JPS6123851Y2 - - Google Patents

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JPS6123851Y2
JPS6123851Y2 JP17086179U JP17086179U JPS6123851Y2 JP S6123851 Y2 JPS6123851 Y2 JP S6123851Y2 JP 17086179 U JP17086179 U JP 17086179U JP 17086179 U JP17086179 U JP 17086179U JP S6123851 Y2 JPS6123851 Y2 JP S6123851Y2
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circuit
output
stage
transistors
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【考案の詳細な説明】 この考案は、相補対称形に接続されたトランジ
スタによるSEPP(シングル・エンデツド・ブツ
シユプル)形の電力増幅回路に関するもので、さ
らに詳しくは、基本的にはB級ないしAB級プツ
シユプル動作と同様な高効率の増幅を行ない、し
かも入力信号の極性,振幅にかかわりなくいかな
る時も電力増幅段のトランジスタがカツトオフし
ないようにバイアス回路を工夫した、いわゆるノ
ンカツトオフ電力増幅回路に関する。
[Detailed explanation of the invention] This invention relates to a SEPP (single-ended buttress) type power amplifier circuit using transistors connected in a complementary symmetrical manner. This invention relates to a so-called non-cutoff power amplifier circuit that performs highly efficient amplification similar to push-pull operation, and has a bias circuit designed so that the transistor in the power amplifier stage will not be cut off at any time regardless of the polarity or amplitude of the input signal.

オーデイオ分野のトランジスタ電力増幅回路と
しては、B級ないしAB級のSEPP回路が効率の良
いことから多用されている。周知のように、B級
ないしAB級のSEPP回路では、プツシユプル動作
する2つのトランジスタの一方が入力信号の正お
よび負半波に応じてカツトオフする期間がある。
そして、このカツトオフ期間があることにより、
特に高い周波数においてトランジスタがオン,オ
フする瞬間にキヤリア蓄積効果によるスイツチン
グ歪が発生するとともに、トランジスタの立上り
領域でプツシユプルによる正および負半波の波形
合成が行なわれるためいわゆるクロスオーバ歪を
発生し易いという問題がある。
Class B or AB class SEPP circuits are often used as transistor power amplifier circuits in the audio field due to their high efficiency. As is well known, in a class B or class AB SEPP circuit, there is a period in which one of the two push-pull transistors is cut off in response to the positive and negative half waves of the input signal.
And due to this cut-off period,
Especially at high frequencies, switching distortion occurs due to the carrier accumulation effect at the moment the transistor turns on and off, and because waveform synthesis of positive and negative half waves occurs due to push-pull in the rise region of the transistor, so-called crossover distortion is likely to occur. There is a problem.

そこで最近では、B級ないしAB級動作の高効
率という基本的特徴を失うことなく、上述のスイ
ツチング歪やクロスオーバ歪を低減すべく、ノン
カツトオフ電力増幅回路と称され種々の回路が提
案されている。この種の回路は、プツシユプル動
作する2つのトランジスタにより入力信号のほぼ
正の半波と負の半波をそれぞれ分担して増幅する
B級ないしAB級プツシユプル動作を基本とし、
正半波が入力されたとき負半波を分担するトラン
ジスタを、また負半波が入力されたとき正半波を
分担するトランジスタをそれぞれカツトオフさせ
ないように、入力信号に応答してバイアスを変化
させるものである。このようにして電力増幅段の
トランジスタのカツトオフが防止されれば、上述
のスイツチング歪やクロスオーバ歪は大幅に低減
される。
Recently, various circuits called non-cutoff power amplifier circuits have been proposed in order to reduce the above-mentioned switching distortion and crossover distortion without losing the basic feature of high efficiency of class B or AB operation. . This type of circuit is based on class B or class AB push-pull operation, in which two transistors that operate in push-pull mode share and amplify approximately the positive half-wave and negative half-wave of the input signal, respectively.
The bias is changed in response to the input signal so that when a positive half wave is input, the transistor responsible for the negative half wave is not cut off, and when a negative half wave is input, the transistor responsible for the positive half wave is not cut off. It is something. If the cut-off of the transistor in the power amplification stage is thus prevented, the above-mentioned switching distortion and crossover distortion can be significantly reduced.

