CN102170272B - 功率放大器及功率放大器的桥式电路 - Google Patents

Abstract

一种功率放大器及功率放大器的桥式电路，其中，所述功率放大器包括比较器、桥式电路和低通滤波器，比较器用以接收第一模拟信号，比较第一模拟信号与参考信号并输出方波信号；桥式电路用以放大所述方波信号并将所述放大的方波信号输出；低通滤波器用以将所述放大的方波信号转换为第二模拟信号；所述桥式电路包括第一MEMS开关和第二MEMS开关，第一MEMS开关和第二MEMS开关分别在所述方波信号为不同极性时导通，并分别输出第一电压信号和第二电压信号，所述放大的方波信号包括交替输出的所述第一电压信号和第二电压信号。本发明用MEMS开关代替现有功率放大器中的MOS管，因此，功耗低，所有器件占用的面积小、成本低。

Description

功率放大器及功率放大器的桥式电路

技术领域

本发明涉及功率放大器，尤其涉及放大音频信号与其他模拟信号的功率放大器和该功率放大器的桥式电路。

背景技术

如图1所示，常用的功率放大器包括比较器1、桥式电路2和低通滤波器3。桥式电路2包括NMOS晶体管21和PMOS晶体管22。PMOS晶体管22的栅极和NMOS晶体管21的栅极均连接于比较器1的输出端，PMOS晶体管22的源极连接高压信号HV。NMOS晶体管21的源极接地。NMOS晶体管21的漏极和PMOS晶体管22的漏极均与低通滤波器3的输入端连接。工作时，比较器1比较第一模拟信号(此处以音频信号为例)和参考信号而输出方波信号，该方波不同时的导通PMOS晶体管22和NMOS晶体管21，从而，桥式电路2将音频信号放大，然后，桥式电路2的输出信号被低通滤波器3转换成放大的音频信号(第二模拟信号)而输出给扬声器4。

另外，音频功率放大器的相关资料还可以参考中国专利申请第200810166133.0号以及中国专利申请第200810239524.0号，中国专利申请第200810239524.0号公开的音频功率放大器包括比较器和全桥级输出电路，比较器输出占空比变化的方波。所述全桥级输出电路由MOS晶体管M1、M2、M3、M4以及一反相器组成，用来对比较器输出的占空比变化的方波信号进行功率放大。中国专利申请第200810239524.0公开的音频功率放大器包括包含前置放大电路、误差放大器、比较器、桥式电路和反馈电路。在中国专利200810239524.0中，所述桥式电路和前置放大电路均由晶体管构成。

在上述电路中，都是脉冲导通相应的晶体管而使得整个电路工作，在工作过程中，晶体管的功耗高。另外，在制造上述功率放大器时，制造比较器和产生参考信号的三角波发生器采用标准CMOS工艺，而制造PMOS晶体管和NMOS晶体管采用高压CMOS工艺，由于普通CMOS工艺和高压CMOS工艺不一样，因此，上述的比较器、三角波发生器、PMOS晶体管和NMOS晶体管必须做成高压CMOS工艺，这样，所有器件占用的面积大，工艺复杂、成本高。

发明内容

本发明解决的技术问题是功率放大器制造成本高、工艺复杂、功耗高的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种功率放大器，该功率放大器包括比较器、桥式电路和低通滤波器，比较器用以接收第一模拟信号，比较所述第一模拟信号与参考信号并输出方波信号；桥式电路用以放大所述方波信号并将所述放大的方波信号输出；低通滤波器用以将所述放大的方波信号转换为第二模拟信号；所述桥式电路包括第一MEMS开关和第二MEMS开关，所述第一MEMS开关和第二MEMS开关分别在所述方波信号为不同极性时导通，并分别输出第一电压信号和第二电压信号，所述放大的方波信号包括交替输出的所述第一电压信号和第二电压信号。

