JPS6110336Y2 - - Google Patents

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JPS6110336Y2
JPS6110336Y2 JP1981780U JP1981780U JPS6110336Y2 JP S6110336 Y2 JPS6110336 Y2 JP S6110336Y2 JP 1981780 U JP1981780 U JP 1981780U JP 1981780 U JP1981780 U JP 1981780U JP S6110336 Y2 JPS6110336 Y2 JP S6110336Y2
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transistor
output stage
protection circuit
resistor
stage transistor
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【考案の詳細な説明】 この考案は、出力段トランジスタに流れる電流
を検出し、この検出結果に基づいて前記出力段ト
ランジスタを過大電流から保護する保護回路にお
いて、前記出力段トランジスタを保護する保護領
域への移行を早めて、保護動作時における増幅器
の歪率の悪化を防止するようにしたものに関す
る。
一般に、増幅器の出力段トランジスタを保護す
る保護回路としては、出力段トランジスタの電流
を検出し、この検出結果に基づいて前記出力段ト
ランジスタを過大電流から保護するようにしてい
る。
従来、このような保護回路においては、この保
護回路が動作して増幅器が非保護領域から保護領
域に移行する際に、つまり出力段トランジスタが
完全な保護領域におかれる直前の動作として、こ
の出力段トランジスタの動作が不安定となり、増
幅器の歪率が甚しく悪化する問題があつた。
例えば第1図は、増幅器において、出力段が相
補形に構成され、かつダーリントン接続されたト
ランジスタ1a,2aおよびトランジスタ1b,
2bを各々過大電流から保護する保護回路3a,
3bの一例を示すものである。
保護回路3aは、出力段トランジスタ2aのエ
ミツタ側から出力端子4側に流れる電流を検出す
る抵抗5a(値Re)と、トランジスタ6aと、
前記抵抗5aの両側に現われる電圧と前記出力端
子4に現われる電圧に基づいて前記トランジスタ
6aの動作点を設定する抵抗7a(値R1)、抵抗
8a(値R2)、抵抗9a(値R3)、ダイオード1
0aとからなるもので、出力段トランジスタ2a
に過大電流が流れたときに前記抵抗5aの両端間
の電圧が上昇し、これによつて前記トランジスタ
6aを動作させて前記出力段トランジスタ2aを
駆動する電流を出力端子4側に分流するように
し、もつて前記出力段トランジスタ2aを過大電
流から保護するようにしたものである。
すなわち、保護回路3aにおいて、出力段トラ
ンジスタ2aのエミツタ電流をI0、出力端子4の
出力電圧をV0とすると、トランジスタ6aのベ
ース・エミツタ間に印加される電圧Viは、 但し、ダイオード10aの順方向電圧降下は無
視する。
となる。そしてトランジスタ6aのベース・エミ
ツタ間に印加される前記電圧ViがVBEを上回つ
た場合に、出力段トランジスタ2aを駆動する電
流、例えばこの場合トランジスタ1aのベース側
に供給される駆動電流Iiの増加分が前記トランジ
スタ6aによつて出力端子4側に分流され、もつ
て前記トランジスタ2aのエミツタ電流が制限さ
れて、このトランジスタ2aが保護される。なお
前記VBEはトランジスタ6aのコレクタ電流が前
記トランジスタ1aのベース側に供給される駆動
電流Iiの増加分を十分吸収し得る電圧(例えばV
BE≒0.65V)である。またこの場合トランジスタ
6aにおいて、電流増幅率は大きいものとみな
し、前記コレクタ電流を駆動するベース電流は十
分小さいので無視する。
同様に保護回路3bは、抵抗5b(値Re)
と、トランジスタ6bと、抵抗7b(値R1)、抵
抗8b(値R2)、抵抗9b(値R3)、ダイオード
10bとからなるもので、保護回路3aと同様に
動作して出力段トランジスタ2bを過大電流から
保護するものである。
ところで、これらの保護回路3a,3bにおい
ては、第2図に示すように、出力段トランジスタ
2a,2bが動作しながら保護領域に移行する途
中に、これらの出力段トランジスタ2a,2bの
動作が不安定となる遷移領域が存在する。この遷
移領域は、トランジスタ6a,6bのベース・エ
ミツタ間に印加される電圧Viが例えばVi=0.6V
(トランジスタ6a,6bの各コレクタ電流が流
れ始める状態)からVi=VBEまでに生じるもの
である。
しかして、この遷移領域においては、前記駆動
電流が保護回路によつて出力端子側に分流するた
め、増幅器の歪率特性を極度に悪化させる問題が
