JPH0471363B2 - - Google Patents
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- JPH0471363B2 JPH0471363B2 JP58131655A JP13165583A JPH0471363B2 JP H0471363 B2 JPH0471363 B2 JP H0471363B2 JP 58131655 A JP58131655 A JP 58131655A JP 13165583 A JP13165583 A JP 13165583A JP H0471363 B2 JPH0471363 B2 JP H0471363B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- bias
- mosfet
- circuit
- amplifier
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばプツシユプル増幅などのため
に使用するMOSFETの温度補償手段を改良した
MOSFET増幅器に関する。
に使用するMOSFETの温度補償手段を改良した
MOSFET増幅器に関する。
従来の温度補償形プツシユプル増幅器は第１図
および第２図のように構成されている。第１図は
増幅器の構成全体を示す模式図、第２図は第１図
を具体化した回路構成図である。即ち、このプツ
シユプル増幅器は、シリコン系バイポーラトラン
ジスタ１ａ，１ａを用いた増幅回路１と、このバ
イポーラトランジスタ１ａ，１ａが取付けられ、
該トランジスタ１ａ，１ａから生ずる熱を放散す
るための放熱器２と、この放熱器２や周囲の温度
を検出しその温度に対応して電気信号を出力する
温度センサ３と、バイアス回路４とで構成されて
いる。
および第２図のように構成されている。第１図は
増幅器の構成全体を示す模式図、第２図は第１図
を具体化した回路構成図である。即ち、このプツ
シユプル増幅器は、シリコン系バイポーラトラン
ジスタ１ａ，１ａを用いた増幅回路１と、このバ
イポーラトランジスタ１ａ，１ａが取付けられ、
該トランジスタ１ａ，１ａから生ずる熱を放散す
るための放熱器２と、この放熱器２や周囲の温度
を検出しその温度に対応して電気信号を出力する
温度センサ３と、バイアス回路４とで構成されて
いる。
更に、第２図において具体的に述べると、増幅
回路１は、信号Sinから位相反転成分の信号を作
り出す入力側変成器１ｂと出力側変成器１ｃとの
間に前記バイポーラトランジスタ１ａ，１ａが介
挿され、入力側変成器１ｂから出力される信号は
バイポーラトランジスタ１ａ，１ａで増幅されて
出力側変成器１ｃに与えられ、この出力側変成器
１ｃの１次側巻線の中点へは電源Vccによつてバ
イポーラトランジスタ１ａ，１ａの出力波形歪を
なくすためのアイドル電流Iidが与えられている。
次に、温度センサ３としてはダイオード３ａが用
いられ、そのカソード側は接地され、アノード側
はバイポーラトランジスタ１ａ，１ａの入力側に
コイル１ｄを介して接続されている。このダイオ
ード３ａはバイポーラトランジスタ１ａ、とほぼ
同じ特性のもつたシリコン系のものが使用されて
いる。図中、＋Ｖはバイアス電源、VBはバイアス
電圧である。
回路１は、信号Sinから位相反転成分の信号を作
り出す入力側変成器１ｂと出力側変成器１ｃとの
間に前記バイポーラトランジスタ１ａ，１ａが介
挿され、入力側変成器１ｂから出力される信号は
バイポーラトランジスタ１ａ，１ａで増幅されて
出力側変成器１ｃに与えられ、この出力側変成器
１ｃの１次側巻線の中点へは電源Vccによつてバ
イポーラトランジスタ１ａ，１ａの出力波形歪を
なくすためのアイドル電流Iidが与えられている。
次に、温度センサ３としてはダイオード３ａが用
いられ、そのカソード側は接地され、アノード側
はバイポーラトランジスタ１ａ，１ａの入力側に
コイル１ｄを介して接続されている。このダイオ
ード３ａはバイポーラトランジスタ１ａ、とほぼ
同じ特性のもつたシリコン系のものが使用されて
いる。図中、＋Ｖはバイアス電源、VBはバイアス
電圧である。
しかして、増幅回路１に使用されているバイポ
ーラトランジスタ１ａは温度変化に対し第３図に
示すようなVBE−IC特性を示す。つまり、シリコ
ン系トランジスタのVBEの温度特性は約−2mV／
℃の割合で変化する。このことを式をもつて表わ
すと、常温Tnorのときのトランジスタ１ａのベ
ース・エミツタ間電圧VBEがV1であり、この状態
においてΔT（℃）だけ温度が変化したとすると、
電圧VBEは、 VBE＝V1＋（−２〔mV〕）×ΔT ……(1) となる。
ーラトランジスタ１ａは温度変化に対し第３図に
示すようなVBE−IC特性を示す。つまり、シリコ
