CMOS音頻功率放大器的旁路電壓控制電路
音頻功率放大器被廣泛應(yīng)用于諸如移動(dòng)電話、MP3，MP4等便攜式設(shè)備中，而為了使音頻功率放大器能正常工作，其內(nèi)部必須含有旁路電壓控制電路，以產(chǎn)生正確的直流偏置電壓使電路正常工作。這里在O．5μm CMOS工藝條件下，設(shè)計(jì)了一種采用電流反饋實(shí)現(xiàn)遲滯功能的旁路電壓控制電路。
1 電路結(jié)構(gòu)
旁路電壓控制電路包括施密特電路、比較器電路和控制電路三大部分。其整體的電路如圖1所示。下面將分別介紹。
1．1 施密特電路
集成電路的廣泛應(yīng)用為芯片添加關(guān)斷功能以降低芯片的功耗成為必需。該設(shè)計(jì)中的M25～M29組成的施密特電路就提供了此功能。當(dāng)外部引腳“SHUTDOWN”電壓Vin為低電平時(shí)，M25，M26導(dǎo)通，M27，M28截止，D點(diǎn)輸出高電平，此時(shí)整個(gè)電路處于關(guān)斷狀態(tài)，內(nèi)部功耗極低。隨著Vin逐漸升高，當(dāng)Vin>VTH(M28)時(shí)，M28，M29均處于導(dǎo)通狀態(tài)，則M28的漏端電壓為M28，M29對(duì)電源的分壓，近似為VDO／2．故M27仍截止。當(dāng)Vin繼續(xù)上升，M25，M26導(dǎo)通能力下降，導(dǎo)致M27的源端電壓下降，當(dāng)VGS(M27)>VTH(M27)時(shí)，M27開(kāi)始導(dǎo)通，使D點(diǎn)電壓急劇下降，進(jìn)一步使M25，M26的導(dǎo)通減弱直至截止，此時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)，D點(diǎn)輸出低電平，電路轉(zhuǎn)為正常工作。
施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)在于其可將緩慢變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檫呇囟盖偷木匦蚊}沖，所以即使外部引腳“SHUTDOWN”的電壓變化緩慢或包含噪聲，電路都能正常地工作；同時(shí)也能看出，只有在輸入大于一定電壓時(shí)，電路才會(huì)正常工作，這樣的設(shè)計(jì)提高了電路的抗干擾能力。
1．2 電壓比較器電路
比較器用于比較兩個(gè)輸入模擬信號(hào)并由此產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制輸出。而通常情況下，比較器工作于噪聲環(huán)境中，并且在閾值點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)的變化。當(dāng)一個(gè)包含噪聲的信號(hào)加在沒(méi)有遲滯功能的比較器的輸入端，會(huì)使比較器的輸出充滿噪聲，甚至有可能出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。故在設(shè)計(jì)時(shí)往往借助正反饋以實(shí)現(xiàn)滯后功能，使電路具有一定的抗噪聲能力。這種正反饋往往分為外部正反饋和內(nèi)部正反饋，又由于外部正反饋所需的高精度的電阻在集成電路中很難實(shí)現(xiàn)，所以內(nèi)部正反饋得到了更為廣泛的應(yīng)用。
在該設(shè)計(jì)中，電壓比較器的主要功能在于：比較旁路電壓和基準(zhǔn)電壓的大小，輸出信號(hào)到控制電路以確定是否對(duì)旁路電容進(jìn)行充電。它的電路結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。當(dāng)PD為低電平時(shí)。比較器正常工作。當(dāng)“+”端電壓低于“-”端電壓時(shí)，M1的漏電流大于M2的漏電流，多余的電流對(duì)電容Cj(此點(diǎn)到地的等效寄生電容)進(jìn)行充電，M6的柵電壓升高，當(dāng)|VGS6|<|VTP|時(shí)，M6截止，比較器輸出低電平；同理，當(dāng)“+”端電壓高于“-”端電壓時(shí)，電容Cj(此點(diǎn)到地的等效寄生電容)放電．M6的柵極電壓降低，M6飽和導(dǎo)通，比較器輸出高電平。