あつた。
この考案は上記事情に鑑み、前記遷移領域を少
なくして保護動作における増幅器の歪率特性の悪
化を防止するようにした増幅器の保護回路を提供
するもので、出力段トランジスタに流れる電流を
検出し、この検出結果に基づいて前記出力段トラ
ンジスタを過大電流から保護する増幅器の保護回
路において、前記出力段トランジスタのエミツタ
と出力端子との間に介挿された第1の抵抗と、前
記出力段トランジスタを駆動する電流を前記出力
端子側に分流させる制御トランジスタと、この制
御トランジスタのベースと前記出力段トランジス
タのエミツタとの間に介挿された第2の抵抗と、
前記制御トランジスタのベースと接地点との間に
介挿された第3の抵抗と、前記制御トランジスタ
のベースと前記出力段トランジスタに印加される
電圧と逆極性の電圧を供給する電源端子との間に
介挿された第4の抵抗とを具備してなるものであ
る。
以下、この考案の詳細を図面を参照して説明す
る。
第3図は、この考案における増幅器の保護回路
の原理構成を示す回路図であつて、この図に示す
保護回路3aは、例えばシングル・エンテツド・
プツシユプル構成してなる増幅器の出力段におい
て、正側の出力段トランジスタ2aを保護するも
のである。なおこの図において第1図と対応する
部分は同一の符号を付してある。
保護回路3aは、コレクタ側に正電源電圧Vcc
が印加され、またベース側に駆動電流Iiが供給さ
れ、もつてエミツタ側より出力電流Ioを出力端子
4に接続されている図示しない負荷に供給する出
力段トランジスタ2aを保護するもので、この出
力段トランジスタ2aのエミツタと出力端子4と
の間に介挿された第1の抵抗5a(値Re)と、
出力段トランジスタ2aを駆動する電流Iiを出力
端子4側に分流させる制御トランジスタ6aと、
この制御トランジスタ6aのベースと出力段トラ
ンジスタのエミツタとの間に介挿された第2の抵
抗7a(値R4)と、前記制御トランジスタのベー
スと接地点との間に介挿された第3の抵抗9a
(値R5)と、前記制御トランジスタ6aのベース
と前記出力段トランジスタ2aに印加される電圧
(この場合+Vcc)と逆極性の電圧(この場合−
Vcc1)を供給する電源端子(この場合負電源端
子)12aとの間に介挿された第4の抵抗13a
(値R6)とを具備してなるものである。
次に、この保護回路3aの動作について説明す
る。
まず、この保護回路3aにおいては、第2の抵
抗7aに流れる電流をi4、第3の抵抗9aに流れ
る電流をi5、第4の抵抗13aに流れる電流をi6
とすると、制御トランジスタ6aのベース電流が
極僅かなので、次の(2)式が成立する。
i4≒i5+i6 …(2) 但し、i4は出力電流Ioに比べて小さいものとす
る。
また制御トランジスタ6aのベース電圧Va
は、 Vo+ReIo−Va=i4・R4 …(3) Va=i5・R5 …(4) Va+Vcc1=i6・R6 …(5) となり、(2)〜(4)式より Vo+ReIo−Va=(i5+i6)R4 =Va・R/R+(Va+Vcc)・R/R
…(6) となる。よつて、制御トランジスタ6aのベー
ス・エミツタ間に印加される電圧Viは(6)式よ
り、 となる。なぜならば、第3図からVi=Va−Voで
あり、また、(6)式をベース電圧Vaについてまと
めると、 Va(1+R/R+R/R)= Vo+ReIo−R/RVcc1 が得られ、これからVa−Vo(=Vi)を求めれ
ば、 となる。従つて、この右辺の分子を整理すれば、
(7)式が得られる。
そしてこの回路においても出力段トランジスタ
2aは、第1図の回路と同様に制御トランジスタ
6aのベース・エミツタ間に印加される電圧Vi
がVBE(≒0.65V)以上になつた場合に保護領域
に移行し、また前記電圧ViがVBE>Vi≧0.6Vの
間にある場合に遷移領域に移行する。
ここで、第1図に示す従来の保護回路3aの遷
移領域と、第3図に示すこの考案における原理構
成の保護回路3aの遷移領域とを比較してみる。
この場合、遷移領域の上限であるVi=VBEを第
4図の実線aに示すように同一に設定する。すな
わち(1)式より、従来の保護回路3aの遷移領域の
上限は、 I0=R/R・ReVo+ (1+R/R+R/R)・VBE/Re
…(8) となり、また(7)式よりこの考案による保護回路3
aの遷移領域の上限は、 I0=(R/R・Re+R/R・Re) Vo+(1+R/R+R/R)・ VBE/Re+R・Vcc/R・Re …(9) となる。また同一の勾配および同一のオフセツト
値を設定するので、(8),(9)式より、 R/R=R/R+R/R …(10) (1+R/R+R/R)・VBE/Re=(1
+R/R+R/R) ・VBE/Re+R・Vcc/R
Re…(11) となる。(10),(11)式より R/RBE=R/RVcc1 …(12) 上記の(12)式が得られる。
また、これら保護回路3aの保護領域の下限