可选地，所述第一MEMS开关包括第一电极和第二电极，第一电极包括第一导体和连接于低通滤波器的输入端的第二导体；第二电极包括第一连接导体；所述第一电极和第二电极配置成能在所述方波信号控制下相对移动而导通第一导体、第二导体和第一连接导体，以将施加于所述第一导体的第一电压信号从所述第二导体输出；所述第二MEMS开关包括第三电极和第四电极，第三电极包括第三导体和连接于低通滤波器的输入端的第四导体；第四电极包括第二连接导体；所述第三电极和第四电极配置成能在所述方波信号控制下相对移动而导通第三导体、第四导体和第二连接导体，以将施加于所述第三导体的第二电压信号从所述第四导体输出。

可选地，所述第一电极还包括第一基板和设置在所述第一基板上的第一绝缘层，所述第一导体和第二导体设置在所述第一绝缘层上；所述第二电极还包括第二极板和第二绝缘层，所述第一连接导体和第二极板分别设置在所述第二绝缘层的相对两表面，所述第一基板和第二极板配置成能在所述方波信号控制下相对移动；所述第三电极还包括第二基板和设置在所述第二基板上的第三绝缘层，所述第三导体和第四导体设置在所述第三绝缘层上，所述第四电极还包括第三极板和第四绝缘层，所述第二连接导体和第三极板分别设置在所述第四绝缘层的相对两表面，所述第二基板和第三极板配置成能在所述方波信号控制下相对移动。

可选地，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一基板和第二基板的极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第一基板与第三极板极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第二基板极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第二极板和第三极板极性相反。

可选地，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一基板和第二基板的极性相同；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第二基板连接，所述第一基板与所述第三极板极性相同；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板与第二基板极性相同；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第二基板连接；所述第二极板和第三极板极性相同。

可选地，所述第一电极还包括第一基板和设置在所述第一基板上的第一绝缘层，所述第一绝缘层上设置有第一极板、所述第一导体和第二导体，所述第二电极还包括第二极板和第二绝缘层，所述第一连接导体和第二极板分别设置在所述第二绝缘层的相对两表面，所述第一极板和第二极板配置成能在所述方波信号控制下相对移动；所述第三电极还包括第二基板和设置在所述第二基板上的第三绝缘层，所述第三绝缘层上设置有第四极板、所述第三导体和第四导体，所述第四电极还包括第三极板和第四绝缘层，所述第二连接导体和第三极板分别设置于所述第四绝缘层的相对两表面，所述第四极板和第三极板配置成能在所述方波信号控制下相对移动。

可选地，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一极板和第四极板极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板和第二MEMS开关的第四极板连接，所述第二极板和第三极板极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第四极板连接，所述第一极板和第三极板极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第四极板极性相反。

可选地，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第四极板连接，所述第二极板和第三极板极性相同；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第四极板极性相同；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第四极板连接，所述第一极板和第三极板极性相同；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一极板和第四极板极性相同。

为解决上述问题，本发明还提供一种功率放大器的桥式电路包括第一MEMS开关和第二MEMS开关，第一MEMS开关接收方波信号和第一电压信号；第二MEMS开关接收方波信号和第二电压信号；第一MEMS开关和第二MEMS开关分别在所述方波信号为不同极性时导通，并分别输出第一电压信号和第二电压信号，所述放大的方波信号包括交替输出的所述第一电压信号和第二电压信号。

可选地，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一基板和第二基板的极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第一基板与第三极板极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第二基板极性相反；或者，所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第二极板和第三极板极性相反。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于本发明采用MEMS开关替代现有技术中的晶体管并由比较器的输出来控制相应MEMS开关的导通和关断，与传统采用晶体管的功率放大器相比，本发明功耗低，另外，MEMS开关和比较器、低通滤波器均可以采用CMOS工艺做成，这样，可以将MEMS开关、比较器和低通滤波器叠加在一起，所有器件占用的面积小、成本低。

