JPS643366B2 - - Google Patents

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JPS643366B2
JPS643366B2 JP54143342A JP14334279A JPS643366B2 JP S643366 B2 JPS643366 B2 JP S643366B2 JP 54143342 A JP54143342 A JP 54143342A JP 14334279 A JP14334279 A JP 14334279A JP S643366 B2 JPS643366 B2 JP S643366B2
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JP
Japan
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transistor
voltage
transistors
emitter
base
Prior art date
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JP54143342A
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English (en)
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JPS5668009A (en
Inventor
Norio Ishiguro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Columbia Co Ltd
Original Assignee
Nippon Columbia Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Columbia Co Ltd filed Critical Nippon Columbia Co Ltd
Priority to JP14334279A priority Critical patent/JPS5668009A/ja
Publication of JPS5668009A publication Critical patent/JPS5668009A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/52Circuit arrangements for protecting such amplifiers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は増幅器の保護回路に関する。増幅器に
おける出力トランジスタに過大な電圧電流が加わ
るとトランジスタが破壊される。第3図曲線A1
A2,A3はこの出力トランジスタが破壊に致るコ
レクタエミツタ間電圧及びコレクタ電流の関係を
図示したものでASOラインと一般に呼ばれてい
る。ここで周波数が低域→高域と変化するにつれ
てASOラインはA1→A2→A3となり、周波数が高
いほど電圧電流の高い側へ移る。このASOライ
ンAで示される領域外(斜線部)でトランジスタ
が動作することのない様に従来より第1図の如き
トランジスタ保護回路が用いられていた。図にお
いて入力端子1及び2はそれぞれNPN及びPNP
トランジスタ3及び4のベースに接続されると共
にNPN及びPNPトランジスタ15及び16に接
続される。トランジスタ3及び4のコレクタはそ
れぞれ電源(+B)及び(−B)に接続され、エ
ミツタはそれぞれ抵抗5及び6を介して負荷端7
に接続される。トランジスタ15及び16のベー
スはそれぞれ抵抗9及び10を介して上記トラン
ジスタ3及び4のエミツタに接続されると共に、
抵抗11及び12を介してダイオード13及び1
4のアノード及びカソードに接続される。ダイオ
ード13及び14のカソード及びアノードは接地
される。トランジスタ15及び16のエミツタは
負荷端7に接続され、負荷端7と接地間には負荷
8が接続される。
以上の如き従来例においてダイオード13及び
14はそれぞれトランジスタ3及び4のエミツタ
電圧がダイオードの順方向電圧以上の場合オンと
なる。ここでトランジスタ3及び4のエミツタ電
圧は電源電圧VBからトランジスタ3及び4のコ
レクタエミツタ間電圧VCEを差引いた値であり、
又ダイオードの順方向電圧は小さいので無視する
と、トランジスタ3及び4のコレクタエミツタ間
電圧(以下動作電圧とする)VCEが電源電圧VB
下の場合にオンになる。
この場合ダイオードのインピーダンスは小さい
ので無視すると、抵抗5,9,11及び負荷8に
よる第1のブリツジ回路と、抵抗6,10,12
及び負荷8による第2のブリツジ回路とが形成さ
れる。ここで負荷8の短絡等により第1及び第2
のブリツジの平衡がくずれると、それぞれトラン
ジスタ15及び16のベースエミツタ間に検出電
圧が発生してトランジスタ15及び16がオンに
なる。今、第1のブリツジ回路についてこの点を
さらに詳細に説明する。
通常は抵抗5及び負荷8に生ずる電圧降下の和
によりトランジスタ3のエミツタ電圧が定まつて
おり、ダイオード13の順方向電圧を無視すると
このエミツタ電圧が抵抗9及び11により分圧さ
れてトランジスタ15のベース電圧となる。又、
