音频功率放大器的CMOS电路设计

　　对于这样的多极点两级运放来说，在输出端电阻和电容串联做米勒补偿，以增大相位裕度，提高稳定性。通过频率补偿，两个主极点分别为：

　　式中：RA是从M9漏端到地的总阻抗；CA是M9漏端到地的总寄生电容；CL是输出端的总电容。p1是第一级放大器的输出端产生的极点，米勒补偿后离原点最近，成为主极点；p2是输出端产生的极点。米勒补偿后离原点较远。同时由于电阻和电容形成了通路，产生一个零点：

　　适当调节R，使z=p2，可使零点与第二主极点相互抵消，增加了系统的稳定性。

　　2 仿真结果及分析

　　仿真性能参数如表1所示。用Cadence Spectre进行仿真。使用了华润尚华0．5μm的N阱CMOS工艺模型，模拟环境是VDD=5 V，T=27 ℃典型条件。在5 V单电源下驱动8 Ω负载。对于1 kHz，4 V峰一峰值的正弦波激励，仿真得到负载上的电压基波幅度为3．9l V。此时电源消耗的平均功率为3．15 W，功率放大器的效率为60．7％。总谐波失真为0．098％。总体上THD和效率随输入电压变大而增加。放大器频域响应如图3所示。

　　3 结语

　　该设计的AB类输出功率放大器电路，采用折叠式共源共栅结构，功率管推挽式输出，同时利用外部电流源供电，采用低压共源共栅电流镜结构的偏置电路。仿真结构表明该运放具有高增益，低输入失调电压，低THD等特点，同时具有良好的频率特性，较低的静态功耗，满足一块高性能的AB类音频功放芯片的要求。