JPS6110334Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、信号増幅回路とこの信号増幅回路
に定電圧を供給する定電圧供給回路とが電源に対
して直列接続されている増幅器において、前記信
号増幅回路と定電圧供給回路との接続点が誤つて
接地された場合等に、前記定電圧供給回路等回路
の各部を過大電流から保護するようにした増幅器
の保護回路に関するものである。

従来、オーデイオ用等に用いられる増幅器にお
いて、信号増幅回路の動作安定化等を目的として
同信号増幅回路を定電圧供給回路によつて定電圧
動作させるようにしたものが知られている。

第１図はこのような増幅器の一例を示すもので
ある。この図について説明すると、信号源１の入
力信号einが印加される入力端子２ａ，２ｂは、
入力端子２ａが電界効果トランジスタQ₁のゲー
トに接続され、入力端子２ｂが電源３のマイナス
端子に接続されたアースライン４に接続されてい
る。電界効果トランジスタQ₁は入力信号einを増
幅する信号増幅回路を構成しており、そのソース
がアースライン４に接続され、ドレインがトラン
ジスタQ₂のエミツタに接続されている。トラン
ジスタQ₂はそのコレクタが出力端子５に接続さ
れると共に負荷抵抗６を介して電源３のプラス端
子に接続され、ベースが電源３の両端子間に直列
に介挿された定電流源７と抵抗８との接続点に接
続されている。このトランジスタQ₂は、定電流
源７、抵抗８からなるバイアス回路と共に電界効
果トランジスタQ₁のドレイン−ソース間に一定
の電圧を供給する定電圧供給回路を構成してお
り、電界効果トランジスタQ₁を定電圧駆動させ
るものである。そしてこの増幅器は、電界効果ト
ランジスタQ₁がソース接地として動作し、トラ
ンジスタQ₂がベース接地として動作し、入力信
号einがgm倍（但しgmは電界効果トランジスタ
Q₁の相互コンダクタンス）されて出力端子５か
ら取出されるものである。ところで上記の増幅器
は、電界効果トランジスタQ₁とトランジスタQ₂
とが電源３に対し直列接続されているため、電界
効果トランジスタQ₁に交換の必要性が生じた場
合等に誤つてトランジスタQ₂のエミツタを接地
させると、同トランジスタQ₂に過大電流が流れ
てこれを破壊してしまう問題があつた。すなわち
この出願人は上記の増幅器をプレーヤのヘツドア
ンプに適用したものとして、電界効果トランジス
タQ₁をピツクアツプカートリツジに内蔵し、同
電界効果トランジスタQ₁の出力をプレーヤ外部
に設けた電界効果トランジスタQ₁への定電圧供
給回路から取出すようにして信号系路中における
信号品質の劣化を防止するようにした増幅器を実
願昭53−29522号で提供したが、このような場合
に電界効果トランジスタQ₁が度々交換され、そ
の交換時にトランジスタQ₂のエミツタを誤つて
接地させ、これを破壊してしまう問題があつた。

この考案は上記の問題を解決する増幅器の保護
回路を提供するもので、信号増幅回路とこの信号
増幅回路に定電圧を供給する定電圧供給回路とが
電源に対して直列接続され前記信号増幅回路の出
力が前記定電圧供給回路を介して取り出されるよ
うに構成された増幅器において、前記信号増幅回
路と前記定電圧供給回路との接続点電位が印加さ
れる高インピーダンスの入力端を有し、この入力
端に印加される前記接続点電位と基準電圧とを比
較することによつて前記接続点電位の降下を検出
する第１の検出回路と、この第１の検出回路の検
出出力によつて前記定電圧供給回路の供給定電圧
を減少させるように制御する制御回路と、前記供
給定電圧が減少したか否かを検出し、減少が検出
されたときには前記第１の検出回路における前記
基準電圧を上昇させることにより、前記第１の検
出回路の検出動作を促進させる第２の検出回路と
を具備してなるものである。以下この考案の実施
例を第２図（この図において第１図と同一素子に
ついては同一符号を付してある）を参照して説明
する。