トランジスタ15のエミツタ電圧は負荷端7の電
圧に等しい。ここで、抵抗9,11の値を適当に
定めることにより、通常の動作状態ではトランジ
スタ15のベース電圧が負荷端7の電圧にトラン
ジスタ15のベースエミツタ間順方向電圧を加え
た値より充分低い値となる様になされており、ト
ランジスタ15はオフとなつている。ところが前
述の様に負荷8が短絡されるとトランジスタ15
のエミツタ電圧がゼロとなるのに対し、トランジ
スタ15のベースは、このときのトランジスタ3
のエミツタ電圧を分圧した値であるから、トラン
ジスタ15はオンとなる。
こうして、端子1,2よりトランジスタ3,4
に印加されるべき入力信号が遮断されトランジス
タ3,4が保護される。今抵抗5,9及び11の
抵抗値と抵抗6,10及び12の抵抗値をそれぞ
れRE,R1及びR2とし、トランジスタ15及び1
6のベースエミツタ間電圧をVBEとすると、トラ
ンジスタ3のエミツタ電圧はVB−VCEであるか
ら、トランジスタ15のベース電圧は、 R2/R1+R2(VB−VCE) となる。又、トランジスタ15のエミツタ電圧
は、トランジスタ3のコレクタ電流をICとし、抵
抗R1,R2が抵抗5及び負荷8に比べて極めて大
きいものとすると VB−VCE−ICRE である。従つて、トランジスタ15のベースエミ
ツタ間順方向電圧VBEを考慮すると、トランジス
タ15及び16がオンになるためのトランジスタ
3及び4のコレクタ電流ICは (VB−VCER2/R1+R2−(VB−VCE −ICRE≧VBE を満足する必要がある。従つて IC≧R1(VB+VBE)+R2・VBE/RE(R1+R2) −R1/RE(R1+R2)・VCE ……(1) となる。
又ダイオード13及び14は、それぞれトラン
ジスタ3及び4のエミツタ電圧がダイオードの順
方向電圧以下の場合、即ちトランジスタ3及び4
の動作電圧VCEが電源電圧VB以上の場合にオフに
なる。この場合トランジスタ15及び16はトラ
ンジスタ3及び4を流れるコレクタ電流ICによる
抵抗5及び6の電圧降下が所定値を越える場合に
オンになる。即ち上記コレクタ電流ICが一定値以
上になるとトランジスタ15及び16はオンにな
る。従つてこの様にダイオード13及び14がオ
フとなる場合は、トランジスタ15のベース電流
を無視するとトランジスタ3のエミツタ電圧がト
ランジスタ15のベースに分圧されることなく加
えられるので、 VB−VCE−(VB−VCE−ICRE≧VBE となるので IC≧VBE/RE ……(2) となる。
第3図に示す保護ラインBは、上述の如きトラ
ンジスタ15又は16がオンになるさいの、トラ
ンジスタ3又4の動作電圧VCEとコレクタ電流IC
の関係を図示するものである。従つて入力周波数
が高くなればトランジスタが安全動作する領域は
A2,A3の如く広がるにもかゝわらず、保護ライ
ンBは固定のまゝであるから、入力周波数が高い
場合には、保護動作を必要としない場合でも保護
回路が動作するので出力信号に歪を生ずる等不都
合があつた。本発明はこの様な欠点を除去するた
めに成されたもので、以下実施例に従つて詳細に
説明する。
第2図は本発明の保護回路をSEPPトランジス
タ電力増幅器に用いたる場合の一実施例である。
図において1及び2はプリトライバ段からの信号
入力端子で出力トランジスタ3及び4のベースに
接続され又そのコレクタは各々正及び負電源に接
続され、エミツタは各々抵抗5及び6を介して7
の共通出力端子で結合され、負荷8を介して接地
されエミツタホロワを構成している。保護回路の
構成は第1図で示される従来の回路が基本となつ
ており、負荷8を1辺としてNPN側では、エミ
ツタ抵抗5、抵抗9そして抵抗11とダイオード
13からなるブリツジ回路をPNP側はエミツタ
抵抗6,抵抗10そして抵抗12とダイオード内
のブリツジ回路を構成し、出力を制御トランジス
タ15及び16に供給し入力信号を制限してい
る。この従来の回路に加え制御トランジスタ15
及び16のベースと接地間に接続される直列回
路、即ち抵抗11及び12の各々にダイオード1
3及び14を直列接続して成る直列回路、と並列
にNPN側はベースから抵抗31をスイツチング
トランジスタ30を介して負電源−Bに接続し、
又PNP側はベースから抵抗36をスイツチング
トランジスタ35を介して正電源+Bに接続す
る。又出力端子7の出力電圧を抵抗17,19と
コンデンサ18,20から成る例えば100Hz程度
の低域通過波器40を通し更にダイオード21
とコンデンサ22及び抵抗23から成る検波回路
41で直流電圧に変換し、その出力をトランジス
タ24,25と抵抗27,28,29から成るス
イツチング回路42に供給し、その出力をNPN
側の前記ブリツジの一辺に接続したスイツチング
トランジスタ30のベースに供給している。又
PNP側へはさらにトランジスタ32と抵抗33,
34で反転しスイツチングトランジスタ35のベ
ースに供給している。
上記低域通過波器40及び検波回路41から
成る周波数検出回路により動作するスイツチング
トランジスタ30及び35を介して、抵抗31及
び36をトランジスタ15及び16のベースに接
続することにより、信号の周波数が低域通過波
器40の設定周波数100Hzより低い成分によつて、
検波回路41の出力の直流電圧がほぼ定まり、こ
の電圧が大きいと、スイツチング回路42のトラ
ンジスタ24が導通状態になつて、トランジスタ
