JPS5919415A - 電力増幅回路 - Google Patents

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、トランジスタを用いて構成した電力増幅回路
に関し、特に、相補出力トランジスタを含んで電流増幅
形に構成されたプッンユプル出力部を有し、出力信号の
クロスオーバー歪を除去すへく、相補出力トランジスタ
にアイドリンク電流が流されるようにされたトランジス
タ電力増幅回路烙に関する。

背景技術とその問題点 トランジスタが用いられて構成された電力増幅回路とし
て、出力部が対をなす相補出力トランジスタを含んでダ
ッシュプル形に形成されたＢ級プッシュプル増幅回路が
広く採用されている３、斯かるトランジスタを用いｉＢ
級プッンユプル電力増幅回路は、出力部に於ける消費電
力の低減がはかれ、比較的高い電力効率が得られるとい
う長所がある反面、出力部を形成する相補出力トランジ
スタのオン・オフ動作に伴い、出力信号のクロスオーバ
ー歪が生ずるという問題がある。このクロスオーバー歪
は、出力トランジスタに充分な電流が流れるためには、
所定のベース・エミッタ間電圧（例えば、０．７ｖ程度
）が必要であり、出力］・ランジスタＶこ供給される信
号が、この所定のベース・エミッタ間電圧以下の小レベ
ルであるときには出力トランジスタがオフ］犬態となっ
て出力トランジスタに電流が流れないことになり、これ
により、出力電流波形の零レベル点付近で生ずる歪であ
る。

そして、このようなりロスオーバー歪を除去すべく、無
信号状態に於いても、出力トランジスタがオン状態にあ
って一定の小電流が流れるようにする方策がとられる１
、この無信号時に出力トランジスタに流扛る一定電流は
アイドリンク電流といわれる。

回路が、相補出力トランジスタで形成されるブツンユプ
ル出力部がエミッタ・フォロワー形とされ、両出力トラ
ンジスタのエミッタに負荷が接続される形式とをれる」
易舎には、プッシュプル出力部に対して、両出力トラン
ジスタの各々のベース・エミッタ間を順バイアスするバ
イアス電圧供給部を伴った駆動部を設けることによって
、容易に出カドう／ジスタのアイドリング電流を流すこ
とができる。しかしながら、斯かる回路形式は、通常、
駆動部に対する動作電源電圧を、実質的にプッシュプル
出力部に対する動作電源電圧より高くすることが必要と
される。

このような動作電源電圧に関する問題は、相補出力トラ
ンジスタで形成されるプッシュプル出力部カコレクタ・
フォロワー形ときれ、両出力トランジスタのコレクタに
負荷が接続される電流増幅形の回路形式を採ることによ
って回避することができるが、斯かる電流増幅形の回路
形式にあっては、出力トランジスタにアイドリンク電流
を流すための上述のエミッタ・フォロワー形回路形式の
場合とは異なった工夫が必要となる。

第１図は、このような相補出力トランジスタが用いられ
て形成きれるプッシュプル出力部がコレクタ・フォロワ
ー形とされ、両出力トランジスタにアイドリング電１流
が流されるようにてれたプッシュプル電力増幅回路の例
を示す。ここで、信号入力端子／に供給σれる信号源λ
からの入力信号は、ＰＮＰ）ランジスタ３及びＮＰＮト
ランジスタタのベースに供給される。これらトランジス
タ３及Ｏ−ｑの夫々のエミッタと正電源−１−Ｖｏ及び
負電源−Ｖｏ　（正電源十■。と負電源−ｖｏとの電圧
の絶対値は等しい）との間には、夫々、電流源Ｓ及び乙
が接続きれており、電流源り及び乙は、夫々トランジス
タ３及びグに、例えは、互いに等ｊ７い一定の直流電流
■。全供給する１、これにより、トランジスタ３及びグ
の夫々のエミッタにベースが接続きれたＮ　Ｉ）　Ｎ　
ｌ−ランジスタフ及びＰＮＰ）ランジスタｇにも、無信
号時に１Ｆｆｆｉ流電流■ｏが流れる。従って、トラン
ジスタ７及びざには、アイドリング電流■。が流れるの
であり、さらに、トランジスタ３及びグのベースに供給
σれた入力信号の電圧に応じた信号電流がアイドリング
電流１、に重畳されて流れる。即ち、トランジスタ３゜
グ、７２ｇ及びトランジスタ７及びどのエミッタに共通
接続された抵抗９により、入力信号に対する電圧−電流
変換部が形成きれているのである。

