JPS5951166B2 - Width increase circuit - Google Patents
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- JPS5951166B2 JPS5951166B2 JP6630776A JP6630776A JPS5951166B2 JP S5951166 B2 JPS5951166 B2 JP S5951166B2 JP 6630776 A JP6630776 A JP 6630776A JP 6630776 A JP6630776 A JP 6630776A JP S5951166 B2 JPS5951166 B2 JP S5951166B2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/50—Amplifiers in which input is applied to, or output is derived from, an impedance common to input and output circuits of the amplifying element, e.g. cathode follower
- H03F3/505—Amplifiers in which input is applied to, or output is derived from, an impedance common to input and output circuits of the amplifying element, e.g. cathode follower with field-effect devices
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は入力信号を供給するための縦型接合型電界効果
トランジスタを具備する増巾回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an amplifier circuit comprising a vertical junction field effect transistor for providing an input signal.
従来から、オーデオアンプ等の各種の電子機器には、バ
イポーラトランジスタが°使用されているが、これは少
数キャリアを制御して増巾作用を行うようにした電流制
御素子である。Conventionally, bipolar transistors have been used in various electronic devices such as audio amplifiers, and these are current control elements that perform amplification by controlling minority carriers.
そしてバイポーラトランジスタは入力抵抗が低い上に、
スイッチング特性が悪い等の欠点を有している。Bipolar transistors have low input resistance, and
It has drawbacks such as poor switching characteristics.
一方、最近になって上述の如きバイポーラトランジスタ
の欠点を除去した縦型接合型電界効果I・ランジスタ(
以下単にV−FETと称する)が開発された。On the other hand, recently, vertical junction field effect I transistors (
(hereinafter simply referred to as V-FET) was developed.
このV −FETは以下に述べるように、オーテ゛オア
ンプ等に使用するのに適した特徴を有している。As described below, this V-FET has characteristics suitable for use in audio amplifiers and the like.
即ち、(1)パルス応答特性が良い。That is, (1) good pulse response characteristics.
(2)NチャンネルとPチャンネルとのコンプリメンタ
リ特性が得られる。(2) Complementary characteristics of N channel and P channel can be obtained.
(3)ピ話チ・オフ特性がなめらかである。(3) Smooth pitch and pitch characteristics.
(4)イ氏出力インピーダンス、高入力インピーダンス
である。(4) Lee's output impedance and high input impedance.
(5)電圧応答素子である。(5) It is a voltage responsive element.
等の特徴を有している。It has the following characteristics.
そしてV −FETを用いて構成されたオーテ゛オアン
プ等においては、周波数特性が高域までフラットになっ
て、いわゆる切れの良い再生音を得ることができる。In an audio amplifier or the like constructed using a V-FET, the frequency characteristics are flat up to the high range, making it possible to obtain so-called crisp reproduced sound.
またv−FETを用いて構成されたオーデオアンプ等に
おいては、高入力インピーダンスであると共に低出力イ
ンピーダンスであるため、高感度で歪の少ないオーデオ
アンブとなる。Furthermore, an audio amplifier or the like constructed using a v-FET has high input impedance and low output impedance, resulting in an audio amplifier with high sensitivity and low distortion.
更にV−FETを用いて構成されたプッシュプル増巾回
路においては、コンプリメンタリ特性が良好であるため
に、特別の位相反転回路が不要である。Furthermore, since the push-pull amplifier circuit constructed using V-FETs has good complementary characteristics, no special phase inversion circuit is required.
次いで上述の如き特徴を有するV−FETの一例を第1
図〜第3図にもとづき説明する。Next, an example of a V-FET having the above-mentioned characteristics was
This will be explained based on FIGS.
先ずV−FETの構造について述べると、V−FETの
チップ1には第1図に示すように、厚い酸化膜2にって
分離されたソース領域3が多数、例えば約1500個設
けられている。First, the structure of a V-FET will be described. As shown in FIG. 1, a V-FET chip 1 is provided with a large number of source regions 3, for example, about 1,500, separated by a thick oxide film 2. .
そしてこれらソース領域3は夫々ソース金属電極4に並
列接続されている。These source regions 3 are connected in parallel to source metal electrodes 4, respectively.
一方、半導体基板5には、枠状部分6aと、この枠状部
分内にこれと一体に形成されている網状部分6bとから
成るゲート領域6が形成されている。On the other hand, a gate region 6 is formed in the semiconductor substrate 5. The gate region 6 includes a frame-shaped portion 6a and a net-shaped portion 6b integrally formed within the frame-shaped portion.
そして枠状部分6aにはゲーI・金属電極7が接続され
、またこの網状部分6bの各網目に相当する部分に前記
ソース領域3が設けられている。A gate I metal electrode 7 is connected to the frame portion 6a, and the source region 3 is provided in a portion corresponding to each mesh of the net portion 6b.
