(57)【要約】【課題】  電源電圧変動時のアイドリング電流を抑制する。【解決手段】  トランジスタ取付構造は、メイン基板と、メイン基板に対して所定の間隔が形成され結合されたヒートシンクと、メイン基板に対して略垂直な方向に設けられ、メイン基板とリード線を介して導通された第１サブ基板と、メイン基板に対して略垂直な方向に設けられ、メイン基板とリード線を介して導通された第２サブ基板と、第１サブ基板に対して垂直な方向に取付けられた第１トランジスタと、第２サブ基板に対して垂直な方向に取付けられた温度補償トランジスタとを備える。第１トランジスタの一方の面がヒートシンクの面上に配置され、温度補償トランジスタの一方の面が第１トランジスタの他方の面上に配置された状態で、螺旋によって相互に結合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン基板と、
前記メイン基板に対して所定の間隔が形成され、前記メイン基板が結合されたヒートシンクと、
前記メイン基板に対して略垂直な方向に、前記メイン基板の１辺に沿って設けられ、前記メイン基板とリード線を介して導通および結合された第１サブ基板と、
前記メイン基板に対して略垂直な方向に、前記メイン基板の他の１辺に沿って設けられ、前記メイン基板とリード線を介して導通および結合された第２サブ基板と、
前記第１サブ基板に対して垂直な方向に前記第１サブ基板にその端子が取付けられた第１トランジスタと、
前記第２サブ基板に対して垂直な方向に前記第２サブ基板にその端子が取付けられた温度補償トランジスタとを備え、
前記第１トランジスタの一方の面が前記ヒートシンクの面上に配置され、前記温度補償トランジスタの一方の面が前記第１トランジスタの他方の面上に配置された状態で、前記温度補償トランジスタと、前記第１トランジスタと、前記ヒートシンクとが螺旋によって相互に結合される、トランジスタ取付構造。
【請求項２】
メイン基板と、第１サブ基板と、第２サブ基板とがそれぞれ平行な状態で、前記第１サブ基板に対して垂直な方向に前記第１サブ基板に第１トランジスタの端子が取付けられ、前記第２サブ基板に対して垂直な方向に前記第２サブ基板に温度補償トランジスタの端子が取付けられる工程と、
前記メイン基板に対して略垂直な位置まで、前記第１サブ基板を前記メイン基板に対して折り曲げて、前記第１トランジスタの一方の面をヒートシンクの面上に配置する工程と、
前記メイン基板に対して略垂直な位置まで、前記第２サブ基板を前記メイン基板に対して折り曲げて、前記温度補償トランジスタの一方の面を前記第１トランジスタの他方の面上に配置する工程と、
前記温度補償トランジスタと、前記第１トランジスタと、前記ヒートシンクとを螺旋によって相互に結合する工程とを含む、トランジスタ取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタ取付構造およびトランジスタ取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオアンプにおいて、トランジスタの温度特性に起因して、オーディオアンプの筐体内部の温度によって、パワーアンプに使用されるパワートランジスタの特性が変化してしまう。これを防止するために、パワートランジスタの近傍に温度補償トランジスタが設けられる。温度補償トランジスタは、パワートランジスタと同様に筐体内部の温度によって特性が変化することによって、パワートランジスタの温度による特性の変化を相殺するためのトランジスタである。従来のオーディオアンプにおいては、パワートランジスタがヒートシンクに結合され、温度補償トランジスタはパワートランジスタの近傍においてヒートシンクに結合されている。すなわち、パワートランジスタの温度はヒートシンクを介して温度補償トランジスタへと伝達される。従って、温度補償トランジスタの温度がパワートランジスタの温度と同じになるまでに時間がかかるので、温度補償トランジスタによって十分にパワートランジスタの温度による特性変化を相殺することが困難である。
【０００３】
その結果、従来のトランジスタ取付構造においては、パワーアンプに供給する電源電圧を変動させた場合に、アイドリング電流の変動が大きくなってしまうという問題がある。ここで、アイドリング電流とは、入力されるオーディオ信号が無信号のときに、パワートランジスタのエミッタに流れる電流である。また、従来のトランジスタ取付構造においては、電源電圧を供給開始してからアイドリング電流が安定するまでに時間がかかるという問題がある。アイドリング電流の安定に時間がかかると、量産時にアイドリング電流変動を小さくするために可変抵抗値を調整する作業を開始するまでの待ち時間が長くなってしまう。
【０００４】
