一款改进型AB类音频功率放大器的设计
2．2 一种改进型AB类输出结构
针对输出级的设计，在AB类前馈非截止型输出级电路的基础上，提出了一种改进型AB类输出级的设计，采用准B类互补共源放大器控制全摆幅输出级，其工作原理如图3所示。
由图3可知，音频输入信号经过输入级产生差分信号Iin+，Iin-，输出信号又分别进入下一级差分放大器A直接控制输出功率管的栅极电压，从而实现Rail-to-Rail AB类输出。静态时，bIB1=IM4，aIB2=IM2，令a=K2／K1，b=K4／K3，当IB1=IB2时可以得出输出级的静态电流Iout=aIB1=bIB2。
当运放正常工作时，输出级电流为
IM2=a(A△I+IB1)
IM4=b(-A△I+IB2) （13）
其中，A为差分放大器A的增益，△I=Iin+-Iin-，该差分放大器的具体电路如图4所示。
在图4中，一组差分放大器由M15，M16，M17，M18，M19，M20，M21，M22，M23，M24，M25组成，输出级为Voutn，用来直接驱动PowerNM OS管的栅极。当差分输入端INP比INN电压低时，Voutn端电流会变大，而由于M16，M17为电流镜结构，所以多余的电流通过M18到地，而M18，M15又为电流镜结构，故M18，M15漏电流基本相等，增加的电流通过M22镜像给M23使运放的电流变大，实现正反馈。同样当INN端电压低于INP端电压时，流过M18的电流减小，从而减小运放所消耗的电流。M18的二极管连接可以确保Voutn端有一个最低电压，进而保证PowerNMOS管始终不会关断。
另一组差分放大器由M26，M27，M28，M29，M30，M31，M32，M33，M34，M36，M37组成，输出级为Voutp，用来直接驱动PowerPMOS管的栅极。具体电路实现方式与前一个运放相同，M28的二极管连接确保Voutp端有一个最高电压，从而使PowerPMOS管始终不会关断。
通过两个运放分别控制两个功率管，避免因PMOS管与NMOS管的不匹配而引起的误差，同时可以通过调节两个运放的增益进而控制两个功率管的栅压，使功率管在要求的功率指标内有最小的宽长比，进而节约芯片的面积。两个二极管连接的MOS管M18，M28分别保证两个功率管在任何状态下输出电流都不为零，改善了输出的失真特性。
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