JPH0252882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低周波増幅回路に関し、クロスオー
バ歪を低減すると共に入力信号レベルに応じたバ
イアス電流を供給して出力段のトランジスタの動
作点を移動させて消費電流を抑えるものである。

従来の低周波増幅回路は、出力段のトランジス
タの動作点を安定にする為に、出力段のトランジ
スタの前段に設けられたバイアス回路に一定のバ
イアス電流が供給されるようになされている。従
つて、クロスオーバ歪を防止する為に必要な電流
よりも比較的多量の電流をバイアス回路に流して
おり、その結果、低周波増幅回路にあつては、無
信号時であつてもアイドル電流が大きくなりがち
である。このような従来の低周波増幅回路を携帯
用音響装置に使用すると、電池の消費が多くなる
傾向にあり、好ましくない。

本発明は、上述の如き問題点を解消する為にな
されたもので、本発明の主な目的は、低周波増幅
回路のクロスオーバ歪の発生をなくすと共に最適
なバイアス電流を供給して、消費電流の低減を図
るものである。

また、本発明の他の目的は、低周波増幅回路の
出力段のトランジスタに供給されるアイドル電流
をクロスオーバ歪の出ない限界点近くまで微少化
するにある。

本発明の低周波増幅回路は、出力段のトランジ
スタのバイアス電圧に重畳された入力信号を検出
し、入力信号電圧に応じて出力段のトランジスタ
のバイアス電圧を制御する正帰還回路から構成さ
れており、出力段のトランジスタのバイアス電圧
を、従来のように入力信号電圧の最大時に必要な
バイアスに予め設定することなく、無信号時に必
要最小のアイドル電流が供給されるようになさ
れ、信号入力時は、入力信号電圧に応じた電流
を、無信号時のバイアス電流に加算してバイアス
回路に供給し、出力段のトランジスタの動作点を
移動させ最適なバイアス電流に設定し、消費電流
を低減するものである。

以下、本発明について第１図に基づき説明す
る。

１は信号が印加される入力端子、２は出力端子
であり、低周波増幅回路は出力段４０とそのバイ
アス回路４１から構成され、直流電流発生回路４
２と可変電流源回路４３を具えている。出力段４
０はPNPトランジスタ３とNPNトランジスタ４
とが相補接続されている。バイアス回路４１は、
電流源トランジスタ２０，９のコレクタ間にカソ
ードを共通とするダイオード接続（トランジスタ
のコレクタとベースを接続）されたトランジスタ
５，６が接続され、ダイオード接続されたトラン
ジスタ５はトランジスタ７と、ダイオード接続さ
れたトランジスタ６はトランジスタ８と夫々所定
のエミツタ面積比でもつて電流ミラー回路を構成
し、トランジスタ７，８の夫々のエミツタが共通
接続され、その接続点は電源電圧Ｖc.c.の二分の一
の電圧源４４に接続される。トランジスタ７，８
のコレクタに夫々バイアス抵抗１２，１３が接続
されており、ダイオード接続されたトランジスタ
５，６の共通接続されたエミツタが入力端子１に
接続される。トランジスタ３，１０，２０のエミ
ツタと抵抗１２一端が電圧源Ｖc.c.に接続され、ト
ランジスタ４，９，１１のエミツタと抵抗１３の
一端が接地される。出力段４０のトランジスタ
３，４は、バイアス抵抗１２，１３の端子間に発
生するバイアス電圧によつてバイアスされる。

４２は、バイアス抵抗１２，１３の端子間に発
生するバイアス電圧に重畳された入力信号電圧を
平滑して直流電流に変換する、所謂、直流電流発
生回路である。出力段４０のダイオード接続され
たトランジスタ１０は直流電流発生回路４２のト
ランジスタ２６と、出力段４０のダイオード接続
されたトランジスタ１１は直流電流発生回路４２
のトランジスタ３２と夫々電流ミラー回路を構成
しており、トランジスタ３２のコレクタがダイオ
ード接続されたトランジスタ２４のベース・コレ
クタに接続され、トランジスタ２４，２５電流ミ
ラー回路を構成している。トランジスタ２５のコ
レクタに抵抗３８が接続され、その他端にコンデ
ンサ３５と抵抗３６，３７が接続され、抵抗３６
の他端がトランジスタ２６のコレクタに接続され
る。抵抗３７の他端がトランジスタ３９のベー
ス・コレクタに接続される。ダイオード接続され
たトランジスタ３９とベースを共通とするトラン
ジスタ３３は、電流ミラー回路を形成し、トラン
ジスタ３３のコレクタがダイオード接続したトラ
ンジスタ３４のエミツタに接続される。トランジ
スタ３４のベース・コレクタが線２１を介して可
変電流源回路４２に接続され、トランジスタ２４
乃至２６のエミツタは電源電圧Ｖc.c.に接続され、
トランジスタ３２，３３，３９のエミツタとコン
デンサ３５の他端が接地される。

