过驱动放大器以及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及过驱动放大器以及半导体装置。仅通过追加小规模的电路就实现满足低消耗电流和高速驱动双方的过驱动放大器。过驱动放大器具有：具有向栅极供给输入信号的输入晶体管（MP12、MN12）和向栅极反馈输出信号的反馈输入晶体管（MP11、MN11）作为差动输入晶体管对的差动输入电路（100）；镜像输入电流路径连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径连接于所述输入晶体管的电流路径的电流镜负载（101）；从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号的输出电路（102）；以及在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流（Ip、In）基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载的过驱动电路（103）。

【技术实现步骤摘要】
过驱动放大器以及半导体装置
本专利技术涉及过驱动放大器，进而涉及具备该过驱动放大器的半导体装置，例如涉及应用于LCD（liquidcrystaldisplay，液晶显示器）驱动IC（IntegratedCircuit，集成电路）而有效的技术。
技术介绍
利用缓冲放大器等驱动放大器的负载的驱动性能在负载的近端和远端存在差，此外，根据负载的温度也产生差。例如，在液晶显示面板中，多个液晶显示元件在行列方向上被配置成矩阵，栅极线以行方向的显示行为单位连接于液晶显示元件的选择端子，源极线以列方向为单位连接于液晶显示元件的数据端子。每当显示行被选择时，多个源极线由驱动放大器驱动。在源极线中分布电阻分量、液晶显示元件的电容分量，远端程负载分量变大，即使使驱动放大器高速工作，负载近端的收敛时间虽然短，但是，由于面板负载的影响，在与负载远端的收敛时间方面也产生差，远端的收敛时间处于变迟的趋势。在面板负载大的情况下，关于负载远端的收敛时间，面板负载的RC为支配性的，即使使驱动放大器高速化，除此以外更多的高速化也是困难的。在负载近端和远端的驱动收敛时间的差根据液晶显示面板的尺寸、容许功耗的大小等而明显化，此外，也存在在低温环境下产生该差的情况。针对那样的驱动收敛时间的差，已知例如在专利文献1中记载的过驱动。这是要在显示灰度的变化产生时使用将与变化的大小对应的校正值添加到灰度值中的驱动数据来驱动液晶，由此，改善驱动放大器的驱动速度。此外，在专利文献2中存在关于使用由逻辑电路进行的控制来生成过驱动用的过驱动电压的过驱动控制器的记载。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006–47767号公报；专利文献2：日本特开2003–29713号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题由于装载于平板电脑、智能电话等的液晶显示面板的高精细化等，LCD驱动IC的源极放大器需要更高速地驱动液晶显示面板的像素，但是，在便携式设备的情况下，要求低功耗，难以仅仅通过使放大器大型化来提高驱动能力而实现高速化。此时，如上述专利文献中记载的那样，能够通过数字的处理来校正驱动数据以使源极放大器过驱动来进行应对。然而，根据本专利技术者的探讨，变得清楚的是，在通过数字的处理来校正驱动数据的情况下，在数据采样、运算方面需要很多时间，在提高校正的响应性方面存在界限。进而，如果要使用过驱动控制器那样的专用硬件来提高响应速度，则电路规模、功耗增大。本专利技术的目的在于，提供能够仅通过向驱动放大器追加小规模的电路就实现低消耗电流和高速驱动双方的过驱动技术。本专利技术的前述以及其它的目的和新的特征根据本说明书的记述以及附图变得清楚。用于解决课题的方案对在本申请中公开的专利技术中的代表性的内容的概要简单地说明如下。再有，在本项中在括弧内记载的附图内附图标记等是用于使理解容易化的一个示例。〔1〕＜过驱动电路（参照图1、3、4、5、7~10）＞过驱动放大器（AMP_1~AMP_8）具有：差动输入电路（100），具有向栅极供给输入信号（Vin）的输入晶体管（MP12、MN12）和向栅极反馈输出信号（Vout）的反馈输入晶体管（MP11、MN11）作为差动输入晶体管对；电流镜负载（101），镜像输入电流路径（MIp、MIn）连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径（MOp、MOn）连接于所述输入晶体管的电流路径；输出电路（102），从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号（Vpon、Vnon）；以及过驱动电路（103），在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流（Ip、In）基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载。