JPS58161510A

JPS58161510A - 増幅回路装置

Info

Publication number: JPS58161510A
Application number: JP57044990A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Okubo; 大久保　常男
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-03-19
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1983-09-26

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、増幅回路装置、特に低周波の増幅回路装置に
関するものであシ、低い電源電圧まで動作させることが
でき、かつ少ない無信号電流で動作させることができ、
集積回路化しやすい優れた増幅回路装置を提供すること
を目的とするもので多るＯ以下、本発明の増幅回路装置について実施例の図面と共
に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、端子１に入力された
低周波信号は差動増幅器を構成するトランジスタ９のベ
ースに加え、このトランジスタ９のベースからコレクタ
に増幅されて出力される。

このトランジスタ９のコレクタの信号はベースとコレク
タを接続したダイオード接続のトランジスタ１１とトラ
ンジスタ１２でなるカレントミラー回路を通ってトラン
ジスタ１２のコレクタに出力される。一方、トランジス
タ９のベースの信号はトランジスタ９のエミッタからト
ランジスタ１゜のエミッタを介してトランジスタ１０の
コレクタに増幅され出力される。このトランジスタ１ｏ
とトランジスタ１２の両方のコレクタからの信号は抵抗
２１を介してトランジスタ２２０ベースに加えられてト
ランジスタ２２のコレクタに増幅されて出力、され、次
にトランジスタ２６のベースに加えられ、さらにトラン
ジスタ２５で増幅してトランジスタ３１のベースに加え
てトランジスタ３１ンジスタ２６のコレクタ信号はダイ
オード接続のＰＮＰ　）ランジスタ２６を介してＰＮＰ
　）ランジスタ２８のベースに加えられてトランジスタ
２８のコレクタに位相反転して増幅した信号を出力し、
トランジスタ３２０ペースに加えて後、トランジスタ３
２のコレクタにさらに位相反転して出力信号を取り出す
。このトランジスタ３１とトランジスタ３２はＢ級増幅
器として動作し、トランジスタ３１のエミッタとトラン
ジスタ３２のコレクタの接続点Ａから両方の信号が加わ
って出力信号となり、コンデンサ３４を介してスピーカ
３３に出力信号を取り出す。そして、接続点Ａから抵抗
４２を介してトランジスタ１０のベースに負帰還してい
る。抵抗１３は交流信号の負帰還量を設定するものであ
り、コンデンサ１４は交流バイパス用コンデンサである
。

ここで、トランジスタ１７　、１８　、１６　、１９゜
２０と抵抗１５，４１は安定化電源回路を構成している
。抵抗４１は起動用の抵抗であり、高抵抗のものである
。したがって、電源（十Ｂ）をオンすると、抵抗４１を
介してダイオード接続のトランジスタ１９．２０に電流
がわずかに流れるため、ダイオード接続のトランジスタ
１９．２０の両端に電圧を発生し、トランジスタ１６の
ベースバイアスとして作用する。すると、トランジスタ
１６に電流が流れ、ダイオード接続のトランジスタ１了
とトランジスタ１８でなるカレントミラー回路に電流が
流れ、トランジスタ１８のコレクタより電流が流れ、ダ
イオード接続のトランジスタ１９゜２ｏに電流が流れる
。この電流は次第に増加し、抵抗１５によって決定され
る。これは、トランジスタ１６のベース−エミッタ間の
電圧と抵抗１６の電圧降下の和がダイオード接続のトラ
ンジスタ１９と２０のベース−エミッタ間の電圧の和に
等しい。そして、トランジスタ１６のベース−エミッタ
間の電圧（ＶＢＥ）とトランジスタ１９のベース−エミ
ッタ間の電圧がほぼ等しいため、抵抗１６の電圧降下は
トランジスタ２ｏのベース−エミッタ間の電圧に等しく
、約０，７Ｖとなる。

