一种D类放大器的输出级电路制造技术

本发明专利技术提供一种D类放大器的输出级电路，包括：零阈值NMOS，源极接地；零阈值PMOS，漏极连接所述零阈值NMOS的漏极，形成输出端；第一控制电路，连接所述零阈值NMOS的栅极，用于：根据第一时钟控制信号，提供第一正电压，使所述零阈值NMOS截止；根据所述第一时钟控制信号，提供负电压，使所述零阈值NMOS导通；第二控制电路，连接所述零阈值PMOS的栅极，用于：根据第二时钟控制信号，提供低于电源电压的第二正电压，使所述零阈值PMOS导通；根据所述第二时钟控制信号，提供高于所述电源电压的第三正电压，使所述零阈值PMOS截止。本发明专利技术能够减小输出级电路的芯片面积，降低D类放大器的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种D类放大器的输出级电路
本专利技术涉及电路领域中的功率放大器，特别是涉及一种D类放大器的输出级电路。
技术介绍
功率放大器，是利用三极管的放大作用，将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。三极管的放大作用的原理为：三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号。利用三极管的这种放大作用。经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。D类放大器，是通过控制开关单元的ON/OFF，驱动扬声器的放大器。目前，在互补金属氧化物半导体制造工艺中，D类功率放大器的输出级电路采用一个NMOS(N沟道金属氧化物半导体三极管)和一个PMOS(P沟道金属氧化物半导体三极管)组成，其栅极电压由VSS(接地点)，VDD(工作电压)的数字信号驱动；为了达到设计要求的输出功率，输出级电路的导通电阻必需很小，因此输出级电路需要很大的芯片面积，经济成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种D类放大器的输出级电路，能够减小输出级电路的芯片面积，降低D类放大器的成本。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种D类放大器的输出级电路，包括：零阈值NMOS，所述零阈值NMOS的源极接地；零阈值PMOS，所述零阈值PMOS的漏极连接所述零阈值NMOS的漏极，形成输出端；第一控制电路，连接所述零阈值NMOS的栅极，用于：根据第一时钟控制信号，提供第一正电压，使所述零阈值NMOS截止；根据所述第一时钟控制信号，提供负电压，使所述零阈值NMOS导通；第二控制电路，连接所述零阈值PMOS的栅极，用于：根据第二时钟控制信号，提供低于电源电压的第二正电压，使所述零阈值PMOS导通；根据所述第二时钟控制信号，提供高于所述电源电压的第三正电压，使所述零阈值PMOS截止。优选地，上述的输出级电路中，所述第一控制电路包括：第一电压输入端，用于输入第一设定电压；第一信号输入端，用于输入所述第一时钟控制信号；PMOS，所述PMOS的栅极连接所述第一信号输入端，所述PMOS的漏极连接所述第一电压输入端，所述PMOS的源极连接所述零阈值NMOS的栅极；所述PMOS的栅极通过第一反相器和第一电容连接所述零阈值NMOS的栅极。优选地，上述的输出级电路中，所述第一信号输入端与所述PMOS的栅极之间设置有第一缓冲器。优选地，上述的输出级电路中，所述第一设定电压为2.5V。优选地，上述的输出级电路中，所述第二控制电路包括：第二电压输入端，用于输入第二设定电压；第二信号输入端，用于输入所述第二时钟控制信号；NMOS，所述NMOS的栅极连接所述第二信号输入端，所述NMOS的源极连接所述第二电压输入端，所述NMOS的漏极连接所述零阈值PMOS的栅极；所述NMOS的栅极通过第二反相器和第二电容连接所述零阈值PMOS的栅极。优选地，上述的输出级电路中，所述第二信号输入端与所述NMOS的栅极之间设置有第二缓冲器。优选地，上述的输出级电路中，所述第二设定电压为0.5V。本专利技术存在以下技术效果：1)本专利技术使用NativeMOSFET作为D类功率放大器的输出级器件，从而用小的面积实现相同要求的导通电阻，相对于普通MOS而言，大大减小了芯片面积，降低了成本。如果采用相同的芯片面积，那么本专利技术可以提高D类功率放大器的输出功率。2)本专利技术第一控制电路能产生一个负电压关断NativeNMOSFET，设计简单，容易实现，节约成本。3)本专利技术第二控制电路能产生一个高于电源电压关断NativePMOSFET。，设计简单，容易实现，节约成本。附图说明图1为本专利技术实施例提供的D类放大器的输出级电路的结构图；图2为本专利技术实施例提供的第一、第二控制电路的结构图；具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。