KR830001977B1 - Power amplifier circuit - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제 1 도는 본 발명에 관한 전력 증폭회로의 한 실시예를 나타내는 회로구성도.1 is a circuit diagram showing one embodiment of the power amplifier circuit according to the present invention.
제 2 도는 동 실시예의 동작을 설명하기 위한 특성도.2 is a characteristic diagram for explaining the operation of the embodiment.
제 3 도는 본 발명의 제 2 의 실시예를 나타내는 회로구성도.3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
제 4 (a)도 내지 제 4 (b)도는 각각 제 3 도에 나타내는 회로의 동작을 설명하기 위한 파형도.4 (a) to 4 (b) are waveform diagrams for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 3, respectively.
제 5 도는 본 발명의 제 3 의 실시예를 나타내는 회로구성도 이다.5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
본 발명은 전력증폭회로의 개량에 관한 것이다.The present invention relates to an improvement of a power amplifier circuit.
주지와 같이 출력단에 트랜지스터를 사용한 저전원전압용의 전력 증폭회로에 있어서, 비교적 대전력출력이 요구되는 경우에, 그 출력진폭은 출력용 트랜지스터의 베이스 에미터 간 전압 VBE, 콜렉터 에미터간포화전압 VCE(SAT) 등으로 제한된다. 그리고, 출력전력은 부하저항을 일정으로 했을 경우 출력진폭의 2승에 비례함으로써 특히 저전원전압을 사용한 전력 증폭회로에서는 상기 출력용 트랜지스터의 VBE나 VCE(SAT)의 영향이 크고, 충분한 대전력출력을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.As is well known, in a power amplifier circuit for a low power supply voltage using a transistor at an output terminal, when a relatively large power output is required, the output amplitude is the voltage between the base emitters V BE and the collector emitter saturation voltage V of the output transistor. Limited to CE (SAT) and the like. When the load resistance is constant, the output power is proportional to the square of the output amplitude. In particular, in the power amplification circuit using a low power supply voltage, V BE or V CE (SAT) of the output transistor is large and sufficient high power is achieved. There was a problem that I could not get the output.
이것으로 인하여 종래에는 상기의 문제를해결하기 위하여 출력트랜지스를 사용하거나 부우트스트랩회로를 사용하고 있었다.For this reason, conventionally, an output transistor or a bootstrap circuit is used to solve the above problem.
그런데, 출력트랜스를 사용하면 고가격화 및 비틀림()의 증가를 초래하는 동시에 점유면적이 증대하는 등의 불편이 있었다. 또, 부우트 스트랩회로를 사용하면 브우트 스트랩용의 대용량 전해 콘덴서가 필요하고 역시 고가격화나 점유면적의 증대를 초래함과 동시에 예를들면 1.5[V]정도의 저전원 전압으로는 부우트 스트랩회로에 대한 직류적인 바이어스(bias)가 곤란해지는 결점이 있었다.However, if the output transformer is used, high price and torsion ( ), And the occupancy area was increased. In addition, the use of the bootstrap circuit requires a large capacity electrolytic capacitor for the bootstrap, which also leads to high cost and an increase in the occupied area. There was a drawback that the direct current bias to is difficult.
그리고 특히 AB급 증폭을 하는 전력증폭회로에 있어서는 출력용 트랜지스터의 아이들(idle) 전류가 중요하나, 저전원 전압용의 전력증폭회로는 크로스 오우버(Cross-over)비틀림()을 제거하기 위한 아이들 전류의 설정이 곤란하고 실용화하기 힘드는 등 여러가지 문제가 있었다.In particular, in the power amplifier circuit for the AB class amplification, the idle current of the output transistor is important, but the power amplifier circuit for the low power supply voltage has a cross-over twist ( There have been various problems, such as difficulty in setting the idle current for removing the current) and difficulty in practical use.
본 발명은 상기의 사정을 고러하여 연구된 것으로서, 구성이 간이하고 저전원전압으로도 안정하고 확실하게 동작할 수 있으며, 출력용 트랜지스터의 아이들전류도 용이하게 설정할 수 있는 극히 양호한 전력증폭회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been studied in view of the above circumstances, and provides an extremely good power amplification circuit that is simple in configuration, can operate stably and reliably even at a low power supply voltage, and can easily set an idle current of an output transistor. For the purpose of
이하, 본 발명의 한 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 제 1 도에서(11)은 피전력 증폭신호의 신호원이고 그 출력일단은 콘덴서 C1을 개재하여 PNP형 트랜지스터 Q1의 베이스에 접속되어있다. 트랜지스터 Q1의 에미터는 다른 PNP형의 트랜지스터 Q2의 에미터와 접속되어 있고, 또 양트랜지스터 Q1, Q2의 콜렉터는 각각 저항 R1,R2를 개재하여 신호원(11)의 출력타단에 접속되어 있다. 다시, 상기 트랜지스터 Q1의 에미터와 트랜지스터 Q2의 에미터와의 접속점은, PNP형의 트랜지스터 Q3의 콜렉터에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q3의 에미터는 직류전원(12)의 플러스 전원단에 접속되어, 베이스는 PNP형의 트랜지스터 Q1의 베이스에 접속되어 있다. 또 상기 트랜지스터 Q1의 에미터는 직류전원(12)의 플러스 전원단에 접속됨과 동시에 저항 R4,R3를 직열로 개재하여 신호원(11)의 출력타단에 접속되어 있다. 이 저항 R3,R4의 접속점은 저항 R5를 개재하여 상기 콘덴서 C1과 트랜지스터 Q1의 베이스와의 접속점에 접속되어 있다. 또 상기 트랜지스터 Q4의 콜렉터는 이 트랜지스터 Q4의 베이스에 접속되는 동시에, 저항 R6을 개재하여 신호원(11)의 출력타단에 접속되어 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In Fig. 1, 11 is a signal source of the amplified signal to be output, and one end of the output thereof is connected to the base of the PNP transistor Q 1 via the capacitor C 1 . Transistor Q and the first emitter connected to the emitter of transistor Q 2 of the other PNP type, and both transistors Q 1, the collector of Q 2 are each resistor R 1, R 2 the output of the signal source 11 via the other end Is connected to. Again, the connection point between the emitter of the transistor Q 1 and the emitter of the transistor Q 2 is connected to the collector of the transistor Q 3 of the PNP type. It is connected to the positive voltage source of the transistor Q 3 emitter of the direct-current power supply 12 of the base is connected to the base of transistor Q 1 of the PNP type. The emitter of the transistor Q 1 is connected to the positive power supply terminal of the DC power supply 12 and connected to the output other end of the signal source 11 via resistors R 4 and R 3 in series. The connection point of the resistors R 3, R 4 is through a resistor R 5 is connected to the connection point with the capacitor C 1 and the transistor Q 1 base. In addition the collector of the transistor Q 4 is connected to the other terminal of the output transistor Q signal source 11 at the same time, via a resistor R 6 is connected to the base 4.
