随着集成市场对高集成度、微小型化便携式电子设备需求的不断增加,使得低压供电电路系统的需求也不断增长。大电流线性驱动功率运算放大器作为电子设备驱动电路的重要组成部分,其市场需求巨大。国内运算放大器芯片电路设计大多集中在射频功率放大器、音频功率放大器及一些通用类运算放大器的设计上,较少涉及大电流输出的功率运算放大器电路的设计。本文将研究高输出电流功率运算放大器电路设计,为大电流线性驱动功率运放提供设计参考。本文基于0.5μm 5V CDMOS工艺,研究并设计了一款低压大电流输出的功率运算放大器,其最大交流不失真输出电流为390mA。主运放第一级电路采用NMOS对管输入的折叠式共源共栅结构来获得足够的增益,采用Sooch级联的镜像电流源为负载,简化了电路结构,输出级采用共漏配置的Class-AB输出级电路,获得轨对轨满摆幅输出(Rail-to-Rail输出)。优化基于V_T设计的基准源电路传统结构,提高其电源抑制比(PSRR),并增加补偿电路进一步提高基准电流稳定性。基于线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)电路中限流电路的设计思路,实现了具有800mA限流功能的大电流功率运放的限流保护电路。另外,该芯片具有由外部高低逻辑电平控制芯片输出关断与开启的功能,使得该设计可以满足更多应用场景的需要。过温保护电路模块使得芯片能够工作在-40℃~125℃的温度范围内,即满足工业温度范围标准,其增强型设计也可以满足-55℃~150℃的军用工作温度范围要求;鉴于其输出的线性驱动能力及稳定性,该设计可以应用于智能手机、摄像机、天文望远镜等系统中,用于驱动音圈电感实现系统对焦的功能。市面上390mA左右输出电流的功率类芯片大多采用BJT、BCD、FET等工艺,设计相对复杂,附加成本高。与之相比,本设计具有成本优势和更高的静电防护能力。本设计最终实现两次流片和封装测试验证,从测试结果来看芯片基本达到了设计要求,有望实现量产。