实际上，集成功率运算放大器的性能哀求与集成功率放大器基本一样，但是集成功率放大器的价格远低于集成功率运算放大器。
现在生产的集成功率放大器的紧张内部构造基本相同。集成功率放大器内部电路紧张包括：关系到集成稳压器安全的过热保护电路;偏置电路和恒流源电路;差分输入的差分放大器;差分放大器的双端变换为单端输出的双端变单端电路;中间放大级;OCL(无输出电容功放电路)输出级和OCL级的偏置电路;输出过电流保护;相位补偿电路。
为了剖析方便，下面以美国国家半导体公司产品LM3875为例进行先容。图10-17所示为LM3875内部简要电路。图中忽略了过热保护电路、输出过电流保护电路，将各恒流源加以简化(用两个圆环表示)。
图10-17 LM3875内部简要电路
(1)差分输入的差分放大器
为了方便地实现反馈、静态事情点的稳定和共模抑制比，差分输入的差分放大器是最好的选择。为了得到高输入阻抗，集成功率放大器的输入级与通用集成运算放大器一样，都采取射极跟随器电路，由图中的VT 1 、VT 2 构成。由于VT 1 、VT 2 的发射极所接的负载是恒流源和VT 3 、VT 4 以及 R 1 、 R 2 的输入阻抗，如果 β >100，则对应的集成功率放大器的输入阻抗将达到1MΩ以上;VT 3 、VT 4 构成共发射极差分放大器，可以使输入级得到一定的电压增益。
(2)差分放大器的双端变换为单端输出的双端变单端电路
集成功率放大器的单端输出须要将差分放大器的双端输出转换为单端输出，同时又不能丢失增益。这一部分功能电路由VT 5 、VT 6 、VT 7 组成，可以将差分放大器的输出无损耗地转换为单端输出。为了尽可能地减小下一级电路的负载效应，将双端变换为单端电路的输出接入射极跟随器，这样既可以担保差分放大器的对称性，又能降落差分放大器的输出阻抗。
(3)中间放大级
欲得到60dB的电压增益，集成运算放大器和集成功率放大器的紧张增益在中间放大级实现，中间放大级所连接的是恒流源和“达林顿”连接办法的功率输出级。因此，中间放大级的负载阻值非常高，从而得到了很高的电压增益。
(4)功率输出级和偏置电路
功率输出级的浸染是将中间放大级的电压旗子暗记进行电流放大，功率输出级和功率级的偏置电路可以将中间放大级的电流放大数百倍乃至是数千倍。功率输出级多采取由NPN晶体管构成的“准互补”的OCL电路。为了使输出级电路的静态事情点不随温度变革，同时还要担保小旗子暗记输出时不失落真，须要一个可以补偿输出级电路与事情状态随温度变革的补偿与偏置电路。最常见的方法是利用二极管的正向压降与晶体管的发射结温度特性基本相同的特点，通过将3个二极管(图中的VD 1 、VD 2 、VD 3 )串联实现3个发射结(图中的VT 10 、VT 11 、VT 12 )温度特性的补偿。
(5)相位补偿电路
对付多级电压放大电路，只管可以得到很高的电压增益，但是，由于高增益和多级放大所造成的相移，在用来实现负反馈的运用时很随意马虎知足反馈放大器的自励条件，使放大器涌现自励征象。集成功率放大器的相位补偿电路常日在芯片内采取滞后补偿的办法实现。最大略的方法便是在电路的主增益级设置补偿电路，也便是在中间放大级的集电极与基极接一个补偿电容器，如图10-17所示的10pF的电容器 C 。这样在实现功率放大电路时就可以不考虑外界相位补偿电路。
(6)集成功率放大器均内设过电流保护和过功率保护，以担保集成功率放大器在故障状态下不至于破坏。集成功率放大器的过电流保护和过功率保护与集成稳压器类似。
(7)过热保护
与集成稳压器相似，集成功率放大用具有良好的过热保护功能，以确保集成功率放大器不至于因过热而破坏。
常用集成功率放大器剖析常用集成功率放大器紧张有：耳机放大器、1～2W低功率放大器、12～45V电源电压中等功率放大器和50V以上的高功率放大器。在低电压特殊是单电源供电条件下，为了得到比较大的输出功率，多采取BTL电路形式和比较低的负载电阻(如4Ω、2Ω)。采取OTL电路时，电源为单电源，这样可以简化电源，但是须要附加一个输出隔直电容器，对付大功率输出，带有隔直电容器的电路将受到电容器的可承受的电流限定不再适用。对付大功率输出，常日采取OCL无输出电容器电路，这样的电路须要双电源供电，如果输出功率仍不知足哀求，可以采取BTL电路增加输出功率。若要进一步增加输出功率，还可采取多路放大器并联的办法实现。
