积分晶体管Q4与所述第一级上积分晶体管Q2为相同的晶体管，所述第二级下积分晶体管Q4的控制端接所述第二级误差放大器0PA2的第二输入端，所述第二级下积分晶体管Q4的第一功率端和第二功率端相连接，且公共连接点连至所述第二级误差放大器0PA2的第二输出端；所述第二级误差放大器0PA2的第二输出端与其第一输出端输出的电压信号相等。
[0053]在本发明实施例中，所述第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4均以N型场效应晶体管为例，这里，第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4均为低压晶体管。所述第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4的MOS电容作为所述误差积分器的积分电容，如图4中的电容Cint2和电容C int4，因此，对于二阶D类放大器，其积分电容总共包括图4中的电容Cintl、电容Cint2、电容Cint3和电容C int4o本领域技术人员知道，所述第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4类型不限于上述的N型场效应晶体管，只要满足MOS电容要求的晶体管均可应用至此。
[0054]根据图5中所述的电路，第二级误差放大器0PA2的第一输入端通过中间电阻Rmid接所述第一级误差放大器的第一输出端，由于第二级上积分晶体管的电阻较高，因此中间电阻Rmid没有电流通过，则第二级误差放大器0PA2的第一输入端与所述第一级误差放大器OPAl的第一输出端的电压相等，在这里，第一级误差放大器的第一输出端的电仍以0.35V为例，则所述第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4的源极电压为0.35V。控制第二级误差放大器0PA2输出的第二偏置电压信号Vm2为高电压信号，例如设为2V，根据误差放大器的工作原理，当所述第二级误差放大器0PA2的两个输入端的电压差分为O时，则所述第二级误差放大器0PA2的第一输出端电压和第二输出端电压V2均与其共模输出端输出第二偏置电压信号Vem2相等，即为2V，则所述第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4的栅极电压为2V，这样，可使得所述第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4的栅源电压差值具有较大的差值，以足够大于其阈值电压，通过图2中的电容电压曲线可知，所述第二级上积分晶体管Q2与所述第二级上积分晶体管Q4的MOS电容可始终工作在强反型区，其容值稳定。
[0055]通过上述的过程可以看出，在本发明实施例中，通过分别控制二级误差放大器输出合适的偏置电压信号来偏置各级积分晶体管的栅源电压，使得各级积分晶体管的MOS电容都能一直稳定工作在强反型区，这样在D类放大器中，更好地利用积分电容工作，提高了放大器的谐波失真性能和稳定性，同时降低生产中的掩膜层数。
[0056]需要补充的是，本发明的上述实施例以一阶D类放大器和二阶D类放大器为例来阐述本发明的技术方案，但事实上本发明的D类放大器不限于上述的二种情况，如还可以应用于三阶D类放大器或高阶D类放大器等等，利用本发明的发明思想所作的类推和修改均在本发明的保护范围之内。
[0057]最后，本发明还公开了一种D类放大器的控制方法，所述D类放大器包括有误差积分器、PWM控制电路，功率放大电路，利用积分晶体管的MOS电容作为所述误差积分器的积分电容，控制所述积分晶体管的栅源电压差值，以使在工作过程中，所述积分晶体管的栅源电压差值稳定在积分晶体管的阈值电压之上，从而使得所述积分晶体管的MOS电容的容值一直维持稳定。
[0058]以上对依据本发明的优选实施例的一种D类放大器及其控制方法进行了详尽描述，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。
