1.3wcmos全差分音頻功率放大器設計

1、復旦大學碩士學位論文1.3W CMOS全差分音頻功率放大器設計姓名：陶園林申請學位級別：碩士專業(yè)：電子與通信工程指導教師：來金梅20070330工程碩士論文 1 ．3 W C M O S 全差分音頻功率放大器設計摘 要本文提出了一款基于C M O S 工藝的全差分軌至軌折疊型共源共柵結構A B 類音頻功率放大器產(chǎn)品的設計，其系統(tǒng)包含有偏置模塊、溫度保護模塊、控制模塊及核心功率運算放大器模塊。整個系統(tǒng)具有較大的共模信號輸入范圍，極低的關斷

2、電流及較低的靜態(tài)工作電流，電源抑制比和共模抑制比高，使得系統(tǒng)具有較好的噪聲抑制特性。軌至軌的輸出級保證了系統(tǒng)具有較大的輸出動態(tài)范圍和較強的負載驅動能力。論文的核心是全差分功率運算放大器的設計。其輸入級采用軌至軌( R a i l —t o —R a i l ) P M O S 、N M O S 互補型輸入結構，以使其具有較寬的共模輸入范圍( C M I R ) ，輸入共模電平可以達到0 ．5 V ‘( V 蛐_ O ．8 ) V 。增益

3、部分采用折疊型共源共柵( F o l d e d —C a s c o d e ) 結構，以獲得高的交流增益和輸出阻抗。功率放大器的全差分輸出級采用對稱的軌至軌( R a t 卜t o —R a i l ) P M O S 、N M O S 共源A B 類( C l a s s - A B ) 輸出結構，并采用典型的浮動電壓源A B 類輸出偏置控制方式，使輸出信號范圍最大，以增強小負載驅動能力；采用這種輸出結構還具有諧波失真小、電源效率

4、高的優(yōu)點。放大器的共模反饋模塊使得系統(tǒng)在不同的輸入共模電平條件下輸出信號偏置電壓均穩(wěn)定在V 。／2 附近，并建立正常的系統(tǒng)直流工作點。文中還從產(chǎn)品的角度介紹了溫度保護模塊和控制模塊的設計，以使本設計具有一定的產(chǎn)品適用性。溫度保護模塊是防止由于電流過大而導致的系統(tǒng)溫度過高，從而防止實際芯片燒壞。系統(tǒng)工作溫度的最高設計值設定在1 5 5 4 C ?？刂颇K是控制系統(tǒng)在上電、掉電、開啟、關斷，以及過溫保護等不同條件和狀態(tài)下的工作模式，以使得系

5、統(tǒng)除了具有自我保護的能力外，還能正常的開啟和關斷，并且節(jié)省功耗，同時減少開關噪聲。系統(tǒng)電路設計采用了低電壓的設計方法，電源電壓工作范圍達到2 ．5 V ’5 ．5 V 。S p e c t r e 仿真顯示，5 V 電源電壓情況下。系統(tǒng)的靜態(tài)工作電流為3 ，1 8 5 m A ，漏電流為5 2 9 p A ；在負載為8 Q ，T H D + N = ( I ％時輸出功率達1 ．3 8 W ；輸入共模范圍為0 ．O l V ’4 ．8 6