專利名稱：開關(guān)放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)放大器，尤其涉及一種D類開關(guān)放大器。
背景技術(shù)：
目前，由于D類開關(guān)放大器在無輸入信號時無電流在其中流過，而在導(dǎo)通時卻快開快關(guān)，使得這類放大器具有低能耗、高效率的特點，因而D類放大器在用作開關(guān)器件時越來越受到人們的歡迎。
D類開關(guān)放大器一般采用N-MOS(N型金屬氧化物半導(dǎo)體)開關(guān)管與P-MOS(P型金屬氧化物半導(dǎo)體)開關(guān)管結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計。然而，由于P-MOS開關(guān)管的缺點是面積大，因而使用CMOS(互補型金屬氧化物半導(dǎo)體)開關(guān)管的D類放大器無法適應(yīng)當(dāng)前電子設(shè)備趨于小型化或微型化的趨勢。另一方面，由于N-MOS開關(guān)管完全可以用作P-MOS開關(guān)管，并且具有面積小且單位面積導(dǎo)通電阻小的優(yōu)勢，因而為了節(jié)省面積，D類開關(guān)放大器逐漸采用全N-MOS開關(guān)管結(jié)構(gòu)以代替P-MOS和N-MOS相結(jié)合的開關(guān)管結(jié)構(gòu)。
但是當(dāng)采用這種全N-MOS開關(guān)管結(jié)構(gòu)時，由于開關(guān)管的源端和整個放大器的電源相連而使得開關(guān)管完全導(dǎo)通，因而需要配備高于放大器電源電壓的柵極驅(qū)動電壓。為此，通常需要在芯片內(nèi)部產(chǎn)生自舉電勢，以產(chǎn)生驅(qū)動電路所需的工作電壓。
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中具有驅(qū)動電路的D類開關(guān)放大器的示意圖。如圖1所示，Va、Vb表示輸入端(它包括邏輯電路，還可以包括電平轉(zhuǎn)換電路)，接收所輸入的邏輯相反的脈寬調(diào)制(PWM)信號，M1與M2為開關(guān)管或開關(guān)電路。為了在輸出處得到與Va、Vb相對應(yīng)的脈寬調(diào)制信號，要求開關(guān)管M1與M2在導(dǎo)通與關(guān)斷之間進(jìn)行切換。其中，由用以補充能量的電路(一般為二極管Dboot)、儲存能量的電路(電容Cboot)與起切換功能的開關(guān)管M1組成自舉電路來產(chǎn)生自舉電勢Vh。
放大器開關(guān)管M1、M2分別由驅(qū)動電路I1、I2驅(qū)動。Vd為驅(qū)動電路I1、I2的工作電源。為了保證放大器開關(guān)管M1完全導(dǎo)通，必須使輸出電壓Vout接近電源電壓Vcc，這又使得必須使驅(qū)動電壓Vd大于電源電壓Vcc。這是通過自舉電勢Vh來實現(xiàn)的。
同時，為了防止在上、下兩個開關(guān)管M1和M2同時導(dǎo)通時產(chǎn)生大的電源到地的直通電流而損壞開關(guān)管，通常將開關(guān)管M1和M2的驅(qū)動邏輯設(shè)置為不交疊時鐘。但是這樣的設(shè)置會使串聯(lián)的開關(guān)管出現(xiàn)同時關(guān)斷的情況，為避免出現(xiàn)這樣的情況，通常在電路中加入具有相同延時的延時電路Y1、Y2。
圖2示出對應(yīng)于圖1所示電路中出現(xiàn)開關(guān)管M1、M2同時關(guān)斷時的可能存在的兩種電流狀態(tài)，其不同電流狀態(tài)對應(yīng)于不同的輸入信號。
如圖2所示，當(dāng)電感上存在電流Iout時，電流Iout在兩個開關(guān)管M1和M2同時關(guān)斷(稱為“死區(qū)”)時不會消失，而是全部流過開關(guān)管M1或M2中的寄生電路(寄生體二極管D1或D2)，從而當(dāng)輸出電流Iout＞0或Iout＜0時，會出現(xiàn)如圖3中所示的“過沖”現(xiàn)象。所謂“過沖”現(xiàn)象，即在死區(qū)時間，輸出電壓Vout會由于在外部電感上產(chǎn)生的電流Iout而出現(xiàn)高于電源電壓Vcc或低于零的情況。當(dāng)Iout＞0，在死區(qū)期間，輸出電壓Vout低于零，電容Cboot繼續(xù)充電，從而由于“過沖”而使得電容Cboot的電壓Vc變大。電容電壓Vc的這種波動導(dǎo)致開關(guān)管M1的導(dǎo)通電阻會隨著輸出電流極性的不同而不同，從而引起失真。其中，通常將輸出電壓Vout高于電源電壓Vcc或低于零的那部分稱為“過沖”電壓。