그리고 상기 트랜지스터 Q1내지 Q4저항 R 내지 R4및 콘덴서 C으로 구성되는 회로가, 전력 증폭회로의 전치층폭회로(13)을 구성하는 것이다.The circuit composed of the transistors Q 1 to Q 4 resistors R to R 4 and the capacitor C constitutes the
또, 상기 트랜지스터 Q2의 콜렉터와 저항 R2와의 접속점은 NPN형의 트랜지스터 Q5의 베이스에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q5의 에미터는 신호원(11)의 출력타단에 접속되는, 콜렉터는 PNP형의 트랜지스터 Q6의 콜렉터에 접속되어 있다. 또 상기 트랜지스터 Q6의 에미터는 저항 R7를 개재하여 직류전원(12)의 정전원단에 접속되고,베이스는 이 트랜지스터 Q6의 콜렉터에 접속되는 동시에 출력용의 PNP형의 트랜지스터 Q7의 베이스에 접속되어 있다.The connection point between the collector of transistor Q 2 and resistor R 2 is connected to the base of NPN transistor Q 5 . The emitter of this transistor Q 5 is connected to the other end of the output of the signal source 11, and the collector is connected to the collector of the transistor Q 6 of the PNP type. The emitter of the transistor Q 6 is connected to the electrostatic source of the DC power supply 12 via the resistor R 7 , and the base is connected to the collector of the transistor Q 6 and to the base of the output PNP transistor Q 7 . It is.
그리고 상기 트랜지스터 Q5,Q6및 저항 R7로 구성되는 회로가 출력용의 트랜지스터 Q7의 드라이브회로(14)를 구성한다.The circuit composed of the transistors Q 5 , Q 6 and the resistor R 7 constitutes the
또, 상기 전치증폭회로(13)의 트랜지스터 Q1의 콜렉터와 저항 R1과의 접속점은 출력용의 NPN형의 트랜지스터 Q8의 베이스에 접속되어있다. 이 트랜지스터 Q8의 에미터는 신호원(11)의 출력타단과 접속되고, 콜렉터는 상기 트랜지스터 Q7의 콜렉터에 접속되어 있다.The connection point between the collector of transistor Q 1 and resistor R 1 of the
또 트랜지스터 Q7의 에미터는 직류전원(12)의 정전원단에 접속되어 있다. 그리고 트랜지스터 Q7의 콜렉터와 트랜지스터 Q8의 콜렉터와의 접속점은, 저항 R8를 개재하여 전치증폭회로(13)와 트랜지스터 Q2의 베이스에 접속되는 동시에 콘덴서 C2및 부하로서의 스피이커(15)를 개재하여 신호원(11)의 출력타단에 접속되어 있다.The emitter of transistor Q 7 is connected to the electrostatic source of DC power supply 12. The connection point between the collector of transistor Q 7 and the collector of transistor Q 8 is connected to the
또, 상기 트랜지스터 Q2의 베이스와 저항 R8와의 접속점은 저항 R9및 콘덴서 C3를 직열로 개재하여 신호원(11)의 출력타단에 접속되어 있다.The connection point between the base of the transistor Q 2 and the resistor R 8 is connected to the output other end of the signal source 11 via a resistor R 9 and a capacitor C 3 in series.
그리고, 상기 트랜지스터 Q7,Q8로 구성되는 회로가 전력증폭회로의 출력회로(16)을 구성하는 것이다.The circuit composed of the transistors Q 7 and Q 8 constitutes the
또, 상기 트랜지스터 Q7,Q8의 각 베이스는 PNP형의 트랜지스터 Q9,Q10의 각 베이스에 각각 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q9의 에미터는 직류전원(12)의 정전원단에 접속되고, 트랜지스터 Q10의 콜렉터는 신호원(11)의 출력타단에 접속되어 있다또 트랜지스터 Q9의 콜렉터와 트랜지스터 Q10의 에미터와는 서로 접속되어 있다.Each base of the transistors Q 7 and Q 8 is connected to each base of the transistors Q 9 and Q 10 of the PNP type. The emitter of the transistor Q 9 is connected to the electrostatic source of the DC power supply 12, the collector of the transistor Q 10 is connected to the output other end of the signal source 11, and the collector of the transistor Q 9 and the emitter of the transistor Q 10 . Are connected to each other.