25が遮断状態となり、従つて、ブリツジ回路中
のスイツチングトランジスタ30及び35は遮断
状態となり、従来のブリツジ回路と同じになる。
それに対し、周波数100Hz以下の成分のレベルが
小さい場合、100Hz以上の成分は低域通過波器
40により減衰されるので、スイツチングトラン
ジスタ24が遮断状態となりスイツチングトラン
ジスタ30及び35は導通となりトランジスタ1
5及び16のベースと負及び正の電源−B及び+
Bとの間に抵抗31及び36が接続されたことに
なる。第3図はNPNの出力トランジスタ3の側
について保護動作が開始されるコレクタ電流IC
動作電圧VCEの関係を示したもので、まず上記設
定周波数以下の低い周波数では従来の回路と同じ
であるから保護ラインはBで示され保護トランジ
スタ15,16の保護動作領域は広いままであ
る。従つて、出力トランジスタ3,4が増幅動作
する増幅動作領域はせまい。それに対し低い周波
数成分のレベルが小さい場合は、上述の様に、ト
ランジスタ15及び16のベースはそれぞれ抵抗
31及び36を介して負及び正の電源に接続され
ている為保護ラインは動作電圧VCEが電源電圧VB
以上、即ちダイオード13及び14がオフの場
合、抵抗11及び12の影響がなくなるが、上述
の如く電源−B及び+Bに一端が接続された抵抗
31及び36の影響により、トランジスタ15及
び16が非導通となる方向にそのベースがバイア
スされるので、保護ラインはCの如く保護動作範
囲をせばめる側に移動する。又、動作電圧VCE
電源電圧VB以下、即ちダイオード13,14が
オンの場合保護ラインは、抵抗11及び12の影
響の他、上述と同様に抵抗31及び36の影響が
加わるので、保護ラインBよりせばまりCの如く
移動する。即ち、保護トランジスタ15,16が
オンとなつて保護動作する保護動作領域はせまく
なり、従つて出力トランジスタが保護回路の影響
を受けずに増幅動作する増幅動作領域は広くな
る。
以上により波器周波数をさかいに保護回路の
保護ラインを切換える事が出来中高域では正常動
作する範囲が広がり特性改善が出来る。
以上の説明において抵抗31及び36のそれぞ
れにスイツチングトランジスタ30及び35を直
列に接続した回路はそれぞれ保護動作領域変更回
路であるが、これに限らず種々なる回路を用いる
ことが出来る。第4図に他の動作領域変更回路を
用いた場合の本発明の一実施例を示す。図におい
て第2図と異なるのは、トランジスタ30及び3
5のコレクタとそれぞれ、抵抗11とダイオード
13との共通接続点37及び抵抗12とダイオー
ド14との共通接続点38に接続し、第2図にお
ける抵抗36及び31を除去した点であり、他の
部分は第2図と同一であるからその説明を省略す
る。
以上の構成によれば100Hz以下の成分の信号が
所定レベル以下であれば上述の様にして、トラン
ジスタ30及び35がオンになり、上記接続点3
7及び38がそれぞ電源−B及び+Bに接続され
るからこの場合の保護ラインは第5図C′の如くな
り、第2図の場合と同様に、出力信号に低域成分
を含まない場合における保護回路の無用の動作を
除去することが出来る。本発明の保護回路を用い
て電力増幅器を構成する事により出力半導体素子
を確実に保護すると共に、音声信号中の最もエネ
ルギー分布の多い中域及び高域において保護回路
が無用の動作をすることが無くなり、増幅器の
中、高域周波数での特性を改善出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の増幅器の保護回路を示す回路
図、第2図及び第4図は本発明の一実施例を示す
回路図、第3図及び第5図はその動作説明図であ
る。 図中40は低域通過波器、41は検波回路、
42はスイツチング回路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 出力トランジスタのエミツタをエミツタ抵抗
    を介して負荷端に接続し、上記出力トランジスタ
    のベースと負荷端に各々保護トランジスタのコレ
    クタとエミツタとを接続し、保護トランジスタの
    ベースに第1の抵抗を介して出力トランジスタの
    エミツタの電圧を印加すると共に、上記保護トラ
    ンジスタのベースを第2の抵抗を介して接地した
    増幅器において、上記増幅器に印加される信号の
    低域周波数成分が所定レベル以下であると検出出
    力を発生する検出手段と、上記出力トランジスタ
    のエミツタから上記保護トランジスタのベースに
    加えられる上記電圧に抗したレベルの直流電圧を
    上記検出出力の発生に応じて上記保護トランジス
    タのベースに加えるスイツチング手段とを設けた
    ことを特徴とする増幅器の保護回路。
JP14334279A 1979-11-07 1979-11-07 Protecting circuit for amplifier Granted JPS5668009A (en)

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JPS5668009A JPS5668009A (en) 1981-06-08
JPS643366B2 true JPS643366B2 (ja) 1989-01-20

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