JPS6133707Y2 - - Google Patents

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JPS6133707Y2
JPS6133707Y2 JP428879U JP428879U JPS6133707Y2 JP S6133707 Y2 JPS6133707 Y2 JP S6133707Y2 JP 428879 U JP428879 U JP 428879U JP 428879 U JP428879 U JP 428879U JP S6133707 Y2 JPS6133707 Y2 JP S6133707Y2
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fet
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、直流的安定化を計つた並列制御プ
ツシユプル形の増幅器に関する。
並列制御増幅回路(以下SRPP回路と称す)と
呼ばれる回路は大別して二つある。その1つはダ
ブル・エミツタ・ホロワ形といわれるものでエミ
ツタ抵抗のかわりにトランジスタを挿入し、プツ
シユプル動作をさせるようにした回路であり、他
の1つはトーテム・ポール形といわれるもので一
般のエミツタ接地増幅器のコレクタ抵抗の代わり
にトランジスタを挿入し、プツシユプル動作をさ
せるようにした回路である。そして、この考案は
後者のトーテム・ポール形SRPP回路をFET(電
界効果トランジスタ)によつて構成した場合の改
良に関するものである。
第1図は、前記従来のトーテム・ポール形
SRPP回路をFETによつて構成した場合の回路図
であり、この図においてFET1のドレイン回路
に抵抗2(値RS1)およびFET3が直列に介挿
されている。このFET3のゲートはFET1のド
レインに接続されており、またFET1のソース
と接地端子4の間に直流帰還用の抵抗5(値RS
)とバイパス用コンデンサ6が介挿されてい
る。そして、入力端子7に供給される入力信号は
FET1のゲートに加えられ、FET3のソースに
得られる信号がコンデンサ8を介して出力端子9
から出力される。ここで、入力端子7に印加され
る交流入力信号電圧をVg1、FET1の相互コンダ
クタンスをgn、FET1のドレイン電流をid
し、抵抗5がコンデンサ6によつて交流的に短絡
されているものとすれば、 id=gn・Vg1 ……(1) の関係が成立つ。また、入力端子7に前記交流入
力信号が印加されることによりFET3のゲート
−ソース間に生ずる電圧をVg2とすれば、 −Vg2=id・RS1 ……(2) が得られる。そして、前記(1)式をこの(2)式に代入
すると、 −Vg2=gn・Vg1・RS1 ……(3) なる関係が得られる。一方、FET1とFET3が
プツシユプル動作をするための条件は、 Vg1=−Vg2 ……(4) である。しかして、この(4)式を前記(3)式に代入す
ることにより、 gn・RS1=1 ……(5) が得られる。すなわち、この(5)式が第1図に示す
SRPP回路がプツシユプル動作をするための条件
であり、この条件のもとに出力に含まれる歪が打
消される。
ところで、上記SRPP回路の出力電位(図にお
けるP点の電位)の安定性はFET1,3の固有
の特性がいかにそろつているかによつて決定され
るものであるが、このFET1,3に通常の飽和
特性形のFETを用いた場合は、ドレイン抵抗Rd
が抵抗2の値RS1に比べてきてめて大きいので、
FET1,3の固有の特性のわずかな違いによつ
てP点の電位が大きく変動しやすく非常に不安定
となる。したがつて、例えばFET1,3にわず
かな温度特性の違いがあるとすると、周囲温度の
変化に対しP点の電位が大きく変動し、実用にな
らなくなつてしまう。
また、コンデンサ6は上記SRPP回路がプツシ
ユプル動作をするために欠くことのできないもの
であるが、充分低域まで正常動作させる場合実際
には例えば数100μF等の大容量のコンデンサが
必要であり、このためコンデンサ6の形状が大き
くなる、あるいは上記SRPP回路の特性が不安定
になる等の問題点を有している。なお、このコン
デンサ6の容量は、抵抗5の値RS1との時定数に
よつて決るものである。
この考案は、上記従来の問題点を解決すべくな
されたもので、FETを用いたSRPP回路の直流安
定化を大容量のコンデンサを用いずに達成したも
のである。そして、その構成の概略は、入力信号
が供給される第1のFETと、この第1のFETの
ドレイン回路に介挿された第2のFETとを有す
るSRPP回路において、前記第1のFETのドレイ
ンと前記第2のFETのゲート間に介挿された第
2の抵抗と、前記SRPP回路の出力信号に含まれ
る直流分を基準電位と比較し、この直流分の正負
偏位を検出する直流検出器と、前記第2の抵抗に
直列接続され、前記直流検出器の出力が正側に偏
位したときには前記第2の抵抗に流れる電流を減
少させる一方、前記直流検出器の出力が負側に偏
位したときには前記第2の抵抗に流れる電流を増
加させる可変電流源とを具備し、以つて前記
SRPP回路の出力の直流的安定化を計つたもので
ある。
以下、図面を参照しこの考案の実施例について