ン系トランジスタのVBEの温度特性は約−2mV／
℃の割合で変化する。このことを式をもつて表わ
すと、常温Tnorのときのトランジスタ１ａのベ
ース・エミツタ間電圧VBEがV1であり、この状態
においてΔT（℃）だけ温度が変化したとすると、
電圧VBEは、 VBE＝V1＋（−２〔mV〕）×ΔT ……(1) となる。
そこで、今、バイアス電圧をVB＝V1に設定し
ても、温度補償手段を設けながつた場合、常温
Tnor時のアイドル電流はIid1、高温Th時のそれ
はIid2、低温Tl時のそれはIid3に変化する。この
ため、高温ThのときはIid2＞Iid1となつてバイポ
ーラトランジスタ１ａの電力利得が大きくなり、
逆に低温TlのときはIid3＜Iid1となつてバイポー
ラトランジスタ１ａの電力利得が小さくなり、温
度変化によつて増幅回路１の出力が変化し好まし
い結果が得られない。従つて、電力利得をほぼ一
定に保つためには、 Iid1＝Iid2＝Iid3 ……(2) の関係が成立しなければならない。つまり、シリ
コン系のバイポーラトランジスタ１ａは第３図の
ような特性を示すので、常温Tnorから高温Thま
たは低温Tlに変化したとき、平行移動させれば、
(2)式の関係が満足され、出力時のコレクタ電流が
一定となる。
ても、温度補償手段を設けながつた場合、常温
Tnor時のアイドル電流はIid1、高温Th時のそれ
はIid2、低温Tl時のそれはIid3に変化する。この
ため、高温ThのときはIid2＞Iid1となつてバイポ
ーラトランジスタ１ａの電力利得が大きくなり、
逆に低温TlのときはIid3＜Iid1となつてバイポー
ラトランジスタ１ａの電力利得が小さくなり、温
度変化によつて増幅回路１の出力が変化し好まし
い結果が得られない。従つて、電力利得をほぼ一
定に保つためには、 Iid1＝Iid2＝Iid3 ……(2) の関係が成立しなければならない。つまり、シリ
コン系のバイポーラトランジスタ１ａは第３図の
ような特性を示すので、常温Tnorから高温Thま
たは低温Tlに変化したとき、平行移動させれば、
(2)式の関係が満足され、出力時のコレクタ電流が
一定となる。
この平行移動させる温度補償手段として、温度
センサ３にバイポーラトランジスタ１ａとほぼ同
じ特性のシリコン系のダイオード３ａ（温度係数
約−2mV／℃）を用いて温度変化を検出し、高
温Th時にはV1→V2、低温Tl時にはV1→V3とな
るようにバイアス電圧VBを変化させてバイポー
ラトランジスタ１ａ，１ａにバイアスをかけるこ
とにより、電力利得が一定となるように温度補償
を行なつている。なお、従来、ダイオード３ａの
代りに感熱抵抗を用いたものもある。
センサ３にバイポーラトランジスタ１ａとほぼ同
じ特性のシリコン系のダイオード３ａ（温度係数
約−2mV／℃）を用いて温度変化を検出し、高
温Th時にはV1→V2、低温Tl時にはV1→V3とな
るようにバイアス電圧VBを変化させてバイポー
ラトランジスタ１ａ，１ａにバイアスをかけるこ
とにより、電力利得が一定となるように温度補償
を行なつている。なお、従来、ダイオード３ａの
代りに感熱抵抗を用いたものもある。
ところで、近年、プツシユプル増幅器などに
MOSFETが非常に多く使用されるようになつて
きている。第４図はその具体的な構成を示す図で
あつて、１ｅはエンハンスメント形のMOSFET
を示している。このMOSFETIeを使用したもの
は、熱を放散するために放熱器２が使用されてい
るものの、第２図のような温度補償手段がとられ
ていない。その理由としては、エンハンスメント
形のMOSFET１ｅのVGS−ID特性は第５図から明
らかなように温度変化に対して一定の温度係数で
変化しない、すなわち、バイアス点において温度
係数が異なること、および交点電圧VOを境にし
て高温Th、低温Tlの何れの変化に対しても負特
性と正特性を示すために、バイポーラトランジス
タ１ａの温度補償手段の考えをそのまま適用でき
ないためである。具体的には、MOSFET１ｅの
ゲート・ソース間電圧VGSがΔVGSだけ変化したと
すると、そのΔVGS＜VOのときには負特性を示し、
VGS＞VOのときには正特性を示すことになる。こ
れはシリコン系のトランジスタのように温度係数
が一定でないことに起因し、このためバイアス電
圧VBを前述のようにアイドル電流を一定に保つ
ように温度補償しても、平行移動の関係が成立せ
ず、結局出力時のドレイン電流の温度特性をカバ
ーすることができない。
MOSFETが非常に多く使用されるようになつて
きている。第４図はその具体的な構成を示す図で
あつて、１ｅはエンハンスメント形のMOSFET
を示している。このMOSFETIeを使用したもの
は、熱を放散するために放熱器２が使用されてい
るものの、第２図のような温度補償手段がとられ
