JPS58121805A - 電力増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱損失の少ない高効率増幅器に係り、効率が良
く、歪の少なく、特にオーディオ用アンプに適した電力
増幅器を提供するものである。

従来、高効率増幅器として、特公昭４６−１５８４７号
公報に示されたものがあるが、この回路にバイアス回路
を追加したものを第１図に示す。

第１南中、１は入力端子、２は出力端子、Ｑ＋は第１の
トランジスタ、Ｑ２は第２のトランジスタ、ＶＣａｌは
第１の電源、Ｖ（＋０２は第２の電源、Ｄｌはダイオー
ド、Ｄ２はバイアス用ツェナーダイオード、Ｖ、は第１
の電源の電圧、糧は第２の電源の電圧、ｖｃは第１のト
ランジスタＱ１のコレクタ電圧、ｅｌは入力信号、ｅ（
、は出力電圧、ＲＬは負荷抵抗を示す。

次に第１図の動作を説明する。入力信号が正の１　　　
　　　　電圧で、かつ第１の電源電圧Ｖ、より小さい時
は、負荷ＲＬに流れる電流は、第１の電源ＶＣＣ＋よジ
ダイオードＤ１、第１のトランジスタＱ＋　ｓ負荷へと
流れる。また、入力信号が、第１の電源の電圧ｖＬから
ツェナーダイオードＤ１の電圧を引いた電圧より大きい
時は、負荷ＲＬに流牡る電流は、第２の電源ｖｃｃｚよ
り第２のトランジスタＱ２、第１のトランジスタＱ１、
負荷電へと流れる。入力信号が負の電圧の場合にも、極
性が反転するだけで同様に動作するＯ 入力信号じ交流信号を加え、各部の電圧をみると、第２
図のようになる。すなわち、出力電圧ｅＯが大きくなっ
て、第１のトランジスタＱ１のコレクタ電圧ｖｃが持ち
上げられた時には、第１の電源ＶＣ＋Ｃ１と第２の電源
ＶＣ（＋２が、ダイオードＤ１と第２のトランジスタＱ
２によって切り換えられ、出力電圧の小さい時には低い
電源電圧、大きい時には高い電源電圧となるため、効率
よく負荷に電力を供給することが出来、第１．第２のト
ランジスタＱ１゜Ｑ２の発熱も従来の８級アンプに比べ
ると非常に少なくなる。

しかし、第１図の構成では、ダイオードＤ１と第１のト
ランジスタＱ１が交互に信号とともにオン。

オフをくりかえすため、スイッチングノイズが発生し、
これが歪となって表われる。特にオーディオアンプにお
いては、２０Ｈｚ〜２０敗、また１００ｋ）ｈまでも歪
を問題にするため、２０１〜２０ｋ）ｈにおいて歪率が
大差ないことが望ましいが、第１図の回路では、１１＆
以下の歪率は非常に小さいが、１匹以上になると周波数
に比例して歪率が悪化するという問題があり、オーディ
オアンプには適さない。

不発明は、上記問題点を解決し、高効率でありながら、
歪が少すく、オーディオ用アンプとして最適な電力増幅
器を提供するものである。

本発明の一実施例を第３図に示す。第３図中、Ｃはコン
デンサ、Ｄ５は整流用ダイオード％　Ｄ４＋Ｄ５は加算
２分離用ダイオード、その他は第１図と同一である。

第３図の動作について説明する。入力信号が、第１の電
源の電圧光よりかなり小さい時は、第１図の説明と同様
に動作する。入力信号が、第１の電源の電圧ＶＬ　７０
ｈらツェナーダイオードＤ２の電圧を引いた電圧より大
きい時、第２のトランジスタＱ２・のペース端子に、ツ
ェナーダイオードＤ２の電圧と出力電圧６ｏとが加算さ
れた電”圧がダイオードＤ４を通して加えら扛る。この
ため第２のトランジスタＱ２のエミッタ電位は、第１の
電源の電圧Ｖ、より高くなり、ダイオードＤ１がオフと
なり、第１のトランジスタがオンとなる。この時、コン
デンサＣに対し、整流用ダイオードＤ３を通して、第１
のトランジスタＱ１のコレクタ電圧ｖｃが充電される。

次に入力信号が小さくなった時、出力電圧６ｏが小さく
なるため、ダイオードＤ４はオフとなるが、先にコンデ
ンサＣに充電された電圧がダイオードＤ５を通して第２
のトランジスタＱ２のベース端子に加えられるため、コ
ンデンサＣが放電して、第１の電源電圧ｖＬになるまで
の時定数で、第１のトランジスタＱ１のコレクタ電圧が
変化する。

これらの各部の電圧の変化を第４図に示す。すなわち、
上記時定数より低い周波数では、波形に追従して、第１
のトランジスタＱ１トダイオートＤ。

がオン、オフするが、高い周波数では、上記時定７１・ 数により波形に追従せず、波形のピーク電圧に比例して
コレクタ電圧ｖｃが変化することになる。すなわち第１
のトランジスタＱ１とダイオードＤ１はオン、オフをく
りかえさず、波形のピーク電圧によりオン、オフを行な
うのみである。

