在音频功率放大器的市场上，A类、B类和AB类音频功率放大器一直处于统治地位，但这些音频功率放大器具有效率低、功耗大的缺点，并不是理想的音频功率放大器。而D类音频功率放大器具有效率高、功耗低的优点，采用D类音频功率放大器的设备能够提高电池的寿命，它特别适合应用于无线和手持通信设备上。大功率输出的音频设备具有很大的功耗，所以在大功率输出的音频设备中采用低功耗的D类音频功率放大器也是十分必要的。 本文首先介绍了D类音频功率放大器的技术背景、研究现状、发展趋势和应用前景；其次介绍了几种常用的音频功率放大器；然后深入研究和设计了开关功率输出级，开关功率输出级的性能很大程度上决定D类音频功率放大器的性能：接着设计了D类音频功率放大器的输入级、积分器、主比较器、滤波器、基准电压电流源、振荡器等；最后给出了这个D类音频功率放大器的仿真结果，仿真结果表明这个D类音频功率放大器具有效率高、功耗低、谐波失真低的特点。 本文是基于0.5um的CMOS工艺设计的，电源电压的变化范围是2.5V-5.5V。所设计的D类音频功率放大器能在谐波失真小于10％的情况下，对4Q的负载提供2.5W的输出功率；其优化的系统设计使它能在无输出滤波器的情况下正常工作；在对8Ω负载提供486mW的输出功率时，其效率可达到92％，关断情况下的静态电流小于0.5uA；全差分的输入输出结构提高了系统的电源抑制比、共模抑制比，降低了系统的失调电压和偶次谐波失真。