JPS61108208A - プツシユプル増幅回路 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、音響用の電力増幅器の出力段に用いて好適な
プッシュプル増幅回路に関するもので、特に歪率を悪化
させること無く低消費電流化が計れるプッシュプル増幅
回路に関する。

（ロ）従来の技術 音響用の電力増幅器の出力段には、通常Ｂ級動作のプッ
シュプル増幅回路が用いられている。前記プッシュプル
増幅回路は、クロスオーバー歪やスイッチング歪の発生
という基本的な問題を有しているが、アイドリンク電流
を十分に流すことにより、前記クロスオーバー歪やスイ
ッチング歪の発生を抑制出来るということが知られてい
る。しかしながら、ボータプルの音響機器の如く、電池
を電源とする機器においては、電池寿命の関係からアイ
ドリンク電流をあまり多く流すことが出来ず、その結果
ある程度のクロスオーバー歪やスイッチング歪の発生を
許容せざるを伊なかった。

例えば、実開昭５５−８７０１７号公報には、電池を電
源とし、低電圧で動作する電流駆動型のプッシュプル増
幅回路が示されているが、電池の寿命を伸ばす為アイド
リンク電流を小にするとりｐスオーバー歪やスイッチン
グ歪が大となり、歪率が大巾に悪化するという欠点があ
った。すなわち、前記公報に記載されたプツシ−プル増
幅回路は、第２図に示す如く、前置駆動トランジスタ（
１）と、第１及び第２駆動トランジスタ（２）及び（３
）と、第１及び第２出力トランジスタ（４）及び（５）
と、第１及び第２バイアストランジスタ（６）及び（７
）とを備えているが、アイドリンク電流を小にする為、
定電流源（８）に流れる電流を小にしたり、第１バイア
ストランジスタ（６）と第１駆動トランジスタ（２）に
流れる電流の比及び第２バイアストランジスタ（７）と
第２駆動トランジスタ（３）に流れる電流の比を大にす
ると、正入力信号の印加時に第１駆動トランジスタ（２
）が直ちにオフし、負入力信号の印加時に第２駆動トラ
ンジスタ（３）が直ちにオフしてオフ状態になる前記第
１もしくは第２駆動トランジスタ（２１もしくは（３１
のベースインピーダンスが急激に低下し、クロスオーバ
ー歪を発生するという欠点があった。

また、前記第１もしくは第２駆動トランジスタ（２）も
しくは（３）がオフ状態からオン状態に変化するとき時
間遅れを生じ、スイッチング歪を発生するという欠点が
あった。

（）→　発明が解決しようとする問題点従って、従来の
電池を電源とするプッシュプル増幅回路は、電池寿命か
歪かのいずれか一方を犠牲にしなければないという問題
があった。また、前記実開昭５５−８７０１７号公報に
記載されたプッシュプル増幅回路は、３ｖの電源であれ
ば動作可能であるが、１．５Ｖ電源では動作させること
が出来ないという問題があった。

（−Ｊ　問題点を解決するための手段 本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、出力トラン
ジスタのベース・エミッタ間に挿入されるダイオードと
抵抗との直列回路と、前記ダイオードに動作電流を供給
する定電流源を有する点を特徴とする。

Ｇ１４　作用 本発明に依れば、ダイオードと抵抗とによって出力トラ
ンジスタを常に順方向にバイアスしているので、前記出
力トランジスタがオフすることが無く、クロスオーバー
歪やスイッチング歪の軽減を計ることが出来る。

