KR20060033252A - Class-a amplifier use ccdt - Google Patents
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Abstract
특허 '달링톤회로, 푸시풀전력증폭기 및 이것들을 집적화한 집적회로소자' (출원번호 10-2003-0063551) 의 '정전류달링톤회로'(CCD ; Constant Current Darlington)또는 '정전류달링톤 트랜지스터' CCDT(Constant Current Darlington Transistor)를 이용한 A급 증폭 방식에 의한 전력증폭기에서, 낮은 전원전압으로 동작되는 경우 출력신호 전력증폭용 전원과 CCD 회로 또는 CCDT에서 드롭되는 전압을 분리하여 다른 전원으로 공급함으로서 부하 구동에 따른 전력효율을 향상시키는 방법 및 이 기능이 내장된 반도체 소자.Constant Current Darlington (CCD) or Constant Current Darlington Transistor CCDT, patented "Darlington Circuit, Push-Pull Power Amplifier and Integrated Circuit Devices Integrating These" (Application No. 10-2003-0063551) In power amplifier by Class A amplification method using (Constant Current Darlington Transistor), in case of operating with low power supply voltage, driving load by separating output signal power amplification power supply and voltage dropped from CCD circuit or CCDT to other power supply And a method for improving power efficiency according to the present invention.
정전류달링톤, CCDT, A급 증폭기Constant Current Darlington, CCDT, Class-A Amplifier
Description
도1 : 출력용 전원과 CCDT용 전원을 분리한 A급 전력증폭기 회로도.1 is a circuit diagram of a class A power amplifier in which an output power supply and a CCDT power supply are separated.
도2 : 도1의 입력신호와 출력신호의 전압 레벨을 도시한 그래프.FIG. 2 is a graph showing voltage levels of the input signal and the output signal of FIG. 1; FIG.
도3 : 출력용 전원과 CCDT용 전원을 한 개의 전원으로 구성된 A급 전력증폭기 회로도3: A class power amplifier circuit diagram comprising one power supply for the output power supply and the CCDT power supply
도4 : 도3의 입력신호와 출력신호의 전압 레벨을 도시한 그래프.4 is a graph showing the voltage levels of the input signal and the output signal of FIG.
도5 : 출력용 전원과 CCDT용 전원을 분리한 A급 전압증폭기 회로도.5 is a circuit diagram of a class A voltage amplifier in which an output power supply and a CCDT power supply are separated.
특허 '달링톤회로, 푸시풀전력증폭기 및 이것들을 집적화한 집적회로소자' (출원번호 10-2003-0063551) 의 '정전류달링톤회로' CCD ; Constant Current Darlington)또는 '정전류달링톤 트랜지스터' CCDT(Constant Current Darlington Transistor)( 이후 CCDT 소자라고 한다.)를 이용한 증폭기로서 A급 증폭 방식에 의한 전력증폭기를 구성하는 경우가 있다. 또한 휴대형 기기나 그리 크지 않은 출력을 필요로 하는 경우에는 낮은 전원 전압을 사용한다. 이러한 기기에서 하나의 전원으로 구동하는 경우 CCDT 소자에서 드롭 되는 전압에 의해서 전력손실이 커지게 된다.A 'constant current darlington circuit' CCD of a 'darlington circuit, a push-pull power amplifier and an integrated circuit device incorporating them' (Application No. 10-2003-0063551); An amplifier using a constant current darlington or a constant current darlington transistor (CCDT) (hereinafter referred to as a CCDT element) is a power amplifier using a class A amplification method. In addition, use low supply voltages for portable devices or for applications that require very small outputs. When these devices are driven by a single power supply, the power loss increases due to the voltage dropped from the CCDT device.