第1図は既に知られているノンカツトオフ電力
増幅回路の代表例を示している。この回路の動作
を簡単に説明すると、正負の電源+Vccと−Vcc
間に相補対称形に接続された電力増幅段のトラン
ジスタQ1,Q2に対し、無信号時には定電圧バイ
アス回路E1,E′1からダイオードD1,D3を介し
て、また定電圧回路E2,E2′からダイオードD2
D4を介して一定のバイアス電流が供給され、両
トランジスタQ1,Q2が平衡して出力端子OUTに
接続された負荷PLには電流は流れない。入力端
子INに正半波の入力信号が印加されると、この
信号はダイオードD1を介してトランジスタQ1
伝達され、このトランジスタQ1で増幅される。
一方ダイオードD3は正半波の入力信号によつて
逆方向バイアスされてカツトオフし、このダイオ
ードD3を通して流れるトランジスタQ2のベース
電流はなくなる。しかし、このとき定電圧回路
E′2,ダイオードD4および抵抗R2からなる回路に
より、トランジスタQ2には一定のベース電流が
流れてカツトオフすることはない。すなわち、P4
点の電圧は定電圧回路E′2により強制的に固定さ
れており、正半波の入力信号の場合ダイオード
D4に順方向の電圧がかかつてオンとなるように
定電圧回路E′2が設定されているので、このダイ
オードD4および抵抗R2を通してトランジスタQ2
のベース電流が流れ、しかもダイオードD4の順
方向降下電圧によりP3,P4間の電圧が一定に保た
れるので、トランジスタQ2のベース電流は一定
となる。なお、このときダイオードD2は逆バイ
アスされ、カツトオフしている。次に入力端子
INに負半波の入力信号が印加されると、ダイオ
ードD1とD4がカツトオフするとともに、ダイオ
ードD2とD3がオンとなり、入力信号はダイオー
ドD2を介してトランジスタQ2で増幅され、また
定電圧回路E2の作用により、トランジスタQ1
は抵抗R1およびダイオードD2を通して一定のベ
ース電流が供給されて、カツトオフすることはな
い。
Fig. 1 shows a typical example of a known non-cutoff power amplifier circuit. The operation of this circuit is simply explained by the positive and negative power supplies +Vcc and -Vcc.
When no signal is present, constant voltage bias circuits E1, E'1 provide power to the power amplifier stage transistors Q1 , Q2 through diodes D1, D3, and constant voltage circuits E2, E2' provide power to the power amplifier stage transistors Q1 , Q2 through diodes D2, D3, and constant voltage bias circuits E1, E'1 provide power to the power amplifier stage transistors Q1, Q2 through diodes D2 , D3 , and constant voltage circuits E2, E2' provide power to the power amplifier stage transistors Q1, Q2 through diodes D2 , D3, and constant voltage bias ... 3 , E3' provide power to the power amplifier stage transistors Q3, Q4 .
A constant bias current is supplied via D4 , and both transistors Q1 and Q2 are balanced, so that no current flows through the load P L connected to the output terminal OUT. When a positive half-wave input signal is applied to the input terminal IN, this signal is transmitted via diode D1 to transistor Q1 , where it is amplified.
On the other hand, the diode D3 is reverse biased by the positive half-wave input signal and cuts off, and the base current of the transistor Q2 does not flow through this diode D3 .
Due to the circuit consisting of E'2 , diode D4 and resistor R2 , a constant base current flows through transistor Q2 and it is not cut off. That is, P4
The voltage at point E' is forcibly fixed by the constant voltage circuit E'2 , and in the case of a positive half-wave input signal, the diode
The constant voltage circuit E'2 is set so that a forward voltage is applied to D4 , turning it on. Therefore, the transistor Q2
Since the voltage between P3 and P4 is kept constant due to the forward voltage drop of the diode D4 , the base current of the transistor Q2 is constant. At this time, the diode D2 is reverse biased and cut off. Next, the input terminal
When a negative half-wave input signal is applied to IN, diodes D1 and D4 are cut off and diodes D2 and D3 are turned on. The input signal is amplified by transistor Q2 via diode D2. Due to the action of constant voltage circuit E2 , a constant base current is supplied to transistor Q1 through resistor R1 and diode D2 , so that it is not cut off.

上記のような従来の回路にあつては、定電圧バ
イアス回路E1,E′1だけでなく、定電圧回路E2
E′2もトランジスタQ1,Q2のバイアスを決定する
要素となるので、バイアスを安定化するための温
度補償は、定電圧バイアス回路E1,E′1とともに
定電圧回路E2,E′2にも別個に必要となる。この
ため、定電圧バイアス回路E1,E′1を構成する素
子だけではなく、定電圧回路E2,E′2を構成する
素子にも電力増幅段の終段トランジスタとの熱結
合が必要となり、回路的だけでなく実装構造的に
も非常に複雑な構成になる等の欠点があつた。
In the conventional circuit as described above, not only constant voltage bias circuits E 1 and E′ 1 but also constant voltage circuits E 2 and
Since E′ 2 is also a factor that determines the bias of transistors Q 1 and Q 2 , temperature compensation for stabilizing the bias is performed by constant voltage bias circuits E 1 and E′ 1 as well as constant voltage circuits E 2 and E′ 2 is also required separately. Therefore, not only the elements that make up the constant voltage bias circuits E 1 and E' 1 but also the elements that make up the constant voltage circuits E 2 and E' 2 need to be thermally coupled to the final stage transistor of the power amplification stage. However, there were drawbacks such as a very complicated configuration not only in terms of circuits but also in terms of mounting structure.