説明する。第2図はこの考案の一実施例である増
幅器の構成を示す回路図であり、この図において
入力端子11は抵抗12を介して接地端子13に
接続されるとともに、FET14(第1の電界効
果トランジスタ)のゲートに接続され、FET1
4ソースは接地端子13に接続され、そのドレイ
ンは可変抵抗15(第1の抵抗)を介しFET1
6(第2の電界効果トランジスタ)のソースに接
続されると共に、抵抗17(値R1)(第2の抵
抗)を介しFET16のゲートに接続されてい
る。前記可変抵抗15の摺動端子はFET14の
ドレインに接続され、前記FET16のドレイン
は正電源端子18に接続されている。そして、以
上が初段のSRPP回路33を構成しており、この
SRPP回路33はFET14のドレインとFET16
のソース間にFET14の負荷となると共に、
FET16の信号発生源となる可変抵抗15が介
挿され、FET14のゲートに入力信号を入力
し、FET16のソースから出力信号を取出すよ
うになている。なお、FET14,16は特性の
そろつたものを用いており、また可変抵抗15は
プツシユプル動作をするFET14,16の伝達
特性をそろえるために可変抵抗器を用いている。
前記FET16のソースは次段増幅回路を構成
する演算増幅器19の反転入力端に接続され、こ
の演算増幅器19の反転入力端はインピーダンス
素子20を介して演算増幅器19の出力端に接続
され、この演算増幅器19の出力端は出力端子2
1、および抵抗22(値Ri)を介して演算増幅
器23の反転入力端にそれぞれ接続され、また演
算増幅器19の非反転入力端は直流電源24(電
圧VS)を介し接地端子13に接続されている。
前記演算増幅器23の非反転入力端は前記直流電
源24の正電源端に接続され、演算増幅器23の
反転入力端と出力端間にはコンデンサ25(値
C1)が介挿されている。そして、上記抵抗22、
演算増幅器23、コンデンサ25がローパスフイ
ルタとして働く積分回路28(直流検出器)を構
成しており、そのローパスフイルタ特性は次の時
定数τによつて決定される。すなわち、 τ=Ri・C1 ……(6) によつて決定される。この場合、抵抗22の値R
iの自由度が大きいのでコンデンサ25の容量C1
を比較的小さくすることができる。
前記演算増幅器23の出力端は抵抗26を介し
てトランジスタ27のコレクタおよびトランジス
タ27,29の共通接続されたベースに接続さ
れ、トランジスタ27,29のエミツタは各々抵
抗30,31を介して正電源端子18に接続さ
れ、トランジスタ29のコレクタは前記FET1
6のゲートに接続されている。上記抵抗26は演
算増幅器23の出力電圧を定電流化する目的で挿
入されており、また上記トランジスタ27,29
および抵抗30,31はカーレントミラー回路3
2(可変電流源)を構成し、したがつてトランジ
スタ27,29には常に等しい電流が流れるよう
になつている。
次に、上記構成になる回路の動作について説明
する。
最初に、入力端子11に交流入力信号が印加さ
れていない場合におけるSRPP回路33の各部の
状態を考察する。まず、FET14はゲートとソ
ースが抵抗12を介して短絡されているためその
ドレイン電流Id1は、Id1=IDSSとなつてい
る。但し、IDSSはFET14のゲート−ソース間
電圧Vgs1=0の時の飽和ドレイン電流である。
また、FET16のドレイン電流をId2、トランジ
スタ29のコレクタ電流をI2、可変抵抗15の摺
動端子とFET16のソース側の端子間の抵抗値
をRSとすれば、FET16のゲート−ソース間電
圧VgS2は、 VgS2=Id2S+I2R1 ……(7) となる。したがつて、FET16の動作点をFET
14の動作点と一致させる(すなわち、VgS2
Oとする)ために、 Id2S=I2R1 ……(8) となるべく可変抵抗15の値RS設定しておく。
また、FET16のソース電位、すなわち演算増
幅器19の反転入力端の電位V01は演算増幅器1
9の非反転入力端の電位すなわち、直流電源24
の電圧VSにより決定され、V01=VSとなつてい
る。
次に、FET16のソースの電位V01が何らかの
理由で直流的に変動した場合のこの回路の動作に
ついて述べる。まず、FET16のソースの電位
V01が直流的にプラス側に変動したとすると、演
算増幅器19の出力はマイナス側に変動する。こ
の演算増幅器19の出力の変動分は積分回路28
に入力され、直流電源24の電圧VSと比較され
ることにより検出される。この際、積分回路28
は入力信号の直流成分に対して一定の利得を有し
ているので、前記演算増幅器19の出力の変動分
はこの積分回路28の出力、すなわち演算増幅器
23の出力はプラス側に変動する。演算増幅器2
3の出力がプラス側に変動するとトランジスタ2
7のコレクタ電流I1は減少し、これに伴ないトラ
ンジスタ29のコレクタ電流I2も減少する。トラ
ンジスタ29のコレクタ電流I2が減少すると、抵
抗17の電圧降下が減少し、FET16の動作点
はカツトオフ方向に移動する。しかして、FET
16のソース電位V01はマイナス方向に移動し、
前記FET16のソース電位V01の変動分が補正さ
れる。逆に、FET16のソース電位V01がマイナ
ス側に変動したとすると、上記と全く逆の動作と