도3에서 PS31이 전원이고, Q31, Q32, R35, CV31 로 구성된 CCDT 소자 CCDT3 이며, R36은 CCDT3 의 에미터 저항이고, R32 + R33 과 R34 에 의해서 Q33과 Q34의 접속점에서의 전압을 분압하여 CCDT3 의 베이스(Q31의 베이스)에 바이어스를 걸어 준다. C32는 Q33과 Q34의 접속점에서 출력하는 출력신호를 CCDT3 의 베이스로 피드백 되는 것을 방지하는 필터용 콘덴서이다. R37은 CCDT3 의 부하저항이며, 여기서 증폭된 신호전압을 Q33 과 Q34의 상보성 트랜지스터에 의해서 전력증폭 되어 OUT3에 접속된 부하 LD3을 구동한다. D31과 D32는 상보성 트랜지스터 Q33과 Q34의 바이어스용 다이오드이다.In Fig. 3, PS31 is the power source, CCDT element CCDT3 composed of Q31, Q32, R35, CV31, R36 is the emitter resistance of CCDT3, and R32 + R33 and R34 divide the voltage at the connection point of Q33 and Q34 by R32 + R33 and R34. Apply bias to the base of Q31. C32 is a filter capacitor for preventing feedback of the output signal output from the connection point of Q33 and Q34 to the base of the CCDT3. R37 is the load resistance of CCDT3, in which the amplified signal voltage is amplified by the complementary transistors of Q33 and Q34 to drive load LD3 connected to OUT3. D31 and D32 are bias diodes of the complementary transistors Q33 and Q34.
도 4는 도3 회로에 의한 전력증폭기로 동작할 때 입력신호와 출력신호의 전압 레벨을 도시한 그래프이다. V_PS31은 PS31에서 공급되는 전압이며, V_P3은 CCDT3의 회로에서 드롭되는 전압이다. 이 V_P3은 전원 전압 V_PS31의 일부를 점유하고 있고 출력신호에 사용하는 전압이 줄어들게 되며, 출력신호에 사용하는 전압은 V_PS31 - V_P3 이 된다. 전력증폭된 신호에 따라 부하에 흐르는 전류에 의해서 V_P3에 해당하는 전력손실이 생기게 된다. 4 is a graph illustrating voltage levels of an input signal and an output signal when operating as a power amplifier by the circuit of FIG. V_PS31 is a voltage supplied from PS31, and V_P3 is a voltage dropped from the circuit of CCDT3. This V_P3 occupies a part of the power supply voltage V_PS31, and the voltage used for the output signal decreases, and the voltage used for the output signal becomes V_PS31-V_P3. According to the power-amplified signal, a power loss corresponding to V_P3 is generated by the current flowing through the load.
증폭된 출력신호에 의해서 OUT3의 최대 피크-피크 신호전압은 V_PS31 - V_P3 이 된다. 부하의 임피던스를 R_LD3 라고 하면,The peak-to-peak signal voltage of OUT3 becomes V_PS31-V_P3 by the amplified output signal. If the load impedance is R_LD3,
출력신호의 실효 전압 V_OUT3은The effective voltage V_OUT3 of the output signal is
V_OUT3 = (V_PS31 - V_P3) / 2 / 1.414 V_OUT3 = (V_PS31-V_P3) / 2 / 1.414
V_OUT3 = (V_PS31 - V_P3) * 0.3536 --------------- 수학식1V_OUT3 = (V_PS31-V_P3) * 0.3536 --------------- Equation 1
OUT3에 부하가 접속되면 부하에 전류가 흐르고, 이때 부하에 흐르는 전류 I_LD3 는When the load is connected to OUT3, current flows to the load, and the current I_LD3 flowing to the load is
I_LD3 = V_OUT3 / R_LD3 I_LD3 = V_OUT3 / R_LD3
수학식1을 대입하면Substituting Equation 1
I_LD3 = (V_PS31 - V_P3) * 0.3536 / R_LD3 ----------- 수학식2 I_LD3 = (V_PS31-V_P3) * 0.3536 / R_LD3 ----------- Equation 2
이 때의 부하에 출력되는 전력 P_OUT3 은The power P_OUT3 output to the load at this time is
P_OUT3 = V_OUT3 * I_LD3 P_OUT3 = V_OUT3 * I_LD3
수학식1 을 대입하면 P_OUT3은Substituting Equation 1, P_OUT3 is
P_OUT3 = (V_PS31 - V_P3) * 0.3536 * I_LD3 ------- 수학식3P_OUT3 = (V_PS31-V_P3) * 0.3536 * I_LD3 ------- Equation 3