この考案は以上のごとき背景の下になされたも
のであつて、この考案に係る電力増幅回路は、電
力増幅段の両トランジスタをそれぞれドライブす
るドライブ段を、定電圧バイアス回路の出力に重
畳される入力信号を増幅して電力増幅段に印加す
る第1のトランジスタと、上記定電圧バイアス回
路の出力に重畳される入力信号を平滑して直流バ
イアス成分のみを出力するローパスフイルタ回路
と、このローパスフイルタ回路の出力を増幅して
電力増幅段に印加する第2のトランジスタとで構
成し、入力信号の極性,振幅にかかわりなく、上
記第2のトランジスタを介して供給されるバイア
ス電流により電力増幅段のトランジスタがカツト
オフすることがないようにしたもので、高効率で
かつスイツチング歪やクロスオーバ歪の少ない回
路を簡単な構成で実現できるようにしたものであ
る。
This invention was made against the above background, and the power amplification circuit according to this invention has a drive stage that drives both transistors of the power amplification stage, which is superimposed on the output of the constant voltage bias circuit. a first transistor that amplifies an input signal and applies it to the power amplification stage; a low-pass filter circuit that smooths the input signal superimposed on the output of the constant voltage bias circuit and outputs only a DC bias component; A second transistor amplifies the output of the circuit and applies it to the power amplification stage. Regardless of the polarity and amplitude of the input signal, the bias current supplied through the second transistor powers the power amplification stage. This prevents the transistor from being cut off, making it possible to realize a circuit with high efficiency and low switching distortion and crossover distortion with a simple configuration.

以下、この考案の実施例を第2図,第3図に基
づいて詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of this invention will be described in detail based on FIGS. 2 and 3.

第2図において、電力増幅段は、正電源+Vcc
と負電源−Vcc間に相補対称形に接続されたnpn
形の出力トランジスタQ1とpnp形の出力トランジ
スタQ2で構成されるSEPP回路であり、両出力ト
ランジスタQ1,Q2のエミツタ電流Ie(Q1)とIe
(Q2)の差分が出力端子OUTに接続された負荷RL
に供給される。なお、両出力トランジスタQ1
Q2のエミツタ側に接続された抵抗R3,R4は、ト
ランジスタ保護用の微少な抵抗値である。
In Figure 2, the power amplification stage is connected to the positive power supply +Vcc
npn connected in a complementary symmetrical manner between
This is a SEPP circuit consisting of a PNP type output transistor Q 1 and a PNP type output transistor Q 2 , and the emitter currents Ie (Q 1 ) and Ie of both output transistors Q 1 and Q 2 are
(Q 2 ) is the load R L connected to the output terminal OUT.
is supplied to Note that both output transistors Q 1 ,
Resistors R 3 and R 4 connected to the emitter side of Q 2 have minute resistance values for transistor protection.

トランジスタQ3,Q4,Q5,Q6はドライブ段を
構成するもので、トランジスタQ3,Q4は出力ト
ランジスタQ1と同じnpn形で、正電源+Vccと出
力トランジスタQ1のベース側間に並列に接続さ
れており、出力トランジスタQ1をドライブす
る。これを対称的に、トランジスタQ5,Q6は出
力トランジスタQ2と同じpnp形で、負電源−Vcc
と出力トランジスタQ2のベース側間に並列に接
続されており、出力トランジスタQ2をドライブ
する。なお、各トランジスタQ3,Q4,Q5,Q6
共通に結ぶ抵抗R5は出力トランジスタQ1,Q2
ベースバイアスを安定化する抵抗であり、また、
両出力トランジスタQ1,Q2のベースに接続され
ている抵抗R6,R7はトランジスタ保護用の微少
な抵抗値である。
Transistors Q 3 , Q 4 , Q 5 , and Q 6 constitute a drive stage, and transistors Q 3 and Q 4 are of the same npn type as output transistor Q 1 , and are connected between the positive power supply +Vcc and the base side of output transistor Q 1. is connected in parallel to drive the output transistor Q1 . In contrast, transistors Q 5 and Q 6 are of the same PNP type as output transistor Q 2 , and are connected to the negative power supply −Vcc.
and the base side of the output transistor Q2 , and drives the output transistor Q2 . Note that the resistor R 5 that commonly connects the transistors Q 3 , Q 4 , Q 5 , and Q 6 is a resistor that stabilizes the base bias of the output transistors Q 1 and Q 2 .
Resistors R 6 and R 7 connected to the bases of both output transistors Q 1 and Q 2 have minute resistance values for transistor protection.

