JPS58127416A - プシユプル出力段のアイドリング電流設定回路 - 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】 本発明はブシュプル出力段のアイドリンク電流設定に関
し、特に８級ブシュブルー路のクロスオーバー歪を少な
くする回路に用いて最適なものである。

第１図は従来から周知のブシュプル回路である。

このブシュプル回路は、ＮＰＮ及びＰＮＰトランジスタ
Ｑ２　、　Ｑ３をコンプリメンタリ接続し次前段回路（
１）と、ＮＰＮ）ランジスタＱ５、Ｑｂをブシュプル接
続した終段回路（２）とを備え、終段回路（２＋のトラ
ンジスタＱ５にＰＮＰ）ランジスタＱ４をターリントン
接続した早コングリメンタリ形の５ＥＰＰＩ！ｌ！ｌ路
となっている。ドライブトランジスタＱ１が、Ｉｔ電流
源３）及びダイオードＤ＋　ｂ　Ｄ２から成るバイアス
回路（４）を介してダイオードＤ、及びトランジスタＱ
２ｂ　Ｑｓの前段回路（１）を駆動し、この前段回路ｔ
ｉｔがトランジスタＱ４．Ｑ５．Ｑ６の終段（９）略ｔ
２１を駆動して、負荷（５）に電力が与えられる。

バイアス回Ｍ　（４）の電流源（３）は、終段トランジ
スタＱｓ、　Ｑｂのスイッチング歪を少なくする友めに
終段口Ｍ　（２１にアイドリング１Ｌ流を与えている。

すなわち、１１流源（３）の出力電流をｉとすると、カ
レントミラー構成ｌこよってダイオードＤ１及びＤ２を
流れる電流とほぼ同じａ流ｉが無信号時に夕“イオード
Ｄｓｓ　）　ｙンジスタＱ２．Ｑｓを夫々流れる。従っ
て。

終段トランジスタＱ６にはトランジスタＱｓからベース
電流ｉが供給され、また終段トランジスタＱ５には、カ
レントミラー構成のダイオードＤｈトランジスタＱ４か
ら同じベース電流ｉが供給される。この結果、トランジ
スタＱ５、Ｑ６にＢ　ｈｔ＠ｘｌ　（ｈｔｅ　’直流増
巾率）に相当する、例えは、２１１Ａｉ！［のアイドリ
ング電流が常時流されて勝る。

ところが、パワートランジスタＱｓ、　Ｑ６の直流増巾
率ｈｆｅは、良く知られているように製造工程で大きく
ばらつき、例えはｌ’ｔｅ＝１００〜３００のように変
動する。従ってアイドリンク電流もｈｆｅに応じてはら
つくから、所定のアイドリンク電流を確保するには％　
ｈｆｅの最小値を基準ｌこして電流源（３）の出力電流
値ｉを定める必要があυ、ｈｆ・かはらつきの平均値以
上の素子の場合には、むだなアイドリングが流れてしま
う。

本発明はこの問題にかんがみ、直流増巾率のはらつきに
対応したベース電流をパワートランジスタに流してアイ
ドリング１１Ｌｆｔ、を一定にすることを目的とする。

以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。

ｔｓ２図は本発明によるブシュプル回路におけるアイド
リンク電流設定回路の原理的回路図であって、このアイ
ドリンク電流設定回路は第１図のバイアス回路（４）に
おける１１流源として用いゆれる。

第２図のトランジスタＱｙＢ第１図のブシュプル回路と
同一の半導体ＩＣチップ上に形成されたダミートランジ
スタであって、第１図のパワートランジスタＱｓｔたは
Ｑ６と同一かまた探ｉ／ｎ　（ｎ　：　整数ンのエミッ
タ面積を有している。同一チップ上に作られているから
パワートランジスタＱｓ（ｔたはＱ６　）及びダミート
ランジスタＱ７の製造上のはらつきによるｈｆｅの変化
比＊は同一であるとみなせる。

ダミートランジスタＱ７のエミッタには電流源（６）が
嶺続され、一定ｉｔ流Ｉが流される。トランジスタＱ７
のペースｌこはダイオードＤ４及びトランジスタＱ８か
ら成るカレントミラー回路（７）が接続され、ト電流が
トランジスタＱ８のコレクタ電流として流れる。このコ
レクタｔｆＬは１１１図の電流源（３）の出力電流とし
て用いられ、既述のようにパワートランジスタＱｓ−Ｑ
６のベース電流として流し込まれる。

ダミートランジスタＱ７とパワートランジスタＱ５また
はＱ６とのｈｆｅに、製造上のばらつき番こ関して同じ
比率で変化するから１例えは、ダミートランジスＦ　Ｑ
７のｈｆｅが低下し次場合、そのベース電流ｔＢが増加
し、パワートランジスタＱｓ、Ｑ６に流れ込むベース電
流も増加する。この結果、パワートランジスタＱｓ、Ｑ
６のｈ（ａが低下していても、そのベース電流の増加に
よってアイドリンク電流は一定になる。