그리고 상기 트랜지스터 Q9이 트랜지스터 Q7의 동작전류를 검출하는 검출회로(17)을 구성하는 것이다.The transistor Q 9 forms a detection circuit 17 for detecting the operating current of the transistor Q 7 .
또, 상기 트랜지스터 Q9의 콜렉터와 트랜지스터 Q10의 에미터와의 접속점은 NPN형의 트랜지스터 Q11의 베이스에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q11의 콜렉터는 상기 전치증폭회로(13)의 트랜지스터 Q1,Q2의 에미트 공통접속점과 트랜지스터 Q3의 콜렉터와의 접속점에 접속된다. 에미터는 다른 PNP형의 트랜지스터 Q12의 에미터에 접속되어 있다. 또, 상기 트랜지스터 Q2의 베이스 및 콜렉터는 다같이 신호원(11)의 출력 타단에 접속되어 있다.The connection point between the collector of transistor Q 9 and the emitter of transistor Q 10 is connected to the base of NPN transistor Q 11 . The collector of the transistor Q 11 is a transistor Q 1 of the
그리고 상기 트랜지스터 Q11,Q12로 구성되는 회로가 상기 출력회로(16)의 트랜지스터 Q7,Q8의 동작전류 IU,IL에 대하여 약하는 전류 IF를 생성하고, 이 전류 IF를 상기 전치증폭회로(13)에 귀환하여 약 일정으로 유지하도록 하는 연산 귀환회로(18)을 구성하는 것이다.And a circuit composed of the transistors Q 11 and Q 12 is approximately equal to the operating currents I U and I L of the transistors Q 7 and Q 8 of the
또, 상기 직류전원(12)에 부전원단은 신호원(11)의 출력타단과 접속되어 있다.Further, a negative power supply terminal is connected to the DC power supply 12 with an output other end of the signal source 11.
상기와 같은 구성으로된 전력 증폭회로에 있어서, 그 동작을 설명하면 즉, 신호원(11)에서 예를들면 접지전위를 기준으로하여 정외반 사이클 및 부의반 사이클을 교대교대로 반복하는 정형파상의 피전력 증폭신호가 출력된 것으로 한다. 그러면. 이 피전력 증폭신호는 전치증폭회로(13)의 트랜지터 Q1에 공급된다. 여기에서, 트랜지스터 Q1,Q2는 에미터 공통이기 때문에 차동증폭기로서 작동하여, 그 각 콜렉터로부터는 상기 피전력 증폭신호의 부의 반 사이클 및 정의 반 사이클이 각각 증폭되어서 출력회로(16)의 트랜지스터 Q8및 드라이브회로(14)의 트랜지스터 Q5에 출력된다. 그러면 트랜지스터 Q5의 콜렉더에는 상기 트랜지스터 Q2의 콜렉터 출력에 적응한 전류 즉 상기 피전력 증폭신호의 정의 반 사이클에 대응한 증폭전류가 출력된다.In the power amplifying circuit having the above-described configuration, the operation thereof will be described, that is, a square wave phase alternately repeating the positive and negative cycles and the negative and negative cycles based on, for example, the ground potential in the signal source 11. Assume that the amplified power signal is output. then. This power amplified signal is supplied to the transistor Q 1 of the
그리고 이 트랜지스터 Q5의 콜렉터 전류는 트랜지스터 Q6을 개재하여 트랜지스터 Q7를 드라이브한다. 이것으로 인해 출력회로(16)을 구성하는 트랜지스터 Q7,Q8의 콜렉터에는 상기 피전력 증폭신호의 정의 반 사이클 및 부의 반 사이클에 대응한 증폭전류가 흘러, 스피이커(15)를 구동한다. 즉 출력회로(16)은 피전력 증폭신호의 정 및 부의 반 사이클을 각각 증폭하는 프시풀 구성으로 되어있다.And the collector current of the transistor Q 5 is via a transistor Q 6 to drive the transistor Q 7. As a result, an amplification current corresponding to the positive half cycle and the negative half cycle of the power amplified signal flows to the collectors of the transistors Q 7 and Q 8 constituting the
이때, 트랜지스터 Q7,Q8의 출력중 직류전압분은 저항 R8을 개재하여 트랜지스터 Q2의 베이스에 부귀환된다. 그리고, 저항 R3,R4와의 저항치를 동일하게하여 트랜지스터 Q1의 베이스전위를 1/2 Vcc(Vcc는 직류전원(12)의 출력전압)로 하면, 상기 부귀환 또는 직류전압도 약 1/2 Vcc가 된다.At this time, the DC voltage of the outputs of the transistors Q 7 and Q 8 is negatively fed back to the base of the transistor Q 2 via the resistor R 8 . When the base potential of the transistor Q 1 is set to 1/2 Vcc (Vcc is the output voltage of the DC power supply 12) with the same resistance values as the resistors R 3 and R 4 , the negative feedback or DC voltage is also about 1 /. 2 Vcc.
