JPH04345307A - 増幅器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、増幅器に関し、詳し
くは、駆動電圧の波形を歪ませることなく、低インピー
ダンスの負荷をも駆動することが可能なパワーアンプに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来のパワーアンプの後半部の
回路図である。この例の回路は、２〜８Ωのインピーダ
ンスを持つスピーカを駆動する時に、よく用いられるも
のであって、前段の増幅回路（図示せず）、後段の増幅
回路１、アイドル電流調整回路２、電源側出力段回路８
、接地側出力段トランジスタＱ４　、ブートストラップ
回路（そのコンデンサＣ１　）等からなる。電源側出力
段回路８は、電流ミラー回路の一部をなすトランジスタ
Ｑ１　と、ベースがトランジスタＱ１　のコレクタによ
りドライブされるダーリントン接続のトランジスタＱ２
　，Ｑ３　とからなる。接地側出力段回路はトランジス
タＱ４　のみである。ブートストラップ回路は、ブート
ストラップ用端子６と出力端子５との間に接続されたコ
ンデンサＣ１　を有し、コレクタが電源Ｖｃｃに接続さ
れているトランジスタＱ３　以外の前記の後段の増幅回
路１，アイドル電流調整回路２，電源側出力段回路８に
、ブートストラップ用端子６が接続されて、形成されて
いる。通常、コンデンサＣ１　の容量は４７〜１００μ
Ｆである。

【０００３】この例のようなブートストラップ回路を用
いれば、電源側出力段での電圧降下は、トランジスタＱ
１　，Ｑ２　での電圧降下の影響を受けずにトランジス
タＱ３　の飽和電圧のみにおさえられる。その結果、一
定電圧の電源Ｖｃｃでパワーアンプを構成する場合にお
いて、出力段トランジスタＱ３　，Ｑ４　の電圧降下の
みで、最大限の出力を得ることができる。従来は、負荷
スピーカのインピーダンスが２〜８Ωなので、このよう
な回路が用いられている。しかし、近来は、カーステレ
オ用スピーカなどにおいて複数のスピーカを並列に接続
して、インピーダンスが１Ω以下のものが採用されるよ
うになってきた。これに従来のブートストラップ回路を
用いた増幅器を適用するためには、負荷インピーダンス
の減少に応じて、コンデンサＣ１　の容量を増大させる
ことが必要である。しかし、いま以上にコンデンサの容
量を増やすことになると、サイズが大きくなる，価格が
高くなるという問題に加え、搭載されている自動車のシ
ャーシに回路が短絡する等の事故で電源Ｖｃｃの電位が
降下した時にコンデンサＣ１　の多量の電荷が放出され
て回路が破壊される危険性が生じ、信頼性が低下すると
いう問題が発生する。

【０００４】このようなことを回避して、低インピーダ
ンスの負荷のスピーカを駆動するためには、ドライブ段
及び出力段のトランジスタの電流能力を大きくして、ブ
ートストラップ回路を使用しない方法もあるが、そうす
ると、ドライブ段のトランジスタのベース，コレクタ間
容量が、おおよそ５０〜１００ｐＦと大きくなり、必要
以上にアイドル電流を増やさないと、クロスオーバー歪
みが発生し好ましくない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、低インピ
ーダンスの負荷を駆動しようとすると、より大きな容量
のコンデンサを必要とし、サイズがおおきくなる，価格
が高くなる，信頼性が下がるといった問題点が、従来の
増幅器にはある。この発明の目的は、このような従来技
術の問題点を解決するためのものであって、ブートスト
ラップ回路を用いない増幅器であっても、アイドル電流
を増やすことなく、クロスオーバー歪みの発生を抑え、
低インピーダンスの負荷を最大限に駆動することが可能
な増幅器を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
のこの発明の増幅器の構造は、入力信号を受けてこれを
増幅する前段増幅回路と、前記前段増幅回路の出力を受
けて接地側ドライブ信号と電源側ドライブ信号とを生成
する後段増幅回路と、前記接地側ドライブ信号を受けて
出力端子から接地端子への電流（又は接地端子から出力
端子への電流）を制御する接地側出力段回路と、前記電
源側ドライブ信号を受けて電源端子から出力端子への電
流（又は前記出力端子から前記電源端子への電流）を制
御する電源側出力段回路とを備え、しかも、前記電源側
出力段回路が、ベースに前記電源側ドライブ信号を受け
エミッタ（又はコレクタ）を前記電源端子に接続された
ＰＮＰ型（又はＮＰＮ型）の第１のトランジスタと、ベ
ースが第１のトランジスタのコレクタ（又はエミッタ）
に接続されコレクタ（又はエミッタ）が前記電源端子に
接続されエミッタ（又はコレクタ）が前記出力端子に接
続されたＮＰＮ型（又はＰＮＰ型）の第２のトランジス
タとからなるダーリントントランジスタ回路を有し、特
に、一端を第１のトランジスタのベースに接続され他端
を前記電源端子に接続された、第１のトランジスタのベ
ース，コレクタ間の寄生容量よりも容量の大きい、コン
デンサが設けられているものである。

