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随着消费水平和生活水平的提高，消费类电子市场也在蓬勃发展，在市场的拉动下，消费者对便携式电子设备的要求也越来越高。人们在享受生活时，便携式电子设备由于具有功能多样、方便使用等优点而受到青睐。音频功率运算放大器作为电子产品中的基本器件之一，其性能的好坏直接决定了产品的市场竞争力。目前，如何设计出一款具有低功耗、高性能和体积小等优势的音频功率运算放大器已经成为了研究热点。
本文的研究工作主要包括以下两个方面：
(1)根据芯片设计框图，利用Cadence仿真工具设计各个电路模块。各电路模块包括主运算放大器电路模块、基准电流源及偏置电路模块、过温保护电路模块和爆裂-滴答噪声抑制电路模块，输出级采用了AB类跨导线性环结构，该结构可以在总谐波失真与静态功耗之间进行折衷。基准电流源电路为芯片提供电流，电流的大小与电源及工艺无关，但与温度成正相关的关系。过温保护电路能够防止芯片在温度过高时受到永久性损坏，提高了芯片的可靠性。芯片上电或掉电以及在对芯片的SHUTDOWN引脚进行操作时，在负载上将产生爆裂-滴答噪声，爆裂-滴答噪声抑制电路可用于降低甚至消除噪声。偏置电路采用输入和输出短接的低压共源共栅电路结构，该电路结构不仅可以保证复制电流的精确性，而且能使电路正常工作时的电源电压降到最低。
(2)基于SVCMOS0.5μmDPDM工艺库进行设计，本文完成了对全芯片的版图设计、后仿真及流片。仿真结果表明：芯片能够正常工作的电源电压为2.6V-5.5V。其中，在5V电源电压下能提供1.25W的额定功率给8Ω负载；在3V电源电压下，可以提供425mW的额定功率给8Ω负载；在2.6V的电源电压下可为8Ω负载提供300mW的额定功率。芯片的输出波形在3种不同的电源电压下的总谐波失真均小于1%。最终实现了一款低电压、高功率、低失真且具有低功耗关断模式的音频功率运算放大器。
本文的研究工作主要包括以下两个方面：
(1)根据芯片设计框图，利用Cadence仿真工具设计各个电路模块。各电路模块包括主运算放大器电路模块、基准电流源及偏置电路模块、过温保护电路模块和爆裂-滴答噪声抑制电路模块，输出级采用了AB类跨导线性环结构，该结构可以在总谐波失真与静态功耗之间进行折衷。基准电流源电路为芯片提供电流，电流的大小与电源及工艺无关，但与温度成正相关的关系。过温保护电路能够防止芯片在温度过高时受到永久性损坏，提高了芯片的可靠性。芯片上电或掉电以及在对芯片的SHUTDOWN引脚进行操作时，在负载上将产生爆裂-滴答噪声，爆裂-滴答噪声抑制电路可用于降低甚至消除噪声。偏置电路采用输入和输出短接的低压共源共栅电路结构，该电路结构不仅可以保证复制电流的精确性，而且能使电路正常工作时的电源电压降到最低。
(2)基于SVCMOS0.5μmDPDM工艺库进行设计，本文完成了对全芯片的版图设计、后仿真及流片。仿真结果表明：芯片能够正常工作的电源电压为2.6V-5.5V。其中，在5V电源电压下能提供1.25W的额定功率给8Ω负载；在3V电源电压下，可以提供425mW的额定功率给8Ω负载；在2.6V的电源电压下可为8Ω负载提供300mW的额定功率。芯片的输出波形在3种不同的电源电压下的总谐波失真均小于1%。最终实现了一款低电压、高功率、低失真且具有低功耗关断模式的音频功率运算放大器。