부하 LD3에 P_OUT3의 전력으로 출력될 때 부하에 수학식2의 전류가 흐르며, 이 전류는 전원 PS31에서 공급됨으로 전원 PS31에도 동일하게 흐름으로, 전원 PS31의 총 소비전력 P_PS31은When the output of the load LD3 is output to the power of P_OUT3, the current of Equation 2 flows to the load, and the current flows in the same way to the power supply PS31 because the current is supplied from the power supply PS31, so that the total power consumption P_PS31 of the power supply PS31
P_PS31 = V_PS31 * I_LD3 ------------------------- 수학식4P_PS31 = V_PS31 * I_LD3 ------------------------- Equation 4
이 된다.Becomes
이 증폭기의 전력효율 B3 은The power efficiency B3 of this amplifier
B3 = P_OUT3 / P_PS31 B3 = P_OUT3 / P_PS31
수학식3 과 수학식 4를 대입하면Substituting Equation 3 and Equation 4
B3 = (V_PS31 - V_P3) * 0.3536 * I_LD3 / V_PS31 * I_LD3B3 = (V_PS31-V_P3) * 0.3536 * I_LD3 / V_PS31 * I_LD3
B3 = 0.3536 * (V_PS31 - V_P3) / V_PS31B3 = 0.3536 * (V_PS31-V_P3) / V_PS31
B3 = 0.3536 * ( 1 - V_P3 / V_PS31 ) ------------- 수학식5B3 = 0.3536 * (1-V_P3 / V_PS31) ------------- Equation 5
수학식5에서 이 증폭기의 전력효율은 CCDT3에 드롭되는 전압 V_P3 에 영향을 받는다. In Equation 5, the power efficiency of this amplifier is affected by the voltage V_P3 dropped to CCDT3.
이 증폭기가 소출력 전력증폭기에 사용되는 경우에는 CCDT3에 드롭되는 전압을 무시할 수 없기 때문에 전력효율이 나빠지게 된다.When this amplifier is used in small output power amplifiers, the voltage drop to CCDT3 cannot be ignored, resulting in poor power efficiency.
도3에서 CCDT3에서 드롭되는 전압은 CV31의 V_CV31은 2V ~ 3V 정도, Q31과 Q32의 베이스와 에미터 사이의 V_BEQ31, V_BEQ32는 0.6V 정도, Q31의 콜렉터와 베이스 사이의 V_BCQ31은 0.2V ~ 0.4V정도, CCDT3의 에미터에 접속된 저항 R36의 V_R36 은 0.2 ~ 0.4V 정도가 드롭 된다. 그러면 GND3에서 CCDT3의 컬렉터사이에서 드롭되는 전압 V_P3'은In FIG. 3, the voltage dropped from CCDT3 is about 2V to 3V for V31 of CV31, V_BEQ31 between base and emitter of Q31 and Q32, about 0.6V for V_BEQ32, and about 0.2V to 0.4V for V_BCQ31 between collector and base of Q31. The V_R36 of the resistor R36 connected to the emitter of the CCDT3 drops by about 0.2 to 0.4V. Then the voltage V_P3 'dropped between GND3 and the collector of CCDT3 is
V_P3' = V_R36 + V_CV31 + V_BEQ32 + V_BEQ31 + V_BCQ31 V_P3 '= V_R36 + V_CV31 + V_BEQ32 + V_BEQ31 + V_BCQ31
---------------- 수학식6 ---------------- Equation 6
이 되며, 실제 드롭되는 전압의 근사값 V_P3" 는The approximate value V_P3 "of the actually dropped voltage is
V_P3" = 0.3V + 2.5V + 0.6V + 0.6V + 0.3V = 4.3V -------- 정의1V_P3 "= 0.3V + 2.5V + 0.6V + 0.6V + 0.3V = 4.3V -------- Definition 1
가 된다.Becomes
실 예를 들어 설명하면, 도4에서 출력신호 S_OUT3의 실효 출력전압을 2Vrms 로 할 경우 S_OUT3의 최고전압 V_PP3은 For example, in FIG. 4, when the effective output voltage of the output signal S_OUT3 is 2 Vrms, the maximum voltage V_PP3 of S_OUT3 is
V_PP3 = 2Vrms * 1.414 V_PP3 = 2Vrms * 1.414
실효 전압은 플러스와 마이너스의 양 전원이 필요함으로 직류전원은 V_PP3의 2배의 직류전압이 필요하며 직류전원 V_DC3은 Since the effective voltage requires both positive and negative power, DC power requires twice the DC voltage of V_PP3 and DC power V_DC3
V_DC3 = V_PP3 * 2 = 2Vrms * 1.414 * 2 = 5.6VdcV_DC3 = V_PP3 * 2 = 2 Vrms * 1.414 * 2 = 5.6 Vdc
도3의 전력증폭기에서 PS31의 전원전압 V_PS31 은In the power amplifier of FIG. 3, the power supply voltage V_PS31 of the PS31 is
V_PS31 = V_P3" + V_DC3 = 4.3V + 5.6V = 9.9Vdc ------- 정의2V_PS31 = V_P3 "+ V_DC3 = 4.3V + 5.6V = 9.9Vdc ------- Definition 2
의 전원을 사용하여야 한다.Power should be used.