여기에서, 상기 출력회로(16)의 트랜지스터 Q7의 동작전류는 검출회로(17)의 트랜지스터 Q9의 베이스에 공급된다. 그리고 트랜지스터 Q10는 트랜지스터 Q9의 출력전류에 비례하여 동작하고, 상세한 동작은 후술하겠으나, 연산귀환회로(18)에 의해 생성되는 전류 IF가 상기 전치증폭회로(13)에 귀환되는 것이다.Here, the operating current of transistor Q 7 of the
여기에서 트랜지스터 Q7의 동작전류는 트랜지스터 Q9에 의해 검출되고 있다. 즉 트랜지스터 Q7과 Q9은 전류 미러회로를 구성하고 있고, 지금 트랜지스터 Q7과 Q9와의 에미터면적비를 N : 1로 하면 트랜지스터 Q9의 콜렉터 전류 Ic9은 트랜지스터 Q7의 콜렉터 전류 Ic7에 대하여The operating current of the transistor Q 7 here has been detected by the transistor Q 9. I.e., the transistor Q 7 to Q 9 are current constitutes a mirror circuit, now the transistors Q 7 and Q 9 with an emitter area ratio N: When a first collector current of the transistor Q 9 Ic 9 is a collector current of the transistor Q 7 Ic 7 about
Ic9=Ic7 Ic 9 = Ic 7
로 나타낼 수 있다.It can be represented as.
여기에서 제 1 도중 A점(트랜지스터 Q11의 베이스)의 전위를 생각하면, 이 전위는 트랜지스터 Q8,Q10의 베이스에 미터간 전위 VBE8,VBE10의 합, 또는 트랜지스터 Q11,Q12에 베이스에미터간 전위 VBE11,VBE12의 합으로 나타낼 수가 있다. 즉, 지금 트랜지스터 Q8과 Q11와의 에미터 면적비를 M : 1트랜지스터 Q8의 콜렉터 전류를 IL, NPN형의 트랜지스터 Q11의 포화전류를 ISN으로 하면 트랜지스터 Q8의 베이스 에미터간 전위 VBE8은 다음의 식이 된다.When here think of the potential of the first middle point A (the base of the transistor Q 11), the potential of the transistor Q 8, the potential between the meter to the base of Q 10 V BE8, the sum of V BE10, or the transistors Q 11, Q 12 a can represent the sum of the potentials V BE11, V BE12 between the meter base. In other words, if the emitter area ratio between transistors Q 8 and Q 11 is M: 1, the collector current of transistor Q 8 is I L , and the saturation current of transistor Q 11 of NPN type is I SN, and the potential V between base emitters of transistor Q 8 is present. BE8 becomes the following equation.
단, K : 볼츠만상수K: Boltzmann constant
T : 절대온도 q : 전자의 전하T: absolute temperature q: charge of electron
또, 트랜지스터 Q7의 동작전류를 IU, PNP형의 트랜지스터 Q10의 포화전류를 ISP로 하면 트랜지스터 Q10의 베이스 에미터간 전위 VBE10은 다음의 식이된다.When the operating current of transistor Q 7 is I U and the saturation current of transistor Q 10 of PNP type is I SP , the potential V BE10 between base emitters of transistor Q 10 is given by the following equation.
따라서 상기(A)점의 전위는 (1)+(2)에서Therefore, the potential at point (A) is (1) + (2)
이 된다.Becomes
한편, 트랜지스터 Q11, Q12를 흐르는 전류를 IF로 하면, 트랜지스터 Q11, Q12의 베이스 에미터간 전위 VBE11,VBE12는 다음과 같은 식이된다.On the other hand, the transistors Q 11, when the current through Q 12 F to I, the transistor Q 11, the base emitter voltage V BE11, V BE12 of Q 12 is the expression of the following:
따라서, 상기(A)점의 전위는 (4)+(5)에서,Therefore, the potential of the point (A) is (4) + (5),
그리고 상기(3)식과 (6)식은 동일하므로,And since the formula (3) and (6) is the same,
가 된다.Becomes
다시, 상기 IF는 상기 전치증폭회로(13)의 트랜지스터 Q3의 콜렉터에 귀환되기 때문에Again, since I F is fed back to the collector of transistor Q 3 of the
VBE4: 트랜지스터 Q4의 베이스 에미터간 전위V BE4 : potential between base emitters of transistor Q 4
VBE5: 트랜지스터 Q5의 베이스 에미터간 전위V BE5 : potential between base emitters of transistor Q 5
로 주어지는 약일정의 값이되고, 출력용의 트랜지스터 Q7, Q8의 동작전류의 곱(IU×IL)는 약일정으로 유지된다.It becomes a constant value given by, and the product (I U × I L ) of the operating currents of the transistors Q 7 and Q 8 for output is kept constant.
또 무신호시에는,In addition, at the time of no signal,
이기 때문에, 트랜지스터 Q7, Q8이 아이들전류(Ic idle)는Because of this, transistors Q 7 and Q 8 have an idle current (Ic idle)
로 정해진다. 그리고 상기 피전력 증폭신호의 예를들면 부의 반 사이클에서 트랜지스터 Q7의 전류 IU가 감소하면 트랜지스터 Q8의 전류 IL는 증가하고, 정의 반 사이클에서는 상기 IU의 증가와 더불어 IL가 감소하여, 결국 제 2 도에서 보는 것과 같은 특성이 얻어지고, AB급 푸시풀 동작을 행하는 것이다. 또, 제 2 도에서 횡축은 출력전압 V를 나타내는 것이다.It is decided. For example, when the current I U of the transistor Q 7 decreases in the negative half cycle of the power amplified signal, the current I L of the transistor Q 8 increases, and in the positive half cycle, I L decreases with the increase of the I U. As a result, characteristics as shown in Fig. 2 are obtained, and the class AB push-pull operation is performed. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the output voltage V. In FIG.
또, 제 2 도중 점선으로 나타내는 것은 트랜지스터 Q7, Q8의 아이들 전류(Ic idle)이다.Incidentally, the dotted line during the second period represents the idle currents Ic idle of the transistors Q 7 and Q 8 .