附图说明

图1是现有的功率放大器的结构示意图；

图2是本发明功率放大器的原理框图；

图3是本发明功率放大器第一实施例的结构示意图；

图4是本发明功率放大器第二实施例的结构示意图；

图5是本发明功率放大器的另一种原理框图；

图6是本发明功率放大器第三实施例的结构示意图；

图7是本发明功率放大器第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图2，本发明功率放大器包括比较器1、桥式电路2和低通滤波器3。

请参阅图2，比较器1用以接收第一模拟信号，比较第一模拟信号与参考信号并输出方波信号，以下实施例均以所述第一模拟信号为音频信号为例进行说明。

请参阅图2和图3，所述桥式电路2包括反相器23、第一MEMS开关24和第二MEMS开关25。

反相器23与所述比较器1的输出端连接。

请继续参阅图2和图3，第一MENS开关24与比较器1的输出端连接并接收第一电压信号，本实施例中，第一电压信号为高压信号HV，比如该高压信号比如为3.3V至5V之间，第一MEMS开关24还与低通滤波器3的输入端连接。

具体的，所述第一MEMS开关24包括第一电极241和第二电极242，该第一电极241包括第一基板2411、第一绝缘层2412、第一导体2413和第二导体2414。第一基板2411接收第一控制信号(图中未示出)，由第一控制信号控制其极性。第一绝缘层2412设置于所述第一基板2411上，所述第一导体2413和第二导体2414间隔设置于所述第一绝缘层2412上。所述第一导体2413接有所述高压信号HV，所述第二导体2414接低通滤波器3的输入端。第一MEMS开关24的第二电极242连接所述比较器1的输出端，具体的，第二电极242包括第一连接导体2421、第二绝缘层2422和第二极板2423，该第二极板2423与所述比较器1的输出端连接，所述第二绝缘层2422的相对两表面上分别设置所述第一连接导体2421和第二极板2423。

请继续参阅图3，反相器23的输入端与比较器1的输出端连接，第二MEMS开关25与反相器23的输出端连接并接有第二电压信号，在本实施例中，第二电压信号为接地信号，第二MEMS开关25还与低通滤波器3的输入端连接。

具体的，第二MEMS开关25包括第三电极251和第四电极252。该第三电极251包括第三导体2511和第四导体2512，第三电极251的第三导体2511接所述第二电压信号，第四导体2512连接所述低通滤波器3的输入端。所述第三电极251还包括第二基板2513和第三绝缘层2514。所述第三绝缘层2514设置在所述第二基板2513上，所述第三绝缘层2514上间隔设置有所述第三导体2511和第四导体2512，第二基板2513接收第二控制信号(图中未示出)，由第二控制信号控制其极性。第二MEMS开关25的第四电极252连接所述反相器23的输出端。第四电极252包括第二连接导体2521、第三极板2522和第四绝缘层2523，该第三极板2522与所述反相器23的输出端连接，所述第四绝缘层2523的相对两表面分别设置有所述第二连接导体2521和第三极板2522。

另外，所述第一MEMS开关24和第二MEMS开关25均包括弹臂26，第一MEMS开关24的弹臂26设置在所述第一电极241上且与第二电极242连接，使所述第一电极241和第二电极242可以相对移动；所述第二MEMS开关的弹臂26设置在所述第三电极251上且与第四电极252连接，使所述第三电极251和第四电极252可以相对移动。

请参阅图3，本实施例中的功率放大器的工作过程如下：

通常情况下，第一模拟信号(音频信号)为正弦波，参考信号为三角波，由三角波发生器产生。比较器1比较音频信号和参考信号后输出方波信号。以方波信号的电压值为交替的第三电压和第四电压为例，第三电压高于第四电压，方波信号的极性为正是指方波信号的电压值为第三电压，方波信号的极性为负是指方波信号的电压值为第四电压。本实施例中，对第一MEMS开关24的第一基板2411施加的第一控制信号和第二MEMS开关25的第二基板2513施加第二控制信号的极性相同，比如，极性为负(如第一控制信号和第二控制信号的电压值为第四电压)。

