JPH03135102A

JPH03135102A - 電力増幅器

Info

Publication number: JPH03135102A
Application number: JP27158189A
Authority: JP
Inventors: Koji Fukuma; 福間　康二; Etsuo Funada; 船田　悦雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、スピーカおよびコンバーゼンス・ヨークなど
の負荷を駆動する電力増幅器に係わり、特に誘導性負荷
および容量性負荷を駆動するのに好適な高効率電力増幅
器に関する。

〔従来の技術〕

近年カラーデイスプレィの高精細化により、水平偏向周
波数は従来の１５．７５ＫＨｚの２倍、４倍と高速化さ
れ、また偏向角も９０″から１１０’へと広角化されて
きている。これに伴いコンバーゼンス補正では、コンバ
ーゼンス・ヨーク（以下ＣＹ）を駆動するＣＹ駆動増幅
器の消費電力も増加する方向にある。このためＣＹ駆動
増幅器の消費電力低減が重要な課題となってきている。

電力増幅器の高効率化として、特開昭５０−４５５５０
号公報で述べられているように、出力振幅に応じて電源
電圧を切り換える方式が知られている。第５図は、この
方式による高効率電力増幅器を示したものである。第５
図において、トランジスタＱ１は電力増幅器を行うトラ
ンジスタで、そのベースには信号源１が接続され、エミ
ッタには抵抗負荷４が接続される。そしてコレクタには
、ダイオードＤ１を介して電源電圧＋ｖ１が接続される
。またトランジスタＱ２は入力振幅に応じてトランジス
Ｑ１のコレクタに電圧を供給するトランジスタで。

コレクタには電源電圧＋ｖ２が接続されそのエミッタは
トランジスタＱ２のベース・エミッタ間逆耐圧保護用の
ダイオードＤ２を介してトランジスタＱ１のコレクタに
接続され、ベースには直流レベル・シフトを行う電圧源
２を介して信号源１に接続される。ここで電源電圧＋ｖ
２は電源電圧子ｖ１より電圧の高い電源であり、トラン
ジスタＱ２のエミッタ電圧が電源電圧＋ｖ１より、低い
場合ダイオードＤ２はカットオフしておりトランジスタ
Ｑ１のコレクタにはダイオードＤ１を介して電源電圧＋
ｖ１が供給され、負荷に流れる電流は電源電圧＋ｖ１か
ら供給される。またトランジスタＱ２のエミッタ電圧が
電源電圧＋ｖ１より高い場合は、ダイオードＤ１がカッ
トオフしてトランジスタＱ２のエミッタ電圧がダイオー
ドＤ２を介してトランジスタＱｌのコレクタに供給され
、負荷に流れる電流は電源電圧＋ｖ２から供給される。

以上の電源電圧の切り換えは、トランジスタＱ２のベー
ス・エミッタ間順方向電圧をＶｂｅ２、また電圧源２の
電圧をＶａとした場合、信号源電圧振幅が（Ｖ１＋Ｖｂ
ａ２−Ｖａ）となったトキニ切す換えられる。以上の動
作により、電源電圧が入力信号振幅に応じて切り換えら
れるため、高効率な電力増幅を行うことができる。

しかしながら、上記従来技術ではインダクタンス負荷に
ついては考慮されておらず、抵抗負荷では問題がなかっ
たものの、インダクタンス負荷の場合、トランジスタＱ
１のコレクタ電圧が電源電圧ｖ２より高くなるといった
電源電圧切り換えの異常動作があり、また出力波形に歪
みを生じた。

