本文要求在20-30℃的电路工作环境,5V的电源电压,200-3400Hz范围的工作频率条件下,设计了一款实用性较强的低频功率放大器。低频功率放大器是由两个电路结构、器件参数完全相同的放大电路构成的。单个放大电路是一个两级放大电路,包括偏置电路、差分输入、推挽输出和频率补偿四部分,该放大电路电压放大倍数为1,仅通过放大电流实现放大功率的目的。偏置电路部分由多路电流源结构构成,并设置了合适的MOS管参数,实现为放大器各个节点提供合适的偏置电流。差分输入部分采用的是共源共栅结构,经过测试验证,显示该电路可以提高信号质量,优化电路性能。推挽输出部分采用了两个对称的MOS管推挽输出,对电路的瞬态特性进行了仿真测试,结果显示该电路可输出完整的波形,有效地避免了波形的交越失真。为防止自激,在推挽输出部分还加入了RC频率补偿结构。单个放大电路的电路结构设计完成之后,将两个完全相同的放大电路采用桥式连接的方式连接起来,构成了低频功率放大器的总体结构。采用桥式连接的好处是可以提高最大输出功率。在电路的基本结构设计完成之后,采用了M3524 0.5μm工艺模型库,利用Cadence软件对电路的开环特性、闭环特性、最大输出功率、SNR、PSRR、CMRR等性能参数进行了仿真测试。根据仿真结果显示,单个放大电路的开环增益为106.89dB,闭环增益为零,相位裕度为83.731dB,整个低频功率放大器的共模抑制比为93.52dB,信噪比为94.69dB,总谐波失真为0.353%。仿真结果说明设计的此款低频功率放大器的性能满足预期目标。