JPS60214108A - バイアス回路における温度補償方式 - Google Patents
バイアス回路における温度補償方式Info
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- JPS60214108A JPS60214108A JP59070347A JP7034784A JPS60214108A JP S60214108 A JPS60214108 A JP S60214108A JP 59070347 A JP59070347 A JP 59070347A JP 7034784 A JP7034784 A JP 7034784A JP S60214108 A JPS60214108 A JP S60214108A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトランジスタを用いた電力増幅器の温度による
動作点の変化を補償するための温度補償方式に関する。
動作点の変化を補償するための温度補償方式に関する。
従来、トランジスタを用いるために温度によって動作点
が変化することに着目し、それを補償する温度補償回路
を組み込んだ増幅器が広く普及し、特にオーディオ用電
力増幅器として使用されてきている。また、一方におい
て、この種の増幅器は単一周波数の正弦波を供給するこ
とにより正弦波出力電源装置としても使用されている。
が変化することに着目し、それを補償する温度補償回路
を組み込んだ増幅器が広く普及し、特にオーディオ用電
力増幅器として使用されてきている。また、一方におい
て、この種の増幅器は単一周波数の正弦波を供給するこ
とにより正弦波出力電源装置としても使用されている。
これらの増幅器を構成するトランジスタは、通常、コレ
クタ電流（ＩＣ）対ベース−エミッタ間電圧（Ｖ ＢＥ
）特性が非直線性を示す。
クタ電流（ＩＣ）対ベース−エミッタ間電圧（Ｖ ＢＥ
）特性が非直線性を示す。
この結果、この非直線性によって出力に波形歪が発生す
るのでトランジスタのベース−エミッタ間にバイアス電
圧を与えて直線領域を使用し波形歪の弊害を少くしてい
る。
るのでトランジスタのベース−エミッタ間にバイアス電
圧を与えて直線領域を使用し波形歪の弊害を少くしてい
る。
しかし、このベース〜エミッタ間電圧ＶＢＥは負の温度
依存性を有するために、自己発熱または周囲温度の変化
により動作点が変動し、極端な場合には熱暴走を起こす
處れがある。このため、何らかの方法により温度補償を
施さなければならない。
依存性を有するために、自己発熱または周囲温度の変化
により動作点が変動し、極端な場合には熱暴走を起こす
處れがある。このため、何らかの方法により温度補償を
施さなければならない。
第１図にこのように温度補償を行なう従来技術に係る回
路の実施例を示す。図に示すように従来技術においては
入カドランスＴ１、出カドランスＴ２、トランジスタＱ
１およびトランジスタΩ２によりプッシュプル型増幅器
を構成している。
路の実施例を示す。図に示すように従来技術においては
入カドランスＴ１、出カドランスＴ２、トランジスタＱ
１およびトランジスタΩ２によりプッシュプル型増幅器
を構成している。
この場合、トランジスタＱ１、Ｑ２のバイアス電圧は抵
抗Ｒ１乃至Ｒ３によって与えられている。すなわち、電
源電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３によって適当な電圧に
分圧し、入カドランスＴＩの二次巻線の中点へ印加して
トランジスタＱ１、Ｑ２のバイアス電圧としている。
抗Ｒ１乃至Ｒ３によって与えられている。すなわち、電
源電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３によって適当な電圧に
分圧し、入カドランスＴＩの二次巻線の中点へ印加して
トランジスタＱ１、Ｑ２のバイアス電圧としている。
この場合、抵抗Ｒ３はサーミスタ等の負性抵抗素子から
なる。従って、周囲温度によって内部抵抗が変化するそ
の性質を利用してトランジスタロ１、Ｑ２またはこれら
の周囲温度の変動を検知して抵抗Ｒ１乃至Ｒ３よりなる
バイアス回路の分圧比を変化させバイアス電圧を補償し
ている。
なる。従って、周囲温度によって内部抵抗が変化するそ
の性質を利用してトランジスタロ１、Ｑ２またはこれら
の周囲温度の変動を検知して抵抗Ｒ１乃至Ｒ３よりなる
バイアス回路の分圧比を変化させバイアス電圧を補償し
ている。
そこで、このような回路構成において、これらサーミス
タＲ３等の素子は非直線性の特性を有している。このた
め、実際上はＲ２の如き並列抵抗やＲ３に対しＲ４の如
き直列抵抗を挿入して近似的な直線性を得てその直線部