直流電流発生回路４２は、入力信号電圧に応じ
て直流電流を発生させる回路であつて、ダイオー
ド接続されたトランジスタ１０には、バイアス抵
抗１２の端子間電圧が印加され、トランジスタ１
０とベースを共通するトランジスタ２６からなる
電流ミラー回路から入力信号電圧に応じた電流を
ミラー電流として導出する。又、ダイオード接続
されたトランジスタ１１には、バイアス抵抗１３
の端子間電圧が印加されており、トランジスタ１
１とベースを共通とする電流ミラー回路の他方の
トランジスタ３２から入力信号電圧に応じたミラ
ー電流が導出される。トランジスタ３２に流れる
ミラー電流はトランジスタ２４，２５からなる電
流ミラー回路を介し抵抗３８を通し平滑コンデン
サ３５に供給される。一方、トランジスタ２６に
流れるミラー電流は抵抗３６を介し平滑コンデン
サ３５に供給される。平滑回路を構成する平滑コ
ンデンサ３５の両端子間に入力信号電圧に応じた
直流電圧が生じる。この直流電圧によつて、ダイ
オード接続したトランジスタ３９がバイアスさ
れ、抵抗３７を介して電流が流れ込む。トランジ
スタ３９とベースを共通とするトランジスタ３３
は電流ミラー回路を構成しており、可変電流源回
路４３のダイオード接続されたトランジスタ２２
とトランジスタ２３からなる電流ミラー回路から
ミラー電流を配線２１を介して引き込む。この入
力信号電圧に応じたミラー電流を可変電流I₁と呼
ぶ。

尚、コンデンサ３５は、通常、漏れ電流があ
り、無信号時に流れる電流は、この漏れ電流に略
等しい値に微少化されており、この電流によつて
コンデンサ３５が充電されたとしても、無信号時
の直流電圧によつてトランジスタ３９が動作しな
いようになされている。

可変電流源回路４３は、定電流回路から構成さ
れる。トランジスタ２７，２８の共通接続された
エミツタに抵抗１７が接続され、トランジスタ２
８のベースと接地間にダイオード接続されたトラ
ンジスタ２９，３１が直列に接続されている。ダ
イオード接続されたトランジスタ２２とトランジ
スタ２３によつて電流ミラー回路を形成し、トラ
ンジスタ２２のベース・コレクタはトランジスタ
２７，２８のコレクタに接続され、トランジスタ
２３のコレクタがトランジスタ２８のベースに接
続される。トランジスタ２２，２３のエミツタが
電源電圧Ｖc.c.に接続され、トランジスタ３１のエ
ミツタと抵抗１７の他端が接地されている。

可変電流源回路４３は、定電流回路で構成され
ており、最少のアイドル電流を設定する為の定電
流I₂を設定している。又、直流電流発生回路４２
から配線２１を通して可変電流I₁が引き込まれる
ことにより、定電流I₂に可変電流I₁が加算されて
可変電流I₃を発生させてバイアス回路４１に供給
している。

可変電流源回路４３は、スタートアツプ回路１
６によつてトランジスタ２７がバイアスされ、ダ
イオード接続されたトランジスタ２２とトランジ
スタ２３からなる電流ミラー回路から電流を引き
込み、トランジスタ２３からミラー電流がダイオ
ード接続されたトランジスタ２９，３１に供給さ
れ、ダイオード接続されたトランジスタ２９，３
１に電圧が発生してトランジスタ２８をバイアス
し、トランジスタ２７のバイアス電圧に対してト
ランジスタ２８のバイアス電圧の電位が大きい為
に、トランジスタ２７は遮断される。定電流I₂
は、ダイオード接続されたトランジスタ２９，３
１に発生するバイアス電圧と抵抗１７によつて設
定される。トランジスタ２２とベースを共通とす
るトランジスタ２０が電流ミラー回路を構成して
いるのでトランジスタ２０からミラー電流として
定電流I₂が流れる。尚、トランジスタ２０のエミ
ツタ面積とトランジスタ２２のエミツタ面積が所
定の比を有しており、エミツタ面積比に応じたミ
ラー電流を流し得るようになされている。