下記特許文献１には、第１電子部品と第２電子部品とを対にして、第１電子部品の外構の壁と第２電子部品の外構の壁とを互いに接触させて配置し、第１電子部品と第２電子部品のうちの一方が生じた発熱分を、高温状態にある外構の壁から低温状態にある対手の外構の壁に熱伝達して放熱させることを特徴とする電子部品の実装方法が記載されている。しかし、特許文献１には、温度補償トランジスタの取付構造や、アイドリング電流の変動抑制については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９４６２８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電源電圧変動時のアイドリング電流を抑制できるトランジスタ取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付構造は、メイン基板と、前記メイン基板に対して所定の間隔が形成され、前記メイン基板が結合されたヒートシンクと、前記メイン基板に対して略垂直な方向に、前記メイン基板の１辺に沿って設けられ、前記メイン基板とリード線を介して導通および結合された第１サブ基板と、前記メイン基板に対して略垂直な方向に、前記メイン基板の他の１辺に沿って設けられ、前記メイン基板とリード線を介して導通および結合された第２サブ基板と、前記第１サブ基板に対して垂直な方向に前記第１サブ基板にその端子が取付けられた第１トランジスタと、前記第２サブ基板に対して垂直な方向に前記第２サブ基板にその端子が取付けられた温度補償トランジスタとを備え、前記第１トランジスタの一方の面が前記ヒートシンクの面上に配置され、前記温度補償トランジスタの一方の面が前記第１トランジスタの他方の面上に配置された状態で、前記温度補償トランジスタと、前記第１トランジスタと、前記ヒートシンクとが螺旋によって相互に結合される。
【０００８】
本実施形態によると、温度補償トランジスタは第１トランジスタに直接結合されているので、第１トランジスタの温度が温度補償トランジスタに直ちに伝達される。従って、電圧変動時のアイドリング電流の変動を抑制することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付方法は、メイン基板と、第１サブ基板と、第２サブ基板とがそれぞれ平行な状態で、前記第１サブ基板に対して垂直な方向に前記第１サブ基板に第１トランジスタの端子が取付けられ、前記第２サブ基板に対して垂直な方向に前記第２サブ基板に温度補償トランジスタの端子が取付けられる工程と、前記メイン基板に対して略垂直な位置まで、前記第１サブ基板を前記メイン基板に対して折り曲げて、前記第１トランジスタの一方の面をヒートシンクの面上に配置する工程と、前記メイン基板に対して略垂直な位置まで、前記第２サブ基板を前記メイン基板に対して折り曲げて、前記温度補償トランジスタの一方の面を前記第１トランジスタの他方の面上に配置する工程と、前記温度補償トランジスタと、前記第１トランジスタと、前記ヒートシンクとを螺旋によって相互に結合する工程とを含む。
【００１０】
本実施形態によると、非常に簡単に温度補償トランジスタと第１トランジスタとを取付けることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、電源電圧変動時のアイドリング電流を抑制できるトランジスタ取付構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付構造を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付構造を示す拡大斜視図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付構造の回路図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付方法を示す斜視図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付方法を示す斜視図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付方法を示す斜視図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付方法を示す斜視図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付方法を示す斜視図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付方法を示す斜視図である。