トランジスタQ7,Q8はnpn形とpnp形の対によ
りプリドライブ段を構成するもので、両者のエミ
ツタ間に抵抗R8を挿入して正負の電源+Vcc,−
Vcc間に相補対称形に接続されている。またトラ
ンジスタQ7のエミツタは、抵抗R9とコンデンサ
C1の並列回路を介してトランジスタQ3のベース
に接続されているとともに、抵抗R10とコンデン
サC2からなるローパスフイルタ回路1を介して
トランジスタQ4のベースに接続されている。こ
れと対称に、トランジスタQ8のエミツタは、抵
抗R11とコンデンサC3の並列回路を介してトラン
ジスタQ5のベースに接続されているとともに、
抵抗R12とコンデンサC4からなるローパスフイル
タ回路2を介してトランジスタQ6のベースに接
続されている。
Transistors Q 7 and Q 8 constitute a predrive stage as a pair of npn type and pnp type, and a resistor R 8 is inserted between their emitters to connect the positive and negative power supplies +Vcc, -.
They are connected in a complementary symmetrical manner between Vcc. Also, the emitter of transistor Q7 is connected to resistor R9 and capacitor
It is connected to the base of a transistor Q 3 via a parallel circuit of C 1 and to the base of a transistor Q 4 via a low-pass filter circuit 1 consisting of a resistor R 10 and a capacitor C 2 . In contrast, the emitter of transistor Q 8 is connected to the base of transistor Q 5 through a parallel circuit of resistor R 11 and capacitor C 3 , and
It is connected to the base of the transistor Q 6 via a low-pass filter circuit 2 consisting of a resistor R 12 and a capacitor C 4 .

上記ローパスフイルタ回路1は、抵抗R8≪抵
抗R1 0,R12の条件下において、トランジスタQ7
のエミツタ側の点P7の電圧が後述するように入力
信号に応じて可聴周波数で変動しても、トランジ
スタQ4のベースに点P7の直流電圧成分のみを伝
達するように作用するもので、そのように抵抗
R10,コンデンサC2による時定数が選ばれてい
る。通常、ローパスフイルタ回路1は数Hz以上の
周波数成分を除去するように設定される。ローパ
スフイルタ回路2もローパスフイルタ回路1と同
様に、点P8に生じる数Hz以上の可聴周波数の電
圧変動をトランジスタQ6のベースに伝達しない
ように作用する。
The above-mentioned low-pass filter circuit 1 operates under the condition that the resistor R 8 << the resistors R 1 0 and R 12 , the transistor Q 7
Even if the voltage at point P7 on the emitter side of Q varies at an audible frequency depending on the input signal as described later, it acts to transmit only the DC voltage component at point P7 to the base of transistor Q4 . , resist like that
R 10 and the time constant due to capacitor C 2 are chosen. Usually, the low-pass filter circuit 1 is set to remove frequency components of several Hz or more. Similar to the low-pass filter circuit 1, the low-pass filter circuit 2 also functions to prevent voltage fluctuations at an audible frequency of several Hz or more occurring at the point P8 from being transmitted to the base of the transistor Q6 .

さらに、トランジスタQ7,Q8のベース間には
定電圧バイアス回路E1,E′1が接続されており、
入力端子INに与えられる入力信号(可聴周波数
信号)は定電圧バイアス回路E1,E′1の出力に重
畳されてトランジスタQ7,Q8のベースに印加さ
れる。
Furthermore, constant voltage bias circuits E 1 and E' 1 are connected between the bases of transistors Q 7 and Q 8 ,
The input signal (audio frequency signal) applied to the input terminal IN is superimposed on the outputs of the constant voltage bias circuits E 1 and E' 1 and applied to the bases of the transistors Q 7 and Q 8 .

