一款改進型AB類音頻功率放大器的設計

由圖5可知，Ibias為電流源偏置，通過電流鏡結構為整個運放提供恒定的電流，輸入級采用電流抵消技術提高輸入阻抗，輸入信號由雙端輸入再由雙端輸出，提高了輸入信號的增益的同時又分別作為下一級差分運放的輸入，經過兩級放大，從而提高了輸入信號對功保兩個功率管在靜態時工作在微導通狀態，從而避免了CLASSB中由于功率管截止而導致的交越失真。為保證運放穩定工作，在電路第一級加入了密勒電阻電容網絡，適當選取其取值，可以將運放的相位裕度補償至60℃以上，達到穩定性要求。由于運放工作于放大狀態時輸出管p管和n管之間的小信號電阻較小，輸出管p管和n管沒有必要做密勒補償，而第一級放大器輸出端在運放工作時輸出電阻較大，所以要在該點做密勒補償。

4 仿真結果與討論
對該運放采用0．35μm CMOS數模混合工藝，用Cadence仿真工具進行仿真驗證，仿真環境為：電源電壓Vdd=5 V，Rload=32 Ω，T=27℃，典型條件下，運算放大器的幅頻，相頻特性如圖6所示，電路的直流開環增益為97．4 dB，相位裕度為84°，單位增益帶寬為4．23 MHz。運放主要性能指標的仿真結果如表1所示。

由表1可知，該運放具有較好的頻率特性，較高的電壓增益，電源抑制比也較高，靜態功耗小，適合于音頻功率放大器的應用。且當輸入信號為200 mV的正弦波，負載為32 Ω時，該運放的THD為0．024％。

5 結束語
為適應低壓低功耗設計的發展趨勢，結合實際芯片設計，設計了一個低電源電壓、低功耗的運算放大器。輸入級采用電流抵消技術，在優化輸入共模范圍的同時提高了放大器增益；兩個準B類互補共源放大器控制全擺幅輸出級，具有電源電壓低、高頻特性好、不增加輸出級功耗和不會降低運放的開環增益等優點，同時將控制電路與輸入級放大電路相結合以減小噪聲和失調，使電路更加緊湊、節省芯片面積、功耗也減少。仿真結果表明，該運放在推動32 Ω負載時，輸出功率95 mW，在20～20 kHz范圍內的THD在0．1％內，PSRR可達到97 dB。具有較好的應用前景。