,立ち下がりエッジが図2(A),(B)
に示すように鈍っている場合、コンデンサ10およびイ
ンダクタ11の回路がない状態では、出力段Cの波形
は、FETのスイッチング速度でON,OFFを繰り返
すため図2の波形(C)に示すように、傾斜分の損失が
生じる。
Next, the operation will be described. The rising and falling edges of the drive signal are shown in FIGS.
When there is no circuit of the capacitor 10 and the inductor 11, the waveform of the output stage C repeats ON and OFF at the switching speed of the FET, as shown in the waveform (C) of FIG. , The loss of the slope occurs.

【0011】本発明の回路はこれを防止するために、出
力段と接地との間にコンデンサ10およびインダクタ1
1を接続し、傾斜分の損失を補わせる構成とした。例え
ば電界効果トランジスタ6がON状態で、電界効果トラ
ンジスタ7がOFF状態の場合、トランジスタ6,コン
デンサ10を経由してインダクタ11に電流が流れ込ん
でいる。この状態のとき、トランジスタ6がOFFにな
ると、インダクタ11に逆起電力が生じ、トランジスタ
7がON動作を行う以前にトランジスタ7のドレイン,
ソース間の電圧を0Vとし、その後トランジスタ7がO
N動作する。
In order to prevent this, the circuit of the present invention uses a capacitor 10 and an inductor 1 between the output stage and ground.
1 is connected to compensate for the loss of the slope. For example, when the field effect transistor 6 is on and the field effect transistor 7 is off, current flows into the inductor 11 via the transistor 6 and the capacitor 10. In this state, when the transistor 6 is turned off, a counter electromotive force is generated in the inductor 11, and the drain of the transistor 7 is turned off before the transistor 7 performs the ON operation.
The voltage between the sources is set to 0 V, and then the transistor 7
N operations are performed.

【0012】また、この逆にトランジスタ7がON状態
でトランジスタ6がOFF状態の場合、コンデンサ1
0,トランジスタ7を経由してインダクタ11から電流
が流れ出している。この状態のとき、トランジスタ7が
OFFになると、インダクタ11に逆起電力が生じ、ト
ランジスタ6がON動作を行う以前にトランジスタ6の
ドレイン,ソース間電圧を0Vとし、その後トランジス
タ6がON動作を行い、見かけ上出力波形は、図2
(D)のように整形される。
Conversely, when the transistor 7 is ON and the transistor 6 is OFF, the capacitor 1
0, a current flows from the inductor 11 via the transistor 7. In this state, when the transistor 7 is turned off, a back electromotive force is generated in the inductor 11, the voltage between the drain and the source of the transistor 6 is set to 0 V before the transistor 6 performs the ON operation, and then the transistor 6 performs the ON operation. The apparent output waveform is shown in FIG.
It is shaped as in (D).

【0013】このように本実施形態の構成では、トラン
ジスタ6,7とも、ドレイン,ソース間電圧が0Vのと
きにスイッチング動作を行わせることができ、図2の波
形(E)の黒塗りで示すような傾斜による損失を低減さ
せることができる。
As described above, in the configuration of the present embodiment, the switching operation can be performed when the voltage between the drain and the source of each of the transistors 6 and 7 is 0 V, which is indicated by the black waveform in FIG. Loss due to such inclination can be reduced.

【0014】なお上述の実施形態では、増幅素子のデバ
イスとしてFETを用いる構成を示したが、SIT(静
電誘導トランジスタ)やバイポーラトランジスタ等、一
般的なトランジスタを用いる構成でも実施できることは
言うまでもなく、バイポーラトランジスタを用いた場
合、トランジスタ6,7とも、エミッタ・コレクタ間電
圧が0Vのときにスイッチング動作を行わせることがで
きる。
In the above-described embodiment, the configuration using the FET as the device of the amplifying element has been described. However, it is needless to say that the configuration can be implemented using a general transistor such as an SIT (static induction transistor) or a bipolar transistor. When a bipolar transistor is used, both transistors 6 and 7 can perform a switching operation when the voltage between the emitter and the collector is 0V.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上説明したように本発明のスイッチン
グ電力増幅回路は、従来回路の欠点であるデバイス毎に
ゲートドライブの微分値を調整する必要がなく、ゲート
抵抗には一定の抵抗値を用いることができ回路設計が容
易に行える。また、過剰気味にドライブさせる必要がな
いため、出力段での波形の重なりによるショート電流が
なく、大幅な損失改善が図れる。さらに、デバイスがO
N動作を行うときデバイスにかかる電圧が0Vであるた
め、使用電圧に関係なく傾斜による損失を大幅に低減で
き、高効率な回路が得られ、特に中波放送装置等の高効
率化が図れる等の効果がある。
As described above, the switching power amplifier circuit of the present invention does not need to adjust the differential value of the gate drive for each device, which is a drawback of the conventional circuit, and uses a constant resistance value for the gate resistance. Circuit design can be easily performed. In addition, since it is not necessary to drive excessively, there is no short-circuit current due to overlapping of waveforms at the output stage, and significant loss reduction can be achieved. Furthermore, if the device is O
Since the voltage applied to the device when performing N operation is 0 V, loss due to tilt can be significantly reduced irrespective of the operating voltage, and a highly efficient circuit can be obtained. Has the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す回路の各部の波形を示す波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform chart showing waveforms at various parts of the circuit shown in FIG.