如圖3所示，Vout表示放大器的輸出電壓；h表示體二極管D1、D2正向?qū)▔航担础斑^沖”電壓的深度；而w為非交疊時間，即“過沖”電壓的持續(xù)時間寬度，也即“死區(qū)”的持續(xù)時間。
從圖3中可以看出，當(dāng)Iout＞0時，過沖電壓出現(xiàn)在輸出電壓Vout波形的下方；而當(dāng)Iout＜0時，“過沖”電壓則出現(xiàn)在輸出電壓Vout波形的上方。正是因為“過沖”電壓的存在，使得當(dāng)Iout＞0時，輸出電壓Vout小于零，從而使得電容Cboot上的電壓Vc發(fā)生“過充”而變大，并進(jìn)而出現(xiàn)人們通常所不希望的電壓Vout的波動，進(jìn)一步引起開關(guān)管M1的導(dǎo)通電阻變化而引起失真。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)D類開關(guān)放大器中存在的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種具有自舉電勢波動抑制功能的開關(guān)放大器。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種開關(guān)放大器，它包含電源(Vcc)；具有兩個電壓輸入端(Va，Vb)的輸入電路，用來接收邏輯相反的脈寬調(diào)制信號；分別與所述輸入電路耦合的兩個驅(qū)動電路(I1)和(I2)，所述驅(qū)動電路(I1)耦合在所述輸入電路(Va)與所述電源(Vcc)之間，而所述驅(qū)動電路(I2)耦合在另一所述輸入電路(Vb)與地之間；分別與所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)耦合并且相互串聯(lián)的開關(guān)管(M1，M2)；與驅(qū)動電路(I1)耦合并為驅(qū)動電路(I1)提供工作電壓的自舉電路；并聯(lián)連接在所述開關(guān)管(M1，M2)的公共輸出端與所述電源(Vcc)之間的泄放電路(3)以及并聯(lián)連接在所述開關(guān)管(M1，M2)的公共輸出端與地之間的泄放電路(3’)。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種開關(guān)放大器，它包含電源(Vcc)；具有兩個電壓輸入端(Va，Vb)的輸入電路，用來接收邏輯相反的脈寬調(diào)制信號；分別與所述輸入電路耦合的兩個驅(qū)動電路(I1)和(I2)，所述驅(qū)動電路(I1)耦合在所述輸入電路(Va)與所述電源(Vcc)之間，而所述驅(qū)動電路(I2)耦合在另一所述輸入電路(Vb)與地之間；分別與所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)耦合并且相互串聯(lián)的開關(guān)管(M1，M2)；與所述開關(guān)管(M1)耦合的輔助開關(guān)電路(M1’)；與驅(qū)動電路(I1)耦合并為驅(qū)動電路(I1)提供工作電壓的自舉電路；以及與所述開關(guān)管(M2)耦合的輔助開關(guān)電路(M2’)，并且其中，所述輔助開關(guān)電路(M1’)和所述輔助開關(guān)電路(M2’)相互串聯(lián)。
按照本發(fā)明的又一個方面，提供了一種開關(guān)放大器，它包含電源(Vcc)；具有兩個電壓輸入端(Va，Vb)的輸入電路，用來接收邏輯相反的脈寬調(diào)制信號；分別與所述輸入電路耦合的兩個驅(qū)動電路(I1)和(I2)，所述驅(qū)動電路(I1)耦合在所述輸入電路(Va)與所述電源(Vcc)之間，而所述驅(qū)動電路(I2)耦合在另一所述輸入電路(Vb)與地之間；分別與所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)耦合并且相互串聯(lián)的開關(guān)管(M1，M2)；與驅(qū)動電路(I1)耦合并為提供驅(qū)動電路(I1)工作電壓的自舉電路；所述開關(guān)放大器還包含分別與所述開關(guān)管(M1，M2)耦合的可抑制驅(qū)動電路(I1)工作電壓波動的輔助電路。