이때 증폭기의 효율 B3은 수학식5에 의해서 V_P3은 정의1 V_P3"로, V_PS31은 정의2 V_PS31로 대치시키면In this case, the efficiency B3 of the amplifier is represented by Equation 5, where V_P3 is positive 1 V_P3 "and V_PS31 is positive 2 V_PS31.
B3 = 0.3536 * ( 1 - 4.3 / 9.9 ) = 0.3536 * 0.5656 = 0.2 ---- 정의3B3 = 0.3536 * (1-4.3 / 9.9) = 0.3536 * 0.5656 = 0.2 ---- Definition 3
가 된다. Becomes
CCDT3에서 전압 드롭이 없다고 가정하면 V_P3"가 0(ZERO)이 되어 전원전압 V_PS31을 출력으로 모두 사용 할 경우의 효율 B4는 If there is no voltage drop in CCDT3, V_P3 "becomes 0 (ZERO), and efficiency B4 when all the power supply voltage V_PS31 is used as output is
B4 = 0.3536 * ( 1 - 0 / 9.9 ) = 0.3536B4 = 0.3536 * (1-0 / 9.9) = 0.3536
으로 되며, 이 효율을 100%로 볼 때, CCDT3에서 V_P3"가 드롭되는 회로에서는 정의3의 결과와 같이 0.2로 낮아짐으로서, V_P3"가 0(ZERO) 일 때와 비교한 비율 P는In view of this efficiency as 100%, in the circuit where V_P3 "is dropped in CCDT3, it is lowered to 0.2 as the result of definition 3, so that the ratio P compared with when V_P3" is 0 (ZERO)
P = B3 / B4 *100 = 0.2 / 0.3536 = 56 [%]P = B3 / B4 * 100 = 0.2 / 0.3536 = 56 [%]
로 56%로 전력효율이 나빠진다.As a result, the power efficiency is lowered to 56%.
즉 전원전압을 9.9V 직류전원을 사용하여 2Vrms의 출력으로 부하를 구동하기 위해서 CCDT를 사용한 A급 전력증폭기로 사용할 경우 전력효율이 56%로 낮아지게 되는 것이다.In other words, the power efficiency is lowered to 56% when the power supply voltage is used as a class A power amplifier using CCDT to drive a load with an output of 2Vrms using a 9.9V DC power supply.
CCDT 소자를 이용한 A급 전력증폭기에서, 낮은 전원전압으로 동작되는 경우 CCDT에서 드롭되는 전압에 의해서 전력증폭기의 부하 구동에 따른 전력효율이 낮아지는 것을 해결하고자 한다.
In a class A power amplifier using a CCDT device, when the power supply is operated at a low power supply voltage, a power drop caused by the load driving of the power amplifier decreases due to the voltage dropped from the CCDT.