【０００７】

【作用】以上のような構成によれば、第１のトランジス
タのベース，コレクタ間の寄生容量の影響を前記コンデ
ンサで打ち消すことができ、その結果、アイドル電流を
増やして電源側出力段回路のトランジスタを常時能動状
態にしておかなくても、前記第２のトランジスタがオフ
からオンに遷移すべきときに、電源側出力段回路ドライ
ブ信号を受けて第１のトランジスタが速やかにオンし、
続いて第２のトランジスタも速やかにオンする。このよ
うにして、電源側出力段回路は、クロスオーバー歪みを
発生させることなく、前記電源側ドライブ信号を受けて
電源端子から出力端子への電流（又は前記出力端子から
前記電源端子への電流）を制御し、接地側ドライブ信号
を受けて出力端子から接地端子への電流（又は接地端子
から出力端子への電流）を制御する接地側出力段回路と
協動して、負荷のスピーカ等を駆動することができる。

【０００８】以上、この発明の特徴である電源側出力段
回路の部分について詳しく述べてきたが、前記以外の、
入力端子及び出力端子、電源回路、保護回路、フィルタ
、作動増幅段等が、独立に、あるいは、この発明になる
回路部分とも互いに関連しあって、この発明の増幅器に
存在したとしても、この発明の特徴を何ら損なうもので
はない。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例について、図面を
参照して詳細に説明する。図１はこの発明の増幅器の図
２に対応する後半分の具体的な回路図である。従来例の
図２と異なるのは、ブートストラップ用端子６及びそれ
に連なるブートストラップ回路，コンデンサＣ１　が無
いことと、電源側出力段回路８がトランジスタＱ１１，
Ｑ１２とダイオードＤ１　とコンデンサＣ３　とからな
ることである。ドライブ段トランジスタＱ１１はベース
に電源側ドライブ信号Ｄをうけ、エミッタが電源Ｖｃｃ
に接続されている。出力段トランジスタＱ１２はベース
をドライブ段トランジスタＱ１１のコレクタに接続され
、コレクタが電源Ｖｃｃに接続され、エミッタが出力端
子５に接続されている。ここで、トランジスタＱ１１，
Ｑ１２には、電圧降下による損失を抑えるために、電流
能力の大きいトランジスタが用いられている。さらに、
コンデンサＣ３　は一端が電源Ｖｃｃに接続され、他端
がドライブ段トランジスタＱ１１のベースに接続されて
いる。負荷スピーカ７は、一端が出力端子５に接続され
、他端が中点電圧に接続され（図示せず）、回路図上で
は従来例と同じ記号で表記されているが、インピーダン
スが従来の２〜８Ωに限定されるものではなく、１Ω以
下のインピーダンスであってもよい。前段の増幅回路（
図示せず）、後段の増幅回路１、アイドル電流調整回路
２、接地側出力段トランジスタＱ１３等は従来と同じで
よい。