按照本發(fā)明的又一個方面，提供了一種開關(guān)放大器，接收并處理脈寬調(diào)制信號，包括接收脈寬調(diào)制信號的輸入端及輸出端；相互串聯(lián)的用以處理脈寬調(diào)制信號的開關(guān)電路；與上述信號輸入端及開關(guān)電路相耦合，并為開關(guān)電路提供驅(qū)動電壓的驅(qū)動電路；以及與驅(qū)動電路耦合并為驅(qū)動電路提供工作電壓的自舉電路；所述開關(guān)放大器還包含與所述開關(guān)電路、驅(qū)動電路及自舉電路耦合的可抑制驅(qū)動電路工作電壓波動的輔助電路。


讀者在參照附圖閱讀了本發(fā)明的具體實施方式
以后，將會更好地理解本發(fā)明的各個方面及其優(yōu)點。其中，圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)中具有驅(qū)動電路的開關(guān)放大器的示意電路圖；圖2說明對應(yīng)于圖1中的開關(guān)管M1、M2同時關(guān)斷時電感上出現(xiàn)輸出電流Iout＞0或Iout＜0時的情形；圖3是說明對應(yīng)于圖2中輸出電流I＝0、Iout＞0和Iout＜0時輸出電壓(Vout)出現(xiàn)“過沖”電壓和“死區(qū)”的示意圖；圖4是按照本發(fā)明第一種實施例的具有自舉電勢波動抑制功能的開關(guān)放大器的電路圖；圖5是圖4所示第一種實施例的開關(guān)放大器當(dāng)輸出電流I＝0、I＞0和I＜0時的輸出電壓(Vout)的波形；圖6是按照本發(fā)明第二種實施例的具有自舉電勢波動抑制功能的開關(guān)放大器的電路圖；圖7是圖6所示按照本發(fā)明第二種實施例的具有自舉電勢波動抑制功能的開關(guān)放大器當(dāng)輸出電流I＝0、I＞0和I＜0時電壓(Vn)的波形；以及圖8是采用本發(fā)明第一種實施例和第二種實施例的開關(guān)管與現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)放大器在輸出電流(Iout)變化時，電容電壓(Vc)變化的比較圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實施方式
。類似結(jié)構(gòu)或功能將不在圖中重復(fù)示出而是參考此前的標(biāo)號表述。圖示只是為了便于讀者更好地理解本發(fā)明的具體實施方式
，而不應(yīng)理解為是對本發(fā)明的窮盡描述或?qū)?quán)利要求范圍的限定。
圖4示出本發(fā)明的第一種實施例。如圖1所示，為了抑制原開關(guān)管M1和M2中的電壓“過沖”現(xiàn)象而引起的信號失真，本發(fā)明在開關(guān)管M1、M2上分別并聯(lián)了一個由另一延遲電路和面積較小的開關(guān)管組成的泄放電路。誠然，所述開關(guān)管M1、M2也可以由其他的開關(guān)電路所代替。
具體說來，與開關(guān)管M1并聯(lián)的是由延遲電路Y1’和開關(guān)管M1a組成的泄放電路3；與開關(guān)管M2并聯(lián)的是由延遲電路Y2’和開關(guān)管M2a組成的另一泄放電路3’，并且延遲電路Y1’和延遲電路Y2’的延時小于或等于連接在開關(guān)管M1和M2之前的延時Y1和Y2的延時。其中，延遲電路Y1’和延遲電路Y2’的延時相同。采用這樣的配置，當(dāng)開關(guān)管M1與M2都處于關(guān)斷狀態(tài)的時候，開關(guān)管M1a與M2a可以有選擇地處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而有效避免了電流從寄生體二極管D1和D2中流過。
此電路的具體工作狀態(tài)如下(1)當(dāng)開關(guān)管M1導(dǎo)通，而開關(guān)管M1a還未打開時，開關(guān)管M2與M2a處于關(guān)斷狀態(tài)；(2)當(dāng)開關(guān)管M1與M1a都導(dǎo)通時，開關(guān)管M2與M2a處于關(guān)斷狀態(tài)；(3)在開關(guān)管M1關(guān)斷的瞬間，開關(guān)管M1a仍然導(dǎo)通，此時，開關(guān)管M2與M2a仍然處于關(guān)斷的狀態(tài)；(4)在開關(guān)管M1a關(guān)斷的瞬間，開關(guān)管M2處于導(dǎo)通或即將導(dǎo)通的狀態(tài)。由于延遲電路Y1’的存在，使得在開關(guān)管M1關(guān)斷而開關(guān)管M2沒有導(dǎo)通的時候，可以由于開關(guān)管M1a的導(dǎo)通而縮短開關(guān)管M1和M2都關(guān)斷的時間，從而可以大大避免現(xiàn)有技術(shù)中因開關(guān)管M1與M2都關(guān)斷時仍然有電流流過M1和M2而產(chǎn)生的“過沖”現(xiàn)象。