比较器1比较音频信号和参考信号而输出方波信号，比较器1输出的方波信号的极性为正时，第二极板2423的极性为正，由于第二极板2423的极性与第一基板2411的极性不同，因此，静电吸合第二极板2423使得第二极板2423向第一电极241的第一导体2413和第二导体2414运动，从而，第一导体2413、第二导体2414和第一连接导体2421接触而导通，高压信号HV由此输入低通滤波器3，而此时，方波信号经过反相器23后极性变为负而使得第三极板2522的极性为负，第三极板2522的极性和第二基板2513的极性相同，因此，第三极板2522不会向第二基板2513运动，第二连接导体2521与第三导体2511和第四导体2512不导通；当比较器1输出的方波信号的极性为负时，方波信号作用于第一MEMS开关24的第二极板2423而使得第二极板2423的极性为负，从而，第二极板2423的极性和第一基板2411的极性相同而使得第一基板2411和第二极板2423相互排斥，第二基板2513和第二极板2423分离，而此时，方波信号经过反相器23后极性为正，从而，第二MEMS开关25的第三极板2522的极性为正，第三极板2522的极性与第二基板2513的极性相反，第三极板2522向第三导体2511和第四导体2512运动而使得第二连接导体2521与第三导体2511和第四导体2512导通，接地信号GND输入至低通滤波器3的输入端，从而，在比较器1持续输出信号而使得低通滤波器3的输入端得到电压值为HV和GND交替的方波信号，所以，经过第一MEMS开关24和第二MEMS开关25后，相当于比较器1输出方波信号被放大为幅值为HV的方波信号，该方波信号经过低通滤波器3后被转换为放大的音频信号(第二模拟信号)。然后输入至扬声器4。

另外，可以理解，当第一MEMS开关24的第一基板2411的第一控制信号和第二MEMS开关25的第二基板2513的第二控制信号的极性为正(如第一控制信号和第二控制信号的电压值为第三电压)的时候，也同样能达到相同的效果，只是此时，在比较器1输出的方波信号的极性为正的时候，第二MEMS开关25导通，第一MEMS开关24关断；在比较器1输出的方波信号的极性为负的时，第一MEMS开关24导通，第二MEMS开关25断开。

作为本实施例的变化，所述第一控制信号施加于第一基板2411，比较器1的输出端连接在第二极板2423，第二控制信号施加于第三极板2522，反相器23的输出端连接于第二基板2513；或者所述第一控制信号施加于第二极板2423，比较器1的输出端连接于第一基板2411，反相器23的输出端连接于第三极板2522，所述第二控制信号施加于第二基板2513；或者，所述第一控制信号施加于第二极板2423，比较器1的输出端连接于第一基板2411，所述第二控制信号施加于第三极板2522，反相器23的输出端连接于第二基板2513。

在该实施例中，第一控制信号和第二控制信号的极性相同且为负时，在比较器1输出端的信号极性为正时，第一MEMS开关24导通，第二MEMS开关25闭合；在比较器1输出端的极性为负时，第一MEMS开关24闭合，第二MEMS开关25导通，因此，所述第一MEMS开关24和第二MEMS开关25分别在比较器1输出的方波信号极性不相同时导通。

综上，通过用MEMS开关代替传统的晶体管作为功率放大器的桥式电路，由于MEMS开关机械式，因此，功耗远远低于晶体管工作时的功耗，所以，本发明的功率放大器功耗低，而且，MEMS开关采用MOS工艺制造，可以与比较器和低通滤波器一起制造，比如，比较器、低通滤波器和MEMS开关叠加在一起制造，这样，与比较器、低通滤波器和晶体管制造在同一平面上相比，器件所占的面积小。工艺简单，制造成本低。

