(57)【要約】【課題】温度補償用素子の増幅器に対する温度追従性を高くすること。【解決手段】  増幅装置１は、音声信号を増幅するパワートランジスタＱ１と、基板１５と、基板１５のはんだ面に設けられた、パワートランジスタＱ１のエミッタ端子１２用のパターン２０と、バイポーラトランジスタＱ４と、を備える。パワートランジスタＱ１は、複数の端子１２〜１４を有する。エミッタ端子１２用のパターン２０は、複数の端子１２〜１４の並び方向に延びる延長部２３を有する。バイポーラトランジスタＱ４は、延長部２３と対向する、基板１５の部品面に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を増幅する増幅器と、
基板と、
前記基板の一方の面に設けられた、前記増幅器の端子用のパターンと、
前記パターンに対向する、前記基板の他方の面に設けられた温度補償用素子と、
を備えることを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
前記増幅器は、複数の端子を有し、
前記パターンは、前記複数の端子の並び方向に延びる延長部を有し、
前記温度補償用素子は、前記延長部と対向する、前記基板の他方の面に設けられることを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
前記増幅器は、パワートランジスタであり、
前記温度補償用素子は、前記パワートランジスタのコレクタ端子用の前記パターンに対向する、前記基板の他方の面に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記増幅器は、パワートランジスタであり、
前記パワートランジスタの端子は、エミッタ端子、コレクタ端子、ベース端子の並び順であり、
前記温度補償用素子は、前記エミッタ端子用の前記パターンと対向する、前記基板の他方の面に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の増幅装置。
【請求項５】
前記温度補償用素子は、チップ型のパイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の増幅装置。
【請求項６】
前記温度補償用素子の端子は、本体を囲うように三つ配置され、前記基板の一方の面にはんだ付けされており、
前記延長部は、前記端子のはんだの間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号を増幅する増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅装置は、音声信号を増幅するパワートランジスタ（増幅器）を備える。パワートランジスタは、温度が上昇すると、ベース−エミッタ間電圧が低下する。例えば、温度が１℃上昇すると、ベース−エミッタ間電圧は、２．５ｍＶ程度低下する。温度の上昇に伴って、パワートランジスタのベース−エミッタ間電圧が低下すると、仮にバイアス電圧が一定の場合、パワートランジスタのコレクタ電流が増加する。これにより、パワートランジスタにおける熱損失が増加する。このため、さらに、パワートランジスタにおける温度が上昇し、パワートランジスタのベース−エミッタ間電圧がさらに低下するといった悪循環が生じる。その結果、パワートランジスタは、いわゆる熱暴走を起こし、破壊に至る場合がある。
【０００３】
上述したパワートランジスタの熱暴走を抑制するため、増幅装置には、温度補償用のバイポーラトランジスタが設けられている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、パワートランジスタと温度補償用のバイポーラトランジスタとが、同じ冷却器（放熱板）に取り付けられており、熱結合が良好である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２８７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
温度補償用のバイポーラトランジスタ（温度補償用素子）として、チップ型のバイポーラトランジスタが用いられる場合がある。しかしながら、チップ型のバイポーラトランジスタは、熱結合がよくないため、パワートランジスタ（増幅器）に対する温度追従性に欠けるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、温度補償用素子の増幅器に対する温度追従性を高くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明の増幅装置は、音声信号を増幅する増幅器と、基板と、前記基板の一方の面に設けられた、前記増幅器の端子用のパターンと、前記パターンに対向する、前記基板の他方の面に設けられた温度補償用素子と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、温度補償用素子は、増幅器の端子用のパターン（銅箔）に対向する、基板の他方の面に設けられている。このため、温度補償用素子の増幅器への熱結合が良好である。これにより、温度補償用素子の増幅器に対する温度追従性が高い。従って、増幅器と温度補償用素子との温度差が小さくなり、アイドリング電流が安定する。