【図９】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付構造におけるアイドリング電圧の変動を示す測定結果である。
【図１０】従来技術によるトランジスタ取付構造におけるアイドリング電圧の変動を示す測定結果である。
【図１１】本発明と従来技術とのアイドリング電流の変化を示す測定結果の表である。
【図１２】本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付構造におけるアイドリング電流安定時間を示す測定結果である。
【図１３】従来技術によるトランジスタ取付構造におけるアイドリング電流安定時間を示す測定結果である。
【図１４】本発明と従来技術とのアイドリング電流安定時間を示す測定結果の表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。図１は、本発明の好ましい実施形態によるトランジスタ取付構造１を示す斜視図である。図１Ｂは、トランジスタ取付構造１の要部を示す拡大斜視図である。
【００１４】
トランジスタ取付構造１は、メイン基板２と、第１サブ基板３と、第２サブ基板４と、第１トランジスタ（以下、パワートランジスタという。）５と、温度補償トランジスタ６と、螺旋７と、リード線８、９と、ヒートシンク１０と、スペーサ１１とを概略備える。
【００１５】
メイン基板２は、オーディオアンプのアンプ回路や電源回路等の電子部品（トランジスタ、抵抗、コンデンサ等）が配置される基板である。メイン基板２は、パワートランジスタ５と、温度補償トランジスタ６とが配置される箇所を形成するため、略矩形状に基板が切断されて、削除されている。
【００１６】
第１サブ基板３は、メイン基板２の１辺に沿って、メイン基板２に対して略垂直方向に設けられている。第１サブ基板３は、パワートランジスタ５を取付けるための基板である。第１サブ基板３は、パワートランジスタ５の３本の端子にそれぞれ対応する３本のリード線８を介してメイン基板２に取付けられている。すなわち、３本のリード線８は、一端がメイン基板２に半田付けされており、他端が第１サブ基板３に半田付けされて、パワートランジスタ５の各端子と導通している。第１サブ基板３には、各リード線８が第１サブ基板３上に配置されるための３つのスリット部３ａが形成されており、各スリット部３ａに各リード線８が挿入されている。
【００１７】
パワートランジスタ５は、トランジスタ本体が第１サブ基板３に対して垂直になるように、第１サブ基板３に半田によって各端子が取付けられている。すなわち、パワートランジスタ５は、第１サブ基板３に対して立った形状で、第１サブ基板３に取付けられている。パワートランジスタ５の各端子（ベース、エミッタ、コレクタ等）は、リード線８を介してメイン基板２と導通している。パワートランジスタ５は、第１サブ基板３の長手方向の一辺側（図１において奥側）に取付けられている。
【００１８】
第２サブ基板４は、メイン基板２の他の１辺に沿って、メイン基板２に対して略垂直方向に設けられている。第２サブ基板４は、温度補償トランジスタ６を取付けるための基板である。第２サブ基板４は、温度補償トランジスタ６が取付けられる面が、第１サブ基板３のパワートランジスタ５が取付けられる面に対して略垂直になるように設けられている。第２サブ基板４は、温度補償トランジスタ６の３本の端子にそれぞれ対応する３本のリード線９を介してメイン基板２に取付けられている。すなわち、３本のリード線９は、一端がメイン基板２に半田付けされており、他端が第２サブ基板４に半田付けされ、温度補償トランジスタ６の各端子と導通している。第２サブ基板４には、各リード線９が第２サブ基板４上に配置されるための３つのスリット部４ａが形成されており、各スリット部４ａに各リード線９が挿入されて配置されている。
【００１９】
温度補償トランジスタ６は、トランジスタ本体が第２サブ基板４に対して垂直になるように、第２サブ基板４に半田によって各端子が取付けられている。すなわち、温度補償トランジスタ６は、第２サブ基板４に対して立った形状で、第２サブ基板４に取付けられている。温度補償トランジスタ６の各端子（ベース、エミッタ、コレクタ等）は、リード線９を介してメイン基板２と導通している。温度補償トランジスタ６は、第２サブ基板４の長手方向の一辺側（図１において奥側）に取付けられている。
【００２０】
メイン基板２は、スペーサ１１を介してヒートシンク１０に螺旋１１によって結合されている。スペーサ１１は、第１サブ基板３および第２サブ基板４がメイン基板２に対して垂直な状態を保持し、かつ、パワートランジスタ７の本体の裏面がヒートシンク１０に密接して結合されるように、メイン基板２とヒートシンク１０との間に所定の間隔を設けるためのものである。
【００２１】
