CMOS工艺的音频功率放大器设计：无需外部组件的高效方案

"音频功率放大器的CMOS电路设计与仿真模拟" 本文主要探讨了音频功率放大器的CMOS电路设计，特别关注了如何减少外部组件并优化性能，使其适用于移动电话和其他低压设备。音频功率放大器在便携式通信设备中扮演着关键角色，因为它们需要在有限的空间内提供高质量的音频输出，同时保持低功耗和简洁的电路布局。在这样的背景下，设计一个不需要自举电容和耦合电容的音频功率放大器显得尤为重要。 在电路设计部分，文章介绍了一种基于CSMCO 0.5μm CMOS工艺的高稳定性电压控制电路，该电路采用了滞回功能来提高电压稳定性。滞回比较器用于比较旁路电压和基准电压，控制电容的充放电，从而增强了抗噪声能力。这种设计的优势在于其低功耗和高稳定性，特别适合对电源抑制比（PSRR）有严格要求的应用，如在217Hz时需抑制CDMA噪声的通信设备。 文中进一步阐述了音频功率放大器中的核心组件——旁路电压控制电路的设计。这个电路由施密特电路、比较器电路和控制电路组成。施密特电路通过M25到M29的晶体管实现关断功能，当“SHUTDOWN”引脚的电压低于一定阈值时，电路进入低功耗状态。比较器电路则用于比较电压并触发控制电路的相应操作，确保正确的工作偏置电压。 1.1 施密特电路：这部分电路通过M25、M26、M27和M28的配置，实现了低电平输入时关闭整个电路的功能，降低了静态功耗。随着输入电压Vin的增加，电路逐步从关断状态恢复，直至达到适当的启动阈值。 这种创新的CMOS音频功率放大器设计展示了在微小尺寸和低功耗约束下，如何实现高效能和高可靠性的音频输出。通过使用先进的工艺技术和精心设计的电路结构，该放大器能够满足便携式设备的严格要求，为移动电话、MP3播放器和MP4等设备提供优质的音频体验。通过 Cadence Spectre 进行的仿真验证了设计的有效性，证明了其在电压稳定性、功耗和噪声抑制方面的优越性能。这种电路设计方案有望成为未来便携式设备音频解决方案的一个重要参考。