第２図のダミートランジスタＱ７のエミッタＩｋｌ損が
パワートランジスタＱｓ　、　Ｑ６と同じであれば、電
流源（６）の出力電流Ｉは、目標とするアイドリンクｔ
ｔｌｆｔと同じ１Ｋに設定する。またダミートランジス
タＱ７のエミッタ面積がパワートランジスタＱ５％Ｑ６
のエミッタ面積の１／ｎであれは、電流源（６）の出力
Ｉはアイドリンク電流の１／ｎであってよい。またｗＪ
２図のアイドリングＩＩＬｆｔ設定回路の出力ｉＢをパ
ワートランジスタＱｓ、Ｑ６のベースに伝える経路中で
電流レベルの変換を行りこともで！！、この場合には、
ｘｆＬ変換比に応じてダミートランジスタＱ７のエミッ
タ電流を設定し、目標アイドリング電流が生ずるように
する。

第６図は本発明を適用し九ブシュプル回路の一例を示す
回路図である。なお第６図の回路で％第１図及び第２図
に対応する各部分には同じ符号が付されている。

第６図で、ＩＣチップ上に形成されるトランジスタのエ
ミッタ面積の最小単位を１としたとき。

パワートランジスタＱ５％Ｑ６のエミッタ面積は約２０
０とされ、またそのアイドリング電流を設定するための
ダミートランジスタＱ７のエミッタ面積は約５０　（１
／４　）に定められている。ダミートランジスタＱ７の
エミッタに扛、＠２図で説明したように、電流源（６）
が接続され、一定電ｆｉＩが流されを通ってダイオード
Ｄ４を流れ、このダイオードＤ４とカレントミラー接続
され九トランジスタＱａに上記ベース電流ｉＢに比例し
たコレクタ電流が流れる。

例えば、ダイオードＤ４を構成するトランジスタ（ベー
ス・コレクタ間を短絡し友もの）Ｉこ対してトランジス
タＱ８のエミッタ面積の比率が２であれば、２１Ｂのコ
レクタ電ｉがＱ８を流れる。

トランジスタＱ６の出力電流２ｉｉ＋は、トランジスタ
Ｑ９を通って次段のカレン）　ミラー回路に与えられる
。なお、トランジスタＱ９は、トランジスタＱ８のエミ
ッタ書コレクタ間の電圧を一定にしてｂ　Ｑａのコレク
タ電流が電源電圧の変動等ｌこよって影響されるのを防
止している。すなわち、トランジスタＱ９のエミッタ・
ベース間電圧とダイオードＤ５の順方向電圧と祉はぼ等
しｉから、トランジスタＱＢのコレクタ電圧は、ダイオ
ードＤ４のカソードとｔｈは同一になる。このためトラ
ンジスタＱ８のエミッタ・ベース間電圧はダイオードＤ
４の順方向電圧ｌこよって規定され、常時はぼ一定に保
次れる。

トランジスタＱ８及びＱ９にはトランジスタＱｓｏか縦
続接続され、ダミートランジスタＱ７のベース電流ｊＢ
の２倍に相当する電流２ｉｍがＱｌｏ　’）流れる。

なおトランジスタＱ１ｏのペースｅコレクタ間に償続さ
れ次トランジスタＱ１１は、Ｑｌｏのコレクタ・エミッ
タ間の電圧を一定にするために設けられている。トラン
ジスタＱ１ｏのベース・エミッタ電圧は、トランジスタ
見１２のベース・エミッタ電圧として与えられる。トラ
ンジスタＱ＋２のエミッタ面積の比率は６に設定逼れて
いるのでｈ　６　ｘ　２　’ａ−１２’ｍなるコレクタ
電流がトランジスタＱ１２を流れる。

この電流は、ダイオードＤ６１トランジスタＱＣｓから
成るカレントミラー回路番こ与えられる。ダイオードＤ
６を成すトランジスタとトランジスタＱ１３　トのエミ
ッタ面積は１：１に定められているので。

上記電流１２　ｉｉ＋がトランジスタＱ１５のコレクタ
を流としてダイオードＤ１　＊　ｉ）２に流れる。

ダイオードＤ１，１）２と前段回路（１）のトランジス
タＱ２　、　Ｑｓとの面積比Ｈ１：３ｊこ選定されてい
るので。

Ｔ−１２ｉｎ＝４ｉｎがトランジスタＱ２．Ｑ！ｌのコ
レクタ電流トなる。トランジスタＱ５のコレクタ電ｆｌ
Ｌ４ｉｐｒｈパワートランジスタＱ６のベース電流とし
て与えられ、を次トランジスタＱ２のコレクタ゛ＩＩＬ
流４１１は、面積比が１：１のダイオードＤ５及びトラ
ンジスタＱ４のカレントミラー回路を介してパワートラ
ンジスタＱ５のベース電流として与えられる。