また8はドレイン領域を示している。この様な構造のV
−FETにおいては、半導体基板5に対して縦方向、即
ちソース領域3とトルイン領域8との間に流れる電流が
、ゲート領域6によって横方向から制御されるようにな
っている。Further, 8 indicates a drain region. V with this kind of structure
-FET, the current flowing in the vertical direction with respect to the semiconductor substrate 5, that is, between the source region 3 and the toluin region 8, is controlled in the horizontal direction by the gate region 6.
次いで上述のV−FETの動作と出力特性について述べ
る。Next, the operation and output characteristics of the above-mentioned V-FET will be described.
V−FETは一般に第2図Q1に示すように記号化され
、ソースSはソース金属電極4に接続された端子を示し
、以下同様にゲートGはゲート金属電極7に、ドレイン
Dはドレイン領域8に接続された端子を示している。V-FETs are generally symbolized as shown in FIG. 2 Q1, where source S indicates a terminal connected to source metal electrode 4, gate G to gate metal electrode 7, and drain D to drain region 8. The terminal shown is connected to the terminal.
そしてゲートとソースとの間には所定の電圧V。A predetermined voltage V is applied between the gate and the source.
5が供給され、ドレインとソースとの間には所定の電圧
VDSが供給される。5 is supplied, and a predetermined voltage VDS is supplied between the drain and source.
なおVDDは電源電圧を示し、抵抗RLはこの回路の負
荷抵抗を示すものである。Note that VDD represents the power supply voltage, and resistor RL represents the load resistance of this circuit.
いま仮にゲート・ソース間の電圧VGSを一定の電圧E
i (負極性電圧)とし、この状態でドレイン・ソース
の電圧VDSをOVから高電圧に連続的に変化させる。Now suppose that the gate-source voltage VGS is a constant voltage E
i (negative polarity voltage), and in this state, the drain-source voltage VDS is continuously changed from OV to a high voltage.
これにともない、V−FETQlを流れる電流IDも次
第に多くなり、第3図に示す出力特性E1が得られる。Along with this, the current ID flowing through the V-FET Ql also gradually increases, and the output characteristic E1 shown in FIG. 3 is obtained.
次いでゲート・ソース間の電圧■。Next, the voltage between the gate and source ■.
5を前記E1よりも負極性方向に高い電圧E5に切換え
、この状態でドレイン・ソース間の電圧VDSをOVか
ら高電圧に連続的に変化させる。5 to a voltage E5 higher in the negative polarity than E1, and in this state, the drain-source voltage VDS is continuously changed from OV to a high voltage.
この時、V−FETQlを流れる電流■。はドレイン・
ソース間の電圧VDSが所定の電圧■0になる電流れな
い。At this time, the current flowing through V-FETQl is ■. is the drain
There is no current that brings the source-to-source voltage VDS to a predetermined voltage (■0).
そしてドレイン・ソース間の電圧VDSが所定の電圧V
oから次第に高くなるにつれて、電流IDにも次第に多
く流れ、第3図に示す出力特性E2が得られる。Then, the drain-source voltage VDS is a predetermined voltage V
As the value gradually increases from o, the current ID gradually increases, and an output characteristic E2 shown in FIG. 3 is obtained.
これらの出力特性E1.E2は第3図から明らかなよう
に、いわゆる三極管特性を示している。These output characteristics E1. As is clear from FIG. 3, E2 exhibits so-called triode characteristics.
この様な三極管特性の場合には、電源電圧VDDやゲー
ト・ソース間の電圧■。In the case of such triode characteristics, the power supply voltage VDD and the gate-source voltage ■.
5が変動した時、電流I。5 changes, the current I.
も大きく変動し易いものである。即ち、いま電源電圧V
DDが変動し、これにともないドレイン・ソース間の電
圧VDSが第3図に示す■1から■2に変動すれば、こ
れにともない電流IDも■1から■2に変動する。is also subject to large fluctuations. That is, now the power supply voltage V
If DD changes and the drain-source voltage VDS changes from ■1 to ■2 shown in FIG. 3, the current ID also changes from ■1 to ■2.
この時、第3図に示すようにドレイン・ソース間の電圧
VDSの変動に対し、電流工。At this time, as shown in FIG. 3, the current flow rate varies depending on the fluctuation of the drain-source voltage VDS.
の変動が大きくなる。fluctuation becomes large.
従って三極管特性を有するV−FETの動作は、電源電
圧VDDの変動により不安定になり易い欠点があった。Therefore, the operation of the V-FET having triode characteristics has the disadvantage that it tends to become unstable due to fluctuations in the power supply voltage VDD.
またV−FETを用いたプッシュプル増巾回路において
は、ドレイン・ソース間の電圧VDSが変動した時、ク
ロスオーバー歪か゛発生し易すがった。Further, in push-pull amplifier circuits using V-FETs, crossover distortion tends to occur when the drain-source voltage VDS fluctuates.
