JPH0486111A

JPH0486111A - 増幅回路

Info

Publication number: JPH0486111A
Application number: JP20201990A
Authority: JP
Inventors: Takefumi Suzuki; 鈴木　丈史; Masahito Kitagawa; 雅人北川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1992-03-18

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】（イ）産業上の利用分野本発明は高周波領域でのクリンプ動作特性を改善した増
幅回路に関する。

（ロ）従来の技術第３図を参照して従来のシングルエンデッドブッンユブ
ル増幅回路（以下、単に増幅回路と称する）を説明する
。

この増幅回路は電源端子＋ＶＣＣと出力端子■。０□に
それぞれコレクタ、エミッタが接続されるＮＰＮトラン
ジスタフタｌ　７と、電源端子−■ｃｏと出力端子Ｖ。

ｌＪ□にそれぞれエミッタ、コレクタが接続されるＰＮ
Ｐ　トランジスタＱ　＋ａと、所定の電流増幅率を得る
ためにＮＰＮ　）ランジフタＱ　＋７、ＰＮＰ　）ラン
ジフタＱ　１８にそれぞれダーリントン接続されるＮＰ
Ｎ　）ランジフタＱ　＋ｓ、ＰＮＰ　）うンジフタＱ　
１６と、抵抗Ｒ１８、Ｒ＋ｏおよびトランジスタＱ　ｌ
　３からなるベース　バイアス回路と、トランジスタＱ
　ｌ　ｌ、Ｑ１□からなる差動増幅回路と、抵抗Ｒ２４
、コンデンサＣＩ４からなる負帰還回路等から構成され
る。

抵抗Ｒ１８、ＲｌｇおよびトランジスタＱ　１３からな
るベース　バイアス回路は、その抵抗Ｒ１８、Ｒの抵抗
値が例えばＲ１６−３Ｒ４，に設定されて、トランジス
タＱ１１のコレクタ　エミッタ間電圧ＶｃＥが一定なＶｃｆｆ＝Ｖ、ｇ（Ｒ＋＋＋Ｒ１２）／Ｒ＝４■ｌｌ□
＃２．４Ｖとされている、（ＶｅＥはトランジスタＱ　Ｉ＋のベー
ス・エミッタ電圧）そこで、Ａ、Ｂ点の電位に着目すると、電位■６、■８
の関係はＶ　Ａ＝　Ｖ　Ｂ　＋　４　Ｖ　ａ　、となり
、全てのトランジスタのベース　エミッタ電圧がｖａｇ
に等しいと仮定すると、電位■８がＶａ−２Ｖｅｈ、即
ちＶ　、＝　Ｖ　Ｂ＋　４　Ｖ　８２”　２　Ｖ　！Ｉ
Ｅのとき、ＮＰＮトランジスタフタ１、Ｑ　ｌ　７、Ｐ
ＮＰ　）ランジフタＱ　＋ａ、Ｑ　１８の全てのトラン
ジスタがオフする。

ソシテ、電位Ｖ　ａ　カＶ　ｓ　＞　　２　Ｖ　ａ　Ｅ
になると、ＰＮＰ）ランジフタＱ　ｒｅとＱ１８はオフ
し、電位ｖＡ＝　Ｖ　Ｂ　＋４　Ｖ　ＢＥ　＞　２　Ｖ
　ＩＩＥによりＮＰＮ　）ランジフタＱ１５とＱ　１７
が負帰還回路の定数により定まる正極性のＶ　、）１．
７を出力する。

また、電位■８カ≦Ｖ　ａ＜　　２　Ｖ　ｕｅになると
ＮＰＮトランジスタフタ５とＱ　＋７がオフし、ＰＮＰ
　トランジスタＱ　１６とＱ１８が動作して負極性の所
定振幅のＶＯ，）７を出力する。