第６図は、・上記電源電圧切り換えを適用したＳＥＰＰ
（Ｓｉｎｇｌｅ　　Ｅｎｄ　　Ｐｕ５ｈ　　Ｐｕ１ｌ）
形式の電力増幅器を示したもので、インダクタンスを負
荷としている。第６図において、第４図と同一のものに
ついては同じ記号で示し、説明を省略する。また第７図
は、信号源電圧としてＶｓ＊５ｉｒｌなる信号を入力し
たときのトランジスタＱ１のエミッタ電圧波形とコレク
タ電流波形とコレクタ電圧波形の関係を示したもので、
インダクタンス負荷であるためにエミッタ電圧波形とコ
レクタ電流波形の間には、　９０”の位相ずれが生じて
いる。以下、第６図と第７図を用いてインダクタンス負
荷の場合の異常動作について説明する。まず、ＳＥＰＰ
回路を形成するＮＰＮ型トランジスタＱ１での動作につ
いて説明する。トランジスタＱ１のベース電圧が負のピ
ーク電圧に達したとき、トランジスタＱ２のエミッタ電
圧は電源電圧＋ｖ１より低く、トランジスタＱ１のコレ
クタにはダイオードＤ１を介して電源電圧＋ｖ１が供給
されている。このためベース・コレクタ間容量には、コ
レクタ側で正でベース側が負のＶ１＋Ｖｓなる電圧が充
電される。そしてベース電圧が負のピーク電圧からの正
のピーク電圧に達するまでの間、トランジスタＱ１のコ
レクタには電流が流れていないためベース・エミッタ間
容量に充電された電荷は放電されることがない。このた
めトランジスタＱ１のコレクタ電圧は、ベース電圧にベ
ース・コレクタ間容量に充電された電圧分が足された電
圧が発生する。

よってこの期間、トランジスタＱ１のコレクタ電圧は、
電源電圧ｖ１およびトランジスタＱ２のエミッタ電圧よ
り必ず高くダイオードＤ１およびダイオードＤ２はカッ
トオフされる。またベース電圧が正のピーク電圧に達し
たときは、トランジスタＱ１のコレクタに電流が流れ始
めるため、ベース・エミッタ間容量に充電された電荷は
急速に放電してトランジスタＱ２のエミッタから電圧の
供給を受ける動作にはいる。しかしながら、ダイオード
Ｄ２およびトランジスタＱ２が応答するまでの間トラン
ジスタＱ１のべ一人・エミッタ間容量から電圧が供給さ
れるため、−瞬電圧が落ちてまた上がるという動作をす
る。また、５ＥＰＰ回路を形成するＰＮＰ型トランジス
タＱ３については、トランジスタＱ１と極性が異なるだ
けで、動作は同じであるため説明を省略する。

以上のように負荷がインダクタンスの場合、負荷に電圧
を供給するが電流を流さない状態が存在するため、出力
トランジスタのベース・コレクタ間容量に電荷が蓄積さ
れる状態が存在する。このため電源電圧切り換えの動作
は、負荷が抵抗の場合とは異なった動作を行う。そして
これが原因して、出力波形に歪みを生じてくる。

また以上の現象は、負荷が容量性負荷の場合でも同様で
あり、負荷に供給される電圧と電流が同相でない場合に
は、必ず同じ現象が生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、負荷が誘導性負荷あるいは容量性負荷
の場合でも、電源電圧切り換えが正常に動作して、かつ
出力電圧波形および電流波形に歪みが生じない高効率電
圧増幅器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、５ＥＰＰを形成する出力トランジスタのベ
ース・エミッタ間容量に充電された電荷を放電させる経
路を設けることにより達成される。

〔作用〕

これにより、５ＥＰＰを形成する出力トランジスタのベ
ース・エミッタ間容量には電荷が充電されないため、コ
レクタ電圧が電源電圧以上になることがなく、電源電圧
切り換えが正常に動作する。

また出力トランジスタのコレクタ電圧は、必ず電源電圧
ｖ１および■２から供給を受けるため、出力波形に歪み
が発生することがない。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の第１の実施例を示したものである。第１図
において従来回路と同一のものについては、同じ記号で
示し説明を省略する。第１図は、５ＥＰＰ回路形成する
トランジスタＱ１およびトランジスタＱ３のコレクタと
グランド間にそれぞれ抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４を設けたもの
で、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ３のベース
・コレクタ間容量に充電される電荷を信号源の出力イン
ピーダンスと抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ４により引き抜く働
きをする。

また第２図は、本発明による第２の実施例を示したもの
で第１図と同一のものについては、同じ記号で示し説明
を省略する。ここでは、ダイオードＤ１の両端とダイオ
ードＤ３の両端にそれぞれ抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６を付加し
たもので、トランジスタＱ１およびトランジスタＱ３の
ベース・コレクタ間に蓄えられた電荷を信号源の出力イ
ンピーダンスと抵抗Ｒ５および抵抗Ｒ６により引き抜く
働きをする。

