JPH0580843B2 - - Google Patents

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JPH0580843B2
JPH0580843B2 JP59250677A JP25067784A JPH0580843B2 JP H0580843 B2 JPH0580843 B2 JP H0580843B2 JP 59250677 A JP59250677 A JP 59250677A JP 25067784 A JP25067784 A JP 25067784A JP H0580843 B2 JPH0580843 B2 JP H0580843B2
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JP
Japan
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current
transistor
push
circuit
pull output
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JP59250677A
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JPS60198907A (ja
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Kopuritsu Ruudorufu
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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Publication date
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Publication of JPH0580843B2 publication Critical patent/JPH0580843B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/307Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in push-pull amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/30Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor
    • H03F3/3069Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output
    • H03F3/3071Single-ended push-pull [SEPP] amplifiers; Phase-splitters therefor the emitters of complementary power transistors being connected to the output with asymmetrical driving of the end stage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、各出力段トランジスタのベース間に
接続したバイアス電圧源によつて無負荷時電流を
自動的に調整する回路装置を備えた相補形出力段
トランジスタを有するトランスレス式プツシユプ
ル出力段(OTLプツシユプル回路)に関する。
従来の技術 その種の回路装置は、プツシユプルで作動する
出力段による負荷電流の零点通過の際の伝送歪の
除去のため、例えば出力段のクリルフアクタの低
減のために、無負荷時電流として出力段を流れる
クロスカレントを必要とする。この無負荷時電流
は、固定的に調整され、効率を良くするためには
できる限り小さくしなければならない。この調整
の際、効率の良さと出力段のクリルフアクタの小
ささとのかね合いの点で良好な対策を講ずる必要
がある。固定的に調整された無負荷時電流の場
合、熱的に不安定になる恐れがあり、それによつ
て電力トランジスタが破壊されることがある。非
作動時電流ないし無負荷時電流は、出力段トラン
ジスタのバイアス電圧を介して調整される。この
出力段トランジスタの調整は、著しい困難性があ
る。と言うのは、UBE/IC特性曲線は指数関数的
に上昇し、温度依存性が大きいからである。その
ため、バイアス電圧の発生のために、例えばサー
ミスタ、ダイオードまたはトランジスタのような
温度依存の素子が使われる。これらの素子は、出
力トランジスタと同じ熱依存性を有しており、出
力段トランジスタと熱的に密に接触させなければ
ならない。
発明が解決しようとする問題点 このような手段は、例えば、回路装置が別個の