以上のように、シングルエンデツド　プッシュプル増幅
回路は入力信号■、Ｎに対応する電位■８の半波毎にＮ
ＰＮ　）ランジフタＱ　１５とＱ　１７、ＰＮＰ）ラン
ジフタＱ　１６とＱ　ｔｏが交互に動作してＶＯＬＩ□
を出力する。

第４図は前記した増幅回路の出力段トランジスタを高バ
イアスで、かつ３０ＫＨ２で動作させたときの実測波形
図であって、ＮＰＮ　）ランジフタＱ　１７とＰＮＰ　
）ランジフタＱ　１８のエミッタ電流ＩＥ１１．ＩＥｌ
の波形およびそのベース　ベース間電圧ＶＢＨの波形を
示している。

ＮＰＮ　トランジスタＱ　１４とＰＮＰ　トランジスタ
Ｑ　１５を高バイアス動作させると、それらトランジス
タのベース領域には過剰な少数キャリアが蓄積される。

そこで、ＮＰＮトランジスタフタ＋５、Ｑがクリップ（
飽和）状態から脱して後の暫くはこの少数キャリアに基
づ（電流ｒＥａ゛が重畳して流れ、出力Ｖ。Ｕｏは飽和
状態のレベルを維持する。

この出力■。Ｕ□が抵抗Ｒ２４、コンデンサＣ１４から
なる負帰還回路を介して、トランジスタＱ　＋ｌ、Ｑ　
ｌ　２からなる差動増幅回路の反転入力端子に入力され
ると差動増幅回路のトランジスタＱ　１２がオフし、こ
れにより比較的バイアスが深く変化し始めているトラン
ジスタＱ　ｌ　ｌをさらに深くバイアスすることになる
。そこで、トランジスタＱ　Ｉ＋がオンし、ＰＮＰ　）
ランジフタＱ　＋ａとＱ　１８がオンして、過剰少数キ
ャリアに基づいてＮＰＮ）ランジフタＱ　１７からＰＮ
Ｐ　トランジスタＱ　ＩＡに貫通する電流が流れる。こ
のとき、過剰少数キャリアは電源電圧２Ｖｃｃにより加
速されるためその電流は極めて大きな値となり、大きな
電力損失となる。

なお、ＮＰＮ　）ランジフタＱ　１７からＰＮＰトラン
ジスタフタ８に貫通する電流の原因はこの他にも予測さ
れるのであるが、未解明の部分を含むため留保する。

（ハ）発明が解決しようとする課距従って、本発明が解決しようとする一般的課題は増幅回
路を高周波でクリップ動作させるとシングルエンデッド
・プッシュプル接続されるトランジスタのベース−ベー
ス間電圧ＶＢＢが上昇する現象の発見に基づくものであ
って、増幅回路の高周波領域でのクリップ動作特性の改
善にあるが、本発明のより具体的解決課題の説明のため
、上記した課題を解決するために本発明の開発過程にお
いて検討された増幅回路を第５図を参照して説明する。

同図に示す増幅回路は第３図に示しｔζζ増目回路ＮＰ
Ｎ　）ランジフタＱ　１７とＰＮＰトランジスタフタ＋
ａのベース　ベース間にツェナーダイオードＺＤを付加
したものであって、ＮＰＮ　）ランジスタＱ　１７とＰ
ＮＰ　）ランジフタＱ　１８のベース　ペース間電圧ｖ
ｓ８が２Ｖ程度の降伏電圧を有するツェナーダイオード
ＺＤによって定電圧制御されるため、原理上はＮＰＮ　
トランジスタＱ　１７とＰＮＰ　トランジスタＱ　１８
の両トランジスタが同時にオンすることが防止され、一
応の目的が達せられる。

しかしながら、２ｖ程度の降伏電圧を有するツェナーダ
イオードＺＤの降伏特性はツェナー降伏が支配的であり
、その降伏特性が滑らかであるため必要とする定電圧特
性を得るＣとが極めて困難である。また、降伏特性が滑
らかであることとツェナーダイオードＺＤのコンタクト
抵抗降下の影響により、ツェナーダイオードＺＤが降伏
領域で線形動作してベース−ベース間電圧ＶＢＢを完全
には定電圧制御できない問題を有している。