パワートランジスタ５は、本体の裏面がヒートシンク１０に密接するように、ヒーシンクの一方の面上（すなわち、複数のフィンが配された面とは反対側の平坦な面上）に配置される。さらに、温度補償トランジスタ６は、本体の裏面がパワートランジスタ５の本体の表面に密接するように、パワートランジスタ７の上に配置される。詳細には、パワートランジスタ５の本体の上半分が下半分に比べて厚みが薄くなっているので、本体の上半分の部分に温度補償トランジスタ６が配置される。また、温度補償トランジスタ６は、パワートランジスタ５に対し直交するように（すなわち、温度補償トランジスタ６の立ち方向と、パワートランジスタ５の立ち方向とが直交するように）、パワートランジスタ上に配置される。そして、温度補償トランジスタ６と、パワートランジスタ５と、ヒートシンク１０とは螺旋によって相互に結合される。
【００２２】
このように、温度補償トランジスタ６はパワートランジスタ５に直接的に接合されているので、パワートランジスタ５の温度を温度補償トランジスタ６に直接的に伝達することが出来る。従って、パワートランジスタ５の温度を温度補償トランジスタ６に迅速に伝達することができ、正確に温度補償を実現することができる。
【００２３】
図２は、パワートランジスタ５および温度補償トランジスタ６の回路構成を示す回路図である。トランジスタＱ１がパワートランジスタ５に対応し、トランジスタＱ２が温度補償トランジスタ６に対応している。なお、このパワーアンプ回路の構成自体は周知技術であるので、説明を割愛する。
【００２４】
トランジスタ取付構造１の組立方法（すなわち、トランジスタ取付方法）について、図３〜図８を参照して説明する。
【００２５】
図３に示すように、第１サブ基板３および第２サブ基板４は、メイン基板２に対して折り曲げられておらず、平行な状態である。この状態において、パワートランジスタ５の各端子が第１サブ基板３に半田によって取付けられ、温度補償トランジスタ６の各端子が第２サブ基板４に半田によって取付けられる。パワートランジスタ５の面と、温度補償トランジスタ６の面とは相互に垂直になるように取付けられる。
【００２６】
また、第１サブ基板３は、リード線８を介してメイン基板２に取付けられる。リード線８の一端は第１サブ基板３に半田付けされ、パワートランジスタ５の各端子と導通する。リード線８の他端はメイン基板に半田付けされる。第２サブ基板４は、リード線９を介してメイン基板２に取付けられる。リード線９の一端は第２サブ基板４に半田付けされ、温度補償トランジスタ６の各端子と導通する。リード線９の他端はメイン基板に半田付けされる。
【００２７】
図４に示すように、ヒートシンク１０の一方の面の所定の位置（螺旋孔が形成された位置）にスペーサ１１が配置される。スペーサ１１は、円筒状に形成されており、内部に螺旋が挿通可能になっている。そして、図５に示すように、スペーサ１１の上に、メイン基板２、第１サブ基板３および第２サブ基板４を配置する。詳細に、メイン基板２に形成された螺旋孔がスペーサ１１の孔と一致するように、メイン基板２がスペーサ１１上に配置される。続いて、図６に示すように、メイン基板２がスペーサ１１を介してヒートシンク１０に螺旋によって結合される。
【００２８】
図７に示すように、第１サブ基板３をメイン基板２に対して垂直になるように折り曲げる。メイン基板２とヒートシンク１０の面とは平行であるので、第１サブ基板３はヒートシンク１０の面に対しても垂直になる。ヒートシンク１０とメイン基板２との間にはスペーサ１１によって所定の間隔が形成されているので、第１サブ基板３はヒートシンク１０の面によって遮られることなく、メイン基板２と垂直な位置まで折り曲げることができる。第１サブ基板３を折り曲げることによって、パワートランジスタ５の本体の裏面がヒートシンク１０の面に密接する。言い換えると、スペーサ１１によって形成される間隔が、第１サブ基板３を折り曲げた際に、パワートランジスタ５の本体の裏面がヒートシンク１０の面に密接するように設定されている。
【００２９】
図８に示すように、第２サブ基板４をメイン基板２に対して垂直になるように折り曲げる。メイン基板２とヒートシンク１０の面とは平行であるので、第２サブ基板４はヒートシンク１０の面に対しても垂直になる。ヒートシンク１０とメイン基板２との間にはスペーサ１１によって所定の間隔が形成されているので、第２サブ基板４はヒートシンク１０の面によって遮られることなく、メイン基板２と垂直な位置まで折り曲げることができる。第２サブ基板４を折り曲げることによって、温度補償トランジスタ６の本体の裏面がパワートランジスタ５の本体の表面に密接する。言い換えると、スペーサ１１によって形成される間隔が、第２サブ基板４を折り曲げた際に、温度補償トランジスタ６の本体の裏面がパワートランジスタ５の本体の表面に密接するように設定されている。