以上の構成において、無信号時には、トランジ
スタQ7,Q8に定電圧バイアス回路E1,E′1によつ
て決定される互に等しい一定のエミツタ電流が流
れ、点P7および点P8の電圧は接地電位に対して対
称な一定の電圧となり、その結果、ドライブ段の
トランジスタQ3,Q4を介して出力トランジスタ
Q1に供給されるベース電流(バイアス電流)
と、ドライブ段のトランジスタQ5,Q6を介して
出力トランジスタQ2に供給されるベース電流
(バイアス電流)は等しく、したがつて出力トラ
ンジスタQ1,Q2のエミツタ電流(アイドリング
電流)も等しくなつて、出力トランジスタQ1
Q2は平衡する。
In the above configuration, when there is no signal, constant emitter currents determined by the constant voltage bias circuits E 1 and E ' 1 flow through transistors Q 7 and Q 8, and the emitter currents are equal to each other and the currents at points P 7 and P 8 flow. The voltage becomes a constant voltage symmetric with respect to ground potential, and as a result, the output transistor
Base current (bias current) supplied to Q 1
The base currents (bias currents) supplied to the output transistor Q 2 via the drive stage transistors Q 5 and Q 6 are equal, and therefore the emitter currents (idling currents) of the output transistors Q 1 and Q 2 are also equal. Therefore, the output transistor Q 1 ,
Q 2 is in equilibrium.

上記無信号時の動作を出力トランジスタQ1
について詳述すると、一定電圧に保たれる点P7
ら抵抗R9を通してトランジスタQ3のベース電流
が供給され、トランジスタQ3で増幅されたエミ
ツタ電流Ie(Q3)が出力トランジスタQ1のベース
に供給される。同時に、点P7から抵抗R10を通し
てコンデンサC2が充電されるとともに、抵抗R10
を通してトランジスタQ4のベース電流が供給さ
れ、このトランジスタQ4で増幅されたエミツタ
電流Ie(Q4)が出力トランジスタQ1のベースに供
給される。またR5に流れる電流Idとすると、出
力トランジスタQ1にはIe(Q3)+Ie(Q4)−Idな
るバイアス電流が流れ、出力トランジスタQ1
電流増幅率をhFEとすると、アイドリング電流I
Eは、 IE=hFE {Ie(Q3)+Ie(Q4)−Id} となる。なお、トランジスタQ3,Q4の無信号時
のエミツタ電流Ie(Q3)とIe(Q4)の配分は、抵
抗R9,R10およびトランジスタQ4のエミツタに接
続された抵抗R13によつて適宜に設定することが
できる。
Detailing the above operation when there is no signal on the output transistor Q1 side, the base current of transistor Q3 is supplied from point P7 , which is kept at a constant voltage, through resistor R9 , and the emitter current is amplified by transistor Q3 . Ie (Q 3 ) is provided to the base of output transistor Q 1 . At the same time, capacitor C 2 is charged from point P 7 through resistor R 10 and resistor R 10
The base current of the transistor Q4 is supplied through the transistor Q4 , and the emitter current Ie ( Q4 ) amplified by the transistor Q4 is supplied to the base of the output transistor Q1 . Also, if the current flowing through R 5 is Id, then a bias current of Ie ( Q 3 ) + Ie (Q 4 ) − Id flows through the output transistor Q 1, and if the current amplification factor of the output transistor Q 1 is h FE , then the idling current I
E becomes IE = hFE {Ie( Q3 )+Ie( Q4 )−Id}. The emitter currents Ie (Q 3 ) and Ie (Q 4 ) of transistors Q 3 and Q 4 when no signal are distributed are distributed between resistors R 9 and R 10 and resistor R 13 connected to the emitter of transistor Q 4 . Therefore, it can be set appropriately.

出力トランジスタQ2側についても同じであ
り、無信号時において、トランジスタQ5のエミ
ツタ電流Ie(Q5)が上記Ie(Q3)と等しく、トラ
ンジスタQ6のエミツタ電流Ie(Q6)が上記Ie
(Q4)と等しくなるように抵抗R11,R12,R14が設
定されており、これにより出力トランジスタQ1
とQ2が平衡するのである。
The same is true for the output transistor Q2 side; when there is no signal, the emitter current Ie (Q 5 ) of transistor Q 5 is equal to the above Ie (Q 3 ), and the emitter current Ie (Q 6 ) of transistor Q 6 is equal to the above Ie (Q 3 ). Ie
Resistors R 11 , R 12 , and R 14 are set so that the output transistor Q 1 is equal to (Q 4 ).
and Q 2 are in equilibrium.