本発明は上述の如き欠陥を是正すべ〈発明されたもので
あって、入力信号を供給するためのV−FETと、この
V−FETに対してカスケード接続されているバイポー
ラトランジスタと、前記V−FETのドレイン・ソース
間の電圧を規定するための定電圧回路とから成り、前記
ドレインを前記バイポーラトランジスタのベース・エミ
ッタ間と前記定電圧回路とを介して前記ソース間に接続
したものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to correct the above-mentioned deficiencies. and a constant voltage circuit for regulating the voltage between the drain and source of the FET, and the drain is connected between the base and emitter of the bipolar transistor and between the source via the constant voltage circuit.
この様に構成された増巾回路によれば、電源電圧が前記
定電圧回路の動作電圧以上)であれば、電源電圧の変動
に影響されることなく、V −FETを流れる電流かは
パ一定になり、またソース・ドレイン間の耐圧の高いV
−FETを用いる必要がなく、またイ氏出力インピーダ
ンス、高入力インピーダンスで、また周波数特性が良好
で、しかも増中度が大きくなる。According to the amplifier circuit configured in this way, if the power supply voltage is higher than the operating voltage of the constant voltage circuit, the current flowing through the V-FET remains constant without being affected by fluctuations in the power supply voltage. , and also has a high breakdown voltage between source and drain.
- There is no need to use FETs, and the output impedance and input impedance are high, the frequency characteristics are good, and the degree of multiplication is large.
次に本発明の増巾回路の一実施例を第4図〜第6B図に
もとづき説明する。Next, one embodiment of the amplification circuit of the present invention will be described based on FIGS. 4 to 6B.
先ずその回路構成を第4図について述べれば、例えばN
チャンネルのV−FETIOとNPNのバイポーラトラ
ンジスタ(以下単にl−ランジスタと称する)11とは
、カスケード増巾回路を構成するものである。First, the circuit configuration will be described with reference to FIG. 4. For example, N
The channel V-FETIO and the NPN bipolar transistor (hereinafter simply referred to as an L-transistor) 11 constitute a cascade amplifier circuit.
そしてこの増巾回路への入力信号、例えばオーディオ信
号は入力端子12を介してV−FETIOのゲートに供
給されるようになっている。An input signal to this amplifier circuit, for example an audio signal, is supplied to the gate of the V-FETIO via the input terminal 12.
またV−FETIOはソースホロワとなっていて、その
ソースはこの増巾回路の基準電位であるアースラインE
に特性R1を介して接続され、この増巾回路の出力信号
は抵抗R1の両端から得られるようになっている。In addition, V-FETIO is a source follower, and its source is the ground line E, which is the reference potential of this amplifier circuit.
is connected to the resistor R1 via a characteristic R1, and the output signal of this amplification circuit is obtained from both ends of the resistor R1.
ところで、V−FETIOのソースは前述のように抵抗
R1に接続されるとともに、ツェナーダイオードDzの
一端にも接続されている。By the way, the source of V-FETIO is connected to the resistor R1 as described above, and is also connected to one end of the Zener diode Dz.
そしてツェナーダイオードDzの他端は、トランジスタ
11のベースと抵抗R2の一端とに接続され、前記トラ
ンジスタ11のコレクタを抵抗R2の他端とは夫々十B
電源ラインに接続されている。The other end of the Zener diode Dz is connected to the base of the transistor 11 and one end of the resistor R2.
Connected to power line.
従ってトランジスタ11のベース電流は抵抗R2を介し
て供給されるとともに、この抵抗R2を通って流れる電
流はツェナーダイオードDz、抵抗R1を介してアース
ラインEにも流れる。Therefore, the base current of the transistor 11 is supplied via the resistor R2, and the current flowing through the resistor R2 also flows to the ground line E via the Zener diode Dz and the resistor R1.
そしてこの電流にもとづき、ツェナーダイオードD2の
両端からツェナー電圧Vzが得られるようになっている
。Based on this current, a Zener voltage Vz is obtained from both ends of the Zener diode D2.
次いで第4図に示す増巾回路の回路動作を説明する。Next, the circuit operation of the amplifier circuit shown in FIG. 4 will be explained.
先ず増巾回路の出力特性について述べる。First, the output characteristics of the amplifier circuit will be described.
V−FETIOのゲート・ソース間の電圧V。V - Voltage V between the gate and source of FETIO.
5を所定の電圧にして、この状態において十B電源電圧
をOVから高電圧迄連続的に変化させる。5 to a predetermined voltage, and in this state, the 10B power supply voltage is continuously changed from OV to high voltage.
この結果、十B電源うイン→抵抗R2→ツェナーダイオ
ードDz抵抗R1→アースラインEに電流■1が流れ、
この電流値は十B電源電圧が高くなるにつれて多くなる
。As a result, current ■1 flows from 10B power supply in → resistor R2 → Zener diode Dz resistor R1 → earth line E,
This current value increases as the 10B power supply voltage increases.
またこれと同時に、トランジスタ11のベースに抵抗R
2を介してベース電流が供給されるため、十B電源うイ
ン→トランジスタ11→V−FETIO→抵抗R1→ア
ースラインEにも電流IDが流れる。At the same time, a resistor R is connected to the base of the transistor 11.