（へ）実施例 第１図は、本発明の一実施例を示す回路図で、（９１は
増幅されるべき入力信号が印加される入力端子、０１）
）はベースが該入力端子（９）に接続されたエミッタ接
地型の第１前置駆動トランジスタ、０１）はベース及び
エミッタが該第１前置駆動トランジスタ００１０ベース
及びエミッタとそれぞれ共通接続された第２前置駆動ト
ランジスタ、（１２１はベースが前記第１前置駆動トラ
ンジスタ（］０）のコレクタに接続すれた第１出力トラ
ンジスタ、０狙まベースが前記第２前置駆動トランジス
タ（１１）のコレクタに接続された第２出力トランジス
タ、鵠は前記第１出力トランジスタ０２のベース・エミ
ッタ間に直列接続されたダイオード接続型のトランジス
タ（以下第１ダイオードと称す）圓及び第１抵抗（１θ
と、前記第１ダイオードａ５１に動作電流を供給する第
１定電流源０ηとから成る第１バイアス回路、邸は前記
第２出力トランジスタ０３）のベース・エミッタ間に直
列接続されたダイオード接続型のトランジスタ（以下第
２ダイオードと称す）＋１！ｌ及び第２抵抗（２０１と
、前記第２ダイオード０１に動作電流を供給する第２定
電流源Ｃ２１１とから成る第２バイアス回路、及び＠は
ダイオード接続型のトランジスタ（以下第３ダイオード
と称す）（２３）と、該第３ダイオード（２３に動作電
流を供給する第３定電流源０４１と、前記第３ダイオー
ド（２■と電流ミラー接続された第１及び第２トランジ
スタ（２印及び（２６）から成り、前記第１及び第２前
置駆動トランジスタ００）及び０１）のコレクタ電流を
供給する定電流回路である。尚、第１及び第２前置駆動
トランジスタ０〔及び旧）と定電流回路＠とは、第１及
び第２出力トランジスタ（１２）及び０３）の為の平衡
型電流駆動段を構成している。

第１図において、説明を簡単にする為、各トランジスタ
のサイズを全て等しいものと仮定し、まず無信号時の動
作について説明する。第３定電流源ｃ２４）に流れる電
流をＩ、とすれば、第３ダイオード（２３）に流れる電
流が１１になり、第１及び第２トランジスタ（２ｍ及び
１２６＋のコレクタ電流もＴ、　　となる。

一方、ベースバイアスを適切に設定すれば、第１及び第
２前置駆動トランジスタ００）及び（Ｉｌｌのコレクタ
電流を■、にすることが出来、その結果、第１及び第２
トランジスタＣ５１及びｒ２ｅのコレクタ電流■１をす
べて第１及び第２前置駆動トランジスタ（１）１１及び
（１１）によって吸引することが出来る。また、第１及
び第２定電流源０７１及び（２１；に流れる電流をそれ
ぞれＩ２とすれば、第１及び第２ダイオード（１５１及
びαｌに流れる電流がＩ２となる。しかして、第１トラ
ンジスタ（２９に流れる電流■１と第１前置駆動トラン
ジスタ０（ト）に流れる電流が等しい為に、第１出力ト
ランジスタ（１２１のベース電流が前記第１前置駆動ト
ランジスタ（１０１に流入することは無く、前記第１出
力トランジスタ（１２＋のコレクタ電流は、前記第１ダ
イオ−トロ８に流れる電流■、と略等しい電流となる。

また、第２トランジスタ（イ）に流れる電流Ｉ、と前記
第２前置駆動トランジスタ（Ｉｌｌに流れる電流Ｉ、と
が等しい為に、前記第２トランジスタ磯のコレクタ電流
が第２出力トランジスタａ〜のベースに流入することは
無く、前記第２出力ｌ・ランジスタ（１：９のコレクタ
電流は、前記第２ダイオード０９に流れる電流■２と略
等しい電流となる。そして、前記第１出力トランジスタ
０２１のコレクタ電流■、と前記第２出力トランジスタ
０３）のコレクタ電流■、とは等しくなるので、無信号
状態において負荷（５）に電流が流れることはない。

次に入力端子（９）に正の入力信号が印加され、第１及
び第２前置駆動トランジスタ００）及び旧）のコレクタ
電流がそれぞれ■１＋△■に増加したとすれば、第１及
び第２トランジスタ（２５）及び（２６＋のコレクタ電
流は定電流■１である為、前記第１及び第２前置駆動ト
ランジスタ００１及び０１１のコレクタ電流がΔ■だけ
不足し、前記第１前置駆動トランジスタ（１０１のコレ
クタ電流の不足分△■が第１出力トランジスタ（１２１
のベース中エミッタ接合を介して供給されるとともに、
前記第２前置駆動トランジスタ０１）のコレクタ電流の
不足分Δ■が第２定電流源ｆｆ（１）から第２抵抗（２
＋１１を介して供給される。その結果、第１出力トラン
ジスタ（１２１のコレクタ電流が増加し、第２出力トラ
ンジスタ（１３１のコレクタ電流が減少し、その差電流
が負荷罰に供給される。前記第１出力トランジスタ１１
２１のコレクタ電流Ｉｏ＋は、Ｉ。＋　＝　（Ｉ２十△
Ｉ）＊　ｅヱｐ（ｓ、ｒ　”　Ｌ・ΔＩ）　　　・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）となる。

