[发明专利]包括具有可调反向偏压的MOS开关的输出驱动器

说明书

本发明涉及一种用于驱动音频变换器的例如操作为D类的集成电路输出驱动器、其控制方法及听力设备。集成电路输出驱动器包括第一半桥驱动器，其包括串联连接在正电源电压轨和负电源电压轨之间的第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管。第一衬底端子连接至第一PMOS晶体管的衬底，用于接收第一反向偏置电压，并且第二衬底端子连接至第一NMOS晶体管的衬底，用于接收第二反向偏置电压。集成电路输出驱动器包括偏置电压发生器，其配置为调整第一反向偏置电压和第二反向偏置电压中的至少一个，以控制第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管中的至少一个的导通电阻。集成电路输出驱动器适合于在助听器、耳机和类似的小型便携式音频装置中使用。

技术领域

本发明涉及一种用于驱动音频变换器的例如操作为D类的集成电路输出驱动器。该集成电路输出驱动器包括具有第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管的第一半桥驱动器，第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管串联连接在正电源电压轨和负电源电压轨之间。第一衬底(body)端子连接至第一PMOS晶体管的衬底，用于接收第一反向偏置电压，并且第二衬底端子连接至第一NMOS晶体管的衬底，用于接收第二反向偏置电压。该集成电路输出驱动器包括偏置电压发生器，该偏置电压发生器配置为调整第一反向偏置电压和第二反向偏置电压中的至少一个，以控制第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管中的至少一个的导通电阻。该集成电路输出驱动器适合于在助听器、耳机和类似的小型便携式音频装置中使用。

背景技术

用于驱动音频变换器的集成电路输出驱动器(例如单端输出驱动器或差分/H桥输出驱动器)在本领域中是已知的。此类集成电路输出驱动器的设计要求仔细地考虑若干折中考虑。这些折中考虑是半导体面积消耗、功率消耗和输出阻抗。该集成电路输出驱动器也可能需要支持音频变换器的若干阻抗水平，以提供对各种应用中的特定应用的灵活性和适应性。在听力设备应用中，如果输出驱动器能够驱动具有不同电阻抗的不同类型的接收器或微型扬声器，则可能是有利的。能够在使用者的耳朵中产生高声压水平的高功率接收器通常具有相对低的阻抗，而通常产生相对较小的声压水平的低功率接收器通常具有相对高的电阻抗。当加载高功率接收器时，难以实现集成电路输出驱动器的令人满意的功率转换效率，除非如在下面另外详细地解释的，输出驱动器的输出电阻或阻抗非常小。遗憾的是，小输出电阻或阻抗要求输出驱动器中的大晶体管尺寸，这导致大芯片或管芯面积消耗。这增加了半导体基板或芯片的制造成本。

因此，本领域中需要呈现减小的输出电阻或阻抗并且无半导体基板的芯片或管芯面积的过分增加的改进集成电路输出驱动器。提供具有对支持音频变换器的宽范围阻抗水平的特定负载阻抗的灵活性和适应性的新型集成电路输出驱动器也是有利的。

发明内容

本发明的第一方面涉及一种用于驱动音频变换器的集成电路输出驱动器。该集成电路输出驱动器包括：正电源电压轨和负电源电压轨；第一半桥驱动器，包括第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管，第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管串联连接在正电源电压轨和负电源电压轨之间，以在第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管的互连漏极端子处形成第一驱动器输出端；第一衬底端子和第二衬底端子，第一衬底端子连接至第一PMOS晶体管的衬底，用于接收第一反向偏置电压，并且第二衬底端子连接至第一NMOS晶体管的衬底，用于接收第二反向偏置电压。该集成电路输出驱动器附加地包括偏置电压发生器，其配置为调整第一反向偏置电压和第二反向偏置电压中的至少一个，以控制第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管中的至少一个的导通电阻。

音频变换器可以包括诸如听力设备的便携式通信装置的微型扬声器或动衔铁式接收器。音频变换器的一端或一个端子连接至第一半桥驱动器的第一驱动器输出端，并且音频变换器的第二端子可以例如经由DC隔离电容器连接至地或一个DC电压电源轨。在另一实施例中，音频变换器的第二端子连接至集成电路输出驱动器的补偿或第二半桥驱动器，如在下面另外详细讨论的。集成电路输出驱动器的输入端(例如第一PMOS晶体管和第一NMOS晶体管的相应栅极端子)可以由调制音频输入信号(诸如脉宽调制(PWM)或脉冲密度调制(PDM)输入信号)驱动。因此，该集成电路输出驱动器用作D类音频放大器的输出级，如参考附图在下面另外详细讨论的。