JPS607549Y2 - 出力トランジスタの保護回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は負荷短絡時に増幅器の出力トランジスタが破壊
されるのは防止する為の出力トランジスタの保護回路に
関し、特に小信号時において前記保護回路が動作不良を
起すことを防止する手段を有する出力トランジスタの保
護回路に関する。

一般に負荷短絡時に出力トランジスタのコレクタ・エミ
ッタ間に流れる大電流を、該出力トランジスタのエミッ
タ抵抗により検出して保護回路を働かせる出力トランジ
スタの保護回路が良く知られている。

しかしながら、このような保護回路は正常動作時におい
て前記エミッタ抵抗が電力損失を招き、特に集積回路化
した場合前記電力損失は非常に不利なものとなる。

又、前述の如き従来のエミッタ抵抗を用いる保護回路は
、大入力時における大電流と負荷短絡時における大電流
との区別がつかないので、正常大入力時においても保護
回路が働いてしまうという欠点を有する。

本考案は上述の点に鑑み威されたもで、差動増幅回路を
用いて増幅器の出力中点の電圧と、増幅器を構成する増
幅トランジスタに流れる電流により誘起する電圧とを比
較して負荷短絡を検知し保護動作を行なわしめ、特に小
信号時に前記保護動作の確実性を増す為の手段を備えた
ことを特徴とするものである。

以下本考案に係る保護回路の一実施例に基き、図面を参
照しながら説明する。

図において、１はエミッタを共通接続された一対の同極
性トランジスタ２及び３から威る差動増幅回路、４は前
置駆動トランジスタ５、位相反転トランジスタ６、駆動
トランジスタ７及び８、出力トランジスタ９及び１０を
主な回路素子とするシングル・エンデッド・プッシュプ
ル（以下５ＥＰＰと略す）増幅回路、１１は出力コンデ
ンサ１２を介して増幅器の出力中点Ａに接続されたスピ
ーカ等の負荷である。

又、１３は前記５ＥＰＰ増幅回路４の出力トランジスタ
９及び１０を負荷短絡による大電流から保護する為の保
護回路で、一対の同導電型トランジスタ１４及び１５か
ら威る差動増幅回路１６と、増幅トランジスタ１７及び
短絡トランジスタ１８とから成る信号遮断回路１９と、
調整トランジスタ２０とダイオード２１から成る電圧調
整回路２Ｚとにより構成される。

しかして差動増幅回路１６の一方のトランジスタのベー
スは、５ＥＰＰ増幅回路４の出力中点Ａに接続され、他
方のトランジスタ１５のベースは、電圧調整回路２２を
介して５ＥＰＰ増幅回路４の前置駆動トランジスタ５の
コレクタ（点Ｂ）に接続され、信号遮断回路１９の短絡
トランジスタ１８のコレクタは５ＥＰＰ増幅回路４の位
相反転トランジスタ６のコレクタ（点Ｃ）に接続されて
いる。

ここで保護回路１主の動作について説明する。

保護回路１３を構成する差動増幅回路１６の一方のトラ
ンジスタ１４のベースには、出力中点Ａの電圧が印加さ
れ、他方のトランジスタ１５のベースには、前置駆動ト
ランジスタ５のコレクタ（点Ｂ）電圧が印加される。

その時、詳細は後述するが、前記点Ｂと他方のトランジ
スタ１５のベースとの間には電圧調整回路２２が挿入さ
れており、５ＥＰＰ増幅回路土の駆動トランジスタ７の
ベース・エミッタ間電圧及び出力トランジスタ９のベー
ス・エミッタ間電圧と等しい電圧降下を与えている。

従って差動増幅回路１６を構成する両トランジスタ１４
及び１５のベース電圧は等しく、前記差動増幅回路１６
は５ＥＰＰ増幅回路４が正常動作をしている限り平衝し
、増幅トランジスタ１７及び短絡トランジスタ１８は非
導通状態を保つ。

又、５ＥＰＰ増幅回路４の出力中点Ａの電圧が点Ｂの電
圧よりも高くなると、増幅トランジスタ１７は導通し、
短絡トランジスタ１８も導通するので５ＥＰＰ増幅回路
土の点Ｃにおいて信号は遮断され、出力トランジスタ９
及び１０が非導通となて両出力トランジスタ９及び１０
は破壊から保護される。

いま、負荷１１が正常な状態で５ＥＰＰ増幅回路工の出
力中点Ａに出力コンデンサ１２を介して接続されている
とすれば、差動増幅回路上及び５ＥＰＰ増幅回路４は正
常に動作する。

すなわち、差動増幅回路１の一方のトランジスタ２のベ
ースに印加された入力信号は、前記差動増幅回路１で増
幅され、５ＥＰＰ増幅回路４に印加される。

しかして前ｐＥＰＰ増幅回増幅回路力信号は、前置駆動
トランジスタ５でＡ級増幅され、正の出力信号は駆動ト
ランジスタ７及出力トランジスタ９で増幅され、負の出
力信号は位相反転トランジスタ６、駆動トランジスタ８
及び出力トランジスタ１０で増幅され互いにプツユシュ
ブルの関係で出力中点Ａに印加される。