また、前記第２出力トランジスタ（１３１のコレクタ電
流Ｉ０２は、 〔ただし、Ｒ２は第２抵抗（２０１の抵抗値〕となる。

従って、例えば、Ｉ、＝１００μＡ、　Ｒ。

＝Ｒ，＝２にΩとして前記第１及び第２出力トランジス
タ（１２＋及び０ｍのコレクタ電流Ｉ。ｌ　、■Ｏ！を
計算すると、前記電流の不足分ΔＩに応じて、第１表の
如くなる。

更に入力端子（９）に負の入力信号が印加され、第１及
び第２前置駆動トランジスタＯＯ）及び（１１）のコレ
クタ電流がそれぞれ■、−△■に減少したとすれば、第
１及び第２トランジスタＩ２５）及び（２６）のコレク
タ電流が△■だけ余り、前記第１トランジスタ（ハ）の
コレクタ電流の余り分△Ｉが第１抵抗（１６１を介して
第１定電流源０７）に流入し、前記第２トランジスタ（
支））のコレクタ電流の余り分△■が第２出力トランジ
スタ（１３１のベースに流入する。その結果、第１出力
トランジスタ（１２）のコレクタ電流が減少し、第２出
力トランジスタ０３）のコレクタ電流が増加し、その差
電流が負荷（２７）から供給される。その時の第１出力
トランジスタ（１２＋のコレクタ電流は、前記第（２）
式で示される電流Ｉ。２となり、第２出力トランジスタ
（１３１のコレクタ電流は、前記第（１）式で示される
電流■ｏ、となり、余り分△Ｉとの関係も第１表の如く
なる。

第１１）及び第（２１式と第１表から明らかな如く、入
力信号のレベルに応じて決まる電流の不足分もしくは余
り分Δ■がΔ■〈■２であれば、第１及び第２出力トラ
ンジスタを共にオン状態に維持することが出来、これに
よってクロスオーバー歪及びスイッチング歪の軽減を計
ることが出来る。また、第１図の回路における最大出力
電流■。ｍａｒは、第（１）式において△Ｔ−４，にし
たときに求められるが、前記第（１）式から明らかな如
く、前記最大出力電流’Ｉｏ　ｍａｘ　は第１定電流源
０７１に流れる電流■２と、第３定電流源（２４）に流
れる電流■１と、第１抵抗（１６１の抵抗値Ｒ１とによ
って決まるので、前記第１抵抗Ｑ６１の抵抗値Ｒ３を太
にすれば、前記最大出力電流Ｉｏｍａｘ　　を大にする
ことが出来る。しかしながら、前記第１抵抗（１６１の
抵抗値Ｒ，を太にすると、第１ダイオード０５１と第１
出力トランジスタ０２１とのミラー関係が保てなくなり
、出力電流の減少時の速度が大となるので、クロスオー
バー歪を発生仕易くなる１その為、前記第１抵抗Ｑ印の
抵抗値Ｒ，は、所望の最大出力電流が得られる範囲で出
来るだけ小とする必要があり、例えば２にΩ〜４にΩに
設定すれば良い。

第３図は、本発明の具体回路例を示すもので、第２ダイ
オードＯｔの動作電流を第３ダイオードＱ：鳴に電流ミ
ラー接続された第３トランジスタ（２８１により供給し
ている点、前記第２ダイオードａ！Ｊに電流ミラー接続
された第４トランジスタ四を設け、該第４トランジスタ
ｔ２９１のコレクタ電流を第１ダイオードｉｆ！ｉ！に
動作電流として供給している点、第１出力トランジスタ
（１′Ａのコレクタ電流を第１ミラー回路曽で反転して
出力点Ａに供給している点、及び第２出力トランジスタ
（１３１のコレクタ電流を第２電流ミラー回路…）で反
転して出力点Ａに供給している点を特徴とする。尚、第
３図における他の回路素子は、第１図の回路素子と同一
に付、同一の図番を付し、説明を省略する。

