JPS6046106A - 増幅器のバイアス制御回路 - Google Patents

増幅器のバイアス制御回路

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JPS6046106A
JPS6046106A JP58153670A JP15367083A JPS6046106A JP S6046106 A JPS6046106 A JP S6046106A JP 58153670 A JP58153670 A JP 58153670A JP 15367083 A JP15367083 A JP 15367083A JP S6046106 A JPS6046106 A JP S6046106A
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Toshihiko Kino
崎野 利彦
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプッシュプル電力増幅器のバイアス制御回路に
関する。
従来、AB級及びB級ブツシュプル電力増幅器では、出
力段トランジスタのクロスオーバー歪を避けるためのア
イドリング電流は、1対の駆動段トランジスタのベース
間の電圧を調整することによって設定されていた。
このような従来のプッシュプル電力増幅器の構成例につ
いて、第1図を参照しながら説明する。
第1図において、+21はpnp型の前駆動段トランジ
スタであって、入力信号端子(11がそのベースに接続
される。トランジスタ(2)のエミッタが第1(7)、
E電源端子(3)に接続され、そのコレクタがバイアス
調整用半固定抵抗器(5)、同一方向に直列接続された
複数のダイオード(6)及び定電流源(7)の直列回路
を通じて第1の負電源端子(4)に接続され′ζいる。
複数のダイオード(6)全体の順方向電圧降下及び半固
定抵抗器(5)の電圧降下の総和がバイアス用電圧とし
て、駆動段のnpn型トランジスタ(8)及びpnp型
トランジスタ(9)の各ベース間に供給される。駆動段
の両トランジスタ(8)及び(9)には、それぞれ同じ
導電型の出力トランジスタO1及びC11)がダーリン
トン接続されており、第2の止負の電源端子(12)及
び(13)がnpn型トランジスタ(8)及びill並
びにpnp型トランジスタ(9)及び(11)の各コレ
クタにそれぞれ接続されると共に、出力トランジスタ(
10)及び(11)の各エミッタにはそれぞれエミッタ
11(抗器(14)及び(15)が接続され、両抵抗器
(14)及び(15)の接続中点より出力端子(16)
が導出され、これに負荷11(抗器(17)が接続され
てmlンゾリメンタリ・プッシュプル電力増幅器が構成
される。
上述のような電力増幅器では、複数のダイオ−F 16
1は両出力I・ランジスタOl及び(11)と熱的に結
合し′(、バイアス電流の温度補償が行なわれているが
、個別のトランジスタ及びダイオード等で構成された電
力増幅器の場合、完全な熱結合状態を実現することは困
難であった。その結果、電力増幅器の電源投入から出力
トランジスタのアイドリング電流が所定値に到達するま
でに長時間を要したり、電力増幅器の出力の変化に伴っ
て、出力トランジスタの温度が変化し、そのアイドリン
グ電流が変動するという欠Ijλがあった。
本発明は、か\る点に鑑み、熱結合によるごとなく出力
トランジスタのアイドリング電流の変動を除去すること
のできるバイアス制御回路を提供することを目的とする
。
以下、第2し1及び第3図を参照しながら、本発明によ
る増幅器のバイアス制御回路の一実施例について説明し
よう。この第2図において、第1図に対応する部分には
同一の符号を付して重複説明を省略する。
第2図においζ、(18)はアイ1′リング電流検知回
路をボし、このアイドリング電流検知回路(18)は電
力増幅器の出力トランジスタgol )1び(11)の
各エミッタにそれぞれ接続された検知増幅器(19)及
び(20)から構成され、両川幅器(19)及び(20
)の各出力端子は選択回路としてノオア回II(23)
を構成するnpn )ランジスタ(24)及び(25)
の各ベースに接続される。オア回路(23)の出力はピ
ークホールド回路P Hのnpn )ランジスタ(27
)のベースに供給される。
(30)は比較回路を示し、この比較器17N(30)
は比較器(31)並びに正負の浮動電源端子(32)及
び(33)間に接続された抵抗分圧器から成り、この分
圧器によって設定される基準電IEとピークホールド回
路pHの出力とを比較する。なお、両電飾端子(32)
及び(33)と電力増幅器の出力端子(I6)との間は
それぞれ大容擬のコンデンサ(34)及び(35)によ
っ′ζ接続される。(39)はバイアス電圧(1(給回
路をポし、このバイアス電圧供給回路(39)は比較回
路(30)の出力の位相を分割するpnpl・ランジス
タ(4(+)、並びにトランジスタ(40)のエミッタ
側及びコレクタ側にそれぞれ接続されたpnp&びnp
n l・ランジスタ(43)及び(44)を含め、トラ
ンジスタ(43)及び(44)の省ごlレクタがそれぞ
れ電力増幅器の駆動トランジスタ(8)及び(9)のベ
ースに接続されている。
なお、第2図において無符号の11(抗器は個別の回路