图1为本专利技术实施例提供的D类放大器的输出级电路的结构图，如图1所示，D类放大器的输出级电路包括：零阈值NMOS110，所述零阈值NMOS110的源极111接地；零阈值PMOS120，所述零阈值PMOS120的漏极122连接所述零阈值NMOS的漏极112，形成输出端300；第一控制电路210，连接所述零阈值NMOS的栅极113，用于：根据第一时钟控制信号，提供第一正电压，使所述零阈值NMOS110截止；根据所述第一时钟控制信号，提供负电压，使所述零阈值NMOS110导通；第二控制电路220，连接所述零阈值PMOS的栅极123，用于：根据第二时钟控制信号，提供低于电源电压的第二正电压，使所述零阈值PMOS120导通；根据所述第二时钟控制信号，提供高于所述电源电压的第三正电压，使所述零阈值PMOS120截止。其中，零阈值NMOS、零阈值PMOS都是零阈值MOS(NativeMOSFET，0阈值或者低阈值场效应晶体管)，零阈值MOS具有较小的门限电压Vi，在D类放大器的输出级电路中，输出电流I与(V-Vi)2以及S成正比关系，其中V为输出电压，S为芯片面积。因此，在I、V固定的情况下，减小Vi，增大了(V-Vi)2项的值，也就是减小了S的值。因此，本专利技术实施例采用门限电压Vi小的零阈值MOS，在I、V固定下减小了S，相当于用小的面积实现相同要求的导通电阻，相对于普通MOS而言，大大减小了芯片面积，降低了成本。其中，第一控制电路210，第二控制电路220的功能，可以通过普通的电路器件实现，也可以通过各种功能芯片实现，图2为本专利技术实施例提供的第一、第二控制电路的结构图，如图2所示：所述第一控制电路210包括：第一电压输入端，用于输入第一设定电压；第一信号输入端PH1，用于输入所述第一时钟控制信号；PMOSM1，所述PMOSM1的栅极连接所述第一信号输入端PH1，所述PMOS的漏极连接所述第一电压输入端，所述PMOSM1的源极连接所述零阈值NMOS的栅极；所述PMOSM1的栅极通过第一反相器211和第一电容C1连接所述零阈值NMOS的栅极。所述第一信号输入端PH1与所述PMOSM1的栅极之间设置有第一缓冲器212。所述第一设定电压为2V-3V，例如2.5V。如图2所示：所述第二控制电路220包括：第二电压输入端，用于输入第二设定电压；第二信号输入端PH2，用于输入所述第二时钟控制信号；NMOSM2，所述NMOSM2的栅极连接所述第二信号输入端PH2，所述NMOSM2的源极连接所述第二电压输入端，所述NMOSM2的漏极连接所述零阈值PMOS的栅极；所述NMOSM2的栅极通过第二反相器221和第二电容C2连接所述零阈值PMOS的栅极。第二信号输入端PH2与所述NMOSM2的栅极之间设置有第二缓冲器222。所述第二设定电压可以为0.2-0.8V，例如选择为0.5V。工作过程举例如下：当PH1为“0”时，PMOSM1导通，NativeNMOS的栅极A点电压为2.5V，驱动NativeNMOS导通，B点电压为电源电压VDD，这里假设VDD＝3V，即：B点电压等于3V；PH1为“1”时，M1截止，B点电压为0V，由于电容C1的作用，NativeNMOS的栅极A点电压为-0.5V，使得NativeNMOS截止；这里可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种Ｄ类放大器的输出级电路，其特征在于，包括：零阈值ＮＭＯＳ，所述零阈值ＮＭＯＳ的源极接地；零阈值ＰＭＯＳ，所述零阈值ＰＭＯＳ的漏极连接所述零阈值ＮＭＯＳ的漏极，形成输出端；第一控制电路，连接所述零阈值ＮＭＯＳ的栅极，用于：根据第一时钟控制信号，提供第一正电压，使所述零阈值ＮＭＯＳ截止；根据所述第一时钟控制信号，提供负电压，使所述零阈值ＮＭＯＳ导通；第二控制电路，连接所述零阈值ＰＭＯＳ的栅极，用于：根据第二时钟控制信号，提供低于电源电压的第二正电压，使所述零阈值ＰＭＯＳ导通；根据所述第二时钟控制信号，提供高于所述电源电压的第三正电压，使所述零阈值ＰＭＯＳ截止。

【技术特征摘要】
1.一种D类放大器的输出级电路，其特征在于，包括：零阈值NMOS，所述零阈值NMOS的源极接地；零阈值PMOS，所述零阈值PMOS的漏极连接所述零阈值NMOS的漏极，形成输出端，所述零阈值NMOS、零阈值PMOS都是零阈值MOS，零阈值MOS具有门限电压Vi，在D类放大器的输出级电路中，输出电流I与(V－Vi)2以及S成正比关系，其中V为输出电压，S为芯片面积；第一控制电路，连接所述零阈值NMOS的栅极，用于：根据第一时钟控制信号，提供第一正电压，使所述零阈值NMOS截止；根据所述第一时钟控制信号，提供负电压，使所述零阈值NMOS导通；第二控制电路，连接所述零阈值PMOS的栅极，用于：根据第二时钟控制信号，提供低于电源电压的第二正电压，使所述零阈值PMOS导通；根据所述第二时钟控制信号，提供高于所述电源电压的第三正电压，使所述零阈值PMOS截止。2.根据权利要求1所述的输出级电路，其特征在于，所述第一控制电路包括：第一电压输入端，用于输入第一设定电压；第一信号输入端，用于输入所述第一时钟控制信号；PMOS，所述PMO...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11