一款改進型AB類音頻功率放大器的設計

圖2所示的ClassAB輸出級能夠達到Rail-to-Rail的輸出電壓范圍，并且相比于ClassA輸出能夠獲得較大的輸出電流和較小的靜態電流，因而具有近似于ClassB輸出級的功效；而輸出級柵上的電壓VAB所產生的靜態電流，使得輸出晶體管在沒有靜態工作時仍然開啟，從而消除了ClassB輸出級的交越失真。對于ClassAB輸出級的設計，通常要求輸出灌電流Ipush和拉電流Ipull不受到電源電壓和工藝波動的影響，同時要求輸出級靜態電流IQ較小且與電源電壓和工藝波動無關。圖2所示的ClassAB輸出級灌電流Ipush由M1～M4的柵源電壓決定，拉電流Ipull由M5～M8的柵源電壓決定，如式(4)～式(6)所示，假設晶體管工作在飽和區

由式(11)和式(12)可以看到，圖2所示的CLASSAB輸出級灌電流Ipush和拉電流Ipull不會受到電源電壓和工藝波動的影響；而靜態電流IQ也可以精確控制，與電源電壓和工藝波動無關。
在Rail-to-Rail輸出級中，AB類傳輸函數可通過保持輸出管柵極間電壓恒定來實現。由于用AB類前饋式輸出采用晶體管實現柵極間耦合，比采用電阻的AB類反饋式輸出更節省電路面積，具有良好的高頻特性，幾乎不會增加輸出級的功耗，同時降低了該柵極間電壓對電源、工藝的敏感性，并且適用于低壓運放，所以在設計中采用前饋式AB類控制。因為浮動電流源同AB類控制具有相同的結構，所以共源共柵電流鏡對電源的依賴性補償了AB類控制對電源的依賴性。這樣，推挽輸出管的靜態電流對電源紋波不再敏感。