CMOS音频功率放大器的旁路电压控制电路

M8～M12为电流反馈部分。当比较器输出高电平时，开关管M9和M12均导通，M11和M8组成电流镜结构，当M11，M8均处于饱和区时电流镜正常工作且M11，镜像M8的漏电流并反馈回A点，以改变比较器负向转折的阈值电压VTRP-，达到迟滞的目的。

则通过调节M11和M8管的宽长比，可以改变反馈回A点的电流大小，从而改变电路的负向转折阈值电压。此时比较器的正向转折点和负向转折点不等，比较器电路具有双稳态特性，其宽度为：

该宽度电压表明了比较器所允许的最大噪声幅度。
与文献中所介绍的利用内部电压正反馈实现迟滞的电路相比，采用电流反馈的方法，一方面避免了同时使用正、负反馈，使电路的性能更为稳定；另一方面也减少了MOS管状态改变的次数，降低了比较器传输时延。当PD为高电平时，M13截止，M14导通，使得M5，M7，M10均处于截止状态，整个电路处于低功耗状态。
1．3 控制电路
控制电路所实现的功能为产生比较器所需的基准电压和对旁路电容进行充、放电。图1中，M17，M18的栅极电压由放大器的偏置电路产生。当PD为低电平时，开关管M15导通，调节R1，R2的值，使B点的电压等于VDD／2，并将B点的电压作为比较器的正向转折电压，此时开关管M19导通。电路对旁路电容CB充电且将C点电压作为比较器的正向输入。当电容上的电压低于时，比较器输出低电平，M21截止；当电容上的电压高于正向转折电压时，比较器输出高电平，M19截止，电路停止对旁路电容充电，同时M21导通。此时C点的电压为：

式中：VC+为M21导通后电容上的电压；VC-为M21导通前的电容上的电压；τ为时间常数，τ=(RB+R)C；RB为B点到地的等效电阻。可以看到在一段时间后，旁路电容上的电压将近似等于B点电压，即VDD／2，则得到所需的旁路电压。同时，考虑到音频功率放大器上电、掉电的“POP”噪声是由旁路电压的瞬间跳变引起的，所以可以适当的增大旁路电容以增大旁路电压的上升、下降速度，起到减少“POP”噪声的作用。
当PD为高电平时．M16截止，电路不工作。

2 仿真结果
该使设计采用Candence Spectre仿真工具进行仿真，所采用的工艺是华润上华O．5μm的N阱CMOS工艺典型模型。
图3为该设计中旁路电压的输出变化曲线。“SHUTDOWN”引脚低电平有效，输出曲线在电路从关断状态转为工作状态时会出现一个小突刺，这是由于旁路电容上的电压比节点C略高，电容会有一个小的放电过程。在常温下，输出约在3．4μs处开始稳定在2．5 V。当t=7．5μs时，输出为2．501 6 V，其误差为O．064％。电路的静态功耗为O．685 mW。