そ１〜で、この場合、変換利得は、アイドリング電流■
ｏと抵抗９の抵抗値Ｒｅによって決定され、（左） アイドリング電流■。と抵抗値Ｒｅの函数ｆ（ｒｏ。

Ｒｅ　）となる。まり、トランジスタ７のコレクタに得
られるアイドリング電流■。に信号電流が重畳された電
流出力と、トランジスタどのコレクタに得られるアイド
リング電流■。に信号電流が重畳された電流出力は、外
部に対しては、入力信号の正の半サイクルと負の半サイ
クルに応じた、互いに極性を異にするものとなっている
。

斯かるトランジスタ７及びｇの夫々のコレクタに得られ
る電流出力は、ダイオード接続されたＰＮＰ　）ランジ
スタ／θ及びＮＰＮ）ランジスタ／／トコレクタ・フォ
ロワー形とされた相補出力トランジスタ／２及び７３を
用いて形成された、相補形プッンユブル出力部に供給さ
れる。ここで、トランジスタ１０及び／λの夫々のエミ
ッタと正電源＋Ｖｏとの間に接続された抵抗／４及び／
Ｓの抵抗値はｎ対／となるよう、例えば、ｎ−Ｒ及びＲ
に選定される。（但し、ｎは正Ｐ）。寸た、トランジス
タ／／及び／３のエミッタと負電源−ｖｏとの間に接続
された抵抗／乙及び／７の抵（Ａ　　） 抗菌もｎ７］／となるよう、例えば、ｎ−Ｒ及びＲに選
定される。そして、これらトランジスタ１０及び／２と
抵抗／ｌ及び／り、及び、トランジスタ／／及び／３と
抵抗／乙及び／７ば、夫々、カレントミラー回路を形成
している。従って、トランジスタ１０及び／／の夫々に
、トランジスタ７及びどの夫々のコレクタからの電流出
力にもとすく電流、即ち、アイドリング電流■。と信号
電流が流、れるので、出力トランジスタ／２及び／３の
夫々には、出力Ｉ・ランジスタ１０及び／／全流れる電
流のｎ倍の電流が出力電流として流れる３３従って、こ
の出力電流はｎ倍されたアイドリング電流Ｔｏｙ即ち、
ｎ・■ｏにトランジスタク及びｇで得られる信号電流の
１１倍の信号電流が重畳されたものとなる。、そして、
この出力トランジスタ／２を流れる出力電流と出力トラ
ンジスタ／３全流れる出力電流とが、入力信号の正の半
サイクル及び負の半サイクルに対応し、互いに逆極性を
もって、交互に、出力トランジスタ／、２及び／３の夫
々のコレクタ間の出力端子と接地間に接続された負荷／
ｇに供給される。

このようにして、入力信号に対する電流増幅形の電力増
幅動作が行われるのであり、この場合、電流源部及び乙
が設けられてトランジスタ３及びグに夫々一定の直流電
流■。が供給されることにより、トランジスタ７及びｇ
にも無信号時に直流電流■。がアイドリング電流として
流れ、その結果、出力トランジスタ／、２及び／３にア
イドリング電流ｎ・■ｏが流されることになる。従って
、無信号時に於いても、出力トランジスタ７．２及び／
３はオン状態にあり、出力信号のクロスオーバー歪の改
善がな式れる。

