JPS58150306A - 電力増幅器のバイアス回路 - 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、電力増幅器のバイアス回路の改良に関する。

一般に１電力増幅器のバイアス回路には第１図に示すよ
うなダイオード（３−１）や可変抵抗（３−２）等から
成る定電圧回路によるバイアス回路（３）が用いられ、
！ツシュグル出力回路の出力トランジスタ（５）及び（
６）の両ペース間に！ｌ続して該出力トランジスタのバ
イアス電流を定めているｍ　ｉｇ　ｉ図において、（１
）は入力端子、（２）Ｆｉ入力トランジスタ、（４）は
定電流源％　（７）　、　（８）は抵抗、（９）は出力
端子、（ト）社負荷抵抗、十Ｂは正電源、−Ｂは電電源
である。

ところが、このようなバイアス回路は、出力トランジス
タ（５）　、　（６）の温度上昇などＫよって皺出力ト
ランジスタ（５）　、　（６）のバイアス電流が変化す
るので、温度補償素子であるダイオード（３−１）によ
って上記出力トランジスタの温度上昇を検出し、バイア
ス電流の変化を補正して動作の安定を図っている。しか
し、かような温度補償の方法は、出力トランジスタを取
付けたラジェータ等を介して温度を検出しているので、
熱伝達時間の遅れや温度特性の違い等によって正確な温
度補償が困難であって、バイアス電流の安定化に時間を
要したり、バイアス電流の補正に過不足を生じたヤして
バイアス電流が安定性に欠ける難点がある。

本発明は、上述の如き欠点がなく温度安定性に優れた電
力増幅器用バイアス回路を提供しようとするものである
。以下、図面によシ本発明を具体的に説明する。

第２図は、本発明の実施例を示す略式回路図である６図
において、ｓ１図と対応する部分には同一符号を付して
説明を省略する。図の左下方の破線で囲んだ部分はムＳ
Ｏ保−回路であｐｌこれについては後で説明する。（２
）及び斡は比較器で、図示のように１これらの一方の入
力端子はそれぞれＡ点及びＢ点に！１続され、他方の入
力端子Ｅ及びＦはそれぞれ基準直流電源ａｎ　、　ａｓ
の正極及び負極に接続される。　（１５−１）及び（１
５−２）はオア・ダートで、これらは変換回路（２）を
構成する。　（１６−１）及び（１６−２）は積分回路
を構成する抵抗及びコンデンサで、（１６−３）及び（
１５−４朋駆動回路を構成するＮチャンネルＦＥＴ及び
ＰチャンネルＦＩＩ？である。（Ｉ室上、積分回路と駆
動回路を一緒にして積分・駆動回路（ト）と呼ぶととＫ
する。

本実施例の動作は、次のとおりである。

まず、無信号時の動作について説明する。出力トランジ
スタ（５）及び（６）のバイアス電流は抵抗（７）及び
（８）　Ｋ　ｆｉれ、これらの抵抗によってム点と出力
端子（９）の間及びＢ点と出力端子（９）の関に電圧降
下が生じるから、比較器（６）及びα◆の一方の入力端
子に上記バイアス電流の大きさに応じた電圧が印加され
る。比較器（６）及びα◆は、このＡ点及びＢ点と出力
端子（９）との間の電圧を端子Ｅ及びＦＫ印加された基
準電源（ロ）及び（至）の電圧と比較し、下記の如き比
較出力信号を生じる。すなわち、比較器（２）及びα◆
は、端子Ｅ又はＦの基準レベルに比べてム又はＢ点の電
圧が大きい場合、低■レベル信号を出力し、逆にム又は
興廃の電圧が小さい場合、高（６）レベル信号を出力す
る。オア・ｒ　−）　（１５−１）＃ｉ、比較器（１１
優又はａ◆の少なくともどちらか一方の出力がＨレベル
のときＨレベル信号を、両出力ともＬレベルのときＬレ
ベル信号を生じる。アンド・ｒ−）　（１５−２）ｉ、
両入力が共ＫＨレベルのときのみＨレベル信号を生じ、
他の場合＃ｉＬレベル信号を生じる。積分・駆動回路α
Ｑは、変換回路（２）からのＨ又はＬレベル制御信号を
積分し、この積分信号によって駆動回路の（すなわちＣ
，Ｄ２点間の）内部インピーダンスを変化させる。すな
わち、制御信号がＨレベルの場合は、内部インピーダン
スを増大させて出力トランジスタ（５）　、　（６）の
バイアス電流を増加させ、制御信号がＬレベルの場合は
、内部インピーダンスを減少させてバイアス電流を減少
させる。