分を利用して動作させているのが一般的である。然しな
から、このような構成では直線性部分も限られているた
めに広範囲な温度変動に対しては完全な温度補償は不可
能となる。この結果、この不完全な温度補償のために最
適なバイアス電圧が得られず、結局、出力波形の歪の増
大となって現れる。また、出力電圧のピーク値または平
均値を検出して出力電圧の安定化を計る正弦波出力電源
装置にあっては、単に出力波形歪の増大だけでなく出力
波形歪の変動によって検出誤差を生じ、出力電圧が変化
してしまう欠点があった。
タＲ３等の素子は非直線性の特性を有している。このた
め、実際上はＲ２の如き並列抵抗やＲ３に対しＲ４の如
き直列抵抗を挿入して近似的な直線性を得てその直線部
分を利用して動作させているのが一般的である。然しな
から、このような構成では直線性部分も限られているた
めに広範囲な温度変動に対しては完全な温度補償は不可
能となる。この結果、この不完全な温度補償のために最
適なバイアス電圧が得られず、結局、出力波形の歪の増
大となって現れる。また、出力電圧のピーク値または平
均値を検出して出力電圧の安定化を計る正弦波出力電源
装置にあっては、単に出力波形歪の増大だけでなく出力
波形歪の変動によって検出誤差を生じ、出力電圧が変化
してしまう欠点があった。
これらの欠点を解消するためのバイアス回路として温度
検知素子に被補償トランジスタと同様の温度特性を持つ
ダイオードやトランジスタの接合部における順方向電圧
降下を利用したものがある。
検知素子に被補償トランジスタと同様の温度特性を持つ
ダイオードやトランジスタの接合部における順方向電圧
降下を利用したものがある。
すなわち、一般にトランジスタのベース〜エミソク間電
圧ＶＢＥはジャンクション温度に対し一２ｍＶ／”ｃ程
度の負性特性を有しており、この特性は略直線的に変化
する。一方、温度検出素子としてのダイオードの順方向
電圧ＶＦあるいはトランジスタのベース〜エミック間電
圧ＶＢＥ等は−２〜−３ｍＶ／”Ｃの温度特性を有し、
略直線的に変化するものの被補償トランジスタが必要と
するバイアス電圧特性とは一致しない。この外、被補償
トランジスタと温度検知素子の内部損失や放熱量の相違
等による各素子内部の温度変化が同一でないこと等によ
り、このバイアス回路では温度補償がしきれない部分が
あった。
圧ＶＢＥはジャンクション温度に対し一２ｍＶ／”ｃ程
度の負性特性を有しており、この特性は略直線的に変化
する。一方、温度検出素子としてのダイオードの順方向
電圧ＶＦあるいはトランジスタのベース〜エミック間電
圧ＶＢＥ等は−２〜−３ｍＶ／”Ｃの温度特性を有し、
略直線的に変化するものの被補償トランジスタが必要と
するバイアス電圧特性とは一致しない。この外、被補償
トランジスタと温度検知素子の内部損失や放熱量の相違
等による各素子内部の温度変化が同一でないこと等によ
り、このバイアス回路では温度補償がしきれない部分が
あった。
本発明はこれらの欠点を除去するためになされたもので
あり、バイアス回路の温度特性を被補償トランジスタの
温度特性と一致させてトランジスタの動作点の変動によ
る波形歪の変動を防止しようとすることを目的とするも
のである。
あり、バイアス回路の温度特性を被補償トランジスタの
温度特性と一致させてトランジスタの動作点の変動によ
る波形歪の変動を防止しようとすることを目的とするも
のである。
前記の目的を達成するために、本発明は電力増幅回路を
構成するトランジスタまたはトランジスタの周囲の温度
を検出してトランジスタの動作点を補償するバイアス回
路において、温度検出素子としてダイオードの順方向電
圧ＶＦまたはトランジスタのベース−エミッタ間電圧■
ＢＥの温度特性を利用し、前記順方向電圧ＶＦまたはベ
ース−エミッタ間電圧ＶＢＨの直流電圧降下分の所定量
を打ち消すことにより順方向電圧ＶＦまたはベース−エ
ミッタ間電圧ＶＢＨの温度変化分と直流電圧降下分の少
なくともその一部を取り出してこれを増幅することによ
り直線的且つ所定の温度傾斜の電圧が得られるようにす
ることを特徴とする。
構成するトランジスタまたはトランジスタの周囲の温度
を検出してトランジスタの動作点を補償するバイアス回
路において、温度検出素子としてダイオードの順方向電
圧ＶＦまたはトランジスタのベース−エミッタ間電圧■
ＢＥの温度特性を利用し、前記順方向電圧ＶＦまたはベ
ース−エミッタ間電圧ＶＢＨの直流電圧降下分の所定量
を打ち消すことにより順方向電圧ＶＦまたはベース−エ
ミッタ間電圧ＶＢＨの温度変化分と直流電圧降下分の少
なくともその一部を取り出してこれを増幅することによ
り直線的且つ所定の温度傾斜の電圧が得られるようにす
ることを特徴とする。