Since the base current is supplied through the terminal 2, the current ID also flows from the 10B power supply in to the transistor 11 to the V-FETIO to the resistor R1 to the ground line E.
そして電流IDの電流値は、第5図に示す出力特性Aの
ように、十B電源電圧が高くなるにつれて急激に多くな
る。The current value of the current ID increases rapidly as the 1B power supply voltage increases, as shown in output characteristic A shown in FIG.
またこの電流IDはy−FETIOの三極管特性にもと
づいて多くなるとともに、トランジスタ11の電流増巾
率hfeによって増巾された電流となる。Further, this current ID increases based on the triode characteristics of the y-FETIO, and becomes a current amplified by the current amplification rate hfe of the transistor 11.
次いで′+B電源電圧をOvから高電圧迄連続的に変化
させると、V−FETIOのドレイン・ソース間の電圧
Vnsと、トランジスタ11のベース・エミッタ間の電
圧降下分、例えば約0.6Vとの和の電圧がツェナー電
圧Vzとはパ等しくなる。Next, when the '+B power supply voltage is continuously changed from Ov to a high voltage, the voltage Vns between the drain and source of V-FETIO and the voltage drop between the base and emitter of transistor 11, for example, about 0.6V, are changed. The sum voltage becomes equal to the Zener voltage Vz.
この状態において、更に十B電源電圧を高い電圧迄連続
的に変化させると、これにともない前述の電流11が多
くなる。In this state, when the 10B power supply voltage is continuously changed to a higher voltage, the above-mentioned current 11 increases accordingly.
しかしV−FETIOのドレイン・ソース間の電圧VD
SはツェナーダイオードDzの作用によって所定の電圧
に規定されているために、V−FETIOを流れる電流
■pはは一゛一定の電流値となる。However, the voltage VD between the drain and source of V-FETIO
Since S is regulated to a predetermined voltage by the action of the Zener diode Dz, the current p flowing through the V-FETIO has a constant current value.
即ち、電流■。That is, the current ■.
は第5図の特性Aに示すように、十B電源電圧がOvか
らツェナー電圧vzまでの間は急激に多くなり、ツェナ
ー電圧Vz以上においてはパ等しい電流値となる。As shown in characteristic A in FIG. 5, the current value increases rapidly between the 10B power supply voltage Ov and the Zener voltage vz, and becomes equal to the current value above the Zener voltage Vz.
そしてV−FETIOのゲート・ソース間の電圧V。and the voltage V between the gate and source of V-FETIO.
Sを前述の電圧より負極性方向に高い電圧にして、十B
電源電圧を前述の場合と同様に変化させると、電流1つ
は第5図の特性Bのように流れる。By setting S to a voltage higher in the negative polarity direction than the above voltage, 10B
When the power supply voltage is changed in the same manner as in the case described above, one current flows as shown by characteristic B in FIG.
以下同様にして、V−FETIOのゲート・ソース間の
電圧V csを順次低い電圧に切換えて、夫々の電圧に
ついて十B電源電圧をOvから高い電圧に連続的に変化
させると、これらに対応した特性C,D、 Eを得る
。Similarly, if the voltage Vcs between the gate and source of V-FETIO is sequentially switched to lower voltages, and the 1B power supply voltage for each voltage is continuously changed from Ov to a higher voltage, the corresponding Obtain characteristics C, D, and E.
この様にして前述した増巾回路の出力特性は、第5図に
示すような五極管特性となる。In this way, the output characteristic of the amplifying circuit described above becomes a pentode characteristic as shown in FIG.
従って十B電源電圧を例えば第5図のVpに相当する電
圧値に定め、この十B電源電圧がツェナー電圧Vzより
も低下することなくVp附近で変動する状態において、
この増巾回路の増巾動作が行なわれるようにすれば、電
源電圧が多少変動しても電流IDは殆んど変動しない。Therefore, the 10B power supply voltage is set to a voltage value corresponding to, for example, Vp in FIG.
If the amplification circuit performs the amplification operation, the current ID will hardly change even if the power supply voltage changes to some extent.
次いでこの増巾回路の増巾動作について述べる。Next, the amplification operation of this amplification circuit will be described.
先ず電源電圧をVpに相当する電圧に定め、次にV−F
ETIOのゲート・ソース間の初期電圧■。First, the power supply voltage is set to a voltage corresponding to Vp, and then V-F
Initial voltage between gate and source of ETIO■.
soを、例えば特性Cの電圧値に定める。この状態にお
いて、入力端子12にオーデオ信号の入力信号viが供
給されると、V−FET10のゲート・ソース間の電圧
VGSは第6図に示すように入力信号が重畳した波形と
なる。For example, so is set to a voltage value of characteristic C. In this state, when the input signal vi of the audio signal is supplied to the input terminal 12, the voltage VGS between the gate and source of the V-FET 10 has a waveform in which the input signals are superimposed, as shown in FIG.