따라서, 상기와같은 구성의 전력 증폭회로에 의하여 출력용의 트랜지스터 Q7, Q8중 한쪽의 트랜지스터 Q7의 동작전류를 트랜지스터 Q9으로 검출하도록 하고 있고, 또 연산귀환회로(18)은 출력용 트랜지스터 Q8의 베이스 에미터간 전압 VBE8도 사용하여인 전류 IF를 생성하도록 하고 있기 때문에, 회로구성이 간편하고, 감전압 특성도 개량되어 저전원 전압으로도 안전하고 또 확실하게 동작할 수가 있다.Therefore, the power amplifying circuit having the above-described configuration makes it possible to detect the operating current of one of the transistors Q 7 of the output transistors Q 7 and Q 8 with the transistor Q 9 , and the operation feedback circuit 18 outputs the transistor Q for output. Also use the voltage V BE8 between the base emitters of 8 Since the phosphorus current I F is generated, the circuit configuration is simple, and the reduced voltage characteristic is also improved, so that it can safely and reliably operate even at a low power supply voltage.
또, 출력용의 트랜지스터 Q7, Q8의 아이들전류도 쉽게 설정할 수 있는 것이다.In addition, the idle currents of the transistors Q 7 and Q 8 for output can also be easily set.
그리고 상기와 같이 푸시풀 구성된 출력용의 제 1 및 제 2의 트랜지스터(트랜지스터 Q7, Q8와, 이 제 1 의 트랜지스터의 동작전류를 검출하는 검출회로(17)과, 이 검출회로의 검출전류에 비례한 전류로 동작하여 베이스 에미터간 전압 VBE10이 상기 제 2 의 트랜지스터의 베이스 에미터간 전압 VBE8과 가산되는 제 3 의 트랜지스터(트랜지스터 Q10)와 베이스 에미터간 전압 VBE11,VBE12끼리 가산되는 제 4 및 제 5 의 트랜지스터(트랜지스터 Q11, Q12)를 가지고 이 제 4 및 제 5 의 트랜지스터의 베이스 에미터간 전압의 가산치와 상기의 제 2 및 제 3 의 트랜지스터의 베이스 에미터간 전압의 가산치가 동일하게 되도록 접속되고, 상기 제 1 및 제 2 의 트랜지스터의 동작전류 I1,I2에 대하여 약가 되는 전류 IF를 출력하는 연산회로(연산 귀환회로(18)과 겸용)와 이 연산회로의 출력전류 IF를 약일정으로 유지하도록한 기능을 갖는 귀환회로(연산 귀환회로(18)과 겸용)를 구비한 것이 본 발명의 특징이 되는 부분이다.The first and second transistors (transistors Q 7 and Q 8 for the push-pull output configured as described above, the detection circuit 17 for detecting the operating current of the first transistor, and the detection current of the detection circuit) It operates as a proportional current base emitter voltage V BE10 is the base of the second transistor emitter voltage V BE8 and the transistor of the added third (transistor Q 10) and the base emitter voltage V BE11, to be added together V BE12 The addition of the voltage between the base emitters of the fourth and fifth transistors and the voltage between the base emitters of the second and third transistors with the fourth and fifth transistors (transistors Q 11 , Q 12 ). Are connected to be the same, and are approximately equal to the operating currents I 1 and I 2 of the first and second transistors. The current I F calculation circuit for outputting a (calculated feedback circuit 18 and combined) that the output current I F to the feedback having functions of maintaining approximately constant circuit (operational feedback circuit 18 and the combination of the arithmetic circuit ) Is a part of the present invention.
제 3 도는 본 발명의 제 2 의 실시예를 나타낸다. 즉, (21)은 피전력 증폭신호의 신호원이고, 그 출력일단은 PNP형의 트랜지스터 Q21의 베이스에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q21의 에미터는 PNP형의 트랜지스터 Q22의 베이스에 접속되고, 콜렉터는 신호원(21)의 출력타단에 접속되어 있다. 또, 상기 트랜지스터 Q22의 콜렉터는 저항 R11을 개재하여 신호원(21)의 출력타단에 접속되고, 에미터는 다른 PNP형의 트랜지스터 Q23의 에미터에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q23의 콜렉터는 저항 R12를 개재하여 신호원(21)의 출력타단에 접속되고, 베이스는 저항 R13및 콘덴서 C11를 직열로 개재하여 신호원(21)의 출력타단에 접속되어있다.3 shows a second embodiment of the present invention. That is, 21 is a signal source of the amplified signal to be output, and one end of the output thereof is connected to the base of the transistor Q 21 of the PNP type. The emitter of this transistor Q 21 is connected to the base of the transistor Q 22 of the PNP type, and the collector is connected to the other end of the output of the
또, 상기 트랜지스터 Q22의 에미터와 트랜지스터 Q23의 에미터와의 접속점은 PNP형의 트랜지스터 Q24의 콜렉터에 접속되어 있다.In addition, a connection point of the emitter of the transistor Q 22 and the transistor Q 23 and the emitter of the transistor Q is connected to the collector 24 of the PNP type.
