3 整体电路实现
运算放大器的整体电路如图5所示。
由图5可知，Ibias为电流源偏置，通过电流镜结构为整个运放提供恒定的电流，输入级采用电流抵消技术提高输入阻抗，输入信号由双端输入再由双端输出，提高了输入信号的增益的同时又分别作为下一级差分运放的输入，经过两级放大，从而提高了输入信号对功保两个功率管在静态时工作在微导通状态，从而避免了CLASSB中由于功率管截止而导致的交越失真。为保证运放稳定工作，在电路第一级加入了密勒电阻电容网络，适当选取其取值，可以将运放的相位裕度补偿至60℃以上，达到稳定性要求。由于运放工作于放大状态时输出管p管和n管之间的小信号电阻较小，输出管p管和n管没有必要做密勒补偿，而第一级放大器输出端在运放工作时输出电阻较大，所以要在该点做密勒补偿。
4 仿真结果与讨论
对该运放采用0．35μm CMOS数模混合工艺，用Cadence仿真工具进行仿真验证，仿真环境为：电源电压Vdd=5 V，Rload=32 Ω，T=27℃，典型条件下，运算放大器的幅频，相频特性如图6所示，电路的直流开环增益为97．4 dB，相位裕度为84°，单位增益带宽为4．23 MHz。运放主要性能指标的仿真结果如表1所示。
由表1可知，该运放具有较好的频率特性，较高的电压增益，电源抑制比也较高，静态功耗小，适合于音频功率放大器的应用。且当输入信号为200 mV的正弦波，负载为32 Ω时，该运放的THD为0．024％。
5 结束语
为适应低压低功耗设计的发展趋势，结合实际芯片设计，设计了一个低电源电压、低功耗的运算放大器。输入级采用电流抵消技术，在优化输入共模范围的同时提高了放大器增益；两个准B类互补共源放大器控制全摆幅输出级，具有电源电压低、高频特性好、不增加输出级功耗和不会降低运放的开环增益等优点，同时将控制电路与输入级放大电路相结合以减小噪声和失调，使电路更加紧凑、节省芯片面积、功耗也减少。仿真结果表明，该运放在推动32 Ω负载时，输出功率95 mW，在20～20 kHz范围内的THD在0．1％内，PSRR可达到97 dB。具有较好的应用前景。
本文关键字：放大器 音频功率放大-放大器，单元电路 - 音频功率放大-放大器