しかしながら、斯かる第１図の回路の場合、入力信号の
負レベル及び正レベルがある程度大となるとき、それに
応じて、電圧−電流変換部を形成するトランジスタ７及
びざのうちの一方はオフ状態となり、このため、トラン
ジスタ１０もしくは／／ヲ流れる電流が零となって、出
力トランジスタ／２もしくは７３を流れる出力電流も零
となることになる。即ち、トランジスタ１０もしくは／
／及び出力］・ランジスタ／２もしくは／３がオフ状態
となるのであり、この出力トランジスタ／ノ及び／３の
オフ動作の影響を受けて、負荷／ｇに供給はれるｌｌｉ
ｌ電力のクロスオーバー歪が、アイドリンク電流ｎ　＊
　］’　ｏにより低減されるものの、充分には除去でき
ないことになる１、゛この場合、電流源ｋ及び乙が供給
する直流電流■ｏの値ヲ大とすれば、トランジスタ７及
びｇのアイドリング？に流■。及び出力トランジスタ／
２及び７３を流れるアイドリング隼；流ｎ・■ｏの値も
大となって、出力電流のクロスオーバー歪の低減効果が
増すが、各部のアイドリンク電流値を犬とすることは、
消費電力の増大等の不都合ｅｔねくことになってしまう
。

発明の目的 斯かる点に鑑み本発明は、相補出力トランジスタが用い
られて電流増幅形に構成されたプッシュプル出力部を備
え、両出刃トランジスタを常時オン状態に保つようにす
ることにより、負荷に供給される出力電流のクロスオー
バー歪が充分に除去されるようにされた電力増幅回路を
提供すること全目的とする。

発明の概要 本発明に係る電力増幅回路は、入力信号電圧に応じた信
号電流を生ずる電圧−電流変換部と、この電圧−電流変
換部に第１の直流電流を供給し、そこからの出力である
信号電流を第１の直流電流に重畳せしめられたものとす
る第１の電流源部と、電圧−電流変換部からの第１の直
流電流に重畳された信号電流が供給きれる、第１及び第
λの相補出力トランジスタ金言んで電流増幅形に構成さ
れ７’ｍ　プッシュプル出刃部と、このプッシュプル出
刃部に第λの直流電流を供給する第λの電流源部とを備
えて構成される。斯かる構成により、相補出力トランジ
スタには第１の直流電流にもとず〈アイドリンク電流と
、第λの直流電流にもとすく、入力信号に応じた電圧−
電流変換部の動作の影響を受けない固定的アイドリンク
電流とが加算されて流れるようにきれており、これによ
り、相補出力トランジスタが常時オン状態に保たれて、
出ヵ電流のクロスオーバー歪が充分に除去される。

実施例 以下、第２図を参照して、本発明の実施例について述べ
る。

第２図は本発明に係る電力増幅回路の一例金示す１、こ
の例は第７図に示される回路に改良が加えられたものと
して構成されており、第１図に示される各部に対応する
部分には、第１図と共通の番号を付して示して、それら
についての詳細説明は省略する。この例に於いては、エ
ミッタが抵抗値Ｒ／の抵抗／９を介して正電源子ｖｃに
、また、コレクタが抵抗λθを介して接地されたＰＮＰ
　トランジスタ２／と、エミッタがトランジスタ、２／
のベースに、コレクタが負電源−■。に、そして、ベー
スがトランジスタ２／のコレクタに、夫々、接続された
ＰＮＰトランジスタ２２で安定化電圧発生回路が形成さ
れており、トランジスタ２／のベースに得られる電圧が
、ＰＮＩ）トランジスタ２３及び、２グの夫々のベース
に供給される。トランジスタ、２３及び２’ｌの夫々の
エミッタは、抵抗、、２左及び、２乙を介して正電源＋
Ｖ、、、　Ｋ接続きれている。これら抵抗２Ｓ及びλ乙
は、抵抗／９と同様、抵抗（ＦｉＲｌを有すものとされ
ている９、そして、トランジスタ、２３のコレクタが、
エミッタが抵抗２７全介して負電源−ｖｏに接続された
ＮＰＮ　トランジスタ２ｇのコレクタに接続され、トラ
ンジスタ２グのコレクタがトランジスタ３のエミッタに
接続されている。

ここで、トランジスタ２／のベースに得られる電圧は、
トランジスタ、２３及び、２１１ｉ流れる電流が■。と
なるようにされ、従って、トランジスタ２グはトランジ
スタ３に一定の直流電流Ｉ。全供給しており、第１図の
回路に於ける電流源Ｓに対応する電流源部を形成してい
る。