请参阅图4，图4是本发明的功率放大器第二实施例的结构示意图，在该图中，该实施例的功率放大器也包括比较器1、桥式电路2和低通滤波器3。该实施例与第一实施例的区别在于：第一MEMS开关34和第二MEMS开关35与第一实施例的MEMS开关24和第二MEMS开关25的结构不同。所述第一MEMS开关34包括呈相对设置的第一电极341和第二电极342，第一电极341包括接收第一控制信号的第一极板3411、连接高压信号HV的第一导体3412和连接于低通滤波器3输入端的第二导体3413。在本实施例中，第一电极341还包括第一基板3414和第一绝缘层3415，第一基板3414为半导体衬底例如硅衬底，第一绝缘层3415例如为二氧化硅绝缘层。该第一绝缘层3415形成于所述第一基板3414上，所述第一极板3411、第一导体3412和第二导体3413均形成于所述第一绝缘层3415上。第二电极342包括第一连接导体3421，在本实施例中，第二电极342还包括第二极板3422和第二绝缘层3423。第二极板3422与所述比较器1的输出端连接。该第二绝缘层3423的相对两表面分别形有所述第二极板3422和所述第一连接导体3421。

请继续参阅图4，本实施例的第二MEMS开关35包括呈相对设置的第三电极351和第四电极352，第三电极351包括接收第二控制信号的第四极板3511、接地的第三导体3512和连接于低通滤波器3输入端的第四导体3513。在本实施例中，第三电极351还包括第二基板3514和第三绝缘层3515，第二基板3514为半导体衬底例如硅衬底，第三绝缘层3515例如为二氧化硅绝缘层。该第三绝缘层3515形成于所述第二基板3514上，所述第四极板3511、第三导体3512和第四导体3513均形成于所述第三绝缘层3515上。第四电极352包括第二连接导体3521，在本实施例中，第四电极352还包括第三极板3522和第四绝缘层3523。第三极板3522与所述反相器3的输出端连接。该第四绝缘层3523的相对两表面分别形成有所述第三极板3522上和第二连接导体3521。在该实施例中，所述第一MEMS开关34和第二MEMS开关35均包括弹臂36，该弹臂36可以使得第四电极352相对于第三电极351运动，或者使得第二电极342相对于第一电极341运动。

请参阅图4，该实施例的工作过程和第一实施例类似，下面对该实施例的工作过程大致说明如下。

在第一MEMS开关34和第二MEMS开关35工作时，施加于第一极板3411的第一控制信号和第四极板3511的第二控制信号的极性相同。

在比较器1输出端的信号的极性与所述第一极板3411的极性相反时，第一极板3411的极性与第二极板3422的极性相反，第一极板3411和第二极板3422因为静电吸合而使得第一连接导体3421与第一导体3412和第二导体3413连接，连接于第一导体3412的高压信号HV输出至低通滤波器3的输入端，而此时，由于反相器23的作用，第四极板3511和第三极板3522的极性相同，第四电极352不会向第三电极351运动，从而，第二连接导体3521不与第三导体3512和第四导体3513连通，所以，接地信号GND不会输入至低通滤波器3的输入端。

可以理解，当比较器1的输出信号的极性与第一极板3411的极性相同时，第一MEMS开关34的第二电极342不会向第一电极341运动，高压信号HV不输出至低通滤波器3的输入端；第二MEMS开关35的第二电极352因为静电吸合而向第三电极351运动，从而，第二连接导体3521导通第三导体3512和第四导体3513，接地信号GND被输出至低通滤波器3的输入端。如此反复，比较器1持续输出信号而使得低通滤波器3的输入端得到幅值为HV的方波信号，也就是说，经过第一MEMS开关34和第二MEMS开关35后，相当于比较器1比较输出方波信号被放大为幅值为HV的方波信号，该方波信号经过低通滤波器3后被放大且转换为音频信号，然后输入至扬声器4。