無信号時、可変電流源回路４３は、バイアス回
路４１に定電流I₂を供給する。定電流I₂は出力段
のトランジスタ３，４の最少アイドル電流を設定
するものであつて、クロスオーバ歪が発生するの
を防止する最少のバイアス電流に設定されてい
る。又、入力信号が印加されると、トランジスタ
１０，２６、トランジスタ１１，３２及びトラン
ジスタ２４，２５からなる各電流ミラー回路によ
つて全波整流された信号電流がコンデンサ３５に
流れ込み、コンデンサ３５の端子間電圧が上昇し
てダイオード接続されたトランジスタ３９がバイ
アスされることにより、可変電流源回路４３から
配線２１を介して可変電流I₁が引き込まれるの
で、定電流I₂に可変電流I₁が加算され、定電流I₂
に可変電流I₁が重畳された可変電流I₃がトランジ
スタ２０乃至２３に流れる。一方、可変電流I₃
は、電流ミラー回路を構成するトランジスタ３１
と９に供給され、トランジスタ９にもミラー電流
として可変電流I₃が流れる。即ち、可変電流I₃は
I₃＝I₁＋I₂の関係にあり、入力信号の重畳される
バイアス電流である。無論、無信号時は、I₃＝I₂
の関係となつている。

本発明の低周波増幅回路は、無信号時、定電流
I₂によつて出力段のトランジスタ３，４がクロス
オーバ歪を生じない最少限のバイアス電流が与え
られている。このバイアス電流は、コンデンサ３
５の漏れ電流に近い値となつている。信号入力時
には、可変電流I₁を発生させバイアス電圧を増す
ように作用する。可変電流I₁は、入力端子１から
入力される信号レベルによつて設定されており、
無限に増大することなく、その上限は、最大の信
号入力レベルによつて決定される。また、入力信
号が入力端子１に印加されると、バイアス回路４
１の電流I₃に信号電流I_Sが重畳されるが、この信
号電流I_Sは、電流I₃より大きい電流である為に、
入力信号の振幅が小さくなると、信号電流I_Sの減
少によつてコンデンサ３５に流れ込む整流電流が
減少するので、電流I₁が減少し、可変電流I₃も減
少する。このように本願発明の低周波増幅回路
は、入力信号の振幅レベルに応じてアイドル電流
を最適な状態に保つ電流ミラー回路、定電流回路
及び平滑回路の組み合わせで構成されており、信
号波形を歪ますことがなく、バランスの良い出力
波形を得ることができる。

以上説明したように本発明によれば、アイドル
電流が出力段のトランジスタのすべての動作点で
最適に制御されており、携帯用の音響装置のよう
に極力消費電流を低減しなければならない装置に
は、極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の低周波増幅回路の一実施例を
示す回路図である。 １：入力端子、２：出力端子、４０：出力段、
４１：バイアス回路、４２：直流電流発生回路、
４３：可変電流源回路、I₁，I₃：可変電流、I₂：
定電流。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ PNPトランジスタとNPNトランジスタが相
   補的に接続された出力段の前段に、入力信号が重
   畳されたバイアス電圧を該出力段のトランジスタ
   に印加するバイアス回路を含む低周波増幅回路に
   於いて、該バイアス回路のバイアス電圧に応じた
   電流を得る第１の電流ミラー回路と、第１の電流
   ミラー回路から得られる電流を平滑する平滑回路
   と、該平滑回路から得られる直流電圧を電流に変
   換して次段に可変電流として供給する第２の電流
   ミラー回路と、無信号時に該出力段のトランジス
   タに最少のアイドル電流を流す為のバイアス電圧
   を設定するべく該バイアス回路に供給されている
   定電流に、該可変電流を加算して該バイアス回路
   に供給する可変電流源回路とを具え、該入力信号
   の振幅レベルに応じて該バイアス電圧を制御する
   ことによつて該出力段のトランジスタの動作点を
   移動させることを特徴とする低周波増幅回路。