【０００９】
第２の発明の増幅装置は、第１の発明の増幅装置において、前記増幅器は、複数の端子を有し、前記パターンは、前記複数の端子の並び方向に延びる延長部を有し、前記温度補償用素子は、前記延長部と対向する、前記基板の他方の面に設けられることを特徴とする。
【００１０】
素子の配置上、端子用のパターンに対向する、基板の他方の面に温度補償用素子を配置できない場合がある。このため、本発明では、パターンに、増幅器の端子の並び方向に延びる延長部を設けている。これにより、延長部に対向する、基板の他方の面に温度補償用素子を配置することができる。
【００１１】
第３の発明の増幅装置は、第１又は第２の発明の増幅装置において、前記増幅器は、パワートランジスタであり、前記温度補償用素子は、前記パワートランジスタのコレクタ端子用の前記パターンに対向する、前記基板の他方の面に設けられることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、温度補償用素子は、パワートランジスタのコレクタ端子用のパターンに対向する、基板の他方の面に設けられている。このため、最も温度が上昇するコレクタ端子の温度に追従し、パワートランジスタ（増幅器）の温度補償が可能となる。
【００１３】
第４の発明の増幅装置は、第１又は第２の発明の増幅装置において、前記増幅器は、パワートランジスタであり、前記パワートランジスタの端子は、エミッタ端子、コレクタ端子、ベース端子の並び順であり、前記温度補償用素子は、前記エミッタ端子用の前記パターンと対向する、前記基板の他方の面に設けられることを特徴とする。
【００１４】
パワートランジスタの端子の並び順が、エミッタ端子、コレクタ端子、ベース端子の並び順である場合、真ん中にあるコレクタ端子用のパターンに対向する、基板の他方の面に、温度補償用素子を設けることは難しい。このため、本発明では、温度補償用素子は、エミッタ端子用のパターンに対向する、基板の他方の面に設けられている。
【００１５】
第５の発明の増幅装置は、第１〜第４のいずれかの発明の増幅装置において、前記温度補償用素子は、チップ型のパイポーラトランジスタであることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、温度補償用素子が、熱結合が悪いチップ型のバイポーラトランジスタであっても、増幅器への温度追従性が高い。
【００１７】
第６の発明の増幅装置は、第２の発明の増幅装置において、前記温度補償用素子の端子は、本体を囲うように三つ配置され、前記基板の一方の面にはんだ付けされており、前記延長部は、前記端子のはんだの間に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明では、延長部は、端子のはんだの間に設けられている。従って、温度補償用素子の本体に対向する、基板の一方の面に、延長部が位置する。これにより、温度補償用素子の増幅器への熱結合がさらに良好となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、温度補償用素子の増幅器に対する温度追従性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る増幅装置の回路構成を示す図である。
【図２】増幅装置に用いられている基板の一部を示す図である。
【図３】パワートランジスタの外観を示す正面図である。
【図４】バイポーラトランジスタの外観を示す正面図である。
【図５】比較例を説明するための図である。
【図６】（ａ）は、本実施形態におけるバイポーラトランジスタの温度を示す図である。（ｂ）は、比較例におけるバイポーラトランジスタの温度を示す図である。
【図７】本実施形態におけるバイポーラトランジスタの温度、及び、比較例におけるバイポーラトランジスタの温度を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る増幅装置の回路構成を示す図である。図１に示すように、増幅装置１は、パワートランジスタＱ１、Ｑ２、検出回路２、温度補償回路３、等を備える。
【００２２】
パワートランジスタＱ１（増幅器）は、ｎｐｎ型のトランジスタである。パワートランジスタＱ１のコレクタは、正電源に接続されている。パワートランジスタＱ１のエミッタは、抵抗Ｒ１に接続されている。パワートランジスタＱ１のベースに正の音声信号（以下、「正信号」という。）ＩＮ＋が入力される。パワートランジスタＱ１は、ベースに入力される正信号ＩＮ＋を増幅して出力する。