ていない。その理由としては、エンハンスメント
形のMOSFET１ｅのVGS−ID特性は第５図から明
らかなように温度変化に対して一定の温度係数で
変化しない、すなわち、バイアス点において温度
係数が異なること、および交点電圧VOを境にし
て高温Th、低温Tlの何れの変化に対しても負特
性と正特性を示すために、バイポーラトランジス
タ１ａの温度補償手段の考えをそのまま適用でき
ないためである。具体的には、MOSFET１ｅの
ゲート・ソース間電圧VGSがΔVGSだけ変化したと
すると、そのΔVGS＜VOのときには負特性を示し、
VGS＞VOのときには正特性を示すことになる。こ
れはシリコン系のトランジスタのように温度係数
が一定でないことに起因し、このためバイアス電
圧VBを前述のようにアイドル電流を一定に保つ
ように温度補償しても、平行移動の関係が成立せ
ず、結局出力時のドレイン電流の温度特性をカバ
ーすることができない。
一般に、傾斜部の領域では温度一定の場合には
アイドル電流を増大すれば相互コンダクタンス
gmが増大し、電力利得が増大する。よつて、温
度上昇に伴ないアイドル電流を増すことでgmが
増大し出力を一定に保つことができる。しかし、
シリコン系のトランジスタのような一定の法則が
存在しないので、交点電圧VOを境にしてバイア
ス電圧VBが変化すれば上記考えが適用しにくく
なり、また常温を挟んで低温から高温まで広範囲
に温度補償をすることができない問題がある。
アイドル電流を増大すれば相互コンダクタンス
gmが増大し、電力利得が増大する。よつて、温
度上昇に伴ないアイドル電流を増すことでgmが
増大し出力を一定に保つことができる。しかし、
シリコン系のトランジスタのような一定の法則が
存在しないので、交点電圧VOを境にしてバイア
ス電圧VBが変化すれば上記考えが適用しにくく
なり、また常温を挟んで低温から高温まで広範囲
に温度補償をすることができない問題がある。
そのため、サーミスタ又はバリスタ等の温度特
性が非直線特性である素子を使用した回路の温度
補償装置が提案されている（特公昭50−36141号
公報）。
性が非直線特性である素子を使用した回路の温度
補償装置が提案されている（特公昭50−36141号
公報）。
この温度補償装置をMOSFET増幅器に応用し
た場合を第６図及び第７図を用いて説明する。
た場合を第６図及び第７図を用いて説明する。
すなわち、第６図中１１は例えばエンハンスメ
ント形MOSFET１１ａ，１１ａを用いたプツシ
ユプル増幅回路であつて、例えば第４図に示すよ
うに構成されているものとする。１２は
MOSFET１１ａ，１１ａその他の機能要素が取
付けられ、これらの機能要素などによつて生ずる
熱を放散する放熱器である。１３はMOSFET１
１ａのケースまたは放熱器１２などに取付けら
れ、MOSFET１１ａまたはMOSFET１１ａを
含む周囲の温度を検出しその温度に対応して電気
信号を発生する温度センサである。この温度セン
サ１３の出力端には温度変化に対応して温度係数
を変換するとともに、バイアス電圧を所要の値に
制御する回路１４が接続されている。１５は信号
Sinの立上りを検出して前記バイアスを制御する
回路１４に電源を与える入力信号検出回路であ
る。
ント形MOSFET１１ａ，１１ａを用いたプツシ
ユプル増幅回路であつて、例えば第４図に示すよ
うに構成されているものとする。１２は
MOSFET１１ａ，１１ａその他の機能要素が取
付けられ、これらの機能要素などによつて生ずる
熱を放散する放熱器である。１３はMOSFET１
１ａのケースまたは放熱器１２などに取付けら
れ、MOSFET１１ａまたはMOSFET１１ａを
含む周囲の温度を検出しその温度に対応して電気
信号を発生する温度センサである。この温度セン
サ１３の出力端には温度変化に対応して温度係数
を変換するとともに、バイアス電圧を所要の値に
制御する回路１４が接続されている。１５は信号
Sinの立上りを検出して前記バイアスを制御する
回路１４に電源を与える入力信号検出回路であ
る。
次に、さらに具体的詳細回路を第７図を参照し
て説明する。この増幅器は、特に入力信号Sinの
立上りを考慮しない長期間の温度補償の場合だけ
に有効な構成である。具体的には、温度センサ１
３としては例えばシリコン系のダイオード１３ａ
が用いられ、これは例えば放熱器１２に取付けら
れている。このダイオード１３ａは、例えば−
2mV／℃の温度係数を持つたもので、放熱器１
２並びに周囲の温度を検出しその温度に対応した
電圧Ｖが出力されるようになつている。前記バイ
アスを制御する回路１４としては、抵抗Ｒ１，Ｒ
２の抵抗分圧回路を備え、電圧Ｖを受けて温度セ
ンサ１３の温度係数を可変する温度係数変換回路
１４Ａと、MOSFET１１ａの動作バイアス電圧
を調整するためのバイアス調整信号VREFを出力す
