自從進入市場以來，CMOS單電源放大器就給全球單電源系統(tǒng)設計人員帶來了極大優(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(guī)范屬性變得復雜。

有幾種單電源放大器拓撲可在整個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，PMOS晶體管導通，NMOS晶體管關斷（圖 1 ）。當放大器輸入接近正軌時，NMOS晶體管導通，PMOS 晶體管關斷。

這種設計拓撲在整個共模輸入范圍內(nèi)會對放大器失調(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)誤差占主導地位。在接近正電源的區(qū)域，NMOS晶體管對成為主導失調(diào)誤差。當放大器輸入穿過這兩個區(qū)域時，這兩個對都會導通。結(jié)果就是輸入失調(diào)電壓在兩級之間變化。當PMOS和NMOS晶體管都導通時，共模電壓區(qū)域大約為400mV。這種交叉失真現(xiàn)象會影響放大器的THD。如果將互補型輸入放大器采用非反相配置進行配置，輸入交叉失真就會影響放大器的THD+N性能。例如，在圖****2中，如果不使用輸入轉(zhuǎn)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%。您可通過使用反相配置來避免這類放大器的交叉失真。

另一個產(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AB拓撲。隨著輸出信號從一個電軌掃過另一個電軌，輸出級也會出現(xiàn)類似于輸入級的交叉失真，此時輸出級在晶體管間切換。一般來說，通過輸出級的較大靜態(tài)電流可降低放大器的THD。放大器的輸入噪聲是造成THD+N的另一個因素。高輸入噪聲、高閉環(huán)增益或這兩者的存在，都會提高放大器的整體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(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和充電泵的放大器。