同样的，作为本实施例的变化，所述第一控制信号施加于第一极板3411比较器1的输出端连接在第二极板3422，第二控制信号连接于第三极板3522，反相器23的输出端连接于第四极板3511；或者所述第一控制信号施加于第二极板3422，比较器1的输出端连接于第一极板3411，反相器23的输出端连接于第三极板3522，所述第二控制信号施加于第四极板3511；或者，所述第一控制信号施加于第二极板3422，比较器1的输出端连接于第一极板3411，所述第二控制信号施加于第三极板3522，反相器23的输出端连接于第四极板3511。这样的变化也具有同样的效果。

可以理解的是，该第一MEMS开关34和第二MEMS开关35运用于功率放大器后，功率放大器的功耗低，而且，也能减小器件所占的面积。

请参阅图5，本发明功率放大器也可以取消反相器的设计，在此种方案下，此种功率放大器与图2所示的功率放大器的区别在于桥式电路2的结构不同，此时，桥式电路2包括第一MEMS开关24和第二MEMS开关25，第一MENS开关24由第一控制信号控制，与比较器1的输出端和所述低通滤波器3连接，第一MEMS开关接有高压信号HV。第二MEMS开关25由第二控制信号控制，与比较器1的输出端和所述低通滤波器3连接并接收接地信号GND；第一MEMS开关24和第二MEMS开关25分别不同时的在所述第一控制信号和第二控制信号与比较器1的输出信号极性相反时闭合而相应输出所述高压信号HV和接地信号GND至低通滤波器3。低通滤波器3转换成音频信号后输出给扬声器4。

下面结合图6说明取消反相器时候采用MEMS开关实现功率放大的方案，此时，第一MEMS开关24和第二MEMS开关25仍然采用图3所示的结构。只是在此种情况下，所述第一控制信号和第二控制信号的极性相反，第一控制信号施加于所述第一MEMS开关24的第一基板2411，第二控制信号施加于第二MEMS开关25的第二基板2513，工作原理与设置有反相器时候一致，在此不再赘述。

同样的，作为实施例的变化，所述第一控制信号施加于第一基板2411，比较器1的输出端连接在第二极板2423，第二控制信号连接于第三极板2522，比较器1的输出端连接于第二基板2513；或者所述第一控制信号施加于第二极板2423，比较器1的输出端连接于第一基板2411，比较器1的输出端连接于第三极板2522，所述第二控制信号施加于第二基板2513；或者，所述第一控制信号施加于第二极板2423，比较器1的输出端连接于第一基板2411，所述第二控制信号施加于第三极板2522，比较器1的输出端连接于第二基板2513，工作过程与第一实施例类似，在此不再赘述。

下面结合图7说明取消反相器时候采用MEMS开关实现功率放大的方案，此时，第一MEMS开关25和第二MEMS开关26采用如图4所示的结构，只是在此种情况下，所述第一控制信号和第二控制信号的极性相反，第一控制信号施加于所述第一MEMS开关24的第一极板3411，第二控制信号施加于第二MEMS开关25的第四极板3511，工作原理与设置有反相器时候一致，在此不再赘述。

作为该实施例的变化，所述第一控制信号施加于第一极板3411比较器1的输出端连接在第二极板3422，第二控制信号连接于第三极板3522，比较器1的输出端连接于第四极板3511；或者所述第一控制信号施加于第二极板3422，比较器1的输出端连接于第一极板3411，比较器1的输出端连接于第三极板3522，所述第二控制信号施加于第四极板3511；或者，所述第一控制信号施加于第二极板3422，比较器1的输出端连接于第一极板3411，所述第二控制信号施加于第三极板3522，比较器1的输出端连接于第四极板3511。工作原理与第一实施例类似，在此不再赘述。