素子で構成されている場合、いくつかの重要な欠
点を有している。個々の素子の製作上のばらつき
を補償するために、生産中、コスト高な調整過程
を必要とする。電力トランジスタと感熱素子とを
完全に熱結合することはできないので、無条件に
熱的な安定を保証することはできない。その結
果、無負荷電流が高くなり、それによつて先ず効
率が悪くなる。無負荷電流が更に高くなると、出
力段トランジスタが破壊されることがある。印加
電圧の変動によつて、無負荷電流および熱的な安
定性が影響を受けるおそれがあり、それによつ
て、印加電圧の制御されない可聴周波増幅器の場
合、特に問題となる。前述の欠点は、例えば、ハ
イブリツト構成のプツシユプル装置にもあてはま
る。このハイブリツト構成のプツシユプル装置の
場合、制御ユニツトは有利にはモノリシツクに集
積化され、出力段素子は個別に構成されている
(例えば、ナシヨナル・セミコンダクタ社の集積
回路LM391)。集積化された電力増幅器の場合で
も、この問題を除去することはできない。
しかし、自動的な無負荷電流調整装置を用いる
と、前述の欠点を完全に除去することができる。
ドイツ連邦共和国特許第2725064号明細書には、
プツシユプルトランジスタのコレクタ電流を制御
する回路装置が記載されている。しかし、前述の
回路は、比較的高い無負荷電流を発生し、効率を
良くしなければならないプツシユプル出力段、即
ちAB級で作動する、無負荷時電流の小さな出力
段には使うことができない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第2614399
号には、AB級で作動する、無負荷電流の小さな
出力段が記載されており、この出力段の効率は良
いが、回路コストが高く、モノリシツクで集積化
しても回路コストが高過ぎる。
本発明の課題は、前述の欠点を完全に除去する
ことにある。
問題点を解決するための手段 この課題は、本発明によるとプツシユプル出力
回路の一方のトランジスタ側の回路分岐に、前記
プツシユプル出力回路を流れる無負荷時電流の測
定用の第1の電流測定装置が接続されており、前
記プツシユプル出力回路の他方のトランジスタ側
の回路分岐に、前記他方の回路分岐のトランジス
タのコレクタないしエミツタ電流が流れ、前記他
方の回路分岐に、測定期間中実質的に前記プツシ
ユプル出力回路の前記他方のトランジスタのコレ
クタないしエミツタ電流の測定用の第2の電流測
定装置が接続されており、前記プツシユプル出力
回路の前記他方の回路分岐のトランジスタのコレ
クタないしエミツタ電流が調整設定された所定の
限界値を超過する際、前記第1の電流測定装置
は、前記第2の電流測定装置によつて制御される
切換段を介して、コンデンサの放電電流が前記プ
ツシユプル出力回路の前記無負荷時電流に比例し
て流れるように制御し、前記コンデンサは、定電
流源によつて所定電流で充電され、前記コンデン
サの充電電圧によつて前記プツシユプル出力回路
のバイアス電圧源を制御する回路装置を設けたこ
とによつて解決される。
実施例 第1図は、本発明のトランスレス式プツシユプ
ル出力回路の実施例の簡単な回路を示す。
この回路略図を用いて、本発明のトランスレス
式プツシユプル出力回路の原理について説明す
る。1,2で、2つの相補形出力段トランジスタ
として構成されたプツシユプル出力回路が示され
ており、この2つの相補形出力段トランジスタ
1,2の各エミツタは相互に接続され、この各エ
ミツタには負荷インピーダンス3が接続されてい
る。各出力段トランジスタ1,2は、バイアス電
圧源4を用いてバイアスされている。入力電圧
は、通常のように、入力電圧素子5からコンデン
サ7を介して前置増幅器6の非反転入力側に印加
される。前置増幅器6の非反転入力側は、抵抗8
を介してアースされている。前置増幅器6の出力
側は、出力段トランジスタとして構成されたプツ
シユプル出力回路1,2の各ベースと接続されて
いる。出力段の出力側から、プツシユプル電圧が
抵抗9を介して前置増幅器6の反転入力側に印加
され、この反転入力側は、抵抗10およびこの抵
抗10に直列接続されたコンデンサ11を介して
アースされている。
第2図、第3図は、第1図の回路の動作説明に
供する電流ダイアグラムを示す。
次に、第2図、第3図を用いて、自動的な無負
荷時電流調整の原理について説明する。出力段の
プツシユプル出力回路の一方の回路分岐であるト
ランジスタ1のコレクタ線には、抵抗12が接続
されており、この抵抗12には、ここを流れる電
流によつて電圧U1が生じる。他方の回路分岐で
あるトランジスタ2のコレクタ線には、トランジ
スタ1と同様に、同じ目的で抵抗13が接続され
ている。抵抗13の、他方の回路分岐であるトラ
ンジスタ2のコレクタと接続されている側の端子
は、電圧比較器14の正の入力側に接続されてお
り、この電圧比較器14の負の入力側には、基準
電圧URが印加されている。この基準電圧URによ