次に、入力端子INに入力信号の正の半波が印
加されると、これに対応して点P7およびP8の電圧
がそれぞれ上昇する。点P7の電圧上昇はコンデン
サC1を介してトランジスタQ3のベースに伝達さ
れてエミツタ電流Ie(Q3)を増加させ、他方、点
P8の電圧上昇はコンデンサC3を介してトランジ
スタQ5のベースに伝達されてエミツタ電流Ie
(Q5)を減少させる。しかし、ローパスフイルタ
回路1および2により点P7,P8の入力信号成分の
電圧変化はトランジスタQ4,Q6のベースには現
われず、トランジスタQ4,Q6のコレクタ電流Ie
(Q4),Ie(Q6)はほとんど変化しない(後述のよ
うに多少変化する)。したがつて、出力トランジ
スタQ1のエミツタ電流Ie(Q1)は上記Ie(Q3)の
増加に対応して増加するとともに、出力トランジ
スタQ2のエミツタ電流Ie(Q2)は上記Ie(Q5)の
減少に対応して減少し、Ie(Q1)−Ie(Q2)が負
荷RLに供給される。なおこの時、トランジスタ
Q1のエミツタ電流Ie(Q1)の増加およびベースエ
ミツタ間の電圧VBE(Q1)の増加に伴つて、出力
端子OUTに対するトランジスタQ1のベース電位
が上昇するので、これにつれてIe(Q4)は多少減
少する。またIe(Q2)およびVBE(Q2)の減少に
つれて出力端子OUTとトランジスタQ2のベース
間の電圧は減少し、これによりIe(Q6)は多少増
加することになる。
Next, when a positive half wave of the input signal is applied to the input terminal IN, the voltages at points P 7 and P 8 rise correspondingly. The voltage rise at point P 7 is transmitted to the base of transistor Q 3 through capacitor C 1 and increases the emitter current Ie (Q 3 ), while at point
The voltage rise at P8 is transferred to the base of transistor Q5 via capacitor C3 and the emitter current Ie
(Q 5 ) decreases. However, due to the low-pass filter circuits 1 and 2, the voltage change of the input signal components at points P 7 and P 8 does not appear at the bases of transistors Q 4 and Q 6 , and the collector current Ie of transistors Q 4 and Q 6
(Q 4 ) and Ie (Q 6 ) hardly change (they change somewhat as described later). Therefore, the emitter current Ie (Q 1 ) of the output transistor Q 1 increases corresponding to the increase in the above Ie (Q 3 ), and the emitter current Ie (Q 2 ) of the output transistor Q 2 increases as the above Ie (Q 5 ), and Ie( Q1 )-Ie( Q2 ) is supplied to the load RL . At this time, the transistor
As the emitter current Ie (Q 1 ) of Q 1 increases and the base-emitter voltage V BE (Q 1 ) increases, the base potential of transistor Q 1 with respect to the output terminal OUT increases, so Ie (Q 4 ) will decrease somewhat. Furthermore, as Ie (Q 2 ) and V BE (Q 2 ) decrease, the voltage between the output terminal OUT and the base of transistor Q 2 decreases, which causes Ie (Q 6 ) to increase somewhat.

ところで、入力端子INに加わつた正半波の入
力信号の振幅がある値以上になると、これに対応
した点P8の電圧上昇によりトランジスタQ5がカ
ツトオフし、エミツタ電流Ie(Q5)が零になる
が、上述のようにトランジスタQ6には無信号時
より若干増加したエミツタ電流Ie(Q6)が流れ、
これが出力トランジスタQ2のベースを駆動する
ので、出力トランジスタQ2がカツトオフするこ
とはない。すなわち、トランジスタQ5がカツト
オフしても、出力トランジスタQ2には最低I′E
FE{Ie(Q6)−Id}なるエミツタ電流が流れて
能動状態に維持される。
By the way, when the amplitude of the positive half-wave input signal applied to the input terminal IN exceeds a certain value, the corresponding voltage rise at point P8 causes transistor Q5 to be cut off, and the emitter current Ie ( Q5 ) becomes zero. However, as mentioned above, the emitter current Ie (Q 6 ), which is slightly increased compared to when there is no signal, flows through the transistor Q 6 ,
Since this drives the base of output transistor Q2 , output transistor Q2 will not be cut off. In other words, even if transistor Q 5 is cut off, output transistor Q 2 will have at least I′ E =
An emitter current of h FE {Ie (Q 6 ) − Id} flows and is maintained in the active state.

