JPH033962B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH033962B2 JPH033962B2 JP56070998A JP7099881A JPH033962B2 JP H033962 B2 JPH033962 B2 JP H033962B2 JP 56070998 A JP56070998 A JP 56070998A JP 7099881 A JP7099881 A JP 7099881A JP H033962 B2 JPH033962 B2 JP H033962B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- voltage
- circuit
- output
- detection circuit
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、トランジスタ直線増幅器の出力を検
出してその変化分を、トランジスタのベースバイ
アス電源に補償を加え、パワートランジスタの内
部損失による接合部温度変化がもたらす増幅器動
作点変動を補償して増幅器の相互変調歪、入出力
直線性を改善したトランジスタ直線増幅器の動作
点補償回路に関するものである。
出してその変化分を、トランジスタのベースバイ
アス電源に補償を加え、パワートランジスタの内
部損失による接合部温度変化がもたらす増幅器動
作点変動を補償して増幅器の相互変調歪、入出力
直線性を改善したトランジスタ直線増幅器の動作
点補償回路に関するものである。
従来、この種のトランジスタ増幅器には、トラ
ンジスタの熱暴走を防止する目的で、放熱器に熱
センサーが取付けられている。この熱センサー
は、トランジスタと同一放熱器上に取付けられて
いるが、周囲温度変化、並びにトランジスタから
発生する熱を１分以上の遅延時間をもつてしか感
知できないため、接合部温度の急激な変化を感知
することは不可能である。従つて増幅器の出力レ
ベル変化によるトランジスタ内部損失が接合部温
度変化となり、これがもたらす増幅器動作点変動
をカバーすることは不可能である。
ンジスタの熱暴走を防止する目的で、放熱器に熱
センサーが取付けられている。この熱センサー
は、トランジスタと同一放熱器上に取付けられて
いるが、周囲温度変化、並びにトランジスタから
発生する熱を１分以上の遅延時間をもつてしか感
知できないため、接合部温度の急激な変化を感知
することは不可能である。従つて増幅器の出力レ
ベル変化によるトランジスタ内部損失が接合部温
度変化となり、これがもたらす増幅器動作点変動
をカバーすることは不可能である。
トランジスタ式AB級直線増幅器においては、
出力電力P0が変化すれば、トランジスタの内部
損失PDも変化する。内部損失が変化することに
より、トランジスタが無限大放熱器上にあつて、
放熱器温度が一定であつたとしても、トランジス
タケースおよび、内部の熱抵抗のため、トランジ
スタ接合部温度（TJ）は変化する。
出力電力P0が変化すれば、トランジスタの内部
損失PDも変化する。内部損失が変化することに
より、トランジスタが無限大放熱器上にあつて、
放熱器温度が一定であつたとしても、トランジス
タケースおよび、内部の熱抵抗のため、トランジ
スタ接合部温度（TJ）は変化する。
一般に、パワートランジスタの接合部温度変化
は、トランジスタの熱抵抗と熱容量により、過渡
応答をし、数秒〜十数秒で定常値に達する。
は、トランジスタの熱抵抗と熱容量により、過渡
応答をし、数秒〜十数秒で定常値に達する。
AB級トランジスタ増幅器では、ベース・エミ
ツタ間にバイアス電圧VBEを与えて、コレクタ電
流動作点を決定するが、接合部温度変化が生ずる
と、トランジスタ動作の温度依存性により、この
コレクタ電流動作点は移動してしまう。
ツタ間にバイアス電圧VBEを与えて、コレクタ電
流動作点を決定するが、接合部温度変化が生ずる
と、トランジスタ動作の温度依存性により、この
コレクタ電流動作点は移動してしまう。
増幅器が大出力な程、パワートランジスタは大
きくなるため、その内部損失変化量も大きく、動
作点変動分も大きくなる。
きくなるため、その内部損失変化量も大きく、動
作点変動分も大きくなる。
従来回路での放熱器や、トランジスタケースに
取付けた温度センサーでは、トランジスタ内部で
の急激な温度変化を捉えることはできず、又AB
級プツシユプル増幅器では、最適動作点は一箇所
しかないため、増幅器の相互変調歪（IMD）は
第１図のように、出力レベルによつて変化する。
すなわち、ａ点は定格出力の時、その接合部温度
に合せて最適動作点に設定したポイントであり、
ｂ点は、増幅器が飽和方向のため、IMDの悪化