つて定められる、負荷インピーダンス3を流れる
負荷電流ILは、他方の回路分岐である出力段トラ
ンジスタ2の作動の場合、抵抗13をも流れ、こ
の負荷電流ILが、調整された限界値を超過する
と、出力段の無負荷時電流IRによつて抵抗12に
生じる電圧降下U1は、シンボルで示した切換段
15を介して電流源16に作用する。即ち出力段
の他方のプツシユプル出力回路2に負荷電流IL
流れると常に、出力段の一方のプツシユプル出力
回路1の回路分岐の無負荷時電流IRが測定されて
評価される。電圧降下U1の大きさ、即ち他方の
回路分岐である出力段トランジスタ2の負荷期間
中の一方の回路分岐の電流I1の大きさは、定電流
源17によつて充電されるコンデンサとして構成
された電流源16の放電電流を決める。この放電
電流の大きさに応じて、即ち出力段トランジスタ
1に生じる無負荷時電流IRに依存して、コンデン
サとして構成された電流源16に生じる電圧が変
化する。この電圧は、バイアス電圧源4を制御
し、その際その制御は次のように行われる、即ち
無負荷時電流源IRが増大すると共にバイアス電圧
UVが小さくなり、それによつて無負荷時電流IR
が低減制御されるように上記制御が行われる。こ
の制御方式は、負荷インピーダンス3での電圧値
についての情報を必要とせず、負荷電流のみが評
価される。それ故、負荷インピーダンス3は、例
えばスピーカの場合のように、任意の複素インピ
ーダンスを有することができ、それによつて無負
荷時電流IRの制御が何らかの形式で影響を受ける
ことはない。
抵抗12,13によつて測定される電流を、他
の形式で検出してもよいことは言う迄もない。
第2図には、一方の回路分岐の出力段トランジ
スタ1を流れる電流I1、他方の回路分岐の出力段
トランジスタ2を流れる電流I2、ならびに負荷イ
ンピーダンス3を流れる負荷電流ILが示されてい
る。負荷電流ILの零点通過の際、負荷電流ILに加
えて出力段トランジスタ1,2を流れるクロスカ
レントIQの無負荷時電流IRが生じる。しかし、こ
の測定抵抗を流れるクロスカレントIQは、負荷電
流ILに比べて極めて小さく、測定期間中、実質的
にこの負荷電流ILが測定される。第3図には、放
電電流ICEがクロスカレントIQと一緒に示されてい
る。
第4図は、本発明のトランスレス式プツシユプ
ル出力回路の実施例の詳細な回路を示す。
次に、集積技術で容易に製作できる本願回路装
置の動作について、第4図を用いて説明する。
この第4図において同じ番号を付した構成要素
は、第1図で既に説明した構成素子に相応してい
る。前置増幅器6の出力電圧は、ここでは更にド
ライバトランジスタ18,19を介して出力段ト
ランジスタとして構成されたプツシユプル出力回
路1,2に供給される。ドライバトランジスタ1
8の作動抵抗は、20で示され、ドライバトラン
ジスタ19の作動抵抗は、21で示されている。
抵抗12で、他方の出力段トランジスタ2の作動
期間中のクロスカレントIQに対する尺度である電
圧U1が測定される。負荷電流ILによつて生じる抵
抗13での電圧降下が、基準レベルUSを下回る
大きさになるとすぐに、前述の電圧U1が評価さ
れる。抵抗27での基準レベルUSは、抵抗23、
ツエナダイオード24、トランジスタ25,2
8、抵抗44を備えた定電流源によつて発生され
る。素子22,26,29はカレントミラーを形
成している。抵抗13での電圧降下が充分な大き
さになると、トランジスタ29を流れるカレント
ミラー回路の電流がカレントミラー28,30に
よつて生じる電流よりも小さくなるので、トラン
ジスタ32が飽和状態におかれなくなる。これ
は、第1図の原理回路の閉成状態の切換段15に
相応する。トランジスタ31,37,33,4
3,34は、演算増幅器を構成しており、この演
算増幅器の非反転入力側はトランジスタ31のベ
ースであり、その反転入力側はトランジスタ37
のベースである。トランジスタ35によつて、こ
の演算増幅器はフイードバツクされているので、
トランジスタ32が非導通の場合、抵抗36での
電圧は抵抗12での電圧U1に相応する。その際、
トランジスタ35のコレクタ電流(=ICE)は、
近似的に抵抗36を流れる電流に相応する。トラ
ンジスタ31,37,33,43,34,35お
よび抵抗36から構成された装置は、電圧−電流
変換器である。トランジスタ35は、測定された
電圧U1に応じて、準定電流源42によつて充電
されるコンデンサとして構成された電流源16の
放電電流ICEを制御する。コンデンサとして構成
された電流源16での電圧は、トランジスタ3
8、抵抗39、トランジスタダイオード40、ト
ランジスタ41から構成されたカレントミラー回
路を介してバイアス電圧源4に作用する。例え
ば、無負荷時電流IRが上昇すると、コンデンサと
して構成された電流源16は放電し、バイアス電
圧源としての抵抗4に流れる電流がより少なくな
るので、バイアス電圧が低下し、その結果、所望