なり、トランジスタ29のコレクタ電流I2が増加
し、FET16の動作点が飽和方向に移動するこ
とにより変動分が補正される。
次に、入力端子11に交流入力信号が印加され
た場合の動作について述べる。最初に、抵抗17
の前記交流入力信号に対する動作を考察すると、
積分回路28の出力は交流信号に対しては固定さ
れていることから、入力端子11に交流入力信号
が印加されてもトランジスタ27のコレクタ電流
I1は変化せず、したがつてトランジスタ29のコ
レクタ電流I2も変化しない。すなわち、入力端子
11に交流入力信号が印加されても抵抗17の電
圧降下は変化せず、常に一定に保たれる。さて、
入力端子11に交流入力信号が印加されると、こ
の交流入力信号にしたがつてFET14のドレイ
ン電流Id1が変動する。ここで、抵抗17に流れ
る電流I2が前述したように常に一定のことから、
前記FET14のドレイン電流の変動は可変抵抗
15に流れる電流のみを変動させ、この変動に伴
ない可変抵抗15の両端に交流入力信号にしたが
つた電圧降下の変動を生じさせる。この電圧降下
の変動は、抵抗17の電圧降下が常に一定のこと
からFET16のゲート−ソース間電圧VgS2の変
動となる。(すなわち、FET16の入力信号とな
る。)しかして、前述したようにFET14とFET
16の動作点は一致しているので、FET14と
16はプツシユプル動作をし、このプツシユプル
動作により入力端子11に印加された交流入力信
号が低歪率で増幅され、演算増幅器19に供給さ
れる。そして、この演算増幅器19は、供給され
た交流信号を再度増幅した後、出力端子21に出
力する。
以上説明したように、この考案は、SRPP回路
の第1のFETのドレインと第2のFETのゲート
間に介挿された第2の抵抗と、前記SRPP回路の
出力に含まれる直流分を基準電位と比較し、この
直流分の正負偏位を検出する直流検出器と、前記
第2の抵抗に直列接続され、前記直流検出器の出
力が正側に偏位したときには前記第2の抵抗に流
れる電流を減少させる一方、前記直流検出器の出
力が負側に偏位したときには前記第2の抵抗に流
れる電流を増加させる可変電流源とを具備し、こ
れによりSRPP回路の出力の直流的安定化を計つ
ているので、直流的安定度が極めてよい増幅器を
大容量コンデンサを用いないで構成することがで
きる。また、第1のFETと第2のFETがプツシ
ユプル動作をするので、出力に含まれる歪を非常
に少なくすることができる。更に、何らかの理由
でSRPP回路の初段増幅素子に直流帰還が印加で
きない場合、例えばムービングコイル形のカート
リツジに初段増幅素子およびバイアス用抵抗を内
蔵させた場合、この考案によれば2本のリード線
のみをカートリツジから外部に出した状態で、直
流的帰還を外部で操作し得るので互換性等の面で
非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のSRPP回路の一例を示す回路
図、第2図は、この考案の一実施例を示す回路図
である。 14……第1の電界効果トランジスタ
(FET)、15……第1の抵抗(可変抵抗)、16
……第2の電界効果トランジスタ(FET)、17
……第2の抵抗(抵抗)、28……直流検出器
(積分回路)、32……可変電流源(カーレントミ
ラー回路)、33……SRPP回路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 第1の電界効果トランジスタのドレインと第2
    の電界効果トランジスタのソース間に第1の抵抗
    を介挿し、前記第1の電界効果トランジスタのゲ
    ートに入力信号を入力し、前記第2の電界効果ト
    ランジスタのソースから出力信号を取出す並列制
    御プツシユプル増幅回路において、前記第1の電
    界効果トランジスタのドレインと前記第2の電界
    効果トランジスタのゲート間に介挿された第2の
    抵抗と、前記出力信号に含まれる直流分を基準電
    位と比較し、この直流分の正負偏位を検出する直
    流検出器と、前記第2の抵抗に直列接続され、前
    記直流検出器の出力が正側に偏位したときには前
    記第2の抵抗に流れる電流を減少させる一方、前
    記直流検出器の出力が負側に偏位したときには前
    記第2の抵抗に流れる電流を増加させる可変電流
    源とを具備することを特徴とする増幅器。
JP428879U 1979-01-18 1979-01-18 Expired JPS6133707Y2 (ja)

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US5648743A (en) * 1993-08-10 1997-07-15 Fujitsu Limited Amplifying circuit for an integrated circuit with low-noise characteristic
JP4965506B2 (ja) * 2008-05-10 2012-07-04 健 赤石 低歪率増幅器

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