【００１０】この回路の動作を説明すると、先ず、入力
信号を前段増幅回路で増幅し前段増幅後の信号Ａを生成
する。この前段増幅後の信号Ａを後段増幅回路１に入力
して増幅すると同時に、後段増幅後の信号Ｂ及び接地側
ドライブ信号Ｃを生成する。さらに、後段増幅後の信号
Ｂを電流ミラー回路の前半部で接地側ドライブ信号Ｃに
対して逆位相の電源側ドライブ信号Ｄに変換する。接地
側ドライブ信号Ｃを受けて、トランジスタＱ１３は出力
端子５から接地端子ＧＮＤへの電流を制御する。電源側
ドライブ信号Ｄを受けて、電源側出力段回路８では、ド
ライブ段トランジスタＱ１１によりドライブされた出力
段トランジスタＱ１２が、電源端子Ｖｃｃから出力端子
５への電流を制御する。このように、出力段トランジス
タＱ１２とＱ１３が協動して、出力端子５へ向かって出
力する電流及び出力端子５から流入する電流を制御し、
負荷を駆動する。ここで、トランジスタＱ１１，Ｑ１２
には電流能力の大きいトランジスタが用いられているが
、トランジスタＱ１１のベース，コレクタ間の、容量が
約５０〜１００ｐＦもある寄生容量Ｃ２　の影響を、電
源ＶｃｃとトランジスタＱ１１のベースとに接続された
コンデンサＣ１　で打ち消しているので、アイドル電流
を増やしてトランジスタＱ１１，Ｑ１２を常時能動状態
にしておかなくても、トランジスタＱ１１，Ｑ１２は電
源側ドライブ信号Ｄの信号を受けて速やかにオンする。 なお、この実施例は出力段トランジスタＱ１２，Ｑ１３
がＮＰＮ型のトランジスタの場合に対応した構成である
が、ＮＰＮ型とＰＮＰ型とを交換して、出力段トランジ
スタがＰＮＰ型のトランジスタの場合に対応した構成で
あっても、同様である。

【００１１】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にあって
は、寄生容量Ｃ２　の影響をコンデンサＣ３　で打ち消
しており、アイドル電流を増やすことなく、クロスオー
バー歪みの発生を抑制することができるので、電流能力
の大きい出力段トランジスタを用いて効率よく、低イン
ピーダンスの負荷を駆動することができる。さらに、こ
の発明にあっては、ブートストラップ回路を使用しない
ので、大容量のコンデンサＣ１　を必要とせず、回路全
体のサイズを縮小できる、コストを低減できる、信頼性
を向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の増幅器の一実施例の回路の後半部の
回路図である。

【図２】従来の増幅器の後半部の回路図である。

【符号の説明】

１　　後段の増幅回路 ２　　アイドル電流調整回路 ５　　出力端子 ６　　ブートストラップ用端子 ７　　負荷スピーカ ８　　電源側出力段回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の端子と出力端子とに接続された第１
   の出力段回路と、前記出力端子と第２の端子とに接続さ
   れた第２の出力段回路とを備え、入力信号を増幅し生成
   した第１のドライブ信号を受けて第１の出力段回路が第
   １の端子から前記出力端子への電流（又は前記出力端子
   から第１の端子への電流）を制御し、前記入力信号を増
   幅し生成した第１のドライブ信号と位相の異なる第２の
   ドライブ信号を受けて第２の出力段回路が前記出力端子
   から第２の端子への電流（又は第２の端子から前記出力
   端子への電流）を制御する増幅器であって、第１の出力
   段回路が、ベースに第１のドライブ信号を受けエミッタ
   （又はコレクタ）が第１の端子に接続されたＰＮＰ型（
   又はＮＰＮ型）の第１のトランジスタと、ベースが第１
   のトランジスタのコレクタ（又はエミッタ）に接続され
   コレクタ（又はエミッタ）が第１の端子に接続されエミ
   ッタ（又はコレクタ）が前記出力端子に接続されたＮＰ
   Ｎ型（又はＰＮＰ型）の第２のトランジスタとからなる
   ダーリントントランジスタ回路を有し、更に、一端が第
   １のトランジスタのベースに接続され他端が第１の端子
   に接続されたコンデンサが設けられていることを特徴と
   する増幅器。