また、入力端子INに入力信号の負の半波が印
加されると、これに対応して点P7およびP8の電圧
はそれぞれ低下し、Ie(Q3)およびIe(Q1)が減
少するとともに、Ie(Q5)およびIe(Q2)が増加
し、Ie(Q1)−Ie(Q2)が負荷に供給される。こ
のとき、トランジスタQ3がカツトオフしてIe
(Q3)が零になつても、トランジスタQ4には零で
ないエミツタ電流Ie(Q4)が流れて、これが出力
トランジスタQ1のベースを駆動するので、出力
トランジスタQ1には最低I′E=hFE{Ie(Q4)−
Id}なるエミツタ電流が流れて能動状態に維持さ
れるのである。
Also, when the negative half-wave of the input signal is applied to the input terminal IN, the voltages at points P 7 and P 8 will correspondingly decrease, respectively, and Ie (Q 3 ) and Ie (Q 1 ) will decrease. At the same time, Ie(Q 5 ) and Ie(Q 2 ) increase, and Ie(Q 1 )−Ie(Q 2 ) is supplied to the load. At this time, transistor Q3 is cut off and Ie
Even if (Q 3 ) becomes zero, a non-zero emitter current Ie (Q 4 ) flows through the transistor Q 4 and this drives the base of the output transistor Q 1. Therefore, the output transistor Q 1 has a minimum I′ E = h FE {Ie(Q 4 )−
An emitter current }Id} flows to maintain the active state.

以上の動作説明から明かなように、上記回路に
おける入力信号波形と出力トランジスタQ1,Q2
のエミツタ電流Ie(Q1),Ie(Q2)の関係は第3
図に示すようになる。すなわち、無信号時には出
力トランジスタQ1,Q2上に上記アイドリング電
流IEが流れ、入力信号の正半波は出力トランジ
スタQ1で、また負半波は出力トランジスタQ2
それぞれ分担して増幅するという通常のB級に近
いプツシユプル動作を行なう。しかし、負半波の
入力時にも出力トランジスタQ1はカツトオフせ
ず、アイドリング電流IEより僅かに小さな上記
I′Eなるエミツタ電流が流れ、同様に、正半波の
入力時にも出力トランジスタQ2には上記I′Eなる
エミツタ電流が流れてカツトオフしないのであ
る。ここで、アイドリング電流IEを決定してい
るIe(Q3)+Ie(Q4)およびIe(Q5)+Ie(Q6)を
それぞれ一定とし、Ie(Q3)とIe(Q4)の配分比
およびIe(Q5)とIe(Q6)の配分比を調整してIe
(Q1)とIe(Q2)の変化特性を変化させることがで
き、これにより、最もクロスオーバ歪の少ない動
作点を容易に設定することができる。
As is clear from the above operation explanation, the input signal waveform and output transistors Q 1 and Q 2 in the above circuit
The relationship between the emitter currents Ie (Q 1 ) and Ie (Q 2 ) is the third
The result will be as shown in the figure. That is, when there is no signal, the above idling current I E flows through the output transistors Q 1 and Q 2 , and the positive half wave of the input signal is amplified by the output transistor Q 1 , and the negative half wave is amplified by the output transistor Q 2 . It performs a push-pull motion similar to a normal B-class. However, even when the negative half-wave is input, the output transistor Q1 does not cut off, and the above-mentioned idling current IE is slightly smaller than the idling current IE .
An emitter current I'E flows, and similarly, even when a positive half wave is input, the emitter current I'E flows through the output transistor Q2 and is not cut off. Here, Ie (Q 3 ) + Ie (Q 4 ) and Ie (Q 5 ) + Ie (Q 6 ), which determine the idling current I E , are kept constant, and Ie (Q 3 ) and Ie (Q 4 ) are Ie by adjusting the allocation ratio and the allocation ratio of Ie (Q 5 ) and Ie (Q 6 )
(Q 1 ) and Ie (Q 2 ) can be changed, thereby making it possible to easily set the operating point with the least crossover distortion.

以上のごとく、この考案の電力増幅回路にあつ
ては、高効率の増幅を行なうにもかかわらず、出
力トランジスタQ1,Q2はカツトオフすることな
く常時能動状態にあるので、前述したスイツチン
グ歪やクロスオーバ歪を大幅に低減することがで
きる。しかも、無信号時のアイドリング電流IE
および有信号時の最少エミツタ電流I′Eは定電圧
バイアス回路E1,E′1によつて決定されるので、
出力トランジスタQ1,Q2のバイアス安定化に係
る温度補償は、通常の固定バイアス電流SEPP回
路と同様に、定電圧バイアス回路E1,E′1につい
て行なえば良く、温度補償に関して回路的にもま
た実装構造的にも特に複雑な構成になることはな
いのである。
As described above, in the power amplifier circuit of this invention, despite high efficiency amplification, the output transistors Q 1 and Q 2 are always active without being cut off, so the above-mentioned switching distortion and Crossover distortion can be significantly reduced. Moreover, the idling current I E when there is no signal is
And the minimum emitter current I′ E when a signal is present is determined by the constant voltage bias circuits E 1 and E′ 1 , so
Temperature compensation related to bias stabilization of output transistors Q 1 and Q 2 can be performed for constant voltage bias circuits E 1 and E' 1 in the same way as a normal fixed bias current SEPP circuit, and temperature compensation is also required from a circuit perspective. Also, the implementation structure is not particularly complicated.