次に、本発明に係るバイアス回路の温度補償方式につい
て好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。なお、図中、第１図と同一の参照符号
は同一の構成要素を示すものとする。
て好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。なお、図中、第１図と同一の参照符号
は同一の構成要素を示すものとする。
第２図において、参照符号１は定電流源を示し、この定
電流源１の出力側はダイオード等からなる温度検知素子
２と演算増幅器３に接続されている。温度検知素子２の
出力側は可変抵抗器ＲＩＯに接続し、この可変抵抗器Ｒ
ＩＯはバイアス電圧用電源に接続されている。可変抵抗
器Ｒ２０は前記演算増幅器３の一方の入力端子に接続し
、この演算増幅器３と前記可変抵抗器Ｒ２０とにより可
変増幅器が構成される。この可変増幅器の出力側は第１
図に示すトランジスタ増幅器のバイアス回路に接続して
おく。
電流源１の出力側はダイオード等からなる温度検知素子
２と演算増幅器３に接続されている。温度検知素子２の
出力側は可変抵抗器ＲＩＯに接続し、この可変抵抗器Ｒ
ＩＯはバイアス電圧用電源に接続されている。可変抵抗
器Ｒ２０は前記演算増幅器３の一方の入力端子に接続し
、この演算増幅器３と前記可変抵抗器Ｒ２０とにより可
変増幅器が構成される。この可変増幅器の出力側は第１
図に示すトランジスタ増幅器のバイアス回路に接続して
おく。
以上のような回路構成において、温度検出素子２には定
電流源１より所定の電流が通電され、可変抵抗ＲＩＯは
バイアス電圧−ＶＢを分圧して前記温度検出素子２に印
加する。一方、演算増幅器３の出力信号は抵抗Ｒ１、Ｒ
２により分圧されて増幅器のベース回路に与えられる。
電流源１より所定の電流が通電され、可変抵抗ＲＩＯは
バイアス電圧−ＶＢを分圧して前記温度検出素子２に印
加する。一方、演算増幅器３の出力信号は抵抗Ｒ１、Ｒ
２により分圧されて増幅器のベース回路に与えられる。
次に本発明の動作を第３図を参照して説明する。
温度検知素子２としてのダイオード等における順方向電
圧降下ＶＦは第３図に示すように被補償トランジスタＱ
１、Ｑ２のベース〜エミンタ間電圧ＶＢＨに対し、ｔ’
ｃのときその大きさが異なっている。また、図において
温度に応じて傾斜（θ）する程度、すなわち、温度特性
も異なっている。
圧降下ＶＦは第３図に示すように被補償トランジスタＱ
１、Ｑ２のベース〜エミンタ間電圧ＶＢＨに対し、ｔ’
ｃのときその大きさが異なっている。また、図において
温度に応じて傾斜（θ）する程度、すなわち、温度特性
も異なっている。
このため、まず、順方向電圧降下ＶＦＯ中、温度によっ
て変化しない直流電圧降下分を可変抵抗器ＲＩＯ−によ
って所定量、例えば、ＶＲだけ差し引くと電圧信号ＶＦ
’ ＝ ＶＦ −ＶＲが演算増幅器３０入力端子に与え
られる。次に、この信号電圧ｖｐ’の温度傾斜特性を被
補償トランジスタのベース−エミッタ間電圧ＶＢＨの温
度傾斜特性と一致させるために可変抵抗器Ｒ２０を調整
する。これにより増幅率Ｋが変化し、演算増幅器３はＶ
ＢＨの傾斜と等しい電圧特性ＫＶＦ’を発生させる。そ
して、このＫＶＦ”を抵抗Ｒ１およびＲ２により適当に
分圧すれば、被補償トランジスタのベース〜エミフタ間
電圧ＶＢＨと同じ温度特性の電圧が得られることになる
。
て変化しない直流電圧降下分を可変抵抗器ＲＩＯ−によ
って所定量、例えば、ＶＲだけ差し引くと電圧信号ＶＦ
’ ＝ ＶＦ −ＶＲが演算増幅器３０入力端子に与え
られる。次に、この信号電圧ｖｐ’の温度傾斜特性を被
補償トランジスタのベース−エミッタ間電圧ＶＢＨの温
度傾斜特性と一致させるために可変抵抗器Ｒ２０を調整
する。これにより増幅率Ｋが変化し、演算増幅器３はＶ
ＢＨの傾斜と等しい電圧特性ＫＶＦ’を発生させる。そ
して、このＫＶＦ”を抵抗Ｒ１およびＲ２により適当に
分圧すれば、被補償トランジスタのベース〜エミフタ間
電圧ＶＢＨと同じ温度特性の電圧が得られることになる
。
結局、ＲＩＯおよびＲ２０の相互の調整によって所望の
負の温度特性を有する出力電圧が確保できる。
負の温度特性を有する出力電圧が確保できる。
なお、出力電圧の変化率をさらに大きくするためには温
度検出素子２を複数個直列に接続することも可能である
。また、第２図では演算増幅器を非反転型として使用し
たが、各素子の極性を逆にして反転型演算増幅器として
使用しても同様の効果が得られる。
度検出素子２を複数個直列に接続することも可能である
。また、第２図では演算増幅器を非反転型として使用し
たが、各素子の極性を逆にして反転型演算増幅器として
使用しても同様の効果が得られる。