るバイアス電源１４Ｂと、演算増幅器OPおよび
抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗分圧回路を有し、温度係数
変換回路１４Ａの出力とバイアス調整信号VREFと
を受けて前記MOSFET１１ａに加えるための所
要バイアス電圧VBを出力するバイアス制御回路
１４ｃとで構成され、このバイアス制御回路１４
ｃの出力端は第４図に示す両コイル１ｄ，１ｄ間
（VB）に接続されている。
て説明する。この増幅器は、特に入力信号Sinの
立上りを考慮しない長期間の温度補償の場合だけ
に有効な構成である。具体的には、温度センサ１
３としては例えばシリコン系のダイオード１３ａ
が用いられ、これは例えば放熱器１２に取付けら
れている。このダイオード１３ａは、例えば−
2mV／℃の温度係数を持つたもので、放熱器１
２並びに周囲の温度を検出しその温度に対応した
電圧Ｖが出力されるようになつている。前記バイ
アスを制御する回路１４としては、抵抗Ｒ１，Ｒ
２の抵抗分圧回路を備え、電圧Ｖを受けて温度セ
ンサ１３の温度係数を可変する温度係数変換回路
１４Ａと、MOSFET１１ａの動作バイアス電圧
を調整するためのバイアス調整信号VREFを出力す
るバイアス電源１４Ｂと、演算増幅器OPおよび
抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗分圧回路を有し、温度係数
変換回路１４Ａの出力とバイアス調整信号VREFと
を受けて前記MOSFET１１ａに加えるための所
要バイアス電圧VBを出力するバイアス制御回路
１４ｃとで構成され、このバイアス制御回路１４
ｃの出力端は第４図に示す両コイル１ｄ，１ｄ間
（VB）に接続されている。
次に、以上のように構成された増幅器の作用に
ついて説明する。
ついて説明する。
設計するにあたつて、まず、アイドル電流Iid
を決め、次に、それに対応した温度係数を決め
る。MOSFET１１ａの動作によつて生じた熱は
FETケースを通つて放熱器１２に伝達され、さ
らに周囲温度の影響を受けながら放熱器１２の温
度が変化していく。この放熱器１２の温度は温度
センサ１３である例えばシリコン系のダイオード
１３ａによつて検出され、−2mV／℃の温度係数
をもつて電圧Ｖに変換された後、この温度係数変
換回路１４Ａへ導入される。ここで、変換回路１
４Ａは、電圧Ｖを抵抗Ｒ１，Ｒ２によつて分圧し
て演算増幅器OPの反転入力端に加えられる。一
方、この演算増幅器OPの非反転入力端にはバイ
アス電源１４Ｂからバイアス調整信号VREFが入力
されている。従つて、バイアス制御回路１４ｃか
らは、 VB＝（１＋R2／R1）VREF−R2／R1Ｖ ……(3) なるバイアス電圧が出力される。ここで、温度Ｔ
の変化によつて温度センサ１３の出力電圧Ｖが変
化するから、 ∂VB／∂T＝−R2／R1（∂V／∂T） ……(4) となり、温度センサ１３としてシリコンダイオー
ド１３ａを用いた場合には、 ∂V／∂T＝−２〔mV／℃〕 ……(5) となるので、(3)式において特に電圧Ｖの温度依存
性についてみると、 ∂V／∂T＝２・R2／R1〔mV／℃〕 ……(6) となる。従つて、抵抗R1を可変することにより、
任意の温度係数∂VB／∂Tが得られる。そして、この 温度係数が、第５図に示すように、設計値のバイ
アス点における温度係数になるように、例えば手
動で抵抗R1を調整する。このようにして温度係
数が決定された後、(3)式に基づいてバイアス調整
信号VREFを可変することにより、MOSFET１１
ａに加えるためのバイアス電圧VBを所要の値に
決定し、設計の値にアイドル電流Iidを調整する。
を決め、次に、それに対応した温度係数を決め
る。MOSFET１１ａの動作によつて生じた熱は
FETケースを通つて放熱器１２に伝達され、さ
らに周囲温度の影響を受けながら放熱器１２の温
度が変化していく。この放熱器１２の温度は温度
センサ１３である例えばシリコン系のダイオード
１３ａによつて検出され、−2mV／℃の温度係数
をもつて電圧Ｖに変換された後、この温度係数変
換回路１４Ａへ導入される。ここで、変換回路１
４Ａは、電圧Ｖを抵抗Ｒ１，Ｒ２によつて分圧し
て演算増幅器OPの反転入力端に加えられる。一
方、この演算増幅器OPの非反転入力端にはバイ
アス電源１４Ｂからバイアス調整信号VREFが入力
されている。従つて、バイアス制御回路１４ｃか
らは、 VB＝（１＋R2／R1）VREF−R2／R1Ｖ ……(3) なるバイアス電圧が出力される。ここで、温度Ｔ
の変化によつて温度センサ１３の出力電圧Ｖが変
化するから、 ∂VB／∂T＝−R2／R1（∂V／∂T） ……(4) となり、温度センサ１３としてシリコンダイオー
ド１３ａを用いた場合には、 ∂V／∂T＝−２〔mV／℃〕 ……(5) となるので、(3)式において特に電圧Ｖの温度依存