(5)當(dāng)開關(guān)管M2導(dǎo)通而開關(guān)管M2a還未打開時，開關(guān)管M1與M1a均處于關(guān)斷狀態(tài)；(6)當(dāng)開關(guān)管M2與M2a都導(dǎo)通時，開關(guān)管M1和M1a均處于關(guān)斷狀態(tài)；(7)在開關(guān)管M2被關(guān)斷的瞬間，開關(guān)管M2a仍然導(dǎo)通，此時，開關(guān)管M1仍然處于關(guān)斷狀態(tài)；(8)在開關(guān)管M2a被關(guān)斷的瞬間，開關(guān)管M1處于導(dǎo)通或即將導(dǎo)通的狀態(tài)。由于延遲電路Y2’的存在，使得在開關(guān)管M2關(guān)斷而開關(guān)管M1沒有導(dǎo)通的時候，可以由于開關(guān)管M2a導(dǎo)通而縮短開關(guān)管M1和M2都關(guān)斷的時間，從而可以大大避免現(xiàn)有技術(shù)中因開關(guān)管M1與M2都關(guān)斷時仍然有電流流過M1與M2而產(chǎn)生的“過沖”現(xiàn)象。
以上描述的是放大器電路在一個循環(huán)周期內(nèi)的運作。在以后的循環(huán)周期內(nèi)，放大器電路重復(fù)以上的運作。以上描述的工作過程，是本發(fā)明第一實施例中一種優(yōu)選的工作狀態(tài)。在實際的應(yīng)用過程中，應(yīng)考慮到有所變化與調(diào)整。在本實施例的細(xì)節(jié)作各種修正，皆應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中因開關(guān)管M1、M2同時關(guān)斷而造成開關(guān)管M1、M2中仍有電流產(chǎn)生的缺陷，從而有效減少了現(xiàn)有技術(shù)中“過沖”現(xiàn)象的發(fā)生。
一般說來，開關(guān)管M1a和M2a的導(dǎo)通電阻小于寄生體二極管D1、D2的正向?qū)▔航岛洼敵鲭娏鱅out之比(即D1、D2的正向?qū)娮?，即電流通過開關(guān)管M1a與M2a產(chǎn)生的壓降小于寄生體二極管D1、D2的正向?qū)▔航怠?br> 另外，由于開關(guān)管M1a和M2a的面積小于開關(guān)管M1、M2的面積，開關(guān)管M1a、M2a很容易被打開或關(guān)斷，因而不會出現(xiàn)開關(guān)管M1與M2a或者M(jìn)1a與M2同時都導(dǎo)通的情形，從而不會引起功率損耗。
再有，為了避免在電源Vcc到地之間形成直接通路，從而更有效地抑制開關(guān)管M1、M2因同時關(guān)斷而產(chǎn)生的電流，可以分別在開關(guān)管M1a、M2a上并聯(lián)延時比開關(guān)管M1a、M2a更早但比開關(guān)管M1、M2的延時更晚的類似于開關(guān)管M1a、M2a的開關(guān)管(圖中未示出)。采用這種設(shè)置，可以更好地抑制開關(guān)放大器的電壓波動，因而具有更明顯的發(fā)明效果。
圖5示出本實施例的開關(guān)放大器當(dāng)I＝0、I＞0和I＜0時的輸出電壓Vout的波形。從圖中可以看到，輸出電壓Vout的“過沖”現(xiàn)象明顯減弱，并且“死區(qū)”持續(xù)時間也明顯縮短。需要指出的是，“過沖”電壓的深度值取決于開關(guān)管M1a的導(dǎo)通壓降。如果考慮到二極管的充電時間，則可以認(rèn)為，電容Cboot上的電壓Vc幾乎無波動。
圖6示出按照本發(fā)明的第二種實施例的具有自舉電勢波動抑制功能的開關(guān)放大器。與圖4所示實施例不同的是，第二種實施例中自舉電勢的產(chǎn)生與開關(guān)管(或開關(guān)電路)M1無關(guān)，而是由M1’和M2’兩個面積較小的輔助開關(guān)管或輔助開關(guān)電路代替M1和M2來產(chǎn)生自舉電勢的電壓基準(zhǔn)點。具體說來，自舉電勢的建立主要是通過開關(guān)管M1’、二極管Dboot和電容Cboot來實現(xiàn)的。