一方、トランジスタ、２３は電流Ｉｏ’ｒトランジスタ
２ｇに供給する。このトランジスタ２ｇ（Ｄコレクタ及
びベースには、エミッタが正電源子■。

に接続されたＮＰＮ　トランジスタ、、２９のベース及
びコレクタが夫々接続され、トランジスタ、２ｇのベー
スに得られる電圧がＮＰＮトランジスタ３０ノヘースに
供給される。トランジスタ３０（Ｄエミッタは抵抗３７
を介して負電源−ｖｃに接続され、また、コレクタはト
ランジスタフのエミッタに接続されている。ここで、抵
抗２７及び３／は、夫々、抵抗／９と同様、抵抗１直Ｒ
／を有すものとされている。これにより、トランジスタ
３ｏｆｆ：流れる電流、は１．となり、従って、このト
ランジスタ３θはトランジスタフに一定の直流電流■ｏ
全供給するものとなっていて、第１図の回路に於ける電
流源部に対応する電流源部を形成している。

また、トランジスタ２／のベースに得られる電圧は、Ｐ
ＮＰトランジスタ３．２のベースにも供給きれる。トラ
ンジスタ３２のエミッタは抵抗３３を介して正電源子Ｖ
。に接続され、コレクタはトランジスタ／／のコレクタ
に接続さｎている。そして、抵抗３３の抵抗値は、前述
の抵抗値Ｒ／とは異なるＲ２とされている。これにょシ
、トランジスタ３２には前述の電流Ｉ。とけ異なる値の
電流■ｏ′が流れ、従って、このトランジスタ３２は、
トランジスタ／／に一定の１ａ流電流Ｉｏ’ｆｆｉ供給
する電流源部を形成している。

さらに、トランジスタ、２ｇのベースに得られる常圧は
、ＮＰＮ）ランジスタ３りのベースニモ供給される。ト
ランジスタ３グのエミッタは抵抗３Ｓを介して負電源−
ＶＣに供給され、コレクタはトランジスタ１０のコレク
タに接続されている。

そして、抵抗３Ｓの抵抗値は、抵抗３３と同様、Ｒ，２
とされている。これにより、トランジスタ３１１−には
、トランジスタ３２と同様、電流■ｏ′が流れ、従って
、このトランジスタ３’ｌは、トランジスタ／θに一定
の直流電流■。′を供給する電流源部全形成している。

ここで、抵抗３３及び３Ｓの抵抗値Ｒ２は、例えば、−
Ｒ／程度に選定され、これにより、電流■ｏ′の直は電
流■。の値の一程度の比較的小なるものとされる。

斯かる本発明に係る電力増幅回路の場合、第１図の回路
と同様にして、トランジスタ７及びどの夫々のコレクタ
には、アイドリング電流■。に信号電流が重畳された電
流出力が信号入力端子／がらの入力信号の正の半サイク
ルと負の半ヤイクルに応じて得られ、この電流出力にも
とすき、相補出力トランジスタ／２及び／３と共にブツ
ンユブル出力部を形１戊するトランジスタ１０及び／／
に、アイドリング電流■。と信号電流とが流れる。そし
て、トランジスタ１０及び／／には、さらに、これに加
えて、Ｉ・ランジスタ３’ｌ及び３２で形成さ：ｔ］る
箱；流源部から供給をれる一定の直流電流■ｏ′も流れ
、従って、アイドリング電流は■。と■ｏ′とが力ＩＩ
算され７ｊ　Ｉ。＋１゜′となる３、このため、トラン
ジスタ１０及び／／ヲ流れる電流のｎ倍の電流が流れる
出力トランジスタ／２及び／３には、アイドリング電流
ｎ・■ｏとｎ−Ｉｏ′とが加算された総合アイドリング
電流ｎ・Ｉ　ｏ　十ｎ・■ｏ′に、トランジスタ７及び
ｇで得られる信号電流のｎ倍の信号電流が重畳された出
力電流が流れることになる。１ ここで、トランジスタ１０及び／／ヲ流れるアイドリン
グ電流Ｉ。′及び出力トランジスタ／２及び／３を流れ
るアイドリング電流ｎ・■ｏ′は、トランジスタ３ｑ及
び３．！で形成される電流源部から供給される直流電流
■。′にもとずくもので、トランジスタ７及びｇがオン
状態にあるかオフ状態にあるかに拘わりなく常時流れる
。即ち、入力信号に応じた電圧−電流変換部の動作の影
響を受けない固定的アイドリング電流である。従って、
トランジスタ１０及び／／、及び、出力トランジスタ／
２及び／３はオフ状態となることなく常時オン状態を保
ち、出力トランジスタ／２及び／３には常時比較的小な
るアイドリング電流ｎ・■ｏ′が流れることになる１、
これにより、負荷／ｇに供給される出力電流は、出力ト
ランジスタ／２及び／３のオフ動作の影響を受けること
なく、クロスオーバー歪が充分に除去されたものとなる
のである。そして、この場合、固定的アイドリング電流
■ｏ′及びｎ・■ｏ′の値は小とされるので、アイドリ
ング電流による電力消費の増加は微々たるもので済む。