性についてみると、 ∂V／∂T＝２・R2／R1〔mV／℃〕 ……(6) となる。従つて、抵抗R1を可変することにより、
任意の温度係数∂VB／∂Tが得られる。そして、この 温度係数が、第５図に示すように、設計値のバイ
アス点における温度係数になるように、例えば手
動で抵抗R1を調整する。このようにして温度係
数が決定された後、(3)式に基づいてバイアス調整
信号VREFを可変することにより、MOSFET１１
ａに加えるためのバイアス電圧VBを所要の値に
決定し、設計の値にアイドル電流Iidを調整する。
しかしながら、第６図、第７図に示す
MOSFET増幅器においてもまた解決しなければ
ならない次のような問題があつた。
MOSFET増幅器においてもまた解決しなければ
ならない次のような問題があつた。
すなわちアイドル時にMOSFET１１ａの電力
損失をなくすために、無信号時にバイアスをかけ
ないでおき、信号Sinが入力されたときに入力信
号検出回路１５でその信号Sinの立上りを検出し
て演算増幅器OPに電源VDを加えて動作させ
MOSFET１１ａにバイアスを加える場合があ
る。この場合、MOSFET１１ａは温度上昇を伴
なうが、温度センサ１３は放熱器１２に取付けら
れているので、時間遅れを生ずる。このため、
MOSFET１１ａは温度上昇に伴なつてgmが下が
り、これによつて利得が下がるため、第８図Ａの
ように振幅一定の信号Sinが入力されても
MOSFET１１ａの利得低下によつてMOSFET
１１ａの出力からは第８図Ｂのような信号Sout
が出力されてしまう。
損失をなくすために、無信号時にバイアスをかけ
ないでおき、信号Sinが入力されたときに入力信
号検出回路１５でその信号Sinの立上りを検出し
て演算増幅器OPに電源VDを加えて動作させ
MOSFET１１ａにバイアスを加える場合があ
る。この場合、MOSFET１１ａは温度上昇を伴
なうが、温度センサ１３は放熱器１２に取付けら
れているので、時間遅れを生ずる。このため、
MOSFET１１ａは温度上昇に伴なつてgmが下が
り、これによつて利得が下がるため、第８図Ａの
ように振幅一定の信号Sinが入力されても
MOSFET１１ａの利得低下によつてMOSFET
１１ａの出力からは第８図Ｂのような信号Sout
が出力されてしまう。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、時定数回路でもつてMOSFETの動作バ
イアス電圧を可変させることによつて、たとえば
MOSFETと温度センサとの取付位置が大きく離
れていたとしても、温度変化に対して増幅回路の
電力利得を短時間で所定値に制御でき、温度変化
に対して優れた温度補償機能を有するMOSFET
増幅器を提供することを目的とする。
であり、時定数回路でもつてMOSFETの動作バ
イアス電圧を可変させることによつて、たとえば
MOSFETと温度センサとの取付位置が大きく離
れていたとしても、温度変化に対して増幅回路の
電力利得を短時間で所定値に制御でき、温度変化
に対して優れた温度補償機能を有するMOSFET
増幅器を提供することを目的とする。
上記課題を解消するために本発明は、
MOSFET又はこのMOSFETの動作によつて生
ずる熱を放散する放熱器に取付けられ、温度に対
応した電気信号を出力する温度センサと、
MOSFETの動作バイアス電圧を調整するための
バイアス調整信号を出力するバイアス電源と、温
度センサからの電気信号を受けて、温度センサの
温度係数を変換する温度係数変換回路と、この温
度係数変換回路からの出力信号とバイアス調整信
号とを受けてMOSFETに加えるための所要のバ
イアス電圧を出力するバイアス制御回路と、入力
信号を検出し、バイアス制御回路へ電源を与える
入力信号検出回路とからなるMOSFET増幅器に
おいて、 前記温度係数変換回路および前記バイアス制御
回路は、 演算増幅器と、この演算増幅器の反転入力端側
と出力端側に抵抗分圧回路およびこの抵抗分圧回
路の一部の抵抗にコンデンサを並設してなり、温
度センサからの出力を時定数をもつて分圧して前
記反転入力端へ供給する時定数回路と、演算増幅
器の非反転入力端に供給されるバイアス電源から
のバイアス調整信号と時定数回路の時定数によつ
て動作バイアスを可変出力する回路とを有したも
のである。
MOSFET又はこのMOSFETの動作によつて生
ずる熱を放散する放熱器に取付けられ、温度に対
応した電気信号を出力する温度センサと、
MOSFETの動作バイアス電圧を調整するための
バイアス調整信号を出力するバイアス電源と、温
度センサからの電気信号を受けて、温度センサの
温度係数を変換する温度係数変換回路と、この温
度係数変換回路からの出力信号とバイアス調整信
号とを受けてMOSFETに加えるための所要のバ