具體工作狀態(tài)如下(1)當(dāng)開關(guān)管M1、M1’斷開而開關(guān)管M2、M2’導(dǎo)通時，開關(guān)管M1’上的電壓Vn和輸出電壓Vout均為零。驅(qū)動電壓Vd通過二極管Dboot對電容Cboot充電，電容Cboot上最高電壓差為Vd-Ve，其中，Ve是二極管Dboot的正向?qū)妷海?2)當(dāng)開關(guān)管M1、M1’、M2、M2’全部斷開時，輸出電壓Vout上出現(xiàn)“過沖”，而電壓值Vn由于開關(guān)管M1’和M2’均關(guān)斷而仍為零；(3)當(dāng)開關(guān)管M1、M1’均導(dǎo)通，而開關(guān)管M2、M2’關(guān)斷時，Vn、Vout的值上升至電源電壓Vcc的值。而Vh等于Vout+Vc，其中Vc為電容Cboot上的電壓值。此時，Vh大于Vd。因此，二極管Dboot沒有電流通過；(4)當(dāng)開關(guān)管M1、M1’再次關(guān)斷而開關(guān)管M2、M2’也關(guān)斷時，開關(guān)管M1’端的電壓Vn上升至電源電壓Vcc的值，輸出電壓Vout出現(xiàn)“過沖”。
在這一過程中，電容電壓Vc與輸出電壓Vout沒有關(guān)系，而只與開關(guān)管M1’端的電壓Vn有關(guān)。因此，輸出電壓Vout發(fā)生“過沖”并不會引起電容電壓Vc的波動。而Vn不會發(fā)生“過沖”現(xiàn)象。因此，通過第二種實施例的輔助開關(guān)管M1’與M2’，使得電容電壓Vc在整個過程中基本不會發(fā)生波動而不會導(dǎo)致放大器的信號失真。
以上描述的工作過程，是本發(fā)明第二實施例中一種優(yōu)選的工作狀態(tài)。在實際的應(yīng)用過程中，應(yīng)考慮到有所變化與調(diào)整。在本實施例的細(xì)節(jié)作各種修正，皆應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
從圖7中可以看出，圖6所示第二種實施例的輔助開關(guān)管M1’的輸出電壓Vn在電流Iout＝0、Iout＜0、Iout＞0的情況下，幾乎不會產(chǎn)生“過沖”電壓和“死區(qū)”。
圖8是示出本發(fā)明第一種實施例和第二種實施例的開關(guān)電路與現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)電路的在輸出電流變化時電容電壓Vc變化的比較。
從圖中可以看出，隨著時間的變化，輸出電流Iout在Iout＝0、Iout＜0、Iout＞0的情況下發(fā)生變化。我們可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中電容Cboot上的電壓值Vc會產(chǎn)生很大的波動，從而引起較大的信號失真。在本發(fā)明第一實施例中則波動較小，而在第二實施例中則基本沒有波動。
需要指出的是，在本發(fā)明的實施例中，開關(guān)管M1、M2或M1’、M2’的驅(qū)動電路I1、I2可以由反向器組成或者可以實現(xiàn)驅(qū)動功能的其他電路組成。本發(fā)明的實施例中，為開關(guān)管驅(qū)動電路I1提供工作電壓的自舉電路包括能量補充電路及能量儲存電路，其中能量補充電路在本發(fā)明中是二極管Dboot，當(dāng)然它也可以是其他可實現(xiàn)能量補充功能的開關(guān)電路。而本發(fā)明中能量存儲電路采用的是電容Cbout。
另外，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明第一、第二種實施例中的開關(guān)管可以是任何一種由三極管或N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體組成的開關(guān)管來構(gòu)成。所述開關(guān)管也可以是能夠?qū)崿F(xiàn)相同開關(guān)功能的其他開關(guān)電路。
本發(fā)明通過在開關(guān)放大器的電路中增加輔助電路，包括第一實施例中的泄放電路3、3’及第二實施例中的輔助開關(guān)電路M1’和M2’，使得在放大器工作中產(chǎn)生的自建電勢電壓波動得到有效的抑制，從而可有效防止整個放大器在應(yīng)用過程中的信號失真。
上文的描述中，對本發(fā)明的具有自舉電勢波動抑制功能的開關(guān)放大器進(jìn)行了詳細(xì)描述。但本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神的情況下，還可以對上述實施例的細(xì)節(jié)作各種修正。還可以有各種變異形式。所有這些變化和變異形式都落在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)放大器，其特征在于，它包含電源(Vcc)；具有兩個電壓輸入端(Va，Vb)的輸入電路，用來接收邏輯相反的脈寬調(diào)制信號；分別與所述輸入電路耦合的兩個驅(qū)動電路(I1)和(I2)，所述驅(qū)動電路(I1)耦合在所述輸入電路(Va)與所述電源(Vcc)之間，而所述驅(qū)動電路(I2)耦合在另一所述輸入電路(Vb)與地之間；分別與所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)耦合并且相互串聯(lián)的開關(guān)管(M1，M2)；與驅(qū)動電路(I1)耦合并為驅(qū)動電路(I1)提供工作電壓的自舉電路；并聯(lián)連接在所述開關(guān)管(M1，M2)的公共輸出端與所述電源(Vcc)之間的泄放電路(3)以及并聯(lián)連接在所述開關(guān)管(M1，M2)的公共輸出端與地之間的泄放電路(3’)。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述驅(qū)動電路(I1)和所述驅(qū)動電路(I2)分別通過延時電路(Y1)和延遲電路(Y2)與所述輸入電路的輸入端(Va，Vb)耦合。
3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述泄放電路(3)由延遲電路(Y1’)和開關(guān)管(M1a)組成，而所述泄放電路(3’)由延遲電路(Y2’)和開關(guān)管(M2a)組成。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述延遲電路(Y1’)的延時小于或等于所述延遲電路(Y1)的延時，而所述延遲電路(Y2’)的延時小于或等于所述延遲電路(Y2)的延時，并且所述延遲電路(Y1’)的延時與延遲電路(Y2’)的延時相等，所述開關(guān)管(M1a，M2a)的面積分別小于所述開關(guān)管(M1，M2)的面積。
5.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述自舉電路包括含有二極管(Dboot)的能量補充電路、含有電容(Cboot)的能量儲存電路以及含有開關(guān)管(M1)的開關(guān)電路。
6.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)由一個或多個反向器組成。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述開關(guān)管(M1，M2，M1a，M2a)是N溝道金屬氧化物晶體管。
8.一種開關(guān)放大器，其特征在于，它包含電源(Vcc)；具有兩個電壓輸入端(Va，Vb)的輸入電路，用來接收邏輯相反的脈寬調(diào)制信號；分別與所述輸入電路耦合的兩個驅(qū)動電路(I1)和(I2)，所述驅(qū)動電路(I1)耦合在所述輸入電路(Va)與所述電源(Vcc)之間，而所述驅(qū)動電路(I2)耦合在另一所述輸入電路(Vb)與地之間；分別與所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)耦合并且相互串聯(lián)的開關(guān)管(M1，M2)；與所述開關(guān)管(M1)耦合的輔助開關(guān)電路(M1’)；與驅(qū)動電路(I1)耦合并為驅(qū)動電路(I1)提供工作電壓的自舉電路；以及與所述開關(guān)管(M2)耦合的輔助開關(guān)電路(M2’)，并且其中，所述輔助開關(guān)電路(M1’)和所述輔助開關(guān)電路(M2’)相互串聯(lián)。
9.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)由一個或多個反向器組成。
10.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述自舉電路包括含有二極管(Dboot)的能量補充電路、含有電容(Cboot)的能量儲存電路以及輔助開關(guān)電路(M1’)。
11.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述開關(guān)管(M1，M2)、所述輔助開關(guān)電路(M1’，M2’)由N溝道金屬氧化物晶體管組成。
12.一種開關(guān)放大器，其特征在于，它包含電源(Vcc)；具有兩個電壓輸入端(Va，Vb)的輸入電路，用來接收邏輯相反的脈寬調(diào)制信號；分別與所述輸入電路耦合的兩個驅(qū)動電路(I1)和(I2)，所述驅(qū)動電路(I1)耦合在所述輸入電路(Va)與所述電源(Vcc)之間，而所述驅(qū)動電路(I2)耦合在另一所述輸入電路(Vb)與地之間；分別與所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)耦合并且相互串聯(lián)的開關(guān)管(M1，M2)；與驅(qū)動電路(I1)耦合并為提供驅(qū)動電路(I1)工作電壓的自舉電路；所述開關(guān)放大器還包含分別與所述開關(guān)管(M1，M2)耦合的可抑制驅(qū)動電路(I1)工作電壓波動的輔助電路。
13.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述驅(qū)動電路(I1)和(I2)由一個或多個反向器組成，并且所述驅(qū)動電路(I1)和所述驅(qū)動電路(I2)分別通過延時電路(Y1)和延遲電路(Y2)與所述輸入電路的輸入端(Va，Vb)耦合。
14.如權(quán)利要求13所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述輔助電路是一種與開關(guān)管(M1，M2)并聯(lián)的泄放電路(3，3’)，并且所述泄放電路(3)由延遲電路(Y1’)和開關(guān)管(M1a)組成，而所述泄放電路(3’)由延遲電路(Y2’)和開關(guān)管(M2a)組成。
15.如權(quán)利要求14所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述延遲電路(Y1’)的延時小于或等于所述延遲電路(Y1)的延時，而所述延遲電路(Y2’)的延時小于或等于所述延遲電路(Y2)的延時，并且所述延遲電路(Y1’)的延時與延遲電路(Y2’)的延時相等，所述開關(guān)管(M1a，M2a)的面積分別小于所述開關(guān)管(M1，M2)的面積。
16.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述輔助電路是相互串聯(lián)的輔助開關(guān)電路(M1’，M2’)。
17.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)放大器，其特征在于，所述自舉電路包括為自舉電勢補充能量的二極管(Dboot)、儲存能量的電容(Cboot)及輔助電路。
18.一種開關(guān)放大器，接收并處理脈寬調(diào)制信號，其特征在于，它包括接收脈寬調(diào)制信號的輸入端及輸出端；相互串聯(lián)的用以處理脈寬調(diào)制信號的開關(guān)電路；與上述信號輸入端及開關(guān)電路相耦合，并為開關(guān)電路提供驅(qū)動電壓的驅(qū)動電路；與驅(qū)動電路耦合并為驅(qū)動電路提供工作電壓的自舉電路；以及與所述開關(guān)電路、驅(qū)動電路及自舉電路耦合的可抑制驅(qū)動電路工作電壓波動的輔助電路。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種開關(guān)放大器，它包括電源(Vcc)；輸入電路(Va，Vb)；相互串聯(lián)的開關(guān)管(M1，M2)；分別與開關(guān)管(M1，M2)耦合的驅(qū)動電路(I1，I2)；提供驅(qū)動電路(I1)工作電壓的自舉電路；該開關(guān)放大器還包含泄放電路(M1a，M2a)或輔助開關(guān)電路(M1’，M2’)。本發(fā)明的開關(guān)放大器可以抑制自舉電勢的波動，防止開關(guān)放大器的信號失真。
文檔編號H03F3/20GK101091307SQ200680001575
公開日2007年12月19日 申請日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者朱昊 申請人:埃派克森微電子有限公司