は、その上限を同一に設定したので、例えばVi
=0.6Vの各オフセツト値の大小によつて前記遷
移領域の大小が決まる。すなわち(8),(9),(10)式よ
り、 (1+R/R+R/R)×0.6/Re+R
・Vcc/R・Re −(1+R/R+R/R)×0.6/Re =R・Vcc/R・Re−R/R
×0.6/Re…(13) となり、更に(12),(13)式より R/R・Vcc/Re−R/R×0.6/
Re=R/R・Re (VBE−0.6)>0 …(14) となり、従来の保護回路3aの遷移領域の下限
は、第4図の実線bに示すようになり、またこの
考案による保護回路3aの遷移領域の下限は、第
4図の実線cに示すようになる。
すなわち、この考案における保護回路3aの遷
移領域は、従来の保護回路3aの遷移領域より少
なくなる。
第5図は、この考案による保護回路を備えたコ
ンプリメンタリ・シングル・エンテツド・プツシ
ユプル形増幅器の具体的構成を示す図であり、こ
の増幅器において、出力段が相補形に構成され、
かつダーリントン接続されたトランジスタ1a,
2aを過大電流から保護する保護回路3aと、ま
た同様にダーリントン接続されたトランジスタ1
b,2bを過大電流から保護する保護回路3bと
からなるものである。なお第1図、第3図に対応
する部分は同一の符号を付してある。
保護回路3aは、第1の抵抗5aと、トランジ
スタ6aと、第2の抵抗7aと、第3の抵抗9a
と、ダイオード10aと、前記トランジスタ6a
のベースと負電源端子12aとの間に介挿された
抵抗13aとからなるものである。
また同様に、保護回路3bは、第1の抵抗5b
と、トランジスタ6bと、第2の抵抗7bと、第
3の抵抗9bと、ダイオード10bと、前記トラ
ンジスタ6bのベースと正電源端子12bとの間
に介挿された抵抗13aとからなるものである。
かくして、この増幅器においては、保護回路3
a,3bが前述したように動作して出力段トラン
ジスタ2a,2bを過大電流から保護することが
できる。
以上説明したように、この考案によれば、出力
段トランジスタに流れる電流を検出し、この検出
結果に基づいて前記出力段トランジスタを過大電
流から保護する増幅器の保護回路において、前記
出力段トランジスタの動作が不安定となる遷移領
域を少なくしたから、低歪率で動作し得る非保護
領域の範囲を広めることができ、もつて保護動作
における増幅器の歪率特性の悪化を防止すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の増幅器の保護回路の一例を示す
回路図、第2図は第1図に示す保護回路を説明す
るための特性図、第3図はこの考案による増幅器
の保護回路の原理構成を示す回路図、第4図は第
1図に示す従来の保護回路と第3図に示すこの考
案による保護回路とを比較するための特性図、第
5図はこの考案による増幅器の保護回路を備えた
増幅器の具体的構成を示す回路図である。 2a,2b……出力段トランジスタ、4……出
力端子、5a,5b……第1の抵抗、6a,6b
……制御トランジスタ、7a,7b……第2の抵
抗、9a,9b……第3の抵抗、12a……電源
端子(負電源端子)、12b……電源端子(正電
源端子)、13a,13b……第4の抵抗。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 出力段トランジスタに流れる電流を検出し、こ
    の検出結果に基づいて前記出力段トランジスタを
    過大電流から保護する増幅器の保護回路におい
    て、前記出力段トランジスタのエミツタと出力端
    子との間に介挿された第1の抵抗と、前記出力段
    トランジスタを駆動す電流を前記出力端子側に分
    流させる制御トランジスタと、この制御トランジ
    スタのベースと前記出力段トランジスタのエミツ
    タとの間に介挿された第2の抵抗と、前記制御ト
    ランジスタのベースと接地点との間に介挿された
    第3の抵抗と、前記制御トランジスタのベースと
    前記出力段トランジスタに印加される電圧と逆極
    性の電圧を供給する電源端子との間に介挿された
    第4の抵抗とを具備してなる増幅器の保護回路。
JP1981780U 1980-02-19 1980-02-19 Expired JPS6110336Y2 (ja)

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JP1981780U JPS6110336Y2 (ja) 1980-02-19 1980-02-19

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JPS56121319U JPS56121319U (ja) 1981-09-16
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