従って、本発明が解決しようとするより具体的解決課顕
はシングルエンデッド・プッシュプル接続されるトラン
ジスタのベース−ベース間電圧■８８を良好な定電圧特
性で、かつ所望の値に定電圧制御でき、もって熱暴走を
容易に防止することができる増幅回路を捉供することに
ある。

（駒課題を解決するｆｃめの手段本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、シン
グルエンデツド　プッシュプル接続される出力段トラン
ジスタのベース　ベース間に電圧制御並びに定電圧特性
の制御の容易な定電圧回路を挿入することによって、ベ
ース　ベース間電圧のパルス的な上昇を抑制し、出力段
トランジスタの貫通電流を防止するしのである。

（ネ）作用定電圧回路として、直列抵抗回路の接続点電位をベース
入力するトランジスタを用いたため、電圧制御を直列抵
抗回路の抵抗比により、また定電圧特性をその抵抗値に
より容易に設定でき、臨界的に設定することが可能とな
る。また、抵抗調整により設定することが可能であるた
めアセンブリ後の調整も可能になり、特に混成集積化に
適する。

（へ）実施例第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。

同図に図示する増幅回路は電源端子十Ｖ。Ｃと出力端子
Ｖ。Ｕ□にそれぞれコレクタ、エミッタが接続されるＮ
ＰＮ）ランジフタＱ５、電源端子−ＶＣＣと出力端子■
。１．ｌ□にそれぞれエミッタ、コレクタが接続される
ＰＮＰ　トランジスタＱ６、所定の電流増幅率を得るた
めにＮＰＮトランジスタフタ、ＰＮＰ　）ランジフタＱ
６にそれぞれダーリントン接続されるＮＰＮトランジス
タフタ、ＰＮＰトランジスタフタ、抵抗Ｒ５、Ｒ２、ト
ランジスタＱ１、Ｑ２からなるベース　バイアス回路お
よび抵抗Ｒ４、Ｒ５、トランジスタＱ７からなる定電圧
回路から回路構成される。なお、一部の電圧増幅回路お
よび負帰還回路は省略されている。

本発明は混成集積回路化された増幅回路に限定されるも
のではないが、実施例ではそのトランジスタはチップ形
状で絶縁金属基板上に形成された配線パターンに実装さ
れ、抵抗はチップ抵抗によりあるいは印刷抵抗により同
様に絶縁金属基板上に形成された配線パターンに実装さ
れている（図示されていない）、また、前記ベース　バ
イアス回路および定電圧回路はＮＰＮ　トランジスタＱ
１、ＰＮＰ　）ランジフタＱ６に隣接配置されて、その
温度を迅速に検知し、増幅回路の温度補償を適正に行う
ようなされている。

抵抗Ｒ１、Ｒ２およびトランジスタＱ１、Ｑ２からなる
ベース　バイアス回路の抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値はＲ，
＝Ｒ２に設定され、トランジスタＱ２のコレクタ　エミ
ッタ間電圧■。Ｅは一定なＶＣＥ−２ＶＢＥ（Ｒ１＋Ｒ
２）／Ｒ２Ｖａｇとされている、（ＶａｃはトランジスタＱ、、Ｑ２のベ
ース−エミッタ電圧）従って、入力信号■１　°とＶＩＮの関係はＶ　＋　　
　＝　Ｖ　ｒ　Ｎ＋４　Ｖ　ＢＥとなって、従来例のＡ
、Ｂ点の電位にそれぞれ対応する電位が得られ、従来の
増幅回路と同様な動作が行われる。