그리고, 이 트랜지스터 Q24의 에미터는 직류전원(22)의 정전원단에 접속되고, 베이스는 다른 PNP형의 트랜지스터 Q25의 베이스 및 콜렉터에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q25의 에미터는 저항 R14를 개재하여 직류전원(22)의 정전원에 접속되어 있다.And is connected to the electrostatic fabric emitter direct
그리고, 상기 트랜지스터 Q21내지 Q25, 저항 R11내지 R14및 콘덴서 C11로 구성된 회로가, 전력증폭회로(23)을 구성하는 것이다.The circuit composed of the transistors Q 21 to Q 25 , the resistors R 11 to R 14, and the capacitor C 11 constitute the
또, 상기 트랜지스터 Q22, Q23의 각 콜렉터와 저항 R11,R12와의 각 접속점은, 각각 NPN형의 트랜지스터 Q26, Q27의 베이스에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q26의 에미터는 신호원(21)의 출력타단에 접속되고, 콜렉터는 PNP형의 트랜지스터 Q28의 콜렉터에 접속되어 있다.The connection points of the collectors of the transistors Q 22 and Q 23 and the resistors R 11 and R 12 are connected to the bases of the transistors Q 26 and Q 27 of the NPN type, respectively. The emitter of this transistor Q 26 is connected to the other end of the output of the
그리고, 상기 트랜지스터 Q28의 에미터는 저항 R15을 개재하여 직류전원(22)의 정전원단에 접속되고, 베이스는 다른 PNP형의 트랜지스터 Q29의 베이스에 접속됨과 동시에 트랜지스터 Q2의 콜렉터와 트랜지스터 Q28의 콜렉터의 접속점이 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q29의 에미터는 직류전원(22)의 정전원단에 접속되고 콜렉터는 저항 R16을 개재하여 신호원(21)의 출력타단에 접속되어 있다. 또 상기 트랜지스터 Q27의 에미터 신호원(21)의 출력타단에 접속되고, 콜렉터는 PNP형의 트랜지스터 Q30의 콜렉터에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q30의 에미터는 저항 R17을 개재하여 직류전원(22)의 정전류원단에 접속되고, 베이스는 출력용 PNP형의 트랜지스터 Q31의 베이스에 접속됨과 동시에 트랜지스터 Q27의 콜렉터와 트랜지스터 Q30의 콜렉터의 접속점에 접속되어 있다.The emitter of the transistor Q 28 is connected to the electrostatic source of the
그리고, 상기 트랜지스터 Q26내지 Q30및 저항 R15내지 R17로 구성되는 회로가 전력 증폭회로의 드라이브회로(24)를 구성하는 것이다.The circuit composed of the transistors Q 26 to Q 30 and the resistors R 15 to R 17 constitutes the
다시, 상기 트랜지스터 Q31의 에미터는 직류전원(22)의 정전원단에 접속되고 콜렉터는 출력용의 NPN형의 트랜지스터 Q32의 콜렉터에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q32의 베이스는 상기 트랜지스터 Q29의 콜렉터와 저항 R16와의 접속점에 접속되고, 에미터는 신호원(21)의 출력타단에 접속되어 있다. 또 상기 트랜지스터 Q31의 콜렉터와 트랜지스터 Q32의 콜렉터와의 접속점은 저항 R18을 개재하여 상기 트랜지스터 Q23의 베이스와 저항 R13와의 접속점에 접속됨과 동시에 콘덴서 C12및 스피이커(25)를 개재하여 신호원(21)의 출력타단에 접속되어 있다.Again, the emitter of the transistor Q 31 is connected to the electrostatic source of the
그리고, 상기 트랜지스터 Q31, Q32로 구성되는 회로가 전력 증폭회로의 출력회로(26)을 구성하는 것이다.The circuit composed of the transistors Q 31 and Q 32 constitutes the
또, 상기 트랜지스터 Q31, Q32의 각 베이스는 PNP형의 트랜지스터 Q33, Q34의 각각 베이스와 각각 공통접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q33의 에미터는 저항 R19를 개재하여 직류전원(22)의 정전원단에 접속되고, 콜렉터는 트랜지스터 Q34의 에미터에 접속되어 있다. 상기 트랜지스터 Q34의 베이스는 트랜지스터 Q32의 베이스와 공통 접속되고 콜렉터는 신호원(21)의 출력타단에 접속되어 있다. 또 상기 트랜지스터 Q23의 콜렉터와 트랜지스터 Q34의 에미터의 접속점은 NPN형의 트랜지스터 Q35이 베이스에 접속되어 있다. 이 트랜지스터 Q35의 콜렉터는 저항 R20을 개재하여 직류전원(22)의 플러스 전원단에 접속되고, 에미터는 다른 PNP형의 트랜지스터 Q36의 에미터에 접속되어 있다. 또, 상기 트랜지스터 Q36의 베이스와 콜렉터는 다같이 신호원(21)의 출력타단에 접속되어 있다.The bases of the transistors Q 31 and Q 32 are commonly connected to the bases of the PNP transistors Q 33 and Q 34 , respectively. The emitter of the transistor Q 33 is connected to the electrostatic source of the
그리고 상기 트랜지스터 Q33내지 Q35및 저항 R19로 구성되는 회로가 출력회로(26)의 트랜지스터 Q31, Q32의 동작전류 IU.IL에 대하여 약로 하는 전류 IF를 생성하는 연산회로(27)을 구성하는 것이다.And a circuit composed of the transistors Q 33 to Q 35 and a resistor R 19 is about the operating current I U .I L of transistors Q 31 and Q 32 of the
또, 상기 트랜지스터 Q35의 콜렉터와 저항 R20과의 접속점은 다이오드 D1,D2가 순방향의 직열로 개재되어 신호원(21)의 출력타단에 연속되어 있다. 이 다이오드 D1과 D2의 접속점은 NPN형의 트랜지스터 Q37의 베이스에 접속되어 있다.The connection point between the collector of the transistor Q 35 and the resistor R 20 is continuous at the output end of the