のように無負荷時電流IRが低減する。こうして、
閉制御ループが形成される。前述の回路装置は、
直流電圧の調整を介して無負荷時電流IRの調整が
行われる一連の総てのプツシユプル増幅器に適用
できる。
発明の効果 本発明によると、制御ループを用いて無負荷時
電流IRを調整でき、任意の励振および任意の負荷
インピーダンスのもとで所望のように作動し、そ
の際、回路技術上のコストは最小限しか必要しな
いという利点が得られる。手動による調整は最早
や必要としない。自動的な制御によつて、回路の
絶対的な熱的安定性が達成される。また、感熱素
子を必要としないばかりでなく、両電力トランジ
スタが異なつた作動温度であつても構わない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のトランスレス式プツシユプ
ル出力回路の実施例の簡単な回路図、第2図、第
3図は、第1図の回路の動作説明に供する電流ダ
イアグラム、第4図は、本発明のトランスレス式
プツシユプル出力回路の実施例の詳細な回路図で
ある。 1,2……相補形出力トランジスタ、3……負
荷インピーダンス、4……バイアス電圧源、5…
…端子、6……前置増幅器、14……電圧比較
器、16,17……電流源、18,19……ドラ
イバトランジスタ、20,21……作動抵抗、IL
……負荷電流、IR……無負荷時電流、ICE……放電
電流、IQ……クロスカレント。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 各出力段トランジスタ1,2の各ベース間に
    接続したバイアス電圧源によつて無負荷時電流を
    自動的に調整する回路装置を備えた相補形出力段
    トランジスタを有するトランスレス式プツシユプ
    ル出力回路において、プツシユプル出力回路1,
    2の一方のトランジスタ1側の回路分岐に、前記
    プツシユプル出力回路1,2を流れる無負荷時電
    流IRの測定用の第1の電流測定装置12が接続さ
    れており、前記プツシユプル出力回路1,2の他
    方のトランジスタ2側の回路分岐に、前記他方の
    トランジスタ2のコレクタないしエミツタ電流が
    流れ、前記他方の回路分岐に、測定期間中実質的
    に前記プツシユプル出力回路1,2の前記他方の
    トランジスタ2のコレクタないしエミツタ電流の
    測定用の第2の電流測定装置13が接続されてお
    り、前記プツシユプル出力回路1,2の前記他方
    の回路分岐のトランジスタ2のコレクタないしエ
    ミツタ電流が調整設定された所定限界値を超過す
    る際、前記第1の電流測定装置12は、前記第2
    の電流測定装置13によつて制御される切換段1
    5を介して、コンデンサ16の放電電流ICEが前
    記プツシユプル出力回路1,2の前記無負荷時電
    流IRに比例して流れるように制御し、前記コンデ
    ンサ16は、定電流源17によつて所定電流ICL
    で充電され、前記コンデンサ16の充電電圧UC
    によつて前記プツシユプル出力回路1,2のバイ
    アス電圧源4を制御する回路装置を設けたことを
    特徴とするトランスレス式プツシユプル出力回
    路。
JP59250677A 1983-11-29 1984-11-29 トランスレス式プツシユプル出力回路 Granted JPS60198907A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3343110A DE3343110C1 (de) 1983-11-29 1983-11-29 Transformatorlose Gegentaktendstufe
DE3343110.8 1983-11-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60198907A JPS60198907A (ja) 1985-10-08
JPH0580843B2 true JPH0580843B2 (ja) 1993-11-10

Family

ID=6215542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59250677A Granted JPS60198907A (ja) 1983-11-29 1984-11-29 トランスレス式プツシユプル出力回路

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0143375B1 (ja)
JP (1) JPS60198907A (ja)
DE (2) DE3343110C1 (ja)
HK (1) HK10196A (ja)

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