專利名稱：一種鉗位電路以及ab放大器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種鉗位電路以及AB放大器電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及AB類功率放大器，并且更具體地涉及用于改進放大器的聲音質(zhì) 量的輸入鉗位電路。
背景技術(shù)：
[0002]圖1示出了用于AB類功率放大器的典型的輸入鉗位結(jié)構(gòu)100。電路100包括參 考電壓生成器，該參考電壓生成器的第一支路包括耦合到節(jié)點104的第一偏置電流11(通 常在70微安和100微安之間)、串聯(lián)耦合的二極管Dl、D2、D3和D4、以及電阻器Rl (通常 約3K歐姆)。參考電壓生成器的第二支路包括第二偏置電流12 (通常在70微安和100微 安之間)、晶體管Q1，該晶體管Ql具有用于接收節(jié)點102處的12偏置電流的漏極、耦合到 節(jié)點104的基極和耦合到電阻器R2(通常約30K歐姆)的發(fā)射極。節(jié)點104處的電壓約為 3.3伏。兩個偏置電流還耦合到VDD，對于功率放大器而言VDD通常設(shè)置在約14. 4伏。鉗位電路還包括用于生成鉗位輸入電壓PLAYl、PLAY2、.......PLAY4的四個NPN達林頓晶體管Q2/Q3、Q4/Q5、......、Q6/Q7。PLAYl節(jié)點通過電阻器R3和R4耦合到SVR節(jié)點。電阻器R3至RlO的值約為25K歐姆。SVR節(jié)點代表“電源電壓抑制”，并且是設(shè)置為約VDD/4的內(nèi) 部參考節(jié)點。為了在集成電路的版圖設(shè)計中更好地匹配和布線，示出了串聯(lián)耦合的電阻器。 類似地，PLAY2節(jié)點通過電阻器R5和R6耦合到SVR節(jié)點，并且PLAY4節(jié)點通過電阻器R7和 R8耦合到SVR節(jié)點。ACGND節(jié)點通過電阻器R9和RlO耦合到SVR節(jié)點。注意到，電阻器R9 和RlO的值是PLAY節(jié)點電阻器的值的四分之一。ACGND是對應(yīng)于節(jié)點PLAYl至PLAY4的公 共節(jié)點，如將在下面可見并且進一步詳細描述的那樣，因此這些電阻器必須是并聯(lián)連接的 四個電阻器。[0003]在圖2中，PLAYx和CMP_ACGNDx是去往放大器輸入級的直接輸入。在集成電路的 版圖中，星形點(盡管去往目的地的每個金屬走線都在同一電位，但是這些金屬走線必須 來自同一點)自圖2中的ACGND，并且Rshtjrt為布線金屬電阻。電阻器Rl約為600歐姆，R1/4 約為600歐姆除以四。注意到，圖2所示的電阻器不同于圖1所示的電阻器。在圖2中， 存在對應(yīng)于四個輸入節(jié)點的四個ACGND節(jié)點。四個ACGND節(jié)點(CMP_ACGND1、CMP_ACGND2、 CMP_ACGND3 和 CMP_ACGND4)耦合到同一點(ACGND)，并且四個輸入(PLAY1、PLAY2、PLAY3 和 PLAY4)是獨立的。圖2所示的電容器表示與AB類放大器集成電路相結(jié)合使用的分立電容 器。[0004]圖3中示出了集成電路的AB類放大器300，包括放大器對302、放大器對304、放大 器對306、放大器對308和鉗位電路310。輸入連接和接地連接都如前面所描述的那樣。在 圖3中，Rf電阻器通常為8K歐姆，Re電阻器通常為400歐姆。AB類放大器300示出在用 于驅(qū)動揚聲器的典型音頻應(yīng)用中。[0005]盡管圖3所示的放大器300實現(xiàn)了良好的性能水平，但其受限于非平衡的接地連 接。期望的是一種具有完全分離且平衡的接地連接的AB類放大器，其具有最高的音響性能 水平和最少量的失真。實用新型內(nèi)容[0006]根據(jù)本實用新型，一種用于汽車音響的AB類功率放大器新穎的輸入鉗位結(jié)構(gòu)具 有分成四個分立分支的ACGND節(jié)點。采用了相關(guān)的焊盤連接優(yōu)化和版圖約束來改進聲音質(zhì)量。[0007]根據(jù)本實用新型，一種用于AB放大器的鉗位電路包括參考電壓電路；多個NPN 達林頓晶體管，具有耦合到參考電壓電路的多個輸入和用于提供多個鉗位電壓的多個輸 出；以及分裂型NPN達林頓晶體管，具有耦合到參考電壓電路的輸入和用于提供多個AC接 地電壓的多個輸出。