또, 상기 트랜지스터 Q37의 콜렉터는 상기 전치증폭회로(23)을 구성하는 트랜지스터 Q25의 콜렉터와 베이스의 접속점에 접속되고 에미터는 신호원(21)의 출력타단에 점속되어 있다.The collector of the transistor Q 37 is connected to the connection point of the collector and the base of the transistor Q 25 constituting the
그리고, 상기 다이오드 D1,D2, 트랜지스터 Q37및 저항 R20으로 구성되는 회로가 상기 연산회로(27)로 부터의 출력전류 IF와 후술하는 기준전류와의 차전류를 생성하여, 이 차전류를 전치증폭회로(23)에 귀환하는 귀환회로(28)을 구성하는 것이다.The circuit composed of the diodes D 1 , D 2 , the transistor Q 37 and the resistor R 20 generates a difference current between the output current I F from the arithmetic circuit 27 and the reference current which will be described later. The
또, 상기 직류전원(22)의 부전원단은 신호원(21)의 출력타단과 접속되어 있다.The negative power supply terminal of the
상기 제 2 의 실시예와 같은 구성으로된 전력 증폭회로에 있어서, 그 동작을 설명한다. 즉, 신호원(21)에서 출력된 접지전위를 기준으로한 정현파상의 피전력 증폭신호는 전치증폭회로(23)의 트랜지스터 Q21를 개재하여 트랜지스터 Q22의 베이스에 공급된다. 여기에서, 트랜지스터 Q22, Q23은 에미터 공통이기 때문에 차동증폭기로서 동작하여 그각 콜렉터로부터는 상기 피전력 증폭신호의 부의 반 사이클 및 정의반 사이클이 각각 증폭되어 드라이브회로(24)의 트랜지스터 Q26, Q27에 출력된다. 그렇게 되면, 트랜지스터 Q28, Q27의 콜렉터에는 상기 트랜지스터 Q22, Q23의 콜렉터 출력에 적합한 전류, 즉 상기 피전력 증폭신호의 부의 반 사이클 및 정의반 사이클에 대응한 증폭전류가 출력된다. 그리고, 이 트랜지스터 Q26, Q27의 각 콜렉터출력은 각각 트랜지스터 Q28, Q29및 트랜지스터 Q36을 개재하여 출력회로(26)의 트랜지스터 Q31, Q32를 드라이브한다. 이것때문에 출력회로(26)의 트랜지스터 Q31, Q32의 콜렉터에는 상기 피전력 증폭신호의 정의 반 사이클 및 부의 반 사이클에 대응한 증폭전류가 흘러, 스피이커(25)를 구동시킨다. 즉, 출력회로(26)은 피전력 증폭신호의 정 및 부의 반 사이클을 각각 증폭하는 푸시풀 구성이 되어있다.The operation of the power amplifier circuit having the same configuration as that of the second embodiment will be described. In other words, the sine wave-powered amplified signal on the basis of the ground potential output from the
이때, 트랜지스터 Q31, Q32의 출력중 직류전압분은 저항 R18을 개재하여 트랜지스터 Q28의 베이스에 부귀환된다.At this time, the transistor Q 31, a direct current voltage division of the output Q of the feedback portion 32 is the base of the transistor Q 28 via the resistor R 18.
여기에서 출력회로(26)의 트랜지스터 Q31의 동작전류는 연산회로(27)의 트랜지스터 Q33의 베이스에 공급된다. 그리고, 트랜지스터 Q34는 트랜지스터 Q33의 출력전류에 비례해서 동작하고, 이하 상기 제 1 도의 회로에서 설명한 것과 같이하여 트랜지스터 Q32, Q34의 베이스 에미터간 전압 VBE32,VBE34의 합과 트랜지스터 Q35, Q36의 베이스 에미터전압 VBE35,VBE36의 합이 같기 때문에 트랜지스터 Q35, Q36을 흐르는 전류 IF1을 트랜지스터 Q31, Q32의 동작전류 IU,IL에 대하여 상기(7)식에서 나타낸 것과 같이Here, the operating current of the transistor Q 31 of the
가 된다.Becomes
그리고, 지금 저항 R20을 흐르는 전류를 I0로 하면, 이 I0는 항시 약일정의 값을 취하고, 귀환회로(28)의 트랜지스터 Q37의 콜렉터전류 IF2는 이론적으로If the current flowing through the resistor R 20 is set to I 0 , this I 0 always takes a constant value, and the collector current I F2 of the transistor Q 37 of the
가 된다. 여기에서, 상기 트랜지스터 Q37의 출력전류 IF2는 전치증폭회로(23)의 트랜지스터 Q24, Q25에 귀환된다.Becomes The output current I F2 of the transistor Q 37 is fed back to the transistors Q 24 and Q 25 of the
여기에 있어서, 상기 트랜지스터 Q24, Q25는 귀환회로(28)로부터의 귀환전류 IF2가 증가(즉, IF1이 감소)함에 따라 트랜지스터 Q22, Q23으로 구성되는 차동증폭기의 동작전류가 증대하는 방향으로 귀환이 걸리도록 동작하는 전류 미러회로를 구성하고 있는 것이다.Here, the transistors Q 24 and Q 25 have an operating current of the differential amplifier composed of transistors Q 22 and Q 23 as the feedback current I F2 from the
제 4 도는 제 3 도에서 나타내는 회로의 각부의 파형을 나타내는 것이다. 즉, 동도(a)에 나타내는 것과 같은 시각 T와 같이 전류치 I가 변화하는 피전력 증폭신호의 정의 반 사이클 및 부의 반 사이클에서 트랜지스터 Q31, Q32는 각각 동도(b),동도(c)에 나타내는 바와같이 증폭한다.4 shows waveforms of respective parts of the circuit shown in FIG. That is, in the positive half cycle and the negative half cycle of the amplified signal whose current value I changes at the time T as shown in the same figure (a), the transistors Q 31 and Q 32 are respectively divided into the same figure (b) and (c). Amplify as shown.
