所有這些干擾都是從哪里來(lái)的？

　　自從進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，CMOS 單電源放大器就給全球單電源系統設計人員帶來(lái)了極大優(yōu)勢。影響雙電源放大器總諧波失真 + 噪聲 （THD+N） 特性的主要因素是輸入噪聲與輸出級交叉失真。單電源放大器的 THD+N 性能也源自放大器的輸入輸出級。但是，輸入級對 THD+N 的影響可讓單電源放大器的這一規范屬性變得復雜。

　　有幾種單電源放大器拓撲可在整個(gè)電源中接收輸入信號。在互補型差分輸入級拓撲中，當放大器輸入接近負軌時(shí)，PMOS 晶體管導通，NMOS 晶體管關(guān)斷（圖 1）。當放大器輸入接近正軌時(shí)，NMOS 晶體管導通，PMOS 晶體管關(guān)斷。

　　這種設計拓撲在整個(gè)共模輸入范圍內會(huì )對放大器失調電壓產(chǎn)生極大的變化。在接近接地的輸入區域，PMOS 晶體管的失調誤差占主導地位。在接近正電源的區域，NMOS 晶體管對成為主導失調誤差。當放大器輸入穿過(guò)這兩個(gè)區域時(shí)，這兩個(gè)對都會(huì )導通。結果就是輸入失調電壓在兩級之間變化。當 PMOS 和 NMOS 晶體管都導通時(shí)，共模電壓區域大約為 400mV。這種交叉失真現象會(huì )影響放大器的 THD。如果將互補型輸入放大器采用非反相配置進(jìn)行配置，輸入交叉失真就會(huì )影響放大器的 THD+N 性能。例如，在圖 2 中，如果不使用輸入轉換，THD+N 為 0.0006%。如果 THD+N 測試包含放大器的輸入交叉失真，THD+N 為 0.004%。您可通過(guò)使用反相配置來(lái)避免這類(lèi)放大器的交叉失真。

　　另一個(gè)產(chǎn)生 THD+N 的主要因素可能是運算放大器的輸出級。單電源放大器的輸出級通常具有一個(gè) AB 拓撲。隨著(zhù)輸出信號從一個(gè)電軌掃過(guò)另一個(gè)電軌，輸出級也會(huì )出現類(lèi)似于輸入級的交叉失真，此時(shí)輸出級在晶體管間切換。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)輸出級的較大靜態(tài)電流可降低放大器的 THD。放大器的輸入噪聲是造成 THD+N 的另一個(gè)因素。高輸入噪聲、高閉環(huán)增益或這兩者的存在，都會(huì )提高放大器的整體 THD+N 水平。

　　為了優(yōu)化互補型輸入單電源放大器的 THD+N 性能，可將放大器放在反相增益配置中，并保持低閉環(huán)增益。如果系統需要將放大器配置為非反相緩沖器，那就更適合使用具有單差分輸入級和充電泵的放大器。