の動作点設定、もしくは個別回路間のインピーダンス整
合に用いられる。
次に本例の史に詳細な説明を動作と共に説明する。電力
増幅器に上弦波信号が入力されると、出力トランジスタ
(10)及び(11)には正及び負の半サイクル毎にそ
れぞれコレクタ電流i+o及び111が流れ、両エミッ
タ抵抗器(14)及び(15)には、その抵抗値をRI
!とじて、それぞれ第3図へに小すような正の半サイク
ルの電圧0x4=i+oRε及び負の半サイクルの電1
’E Q ts = i 、IR工が生ずる。
電圧e14は検知増幅器(19)の非反転入力端子(1
9a)に供給される。この増幅器(19)は利得Aが高
く、また後述するようにツェナーダイオード(21)に
よる振幅制限を行なっζいるので、増幅器(19)の出
力電圧e19は、第3図Bに示すように、半サイクル毎
のlト−の台形波となる。
一方、電圧(+15は検知増幅器(20)の反転入力端
子(2(lb)にイバ給される。この増幅器(20)は
増幅器(19)と間様に振幅制限を行なっζおり、負帰
還ループの半固定抵抗器(20s)にJ−って、増幅器
(19)と同一の利得を有する様に設定されている。従
って、増幅器(20)の出力電圧c2oは、第3図Bの
負の台形波を反転した、第3図Bに破線で示すような、
半サイクルの正の台形波となる。
こ\で、入力正弦波信号が正から負に変る零クロス点1
.の近傍で両検知増1陥器(19)及び(20)の入力
及び出力について第3図Cを参照しながら説明°4−る
。
電力119幅器の出力1−ランジスタ(1G)の二ルク
タ電流1+oは(1〕を過ぎた時点taに至っζ漸く遮
断され、トランジスタ(11)のコレクタ電流111は
L oより前の時111口」、から流れ始めている。そ
して(0時」j、(におい(は、両コレクタ電流の(i
ki+o。
とiuo絹絶え1値が等しく方向が逆であるので、負(
ij l’lL;抗器(17)には出力電流は流れない
。即ら、to時r:、tにおける出力トランジスタのコ
レクタ電流i+oo及び]11oがアイドリング電流で
ある。
f&っζ、両エミッタ11(抗器(14)及び(15)
に生ずイ1電圧014及びGIGは第3図Cにおいてそ
れぞれ実線で不したよらに変化し、負荷111i抗器(
17)には、同しく1点鎖線ごホしたような、出力電圧
0ム7が生ずる。そしζ、to時点における両検知増q
v、+ xh < 19)及び(20)の入力端子の値
(3140及び0150は出力トランジスタのアイドリ
ング電流に対応する。
時dot L oの31丁傍におりる111 If e
 14及びe15は低レベルであるから、共に両検知増
幅器(19)及び(20)において振II制限されるこ
となく直線的に増幅され、電圧et5のみが反転される
ので、1増幅器(19)及び(20)の出力は、第3図
Cにおいて実線で示した曲線014及び破線でボした曲
線Tτに夫々相似となる。
上述のような両検知増幅器(19)及び(20)の出力
電圧がオア回路(23)を構成する並列接続されたトラ
ンジスタ(24)及び(25)にそれぞれイハ給される
と、両トランジスタのエミッタ電圧は、両川幅器(19
)及び(20)の出力のうち、低レベルの方に追従し、
第3図Cから明らかなように、時点toにおいて最大と
なる。トランジスタ(27)、抵抗器(28)及びコン
デンサ(29)から構成されるピークホールド回路P 
Rはこの最大のエミッタ電圧レベルをホールトするが、
前述のように、時点toにおける両検知増幅器(19)
及び(20)の入力電圧、従って出力電圧は出力1−ラ
ンジスタ(1θ)及び(11)のアイドリング電流に対
応しているので、ピークホールド回路P Hのホールド
電1Fも当然アイドリング電流に対応する。なおピーク
ホールド回1181) i(の時γ【−敗は電力増幅器
の低域遮断周波数に比べて充分大きく設定される。
アイドリング電流に対応するピークホールド電圧02?
は比較器(31)の非反転入力端子(31a )に供給
される。一方、11−1負の浮動電源端子(32)及び
(33)間に直接接続された抵抗器(36) 、可変1
1(抗器(37)及び+lU抗器(38)から成る抵抗
器ロー器が接続され、この可変抵抗器(37)から基準
電HE V rが比較器の反転入力端子(31h)に供
給され°ζ、ピークホールド電圧027と比較され、o
 27 > V rの場合は比較器(31)の出力電圧
631が高くなり、02? < V rの場合はe3i
が低くなる。
比較器(31)の出力電圧031はl・ランジスタ(4
0)に供給されるが、電圧e31が高くなるとトランジ
スタ(40)の二ルクタ電fltl + 411が小さ
くなる。従って、両1−ランジスタ(43)及び(44
)の駆動レベルが(l1m ’l’ して、トランジス
タ(43)及び(44)のルクタ電流が小さくなり、両
トランジスタ(43) 、(44)のコレクタ間に直列
接続された抵抗器(45)及び(46)に生ずるバイア
ス電圧VI、も小さくなる。このバイアス電圧■しは電
力増幅器の駆動トランジスタ(8)及び(9)の両ヘー
ス間に供給されて、出力トランジスタ(10)及び(1
1)のアイドリング電流1100及びi+’+oが小さ
くなるように制御する。
比較器(31)の出力電IEが低くなると、バイアス電
圧供給回路(39)ばれ述と全く逆に作用して、トラン