抵抗１５の値を３．６にΩとすると、抵抗１６の電　　
”流は０．２ｍＡとなシ、トランジスタ１６，１７゜１
８　、１９　、２０には約０．２ｍＡの電流が流れて安
定する。そして、この安定化された電圧はダイオード接
続のトランジスタ１７　、１９　、２０より各Ｂ、Ｃ，
Ｄ点に取り出すことができる。これは、トランジスタ１
６のエミッタ・コレクタ間の飽和電圧が約０．２Ｖであ
るため、電源電圧が約１．６〜１．８Ｖ位までほぼ安定
化した電圧として取り出せる。ダイオード接続のトラン
ジスタ１７のベースはトランジスタ８０ベースに接続さ
れてカレントミラー回路を構成しており、そのベース−
エミッタ間の電圧はトランジスタ８のベース−エミッタ
間に加えてカレントミラー回路のバイアスとして作用し
ており、トランジスタ８，９．１０も低い電圧まで安定
に動作する。またダイオード接続のトランジスタ２ｏの
ベース−エミッタ間の安定化された電圧はトランジスタ
２７のベース・エミッタ間に加えてバイアスし、低い電
圧までトランジスタ２７の電流を流すようにしている。

これと同時にトランジスタ６２に電流を流し、ダイオー
ド６１とトランジスタ３ｏでなるカレントミラー回路に
電流を流している。このトランジスタ２７のコレクタ電
流はトランジスタ２６のコレクタ電流とほぼ同一となる
ように働く。これはトランジスタ３１，２８．３２を介
してＡ点より抵抗４２により負帰還し、トランジスタ１
ｏのコレクタからトランジスタ２２のベースバイアスを
制御し、トランジスタ２２のコレクタ負荷の電圧を制御
し、トランジスタ２５の電流を制御している。一方、出
力トランジスタ３１．３２がＢ級ブシュプル動作をする
が、この動作も低い電圧まで動作するようになっている
。即ち、トランジスタ２８のエミッタバイアスをダイオ
ード接続のトランジスタ２９でベース−エミッタ間の電
圧■ＢＥ（約０．ＴＶ）だけＡ点より正の電圧にし、ト
ランジスタ２８のベースはエミッタよりもｖＢＥ（約０
．７ｖ）だけ負の電圧とするため、Ａ点とＦ点がほぼ同
一電圧となり、トランジスタ２８のベースよりトランジ
スタ３１のベースはトランジスタ２６のｖＢＥ（約０．
７■）だけ高くなり、Ｇ点とＥ点はほぼ同一電圧となる
。即ち、トランジスタ２５．３０の飽和電圧が０．２Ｖ
まで動作するとし、トランジスタ３１゜３２．２８の飽
和電圧が約０．２ｖとすると、トランジスタ２５のエミ
ッターコレクタ間飽和電圧（約０．２Ｖ）、トランジス
タ３１のベース−エミッタ間の電圧ｖＢＥ（約０．５Ｖ
）、）ランジスタ３２の飽和電圧（約０．２Ｖ）の飽和
電圧になるまでは動作する。即ち、０．２＋０．７＋０
．２＝１．ＩＶまで動作する。しかし、この出力トラン
ジスタ３１．３２をドライブする回路はトランジスタ２
６の飽和電圧（約０．２Ｖ）、トランジスｌ　２６　ノ
Ｖ　Ｂ　Ｅ　（約０．７Ｖ）、トランジスタ２７の飽和
電圧（約０．２Ｖ）の和の約１．１■まで動作する。又
トランジスタ３ｏの飽和電圧（約０．２Ｖ）、トランジ
スタ２８の飽和電圧（約０．２Ｖ）、）う／ラスタ３２
のベース−エミッタ間の電圧（約０．７Ｖ）の和の電圧
約１．ＩＶ’ｊで動作する。そのため、Ｂ級ブシュプル
回路は低い電圧まで動作するものである。これはＡ点よ
りＥ点とＧ点が共に約０．ＴＶ正の電圧であり、Ｆ点が
Ａ点とほぼ同一電位にしているためである。一方、差動
増幅器系のトランジスタ８゜９．１０，１１．１２もト
ランジスタ８，９の飽和電圧（０，２ｖ＋ｏ、２ｖ）と
トランジスタ１１のｖＢＥ（約０．７Ｖ）（７）和が約
１．１■で、１．１ｖまで動作することになる。安定化
回路についてはトランジスタ１９　、２０（７）ＶＢＥ
（０，７＋０．ＴＶ　）とトランジスタ１８の飽和電圧
（約０．２Ｖ）の和は１．６ｖとなり、１．６Ｖ’ｉで
安定に動作する。そのため、回路全体は１．ｅＶｉで安
定に動作する。なお、この安定化回路は第２図のように
ダイオード接続のトランジスタ１９　、２０を２ｏのみ
の１つにしてもよい。この場合、トランジスタ２ｏの半
導体のチップ面積よりも大きいトランジスタ１６を用い
ると、トランジスタ１６のＶＢＥは０．７ｖよりも低く
なり０．６Ｖ位にも出来る。このトランジスタ１６（７
）”ＢＥを０．６Ｖ　　にし、トランジスタ２０ｖＢＥ
を０．７■とし、抵抗１６を６０００とすると、抵抗１
６にはｏ、　２ｍＡの電流が流れる。このとき、トラン
ジスタ１８の飽和電圧（０，２Ｖ）とトランジスタ２０
（７）ＶＢＥ（０，７Ｖ）１７）和は０．９Ｖであるが
、トランジスタ１７のＶＢＥ　（０，ｙＶ）とトランジ
スタ１６の飽和電圧（０，２Ｖ）と抵抗１６の電圧降下
（ｏ、１Ｖ）の和が１．Ｏｖであり、安定化回路は１．
ＯＶ’）で動作することになる。そのため、第２図の場
合では全体の回路は約１．１ｖまで動作することになる
。