捷た、この例に於いては、アイドリング電流■ｏ及びｎ
・Ｉｏｋ規定するトランジスタ、２１１を及び３０から
供給される直流電流■ｏとアイドリング電流Ｉ。′及び
ｎ・Ｉｏ’に規定するトランジスタ３２及び３’ｌから
供給される直流電流■。′とは、トランジスタ２４ｔ、
３０．３２及び３りを含む電流供給部の回路構成上、い
わば、共通電流源から供給されるものとなっており、温
度特性が一致するものとされていて温度変化に伴う相対
変動が発生せず、電圧−電流変換部及びプッシュプル出
力部の動作の安定化が補償されている。

なお、本発明に係る電力増幅回路の具体的構成は、上述
の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱
することなく種々の態様がとられてよいものであること
勿論である１、 応　　用　　例 本発明に係る電力増幅回路は、負荷としてスピーカが接
続され、音声信号を増幅してスピーカに供給１〜、スピ
ーカを駆動する音声出力増幅回路として月１いるに好適
であり、その場合には、スピーノノからイｎられる音声
出力全歪のない良質なものとすることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る電力増幅回
路によれば、回路全体が相補出力トランジスタがコレク
タ・フォロワー形で用いられ、電流増幅形ときれたグツ
／ニブル電力増幅回路として構成されるので、各部に対
する動作電源電圧に関しての煩わしい設定を回避するこ
とができ、しかも、出力トランジスタを、アイドリング
電流を比較的小にして、常時オン状態に保つことができ
るので、出力１言号のクロスオーバー歪全充分に除去す
ることができる。また、斯かる本発明に係る電力増幅回
路は、出力トランジスタにアイドリンク電流金離すため
の構成も、トランジスタを用いた電流源を有すものとし
て形成することができるものであるので、集積回路化に
適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は相補出力トランジスタが用いられて形成される
ブツンユブル出力部がコレクタ・フォロワー形とされた
プッシュプル電力増幅回路の一例を示す回路接続図、第
２図は本発明に係る電力増幅回路の一例を示す回路接続
図である１゜図中、／は信号入力端子、３．ｇ、１０．
．２３゜、２グ及び３２はＰＮＰ　トランジスタ、り、
７゜／／、３θ及び３Ｉｌ−ばＮ’　Ｐ　Ｎ　）ランジ
スタ、／２及び／３は相補出力トランジスタ、７ｇは負
荷である。 （／９’） 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力信号電圧に応じた信号電流を生ずる電圧−電流変換
   部と、該電圧−電流変換部に第１の直流電流を供給し、
   上記信号電流を上記第１の直流電流に重畳せしめる第１
   の電流源部と、上記電圧−電流変換部の出力端に接続さ
   れて上記第１の直流電流に上記信号電流が重畳された電
   流出力が供給される、第１及び第２の相補出力トランジ
   スタを含んで電、流増幅形に構成されたプッンユプル出
   力部と、該プッシュプル出力部に第２の直流電流を供給
   する第λの電流源部とを備えて成り、上記相補出力トラ
   ンジスタに上記第１の直流電流にもとすくアイドリング
   電流と上記第λの直流電流にもとすくアイドリンク電流
   とが加算されて流れるようにされた電力増幅回路。