【図3】従来のこの種の回路の一例を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of such a conventional circuit.

【図4】図3に示す回路の各部の波形を示す波形図であ
る。
FIG. 4 is a waveform chart showing waveforms at various parts of the circuit shown in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トランス 2,4 抵抗 3,5 コンデンサ 6,7 電界効果トランジスタ(FET) 8 コンデンサ 9 負荷抵抗 10 コンデンサ(容量性素子) 11 インダクタ(誘導性素子) 12,13 ダイオード Reference Signs List 1 transformer 2, 4 resistor 3, 5 capacitor 6, 7 field effect transistor (FET) 8 capacitor 9 load resistor 10 capacitor (capacitive element) 11 inductor (inductive element) 12, 13 diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生岩 量久 東京都渋谷区神南二丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (72)発明者 山添 雅彦 東京都渋谷区神南二丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (72)発明者 藤谷 育司 東京都渋谷区神南二丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masahisa Raw Rock 2-2-1 Jinnan, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Center (72) Masahiko Yamazoe 2-2-2 Jinnan, Shibuya-ku, Tokyo No. 1 Inside the Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Center (72) Inventor Ikuji Fujitani 2-2-1 Jinnan, Shibuya-ku, Tokyo Inside the Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 増幅素子にトランジスタを用いたシング
ルエンド・プッシュプル方式のスイッチング電力増幅回
路において、 その出力段と接地との間に誘導性素子を挿入し、一方の
トランジスタのOFF時に前記誘導性素子に生じる逆起
電力を利用して、他方のトランジスタがON動作を行う
ときにこのトランジスタの端子間電圧を0Vとする構成
を特徴とするスイッチング電力増幅回路。
In a single-ended push-pull switching power amplifier circuit using a transistor as an amplifying element, an inductive element is inserted between its output stage and ground, and said inductive element is turned off when one transistor is turned off. A switching power amplifier circuit characterized in that a voltage between terminals of the other transistor is set to 0 V when the other transistor performs an ON operation by using a back electromotive force generated in the element.
【請求項2】 増幅素子にFET(電界効果トタンジス
タ)又はSIT(静電誘導トランジスタ)を用いたシン
グルエンド・プッシュプル方式のスイッチング電力増幅
回路において、 その出力段と接地との間に誘導性素子を挿入し、一方の
FET又はSITのOFF時に前記誘導性素子に生じる
逆起電力を利用して、他方のFET又はSITがON動
作を行うときにこのFET又はSITのソース・ドレイ
ン間電圧を0Vとする構成を特徴とするスイッチング電
力増幅回路。
2. A single-ended push-pull type switching power amplifier circuit using an FET (Field Effect Transistor) or SIT (Static Induction Transistor) as an amplifying element, wherein an inductive element is provided between its output stage and ground. Is inserted, and the source-drain voltage of this FET or SIT is reduced to 0 V when the other FET or SIT performs an ON operation by using the back electromotive force generated in the inductive element when one FET or SIT is turned off. A switching power amplifier circuit characterized by the following configuration.
【請求項3】 前記誘導性素子の前段に直流阻止用の容
量性素子を挿入したことを特徴とする請求項1乃至請求
項2の何れかに記載のスイッチング電力増幅回路。
3. The switching power amplifier circuit according to claim 1, wherein a capacitive element for blocking direct current is inserted before the inductive element.
JP21552597A 1997-07-28 1997-07-28 Switching power amplifier circuit Pending JPH1146122A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005252708A (en) * 2004-03-04 2005-09-15 Victor Co Of Japan Ltd D-class amplifier
KR100852314B1 (en) * 2000-10-10 2008-08-18 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 Switching power amplifiers and methods of amplifying an rf signal

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