【００２３】
パワートランジスタＱ２は、ｐｎｐ型のトランジスタである。パワートランジスタＱ２のコレクタは、負電源に接続されている。パワートランジスタＱ２のエミッタは、抵抗Ｒ２に接続されている。パワートランジスタＱ１のベースに負の音声信号（以下、「負信号」という。）ＩＮ−が入力される。パワートランジスタＱ１は、ベースに入力される負信号ＩＮ−を増幅して出力する。
【００２４】
検出回路２は、パワートランジスタＱ１、Ｑ２と、スピーカー出力と、の間に設けられている。検出回路２は、パワートランジスタＱ１、Ｑ２からスピーカー出力に流れる電流値を検出する。検出回路２は、パワートランジスタＱ１、Ｑ２から出力される電流値を検出し、検出した電流値が異常であるときに、異常検出信号を出力する。検出回路２は、バイポーラトランジスタＱ３、抵抗Ｒ１〜Ｒ６、コンデンサＣ１等を備える。詳細な説明は省略するが、パワートランジスタＱ１、Ｑ２から出力される電流値が異常であるとき、バイポーラトランジスタＱ３がオンの状態となり、検出回路２は、異常検出信号として、バイポーラトランジスタＱ３のコレクタ電流を出力する。
【００２５】
温度補償回路３は、バイポーラトランジスタＱ４、Ｑ５、抵抗Ｒ７〜Ｒ１１、コンデンサＣ２等を備える。バイポーラトランジスタＱ４（温度補償用素子）は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ４は、パワートランジスタＱ１、Ｑ２に熱結合している。バイポーラトランジスタＱ４は、パワートランジスタＱ１、Ｑ２にバイアス電圧を与えている。例えば、パワートランジスタＱ１の温度が上昇すると、熱結合しているバイポーラトランジスタＱ４の温度も上昇する。これにより、バイポーラトランジスタＱ４のベース−エミッタ間電圧が低下する。その結果、バイポーラトランジスタＱ４のコレクタ−エミッタ間電圧も低下し、パワートランジスタＱ１に対するバイアス電圧が低下する。このため、パワートランジスタＱ１のコレクタ電流の増大が抑えられ、熱暴走の発生を防止することができる。すなわち、パワートランジスタＱ１とバイポーラトランジスタＱ４との温度が、近ければ近いほど、パワートランジスタＱ１に適切なバイアス電圧が供給され、熱暴走の発生が防止される。従って、バイポーラトランジスタＱ４の温度の、パワートランジスタＱ１の温度への追従性が重要となる。
【００２６】
図２は、増幅装置１に用いられている基板の一部を示す図である。図３は、パワートランジスタＱ１の外観を示す正面図である。パワートランジスタＱ１の本体１１から延びる端子１２〜１４は、左から、エミッタ（Ｅ）端子、コレクタ（Ｃ）端子、ベース（Ｂ）端子の順である。パワートランジスタＱ１の端子１２〜１４は、基板１５の部品面（他方の面）から垂直方向（紙面の奥側）に延びている。パワートランジスタＱ１の端子１２〜１４は、基板１５の部品面から、ホールに挿通され、はんだ面（一方の面）にはんだ付けされている。図２において、左から、エミッタのはんだ、コレクタのはんだ、ベースのはんだが示されている。
【００２７】
図４は、バイポーラトランジスタＱ４の外観を示す正面図である。図４に示すように、バイポーラトランジスタＱ４は、チップ型のバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタＱ４において、端子１７〜１９は、本体１６を囲うように、三つ配置されている。端子１７は、コレクタ（Ｃ）端子である。端子１８は、エミッタ（Ｅ）端子である。端子１９は、ベース（Ｂ）端子である。バイポーラトランジスタＱ４の端子１７〜１９は、基板１５の部品面から、ホールに挿通され、はんだ面にはんだ付けされている。図２において、エミッタのはんだ、コレクタのはんだ、ベースのはんだが示されている。
【００２８】
基板１５のはんだ面には、パワートランジスタＱ１の端子１２〜１４用のパターン２０〜２２（銅箔）が設けられている。図２において、パターン２０〜２２は、斜線で示されている。パターン２０は、エミッタ端子１２用のパターンである。パターン２１は、コレクタ端子１３用のパターンである。パターン２２は、ベース端子１４用のパターンである。バイポーラトランジスタＱ４は、エミッタ端子１２用のパターン２０に対向する、基板１５の部品面に設けられている。ここで、エミッタ端子１２用のパターン２０は、端子１２〜１４の並び方向（左右方向）に延びる延長部２３を有する。言い換えれば、延長部２３は、バイポーラトランジスタＱ４の端子１７〜１９のはんだの間に設けられている。バイポーラトランジスタＱ４は、延長部２３と対向する、基板１５の部品面に設けられている。従って、バイポーラトランジスタＱ４の本体１６に対向する、基板１５のはんだ面に、延長部２３が位置する。
【００２９】