先ず入力信号viが0〜θ1迄の正極性の間においては
、V−FETIOのゲート・ソース間の電圧VGSが高
くなったことになるため、電流■。First, when the input signal vi has a positive polarity from 0 to θ1, the voltage VGS between the gate and source of V-FETIO becomes high, so the current .
が多くなる。will increase.
従って抵抗R1の両端電圧即ち、V−FETのソース電
圧eも初期電圧e。Therefore, the voltage across the resistor R1, that is, the source voltage e of the V-FET is also the initial voltage e.
から第6B図のように変化する。6B.
そして電圧eの変化分v1だけ、V−FETIOのソー
ス電圧とツェナーダイオードDzの一端の電圧とが高く
なる。Then, the source voltage of the V-FETIO and the voltage at one end of the Zener diode Dz increase by a change v1 in the voltage e.
一方、ツェナー電圧Vzは常に一定であるため、前述の
変化分■1だけトランジスタ11のエミッタ及びベース
の電圧が高くなる。On the other hand, since the Zener voltage Vz is always constant, the emitter and base voltages of the transistor 11 are increased by the aforementioned change (1).
しかるに十B電源電圧はVpに固定されているので、抵
抗R2の両端電圧が低くなり、これと同時にトランジス
タ11のコレクタ・エミッタ間の電圧V。However, since the 10B power supply voltage is fixed at Vp, the voltage across the resistor R2 becomes low, and at the same time, the voltage between the collector and emitter of the transistor 11 becomes V.
Eが、前述した電圧の変化分V1だけ低くなる。E becomes lower by the voltage change V1 mentioned above.
そして入力信号viがθ、〜θ2迄の負極性の間におい
ては、V−FETIOのゲート・ソース間の電圧VGS
が低くなったことになるため、電流■0も少なくなる。During the negative polarity of the input signal vi from θ to θ2, the voltage VGS between the gate and source of V-FETIO
This means that the current 0 is also reduced.
従って特性R1の両端電圧eも第6B図のように変化す
る。Therefore, the voltage e across the characteristic R1 also changes as shown in FIG. 6B.
そして電圧eの変化分■2だけ、V−FETIOのソー
ス電圧とツェナー電圧Dzの一端の電圧とが低くなる。Then, the source voltage of the V-FETIO and the voltage at one end of the Zener voltage Dz are lowered by the change in voltage e by 2.
一方、ツェナーダミ圧vzは常に一定であるため、前述
の変化分V2だけトランジスタ11のエミッタ及びベー
スの電圧が低くなる。On the other hand, since the Zener dummy voltage vz is always constant, the emitter and base voltages of the transistor 11 are lowered by the above-mentioned change amount V2.
しかるに十B電源電圧はVpに固定されているので、抵
抗R2の両端電圧が高くなり、これと同時にトランジス
タ11のコレクタ・エミッタ間の電圧V。However, since the 10B power supply voltage is fixed at Vp, the voltage across the resistor R2 increases, and at the same time, the voltage V between the collector and emitter of the transistor 11 increases.
Eが、前述した変化分v2だけ高くなる。E increases by the amount of change v2 mentioned above.
以下入力信号viの電圧変化に対応して上述の動作が行
なわれ、抵抗R1の両端電圧eが、この増巾回路の出力
信号として得られる。Thereafter, the above-described operation is performed in response to the voltage change of the input signal vi, and the voltage e across the resistor R1 is obtained as the output signal of this amplification circuit.
なお、上述の如き動作が行われている間において、電源
電圧Vpが成る程度変動してもトランジスタ11のコレ
クタ・エミッタ間電圧V。Note that while the above-described operation is being performed, even if the power supply voltage Vp fluctuates to a certain extent, the collector-emitter voltage V of the transistor 11 remains constant.
Eは変化するが、V−FETIOのドレイン・ソース間
の電圧VDSは変化しないので、電流■。Although E changes, the voltage VDS between the drain and source of V-FETIO does not change, so the current is ■.
が変動することがない。never fluctuates.
次に本発明の増巾回路を適用したB級プッシュプル電力
増巾回路を第2実施例として第6図及び第7図にもとづ
き説明する。Next, a class B push-pull power amplification circuit to which the amplification circuit of the present invention is applied will be described as a second embodiment with reference to FIGS. 6 and 7.
なお、第1実施例と同様の動作をなす部分については同
一の符号を付しその説明を省略する。Note that the same reference numerals are given to the parts that operate in the same way as in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.
第7図に示すB級プッシュプル電力増巾回路の一方の回
路ブロックAは、前述した第4図の増巾回路がそのまま
使用されている。One circuit block A of the class B push-pull power amplification circuit shown in FIG. 7 uses the amplification circuit shown in FIG. 4 described above as is.
また回路ブロックBはソース間の電圧ブロックAの極性
を逆にして構成したものであって、この回路ブロックB
においては、入力信号を供給されるPチャンネルのV−
FET20と、PNP)ランジスタ21とが、カスケー
ド増巾回路を構成している。Further, circuit block B is constructed by reversing the polarity of voltage block A between sources, and this circuit block B
In this case, the V- of the P channel supplied with the input signal is
The FET 20 and the PNP transistor 21 constitute a cascade amplifier circuit.