が見られる。又、ｃ点では、ａ点に比べて内部損
失が小さいため、動作点が移動してしまい、
IMDは悪化する。ｄ点になるとコレクタ電流交
流分振幅は動作点電流以下になるため、増幅器は
Ａ級動作となりIMDは良くなる。同様に、増幅
器の入出力直線性は第２図の様に非直線となる。
取付けた温度センサーでは、トランジスタ内部で
の急激な温度変化を捉えることはできず、又AB
級プツシユプル増幅器では、最適動作点は一箇所
しかないため、増幅器の相互変調歪（IMD）は
第１図のように、出力レベルによつて変化する。
すなわち、ａ点は定格出力の時、その接合部温度
に合せて最適動作点に設定したポイントであり、
ｂ点は、増幅器が飽和方向のため、IMDの悪化
が見られる。又、ｃ点では、ａ点に比べて内部損
失が小さいため、動作点が移動してしまい、
IMDは悪化する。ｄ点になるとコレクタ電流交
流分振幅は動作点電流以下になるため、増幅器は
Ａ級動作となりIMDは良くなる。同様に、増幅
器の入出力直線性は第２図の様に非直線となる。
本発明は、これらの現象を改善するために成さ
れたものである。
れたものである。
AB級トランジスタ式増幅器では、出力レベル
が変化することにより、内部損失が変化し、増幅
器動作点を移動させるという因果関係があること
は先に述べた。シリコントランジスタの場合、接
合部温度変化が動作点に及ぼす依存量としては、
ベースバイアス電圧に変算して約2mV／℃であ
ることが知られている。従つて、増幅器の出力レ
ベルを検出し、補償回路を通すことによつて、そ
の出力レベル時の内部損失と、それに応じた最適
ベースバイアス動作点電圧を算出し、ベースに印
加して増幅器の動作点の一定化を計ることによ
り、出力レベルが変化しても、増幅器のコレクタ
電流動作点は一定となるようにしたものである。
が変化することにより、内部損失が変化し、増幅
器動作点を移動させるという因果関係があること
は先に述べた。シリコントランジスタの場合、接
合部温度変化が動作点に及ぼす依存量としては、
ベースバイアス電圧に変算して約2mV／℃であ
ることが知られている。従つて、増幅器の出力レ
ベルを検出し、補償回路を通すことによつて、そ
の出力レベル時の内部損失と、それに応じた最適
ベースバイアス動作点電圧を算出し、ベースに印
加して増幅器の動作点の一定化を計ることによ
り、出力レベルが変化しても、増幅器のコレクタ
電流動作点は一定となるようにしたものである。
次に本発明による補償回路を第３図を用いて詳
細に説明する。１はトランジスタ式AB級直線増
幅器、２はトランジスタ内部損失による補償電圧
検出回路で、前記直線増幅器の出力変化分を検出
する検出回路２−１と、該検出回路２−１が検出
した電圧を検波する検波回路２−２と、該検波回
路２−２の検波出力を２次近似補正を行なうダイ
オード折れ線近似回路２−３とを含んでいる。３
は時定数回路、４は放熱器温度センサダイオー
ド、５はバイアス用定電圧電源である。まず、ト
ランジスタ式AB級直線増幅器１の出力電圧がト
ランジスタ内部損失による補償電圧検出回路２に
入力される。２においてV0は直線検波され出力
の包絡線を得る。今、トランジスタコレクタ瞬時
電圧が変化する時、トランジスタの内部損失は次
式であらわされる。
細に説明する。１はトランジスタ式AB級直線増
幅器、２はトランジスタ内部損失による補償電圧
検出回路で、前記直線増幅器の出力変化分を検出
する検出回路２−１と、該検出回路２−１が検出
した電圧を検波する検波回路２−２と、該検波回
路２−２の検波出力を２次近似補正を行なうダイ
オード折れ線近似回路２−３とを含んでいる。３
は時定数回路、４は放熱器温度センサダイオー
ド、５はバイアス用定電圧電源である。まず、ト
ランジスタ式AB級直線増幅器１の出力電圧がト
ランジスタ内部損失による補償電圧検出回路２に
入力される。２においてV0は直線検波され出力
の包絡線を得る。今、トランジスタコレクタ瞬時
電圧が変化する時、トランジスタの内部損失は次
式であらわされる。
PD＝EB・εC／πRC−εC 2／4RC（Ｗ） ……(1)
PD……トランジスタの内部損失電力
EB……トランジスタのコレクタ電源電圧
εC…… 〃 瞬時電圧
RC…… 〃 負荷抵抗
ただしεC＜EB
トランジスタAB級直線増幅器１の負荷抵抗RL
がトランジスタコレクタ負荷抵抗RCのあるステ
ツプアツプされた値であるなら、 RL＝ηRC ……(2) VO＝√εC ……(3) が成立する。
がトランジスタコレクタ負荷抵抗RCのあるステ
ツプアツプされた値であるなら、 RL＝ηRC ……(2) VO＝√εC ……(3) が成立する。
(1)，(2)，(3)式により、次式が成立する。