すなわちこの考案によれば、高能率でかつスイ
ツチング歪やクロスオーバ歪の少ないノンカツト
オフ方式の電力増幅回路が簡単な構成で実現され
るのである。
That is, according to this invention, a non-cutoff type power amplifier circuit with high efficiency and low switching distortion and crossover distortion can be realized with a simple configuration.

なお、第2図の実施例で示したトランジスタ
Q7,Q8からなるプリドライブ段は、点P7,P8
の電圧を定電圧バイアス回路E1,E′1に対応した
一定電圧に保ちながら動作するものであつて、動
作原理的には点P7,P8間に直接定電圧バイアス回
路E1,E′1が接続されても良く、プリドライブ段
は必ずしも必要ではない。
Note that the transistor shown in the example of FIG.
The predrive stage consisting of Q 7 and Q 8 operates while maintaining the voltage between points P 7 and P 8 at a constant voltage corresponding to the constant voltage bias circuits E 1 and E′ 1 , and the operation principle is as follows: The constant voltage bias circuits E 1 and E' 1 may be directly connected between the points P 7 and P 8 , and the predrive stage is not necessarily required.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のノンカツトオフ方式の電力増幅
回路の代表例を示す回路図、第2図はこの考案に
係る電力増幅回路の一実施例を示す回路図、第3
図は第2図の回路における入力信号と出力トラン
ジスタのエミツタ電流の関係を示す波形図であ
る。 Q1,Q2……電力増幅段のトランジスタ、Q3
Q5……ドライブ段の第1のトランジスタ、Q4
Q6……ドライブ段の第2のトランジスタ、1,
2……ローパスフイルタ回路、Q7,Q8……プリ
ドライブ段のトランジスタ、E1,E′1……定電圧
バイアス回路。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a typical example of a conventional non-cutoff type power amplifier circuit, FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the power amplifier circuit according to this invention, and FIG.
This figure is a waveform diagram showing the relationship between the input signal and the emitter current of the output transistor in the circuit of FIG. 2. Q 1 , Q 2 ... Transistor of power amplification stage, Q 3 ,
Q 5 ...first transistor of drive stage, Q 4 ,
Q 6 ...Second transistor of drive stage, 1,
2...Low pass filter circuit, Q7 , Q8 ...Predrive stage transistors, E1 , E'1 ...constant voltage bias circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 相補対称形に接続された少なくとも2つのトラ
ンジスタからなるSEPP電力増幅段と、この電力
増幅段の2つのトランジスタをそれぞれドライブ
する互に対称なドライブ段と、このドライブ段を
介して上記電力増幅段をバイアスする定電圧バイ
アス回路とよりなる電力増幅回路において、上記
ドライブ段は、上記定電圧バイアス回路の出力に
重畳される入力信号を増幅して上記電力増幅段に
印加する第1のトランジスタと、上記定電圧バイ
アス回路の出力に重畳される入力信号を平滑して
直流バイアス成分のみを出力するローパスフイル
タ回路と、このローパスフイルタ回路の出力を増
幅して上記電力増幅段に印加する第2のトランジ
スタとを備え、入力信号の極性,振幅にかかわり
なく、上記第2のトランジスタを介して供給され
るバイアス電流により上記電力増幅段のトランジ
スタがカツトオフすることがないようにしたこと
を特徴とする電力増幅回路。
A SEPP power amplification stage consisting of at least two transistors connected in a complementary symmetrical manner, a mutually symmetrical drive stage that drives each of the two transistors of this power amplification stage, and the above power amplification stage via this drive stage. In a power amplifier circuit comprising a constant voltage bias circuit for biasing, the drive stage includes a first transistor that amplifies an input signal superimposed on the output of the constant voltage bias circuit and applies the amplified signal to the power amplifier stage; a low-pass filter circuit that smooths the input signal superimposed on the output of the constant voltage bias circuit and outputs only a DC bias component; and a second transistor that amplifies the output of the low-pass filter circuit and applies it to the power amplification stage. A power amplification circuit characterized in that the transistor of the power amplification stage is prevented from being cut off by the bias current supplied via the second transistor, regardless of the polarity and amplitude of the input signal. .
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