図５に示すように、切断位置で、パターン２０と延長部２３とを切断し、本実施形態との温度を比較した（比較例）。ここで、パワートランジスタＱ１は、非動作状態である。方法として、基板単体で、パワートランジスタＱ１のエミッタ端子１２を温め、バイポーラトランジスタＱ４の温度をサーモカメラで観測する。パワートランジスタＱ１のエミッタ端子１２のはんだを溶かした後、はんだが硬化してからすぐに測定した。
【００３０】
図６（ａ）は、本実施形態におけるバイポーラトランジスタＱ４の温度を示す図である。図６（ｂ）は、比較例におけるバイポーラトランジスタＱ４の温度を示す図である。図中心がバイポーラトランジスタＱ４の位置である。本実施形態では、バイポーラトランジスタＱ４まで温度が伝達されている。しばらく時間が経てば、比較例でも、バイポーラトランジスタＱ４に温度が伝達されるが、本実施形態よりも遅い。
【００３１】
また、バイポーラトランジスタＱ４のベース端子１９（パワートランジスタＱ１から最も離れた端子）に熱電対を取り付け、はんだが溶けた１０秒後の温度上昇を測定した。図７は、測定結果を示す表である。図７に示すように、本実施形態では、温度が９Ｋ上昇している。一方で、比較例では、温度が４Ｋしか上昇していいない。このように、本実施形態では、比較例よりも、温度上昇値が５Ｋ上回っている。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態では、バイポーラトランジスタＱ４は、パワートランジスタＱ１のエミッタ端子１２用のパターン２０に対向する、基板１５の部品面に設けられている。このため、バイポーラトランジスタＱ４のパワートランジスタＱ１への熱結合が良好である。これにより、バイポーラトランジスタＱ４のパワートランジスタＱ１に対する温度追従性が高い。従って、パワートランジスタＱ１とバイポーラトランジスタＱ４との温度差が小さくなり、アイドリング電流が安定する。
【００３３】
ここで、素子の配置上、エミッタ端子１２用のパターン２０に対向する、基板１５の部品面にバイポーラトランジスタＱ４を配置できない場合がある。このため、本実施形態では、エミッタ端子１２用のパターン２０に、パワートランジスタＱ１の端子１２〜１４の並び方向に延びる延長部２３を設けている。これにより、延長部２３に対向する、基板１５の部品面にバイポーラトランジスタＱ４を配置することができる。
【００３４】
パワートランジスタＱ１の端子１２〜１４の並び順が、エミッタ端子１２、コレクタ端子１３、ベース端子１４の並び順である場合、最も温度が上昇する、真ん中にあるコレクタ端子１３用のパターン２１に対向する、基板１５の部品面に、バイポーラトランジスタＱ４を設けることは難しい。このため、本実施形態では、バイポーラトランジスタＱ４は、エミッタ端子１２用のパターン２０に対向する、基板１５の部品面に設けられている。
【００３５】
また、本実施形態によれば、チップ型のバイポーラトランジスタＱ４であっても、パワートランジスタＱ１への温度追従性が高い。
【００３６】
また、本実施形態では、延長部２３は、端子１２〜１４のはんだの間に設けられている。従って、バイポーラトランジスタＱ４の本体１６に対向する、基板１５のはんだ面に、延長部２３が位置する。これにより、バイポーラトランジスタＱ４のパワートランジスタＱ１への熱結合がさらに良好となる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。
【００３８】
上述の実施形態においては、バイポーラトランジスタＱ４は、エミッタ端子１２用のパターン２０に設けられている。これに限らず、他の端子１３、１４用のパターン２１、２２に設けられていてもよい。バイポーラトランジスタＱ３は、コレクタ端子１３用のパターン２１に対向する、基板１５の部品面に設けられるのが最も良い。これにより、最も温度が上昇するコレクタ端子１３の温度に追従し、パワートランジスタＱ１の温度補償が可能となる。
【００３９】
上述の実施形態においては、エミッタ端子１２用のパターン２０は、端子１２〜１４の並び方向（左右方向）に延びる延長部２３を有する。これに限らず、延長部２３はなくてもよい。また、延長部２３は、端子１２〜１４の並び方向（左右方向）以外の方向に延びていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、音声信号を増幅する増幅装置に好適に採用され得る。
【符号の説明】
【００４１】
１  増幅装置
３  温度補償回路
１１  本体
１２  エミッタ端子
１３  コレクタ端子
１４  ベース端子
１５  基板
１６  本体
１７  コレクタ端子
１８  エミッタ端子
１９  ベース端子
２０〜２２  パターン
２３  延長部
Ｑ１、Ｑ２  パワートランジスタ（増幅器）
Ｑ４  バイポーラトランジスタ（温度補償用素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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