このように、歪率が悪化する高い周波数の連続波では、
第１のトランジスタＱ１とダイオードＤ１が、第１図の
従来の回路のように波形に追従しオン。

オフしないため歪率が全く悪化しない。

なお不発明は、第３図にも示すように第１．第２のトラ
ンジスタをそれぞれ相補型トランジスタのプッシュプル
構成としてもよいことはいうまでもない。また第２のト
ランジスタＱ２は要は第１のトランジスタに対してカス
コード接続されていればよい。

さらに第６図に示すように第２のトランジスタＱ２に第
３のトランジスタＱｓ、第３の電源ｖａｃ３を付加し、
入力信号に応じて電源を３段に切換えるようにしてもよ
い。第５図において各素子に−１゜−２等のサフィック
スを付したものは、第３図の特開昭５８−１２１８０５
（３） サフィックスを付さない素子と実質的に同一の機能を備
えている。もちろん、同様にして４段、６段、・・・・
・・、ｎ段の切換えに発展させることも可能である。

以上のように本発明によ扛ば、歪率が悪化する高い周波
数の連続波で第１のトランジスタおよびダイオードが入
力信号波形に追従してオン、オフせず、第１のトランジ
スタのコレクタ電圧が入力信号波形のピーク電圧に比例
して変化するだけであるから、オーディオアンプで問題
となる高域での歪を著しく少なりシ、シかも高効率の電
力増幅器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電力増幅器の回路図、第２図は第１図の
各部の電圧波形図、第３図は本発明による電力増幅器の
一実施例の回路図、第４図は第３図の各部の電圧波形図
、第６卯は本発明の他の実施例の回路図である。 Ｑｌ・・・・・・第１のトランジスタ、Ｑ２・・団・第
２のトランジスタ、Ｑｓ・・・・・・第３のトランジス
タ、ｖｃｃｌ・・・・・・第１の電源、ｖｃｃ２・・・
・・・第２の電源％　ｖｃａｓ・旧・・第３の電源％Ｄ
１ｒ　ＤＩ−１＋　ＤＩ−２＋　Ｄ４　＋　Ｄ４−１　
＋　ｎ４−２　　・・・・−―分離用ダイオード１Ｄ５
　＋　Ｄ３−１　ｓ　ｎ３−２　ｙ　Ｏ＋　Ｃ−１＋　
Ｃ−２・・・・・・ピーク整流回路を構成するダイオー
ドおよびコンデンサ％　Ｄ２　＋　ｎ２−１ｐ　”２−
２　　・・自・・バイアス電源を構成するツェナーダイ
オード、１・旧・・久方端子、２・・・・・・出力端子
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名Ｉｔ
図 １／ｕ １３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくとも第１．第２のトランジスタと第１゜第
   ２の電源を具備し、上記第１のトランジスタのペース端
   子に入力信号を加え、上記第２のトランジスタを上記第
   １のトランジスタに対してカスコード接続し、上記第１
   ．第２のトランジスタの接続点にダイオードを介して第
   １の電源を接続し、上記第２のトランジスタの他の出力
   端子に上記第２の電源を接続し、上記第１のトランジス
   タの他の出力端子より出力電圧を得るように構成すると
   ともに、上記第２のトランジスタのペース端子に、上記
   出力電圧より大きい電位差を生じさせるバイアス電源と
   、上記バイアス電源の電圧と同等の電圧をコンデンサに
   充電するピーク整流回路を接続し、上記バイアス電源の
   電圧と上記ピーク整流回路の出力電圧のいずれか大きい
   電圧を選択して上記第２のトランジスタのペース端子に
   加えるようにしたことを特徴とする電力増幅器。 ＠）第１．第２のトランジスタとしてそれぞれ相補型ト
   ランジスタを用い、プッシュプル構成としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の電力増幅器。 （３）第２のトランジスタに第３．第４．・・・・・・
   、第ｎ（ｎは正の整数）のトランジスタを順次カスコー
   ド接続し、第３．第４．・・・・・・、第（ｎ−１）の
   電源をそれぞれダイオードを介して上記第２゜第３のト
   ランジスタの接続点、上記第３．第４のトランジスタの
   接続点、・・・・・・、上記第（ｎ−１）、第ｎのトラ
   ンジスタの接続点に接続し、第ｎの電源を第ｎのトラン
   ジスタの他の出力端子に接続し、上記第２〜第ｎの各ト
   ランジスタのペース端子にバイアス電源とピーク整流回
   路を接続し、上記バイアス電源の電圧とピーク整流回路
   の出力電圧のいずれか大きい電圧を選択してそれぞれ対
   応するトランジスタのペース端子に加えるようにしたこ
   とを特徴とする特許請氷の範囲第１項記載の電力増幅器
   。