ジスタ00)及び(11)のアイドリング電流が大きく
なるように制御する。
なお、(47)は電力増幅器の歪を補償するための前置
増幅器であって、この前置増幅器(47)の出力は抵抗
器(45)及び(46) 111iびにコンデンサ(4
8)及び(49)を介して両駆動トランジスタ(8)及
び(9)の各ベースに供給される。
電力増幅器の出力トランジスタ00)及び(11)の両
エミッタ間の電圧を検知してバイアス電流を制御する場
合、交流入力信号に対する両エミッタ間の電圧は両波整
流様波形を呈し、その最小値はアイドリング電流に対応
する。一方、直流入力信号に対する両エミッタ間の電圧
はオン状態の出力1・0 ランジスタのコレクタ電流に(&存するので、アイドリ
ング電流を検知することができない。
本発明によれば、出力トランジスタの各エミッタ電流を
個別に検知し、そのうちの小さい方に追itするように
したので、交直いずれの入力信号にり・1しても、出力
1−ランジスタのアイドリング電流を確実に検知するこ
とができる。
ご−e検知増幅器(+!])及び(20)の負帰還抵抗
器に111!列に接続されたツェナーダイオード(21
)及び(22)について説明する。
検知増幅器(+’l)または(20)に過大入力が供給
された場合、増幅器が飽和し、入力レベルが所定116
以トに戻っ゛(も、増幅器がIE常な動作に戻るまでに
は或程度の回復時間が必要である。従って過大入力の供
給直後には、検出増幅器の出力は正常でなく、この検出
増幅器の正常でない出力に基くハイγス1lil制御回
路の動作も当然IF常ではなくなる。
増幅器の飽和を防ぐために、2 (1&1のダイオード
を11.に逆極性に111列接続した撮幅制限器が一般
に使用されるが、ダイオードの順方向辺1・の入力レベ
ルに対しては効果がなく、増幅器の利得が商い場合はや
はり飽和するにキる。
第2図に示したような検知増幅器(19) 、(20)
の利得をA、人力電化をVi、出力電圧をVo、ツェナ
ーダイオードのツェナー電圧をVzとすれば、第4図に
示すように、入力端子ViがVz/(1−A)≦Vi≦
Vz/(AI)の範囲内にあれば、入力端子は直線的に
増幅され、それを越える範囲では、出力電圧はA・Vz
/(A−1)もしくはA−Vz/(1−A)の一定値に
制限される。
第2図に示した回路におて、出力1−ランジスタの アイドリング電流 0.IA 最大ピーク電流 7A (100W/4Ω)エミッタ抵
抗 0.2Ω とすれば、検知増幅器の人力レベルは20mV−1,4
Vになる。検知増幅器の利(47を4(ltH3、飽和
出力レベル6Vとずれば、ツェナーダイオードが接続さ
れない場合は、Ei (l m V以上の入力があれば
検知増幅器は飽和する。ツェナー電圧4v程度のグイオ
ートを接続することによって、40mV程度を越える入
力に対し′で、検知増幅器の出力を4v程度で非飽Il
+状態に保つことができる。
以I−詳述のように、本発明によれば、出力トランジス
タの°rイ1゛リング電流の変動を除去することができ
る。また、熱結合によらないで所期の目的を達成できる
のでトランジスタ等の配置関係に関する制約がなくなる
。
【図面の簡単な説明】
第1 Iffは従来のプッシュプル電力増幅器の構成例
をボず結線図、第2図は本発明による増幅器のバイアス
1liJ整回路の一実施例を不ず結線図、第3図及び第
4図(Jそれぞれ第2図に示した回路の説明に供する線
図である。 (1@及び(11)は出力トランジスタ、(19)及び
(2(+)は検知増IV、i器、(23)は選択回路(
オア回1#l) 、P Tlはピークボールド回路、(
31)は比較器である。 3 30− 2 第3 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. プッシュプル電力増幅器を構成する第1及び第2の出力
    トランジスタのそれぞれのエミッタ電流を検知する第1
    及び第2の電流検知手段と、該第1及び第2の電流検知
    手段の出力のうち小さい方に追従する選択回路と、該選
    択回路のピーク出力をホールドするピークホールド回路
    と、該ピークホールド回路のホールド値に応じて上記第
    1及び第2の出力トランジスタのベースバイアスを設定
    するバイアス設定手段とから成ることを特徴とする増幅
    器のバイアス制御回路。
JP58153670A 1983-08-23 1983-08-23 増幅器のバイアス制御回路 Granted JPS6046106A (ja)

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JPH0347769B2 JPH0347769B2 (ja) 1991-07-22

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017519437A (ja) * 2014-07-03 2017-07-13 バング アンド オルフセン アクティーゼルスカブ バイアス制御を備えたab級増幅器
JP2019104001A (ja) * 2018-11-02 2019-06-27 株式会社塩 ノズル、ノズルモジュール及びこれを備える工作機械

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