なお、前記実施例では負の温度特性を有する場合につい
て説明しているが、同様の方法により正の温度特性の電
圧を得ることも可能であることは勿論である。
て説明しているが、同様の方法により正の温度特性の電
圧を得ることも可能であることは勿論である。
以上説明したように周囲温度に対応した任意の温度特性
が得られるので温度による影響を補償できる。しかも、
トランジスタの品種によるＶＢＨの温度特性のばらつき
や被補償トランジスタと温度検出用ダイオード等の設置
場所が異なる場合にもこの方式によれば容易に補償する
ことが可能となる。従って、出力の波形歪の少ない電力
増幅器が提供できる。このため電圧安定度が厳しく要求
され、また、広範囲な温度環境下で使用される精密度の
極めて高い正弦波出力電源装置が得られる。
が得られるので温度による影響を補償できる。しかも、
トランジスタの品種によるＶＢＨの温度特性のばらつき
や被補償トランジスタと温度検出用ダイオード等の設置
場所が異なる場合にもこの方式によれば容易に補償する
ことが可能となる。従って、出力の波形歪の少ない電力
増幅器が提供できる。このため電圧安定度が厳しく要求
され、また、広範囲な温度環境下で使用される精密度の
極めて高い正弦波出力電源装置が得られる。
以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々のま良ならびに設
計の変更が可能であることは勿論である。
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々のま良ならびに設
計の変更が可能であることは勿論である。
第１図は、従来技術に係るバイアス回路、第２図は、本
発明に係るバイアス回路、第３図は、温度補償の方法を
説明するグラフである。 ｌ・・定電流源 ２・・温度検出素子 ３・・演算増幅器 特許出願人 長野日本無線株式会社 手続補正書（帥 １．事件の表示 昭和５９年特許願第７０３４７号 ２、発明の名称 バイアス回路における温度補償方式 ３、？ｉｌｉ正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 長野県長野市大字鶴賀西鶴賀町１４６３番地名
称 長野日本無線株式会社 （化１名）４、代理人 ５、補正命令の日付 自発 特願昭５９−７０３４７号 補 正 書 １、明細書第３頁１１行めの ［・・抵抗Ｒ１乃至Ｒ３によって・・」を「・・抵抗Ｒ
１乃至Ｒ４によって・・」と補正します。 ２、 明細書第３頁１２行めの 「・・抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３に・・・」を「・・抵抗
Ｒ１、Ｒ３及びＲ４に・・」と補正します。 特許出願人 長野日本無線株式会社 手続補正書（自り 昭和５９年 ７月齢 需庁長官志賀学殿 １、１９牛の耘 昭和５９年帽犠第７０３４７号 ２、発明の名称 バイアス回路における温度補償方式 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 長野県長野市大字鶴賀西鶴賀町１４６３番地名
称 長野日本無線株式会社 （他１名）４、代理人 特願昭５９−７０３４７号 補 正 書 １、明細書第３頁１２行めの 「・・抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３に・・・」を「・・抵抗
Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３及びＲ４に・・」と補正します。 特許出願人 長野日本無線株式会社 同 上 株式会社 東京計器
発明に係るバイアス回路、第３図は、温度補償の方法を
説明するグラフである。 ｌ・・定電流源 ２・・温度検出素子 ３・・演算増幅器 特許出願人 長野日本無線株式会社 手続補正書（帥 １．事件の表示 昭和５９年特許願第７０３４７号 ２、発明の名称 バイアス回路における温度補償方式 ３、？ｉｌｉ正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 長野県長野市大字鶴賀西鶴賀町１４６３番地名
称 長野日本無線株式会社 （化１名）４、代理人 ５、補正命令の日付 自発 特願昭５９−７０３４７号 補 正 書 １、明細書第３頁１１行めの ［・・抵抗Ｒ１乃至Ｒ３によって・・」を「・・抵抗Ｒ
１乃至Ｒ４によって・・」と補正します。 ２、 明細書第３頁１２行めの 「・・抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３に・・・」を「・・抵抗