參考電壓電路包括第一支路，包括第一偏置電流、多個串聯(lián)I禹合的二 極管、和電阻器；以及第二支路，包括第二偏置電流、晶體管和電阻器。該鉗位電路還包括 多個輸入二極管，置于參考電壓電路與多個達林頓晶體管之間；以及多個發(fā)射極電阻器，耦 合到多個達林頓晶體管。鉗位電路還進一步包括輸入二極管，置于參考電壓電路和分裂型 達林頓晶體管之間；以及發(fā)射極電阻器，耦合到分裂型達林頓晶體管。[0008]根據(jù)本實用新型，AB放大器電路包括多個AB放大器，每個AB放大器具有播放輸 入和接地輸入；以及鉗位電路，包括分別耦合到每個播放輸入的多個播放輸出和分別耦合 到每個接地輸入的多個分離且平衡的接地輸出。
[0009]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于AB類功率放大器的典型的輸入偏置電路的示意圖；[0010]圖2是關(guān)于至AB類功率放大器的輸入的進一步細節(jié)的示意圖；[0011]圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的AB類放大器和鉗位電路的示意圖；[0012]圖4是根據(jù)本實用新型的用于AB類功率放大器的輸入偏置電路的示意圖；[0013]圖5是關(guān)于至根據(jù)本實用新型的關(guān)于AB類放大器中的四個放大器橋的分離輸入 的進一步細節(jié)的示意圖；[0014]圖6是根據(jù)本實用新型的AB類放大器和鉗位電路的示意圖；以及[0015]圖7是根據(jù)本實用新型的AB類放大器和鉗位電路的版圖的平面圖。
具體實施方式
[0016]根據(jù)本實用新型，在圖4至圖6中示出了鉗位電路和并入了該鉗位電路的AB類電 路。ACGND節(jié)點被分成四個分離且平衡的分支。由于注入到ACGNDx的電流與PLAYx相同， 所以SVR和ACGNDx之間的電阻器也變?yōu)榕cSVR和PLAYx之間的電阻器相同，使得PLAYx和 ACGNDx完全平衡，并且在對應(yīng)的版圖中的匹配更好。[0017]現(xiàn)在參照圖4，鉗位電路400包括如前面那樣的參考電壓電路和如前面那樣的多 個達林頓晶體管。先前的節(jié)點102、104和106在圖4中重新標注為402、404和406。注意到，示出了分裂型NPN達林頓晶體管Q8、Q9、Q10、.......QlI，它們具有在節(jié)點406處耦合到參考電壓電路的輸入和用于提供多個AC接地電壓ACGND1、ACGND2、......和ACGND4的多個輸出。輸入二極管D8置于參考電壓電路與分裂型達林頓晶體管之間。鉗位電路400包括耦合到分裂型達林頓晶體管的多個發(fā)射極電阻器R9/R10、R11/R12........R13/R14。圖4所示的每個電阻器的值為25K歐姆。[0018]圖5示出了提供與電路焊盤的對應(yīng)連接的電路502和504。電路502示出了信號 輸入連接，并且電路504示出了平衡且分離的接地連接。PLAYx_PIN節(jié)點、ACGND_PIN節(jié)點 和SVR節(jié)點為外部焊盤連接，并且其余電路節(jié)點為內(nèi)部的。圖5的電路元件是在圖6的AB 放大器電路的環(huán)境中示出的。星形點來自版圖中的ACGND的焊盤。從SVR到偏置電路的輸 入內(nèi)部的電阻器的星形點也直接從SVR焊盤開始。CMP_ACGNDx節(jié)點去往AB放大器的接地 輸入，并且ACGNDx節(jié)點耦合到鉗位電路。圖5所示的電容器為在包括AB類放大器和鉗位 電路的集成電路外部的分立電容器。電阻器Rl與去往PLAYx節(jié)點的每個信號輸入PLAYx_ PIN和去往ACGNDx節(jié)點的每個接地連接ACGND_PIN相關(guān)聯(lián)。[0019]現(xiàn)在參照圖6，示出了包括鉗位電路600的AB類放大器電路。電路600包括AB類 放大器602、604、606和608以及鉗位電路610。每個AB類放大器包括如所示的四個內(nèi)部電 阻器。Rf和Re電阻器的值與圖3所示現(xiàn)有技術(shù)的放大器中標示的相同。每個PLAYx_PIN 包括外部電容器、串聯(lián)電阻器Rl和耦合到對應(yīng)AB類放大器的第一運算放大器的正向輸入 的PLAYx節(jié)點。