出力トランジスタ３１．３２は実際には大きいチップ面
積のため、ＶＢＥは０．５ｖと低くなっているのでもう
少し低い電源電圧まで動作する。そして、トランジスタ
３１．３２のベースバイアスはトランジスタ２９．２６
によって行っているので、トランジスタ２８のＶＢＥが
０．ＴＶであるとすると、トランジスタ２６とトランジ
スタ２９のｖＢＨの和が１．２Ｖ（０，７＋０．５）と
する必要がある。

そのためにトランジスタ２６と２９のＶＢＥ　の一方を
０．７Ｖとし、他方のチップ面積を大きくして約ｏ、ｓ
Ｖとしてトランジスタ３１の電流を出来るだけ少く（例
えば１ｍＡ）としている。

そして、トランジスタ２５，３０．２８の増幅度を１で
はなく例えば６ｏ〜２００のように高いものを使用する
と、トランジスタ２５．２８のベース電流が少くてもト
ランジスタ３１．３２を駆動できる。特にトランジスタ
２８のコレクタ電流が少くてもトランジスタ２６．３０
のコレクタ電流を大きくしてトランジスタ３１．２８を
ドライブ出来る。一方、トランジスタ２７は直流バイア
スで定電流が流れるようになっていてトランジスタ２６
のコレクタが負になる信号のときトランジスタ２８のベ
ースを負にバイアスし、トランジスタ２８を駆動してコ
レクタ電流でトランジスタ３２を駆動する。このとき、
トランジスタ２７の電流が少くてもトランジスタ２８の
電流増幅率が大きいので、トランジスタ２８を充分駆動
できる。そのため、無信号時のドライブ電流を少くシ、
全体的にも電流の少い回路構成が実現できるものである
。

なお、第３図のように抵抗２３の一方とトランジスタ２
５．３０のエミッタを抵抗３７を介して電源に接続し、
Ａ点よりコンデンサ３６を介してトランジスタ２５．３
０のエミッタのＨ点に接続してブートスドララップ動作
するようにしてもよい。このようにすると、Ａ点の電位
が信号によって正になったとき、トランジスタ２５．３
０のエミッタのＨ点を正電流にし、トランジスタ３１の
ベースをより正電位にしてトランジスタ３１の動作電圧
を広げて出力電力を多く取り出すことができる。これは
、トランジスタ２５．３１が電源（ＴＢ）よりも高い電
圧に信号によって動作するので、トランジスタ３１は理
想的にはコレクターエミッタ間の電圧が飽和電圧（約０
．２Ｖ）まで動作し、出力電力が多く取り出せる。

又、第４図のように抵抗２３の代りにダイオード３８を
用いてもよい。しかし、ダイオードの電位差を０．７と
したとき、トランジスタ２５の半導体チップ面積を大き
く（例えば１０倍）すると、トランジスタ２５．３０の
コレクタ電流はダイオード３８に流れる電流よりも大き
く（約１０倍）流れるものである。この場合も、トラン
ジスタ２２の電流はトランジスタ２５．３０のコレクタ
電流よりも少くてよい。