도1의 회로설명을 하면,Referring to the circuit of Figure 1,
+VB 와 GND 사이에 접속된 PS1의 제1전원부와, GND 와 -VC에 접속된 PS2의 제2전원부와, Q1의 베이스가 CCDT1의 베이스(B)의 기능하며 Q1의 에미터에 Q2의 베이스와 R5가 접속되고 Q2의 에미터에 CV1이 접속되며 R5의다른 한 단자와 CV1의 다른 한 단자가 접속되어 CCDT1의 에미터(E)의 기능을 하고 Q1의 콜렉터와 Q2의 콜렉터가 접속되어 CCDT1의 콜렉터(C)의 기능을 하는 정전류달링톤트랜지스터(CCDT)부와, CCDT1의 에미터(E)와 -VC 사이에 R6이 접속되며, CCDT1의 베이스(B)와 R4, R3, C1이 접속되며 C1의 다른 단자와 R1이 접속되는 신호입력부와, CCDT1의 콜렉터(C)와 D2의 캐소드와 Q4의 베이스가 접속되고 D2의 에노드와 D1의 캐소드가 접속되고 D1의 에노드와 R7과 Q3의 베이스가 접속되며 R7의 다른 단자와 Q3의 콜렉터가 +VB로 접속되며 Q4의 콜렉터와 GND가 접속되고 Q3의 에미터와 Q4의 에미터와 C3의 +단자가 접속되고 C3의 -단자가 OUT 단자로 접속되는 출력회로부와, 출력회로부의 Q3, Q4, C3의 접속점에서 R2와 R3이 직렬로 접속되며 R2와 R3의 접속점에 C2를 접속하고 C2의 다른 단자를 GND로 접속하는 로패스필터부로 구성되어 있다. The first power supply section of PS1 connected between + VB and GND, the second power supply section of PS2 connected to GND and -VC, and the base of Q1 function as the base B of CCDT1 and the base of Q2 to the emitter of Q1. And R5 are connected, CV1 is connected to the emitter of Q2, and the other terminal of R5 and the other terminal of CV1 are connected to function as emitter (E) of CCDT1, and the collector of Q1 and the collector of Q2 are connected and CCDT1 R6 is connected between the constant current Darlington transistor (CCDT) portion that functions as a collector (C) of the CCD, and the emitter (E) of the CCDT1 and -VC, and the base (B) of the CCDT1 is connected to R4, R3, and C1. A signal input unit connected to the other terminal of C1 and R1, a collector (C) of CCDT1, a cathode of D2 and a base of Q4 are connected, an anode of D2 and a cathode of D1 are connected, and an anode of D1 and R7 and Q3 are connected. The base of is connected, the other terminal of R7 and the collector of Q3 are connected with + VB, the collector of Q4 and GND are connected, the emitter of Q3 and the emitter of Q4 And the output terminal of C3 and the + terminal of C3 are connected to the OUT terminal, and R2 and R3 are connected in series at the connection point of Q3, Q4 and C3 of the output circuit and C2 is connected to the connection point of R2 and R3. And a low pass filter for connecting the other terminal of C2 to GND.
도1에서 PS1이 출력 회로용 전원이고, PS2는 CCDT1에서 드롭되는 전압만큼을 공급하는 별도의 전원이다. CCDT1은 Q1, Q2, R5, CV1 로 구성된 CCDT 소자이며, R6은 CCDT1 의 에미터 저항이고, R2 + R3 과 R4 에 의해서 Q3과 Q4의 접속점의 전압을 분압하여 CCDT1 의 베이스(B; Q1의 베이스)에 바이어스를 걸어 준다. C2는 Q3과 Q4 의 접속점에서 출력하는 출력신호를 CCDT1 의 베이스로 피드백 되는 것을 방지하는 필터용 콘덴서이다. R7은 CCDT1 의 부하저항이며, 여기서 증폭된 신호를 Q3 과 Q4의 상보성 트랜지스터에 의해서 전력증폭 되어 OUT에 접속된 부하를 구동한다. D1과 D2는 상보성 트랜지스터 Q3과 Q4의 바이어스용 다이오드이다.In FIG. 1, PS1 is a power supply for an output circuit, and PS2 is a separate power supply for supplying the voltage dropped from the CCDT1. CCDT1 is a CCDT element composed of Q1, Q2, R5, and CV1, R6 is an emitter resistor of CCDT1, and the voltage of the connection point of Q3 and Q4 is divided by R2 + R3 and R4 to divide the base of CCDT1 (B; base of Q1). Bias). C2 is a filter capacitor for preventing feedback of the output signal output from the connection point of Q3 and Q4 to the base of the CCDT1. R7 is the load resistance of CCDT1, in which the amplified signal is amplified by the complementary transistors of Q3 and Q4 to drive the load connected to OUT. D1 and D2 are bias diodes of the complementary transistors Q3 and Q4.
도 2는 도1 회로에 의한 전력증폭기로 동작할 때 입력신호와 출력신호의 전압 레벨을 도시한 그래프이다. FIG. 2 is a graph illustrating voltage levels of an input signal and an output signal when operating as a power amplifier by the circuit of FIG.
V_PS1은 PS1에서 공급되는 전압이며, 출력신호 S_OUT을 출력하기 위한 전원 전압으로 부하를 구동하는데 사용한다. V_PS2는 PS2에서 공급되는 전압이며, PS2는 CCDT1의 회로에서 드롭되는 전압을 공급해 준다. V_PS1 is a voltage supplied from PS1 and is used to drive a load with a power supply voltage for outputting the output signal S_OUT. V_PS2 is the voltage supplied from PS2, and PS2 supplies the voltage dropped from the circuit of CCDT1.
증폭된 출력신호에 의해서 OUT에 출력되는 피크-피크 신호전압은 GND 와 +VB 사이에 접속된 PS1의 전압 V_PS1의 전압과 같다. The peak-peak signal voltage output to OUT by the amplified output signal is equal to the voltage of the voltage V_PS1 of PS1 connected between GND and + VB.
부하의 임피던스를 R_LD 라고 하면,If the impedance of the load is R_LD,
출력신호의 실효 전압 V_OUT은 V_PS1의 1/2에 실효값이므로Since the effective voltage V_OUT of the output signal is the effective value at 1/2 of V_PS1,
V_OUT = V_PS1 / 2 / 1.414 V_OUT = V_PS1 / 2 / 1.414
V_OUT = V_PS1 * 0.3536 ----------------------- 수학식11V_OUT = V_PS1 * 0.3536 ----------------------- Equation 11
OUT에 부하가 접속되면 부하에 전류가 흐르고, 이때 부하에 흐르는 전류 I_LD 는When the load is connected to OUT, current flows in the load, and the current I_LD flowing in the load is
I_LD = V_OUT / R_LD = V_PS1 * 0.3536 / R_LD ------ 수학식12 I_LD = V_OUT / R_LD = V_PS1 * 0.3536 / R_LD ------ Equation 12
이 때의 부하에 출력되는 전력 P_OUT 은The power P_OUT output to the load at this time is
P_OUT = V_OUT * I_LD = V_PS1 * 0.3536 * I_LD ----- 수학식13 P_OUT = V_OUT * I_LD = V_PS1 * 0.3536 * I_LD ----- Equation 13
PS1 전원의 총 소비전력 P_PS1은Total power consumption of PS1 power supply P_PS1 is
P_PS1 = V_PS1 * I_LD -------------------------- 수학식14P_PS1 = V_PS1 * I_LD -------------------------- Equation 14
가 된다.Becomes
도1에 의한 실 예를 들어 설명하면, Referring to the example shown in Figure 1,
도1에서 CCDT1에서 드롭되는 전압은 CV1의 V_CV1은 2V ~ 3V 정도, Q1과 Q2의 베이스와 에미터 사이의 V_BEQ1, V_BEQ2는 각 0.6V 정도, Q1의 콜렉터와 베이스 사이의 V_BCQ1은 0.2V ~ 0.4V정도, CCDT1의 에미터에 접속된 저항 R6의 V_R6 은 0.2 ~ 0.4V 정도가 드롭 된다. In FIG. 1, the voltage dropped from CCDT1 is about 2V to 3V for CV1, V_BEQ1 between the base and emitter of Q1 and Q2, V_BEQ2 about 0.6V, and V_BCQ1 between the collector and base of Q1 is 0.2V to 0.4. About V, V_R6 of resistor R6 connected to the emitter of CCDT1 drops about 0.2 to 0.4V.
그러면 -VC에서 CCDT1의 콜렉터(C)사이에서 드롭되는 전압 V_CCDT1은 수학식6의 형식에 따라,Then, the voltage V_CCDT1 dropped between the collector C of the CCDT1 at -VC is in accordance with the equation (6).
