JPS5927488B2 - 電力増幅器におけるバイアス回路 - Google Patents

電力増幅器におけるバイアス回路

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JPS5927488B2
JPS5927488B2 JP53141487A JP14148778A JPS5927488B2 JP S5927488 B2 JPS5927488 B2 JP S5927488B2 JP 53141487 A JP53141487 A JP 53141487A JP 14148778 A JP14148778 A JP 14148778A JP S5927488 B2 JPS5927488 B2 JP S5927488B2
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emitter
bias
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正幸 岩松
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Nippon Gakki Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/307—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in push-pull amplifiers

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  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は温度補償を良好になし得るようにした電力増
幅器におけるバイアス回路に関する。
一般にトランジスタで構成された電力増幅器においては
、周囲温度の変化やトランジスタの自己発熱によってト
ランジスタの動作点が変動する問題があるため、前記変
動を防止すべくバイアス回路に温度補償機能をもたせる
ようにしている。
例えば第1図に示すB級電力増幅器は、それぞれダーリ
ントン接続されたトランジスタQ1〜Q3とトランジス
タQ4〜Q6(この場合Q3.Q6はパワートランジス
タ)とからなるコンプリメンタリ5EPP回路において
、そのバイアス回路1をトランジスタQ1.Q4の各ベ
ース間に直列に介挿した抵抗2,3と、前記各ベース間
にコレクターエミッタを接続すると共に抵抗2,3の接
続点にベースを接続し、かつトランジスタQ3と熱結合
されたトランジスタQ7とで構成し、温度変化によって
トランジスタQ1. Q、の各ベース間の電圧が変化し
ようさした場合に、トランジスタQ7のベースーエミッ
タ間電圧が上記の変化を打ち消すように変化して前記各
ベース間の電圧が一定に保たれ、もってトランジスタQ
1〜Q6における熱暴走やアイドリング電流不足による
クロスオーバ歪の発生等を防止するようにしたものであ
る。
ところでトランジスタの温度補償は、結論的にトランジ
スタのジャンクション温度Tjの変化による動作点の変
動を補償することであるが、この場合ジャンクション温
度Tjの変化する要因は主として(1)周囲温度の変化
、(2)無信号時におけるトランジスタの自己発熱(コ
レクタ損失Pcによる発熱)、(3)信号出力時におけ
るトランジスタの自己発熱の3つである。
しかして、第1図に示す回路は、上記(1) 、 (2
)の要因に対して湿度補償を有効になし得るが、(3)
の要因に対する湿度補償をなす場合に、パワートランジ
スタQ3のケース温度によって温度補償をなす関係から
次のような不都合を生じる。
すなわち第1図に示すようなり級増幅器においては、パ
ワートランジスタQ3.Q6を歪最小点におくバイアス
として通常10〜20 mA程度のアイドリング電流を
必要とする。
一方この増幅器においては、各トランジスタが増幅動作
した場合に、無信号時に比較して各トランジスタのコレ
クタ損失が増大し、これによって各トランジスタのジャ
ンクション温度が上昇し、したがってこのとき各トラン
ジスタのある一定のアイドリング電流を流すのに必要な
VBg (ベース−エミッタ間電圧)が無信号時より減
少した状態となる。
この結果上記の増幅器においては、バイアス値を大出力
時に歪最小となるように設定すると出力を減少させた際
に各トランジスタのジャンクション湿度が低下して同じ
アイドリング電流を流すのに必要とする各トランジスタ
のVBHが増大する。
しかし、トランジスタQ7の■。
F、はパワートランジスタQ3のケース温度を検知する
ことにより決っているので、これによってアイドリング
電流が減少してクロスオーバ歪の発生を招来する問題が
ある。
また、この種の電力増幅器においては、パワートランジ
スタが、例えばTO−3形等の大型の外装ケースを用い
ているため、その内部ジャンクション湿度の変化が外部
に伝達されるまでに、かなりの遅れ時間を要するという
問題がある。
したがって、このような遅れ時間による問題を解決する
には、ジャンクション温度の伝達時間が早い小型の外装
を有しかつパワートランジスタのコレクタ損失に比例し
た損失を発生するような他のトランジスタを設け、この
他のトランジスタの温度変化に応じてバイアスを制御す
るとよい。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところはトランジスタのコレクタ損失の変化に
かかわらず常に温度補償を適確になし得るようにした電
力増幅器におけるバイアス回路を提供するもので、パワ
ートランジスタのコレクタ損失をコレクタ損失検出用の
他のトランジスタによって検出すると共に、前記パワー
トランジスタのベースに接続されたバイアス発生用のト
ランジスタにこのコレクタ損失検出用のトランジスタを
熱結合し、これによってパワートランジスタのバイアス
値を制御するようにしたことにある。
以下、この発明の一実施例を第2図を参照して説明する
。
第2図において電力増幅器10は、トランジスタQ1、
〜Q13とトランジスタQ14〜Q16(Q13゜Q1
6は第1、第2のパワートランジスタ)とからなるコン
プリメンタリ5EPP回路において、トランジスタQ1
1 t Q14の各ベース間に抵抗12゜13を直列に
介挿する一方同各ベース間に抵抗12.13の接続点に
ベースを接続したトランジスタQ1□(バイアス発生用