又、出力回路は第５図に示すようにスピーカ３３をＨ点
と電源（十Ｂ）との間に接続し、Ｈ点とＡ点間にコンデ
ンサ３５を接続するように変更してモ、フートストラッ
プ動作をさせることが出来る。

この場合は、スピーカ３３を介してＨ点に電圧を供給す
ることが出来るので、抵抗３７は必ずしも設けなくても
よい。この場合、コンデンサ３４を省略出来るのでコス
トを安く出来るものである。

また、上述の説明ではトランジスタ３１のベース−エミ
ッタ間の電圧■ＢＥが０．５となっているので、トラン
ジスタ２６又はトランジスタ２９のチップ面積を大きく
してｖＢＥを小さくすることについて述べたが、その代
りに第６図、第７図のようにトランジスタ２６又は２９
のベース−エミッタ間に抵抗４３又は４４を接続してダ
イオード接続のトランジスタの電流を少くして電圧ｖＢ
Ｅを小さくしてもよい。又、第８図、第９図のようにト
ランジスタ２６又は２９のコレクタとベースの間に抵抗
４６、又は４６を接続し、トランジスタ２６．２９のエ
ミッターコレクタ間の電圧をヘースーエミソタ間よりも
低い値にして使用してもよい。このとき、抵抗４５．４
６に流れる電圧降下により電圧をｖＢＥ　よりも低くし
て使用している。

又、上記実施例に示したダイオード接続のトランジスタ
１１．１７，１９，２０，２６，２９はダイオードであ
ってもよい。しかし、集積回路化したときはダイオード
接続のトランジスタを用いることが多い。又ダイオード
６１やダイオード３８はダイオード接続のトランジスタ
を用いてもよいことは言うまでもない。又トランジスタ
３ｏ、”；；ｐ９の代りに抵抗を用いても同様に動作す
るものである。

以上説明したように本発明によれば、Ｂ級ブシュプル動
作する増幅器を低い電圧まで動作すると共に電流の少い
回路構成とし、集積回路化しやすい利点を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の増幅回路装置の一実施例を示す回路図
、第２図乃至第９図は同装置の他の実施例を示す回路図
である。８，９，１０，１１．１２・・・・・・差動増幅器用ト
ランジスタ、１６，１７，１８，１９，２０・・・・・
・安定化回路用トランジスタ、３１，３２・・・・・・
出力トランジスタ、２２，２５．・・・・・・ドライブ
用トランジスタ、２６，２９・・・・・・バイアス用ト
ランジスタ、３０，５１・・・・・・電流供給回路用ト
ランジスタおよびダイオード、２８・・・・・・位相反
転用トランジスタ。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名区ｍ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−憾　　　
　　　　　　　　− 第６図第７図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）同一極性の第１．第２のトランジスタと、この第
２のトランジスタのベースにコレクタを接続した上記第
１．、第２のトランジスタとは異なる極性の第３のトラ
ンジスタと、上記第１のトランジスタのエミッタと上記
第２のトランジスタのコレクタを接続した第１の接続点
と、上記第３のトランジスタのエミッタの間に接続した
第１のバイアス用のダイオード又はトランジスタと、こ
の第１のバイアス用のダイオード又はトランジスタと上
記第３のトランジスタのエミッタを接続した第２の接続
点に設けた電流供給回路と、上記第３のトランジスタの
ベースと上記第１のトランジスタのベースの間に接続し
た第２のバイアス用のダイオード又はトランジスタと、
上記第３のトランジスタのベースと一方の電源の間にコ
レクタとエミッタを接続した第４のトランジスタと、上
記第１のトランジスタのベースにコレクタを接続した第
６のトランジスタを有し、上記第４のトランジスタのベ
ースに安定化された直流バイアスを加え、上記第６のト
ランジスタのベースに差動増幅器からの出力信号を加え
、上記差動増幅器の一方の入力に入力信号を加え、他方
の入力に上記第１の接続点より負帰還信号を加え、上記
第１の接続点より出力信号を取り出すように構成してな
る増幅回路装置。
（２）第６のトランジスタのエミッタに第１の接続点の
交流信号を加えてブートストラップ動作するように構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の増幅
回路装置。