イアス電圧を出力するバイアス制御回路と、入力
信号を検出し、バイアス制御回路へ電源を与える
入力信号検出回路とからなるMOSFET増幅器に
おいて、 前記温度係数変換回路および前記バイアス制御
回路は、 演算増幅器と、この演算増幅器の反転入力端側
と出力端側に抵抗分圧回路およびこの抵抗分圧回
路の一部の抵抗にコンデンサを並設してなり、温
度センサからの出力を時定数をもつて分圧して前
記反転入力端へ供給する時定数回路と、演算増幅
器の非反転入力端に供給されるバイアス電源から
のバイアス調整信号と時定数回路の時定数によつ
て動作バイアスを可変出力する回路とを有したも
のである。
まず、第８図Ｂに示す信号Soutが出力される
原因は、MOSFETチヤネルケース間の時間遅れ
Ｔ１とこのケースから温度センサ１３までの時間
遅れＴ２とによつて生じていることが判明され
た。そこで、Ｔ１、およびＴ２の時間遅れを補償
すれば、信号入力とほとんど同時にMOSFETの
温度補償を行なうことができる。この場合、バイ
アス電圧VBを下げると、gmが下がり、これに伴
なつて利得が下がるので、第９図のようにバイア
ス電圧を可変してMOSFET１１ａに加えてやれ
ば時間遅れによる不具合を解決することができ
る。
原因は、MOSFETチヤネルケース間の時間遅れ
Ｔ１とこのケースから温度センサ１３までの時間
遅れＴ２とによつて生じていることが判明され
た。そこで、Ｔ１、およびＴ２の時間遅れを補償
すれば、信号入力とほとんど同時にMOSFETの
温度補償を行なうことができる。この場合、バイ
アス電圧VBを下げると、gmが下がり、これに伴
なつて利得が下がるので、第９図のようにバイア
ス電圧を可変してMOSFET１１ａに加えてやれ
ば時間遅れによる不具合を解決することができ
る。
以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
第１０図は実施例のMOSFET増幅器の温度係
数変換回路及びバイアス制御回路を取出して示す
回路図である。なお、放熱器１２および
MOSFET１１ａを用いたプツシユプル増幅回路
１１は第６図及び第７図と同一構成であるので説
明を省略する。
数変換回路及びバイアス制御回路を取出して示す
回路図である。なお、放熱器１２および
MOSFET１１ａを用いたプツシユプル増幅回路
１１は第６図及び第７図と同一構成であるので説
明を省略する。
すなわち、この回路は上述した理論に基づいて
具体化した回路であり、信号Sinの立上りを検出
して演算増幅器OPに電源VDを供給し該演算増幅
器OPをオン動作させる入力信号検出回路１５が
設けられ、また第７図に示す抵抗Ｒ２を例えば３
つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３に分割し、両抵
抗Ｒ２２，Ｒ２３間にコンデンサＣ１、抵抗Ｒ２
３間にコンデンサＣ２をそれぞれ並列に接続して
傾斜をもつてバイアス電圧VBを上昇させるバイ
アス制御回路１４Ｃが設けられたものである。
具体化した回路であり、信号Sinの立上りを検出
して演算増幅器OPに電源VDを供給し該演算増幅
器OPをオン動作させる入力信号検出回路１５が
設けられ、また第７図に示す抵抗Ｒ２を例えば３
つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３に分割し、両抵
抗Ｒ２２，Ｒ２３間にコンデンサＣ１、抵抗Ｒ２
３間にコンデンサＣ２をそれぞれ並列に接続して
傾斜をもつてバイアス電圧VBを上昇させるバイ
アス制御回路１４Ｃが設けられたものである。
しかして、以上のような構成において、一般に
Ｔ１＜＜Ｔ２の条件からＲ２２・Ｃ１＜＜Ｒ２
３・Ｃ２なる時定数を選ぶと、近似的には次式が
得られる。
Ｔ１＜＜Ｔ２の条件からＲ２２・Ｃ１＜＜Ｒ２
３・Ｃ２なる時定数を選ぶと、近似的には次式が
得られる。
VB1＝（１＋R21／R1）VREF−R21／R1Ｖ
……(7)
VB2≒（１＋R21＋R22／R1）VREF
−R21＋R22／R1Ｖ ……(8)
VB2≒（１＋R21＋R22＋R23／R1）VREF
−R21＋R22＋R23／R1Ｖ ……(9)
またＴ１，Ｔ２はそれぞれ時定数Ｒ２２・Ｃ
１、Ｒ２３・Ｃ２に関係するので、コンデンサＣ
１，Ｃ２を、MOSFET１ａから、温度センサ１
３ａへの熱伝達時間により、適宜選択して使用す
る必要がある。したがつて、前記各抵抗Ｒ２１，
Ｒ２２，Ｒ２３およびコンデンサＣ１，Ｃ２は時
定数回路１６を構成する。
１、Ｒ２３・Ｃ２に関係するので、コンデンサＣ
１，Ｃ２を、MOSFET１ａから、温度センサ１
３ａへの熱伝達時間により、適宜選択して使用す
る必要がある。したがつて、前記各抵抗Ｒ２１，
Ｒ２２，Ｒ２３およびコンデンサＣ１，Ｃ２は時
定数回路１６を構成する。
