[发明专利]具有可变偏压点控制的AB类输出级及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种AB类输出级，具体地说，是一种具有可变偏压点控 制的AB类输出级及其方法。

背景技术

图1显示典型的AB类输出级10，AB类输出级10用以驱动串联在电 源Vcc及接地端GND之间的高位侧晶体管MP及低位侧晶体管MN以从 输出端LX输出电流给负载RL，其中晶体管MP及MN为大尺寸的晶体管， 在AB类输出级10中，驱动器12提供输出信号UH及UL分别驱动高位 侧晶体管MP及低位侧晶体管MN，驱动器12包括运算放大器14根据输 入信号VB及输出端LX上的电压产生输出信号UH及UL，偏压源16及 18分别提供偏压VOS1及VOS2以偏移输出信号UH及UL的准位，偏压 VOS1及VOS2将影响静止(quiescent)电流及总谐波失真(TotalHarmonic Distortion；THD)，静止电流指在无负载RL时，电源Vcc所消耗的电流。 由于AB类输出级10将驱动电阻负载RL，因此其必须同时考虑到交越 (crossover)失真、晶体管MP及MN造成的功率消耗以及回路的稳定性， 图2显示AB类输出级10的操作区，其中X轴代表偏压VOS1及VOS2， 左方的Y轴代表THD，右方的Y轴代表静止电流IQ，曲线20表示THD 与偏压VOS1及VOS2之间的关系，曲线22表示静止电流IQ与偏压VOS1 及VOS2之间的关系，由曲线20及22可看出，当偏压VOS1及VOS2增 加时，THD越小但静止电流IQ越大，反之，THD越大，静止电流IQ越 小，而以虚线圈起来的部分则是偏压VOS1及VOS2的理想设计区24，在 此设计区24中有较低的静止电流IQ及较佳的THD效能，然而，偏压VOS1 及VOS2有可能因对制程变化而偏离设计区24，因此需要一种方法来对抗 制程变化让偏压VOS1及VOS2回到目标的设计区24。

Johnson在美国专利第5,481,213号提出一种“功率放大器输出级的跨 导保护电路(cross-conductionpreventioncircuitforpoweramplifieroutput stage)”来得到最佳的THD效能以及适当的静止电流，然而，Johnson的 方法需要增加一组控制电路及一组替代(fill-in)电路，故电路较为复杂，而 且此两组电路之间也会互相干扰，因而不易稳定，此外，在Johnson的电 路中，偏压点是无法调整的，故无法修正制程飘移所造成的误差。

因此已知的AB类输出级存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种具有可变偏压点控制的AB类输出级及 其方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种具有可变偏压点控制的AB类输出级，用以驱动一高位侧晶体管 及一低位侧晶体管，包括一驱动器，一第一偏压源，一第二偏压源和一控 制电路，其中，

所述驱动器，输出一第一输出信号及一第二输出信号分别驱动所述高 位侧及低位侧晶体管；

所述第一偏压源，用以提供一第一偏压偏移所述第一输出信号的准 位；

所述第二偏压源，用以提供一第二偏压偏移所述第二输出信号的准 位；

所述控制电路，用以调节所述第一及第二偏压。

本发明的具有可变偏压点控制的AB类输出级还可以采用以下的技术 措施来进一步实现。

前述的具有可变偏压点控制的AB类输出级，其中所述驱动器包括一 运算放大器根据二输入信号产生所述第一及第二输出信号。

前述的具有可变偏压点控制的AB类输出级，其中所述控制电路包括：

一第一电流源，提供一可变的第一电流；

一第二电流源，提供一可变的第二电流；

一第三电流源，提供一第三电流，所述第三电流与通过所述高位侧晶 体管的电流具有比例关系；

一第四电流源，提供一第四电流，所述第四电流与通过所述低位侧晶 体管的电流具有比例关系；

一逻辑电路，根据所述第一电流及第三电流的第一差值以及所述第二 电流及第四电流的第二差值产生一第三输出信号调节所述第一及第二偏 压。

前述的具有可变偏压点控制的AB类输出级，其中所述第三电流源包 括一与所述高位侧晶体管的尺寸具有比例关系的晶体管。