(1)耳机放大器
耳机放大器是专为耳机供应音频功率的低功率水平的功率放大器，随着便携式放声设备(如手机、MP3等)的普遍运用，耳机放大器的需求量也大大增加。耳机放大器多运用于便携式电子设备，因此封装形式为表面贴装。
耳机放大器的负载是耳机，它的阻抗为32Ω。输出功率不哀求很大，有100mW就足够了。
耳机放大器一样平常为立体声放大器，即双声道放大器。由于耳机须要常常地插拔，很可能涌现短路征象，因此耳机放大器应具有过热和短路保护功能。
耳机放大器哀求在32Ω负载下的额定功率和1kHz条件下的总谐波失落真要低于0.1%;在全体频带内(20～20kHz)要具有不高于0.2%的总谐波失落真。
图10-18所示是TI公司生产的TPA152耳机放大器的基本电路。TPA152为8-pinSOIC封装形式。
图10-18 TPA152的封装
表10-1所示为TPA152的引脚功能。
表10-1 TPA152的引脚功能描述
图10-19所示为TPA152内部简要事理框图。从图中可以看出，TPA152内部的放大器实际上便是运算放大器，只不过输出功率比常规运算放大器高。由于TPA152是单电源供电，以是放大器的同相输入端须要接到电源的中点，因此在芯片内部带有分压电阻，分压电阻的中点接放大器的同相输入端。其余，为了担保同相输入真个“电源”低阻抗，须要对中点电压并接旁路电容，即引脚3外接电容器。
图10-19 TPA152内部简要事理框图
由于TPA152内部的放大器只是接成运算放大器的形式，全体放大器的闭环增益须要外接电阻实现，即图中的 R F 、 R 1 。
在不须要音量时，可采取静音办法，这样可以避免反复开机。静音办法可以通过静音掌握端实现，只要将静音掌握端接逻辑高电平，电路即为静音状态。
在开机过程中，OCL功率放大器不可避免地会涌现“噗、噗”声，为了肃清“噗、噗”声，TPA152设置了开机“噗、噗”声肃清电路。外接的 RC 有利于抑制“噗、噗”声。
图10-20所示为TPA152范例运用电路。
图10-20 TPA152范例运用电路
图10-20中的全部器件均采取贴片器件，电阻、电容可以选用0805封装。由于各电阻上的功率损耗很低，电阻可以采取0603乃至0402封装，尽可能减小电路的体积。
电路中加入 R O 、 C C 可以降落开机时的“噗、噗”声。
(2)1～2W集成功率放大器
考虑功率放大器须要降落电源电压运用，应选用可以在3.3～5.5V的电压范围内事情，最好是电源电压降落到2.7V时仍可以正常事情的集成功率放大器，可以选用美国德州仪器公司生产的TPA4861单通道1W音频功率放大器芯片。
表10-2所示为TPA4861的引脚功能。电源为5V时，在BTL电路模式、8Ω负载电阻条件下可以输出不低于1W的功率;可以事情在3.3～5V的电源电压下，最低事情电压为2.7V;没有输出隔直电容器的哀求;可以实现关机掌握，关机状态下的电流仅为0.6mA;表面贴装器件;具有热保护和输出短路保护功能;高电源纹波抑制比，在1kHz下为56dB。
表10-2 TPA4861的引脚功能
TPA4861内部简要事理框图如图10-21所示。
图10-21 TPA4861内部简要事理框图
TPA4861内部由两个功率放大器、中点电压分压电阻和偏置电路组成，个中输出2是输出1经由1: 1的反相后，由功率放大器2输出的，自然构成BTL电路构造，不须要外接电路。
(3)9W集成功率放大器TDA2030
TDA2030具有输出功率大、谐波失落真小、内部设有过热保护、外围电路大略的特点，可以连接成OTL电路，也可以连接成OCL电路。
TDA2030的供电电压范围为6～18V，静态电流小于60μA，频响为10Hz～140kHz，谐波失落真小于0.5%，在 U CC =±14V、 R L =4Ω时，输出功率为14W，在8Ω负载上的输出功率为9W。
由TDA2030构成的OCL功率放大电路如图10-22所示。