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。例えば第１１図に示す抵抗２の分割数を
増やしそれに対応してコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ
３を増やしていけば、バイアス電圧VBの上昇傾
斜を細かく補正することができる。また、第１２
図のように各抵抗Ｒ２２，Ｒ２３に個別にコンデ
ンサＣ１，Ｃ２を並列に接続してもよいものであ
る。また、MOSFET１１ａを用いているもので
あれば、プツシユプル増幅器１１以外の増幅回路
でもよいことは言うまでもない。さらに、温度セ
ンサ１３はダイオード１３ａに限るものではな
く、一般的に温度センサとして機能する温度係数
が負の素子のすべてが含まれるものである。
はない。例えば第１１図に示す抵抗２の分割数を
増やしそれに対応してコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ
３を増やしていけば、バイアス電圧VBの上昇傾
斜を細かく補正することができる。また、第１２
図のように各抵抗Ｒ２２，Ｒ２３に個別にコンデ
ンサＣ１，Ｃ２を並列に接続してもよいものであ
る。また、MOSFET１１ａを用いているもので
あれば、プツシユプル増幅器１１以外の増幅回路
でもよいことは言うまでもない。さらに、温度セ
ンサ１３はダイオード１３ａに限るものではな
く、一般的に温度センサとして機能する温度係数
が負の素子のすべてが含まれるものである。
以上説明したように本発明のMOSFET増幅器
によれば、温度センサの出力を受けて温度係数を
可変すると共に、バイアス調整を行つて所要のバ
イアス電圧を得、これをMOSFETに加えるよう
にし、さらに、温度係数変換回路にコンデンサ等
を接続して所定の時定数を有する構成としてい
る。したがつて、たとえ増幅回路に使用される
MOSFETが一定の温度係数を有しなく、また
MOSFETと温度センサとの取付け位置が大きく
離れていたとしても、短時間で温度補償を行え、
もつて、温度変化に対し増幅回路の電力利得を常
に一定値に維持する優れた温度補償機能を発揮で
きる。
によれば、温度センサの出力を受けて温度係数を
可変すると共に、バイアス調整を行つて所要のバ
イアス電圧を得、これをMOSFETに加えるよう
にし、さらに、温度係数変換回路にコンデンサ等
を接続して所定の時定数を有する構成としてい
る。したがつて、たとえ増幅回路に使用される
MOSFETが一定の温度係数を有しなく、また
MOSFETと温度センサとの取付け位置が大きく
離れていたとしても、短時間で温度補償を行え、
もつて、温度変化に対し増幅回路の電力利得を常
に一定値に維持する優れた温度補償機能を発揮で
きる。
第１図は従来における増幅器の基本構成図、第
２図は第１図を具体化した回路構成図、第３図は
第２図に示す増幅回路に使用したシリコン系のバ
イポーラトランジスタの温度変化に対するVBE−
ICの特性図、第４図はバイポーラトランジスタの
代りにMOSFETを用いた場合の具体的な回路構
成図、第５図はMOSFETの温度変化に対する
VGS−IDの特性図、第６図は従来のMOSFET増幅
器の基本構成図、第７図は同従来増幅器の具体的
構成図、第８図は同従来増幅器の出力波形図、第
９図ないし第１０図は本発明の実施例の
MOSFET増幅器を説明するための図であり、第
９図は時間とバイアス電圧の関係を示す図、第１
０図はMOSFET増幅器の一部を具体化した回路
構成図であり、第１１図および第１２図はそれぞ
れ第１０図の一部を変形して示す図である。 １１……増幅回路、１１ａ……MOSFET、１
２……放熱器、１３……温度センサ、１４Ａ……
温度係数変換回路、１４Ｂ……バイアス電源、１
４Ｃ……バイアス制御回路、１５……入力信号検
出回路、１６……時定数回路、Ｒ１，Ｒ２１，Ｒ
２２，Ｒ２３……抵抗、Ｃ１，Ｃ２……コンデン
サ。
２図は第１図を具体化した回路構成図、第３図は
第２図に示す増幅回路に使用したシリコン系のバ
イポーラトランジスタの温度変化に対するVBE−
ICの特性図、第４図はバイポーラトランジスタの
代りにMOSFETを用いた場合の具体的な回路構
成図、第５図はMOSFETの温度変化に対する
VGS−IDの特性図、第６図は従来のMOSFET増幅
器の基本構成図、第７図は同従来増幅器の具体的
構成図、第８図は同従来増幅器の出力波形図、第
９図ないし第１０図は本発明の実施例の
MOSFET増幅器を説明するための図であり、第
９図は時間とバイアス電圧の関係を示す図、第１
０図はMOSFET増幅器の一部を具体化した回路
構成図であり、第１１図および第１２図はそれぞ
れ第１０図の一部を変形して示す図である。 １１……増幅回路、１１ａ……MOSFET、１