V_CCDT1 = V_R6 + V_CV1 + V_BEQ2 + V_BEQ1 + V_BCQ1 V_CCDT1 = V_R6 + V_CV1 + V_BEQ2 + V_BEQ1 + V_BCQ1
이 되며, 실제 드롭되는 전압의 근사값 V_CCDT1'는The approximate value V_CCDT1 'of the actually dropped voltage is
V_CCDT1' = 0.3V + 2.5V + 0.6V + 0.6V + 0.3V = 4.3VV_CCDT1 '= 0.3V + 2.5V + 0.6V + 0.6V + 0.3V = 4.3V
가 된다.Becomes
PS2의 전압 V_PS2는 V_CCDT1' 에서 드롭되는 전압 V_CCDT1' 인 4.3V 정도 공급해 준다. The voltage V_PS2 of PS2 supplies about 4.3V, the voltage V_CCDT1 'dropping from V_CCDT1'.
도2에서 출력신호 S_OUT의 실효 출력전압을 2Vrms 로 할 경우 S_OUT의 최고전압 V_PP는 In FIG. 2, when the effective output voltage of the output signal S_OUT is 2Vrms, the maximum voltage V_PP of S_OUT is
V_PP = 2Vrms * 1.414 V_PP = 2Vrms * 1.414
실효 전압은 플러스와 마이너스의 양 전원이 필요함으로 직류전원은 V_PP의 2배의 직류전압이 필요하며 직류전원 V_DC는 Since the effective voltage requires both positive and negative power, DC power requires twice the DC voltage of V_PP and DC power V_DC
V_DC = V_PP * 2 = 2Vrms * 1.414 * 2 = 5.6Vdc V_DC = V_PP * 2 = 2 Vrms * 1.414 * 2 = 5.6 Vdc
가 됨으로 PS1의 전압 V_PS1은 5.6V의 전원을 사용한다. The voltage V_PS1 of PS1 uses 5.6V power supply.
IN으로 입력된 입력신호는 CCDT1에서 증폭되어 R7 양단에 전압으로 나타나며, Q3과 Q4에 의해서 버퍼링되어 OUT 단자에 접속된 부하를 구동하게 된다.The input signal input to IN is amplified by CCDT1 and appears as a voltage across R7, and is buffered by Q3 and Q4 to drive the load connected to the OUT terminal.
부하를 구동하는 전원은 PS1에서 공급되며, PS1의 +VB에서 부하를 경유해 GND로 흐른다.Power to drive the load is supplied by PS1 and flows to GND via the load at + VB of PS1.
이때, 증폭기의 전력효율 B 은At this time, the power efficiency B of the amplifier
B = P_OUT / P_PS1 B = P_OUT / P_PS1
수학식13 과 수학식14를 대입하면Substituting Equation 13 and Equation 14
B = V_PS1 * 0.3536 * I_LD / V_PS1 * I_LDB = V_PS1 * 0.3536 * I_LD / V_PS1 * I_LD
B = 0.3536 ----------------------------------- 정의11B = 0.3536 ----------------------------------- Definition 11
정의11에서 이 증폭기의 전력효율은 CCDT1에 드롭되는 전압 V_CCDT1 에 영향을 받지 않는다. In definition 11, the power efficiency of this amplifier is not affected by the voltage V_CCDT1 dropped on CCDT1.
이 증폭기가 소출력 전력증폭기에 사용되는 경우에는 CCDT1에 드롭되는 전압 V_CCDT1은 별도의 전원 PS2에서 공급함으로서 부하구동에 따른 전력손실이 발생하지 않는다.When this amplifier is used for a small output power amplifier, the voltage V_CCDT1 dropped to the CCDT1 is supplied from a separate power supply PS2 so that no power loss occurs due to the load driving.
도1에서 사용한 A급 증폭기의 전압 증폭도 A는The voltage amplification degree A of the class A amplifier used in FIG.
A = R7 / R6A = R7 / R6
이 된다.Becomes
도5 는 A급 전압증폭기의 구성회로이다.5 is a configuration circuit of a class A voltage amplifier.