したがって、温度上昇等により出力トランジスタ（５）
及び（６）のバイアス電流が増加してＡ及びＢ点の電圧
が増大し、両電圧が端子Ｅ及びＦの予め定め九基準レベ
ルを越えると、比較器（２）及びａ４は共ＫＬレベル信
号を出し、保護回路からの信号がＨレベルの場合に制御
信号ＦｉＬレベルとな９、駆動回路の内部インピーダン
スは減少してバイアスを減少させる。また、伺らかの原
因で出力トランジスタ（５）又は（６）の一方のバイア
ス電流が無信号時における正常な値よりも減少し九場合
は、バイアス電流が減少した儒の比較器からＨレベル信
号が出るので、オア・ｒ　−）　（１５−ＩＸ）出力は
Ｈ１／ベルしたがって制御信号はＨレベルとなり、駆動
回路の内部インピーダンスは増大してバイアスを増加さ
せる。

次に１人力信号が印加された場合め動作を説明する。上
述のように、本発明バイアス回路は、比較器（６）及び
ａ◆の端子Ｅ及びＦＫ印加する基準電源的及び（至）の
基準レベルに応じてバイアスを制御するので、貴の入力
信号の印加により仮に出力トランジスタ（５）の電流が
増大し出力トランジスタ（６）の電流が減少（カットオ
フ方向）するようになつ九場合、比較器（６）の出力は
Ｌレベルで比較器ａ◆の出力はＨレベルである。したが
って、一方の出力がＨレベルであるため変換回路（２）
の出力はＨレベルとなり、駆動回路の内部インピーダン
スは増大しバイアスを増加させる。更に増加して出力ト
ランジスタ（６）の電流が基準電源に）Ｋよって予め定
めた電流値を越えるようＫなると、比較器ａ◆の出力は
Ｌレベルとなり変換回路に）の入力が共ＫＬレベルとな
るので、その出力もＬレベルとなりバイアスは減少する
。

すなわち、入力信号が印加された場合、通常のＢＮｋ動
作のときにはどちらか一方の出力トランジスタがカット
オフしてしまうが、本発明によれば、入力信号の大きさ
に関係なくどちらか一方の出力トランジスタが先に定め
え無信号時の値よシも小さくならないようにパイアズが
制御され、８１３図に示すような動作電流波形となる。

同１１において、１、、Ｉ４はそれぞれ出力トランジス
タ（５）　、　（６）の電流を示す。

上述の動作は積分・駆動回路（２）の充電及び放電時定
数を充分に小さくし九場合に行なわれ、トランジスタの
電流増加検出→バイアス減少に制御→電流の過減少検出
→バイアス増大に制御→電流の過増大検出→バイアス減
少に制御の繰返し制御に賛する時間を充分に速くしうる
ので、電流の最小値は殆ど一定の値に弾丸れる。

なお、上述の積分時定数について充電時定数を小さく放
電時定数を光分に大きくすれば、バイアスの減少速度が
非常に遍く−１るので、第４図の動作電流波形に示すよ
うな入力信号の大きさに応じてバイアスが肇化する効率
のよいに級動作とすることができる。すなわち、入力信
号の正又は員の一一タ時Ｋｔ［が最も減少して電源的及
び（Ｊ４によって決まる最低電流以下となる度毎に積分
回路の出力が増大し、上記ピーク時においても上記最低
電流が流れるようＫなる。この電流最低値は、電源（財
）及び（至）を調整することにより所望の値に設定でき
る。

次に、破線で囲んだ保−回路について説明する。

抵抗（１１−１）、（１１−２）及びダイオード（１１
−３）はｌ１ｉｏ検出回路ＤｔＪｔ１１ｒ１．シ、抵抗
（１３−１）、（１３−２）及びダイオード（１３−３
Ｂ第２の検出回路（２）を構成する。