２……放熱器、１３……温度センサ、１４Ａ……
温度係数変換回路、１４Ｂ……バイアス電源、１
４Ｃ……バイアス制御回路、１５……入力信号検
出回路、１６……時定数回路、Ｒ１，Ｒ２１，Ｒ
２２，Ｒ２３……抵抗、Ｃ１，Ｃ２……コンデン
サ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ MOSFET１１ａ又はこのMOSFETの動作
によつて生ずる熱を放散する放熱器１２に取付け
られ、温度に対応した電気信号を出力する温度セ
ンサ１３ａと、MOSFETの動作バイアス電圧を
調整するためのバイアス調整信号を出力するバイ
アス電源１４Ｂと、前記温度センサからの電気信
号を受けて、この温度センサの温度係数を変換す
る温度係数変換回路１４Ａと、この温度係数変換
回路からの出力信号と前記バイアス調整信号とを
受けて前記MOSFETに加えるための所要のバイ
アス電圧を出力するバイアス制御回路１４Ｃと、
入力信号を検出し、前記バイアス制御回路へ電源
を与える入力信号検出回路１５とからなる
MOSFET増幅器において、 前記温度係数変換回路１４Ａおよび前記バイア
ス制御回路１４Ｃは、 演算増幅器OPと、この演算増幅器の反転入力
端側と出力端側に抵抗分圧回路Ｒ２１，Ｒ２２，
Ｒ２３およびこの抵抗分圧回路の一部の抵抗をコ
ンデンサＣ１，Ｃ２を並設してなり、前記温度セ
ンサ１３ａからの出力を時定数をもつて分圧して
前記反転入力端へ供給する時定数回路１６と、前
記演算増幅器の非反転入力端に供給される前記バ
イアス電源からのバイアス調整信号と前記時定数
回路の時定数によつて前記動作バイアスを可変出
力する回路とを有することを特徴とする
MOSFET増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131655A JPS6022812A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Ｍｏｓｆｅｔ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58131655A JPS6022812A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Ｍｏｓｆｅｔ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022812A JPS6022812A (ja) | 1985-02-05 |
| JPH0471363B2 true JPH0471363B2 (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=15063125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58131655A Granted JPS6022812A (ja) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Ｍｏｓｆｅｔ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022812A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203511U (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-25 | ||
| US5483199A (en) * | 1994-10-21 | 1996-01-09 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for compensating thermal time constants in an electronic amplifier |
| JP2002094333A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-29 | Ge Yokogawa Medical Systems Ltd | 温度補償方法、増幅装置および磁気共鳴撮影装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036141A (ja) * | 1973-08-01 | 1975-04-05 |
-
1983
- 1983-07-19 JP JP58131655A patent/JPS6022812A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6022812A (ja) | 1985-02-05 |
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