图10-22 由TDA2030构成的OCL功率放大电路
电路中的二极管VD 1 、VD 2 起保护浸染：一是限定输入旗子暗记过大;二是防止电源极性接反。 R 4 、 C 2 组成输出移相校正网络，使负载靠近纯电阻。电容 C 1 是输入耦合电容，其大小决定功率放大器的下限频率。电容 C 3 、 C 6 是低频旁路电容， C 4 、 C 5 是高频旁路电容。电位器 R P 是音量调节电位器。该电路的互换电压放大倍数为
(4)20W单声道集成功率放大器LM1875
LM1875是NS公司生产的20W单声道高保真功率放大集成电路，可为4Ω负载供应20W的最大功率。
LM1875为5脚TO-220封装形式。个中，1脚为同相输入端，2脚为反相输入端，4脚为功率输出端，5脚、3脚分别为正、负电源供电端。LM1875内部含有过热、过流自动保护装置，事情安全可靠。
LM1875既可以采取双电源供电，也可以利用单电源供电，LM1875单电源、双电源供电时的运用电路如图10-23所示。
图10-23 LM1875单电源、双电源供电时的运用电路
在单电源供电的情形下，要想得到与双电源相同的输出功率，其供电电压必须为双电源电压的2倍。须要把稳的是：采取单电源时，在其金属散热片和外接散热器之间不须要利用绝缘垫片，但在利用双电源供电时，则必须加绝缘垫片。
(5)20W双声道集成功率放大器LM1876
LM1876是NS公司生产的双声道20W集成功率放大器，LM1876的范例运用电路如图10-24所示。
图10-24 LM1876的范例运用电路
图中，IC1及其外围元件组成缓冲放大级，电路增益为 A uf =
≈5dB。电路中，设置了22kΩ电阻 R 25 、 R 26 ，这样不但可以将输入阻抗限定在22kΩ，避免前置电路事情在高阻抗状态，还可以对50Hz感应旗子暗记进行有效的抑制，提高整机信噪比。
LM1876在4～30Ω的范围内均可稳定地事情，供电电压为±10～±25V，当供电电压降落时，只是输出功率的大小受到影响，其他指标影响不大。
LM1876的6、11脚为左/右声道静噪掌握端。接高电平时(高于1.6V)，LM1876内部电路实行静音操作，割断输出真个音频旗子暗记。因此可以在6、11脚与正电压之间接一个 RC 延时网络，使其在开机瞬间为高电平，输出电路无音频旗子暗记输出。延时一段韶光后，再正常输出，以避免开机瞬间输出端电位失落谐对扬声器的冲击。
三极管VT 1 、 R 24 、 C 16 、 R 20 、 C 15 构成开机延时网络，调度它们的取值范围，可以改变韶光的是非，以得到满意的开机延时时间。
须要把稳的是， R 11 、 R 16 的取值范围应在15～51kΩ之间。 R 11 、 R 16 的取值过高会使输出真个中点电位偏高;也不可过低，否则输入阻抗太低，增大前级电路的功耗，使输出增益低落。
R 12 、 R 14 与LM1876的3、7脚相连构成负反馈网络。该电路的放大倍数也由 R 12 、 R 14 决定，即放大倍数为( R 12 + R 14 )/ R 14 =(15kΩ+1.2kΩ)/1.2kΩ=13.5。只要改变 R 12 、 R 14 的阻值，就可以调度电路的放大倍数。但需把稳的是，放大倍数应在10倍以上，否则LM1876事情会不稳定。
R 15 与 C 7 构成扬声器补偿网络，可接管扬声器的反电动势，防止电路振荡。C8和C9为电源旁路电容，紧张起降落电源高频内阻的浸染，防止电路高频自激，使LM1876事情更稳定。
(6)40W双声道集成功率放大器LM4766
LM4766是NS公司生产的40W双声道高保真功率放大集成电路。LM4766的范例运用电路如图10-25所示。
图10-25 LM4766的范例运用电路
LM4766的⑥脚、11脚为静噪掌握端，当其接低电平时，LM4766内部电路实行静音操作，割断输出真个音频旗子暗记。因此可在⑥脚、11脚与负电压之间接一个 RC 延时网络， RC 延时网络由 R 21 、 C 13 构成，使其在开机瞬间为低电平，输出电路无音频旗子暗记输出。延时一段韶光后，再正常输出，以避免开机瞬间输出端电位失落谐对扬声器的冲击。
