自上市以來，CMOS" title="CMOS">CMOS單電源放大器就讓全球的單電源系統(tǒng)設(shè)計人員受益非淺,。影響雙電源放大器總諧波失真" title="諧波失真">諧波失真加噪聲" title="噪聲">噪聲 （THD+N） 特性的主要因素是輸入噪聲和輸出級交叉失真。單電源放大器的THD+N性能源于放大器的輸入和輸出級,。然而,，輸入級對THD+N的影響又讓單電源放大器的這種規(guī)范本身復(fù)雜化。

　　有兩種單電源放大器拓?fù)淇梢越邮茈娫粗g的輸入信號,。圖1a所示拓?fù)渚哂幸粋€互補差動輸入級。在該拓?fù)渲?，放大器的輸入位于?fù)軌附近時，PMOS晶體管為“開”,，而NMOS晶體管為“關(guān)”,。當(dāng)放大器的輸入更接近于正電壓軌時,，NMOS晶體管為“開”,，而PMOS晶體管為“關(guān)”,。

　　這種設(shè)計拓?fù)湓诠材］斎敕秶鷷嬖跇O大的放大器失調(diào)電壓差異,。在接地電壓附近的輸入范圍,，PMOS晶體管的失調(diào)誤差為主要誤差,。在正電源附近的區(qū)域,，NMOS晶體管對主導(dǎo)失調(diào)誤差,。由于放大器的輸入通過這兩個區(qū)域之間,，因此兩個對均為“開”,。最終結(jié)果是，輸入失調(diào)電壓將在兩個級之間變化,。當(dāng)PMOS和NMOS均為“開”時,，共模電壓區(qū)域約為400 mV,。這種交叉失真現(xiàn)象會影響放大器的總諧波失真 （THD）。如果您以一種非反相結(jié)構(gòu)來配置互補輸入放大器,，則輸入交叉失真就會影響放大器的THD+N性能,。例如,，在圖2中,，如果不出現(xiàn)輸入過渡區(qū)域,，則THD+N等0.0006%。如果THD+N測試包括了放大器的輸入交叉失真,，則THD+N等于0.004%。您可以利用一種反相結(jié)構(gòu)來避免出現(xiàn)這類放大器交叉失真。

　　圖1 互補輸入級,、單電源放大器：a）,。

　　帶一個正充電泵的單差動對輸入級：b）

　　圖2 一個互補輸入級單電源放大器的THD+N性能

　　另一個主要的THD+N影響因素是運算放大器的輸出級,。通常,，單電源放大器的輸出級有一個AB拓?fù)洌ㄕ垍⒁妶D1a）。輸出信號做軌至軌掃描時,，輸出級顯示出了一種與輸入級交叉失真類似的交叉失真,，因為輸出級在晶體管之間切換。一般而言,，更高電平的輸出級靜態(tài)電流可以降低放大器的THD,。

　　放大器的輸入噪聲是影響THD+N規(guī)范的另一個因素,。高級別的輸入噪聲和/或高閉環(huán)增益都會增加放大器的總THD+N水平。

　　要想優(yōu)化互補輸入單電源放大器的THD+N性能,，可將放大器置于一個反相增益結(jié)構(gòu)中，并保持低閉環(huán)增益。如果系統(tǒng)要求放大器配置為非反相緩沖器,，則選擇一個具有單差動輸入級和充電泵的放大器更為合適,。