ACGND_PIN包括外部電容器、四個串聯(lián)電阻器R，該四個串聯(lián)電阻器R繼而 耦合到CMP_ACGNDx節(jié)點和ACGNDx節(jié)點。CMP_ACGNDx節(jié)點耦合到對應(yīng)AB類放大器的第二 運算放大器的正向輸入。ACGNDx節(jié)點由鉗位電路610提供。SVR管腳包括外部電容器并且 其耦合到內(nèi)部SVR節(jié)點。SVR節(jié)點耦合到電阻器Ra，該電阻器Ra繼而耦合到電阻器Rb和 3Rb的中心抽頭。電阻器Rb和3Rb耦合在VDD和接地之間。[0020]在本實用新型中，使用了具有分離且完全平衡的接地連接的鉗位電路來改進聲音 質(zhì)量。版圖優(yōu)化也是很重要的。版圖設(shè)計應(yīng)當嚴格遵守規(guī)則來對放大器的每個輸入進行匹 配和平衡，并且應(yīng)當始終履行通用版圖準則。[0021]現(xiàn)在參照圖7，示出了根據(jù)本實用新型的集成電路的版圖700。示出了 SVR管腳、 PLAY1_PIN 管腳、PLAY2_PIN 管腳、PLAY3_PIN 管腳、PLAY4_PIN 管腳和 ACGND_PIN 管腳。輸 入晶體管702和704對應(yīng)于接收PLAY2電壓和CMP_ACGND2電壓的輸入差分對，輸入晶體管 706和708對應(yīng)于接收PLAY4電壓和CMP_ACGND4電壓的輸入差分對，輸入晶體管710和712 對應(yīng)于接收PLAYl電壓和CMP_ACGND1電壓的輸入差分對，輸入晶體管714和716對應(yīng)于接 收PLAY3電壓和CMP_ACGND3電壓的輸入差分對。版圖700還包括與晶體管Q3和Q7對應(yīng) 的鉗位晶體管720和722、與晶體管Q5和Q9對應(yīng)的鉗位晶體管724和726、與晶體管Q7和 QlO對應(yīng)的鉗位晶體管728和730以及與用于對PLAY3電壓和ACGND3電壓進行鉗位的晶體 管(未示出)對應(yīng)的鉗位晶體管732和734。圖7中還示出的是過孔744和接觸746，該過 孔744將第一金屬層級736與第二金屬層級738稱合,該接觸746將電阻器與第一金屬層 級736耦合。圖7所示的P體電阻器對應(yīng)于電阻器R3至R12(圖的左側(cè))和電阻器Rl (圖 的中心)。圖7中的所有管腳都由第三金屬層級742提供。[0022]重點注意的是，圖7的版圖中所示的所有信號輸入和接地連接都是分離的且平衡 的。在根據(jù)本實用新型提供平衡的信號和接地連接的情況下，圖7所示的版圖700的其它 變體當然是可能的。由于本實用新型的平衡的版圖和設(shè)計，AB類放大器電路將提供更加 改進的聲音質(zhì)量。[0023]總之，用于AB放大器的鉗位方法包括向AB放大器提供第一輸入鉗位信號、第二輸 入鉗位信號、第三輸入鉗位信號和第四輸入鉗位信號以及向AB放大器提供對應(yīng)的第一分 離且平衡的AC接地信號、第二分離且平衡的AC接地信號、第三分離且平衡的AC接地信號和第四分離且平衡的AC接地信號。[0024]因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，可以在不脫離本實用新型的精神實質(zhì)或范圍的情況下對本實用新型進行各種修改和變體。因而，旨在于使本實用新型覆蓋本實用新型的這些修改和變體，只要這些修改和變體 落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鉗位電路，其特征在于，其包括 參考電壓電路； 多個達林頓晶體管，具有耦合到所述參考電壓電路的多個輸入和用于提供多個鉗位電壓的多個輸出；以及 