+VB5 와 GND5 사이에 접속된 PS51의 제1전원부와, GND5 와 -VC5에 접속된 PS52의 제2전원부와, Q51의 베이스가 CCDT5의 베이스(B)의 기능하며 Q51의 에미터에 Q52의 베이스와 R55가 접속되고 Q52의 에미터에 CV51이 접속되며 R55 다른 한 단자와 CV51의 다른 한 단자가 접속되어 CCDT5의 에미터(E)의 기능을 하고 Q51의 콜렉터와 Q52의 콜렉터가 접속되어 CCDT5의 콜렉터(C)의 기능을 하는 정전류달링톤트랜지스터(CCDT)부와, CCDT5의 에미터(E)와 -VC5 사이에 R56이 접속되며, CCDT5의 베이스(B)와 R54, R53, C51이 접속되며 C51의 다른 단자와 R51이 접속되는 신호입력부와, CCDT5의 콜렉터(C)와 R57과 C53이 접속되고 C53의 다른 단자가 출력단과 접속되는 출력회로부와, R7의 다른 단자가 +VB로 접속되며, 출력회로부의 CCDT5의 콜렉터(C)와 C53과 R57의 접속점에서 R52와 R53이 직렬로 접속되며 R52와 R53의 접속점에 C52를 접속하고 C52의 다른 단자를 GND5로 접속하는 로패스필터부로 구성되어 있으며 전압증폭에 사용된다. The first power supply of the PS51 connected between + VB5 and GND5, the second power supply of the PS52 connected to GND5 and -VC5, and the base of Q51 function as the base B of CCDT5, and the base of Q52 to the emitter of Q51. And R55 are connected, CV51 is connected to the emitter of Q52, the other terminal of R55 and the other terminal of CV51 are connected to function as emitter (E) of CCDT5, and the collector of Q51 and the collector of Q52 are connected to R56 is connected between the constant current Darlington transistor (CCDT) portion that functions as the collector (C), the emitter (E) of the CCDT5 and -VC5, and the base (B) of the CCDT5 and R54, R53, and C51 are connected. The signal input part to which the other terminal of C51 and R51 are connected, the output circuit part which the collector (C) of CCDT5, R57 and C53 are connected, and the other terminal of C53 are connected to the output terminal, and the other terminal of R7 are connected by + VB, R52 and R53 are connected in series at the connection point of the collector (C) of the CCDT5 and C53 and R57 of the output circuit section. Connecting the point and the C52 is composed of a low-pass filter connecting the other terminal of C52 to GND5 and is used for voltage amplification.
본 발명에서 사용된 정전류달링톤트랜지스터(CCDT)부는 정전류달링톤트랜지스터(CCDT)부에 사용된 구성 부품을 한 개의 칩에 집적화해서 일체화한 소자를 사용하는 것도 가능하다. The constant current Darlington transistor (CCDT) used in the present invention may use a device in which a component part used in the constant current Darlington transistor (CCDT) is integrated into one chip and integrated.
1. 낮은 전원전압으로 CCDT소자를 사용하여 A급 전력증폭기를 구성하는 경우 전력효율 향상된다.1. The power efficiency is improved when Class A power amplifier is constructed using CCDT element with low power supply voltage.
2. A급 증폭기 1단으로 신호를 증폭함으로서 입력 신호의 변형을 최소화 할 수 있다.2. By amplifying the signal with 1 class A amplifier, the distortion of the input signal can be minimized.
3. 본 A급 증폭기는 부궤환을 사용하지 않기 때문에 동작 스피드가 빠르고 신호의 변형이 최소이다.3. Because this class A amplifier does not use negative feedback, its operation speed is fast and signal deformation is minimal.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040082253A KR20060033252A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Class-a amplifier use ccdt |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020040082253A KR20060033252A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Class-a amplifier use ccdt |
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| KR20060033252A true KR20060033252A (en) | 2006-04-19 |
Family
ID=37142397
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|---|---|---|---|
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| KR (1) | KR20060033252A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100696212B1 (en) * | 2006-03-05 | 2007-03-20 | 진옥상 | A method for avoiding high-frequency oscillation in high impedance amplification circuit |
-
2004
- 2004-10-14 KR KR1020040082253A patent/KR20060033252A/en not_active Application Discontinuation
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