另外，作为本发明的实现方式，所述MEMS开关的结构还可以采用其他形式的结构，比如三电极方案的MEMS开关，该三电极方案中，中间电极为活动件，上电极和下电极的极性相反，通过对中间电极施加不同电压，上下电极会产生一个吸引力和一个排斥力，从而达到开关作用。该种开关仍然可以实现本发明的采用MEMS开关来实现功率放大的目的。具体工作原理如采用第一MEMS开关24和第二MEMS开关25，在此不再赘述。最后，虽然以上描述以音频信号放大为实施例，本发明同样适用于其他模拟信号的功率放大。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (16)

1.一种功率放大器，包括：

比较器，用以接收第一模拟信号，比较所述第一模拟信号与参考信号并输出方波信号；

桥式电路，与所述比较器相连，用以接收比较器输出的所述方波信号，还用以接收第一电压信号和第二电压信号，并输出由交替的第一电压信号和第二电压信号构成的与比较器输出的方波信号相比放大的方波信号；

低通滤波器，用以将所述放大的方波信号转换为第二模拟信号；

其特征在于，所述桥式电路包括第一MEMS开关和第二MEMS开关，所述第一MEMS开关用以接收所述第一电压信号，所述第二MEMS开关用以接收所述第二电压信号，所述第一MEMS开关和第二MEMS开关分别在比较器输出的所述方波信号为不同极性时导通，并分别输出第一电压信号和第二电压信号。

2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述第一MEMS开关包括：

第一电极，包括第一导体和连接于低通滤波器的输入端的第二导体；

第二电极，包括第一连接导体；

所述第一电极和第二电极配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动而导通第一导体、第二导体和第一连接导体，以将施加于所述第一导体的第一电压信号从所述第二导体输出；

所述第二MEMS开关包括：

第三电极，包括第三导体和连接于低通滤波器的输入端的第四导体；

第四电极，包括第二连接导体；

所述第三电极和第四电极配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动而导通第三导体、第四导体和第二连接导体，以将施加于所述第三导体的第二电压信号从所述第四导体输出。

3.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，

所述第一电极还包括第一基板和设置在所述第一基板上的第一绝缘层，所述第一导体和第二导体设置在所述第一绝缘层上；所述第二电极还包括第二极板和第二绝缘层，所述第一连接导体和第二极板分别设置在所述第二绝缘层的相对两表面，所述第一基板和第二极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动；

所述第三电极还包括第二基板和设置在所述第二基板上的第三绝缘层，所述第三导体和第四导体设置在所述第三绝缘层上，所述第四电极还包括第三极板和第四绝缘层，所述第二连接导体和第三极板分别设置在所述第四绝缘层的相对两表面，所述第二基板和第三极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动。

4.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一基板和第二基板的极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第一基板与第三极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第二基板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第二极板和第三极板极性相反。

5.如权利要求3所述的功率放大器，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一基板和第二基板的极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第二基板连接，所述第一基板与所述第三极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板与第二基板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第二基板连接；所所述第二极板和第三极板极性相同。

6.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，

所述第一电极还包括第一基板和设置在所述第一基板上的第一绝缘层，所述第一绝缘层上设置有第一极板、所述第一导体和第二导体，所述第二电极还包括第二极板和第二绝缘层，所述第一连接导体和第二极板分别设置在所述第二绝缘层的相对两表面，所述第一极板和第二极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动；

所述第三电极还包括第二基板和设置在所述第二基板上的第三绝缘层，所述第三绝缘层上设置有第四极板、所述第三导体和第四导体，所述第四电极还包括第三极板和第四绝缘层，所述第二连接导体和第三极板分别设置于所述第四绝缘层的相对两表面，所述第四极板和第三极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动。

7.如权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一极板和第四极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板和第二MEMS开关的第四极板连接，所述第二极板和第三极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第四极板连接，所述第一极板和第三极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第四极板极性相反。

8.如权利要求6所述的功率放大器，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第四极板连接，所述第二极板和第三极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第四极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第四极板连接，所述第一极板和第三极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一极板和第四极板极性相同。