IC1及其外围元件组成缓冲放大级，其电路增益为 A uf =
≈10dB。电路中特设置了22kΩ电阻 R 25 、 R 26 ，这样不但可以将输入阻抗限定在22kΩ，避免前置电路事情在高阻抗状态，还可以对50Hz感应旗子暗记进行有效的抑制，提高整机信噪比。
LM4766事情在互换放大状态，音频旗子暗记通过负反馈网络时要经由电容 C 5 、 C 11 ，同时负反馈网络变为阻容网络。由于电容的容抗，放大器最低事情低频下限将受到限定，若 C 5 、 C 11 的频率特性不佳，将会严重影响到放大器的频率相应。
虽然在 C 5 、 C 11 的两端并联了一个0.1μF电容来改进它们的高频性能，但为了降落功放电路的低频下限，一定要加大 C 5 、 C 11 的容量。但电容选得越大，其高频性能越不好，导致电路的高频性能变差，且此电容过大也将使放大电路在开机瞬间对电容充电韶光过长，反响在输出端将产生一个恐怖的直流电位，极易破坏扬声器，同时也随意马虎导致放大器产生振荡，严重影响稳定性。
为了战胜以上缺陷，有些音响生产厂商在设计电路时，在负反馈网络中加入了一个电阻 R 13 ( R 18 )，使电路的反馈办法变成Duoβ反馈电路。这样就可以在负反馈电容 C 5 、 C 11 容量大小不变的条件下，使功放机的低频下限降落一个数量级。
通用集成功率放大器20世纪80年代，车载音响和盒式录音机的遍及使电池供电的音频功率放大器得到了飞速发展，从简化电路和减轻设计工程师的设计压力的角度考虑，集成音频功率放大器成为了不错的选择。
最大略的集成功率放大器是TDA2002，后来发展出来的仅有5个引脚，这种集成功率放大器外电路极其大略，只要电路板图设计精确，险些不用调节。不仅如此，集成音频功率放大器的适应电源电压范围也很宽，这是分立元件的功率放大器所不能比的。
最原始的2002集成功率放大器之一这天本的NEC的μPC2002，但是时至今日，仍找不到μPC2002内部电路，这这天本半导体器件制造商技能数据的一大特点。比较之下，欧美的半导体器件在公开的信息渠道可以找到非常详细的数据和内部事理图。
与集成稳压器类似，各公司生产的2002、2003系列集成功率放大器在推举的范例运用电路和大多数正常运用状态下是可以直接互换的。TDA2002是范例基极输入的差分放大器的输入级，构成了当代集成功率放大器内部电路构造的基本框架。美国仙童半导体公司的TDA2002的内部电路如图10-26所示。
图10-26 美国仙童半导体公司的TDA2002的内部电路
TDA2002的内部电路相对繁芜，比较之下，ST的TDA2003则大略得多。ST的TDA2003的范例运用电路如图10-27所示。
TDA2003的封装形状与引脚功能如图10-28所示。TDA2003采取TO-220-5引脚封装形式，为理解决引脚之间间距小的问题，TDA2003将1、3、5引脚波折，使其不与2、4引脚在同一直线，加大了临近引脚的间距。这种TO-220-5引脚封装形式和各引脚功能成为了后来很多中等功率输出的集成功率放大器的“标准”封装形式，使得很多不同公司、不同型号的集成功率放大器实现封装、对应的引脚功能相同(pin-to-pin)，可以直接互换。
图10-27 TDA2003的范例运用电路
图10-28 TDA2003的封装形状与引脚功能
1—同相输入端;2—反相输入端;3—GND;4—输出端;5—+V CC
从图10-27可以看出，TDA2003的输入级电路不是差分放大器，而是同相输入端与反相输入端共用同一晶体管VT 4 ，同相输入端接晶体管基极，反相输入端接晶体管发射极。即同相输入的输入级为共发射极放大器，反相输入真个输入级为共基极放大器。两个放大器的增益相同，相位相反，形成共发射极-共基极差分放大器电路。由于两个放大器的输入办法不同，须要低阻抗输入。因此，在TDA2003运用电路中的反相真个接地电阻的阻值仅为2.2Ω( R 2 )，其反馈隔直电容的容量须要470μF( C 2 )，高于共发射极差分放大器输入级的22μF，如图10-29所示。
图10-29 TDA2003范例运用电路
