詳解CMOS功率運放輸出級電路工作原理圖

1、CMOS輸出電路原理

圖3.7-6是CMOS功率運放輸出級電路的原理圖。它的工作原理與圖3.7-1電路和圖3.7-2電路的工作原理基本相同，但其性能優于圖3.7-2電路。

圖中放大器A1與輸出管M1構成全負反饋放大器，其正向輸出增益為1；放大器A2與輸出M2構成全負反饋放大器，其負向輸出增益也為1。在靜態條件下，M1和M2均處于截止狀態，這時輸出電路由M5和M6來承擔，其靜態電流由M2、M4偏置電路來提供。為了保證在靜態條件下，M1和M2截止，因此在設計A1和A2放大時，人為地引入失調電壓Vos（使A1和A2放大器的輸入差分對管的寬長比略有差異）。CMOS輸出電路。A1放大器失調電壓使A1，輸出端處于高電位。A2放大器的原理圖的失調電壓使A2輸出端處于低電位，這樣，在靜態條件下，M1和M2均處于截止狀態，從而減小靜態功耗。當A1和A2放大器輸入端的負端為正向輸入信號時，A1輸出電壓變低，使M1導通，這時A1與M1構成增益為1的負反饋放大器，正向輸出電流大部分由M1提供，M5只提供一小部分。與此同時，A22放大器的輸出端仍處于低電位，M2管繼續保持截止。CMOS輸出電路。當A1和A2放大器輸入端的負端為負向輸入信號時，A2與M2構成增益為1的負反饋放大，吸入電流大部分流入M2，而只一小部分流入M6，而M1處于截止狀態。所以從A1和A2輸入端的負端看，該輸出級電路為甲、乙類推挽放大器，且增益為1。

2、CMOS功率運放實際電路

A1放大器的實際電路圖如圖3.7-7所示。

圖中M1、M2、M4和M55構成輸入級差分放大器，M9為輸出級電路（即圖3.7-6中的M1管），Cc為頻率補償電容。當正向輸入信號作用于M1管的柵極時，M2、M4和M6管電流減小，M9的柵極電位下降，其輸出電流由M9流向負載，隨著輸入信號的增大，M9管的輸出電流也隨之增大。CMOS輸出電路。在正向輸入信號作用下，M13、M14和M16均處于截止狀態，對電路的工作狀態不產生任何影響，但當作用于M1的柵極也即M13的柵極是負向輸入信號、且大于M13管的閾值電壓時，M13管導通，其電流通過M14，這樣M15也隨之導通，其電流流過M4，使M14，和M6管電流增大，M9管的柵極電位上升而處于截止狀態。CMOS輸出電路。由上討論可知，圖3.7-7電路只對正向輸入電壓進行放大，且構成增益為1的負反饋放大器，其輸出電流由M9管提供。當負向輸入信號作用于該電路時，M9管截止。

A2放大器的電路形式與A2相同，只要將A1放大器中的n溝MOS管換成P溝MOS管，而P溝MOS管換成n溝MOS管即可，A2的實際電路圖可參看圖3.7-8。

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