のトランジスタ)のコレクターエミツクを接続してなる
もので、この構成は第1図の構成と同様である。
そしてこの電力増幅器10においては、パワートランジ
スタQ13のエミッタとそのエミッタ抵抗14(値R1
4)の一端との接続点がトランジスタQ18のベースに
接続されている。
トランジスタQ18は、そのコレクタが負電源端子15
に接続され、エミッタがトランジスタQ1.(コレクタ
損失検出用のトランジスタ)のベースに接続されると共
に抵抗16を介して正電源端子17に接続されている。
またトランジスタQ19は、そのコレクタが正電源端子
17に接続され、エミッタが抵抗18(値R18)を介
してエミッタ抵抗14の他端の接続された出力端子19
に接続されている。
トランジスタQ18,19はパワートランジスタQ1g
のコレクタ損失を検出する回路を構成しており、この際
トランジスタQ19はパワートランジスタQ13と熱結
合され、またこのトランジスタQ19は前記トランジス
タQ1□と特に1チツプデユアルトランジスタ等で構成
されることによってこのトランジスタQ17とより密に
熱結合されている。
上記の構成において、パワートランジスタQ13におけ
るケース温度Tcとジャンクション温度Tjとの差T(
j−c)は、パワートランジスタQ13の固有の熱抵抗
θ(j−c)とそのときのパワートランジスタQ13の
コレクタ損失P13との積になる。
そしてこの差T(j−c)は、前記熱抵抗θ(j−c)
の値が一定であることから、コレクタ損失”13に比較
した値となる。
しかして上記の構成からなる回路は、前記コレクタ損失
P13を検出し、このコレクタ損失に比例して回路のバ
イアス量を制御し、もってコレクタ損失P13に応じて
回路の温度補償をなすようにしたものである。
すなわち上記の構成において、トランジスタQ□8はそ
の動作点がトランジスタQ1.のVBEをキャンセルす
る状態に設定される。
そしていま、パワートランジスタQ13のコレクタ損失
P13とトランジスタQIOのコレクタ損失P19とを
求めると、P13= ”13 (Vc ’13 ’
R14) ・−・・” (1)P1o= ito
(Vc i lo−R18) ・”−・・・(2)
〔但し113;パワートランジスタQ13のコレク夕電
流、11g+トランジスタQ19のコレクタ損失、■c
;正電源端子17と出力端子19との間の電圧〕 となる。
またit、−−ta −1%であるから(2)式は、
となる。
したがってパワートランジスタQ13とトランジスタQ
1.との各コレクタ損失P13 j ”ICIの関係は
(1) 、 (3)式かり、 13/、。
−7−となり、単なる比例関係となる。
この結果トランジスタQ19は、パワートランジスタQ
13のコレクタ損失P13に比例したコレクタ損失P1
.をもって発熱し、その温度がトランジスタQ17に伝
達される。
しかしてトランジスタQ1□は、パワートランジスタQ
13のコレクタ損失に応じてトランジスタQ11 、Q
14の各ベース間の電圧を制御し、もって上記回路の温
度補償がなされる。
以上の説明から明らかなように、この発明による電力増
幅器におけるバイアス回路は、第1、第2のパワートラ
ンジスタの両ベース間にコレクタ・エミッタ間が介挿さ
れ、かつこのコレクタ・エミッタ間の電圧の分圧電圧が
ベースに印加されたバイアス発生用のトランジスタと、
コレクタか前記第1.第2のパワートランジスタのどち
らか一方のパワートランジスタのコレクタに接続されエ
ミッタが抵抗を介して出力端子に接続されかつベースニ
前記一方のパワートランジスタのエミッタ出力が印加さ
れたコレクタ損失検出用のトランジスタとを設け、この
コレクタ損失検出用のトランジスタと前記バイアス発生
用のトランジスタとを熱結合したものであるから、前記
コレクタ損失検出用のトランジスタとして小型のトラン
ジスタを用いれば、パワートランジスタのジャンクショ
ン湿度の変化が殆んど遅れを伴なうことなく同コレクタ
損失検出用のケース湿度変化として現われ、この温度変
化をバイアス発生用のトランジスタに伝達することがで
きる。
またこの場合、前記コレクタ損失検出用のトランジスタ
とバイアス発生用のトランジスタとを特にデュアルトラ
ンジスタで構成すれば、パワートランジスタのジャンク
ション湿度変化を即座にバイアス発生用トランジスタの
ジャンクションに伝達することができる。
したがって、この発明によれば、パワートランジスタの
コレクタ損失が大きく変化しても、このパワートランジ
スタに対する温度補償を適確になし得る効果が得られる
。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電力増幅器の一例を示す回路図、第2図
はこの発明の一実施例を示す回路図である。 14.18・・−・・・抵抗、Q13・・・・・・第1
のパワートランジスタ、Q16・・・・・・第2のパワ
ートランジスタ、Q1□・・・・・・バイアス発生用の
トランジスタ、Q、9・・・・・・コレクタ損失検出用
のトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1、M2のパワートランジスタの各エミッタが各
    々抵抗を介して出力端子に接続されたプッシュプル出力
    段にバイアスを与えるための電力増幅器におけるバイア
    ス回路において、前記第、■。 第2のパワートランジスタの両ベース間にコレクタ・エ
    ミッタ間が介挿されかつこのコレクタ・エミッタ間に発
    生する電圧の分圧電圧がベースに印加されたバイアス発
    生用のトランジスタと、コレクタが前記第1、第2のパ
    ワートランジスタのうちのいずれか一方のパワートラン
    ジスタのコレクタに接続されエミッタが抵抗−を介して
    前記出力端子に接続されると共にベースには前記一方の
    パワートランジスタのエミッタ出力が印加されたコレク
    タ損失検出用のトランジスタとを設け、このコレクタ損
    失検出用のトランジスタと前記バイアス発生用のトラン
    ジスタとを熱結合して構成したことを特徴とする電力増
    幅器におけるバイアス回路。
JP53141487A 1978-11-16 1978-11-16 電力増幅器におけるバイアス回路 Expired JPS5927488B2 (ja)

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