【００３０】
パワートランジスタ５に形成された螺旋孔と、温度補償トランジスタ６に形成された螺旋孔と、ヒートシンク１０に形成された螺旋孔とが対応している。そして、図１に示すように、温度補償トランジスタ６と、パワートランジスタ５と、ヒートシンク１０とが螺旋によって相互に結合される。これにより、温度補償トランジスタ６と、パワートランジスタ５との取り付けが完了する。
【００３１】
次に本実施形態の効果を説明する。図９は、図１に示すトランジスタ取付構造において、供給する電源電圧を１０％増加させた場合（すなち、ＡＣ１００ＶをＡＣ１１０Ｖに変化させた場合）の、アイドリング電流に基づく電圧の変動を示す測定結果である。ここでいうアイドリング電流とは、入力されるオーディオ信号が無信号の時に、図２のパワートランジスタＱ１、Ｑ３の両エミッタの電流を示す。図９の波形は、抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端電圧の和の変化を示している。
【００３２】
比較例として、図１０は、従来技術として温度補償トランジスタがヒートシンクに結合されているトランジスタ取付構造（すなわち、温度補償トランジスタがヒートシンクを介してパワートランジスタに取付けられている構造）におけるアイドリング電流に基づく電圧の変動示す測定結果である。
【００３３】
図１１は、本実施形態および従来技術のアイドリング電流に基づく電圧の変動を示す表である。図９、図１０、図１１を参照し、本実施形態のトランジスタ取付構造によると、従来のトランジスタ取付構造と比較して、電源電圧を変動させたときのアイドリング電流による電圧の変動を非常に小さくすることができる。これは、従来技術によると電圧変動によるパワートランジスタの温度変化が温度補償トランジスタに伝達するまでに時間がかかるので、温度補償の効果が現れるまでに時間がかかる一方で、本実施形態では、電圧変動によるパワートランジスタの温度変化が温度補償トランジスタに直ちに伝達されるので、温度補償の効果が直ちに現れるからである。
【００３４】
図１１は、本実施形態と従来技術とにおけるアイドリング電流に基づく電圧の変動率および電圧値の測定結果を示す。本実施形態では、電源電圧を１０％増加させた際にはアイドリング電流に基づく電圧が１７．７％増加（１６．４ｍＶから１９．３ｍＶへの変化）であり、電源電圧を１０％低下させた際にはアイドリング電流に基づく電圧が１４．７％低下（１６．４ｍＶから１４ｍＶへの変化）であった。一方、従来技術では、電源電圧を１０％増加させた際にはアイドリング電流に基づく電圧が９０．１％増加（１６．１ｍＶから３０．６ｍＶへの変化）であり、電源電圧を１０％低下させた際にはアイドリング電流に基づく電圧が３１．７％低下（１６．１ｍＶから１１ｍＶへの変化）であった。
【００３５】
図１２は、図１に示すトランジスタ取付構造において、オーディオアンプに電源電圧を供給開始してから、アイドリング電流に基づく電圧が安定するまでの時間を測定した結果である。図１３は、従来技術において、オーディオアンプに電源電圧を供給開始してから、アイドリング電流に基づく電圧が安定するまでの時間を測定した結果である。図１４は、本実施形態と従来技術とのアイドリング電流が安定するまでの時間を示す表である。図１２、図１３、図１４に示すように、本実施形態は従来技術と比較して、アイドリング電流に基づく電圧が安定するまでの時間が短いことが分かった。
【００３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、例えばオーディオアンプに好適に採用され得る。
【符号の説明】
【００３８】
１              トランジスタ取付構造
２              メイン基板
３              第１サブ基板
４              第２サブ牙
５              第１トランジスタ（パワートランジスタ）
６              温度補償トランジスタ
７              螺旋
８              リード線
９              リード線
１０            ヒートシンク
１１            スペーサ
【図２】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１】
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【図１Ｂ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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