自從進(jìn)入市場(chǎng)以來，CMOS單電源放大器就給全球單電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來了極大優(yōu)勢(shì)。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(jí)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(jí)。但是，輸入級(jí)對(duì)THD+N的影響可讓單電源放大器的這一規(guī)范屬性變得復(fù)雜。

有幾種單電源放大器拓?fù)淇稍谡麄€(gè)電源中接收輸入信號(hào)。在互補(bǔ)型差分輸入級(jí)拓?fù)渲校?dāng)放大器輸入接近負(fù)軌時(shí)，PMOS晶體管導(dǎo)通，NMOS晶體管關(guān)斷（圖 1 ）。當(dāng)放大器輸入接近正軌時(shí)，NMOS晶體管導(dǎo)通，PMOS 晶體管關(guān)斷。

這種設(shè)計(jì)拓?fù)湓谡麄€(gè)共模輸入范圍內(nèi)會(huì)對(duì)放大器失調(diào)電壓產(chǎn)生極大的變化。在接近接地的輸入?yún)^(qū)域，PMOS晶體管的失調(diào)誤差占主導(dǎo)地位。在接近正電源的區(qū)域，NMOS晶體管對(duì)成為主導(dǎo)失調(diào)誤差。當(dāng)放大器輸入穿過這兩個(gè)區(qū)域時(shí)，這兩個(gè)對(duì)都會(huì)導(dǎo)通。結(jié)果就是輸入失調(diào)電壓在兩級(jí)之間變化。當(dāng)PMOS和NMOS晶體管都導(dǎo)通時(shí)，共模電壓區(qū)域大約為400mV。這種交叉失真現(xiàn)象會(huì)影響放大器的THD。如果將互補(bǔ)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(zhuǎn)換，THD+N為0.0006%。如果THD+N測(cè)試包含放大器的輸入交叉失真，THD+N為0.004%。您可通過使用反相配置來避免這類放大器的交叉失真。

另一個(gè)產(chǎn)生THD+N的主要因素可能是運(yùn)算放大器的輸出級(jí)。單電源放大器的輸出級(jí)通常具有一個(gè)AB拓?fù)洹ｋS著輸出信號(hào)從一個(gè)電軌掃過另一個(gè)電軌，輸出級(jí)也會(huì)出現(xiàn)類似于輸入級(jí)的交叉失真，此時(shí)輸出級(jí)在晶體管間切換。一般來說，通過輸出級(jí)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(bǔ)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(tǒng)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(jí)和充電泵的放大器。