（１τ）及び（１４’）ｉｔ（６）、α◆と同様な比較
器、（１τ）及び（１ぎ）は基準電源であり　、（１５
−３）ｔｉアンド・ダートである０例えば、出力端子（
９）に接続され九負荷抵抗（至）が短絡してトランジス
タ（５）の電流が増大−した場合、ム点のレベルし友が
って抵抗（１１−１）と（１１−２沖接続点のレベルは
殆ど変化しないが端子（９）が接地レベルに下がるので
、抵抗（１１−１）ｔ　（＋１−２）の接続点のレベル
が基準電源（１τ）のレベルを越え、比較器（１２’）
２）出力はＬレベルとなってアンド・ダート（１５−３
）ｏ出力ＦｉＬレベルとなる。したがって、オア・ｆ　
−）　（１５−ＩＸ）出力のレベルと無関係に側御信号
ＦｉＬレベルとなって駆動回路の内部インピーダンスを
減少させ、トランジスタ（５）の電流を減少させる。を
九、トランジスタ（６）の電流が増大し九場合も、上述
と同様に比較器（１４′ρ系路が動作して電流を減少さ
せる。

この場合、ダイオード（至）、翰がないと本増幅器はＢ
緩動作を続けることＫｆｋる。しかし、ダイオード（ロ
）、−があると、これらＯダイオードが短絡してＣ，Ｄ
点及び端子（９）のレベルがほぼ等しくなり、本増幅器
は動作を停止する。これらのダイオードは、正常時にお
いては逆バイアスとなるので、動作に支障を与えること
はない。

なお、ムＳＯ検出されない通常の正常動作状態では、比
較器（ｌτ）及び（１４’、り出力は共ＫＨレベルであ
り、アンド・ｒ−）　（１５−３）よりアンド・ダート
（１５−２）ＫＨレベル信号を供給するので、変換回路
（２）は通常のバイアス電流の制御動作を°する。しか
し、上述のようＫ　Ａｓｏ検出されると、比較器（１ワ
。

（１４’）の系は比較器（ロ）、Ｉ４の系よシ優先して
動作するのである。

これまで本発明の１実施例について説明したが、本発明
に用いるレベル検出手段（比較・変換）及び積分・駆動
手段は、周知の種々の方法を使用することができるｅｇ
ｇｓ図は、駆動回路にホト・カブラ（１６−５）を用い
九場合を示す、この場合は、抵抗（１６−１）Ｋ印加さ
れる信号がＨレベルのとき端子Ｃ，Ｄ間の内部インピー
ダンスが減少するので、動作極性は上述の実施例と逆に
なる。

第６図は、上述の実施例において説明したような、光電
時定数を小さく放電時定数を大きくするための回路例を
゛示すもので、抵抗（１６−１）とコンデンサ（１６−
２Ｘ）間に抵抗（１６−７）とダイ＃　−１’　（１８
−６）の並列回路を挿入している。また、コンデンサ（
１６−２）ｔｊ、図においてコンデンサ（１６−２’）
で示すように、　ＦＥＴ（１６−３）、（１６−りの両
ドレイン関Ｋ［続してもよい。

以上説明したとおり、本発明によれば、出力トランジス
タのバイアス電流を、ラジェータ等を介し温度検出して
温度補償するのではなく、直接出カドランジスｊ４Ｄ電
流を検出し、て予め定めた基準レベルと比較して制御す
るので、バイアス電流は極めて早く安定になる。また、
出力トランジスタの動作にりいて、信号の大きさや温度
ドリフト等に左右されず、當に最小の電流値が設定され
★ットオ７することなく、第３１１Ｉや第４図のような
動作を安定に・行なわせることができる。

【図面の簡単な説明】

１１１図は従来例を示す回路図、第２図は本発明の実施
例を示す略式回路図、第３及び第４図は第２図のものの
動作説＠用波形図、第５及び第６図はそれぞれ本発明に
用いる積分・駆動（ロ）路の他の例を示す回路図である
。 （５１＊　（６）・・・・・出力トランジスタ、　　（
’１２　、１４　、１５）・・・・・レベル検出手段−
（１６−１，１６−２）　＊　（１６−１゜ＩＬ−２、
１６−１，１６−７）・・・・・積分手段、　（１６−
３。 １６−４）　＊　（１６−５）・・・・・駆動手段。 第３図 第４図 λ４′Ｗ！１１１１ 第５図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. グツシュデル出力トランジスタの各々の出力電流の少な
   くとも一方が基準値を越えると第１のレベルの出力信号
   を発生し、各々の出力電流が共に上記基準値より小さい
   と第２のレベルの出力信号を発生するレベル検出手段と
   、咳レベル検出手段の出力信号を積分して積分信号を発
   生する積分手段と、上記積分信号に応じて上記出力トラ
   ンジスタのバイアス電流を制御する駆動手段とを有する
   ことを特徴とする電力増幅器のバイアス回路。