그리고, 동도(d)에 나타내는 바와같이 피전력 증폭신호의 크기에 따라 귀환전류 IF2가 변화하는 것이다.As shown in the diagram d, the feedback current I F2 changes depending on the magnitude of the power amplified signal.
따라서 상기 제 2의 실시예와 같은 전력 증폭회로에 의하면, 피전력 증폭신호의 크기에 따라 전치증폭회로(23)이나 드라이브회로(24) 등의 동작전류를 변화시키도록 하고 있기 때문에 회로전체가 급 동작에 근접되어 불필요한 소비전력이 감소되면 전원전압의 이용효과가 현저히 향상하여, 저전원전압으로도 안정하고 또, 확실하게 동작할 수가 있는 것이다.Therefore, according to the same power amplifying circuit as in the second embodiment, since the operating currents of the
또 저항 R20은 정전류회로로 대치해도 좋다.In addition, the resistor R 20 may be replaced with a constant current circuit.
제 5 도는 본 발명의 제 3 의 실시예를 나타내는 것으로서 출력용의 트랜지스터 Q41, Q42는 다같이 동극성의 NPN형으로 되어있다. 그리고, 트랜지스터 Q41의 동작전류는 트랜지스터 Q43에 의하여 검출되어, 전류 미러회로를 구성하는 트랜지스터 Q44, Q45를 개재하여 트랜지스터 Q46의 동작전류가 된다.The fifth turning the third embodiment the output of the transistor Q 41, Q 42 as shown in the present invention is to donggeuk Castle NPN type as is. Then, the operating current of the transistor Q 41 is detected by the transistor Q 43, transistor Q 44 constituting a current mirror circuit, via the Q 45 is the operating current of the transistor Q 46.
여기에서, 트랜지스터 Q42, Q46의 베이스 에미터간 전압 VBE42, VBE46의 합과 트랜지스터 Q47, Q48의 베이스 에미터간 전압 VBE47,VBE48의 합이 동일하게 되어있으므로, 앞에서 말한 것과 같이 트랜지스터 Q47, Q48의 동작전류 IF3는 트랜지스터 Q41, Q42의 동작전류 IU,IL에 대하여,Here, the transistor Q 42, the sum of the base emitter voltage V BE42, V BE46 of Q 46 and the transistor Q 47, since the base emitter voltage V BE47, the sum of V BE48 of Q 48 is the same, as mentioned earlier The operating current I F3 of the transistors Q 47 and Q 48 is equal to the operating currents I U and I L of the transistors Q 41 and Q 42 .
가 된다.Becomes
그리고, 상기 전류 IF3는 트랜지스터 Q49, Q50으로 구성되는 정전류회로로 부터의 출력전류 I1과의 차가 취해지고, 2차전류에 적합한 전류가 트랜지스터 Q51,Q52및 저항 R21로 구성되는 이득을 지니는 전류 미러회로를 개재하여 트랜지스터 Q53, Q5로 구성되는 차동증폭회로에 공급된다.The current I F3 is taken a difference from the output current I 1 from the constant current circuit composed of the transistors Q 49 and Q 50 , and the current suitable for the secondary current is composed of the transistors Q 51 , Q 52 and the resistor R 21 . It is supplied to a differential amplifier circuit composed of transistors Q 53 and Q 5 via a current mirror circuit having a gain of.
따라서, 상기 제 1 및 제 2 의 실시예와 거의 동일한 동작으로써 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또 이 제 3 의 실시예에서 나타내는 회로에서는 콘덴서 C21을 트랜지스터 Q47의 콜렉터, 즉 출력용의 트랜지스터 Q41, Q42의 아이들전류 결정을 위한 귀환 루우프(loop)에 삽입하고 있고, 이 귀환 루우프의 이득이 클 경우의 발진을 방지하도록 하고 있다. 즉, 상기 콘덴서 C21을 삽입함으로써, 상기 귀환 루우프의 이득이 커지도록 설계할 수가 있고, 아이들 전류의 불균형이 효과적으로 억제되는 것이다.Therefore, almost the same effect can be obtained by operation substantially the same as the above-mentioned first and second embodiments. In the circuit shown in the third embodiment, the capacitor C 21 is inserted into a collector of transistor Q 47 , i.e., a feedback loop for determining the idle currents of transistors Q 41 and Q 42 for output. To prevent oscillation when the gain is large. That is, by inserting the capacitor C 21 , the gain of the feedback loop can be designed to be large, and the imbalance of the idle current can be effectively suppressed.
또, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이밖에 그 요지에서 일탈하지 아니하는 범위에서 여러가지 변형하여 실시할 수가 있다.In addition, this invention is not limited to said each Example, In addition, it can be variously modified and implemented in the range which does not deviate from the summary.
따라서, 이상에서 상술한 바와같이 본 발명에 의하면 구성이 간단하고 저전원전압으로도 안정하고 확실하게 동작할 수가 있고, 출력용 트랜지스터의 아이들 전류까지도 용이하게 설정할 수가 있기 때문에 지극히 양호한 전력 증폭회로를 제공할 수가 있다.Therefore, as described above, according to the present invention, a very good power amplifier circuit can be provided because the configuration is simple, it can operate stably and reliably even at a low power supply voltage, and the idle current of the output transistor can be easily set. There is a number.
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KR1019800001473A KR830001977B1 (en) | 1980-04-09 | 1980-04-09 | Power amplifier circuit |
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KR830003971A KR830003971A (en) | 1983-06-30 |
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