ダミートランジスタＱ７のベース電流ｊＢは、既述の如
く電流源（６）の電流Ｉと、Ｑ７の直流増巾率ｈｉｅ■ で定ま凱””　１　十ｈｔｅ　　であるから、ダミート
ランジスタＱ７とパワートランジスタＱｓ、Ｑ６とが同
じｆｉｆｅを有しでいれは、パワートランジスタＱｓ　
、　Ｑ６には４Ｈのコレクタ電流（アイドリンク′に流
）が売場れる。パワートランジスタとダミートランジス
タのｈｆｅ　ＩＩ’Ｓ同じ様にはらつくから、アイドリ
ングｉｔ流４Ｉはｈｉｓのばらつきによる影響は受けず
、常に一定となる。

１次パワートランジスタＱｓ　、　（Ｊ６とダミートラ
ンジスタＱ７とのエミツタ面積比を４：１１こし％また
夫々のエミッタ電流比を４：１に設定したから、各トラ
ンジスタのエミッタ領域の単位ｔｈｉ槓当りの電流か互
番こ等しくなる。従って周囲温度の変化によってパワー
トランジスタの動作点か移動しても、ダミートランジス
タの動作点はこれに追従して移動するから、特別な温度
補償手段を設けなくても、アイドリンク電流を一定に保
つことができる。またダミートランジスタに流す電流を
パワートランジスタとの面積比に応じて／Ｊ％さくする
ことができるから、むだ電流を極力少なくすることがで
きる。

なおパワートランジスタとダミートランジスタとのエミ
ツタ面積比とエミッタ電流比とを一致させなくても、ｈ
ｆ＠の製造上のはらつきに対してアイドリンク電流をほ
ぼ固定する効果は侍られる。例えは、パワートランジス
タとダミートランジスタとのエミツタ面積比を４＝１に
し、且つ夫々のエミッタ電流の比を１＝１にしてもよい
。

次に第４図は第２図に示した本発明のアイドリンク電流
設定回路の変形例である。この変形ガで株、電流源（６
）の１を流Ｉを、トランジスタＱＣｓ及びダ１オードｉ
）８から成るカレントミラー回路（８）を介してダミー
トランジスタＱ７に流している。ダミートランジスタＱ
７のベース電流ｊＢは、タイオードＤ４、トランジスタ
Ｑ１６−Ｑｓから成るカレントミラー回路（７）を介し
てパワートランジスタＱｓ、Ｑ６にｆｉＬ込まれるよう
ｌこ構成されでｉる。

上述の如く１本発明によれは、パワートランジスタと同
じ半導体基板上に作られ次ダミートランジスタの制御入
力端子を検出して、検出電流に関連した電流をパワート
ランジスタの制御入力に与えるようにした。そしてダミ
ートランジスタにほぼ一定のｗＬ流を流して、パワート
ランジスタに上記夕゛ミートランジスタの電流ｌこ関連
したアイドリング電流が流れるようにした。従って、パ
ワートランジスタの直流増巾率がばらついても、ダミー
トランジスタの直流増巾率が同じよう番こけらつくので
、アイドリング電流を一定に保つことかで１！、パワー
トランジスタの動作点を安定に保つことができる。また
、従来のように直流増巾率のばらつきを考慮した最小＠
流増中率でアイドリング電流を設定する必賛がなく、パ
ワートランジスタのアイドリング電流を必要最小限の値
に設定できるから、むだなアイドリング電流を少なくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来から周知のブシュプル回路の回路図、第２
図に本発明のブシュプル回路に用いられるアイドリンク
電流設定回路の原理曲回＃５図、第３図は本発明番こよ
るブシュプル回路の一例を示す回路図、第４図は第２図
のアイドリンク電流設定回路の変形例を示す回路図であ
る。 なお図面に用いられている符号において。 （２）・・・・・・・・・・・・終段（ロ）絡（６）・
・・・・・・・・・・・電流源（７）・・・・・・・・
・・・・カレントミラー回路である。 代理人　上屋　勝 ｌ　　　　　　常　　包　　芳　　男 ｌ　　杉浦俊賞 （自発）手続補正書 昭和５７年、１０月１２日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第９２２５　号 ６、補正１こより増加する発明の数 （１）、明細書路４頁４〜５行目の「バイアス回路（４
）」を「バイアス回路（３）」に訂正する。 （２）、同第８頁１６行目の「面積比に１＝３」を［面
積比は３：ＩＪ＃ｃ訂正する。 （３）％第１図及び第６図を別紙のとおりに訂正する。 −以上一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 負荷をブシュグル駆動するための出力段パワートランジ
   スタと、上記パワートランジスタと同じ牛導体基板上に
   作られたダミートランジスタと。 上記ダミートランジスタにほぼ一定の電流を流す電流源
   と、上記ダミートランジスタの制御入力電流を検出し、
   検出電流に関連した電流を上記パワートランジスタの制
   御入力に供給する制御回路とを夫々具備し、上記電流源
   の出力に関連したアイドリング用ｔＩＬ流が上記パワー
   トランジスタに流４１゜るように＠成したブシュグル出
   力段のアイドリング電流設定回路。