なおツェナーダイオードDz’は、前述したツェナーダ
イオードDzと同様の働きをするものであり、抵抗R1
□は前述した抵抗R2と、抵抗R1□は前述した抵抗R
1と同様の働きをするものである。Note that the Zener diode Dz' has the same function as the Zener diode Dz described above, and has a resistor R1.
□ is the resistance R2 mentioned above, and resistance R1 □ is the resistance R mentioned above.
It works in the same way as 1.
また回路ブロックBは入力端子22を介して供給される
入力信号の負極性の半波を増巾するためのものであるか
ら、トランジスタ21のコレクタは−B電源ラインに接
続されている。Further, since the circuit block B is for amplifying the negative half-wave of the input signal supplied via the input terminal 22, the collector of the transistor 21 is connected to the -B power supply line.
そして抵抗R1の一端と抵抗R1、の一端とは、このB
級プッシュプル電力増巾回路の負荷、例えば゛スピーカ
Spの一端に共通接続されている。One end of the resistor R1 and one end of the resistor R1 are connected to this B
They are commonly connected to one end of a load of the class push-pull power amplification circuit, for example, a speaker Sp.
従って回路ブロックAから得られる正極性の出力信号と
、回路ブロックBから得られる負極性の出力信号とは、
回路ブロックA及びBの接続点Oにおいて合成されスピ
ーカSp等の負荷を駆動するようになっている。Therefore, the positive polarity output signal obtained from circuit block A and the negative polarity output signal obtained from circuit block B are as follows.
The circuit blocks A and B are combined at a connection point O to drive a load such as a speaker Sp.
なお抵抗R6はスピーカ及び各回路ブロックA、 Bの
保護用抵抗である。Note that the resistor R6 is a protective resistor for the speaker and each circuit block A, B.
次いで各回路ブロックA、 Bの出力特性について述
べると、回路ブロックAについては前述のようにして、
第8図に示す出力特性αか得られる。Next, describing the output characteristics of each circuit block A and B, as for circuit block A, as described above,
The output characteristic α shown in FIG. 8 is obtained.
なお、説明の便宜上回路ブロックAを流れる電流をID
aとする。For convenience of explanation, the current flowing through circuit block A is referred to as ID
Let it be a.
また回路ブロックBの出力特性βは、V−FET20の
ゲート・ソース間の電圧VGSを正極性の電圧とし、ま
たそのドレイン・ソース間の電圧を−B電圧とし、この
状態において、−B電圧をOVから負極性方向に連続的
に高くして得られるものである。In addition, the output characteristic β of circuit block B is determined by setting the voltage VGS between the gate and source of the V-FET 20 as a positive voltage, and setting the voltage between the drain and source as -B voltage. It is obtained by increasing the polarity continuously from OV in the negative polarity direction.
なお、説明の便宜上回路ブロックBを流れる電流をI。For convenience of explanation, the current flowing through circuit block B is I.
bとする。なお出力特性αとβとは互に対称的な五極管
特性となっている。b. Note that the output characteristics α and β are pentode characteristics that are symmetrical to each other.
一方、B級プッシュプル電力増巾回路全体の出力特性γ
は、出力特性α出力特性βとを合成することによって得
られる。On the other hand, the output characteristic γ of the entire B-class push-pull power amplification circuit is
is obtained by combining the output characteristic α and the output characteristic β.
即ち、回路ブロックAを流れる電流IDaと、回路ブロ
ックBを流れる電流■Dbとは、給体値が等しくその極
性は逆極性である。That is, the current IDa flowing through the circuit block A and the current Db flowing through the circuit block B have the same supply value and opposite polarities.
そして接続点Oには前述した電流■Daと電流Inbと
が流れる。The above-mentioned current ■Da and current Inb flow through the connection point O.
従って接続点Oにおける電流は電流IDaとIDbとの
和の電流となって、これらの絶対値が等しい時には電流
値は零になる。Therefore, the current at the connection point O is the sum of the currents IDa and IDb, and when their absolute values are equal, the current value becomes zero.
この様にして順次電流IDaと電流IDbとの和の電流
を求めると、第8図に示すようなり級プッシュプル電力
増巾回路の出力特性γが得られる。When the sum of the currents IDa and IDb is determined in this way, the output characteristic γ of the linear-class push-pull power amplification circuit as shown in FIG. 8 is obtained.
そして出力特性γのはパ直線状部分に動作点Pを定め、
且つ所望の負荷線りを求めることによって理想的なり級
増巾を行うことが出来る。Then, the operating point P of the output characteristic γ is determined on the straight line part,
Moreover, by finding the desired load line, it is possible to ideally increase the width.
次いで正弦波の連続した人力信号(図示せず)が入力端
子12.22を介してV−FETIO。A sinusoidal continuous human input signal (not shown) is then passed through the input terminal 12.22 to the V-FETIO.
