第２８卷第９期半导体学报Ｖ０１．２８ＮＯ．９２００７年９月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬｏＦＳＥＭＩＣｏＮＤＵＣＴｏＲＳＳｅｐ．，２００７一种新颖的Ｄ类音频功率放大器驱动电路＊叶强＋来新泉代国定王辉许录平（西安电子科技大学电路ＣＡＤ所，西安７１００７１）摘要：在Ｄ类功率放大器的设计中，为了提高驱动效率，需要一个高电平驱动Ｈ桥的高端ＬＤＮＭＯＳ管。文中设计了一种新颖的适用于Ｄ类功放的驱动电路，在芯片内部采用～个电荷泵电路．当芯片正常工作时，Ｈ桥低端ＬＤＮ－ＭＯＳ管的驱动电平通过较大的电荷泵电容稳定在５．５Ｖ左右，Ｈ桥高端ＬＤＮＭＯＳ管的驱动电平通过自举电容高达１８，８Ｖ，从面实现对Ｄ类功放Ｈ桥高端的驱动，这样既提高了驱动效率，又减少了对外部多个电源的需求．采用此电路的一款３．ｗ的立体声Ｄ类功放已在ＴＳＭＣ０６ＢＣＤ工艺线投片，芯片效率高达８９．６７％，Ｈ桥高端和低端的导通电阻为３２０ｍｆｌ，电源抑制比（ＰＳＲＲ）为一６２ｄＢ，ＴＨＤ低至０．１％，测量结果表明该驱动电路工作良好．关键词：Ｄ类功放；Ｈ桥；电荷泵；自举电容；效率ＥＥＡＣＣ：２５７０Ｐ；２５７０Ａ；２５６０Ｐ：ＴＮ４３３文献标识码：Ａ：０２５３．４１７７（２００７）０９．１４７７．０５容，Ｃ。。：为自举电容（一端接ｙ。００。，，一端接ＣＬＫ信１引言号），Ｉ。，。给电容Ｃ。。。充电，通过电荷泵控制产生电压ｙ。，，，从而ｙ。，。作为驱动Ｈ桥低端ＬＤＮＭＯＳ管的由于集成Ｄ类音频功率放大器效率较高，体积驱动电平；Ｉ。ｐ２用于给电容Ｃ。ｐ２充电，通过电容Ｃ。ｐ２相对较小，同时大部分情况下不需要散热片或者只的自举产生电压ｙ。ｐ２，从而ｙ。ｐ２作为驱动Ｈ桥高端需要很少面积的散热片，大大减小了整体体积，使得ＬＤＮＭＯＳ管的驱动电平．电荷泵控制模块主要控它在音频电子产品中成为首选［１］．但由于在Ｄ类功制环路电容Ｃ。，。的充放电过程及自举电压ｙ。ｐ２的产放设计中占用相同版图面积的情况下，ｐＭＯＳ管的生．以下讨论Ｄ类功放驱动电路的高电平和低电平导通电阻远大于ｎＭＯＳ管的导通电阻，为了减小版的产生，电荷泵的控制环路机理及整个驱动电‘路的图面积，降低Ｄ类功率放大器的输出级Ｈ桥导通电工作原理２，３１．阻，Ｈ桥采用ｎＭＯＳ管．为了使Ｈ桥高端和低端的为了能够驱动Ｈ桥ＬＤＮＭＯＳ晶体管，提高驱ＬＤＮＭＯＳ管过驱动电压相等，这就需要外部增加动效率，减少对外部多个电源需求，图２为芯片电源一个额外的高电平电源去驱动Ｈ桥高端，因此有必产生示意图，电源产生顺序为由ｙ。。通过芯片内部要采用基于电荷泵的电容自举电路产生一个高电ＬＤｏ产生一个５Ｖ电源ｙ…ｙｉ。与ｙｄｄ共同对Ｃｃ口１平，这样既提高了驱动效率，又减少了对外部多个电源的需求，巧妙地实现了对Ｄ类功放Ｈ桥的驱动．本文简要分析了电容自举产生的机理，论述了Ｄ类功放中电源与驱动电路之间的关系，进而提出了一种基于电荷泵的新颖的可用于集成Ｄ类功放的驱动电路．应用该电路的一款立体声Ｄ类音频功放已经在ＴＳＭＣ０６ＢＣＤ工艺线投片，测试结果证明驱动电路效果良好．２驱动电路的拓扑结构图１为Ｄ类功放驱动电路的原理图，ｙ；。为供图１Ｄ类功放驱动电路拓扑图电电源，Ｄ１和Ｄ２为充电二极管，Ｃ。，－为存储电荷电Ｆｉｇ．１Ｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆｄｒｉｖｅｒｆｏｒｃｌａｓｓ－ＤＡＰＡ＊国家自然科学基金（批准号：６０１７２００４），西安应用材料创新基金（批准号：ＸＡ．ＡＭ－２００５０４）资助项目ｔ通信作者．Ｅｍａｉｌ：ｙｅｑｉａｎ９４２１３＠１２６．ｃｏｍ２００７．０２．０８收到，２００７．０５．０７定稿＠２００７中国电子学会万方数据半导体学报第２８卷图２驱动Ｈ桥的电源产生顺序Ｆｉｇ．２ＰｏｗｅｒｕｐｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｄｒｉｖｅｒｆｏｒＨｂｒｉｄｇｅ’另一方面，可以通过控制电荷泵箝位调整器控制图３为电荷泵控制电路［４５］．由于Ｄ类功放ＨｙＬｏｗ的箝位电平，驱动Ｈ桥的低端，该电平同时作图３电荷泵控制电路Ｆｉｇ．３Ｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍａｔｉ...