[发明专利]功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率放大器。

背景技术

通常，D类放大器包括按图腾柱(totempole)结构布置的两个n 型功率MOSFET组成的输出级，如图1所示。利用某种形式的脉冲 宽度调制(PWM)来使输出节点V_out在电源线之间切换。LC低通滤 波器通常被插入输出节点V_out和扬声器负载之间，以便滤除高频分 量。由稳定电源V_reg供电的驱动器电路对低侧功率MOSFET M_L的栅 极进行控制。该拓扑结构自动地限制了功率MOSFET的栅源电压。 另一驱动器电路对高侧功率MOSFET M_H的栅极进行控制。为了使高 侧功率MOSFET M_H导通，需要一个高于电源电压V_dd的栅极电压。 利用自举电容器C_boot动态地创建该电压。当低侧功率MOSFET M_L导通时，输出节点V_out被下拉至负电源V_ss。通过连接在稳定电源V_reg和自举电压V_boot之间的自举二极管D_boot来对自举电容器C_boot进行充 电。当高侧功率MOSFET M_H导通并且低侧功率MOSFET M_L截止时， 输出节点V_out被上拉至正电源V_dd。这时，自举二极管D_boot被反向偏 置，并且自举电容器C_boot用作用于高侧驱动器的浮动供电电源。一 般情况下，高侧驱动器具有使自举电容器C_boot上的电压降低的中等 的电流消耗。但是，每次D类功率级进行切换，自举电容器C_boot均 被重新充电。该自举结构的一个缺点是，由于自举二极管D_boot上的 不可避免的电压降而使得自举电容器C_boot上的电压总是低于稳定电 源V_reg的电压。该电压一般为0.6V(室温)，但是在-40℃下几乎能 增大至1V。较低的自举电压意味着高侧功率MOSFET M_H的栅源电 压较小，从而R_on较高。并且，为了图1所示的D类功率级处于最佳 工作状态，希望自举电压与稳定电源的电压相匹配。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种解决了上述问题的功率放 大器。本发明由独立权利要求所限定。从属权利要求中定义了优选实 施例。

一种功率放大器实现了该目的，该功率放大器包括：

第一晶体管，其具有耦接在正供电端和输出端之间的第一主通 道，所述第一晶体管具有被高侧驱动器电路所提供的第一栅极信号所 驱动的控制端，所述高侧驱动器电路由第一电压端偏置，

第二晶体管，其具有耦接在输出端和负供电端之间的第二主通 道，所述第二晶体管具有被低侧驱动器电路所提供的第二栅极信号所 驱动的第二控制端，所述低侧驱动器电路由第二电压端偏置，以及

开关电路，其被耦接在第一电压端和第二电压端之间，所述开 关电路被第二栅极信号所控制。