20の夫々のゲートGに供給された時の回路動作を述べ
る。The circuit operation when the signal is supplied to each of the 20 gates G will be described.
先ず正極性の半波が供給されると、回路ブロックAのみ
が動作して、回路ブロックBは動作しない。First, when a positive half wave is supplied, only circuit block A operates and circuit block B does not operate.
そして回路ブロックAの電流IDaは、接点Oからスピ
ーカ及び抵抗Roを介してアースラインEに流れる。The current IDa of the circuit block A flows from the contact O to the ground line E via the speaker and the resistor Ro.
また正弦波の入力信号が負の半波の時には、回路ブロッ
クBのみが動作して、回路ブロックAは動作しない。Further, when the sine wave input signal is a negative half wave, only circuit block B operates and circuit block A does not operate.
そして回路ブロックBの電流IDbは、接続点Oからス
ピーカSp及び抵抗R8を介してアースラインに流れる
。The current IDb of the circuit block B flows from the connection point O to the ground line via the speaker Sp and the resistor R8.
従って入力信号の正極性及び負極性の半波は、夫々個別
に増巾されて接点Oにおいて合成された出力信号になる
。Therefore, the positive and negative half-waves of the input signal are individually amplified to form a combined output signal at contact O.
故にスピーカSpは回路ブロックA及びBのいづれが動
作状態になっても駆動されることになる。Therefore, the speaker Sp will be driven regardless of which of the circuit blocks A and B is in operation.
この様に五極管特性を有する回路ブロックBによってB
級プッシュプル電力増巾回路を構成すれば、電源電圧が
変動しても動作点Pにおける電流の変化がない。In this way, by circuit block B having pentode characteristics, B
If a class push-pull power amplification circuit is configured, the current at the operating point P will not change even if the power supply voltage fluctuates.
従って各回路ブロックA及びBから得られる出力信号を
合成する時に発生しがちなクロスオーバ歪の発生を防止
することが出来る。Therefore, it is possible to prevent the occurrence of crossover distortion that tends to occur when the output signals obtained from each circuit block A and B are combined.
なおここでB級プッシュプル電力増巾回路におけるクロ
スオーバ歪について述べる。Here, we will discuss crossover distortion in the class B push-pull power amplification circuit.
クロスオーバ歪は回路ブロックAから得られる出力信号
の正極性の半波と、回路ブロックBから得られる出力信
号の半波とを、接続点Oにおいて合成するとき、零クロ
ス位置において発生する歪である。Crossover distortion is the distortion that occurs at the zero cross position when the positive half-wave of the output signal obtained from circuit block A and the half-wave of the output signal obtained from circuit block B are combined at connection point O. be.
即ち、従来のB級プッシュプル電力増巾回路においては
一般に、入力信号の正極性の半波が増巾されるとき、回
路ブロックAの動作点が変化すると所定の増中度で増巾
されなくなる。That is, in conventional class B push-pull power amplification circuits, when the positive half-wave of the input signal is generally amplified, if the operating point of circuit block A changes, the amplification is no longer performed at a predetermined degree of amplification. .
このために回路ブロックAの出力信号と回路ブロックB
の出力信号とを合成するとき、両者の零クロス位置の間
に時間的な空白が生じ、正極性の出力信号と負極性の出
力信号との間において、入力信号とは異なった波形の出
力信号が得られる。For this purpose, the output signal of circuit block A and the output signal of circuit block B
When combining the output signals of , a time gap occurs between the zero cross positions of both, and an output signal with a waveform different from that of the input signal occurs between the positive output signal and the negative output signal. is obtained.
またこれとは逆に、正極性の出力信号と負極性の出力信
号とが零クロス位置で近傍で重複することもあり、入力
信号とは異なった波形の出力信号が得られる。Conversely, a positive output signal and a negative output signal may overlap near the zero cross position, resulting in an output signal having a waveform different from that of the input signal.
しかるに前述したように、五極管特性を有する増巾回路
においては、動作点Pが安定しているので、クロスオー
バ歪は発生しにくい。However, as described above, in the amplifier circuit having pentode characteristics, the operating point P is stable, so crossover distortion is unlikely to occur.
従って常に安定した動作で歪の少ない出力信号を得るこ
とが出来る。Therefore, an output signal with little distortion can be obtained with stable operation at all times.
本発明は上述の如く、入力信号を供給するためのV−F
ETに対してカスケード接続されているバイポーラトラ
ンジスタと、前記V−FETのドレイン・ソース間の電
圧を規定するための定電圧回路とから成り、前記ドレイ
ンを前記バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間
と前記定電圧回路とを介して前記ソースに接続したもの
である。As described above, the present invention provides a V-F for supplying input signals.
It consists of a bipolar transistor connected in cascade to the ET, and a constant voltage circuit for regulating the voltage between the drain and source of the V-FET, and the drain is connected between the base and emitter of the bipolar transistor and the constant voltage circuit. It is connected to the source via a voltage circuit.