全く同様に、抵抗Ｒ４、Ｒ５、トランジスタＱ７からな
る定電圧回路の抵抗Ｒ１、Ｒ６の抵抗値は略Ｒ，＝Ｒ６
に設定されており、トランジスタＱ７のコレクタ・エミ
ッタ間電圧■。Ｅ、即ちＮＰＮ　）ランジフタＱ５、Ｐ
ＮＰ　）ランジフタＱ６のベースペース間電圧Ｖ＠８はＶＣＥ＝Ｖ８Ｂ＝　Ｖ　Ｂ　Ｅ　（Ｒａ　十Ｒｓ　）　／　Ｒ５＝２Ｖ
、。

なる定電圧に制御される。この定電圧回路の温度特性は
トランジスタＱ７のベース　エミッタ間電圧の温度特性
そのものであり、出力段トランジスタＱ５、Ｑ６の温度
特性と類似するため、前記したように、これらトランジ
スタを隣接配置することによって温度補償６行うことが
できる。また、この定電圧特性は、抵抗Ｒ４、Ｒ５の抵
抗値の比を固定したまま値を変更することによって任意
に変更することができる。

第２図は前記定電圧回路の抵抗Ｒ４、Ｒ６の抵抗値の比
を１としｔこまま、抵抗値を７５Ω、３３０Ω、３にΩ
としたときの周波数−増幅回路全電流特性の一例を示し
、抵抗Ｒイ、Ｒ５に高抵抗を用いるときはトランジスタ
Ｑ７の飽和電流の値が低くなって充分に定電圧制御が行
われず、動作周波数の上昇と共に増幅回路が熱暴走する
傾向が示されている。また、Ｃれに対して、抵抗Ｒ４、
Ｒ５を７５Ω、３３０Ωとするときには１００ＫＨ，程
度の周波数まで安定動作し、動作周波数の上唇と共に回
路電流が低下する艮好な傾向を示す。

なお、前記した抵抗値は増幅回路の定格出力と共に変更
されるべきものであると共に定電圧回路のトランジスタ
Ｑ７の規格により変化するものである。

（［）発明の効果以上述べｔこように本発明によれば、シングルエンデツ
ド　ブンシュブル接続される出力段トランジスタのベー
ス　ベース間に、抵抗分圧電圧をベース入カスるトラン
ジスタによる定電圧回路を接続するｔこめ、抵抗値の比
により電圧制御を行うことができると共に、定電圧回路
を構成するトランジスタの規格並びに抵抗値の変更によ
り定電圧特性を変更することができる。

従って、本発明はどのような規格の増幅回路に対しても
高周波領域でのクリップ動作特性を容易に改善すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部回路図、第２図は実施
例の周波数−回路電流特性図、第３図は従来の増幅回路
の回路図、第４図は従来の増幅回路の動作波形図、第５
図は従来の他の増幅回路の要部回路図。第　Ｉ　　Ｒ４Ｑ１〜Ｑ、−・トランジスタ、　Ｒ２−Ｒ７抵抗、Ｖ　
ＩＮ、Ｖ　ＩＮ″・・入力端子、　■。０□・出力端子
。第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）シングルエンデッド・プッシュプル接続される第
１および第２のトランジスタのベース・ベース間に第３
のトランジスタのコレクタおよびエミッタをそれぞれ接
続すると共に、そのコレクタ、エミッタ間に直列抵抗回
路を接続し、その直列抵抗回路の接続点電位を第３のト
ランジスタのベースに入力したことを特徴とする増幅回
路。
（２）前記第３のトランジスタのコレクタ、エミッタ間
電圧が略２Ｖでクリップするように前記抵抗の抵抗値お
よびそれらの比が設定される請求項１記載の増幅回路。
（３）前記第１乃至第３のトランジスタおよび抵抗器を
含む増幅回路を構成する回路素子が絶縁金属基板上に実
装される請求項１記載の増幅回路。
（４）前記第３のトランジスタが第１および第２のトラ
ンジスタに隣接配置される請求項１記載の増幅回路。
（５）前記第１および第２のトランジスタが相補型トラ
ンジスタで構成される請求項１記載の増幅回路。