第２図において、電界効果トランジスタQ₁は
入力端子２ａ，２ｂ間に印加された信号源１の入
力信号einを増幅する信号増幅回路を構成してお
り、トランジスタQ₂はそのバイアス回路と共に
電界効果トランジスタQ₁のドレイン−ソース間
に定電圧を供給する定電圧供給回路を構成してい
る。そして、電界効果トランジスタQ₁とトラン
ジスタQ₂とは、トランジスタQ₂のコレクタ側に
負荷抵抗６をおよび電源スイツチ９を介在させて
電源３に直列接続されている。上記の構成は第１
図に示す増幅器の構成と同様であり、入力信号
einが電界効果トランジスタQ₁によつて増幅さ
れ、この増幅出力がトランジスタQ₂のコレクタ
側からコンデンサ１０を介して出力端子５に取出
される。そして更にこの増幅器においては、電界
効果トランジスタQ₁のドレインとトランジスタ
Q₂のエミツタとの接続点ａが誤つて接地された
場合に、トランジスタQ₂等を過大電流から保護
する次のような保護回路が設けられている。すな
わち、前記接続点ａは電界効果トランジスタQ₃
のゲートに接続されている。電界効果トランジス
タQ₃は、接続点ａの異常電圧を高入力インピー
ダンスをもつて検出する第１の検出回路を構成し
ており、そのドレインがトランジスタQ₄のベー
スに接続されると共に抵抗１１を介して正電源ラ
イン１２に接続され、ソースがトランジスタQ₅
のコレクタに接続されている。トランジスタQ₄
は電界効果トランジスタQ₃の検出出力によつて
トランジスタQ₂の動作を制御する制御回路を構
成しており、そのコレクタがトランジスタQ₂の
ベースに接続されると共に抵抗１３を介してアー
スライン４に接続され、エミツタが定電流源１４
を介して正電源ライン１２に接続されている。ま
たトランジスタQ₅は、回路が正常に動作してい
るときに電界効果トランジスタQ₃のドレインー
ソース間電流を定電流化する定電流回路を構成
し、電界効果トランジスタQ₃が接続点ａの異常
電圧を検出したときに同電界効果トランジスタ
Q³の検出動作を促進させる第２の検出回路を構
成するもので、そのベースが抵抗１５を介してト
ランジスタQ₄のコレクタに接続され、エミツタ
がアースライン４に接続されている。また更に、
電界効果トランジスタQ₃はそのドレインが抵抗
１６を介してトランジスタQ₆のコレクタに接続
されている。トランジスタQ₆は、そのエミツタ
がアースライン４に接続され、ベースがコンデン
サ１７、抵抗１８を介して正電源ライン１２に接
続されており、これらのトランジスタQ₆、コン
デンサー１７、抵抗１８はこの増幅器の始動回路
を構成している。

次に、上記の構成からなる増幅器の動作につい
て説明する。まず、正電源ライン１２の電位が０
〔Ｖ〕である状態においてスイツチ９を閉成する
と、電源３からコンデンサ１７に充電電流が流
れ、コンデンサ１７と抵抗１８との時定数にした
がつた過渡電流がトランジスタQ₆のベースに流
れ、この間同トランジスタQ₆がオンする。この
とき抵抗１１，１６にトランジスタQ₆のコレク
タ電流が流れ、これら抵抗１１，１６によつて分
圧された電圧がトランジスタQ₄のベースに印加
される。この結果トランジスタQ₄がオンして抵
抗１３に一定電流が流れ、同抵抗１３の両端間に
一定電圧が生じる。この電圧によつてトランジス
タQ₂のベースには一定のバイアス電流が供給さ
れ、同トランジスタQ₂がオンして電界効果トラ
ンジスタQ₁のドレインーソース間に一定の電圧
が供給される。一方トランジスタQ₆は、コンデ
ンサ１７の充電が完了して時点でオフ状態となる
が、トランジスタQ₂のエミツタ電圧が電界効果
トランジスタQ₃のゲートに、供給され、同電界
効果トランジスタQ₃がオンしてそのドレイン電
流が抵抗１１を流れ、これによつてトランジスタ
Q₄のオン状態は維持される。この場合トランジ
スタQ₅は、そのベースに抵抗１３に生じた一定
の電圧が抵抗１５を介して印加されるため、定電
流回路として動作して電界効果トランジスタQ₃
のドレインーソース間電流を一定に保つ。しかし
て、電源電圧の供給を受けた電界効果トランジス
タQ₁は、そのゲートソース間が信号源１の内部
抵抗によつて短絡されているため、これらの間が
同電位となり、ドレインーソース間に一定の飽和
ドレイン電流Idssが流れて能動状態におかれる。
この状態において入力信号einが電界効果トラン
ジスタQ₁によつて増幅され、トランジスタQ₂を
介して負荷抵抗６の両端間に出力を生じ、その出
力が出力端子５から取出される。この場合、前記
飽和ドレイン電流Idssによる負荷抵抗６の電圧降
下Vdrは、Vdr＝Idss×R₆〔Ｖ〕（但しR₆は負荷
抵抗６の値）で表わされる。また回路の利得Ａ
は、トランジスタQ₂がベース接地として動作す
るから、Ａ÷gm÷R₆で表わされる。