トランジスタの内部熱抵抗をθ（℃／Ｗ）とす
るなら、トランジスタ接合部の内部損失による温
度上昇分TJIは次式で表わされる。
るなら、トランジスタ接合部の内部損失による温
度上昇分TJIは次式で表わされる。
接合部温度変化が動作点に及ぼす依存量として
はベースバイアス電圧に換算して2mV／℃であ
るので、接合部温度上昇TJIにより、動作点変動
が生じ、これを補償すべきベースバイアス電圧
VOCは次式によつて得られる。
はベースバイアス電圧に換算して2mV／℃であ
るので、接合部温度上昇TJIにより、動作点変動
が生じ、これを補償すべきベースバイアス電圧
VOCは次式によつて得られる。
(6)式は前記直線増幅器の出力電圧VOに対して
２次式であるので、ダイオード折れ線近似による
２次近似回路により係数および２次近似補正を行
ない、VOCを得る。次に、トランジスタの熱時定
数に近似した電気的な時定数回路３を通過するこ
とによりトランジスタの内部損失変動に応じた補
正電圧VOC′を得る。
２次式であるので、ダイオード折れ線近似による
２次近似回路により係数および２次近似補正を行
ない、VOCを得る。次に、トランジスタの熱時定
数に近似した電気的な時定数回路３を通過するこ
とによりトランジスタの内部損失変動に応じた補
正電圧VOC′を得る。
一方、放熱器に取付けられている温度センサダ
イオード４は定電流駆動され、放熱器温度に応じ
た順方向電圧VDを得る。更にVDとVOC′を加えて
ベースバイアス補償電圧VBCを得る。VBCは周囲
温度変化、放熱器温度変化、およびトランジスタ
内部損失変化によるトランジスタ接合部温度変化
に対する補償電圧となる。
イオード４は定電流駆動され、放熱器温度に応じ
た順方向電圧VDを得る。更にVDとVOC′を加えて
ベースバイアス補償電圧VBCを得る。VBCは周囲
温度変化、放熱器温度変化、およびトランジスタ
内部損失変化によるトランジスタ接合部温度変化
に対する補償電圧となる。
このVBCをバイアス用定電圧VBSより差し引く
ことによりベースバイアス印加電圧VBEを得る。
ことによりベースバイアス印加電圧VBEを得る。
補償されたベースバイアスVBEをトランジスタ
ベースに印加することによりトランジスタの動作
点が補償され、出力レベルが変化しても増幅器の
動作点は一定となり、第４図に示すように中低レ
ベルのIMDは良好となり、第５図に示すように
入出力直線性も良好となる。
ベースに印加することによりトランジスタの動作
点が補償され、出力レベルが変化しても増幅器の
動作点は一定となり、第４図に示すように中低レ
ベルのIMDは良好となり、第５図に示すように
入出力直線性も良好となる。
以上説明したように、本発明による動作点補償
回路を、AB級トランジスタ直線電力増幅器に取
付けると第１，２図にあるような中、低レベルに
おけるIMDの悪化、直線性の悪化を解決するこ
とができる利点があり、トランジスタで大電力を
扱う程これらの現象は顕著であるため効果があ
る。
回路を、AB級トランジスタ直線電力増幅器に取
付けると第１，２図にあるような中、低レベルに
おけるIMDの悪化、直線性の悪化を解決するこ
とができる利点があり、トランジスタで大電力を
扱う程これらの現象は顕著であるため効果があ
る。
第１図は、動作点補償をしない時の出力変化に
対する相互変調歪（IMD）の特性図、第２図は、
温度補償をしない時の入出力直線性を表わす特性
図、第３図は、本発明の一実施回路例のブロツク
図、第４図、第５図は本発明による補償回路を用
いることにより得られる相互変調歪および入出力
直線性の特性図を示す。 １……トランジスタ式AB級直線増幅器、２…
…補償電圧検出回路、２−１……検出回路、２−
２……検波回路、２−３……近似回路、３……時
定数回路、４……放熱器温度センサダイオード、
５……バイアス用定電圧電源。
対する相互変調歪（IMD）の特性図、第２図は、
温度補償をしない時の入出力直線性を表わす特性
図、第３図は、本発明の一実施回路例のブロツク
図、第４図、第５図は本発明による補償回路を用
いることにより得られる相互変調歪および入出力
直線性の特性図を示す。 １……トランジスタ式AB級直線増幅器、２…
…補償電圧検出回路、２−１……検出回路、２−
２……検波回路、２−３……近似回路、３……時
定数回路、４……放熱器温度センサダイオード、
５……バイアス用定電圧電源。
Claims (1)
- １ トランジスタ直線増幅器の温度変化による動
作点の変動を補償する回路において、前記トラン
ジスタ直線増幅器のトランジスタ内部損失の変化
の原因となる出力電圧変化分を検出する検出回路
と、該検出回路で検出した電圧を検波する検波回
路と、該検波回路の検波出力を２次近似補正を行
