[實用新型]一種D類功率放大器的輸出級電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420359608.9
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN203933551U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋林軍;徐冬艷;程學(xué)農(nóng);呂永康;孔美萍;張殿軍
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217
• 代理公司: 無錫互維知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實用新型涉及音頻功率放大技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種D類功率放大器的輸出級電路。

【背景技術(shù)】

D類功率放大器(又稱數(shù)字音頻功率放大器)是目前市場上常見的一種功放，通過控制其輸出級電路中的高端開關(guān)管和低端開關(guān)管交替導(dǎo)通以驅(qū)動揚聲器工作。如圖1所示，其為分別控制D類功率放大器的輸出級電路中的高端開關(guān)管和低端開關(guān)管ON/OFF(開/關(guān))的兩路控制信號的時序圖，其中，控制高端開關(guān)管和低端開關(guān)管同時為OFF的時間定義為死區(qū)時間。設(shè)置死區(qū)時間是為了產(chǎn)生一個導(dǎo)通延遲，以防止高端開關(guān)管和低端開關(guān)管在切換階段同時導(dǎo)通，產(chǎn)生直通電流損毀電路。理想情況下，高端開關(guān)管關(guān)閉低端開關(guān)管打開，高端開關(guān)管打開低端開關(guān)管關(guān)閉，不希望其間存在同時打開的情況。有效的死區(qū)時間與元件參數(shù)和芯片溫度有關(guān)，對于一個D類功率放大器的可靠設(shè)計來講，必須確保死區(qū)時間總是正的而決不是負(fù)的來防止輸出級電路中的高端開關(guān)管和低端開關(guān)管進(jìn)入直通狀態(tài)。

在實際的電路版圖中，高端開關(guān)管和低端開關(guān)管分別包括多個并聯(lián)的MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)晶體管。由于受現(xiàn)有電路布圖設(shè)計的限制，高端開關(guān)管和低端開關(guān)管的開啟/關(guān)斷的時間較長，因此，在高端開關(guān)管和低端開關(guān)管的切換過程中很容易存在高端開關(guān)管中的部分MOS晶體管和低端開關(guān)管中的部分MOS晶體管直通，其后果是降低了輸出級電路的效率，導(dǎo)致電路發(fā)熱和性能變差。目前，通用的解決方法就是通過增加BUFFER(緩沖器)來延長死區(qū)時間，以保證在工藝波動的情況下高端開關(guān)管和低端開關(guān)管不被同時打開，但較長的死區(qū)時間又會影響電路的其他性能，比如，使電路的失真性能增大。

因此，有必要提供一種改進(jìn)的技術(shù)方案來克服上述問題。

【實用新型內(nèi)容】

本實用新型的目的在于提供一種D類功率放大器的輸出級電路，其可以有效防止高端開關(guān)管和低端開關(guān)管在切換階段的部分直通現(xiàn)象，降低死區(qū)時間，提高電路的性能和效率。

為了解決上述問題，本實用新型提供一種D類功率放大器的輸出級電路，其包括第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)，所述第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)依次串聯(lián)于電源端和接地端之間，第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)之間的連接節(jié)點與所述輸出級電路的輸出端相連。所述輸出級電路還包括驅(qū)動電路、第一信號線組和第二信號線組，所述驅(qū)動電路包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，第一輸入端用于接收第一控制信號，第二輸入端用于接收第二控制信號，所述第一功率開關(guān)包括多個MOS晶體管，每個MOS晶體管的第一連接端和第二連接端分別與電源端和輸出級電路的輸出端相連；所述第一信號線組包括多路柵信號線，每路柵信號線與所述第一功率開關(guān)中的一個MOS晶體管唯一對應(yīng)，所述第一信號線組中的每路柵信號線的一端與所述第一輸出端相連，另一端與該路柵信號線唯一對應(yīng)的MOS晶體管的柵極相連，所述第二功率開關(guān)包括多個MOS晶體管，每個MOS晶體管的第一連接端和第二連接端分別與輸出級電路的輸出端和接地端相連；所述第二信號線組包括多路柵信號線，每路柵信號線與所述第二功率開關(guān)中的一個MOS晶體管唯一對應(yīng)，所述第二信號線組中的每路柵信號線的一端與所述第一輸出端相連，另一端與該路柵信號線對應(yīng)的MOS晶體管的柵極相連。

進(jìn)一步的，第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)中的MOS晶體管均為NMOS晶體管，所述NMOS晶體管的第一連接端為漏極，其第二連接端為源極。

進(jìn)一步的，所述第一功率開關(guān)中的MOS晶體管為NMOS晶體管，該NMOS晶體管的第一連接端為漏極，其第二連接端為源極；所述第二功率開關(guān)中的MOS晶體管為PMOS晶體管，該PMOS晶體管的第一連接端為漏極，其第二連接端為源極。

進(jìn)一步的，所述第一信號線組中的多路柵信號線長度相等；所述第二信號線組中的多路柵信號線長度相等。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動電路包括第一驅(qū)動單元和第二驅(qū)動單元，所述第一驅(qū)動單元用于放大所述第一控制信號并將放大后的第一控制信號通過所述第一輸出端輸出；所述第二驅(qū)動單元用于放大所述第二控制信號將放大后的第二控制信號通過所述第二輸出端輸出。