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随着人们对节能型、微小型电子产品的不断需求,低失真、高效率的功率放大器的设计已成为当今研究的热点。传统的线性放大器虽然失真很小,但是效率不高,而且需要大面积的散热片。采用CMOS工艺的D类音频功率放大器具有集成度高、占用面积小、功耗低、散热量小、效率高、电路板(PCB)面积较小和成本低的特点。在便携式电子产品市场快速发展的今天,D类音频功放在PDA、手机、MP3播放器等产品中得到了广泛的应用。但是国内便携式设备所应用的D类音频功放市场大部分仍然被国外公司所垄断,在这样的形势下D类音频功放的研究具有十分重要的意义。在D类音频功放各个子系统中,本文主要对PWM比较器、死区电路、驱动电路与输出级电路进行了详细的分析。PWM比较器的电路主要由Rail-to-Rail差分输入、两级放大、镇存器、自偏置放大器和输出驱动器组成,可以有效的减小传输延迟和提高转换速率。死区电路主要由互锁电路组成,可以有效的控制死区时间的大小。死区时间过大,会限制最大输出功率；死区时间过小,可能会使电源与地短接,造成输出级功率管流过很大的电流,降低其使用寿命。驱动电路主要由反向器级联组成,适当的级联个数和放大倍数可以有效的降低传输延迟和提高驱动能力。输出级电路主要由全桥电路组成,这种设计可以有效的减小电源母线的波动,得到正常的输出信号。电路采用AMI0.6μm CMOS工艺,工作电压为5V,利用Cadence软件中的Spectre工具对电路进行了仿真验证。结果显示：PWM比较器的输入共模电压范围(ICMR)为0.12～4.8V,传输延迟为3.6ns,上升沿转换速率为538V/us,下降沿转换速率为545V/us。在死区电路的设计中,上升沿死区时间为1.187ns,下降沿死区时间为1.191ns,频率响应范围为100Hz~38kHz。当负载电阻为16Ω时,整体电路的最大输出功率为475mW,效率可以达到82.663%；当负载电阻为32Ω时,整体电路的最大输出功率为316mW,效率可以达到91.221%,这个结果符合设计要求。