分裂型達林頓晶體管，具有耦合到所述參考電壓電路的輸入和用于提供多個AC接地電壓的多個輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉗位電路，其特征在于，所述參考電壓電路包括第一支路，所述第一支路包括第一偏置電流、多個串聯(lián)耦合的二極管、以及電阻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉗位電路，其特征在于，所述參考電壓電路包括第二支路，所述第二支路包括第二偏置電流、晶體管和電阻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉗位電路，其特征在于，所述多個達林頓晶體管包括多個NPN達林頓晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉗位電路，其特征在于，其還包括多個輸入二極管，置于所述參考電壓電路與所述多個達林頓晶體管之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉗位電路，其特征在于，其還包括多個發(fā)射極電阻器，耦合到所述多個達林頓晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉗位電路，其特征在于，所述分裂型達林頓晶體管包括NPN分裂型達林頓晶體管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉗位電路，其特征在于，其還包括輸入二極管，置于所述參考電壓電路和所述分裂型達林頓晶體管之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉗位電路，其特征在于，其還包括多個發(fā)射極電阻器，耦合到所述分裂型達林頓晶體管。
10.一種AB放大器電路，其特征在于，其包括 多個AB放大器,每個AB放大器具有播放輸入和接地輸入； 鉗位電路，包括分別耦合到每個播放輸入的多個播放輸出和分別耦合到每個接地輸入的多個分離且平衡的接地輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的AB放大器電路，其特征在于，所述鉗位電路包括參考電壓電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的AB放大器電路，其特征在于，所述鉗位電路還包括多個達林頓晶體管，具有耦合到所述參考電壓電路的多個輸入和用于提供多個鉗位電壓的多個輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的AB放大器電路，其特征在于，所述鉗位電路還包括分裂型達林頓晶體管，具有耦合到所述參考電壓電路的輸入和用于提供多個AC接地電壓的多個輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的AB放大器電路，其特征在于，所述參考電壓電路包括第一支路，所述第一支路包括第一偏置電流、多個串聯(lián)耦合的二極管、以及電阻器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的AB放大器電路，其特征在于，所述參考電壓電路包括第二支路，所述第二支路包括第二偏置電流、晶體管和電阻器。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的AB放大器電路，其特征在于，所述多個達林頓晶體管包括多個NPN達林頓晶體管。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的AB放大器電路，其特征在于，其還包括多個發(fā)射極電阻器，耦合到所述多個達林頓晶體管。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的AB放大器電路，其特征在于，所述分裂型達林頓晶體管包括NPN分裂型達林頓晶體管。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的AB放大器電路，其特征在于，其還包括多個發(fā)射極電阻器，耦合到所述分裂型達林頓晶體管。
專利摘要提供了一種鉗位電路以及AB放大器電路。更具體而言，公開了一種用于AB類放大器的鉗位電路，包括參考電壓電路、四個NPN達林頓晶體管、以及分裂型NPN達林頓晶體管，該四個NPN達林頓晶體管具有耦合到參考電壓電路的輸入和用于提供四個鉗位電壓的輸出，該分裂型NPN達林頓晶體管具有耦合到參考電壓電路的輸入和用于提供四個AC接地電壓的四個分離輸出。
文檔編號H03F3/21GK202841059SQ20112057686
公開日2013年3月27日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者楊梅, 汪月花, 張鍵, 文劍, 李祥生 申請人:意法半導體研發(fā)(深圳)有限公司