なうダイオード折れ線近似回路と、該折れ線近似
回路の出力からトランジスタの内部損失変動に応
じた電圧を取り出すトランジスタの熱時定数に近
似した時定数をもつ時定数回路と、トランジスタ
の放熱器温度に応じた電圧を発生する温度センサ
ダイオードと、前記トランジスタ直線増幅器のバ
イアス用定電圧電源とを備え、該バイアス用定電
圧電源からのバイアス電圧から前記トランジスタ
の内部損失変動に応じた電圧と前記温度センサダ
イオードが発生する電圧を差し引き、得られた電
圧を前記トランジスタのバイアス電圧として加
え、相互変調歪、入出力非直線性を改善するよう
にしたことを特徴とするトランジスタ直線増幅器
の動作点補償回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56070998A JPS57185709A (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Compensation circuit for operating point for transistor linear amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56070998A JPS57185709A (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Compensation circuit for operating point for transistor linear amplifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57185709A JPS57185709A (en) | 1982-11-16 |
| JPH033962B2 true JPH033962B2 (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=13447731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56070998A Granted JPS57185709A (en) | 1981-05-12 | 1981-05-12 | Compensation circuit for operating point for transistor linear amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57185709A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5910008A (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電力増幅器 |
| JPS60116719U (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-07 | 株式会社東芝 | 電界効果トランジスタ増幅回路 |
| JPS60127022U (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-27 | 横河・ヒユ−レツト・パツカ−ド株式会社 | 信号出力装置 |
| JPS60158314U (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-22 | タケダ理研工業株式会社 | 高精度演算増幅回路 |
| JPS6162421U (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | ||
| US5483199A (en) * | 1994-10-21 | 1996-01-09 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for compensating thermal time constants in an electronic amplifier |
| KR100247154B1 (ko) * | 1997-06-13 | 2000-03-15 | 윤종용 | 앰프의 출력 레벨 자동 조절회로 |
-
1981
- 1981-05-12 JP JP56070998A patent/JPS57185709A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57185709A (en) | 1982-11-16 |
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