その時前置駆動トランジスタ５のコレクタ（点Ｂ）の電
圧は、５ＥＰＰ増幅回路工の出力中点Ａの電圧よりも２
ＶＢＥ （た”ｒＬ、ＶＢＥはトランジスタのベース・
エミッタ間電圧）だけ高く、又電圧調整回路２２の調整
トランジスタ２０及びダイオード２１の電圧降下も２Ｖ
Ｂ。

となるので、差動増幅回路１６の両トランジスタ１４及
び１５のベース電圧は互いに等しくなり、保護回路Ｕは
５ＥＰＰ増幅器土に何らの影響も与えない。

次に何らかの原因によりスピーカ１１が短絡したとすれ
ば、前置駆動トランジスタ５のコレクタに入力に追随す
る正負の信号が得られるにもかかわらず、ＳＥ ＰＰ増
増幅回路内出力中点Ａの電圧は電源電圧の１７２に固定
される。

従って点Ｂの電圧が出力中点Ａの電圧よりも低くなるこ
とがある。

そのような状態になると保護回路■の差動増幅回路■の
両トランジスタ１４及び１５のベース電圧具った値とな
り、一方のトランジスタ１４が導通状態を呈し、増幅ト
ランジスタ１７及び短絡トランジスタ１８が導通して駆
動トランジスタ８のベース（点Ｃ）を短絡し、出力トラ
ンジスタ９及び１０が破壊されるのを防止する。

尚、差動増幅回路１６の他方のトランジスタ１５が導通
状態となる信号の半サイクル時には、保護回路上１が作
動しないが、出力ンデンサ１２の電荷が放電されない為
、出力トランジスタ９に長い量大電流が流れず、必然的
に前記出力トランジスタ１０の保護も行なわれる。

５ＥＰＰ増幅回路土の前置駆動トランジスタ５への入力
信号がある程度大きければ問題ないが、小さい時（小信
号入力時）においては電圧調整回路２２がないと保護回
路１１が動作不良を起す危険がある。

すなわち、もし電圧調整回路２２がないと、無信号時に
おいて点Ｂの電圧が出力中点Ａの電圧よりも２Ｖ Ｂ
Ｅだけ高いので、保護回路Ｕの差動増幅回路■の他方の
トランジスタ１５のベース電圧が一方のトランジスタ１
４のベース電圧より２ＶＢＥだけ高い状態にある。

従って小信号入力時においては前置駆動トランジスタ５
のコレクタ電圧があまり低くならず、保護回路１１の差
動増幅回路１６の一方のトランジスタ１４のベース電圧
が他方のトランジスタ１５のベース電圧よりも高くなれ
ないので保護回路■は動作せず、出力トランジスタ９及
び１０が破壊される危険がある。

その為、本考案においては電圧調整回路２２を設けるこ
とにより無信号時における保護回路１３の差動増幅回路
■の両トランジスタ１４及び１５のベース電圧を一致せ
しめ、不信時における保護回路Ｕの検出効果を増大して
いる。

前記電圧調整回路２２は実施例においては調整トランジ
スタ２０とダイオード２１とにより構成されているが、
点Ｂ出力中点Ａとの間の電位差を解消するような回路に
適宜変更可能である。

又、保護回路１３の差動増幅回路１６は平衡型に構成さ
れているので負荷短絡検出効果を増大させることが出来
、又、前記差動増幅回路１６は定電流トランジスタ２４
及び、抵抗２５とダイオード２６．２７との分割回路に
より構成される定電流回路により駆動されるので、大幅
な電源電圧の変動に対しても影響を受けるこなく確実な
保護動作をするものである。

以上述べた如く、本考案に係る出力トランジスタの保護
回路は集積回路化に適したもので、確実な保護動作が得
られ、特に小信号時においても正確に動作する優れた保
護回路を提供出来るものである。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る出力トランジスタの保護回路の一実施
例を示す回路図である。 主な図番の説明、１・・・・・・差動増幅回路、４・・
・・・・５ＥＰＰ増幅回路、１３・・・・・・保護回路
、１６・・・・・・差動増幅回路、１９・・・・・・信
号遮断回路、２２・・・・・・電圧調整回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 負荷短絡時に流れる大電流により増幅器の出力トランジ
   スタが破壊されるのを防止する為の出力トランジスタの
   保護回路において、前記増幅器の出力中点の電圧と、前
   記出力トランジスタを駆動する前置駆動トランジスタに
   流れる電流によって誘起する電圧とを比較する差動増幅
   回路、該差動増幅回路により駆動され、前記前置駆動ト
   ランジスタと負側出力トランジスタとの間の信号略にお
   いて負荷短絡時に信号を遮断する為の信号遮断回路、及
   び正常動作時に前記差動増幅回路の両トランジスタのベ
   ース電圧を等しくする為の電圧調整回路とを設け、小信
   号時における前記保護回路の動作不良を防止するように
   威したことを特徴とする出力トランジスタの保護回路。