[0059]依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种D类放大器，所述D类放大器包括有误差积分器、PWM控制电路，功率放大电路，其特征在于，所述误差积分器包括第一级误差放大器和第一级上积分晶体管，所述第一级误差放大器的两个输入端接收输入电信号， 所述第一级上积分晶体管连接在所述第一级误差放大器的第一输入端和第一输出端之间，其中，所述第一级上积分晶体管的漏极和源极相连接； 所述第一级误差放大器的共模输出端输出第一偏置电压信号； 并且，所述第一偏置电压信号与所述输入电信号相差预设的电压值以使得所述第一级上积分晶体管的MOS电容维持稳定。
2.根据权利要求1所述的D类放大器，其特征在于，所述第一偏置电压信号与所述输入电信号相差预设的电压值具体为所述第一偏置电压信号与所述输入电信号的电压差值大于等于所述第一级上积分晶体管的导通阈值电压。
3.根据权利要求1所述的D类放大器，其特征在于，所述误差积分器还包括第一级下积分晶体管，所述第一级下积分晶体管与所述第一级上积分晶体管为相同的晶体管，并且， 所述第一级下积分晶体管连接在所述第一级误差放大器的第二输入端和第二输出端之间，其中，所述第一级下积分晶体管的漏极和源极相连接； 其中，所述第一级误差放大器的第二输出端与其第一输出端输出的电压信号相等。
4.根据权利要求3所述的D类放大器，其特征在于，所述第一级上积分晶体管的MOS电容和第一级下积分晶体管的MOS电容作为所述误差积分器的积分电容。
5.根据权利要求3所述的D类放大器，其特征在于，所述误差积分器进一步还包括第二级误差放大器和第二级上积分晶体管，所述第二级误差放大器的两个输入端分别通过中间电阻连接至所述第一级误差放大器的第一输出端和第二输出端； 所述第二级上积分晶体管连接在所述第二级误差放大器的第一输入端和第一输出端之间，其中，所述第二级上积分晶体管的漏极和源极相连接； 所述第二级误差放大器的共模输出端输出第二偏置电压信号； 其中，所述第一偏置电压信号与第二偏置电压信号相差预设的电压值以使得所述第二级上积分晶体管的MOS电容维持稳定。
6.根据权利要求4所述的D类放大器，其特征在于，所述第一偏置电压信号与第二偏置电压信号相差预设的电压值具体为所述第一偏置电压信号与所述第二偏置信号的电压差值大于等于所述第二级上积分晶体管的导通阈值电压。
7.根据权利要求5所述的D类放大器，其特征在于，所述误差积分器还包括第二级下积分晶体管，所述第二级下积分晶体管与所述第二级上积分晶体管为相同的晶体管，并且， 所述第二级下积分晶体管连接在所述第二级误差放大器的第二输入端和第二输出端之间，其中，所述第二级下积分晶体管的漏极和源极相连接； 所述第二级误差放大器的第二输出端与其第一输出端输出的电压信号相等。
8.根据权利要求7所述的D类放大器，其特征在于，所述第二级上积分晶体管的MOS电容和第二级下积分晶体管的MOS电容作为所述误差积分器的积分电容。
9.一种D类放大器的控制方法，所述D类放大器包括有误差积分器、PWM控制电路，功率放大电路，其特征在于，包括， 利用积分晶体管的MOS电容作为所述误差积分器的积分电容，控制所述积分晶体管的栅源电压差值，以使在工作过程中，所述积分晶体管的栅源电压差值稳定在晶体管的阈值电压之上，从而使得所述积分晶体管的MOS电容的容值一直维持稳定。
【专利摘要】本发明公开了一种D类放大器及其控制方法，通过控制误差放大器输出合适的偏置电压信号来控制积分晶体管的栅源电压差值，使得栅源电压差值维持在其阈值电压之上，从而积分晶体管的MOS电容一直稳定工作在强反型区，而通过将积分晶体管的MOS电容作为误差积分器的积分电容，可保证误差积分器的积分电容一直维持稳定，这样在D类放大器中，可节约芯片面积，降低生产中的掩膜层数，同时通过本发明的设计，提高了放大器的谐波失真性能和环路稳定性。
【IPC分类】H03F3-217, H03F1-32
【公开号】CN104779921
【申请号】CN201510073003
【发明人】朱华平, 江文平, 王楠, 孙振国, 吴其昌
【申请人】矽力杰半导体技术(杭州)有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月11日