また第３図は、本発明による第３の実施例を示したもの
で第１図と同一のものについては、同じ記号で示し説明
を省略する。ここでは、ダイオードＤ１の両端とダイオ
ードＤ３の両端にそれぞれコンデンサＣ１とコンデンサ
Ｃ２を付加したもので、トランジスタＱ１のベース・コ
レクタ間に蓄えられた電荷をコンデンサＣ１に充電し、
トランジスタＱ３のベース・コレクタ間に蓄えられた電
荷をコンデンサＣ２に充電する働きをする。これにより
、トランジスタＱ１とトランジスタＱ３のベース・コレ
クタ間容量に蓄えられた電荷は、コンデンサＣ１とコン
デンサＣ２に引き抜かれる。

また第４図は、本発明による第４の実施例を示したもの
で第１図と同一のものについては、同じ記号で示し説明
を省略する。ここでは、トランジスタＱ１およびトラン
ジスタＱ３のベース・エミッタ間に抵抗Ｒ７および抵抗
Ｒ８を接続して、トランジスタＱ１のベース・コレクタ
間容量に蓄えられた電荷を抵抗Ｒ７で放電し、トランジ
スタＱ３のベース・コレクタ間容量に蓄えられた電荷を
抵抗Ｒ８で放電するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、負荷が誘導性負荷であってもまた容量
性負荷であっても電源電圧切り換えが異常動作すること
がなく、５ＥＰＰを形成する出力トランジスタのコレク
タには必ず電源から供給されるため出力波形に歪みを生
じない。また出力トランジスタのコレクタ電圧が電源電
圧以上となることがないため、トランジスタのコレクタ
・エミッタ間耐圧の点でも有利である。このため、イン
ダクタンスを負荷とするＣＹ＠動増幅器としては好適で
、低消費電力かつ低歪みにｃｙを駆動することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示した電力増幅器の回
路図、第２図は本発明の第２の実施例を示した電力増幅
器の回路図、第３図は本発明の第３の実施例を示した電
力増幅器の回路図、第４図は本発明の第４の実施例を示
した電力増幅器の回路図、第５図は従来例の電力増幅器
の回路図、第６図は負荷をインダクタンス負荷とした従
来例の電力増幅器の回路図、第７図は第６図での出力ト
ランジスタでの各波形を示した波形図である。１・・・信号源、　　　　　　２，３・・・電圧源、４
・・・抵抗負荷、　　　　　５・・・インダクタンス負
荷。％６１１ＵイＵイタ′ｊ　（イニタ゛クタ５スｐ、笥の
場合ン第図

Claims

【特許請求の範囲】１、ベースに信号が入力され、エミッタに負荷が接続さ
れ、コレクタに第１の電源が第１のダイオードを介して
接続された第１のトランジスタと、エミッタが上記第１
のトランジスタのコレクタに第２のダイオードを介して
接続され、コレクタが第２の電源に接続され、ベースが
上記第１のベースに電圧源を介して接続された第２のト
ランジスタからなる増幅回路において、上記第１のトラ
ンジスタのベース・コレクタ間容量に蓄えられた電荷を
放電する経路を設けたことを特徴とする増幅回路。２、請求項１記載の増幅回路において、プッシュプル回
路を構成したことを特徴とする増幅回路。３、請求項１記載の増幅回路において、上記第１のトラ
ンジスタのベース・コレクタ間容量に蓄えられた電荷を
放電する経路として、上記第１のトランジスタのコレク
タとグランド間に抵抗を接続したことを特徴とする増幅
回路。４、請求項１記載の増幅回路において、上記第１のトラ
ンジスタのベース・コレクタ間容量に蓄えられた電荷を
放電する経路として、上記第１のダイオードの両端に抵
抗を接続したことを特徴とする増幅回路。５、請求項１記載の増幅回路において、上記第１のトラ
ンジスタのベース・コレクタ間容量に蓄えられた電荷を
放電する経路として、上記第１のダイオードの両端にコ
ンデンサを接続したことを特徴とする増幅回路。６、請求項１記載の増幅回路において、第１のトランジ
スタのベース・コレクタ間容量に蓄えられた電荷を放電
する経路として、第１のトランジスタのベース・エミッ
タ間に抵抗を接続したことを特徴とする増幅回路。