そしていま、接続点ａが何らかの外的要因によ
つて接地された場合（または微少抵抗値によつて
アースライン４に短絡された場合）について考え
ると、まず接続点ａにおける電圧異常を電界効果
トランジスタQ₃が検出し、その検出出力をトラ
ンジスタQ₄に供給する。すなわち、接続点ａか
らバイアス電圧の供給を受ける電界効果トランジ
スタQ₃がカツトオフ方向へ引張られ、この結果
抵抗１１の電圧降下が減少してトランジスタQ₄
もカツトオフ方向へ引張られる。このとき定電流
源１４は、抵抗１１における電圧降下の減少に伴
い自己の定電流特性に応じて電流が減少し、抵抗
１３の両端間の電圧降下も減少する。これによつ
てトランジスタQ₅のベースに供給されるバイア
ス電流が減少し、同トランジスタQ₅もカツトオ
フ方向へ引張られる。この結果、電界効果トラン
ジスタQ₃におけるカツトオフ方向への動作が促
進され、同電界効果トランジスタQ₃およびトラ
ンジスタQ₄，Q₅は加速度的にカツトオフする。
このようにして前記トランジスタQ₄がカツトオ
フされるとトランジスタQ₂がカツトオフし、同
トランジスタQ₂のコレクタが電源３のプラス側
電位にロツクされ、電界効果トランジスタQ₁、
トランジスタQ₂による増幅動作が停止して回路
全体が非態動状態におかれる。このようにして、
接続点ａが接地された場合には回路全体が静止
し、トランジスタQ₂等が過大電流から保護され
ることになる。そしてこの保護動作は、自動復帰
のなされない所謂セルフクローズ動作であり、例
えばこの回路の後段に他の増幅器が接続された場
合には、同他の増幅器への異常動作の波及が防止
される。また、前記接続点ａの接地が解除された
場合には、一旦スイツチ９を切り、そして再投入
することによつて回路は正常動作に戻る。なお、
上記の実施例においては第１の検出回路を電界効
果トランジスタQ₃で構成したが、この回路は信
号系路に対して影響を及ぼすことなく接続点ａの
異常電圧を検出し得る高入力インピーダンス回路
であればよく、上記電界効果トランジスタQ₃に
限定されるものではない。

以上の説明から明らかなように、この考案によ
れば、信号増幅回路とこの信号増幅回路に定電圧
を供給する定電圧供給回路とが電源に対して直列
接続され前記信号増幅回路の出力が前記定電圧供
給回路を介して取り出されるように構成された増
幅器において、前記信号増幅回路と前記定電圧供
給回路との接続点電位が印加される高インピーダ
ンスの入力端を有し、この入力端に印加される前
記接続点電位と基準電圧とを比較することによつ
て前記接続点電位の降下を検出する第１の検出回
路と、この第１の検出回路の検出出力によつて前
記定電圧供給回路の供給定電圧を減少させるよう
に制御する制御回路と、前記供給定電圧が減少し
たか否かを検出し、減少が検出されたときには前
記第１の検出回路における前記基準電圧を上昇さ
せることにより、前記第１の検出回路の検出動作
を促進させる第２の検出回路とを具備したから、
前記接続点が誤つて接地された場合にも、前記定
電圧供給回路等を過大電流から保護することがで
き、同回路等を構成する素子の破壊を防止すると
ができる。また、前記異常電圧を高入力インピー
ダンスを有する第１の検出回路によつて検出する
ようにしたから、異常検出点が信号経路内にある
にもかかわらず、信号増幅に悪影響を与えること
なく前記第１の検出回路を動作させることができ
る。また、前記第１の検出回路が異常電圧を検出
したときに、この第１の検出回路の検出動作を促
進させる第２の検出回路を設けたから、これら各
検出回路が相乗的に作用して保護動作を高速で行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の増幅器の回路図、第２図はこの
考案の一実施例を示す回路図である。 ３……電源、Q₁……信号増幅回路（電界効果
トランジスタ）、Q₂……定電圧供給回路（トラン
ジスタ）、Q₃……第１の検出回路（電界効果トラ
ンジスタ）、Q₄……制御回路（トランジスタ）、
Q₅……第２の検出回路（トランジスタ）、Q₆……
始動回路（トランジスタ）、ａ……接続点。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 信号増幅回路とこの信号増幅回路に定電圧を供
   給する定電圧供給回路とが電源に対して直列接続
   され前記信号増幅回路の出力が前記定電圧供給回
   路を介して取り出されるように構成された増幅器
   において、 前記信号増幅回路と前記定電圧供給回路との接
   続点電位が印加される高インピーダンスの入力端
   を有し、この入力端に印加される前記接続点電位
   と基準電圧とを比較することによつて前記接続点
   電位の降下を検出する第１の検出回路と、 この第１の検出回路の検出出力によつて前記定
   電圧供給回路の供給定電圧を減少させるように制
   御する制御回路と、 前記供給定電圧の減少が検出されたときには前
   記第１の検出回路における前記基準電圧を上昇さ
   せることにより、前記第１の検出回路の検出動作
   を促進させる第２の検出回路 とを具備することを特徴とする増幅器の保護回
   路。