故にこの様に構成された増巾回路によれば、電源電圧が
前記定電圧回路の動作電圧に達すれば、前記動作電圧以
上になっても、V−FETのドレイン・ソース間の電圧
を定電圧回路によって一定に保持し得るので、V−FE
Tを流れる電流をはパ一定にすることが出来る。Therefore, according to the amplifier circuit configured in this way, when the power supply voltage reaches the operating voltage of the constant voltage circuit, the voltage between the drain and source of the V-FET is kept constant even if it exceeds the operating voltage. Since it can be held constant by the circuit, V-FE
The current flowing through T can be kept constant.
また電源電圧が多少変動しても、V−FETのドレイン
・ソース間の電圧は定電圧回路によってはパ一定に保持
されるので、電源電圧の変動によって増巾回路の動作が
不安定になることがなく、またドレイン・ソース間の耐
圧の高いV−FETを使用する必要がなく、生産コスト
を低減することが出来る。In addition, even if the power supply voltage fluctuates slightly, the voltage between the drain and source of the V-FET is kept constant by the constant voltage circuit, so fluctuations in the power supply voltage may make the operation of the amplifier circuit unstable. Furthermore, there is no need to use a V-FET with high withstand voltage between the drain and source, and production costs can be reduced.
またV−FETに入力信号を供給するようにしたので、
イ氏出力インピーダンス、高入力インピーダンスで、ま
た周波数特性の良いものを得ることが出来る。Also, since the input signal was supplied to the V-FET,
Lee's output impedance, high input impedance, and good frequency characteristics can be obtained.
またV −FETにバイポーラトランジスタをカスケー
ド接続したので、増中度の大きなものを得ることが出来
る。Furthermore, since a bipolar transistor is cascade-connected to the V-FET, a large degree of increase can be obtained.
第1図〜第3図は縦型接合型電界効果トランジスタの構
造及び出力を示すものであって、第1図は構造を示す拡
大断面図、第2図は回路動作を説明するための回路図、
第3図は出力特性図である。
第4薗〜第6図は本発明の第1実施例を示すものであっ
て、第4図は回路図、第5図は出力特性図、第6A図及
び第6B図は回路動作を説明するための波形図である。
第7図及び第8図は本発明の第2実施例を示すものであ
って、第7図は回路図、第8図は出力特性図である。
なお図面に用いられている符号においては、10は縦型
接合型電界効果トランジスタ、11はバイポーラトラン
ジスタ、 (VDs)はドレイン・ソース間の電圧、
(VGS)はゲート・ソース間の電圧、 (Dz)はツ
ェナーダイオードである。Figures 1 to 3 show the structure and output of a vertical junction field effect transistor, with Figure 1 being an enlarged sectional view showing the structure, and Figure 2 being a circuit diagram for explaining circuit operation. ,
FIG. 3 is an output characteristic diagram. 4 to 6 show the first embodiment of the present invention, in which FIG. 4 is a circuit diagram, FIG. 5 is an output characteristic diagram, and FIGS. 6A and 6B explain the circuit operation. FIG. 7 and 8 show a second embodiment of the present invention, in which FIG. 7 is a circuit diagram and FIG. 8 is an output characteristic diagram. In addition, in the symbols used in the drawings, 10 is a vertical junction field effect transistor, 11 is a bipolar transistor, (VDs) is the voltage between the drain and source,
(VGS) is the voltage between the gate and source, and (Dz) is the Zener diode.
Claims (1)
ンジスタと、この電界効果トランジスタに対してカスケ
ード接合されているバイポーラトランジスタと、前記電
界効果トランジスタのドレイン・ソース間の電圧を規定
するための定電圧回路とから成り、前記ドレインを前記
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間と前記定
電圧回路とを介して前記ソースに接続した増巾回路。1 A vertical junction field effect transistor for supplying a human power signal, a bipolar transistor connected in cascade to this field effect transistor, and a constant voltage for defining the voltage between the drain and source of the field effect transistor. and a voltage circuit, the amplification circuit having the drain connected to the source via the base-emitter of the bipolar transistor and the constant voltage circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6630776A JPS5951166B2 (en) | 1976-06-07 | 1976-06-07 | Width increase circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6630776A JPS5951166B2 (en) | 1976-06-07 | 1976-06-07 | Width increase circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52149461A JPS52149461A (en) | 1977-12-12 |
| JPS5951166B2 true JPS5951166B2 (en) | 1984-12-12 |
Family
ID=13312014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6630776A Expired JPS5951166B2 (en) | 1976-06-07 | 1976-06-07 | Width increase circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951166B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875905A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-07 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Amplifier |
| JPS5955684A (en) * | 1982-09-25 | 1984-03-30 | Anritsu Corp | Video amplifier circuit |
| JP7036661B2 (en) * | 2018-05-10 | 2022-03-15 | セイコーNpc株式会社 | Semiconductor devices and optical line sensors |
-
1976
- 1976-06-07 JP JP6630776A patent/JPS5951166B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52149461A (en) | 1977-12-12 |
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