Ｒ１、Ｒ３及びＲ４に・・」と補正します。 特許出願人 長野日本無線株式会社 手続補正書（自り 昭和５９年 ７月齢 需庁長官志賀学殿 １、１９牛の耘 昭和５９年帽犠第７０３４７号 ２、発明の名称 バイアス回路における温度補償方式 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 長野県長野市大字鶴賀西鶴賀町１４６３番地名
称 長野日本無線株式会社 （他１名）４、代理人 特願昭５９−７０３４７号 補 正 書 １、明細書第３頁１２行めの 「・・抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３に・・・」を「・・抵抗
Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３及びＲ４に・・」と補正します。 特許出願人 長野日本無線株式会社 同 上 株式会社 東京計器
Claims (1)
- （１）電力増幅回路を構成するトランジスタまたはトラ
ンジスタの周囲の温度を検出してトランジスタの動作点
を補償するバイアス回路において、温度検出素子として
ダイオードの順方向電圧ＶＦまたはトランジスタのベー
ス〜エミッタ間電圧ＶＢＥの温度特性を利用し、前記順
方向電圧ＶＦまたはヘース〜エミッタ間電圧ＶＢＨの直
流電圧降下分の所定量を打ち消すことにより順方向電圧
ＶＦまたはヘース〜エミッタ間電圧ＶＢＨの温度変化分
と直流電圧降下分の少な（ともその一部を取り出してこ
れを増幅し、直線的且つ所定の温度傾斜の電圧が得られ
るようにしたことを特徴とするバイアス回路における温
度補償方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070347A JPS60214108A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | バイアス回路における温度補償方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59070347A JPS60214108A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | バイアス回路における温度補償方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60214108A true JPS60214108A (ja) | 1985-10-26 |
Family
ID=13428799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59070347A Pending JPS60214108A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | バイアス回路における温度補償方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60214108A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203511U (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-25 | ||
| US5654672A (en) * | 1996-04-01 | 1997-08-05 | Honeywell Inc. | Precision bias circuit for a class AB amplifier |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036141A (ja) * | 1973-08-01 | 1975-04-05 |
-
1984
- 1984-04-09 JP JP59070347A patent/JPS60214108A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5036141A (ja) * | 1973-08-01 | 1975-04-05 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203511U (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-25 | ||
| US5654672A (en) * | 1996-04-01 | 1997-08-05 | Honeywell Inc. | Precision bias circuit for a class AB amplifier |
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