第３図の場合、第３電流源（２４）に流れる電流■。

が第３ダイオード（ハ）に流れ、該第３ダイオード（２
，１と電流ミラー接続された第１乃至第３トランジスタ
ー乃至（２８）のコレクタ電流も１１　となる。前記第
１及び第２トランジスタ＋２５１及び（２６）のコレク
タ電流１１は、第１図の場合と同様、第１及び第２前置
駆動トランジスタ００１及び旧）の動作電流として使用
され、前記第３トランジスタ（ハ）のコレクタ電流■１
は、第２ダイオード０！Ｊに供給される。従って、前記
第３トランジスタ（財）は第１図の第２定電流源１２１
）と同一の作用を呈する。また、第４トランジスタ翰は
、第２ダイオード０９と電流ミラー接続されているので
、前記第４トランジスタ翰のコレクタ電流も■１となり
、該コレクタ電流■１は、第１ダイオード０５１の動作
電流となる。従って、前記第４トランジスタ翰は第１図
の第１定電流源０ηと同一の作用を呈する。尚、第３ト
ランジスタ（ハ）のコレクタ電流は、第３ダイオード（
２３１と前記第３トランジスタ（２印とのミラー比を変
更するだけで任意の値に設定出来、第１及び第２前置駆
動トランジスタ００１及び０１）の動作電流と、第１及
び第２出力トランジスタ０２１及び０３）のベースバイ
アス電流とを独立に設定することが出来る。第１及び第
２電流ミラー回路例及び…）は、第１及び第２出力トラ
ンジスタＯ２及び（１３１のコレクタ電流を増幅する為
に配置されており、前記第１及び第２電流ミラー回路咎
及び包）のミラー比をｎとすれば、前記第１及び第２出
力トランジスタ（１２１及び（１■のコレクタ電流はｎ
倍に増幅されて出力点Ａに供給される。

（ト）発明の効果 以上述べた如く、本発明に依れば、第１及び第２出力ト
ランジスタをともにオン状態に保つことが出来るので、
クロスオーバー歪やスイッチング歪を軽減することが出
来、歪率が改善されたプッシュプル増幅回路を提供出来
る。また、アイドリンク電流を著しく低減出来るので、
低消費電流のプッシュプル増幅回路を提供出来、その結
果、電源として電池を使用する機器に用いて好適なプツ
シ−プル増幅回路を提供出来る。更に、実施例の如く、
第１及び第２電流駆動段として、第１及び第２前置駆動
トランジスタと第１及び第２トランジスタと第３ダイオ
ードと第３定電流源とから構成される回路を用いれば、
約０．８Ｖの低電圧でプツシニブル増幅回路を動作させ
ることが出来るので、１．５ｖの電池を電源とする機器
に使用可能な低電圧動作型のプツシ−プル増幅回路を提
供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従
来のプツシ−プル増幅回路を示す回路図、及び第３図は
本発明の具体回路例を示す回路図である。 主な図番の説明 ０（１，（Ｉｌｌ・・・前置駆動トランジスタ、　１１
人（１３１・・・出力トランジスタ、　（１４！、０１
６・・・バイアス回路、（１５１、Ｇｌ・・・タイオー
ド、　ｆ１６１．　悶１１−．．抵抗、　０７１％＋２
１１・・・定電流源、　０・・・定電流回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）無信号時に平衡状態になる第１及び第２電流駆動
   段と、該第１電流駆動段の出力信号に応じて動作する第
   １出力トランジスタと、前記第２電流駆動段の出力信号
   に応じて動作する第２出力トランジスタと、前記第１出
   力トランジスタのベース、エミッタ間に直列接続される
   第１ダイオード及び第１抵抗と、該第１ダイオードに動
   作電流を供給する第１定電流源と、前記第２出力トラン
   ジスタのベース・エミッタ間に直列接続される第２ダイ
   オード及び第２抵抗と、該第２ダイオードに動作電流を
   供給する第２定電流源とから成り、前記第１及び第２出
   力トランジスタのコレクタに得られる出力信号を用いて
   負荷をプッシュプル駆動する様にしたことを特徴とする
   プッシュプル増幅回路。