9.一种功率放大器的桥式电路，其特征在于，所述桥式电路与比较器相连，用以接收比较器输出的方波信号，还用以接收第一电压信号和第二电压信号，并输出由交替的第一电压信号和第二电压信号构成的与比较器输出的方波信号相比放大的方波信号，所述桥式电路包括：

第一MEMS开关，接收比较器输出的所述方波信号和第一电压信号；

第二MEMS开关，接收比较器输出的所述方波信号和第二电压信号；

第一MEMS开关和第二MEMS开关分别在比较器输出的所述方波信号为不同极性时导通，并分别输出第一电压信号和第二电压信号。

10.如权利要求9所述的功率放大器的桥式电路，其特征在于，所述第一MEMS开关包括：

第一电极，包括第一导体和连接于低通滤波器的输入端的第二导体；

第二电极，包括第一连接导体；

所述第一电极和第二电极配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动而导通第一导体、第二导体和第一连接导体，以将施加于所述第一导体的第一电压信号从所述第二导体输出；

所述第二MEMS开关包括：

第三电极，包括第三导体和连接于低通滤波器的输入端的第四导体；

第四电极，包括第二连接导体；

所述第三电极和第四电极配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动而导通第三导体、第四导体和第二连接导体，以将施加于所述第三导体的第二电压信号从所述第四导体输出。

11.如权利要求10所述的功率放大器的桥式电路，其特征在于，

所述第一电极还包括第一基板和设置在所述第一基板上的第一绝缘层，所述第一导体和第二导体设置在所述第一绝缘层上；所述第二电极还包括第二极板和第二绝缘层，所述第一连接导体和第二极板分别设置在所述第二绝缘层的相对两表面，所述第一基板和第二极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动；

所述第三电极还包括第二基板和设置在所述第二基板上的第三绝缘层，所述第三导体和第四导体设置在所述第三绝缘层上，所述第四电极还包括第三极板和第四绝缘层，所述第二连接导体和第三极板分别设置在所述第四绝缘层的相对两表面，所述第二基板和第三极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动。

12.如权利要求11所述的功率放大器的桥式电路，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一基板和第二基板的极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第一基板与第三极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第二基板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板和第二MEMS开关的第二基板连接，所述第二极板和第三极板极性相反。

13.如权利要求11所述的功率放大器的桥式电路，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一基板和第二基板的极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第二基板连接，所述第一基板与所述第三极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板与第二基板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一基板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第二基板连接；所述第二极板和第三极板极性相同。

14.如权利要求10所述的功率放大器的桥式电路，其特征在于，

所述第一电极还包括第一基板和设置在所述第一基板上的第一绝缘层，所述第一绝缘层上设置有第一极板、所述第一导体和第二导体，所述第二电极还包括第二极板和第二绝缘层，所述第一连接导体和第二极板分别设置在所述第二绝缘层的相对两表面，所述第一极板和第二极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动；

所述第三电极还包括第二基板和设置在所述第二基板上的第三绝缘层，所述第三绝缘层上设置有第四极板、所述第三导体和第四导体，所述第四电极还包括第三极板和第四绝缘层，所述第二连接导体和第三极板分别设置于所述第四绝缘层的相对两表面，所述第四极板和第三极板配置成能在比较器输出的所述方波信号控制下相对移动。

15.如权利要求14所述的功率放大器的桥式电路，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一极板和第四极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板和第二MEMS开关的第四极板连接，所述第二极板和第三极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板和第二MEMS开关的第四极板连接，所述第一极板和第三极板极性相反；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板和第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第四极板极性相反。

16.如权利要求14所述的功率放大器的桥式电路，其特征在于，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第四极板连接，所述第二极板和第三极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第一极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第二极板和第四极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第四极板连接，所述第一极板和第三极板极性相同；或者，

所述比较器的输出端与所述第一MEMS开关的第二极板连接，所述比较器的输出端通过反相器与所述第二MEMS开关的第三极板连接，所述第一极板和第四极板极性相同。

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