据此，差动输入电路、电流镜负载以及输出电路具有输出信号（Vout）针对输入信号（Vin）的负反馈控制功能。即，在Vin＞Vout时，使输出信号（Vout）向高电压方向变化，在Vi＜Vout时，使输出信号（Vout）向低电压方向变化。以具有该负反馈控制功能为前提，在过驱动期间，过驱动电路使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流流过电流镜负载。特别地，偏置电流的电流量基于所述输出控制信号来控制。总之，在过驱动期间，过驱动放大器其自身能够通过输出控制信号来自律地增强要输出的输出电路的输出。换言之，能够根据可过驱动的电压幅度来自我调整过驱动量。因此，能够仅通过追加小规模的电路就使低消耗电流和高速驱动双方满足来实现为了最小限度地抑制负载的近端、远端的收敛时间的偏差或者缓和根据温度环境变化的负载的响应特性的影响等而使用的过驱动放大器。〔2〕＜向镜像输入电流路径供给偏置电流（参照图1、3~5、7~10）＞在项1中，所述输出电路具有在栅极接受所述输出控制信号的输出晶体管（MP0、MN0），所述过驱动电路具有基于所述输出控制信号（Vpon、Vnon）来控制互导的过驱动晶体管（MP1、MN1）、以及与所述过驱动晶体管串联并在所述过驱动期间成为导通状态的开关晶体管（MP2、MN2），在所述开关晶体管的导通状态下使所述偏置电流在所述电流镜负载的镜像输入电流路径中流动。据此，在所述偏置电流以从所述电流镜负载的镜像输入电流路径被抽出的方式流动的情况下，该镜像输入电流路径的电压下降，在所述偏置电流以与所述电流镜负载的镜像输入电流路径汇合的方式流动的情况下，该镜像输入电流路径的电压上升。该镜像输入电流路径的变化通过此时的输出控制信号而自律地增强输出电路要输出的输出。过驱动期间能够通过利用开关晶体管的开关控制的导通工作期间来实现时间调整。〔3〕＜与偏置电压对应的栅极/漏极间电压的扩大量的选择控制＞在项2中，所述过驱动电路还包括与所述过驱动晶体管串联连接的偏置晶体管（MP3、MN3）），所述偏置晶体管根据向栅极供给的偏置信号（p_bs1、n_bs1）的电压来决定互导。据此，能够可变地控制过驱动电路输出的偏置电流的电流量。通过偏置电流量的调整来调整输出电路的输出增强（过驱动电压）。〔4〕＜pMOS电流镜电路和nMOS电流镜电路（参照图1、3~5、7~10）＞在项3中，所述电流镜负载包括：在浮置电流源（101c）与高电位电源（Vdd）之间连接的pMOS电流镜电路（101a）、以及在所述浮置电流源与低电位电源之间连接的nMOS电流镜电路（101b）。pMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS镜像输入晶体管（MP21）和pMOS镜像输出晶体管（MP22），所述pMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接。nMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS镜像输入晶体管（MN21）和nMOS镜像输出晶体管（MN22），所述nMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接。所述输出电路是由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管（MN0）被串联连接于由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管（MP0）的推挽式输出电路，所述nMOS输出晶体管（MN0）的栅极连接于所述nMOS电流镜电路的所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS输出晶体管（MP0）的栅极连接于所述pMOS电流镜电路的所述pMOS镜像输出晶体管的漏极。据此，能够容易地实现从低电位电源朝向高电位电源的输出电路的输出波形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过驱动放大器，其中，具有：差动输入电路，具有向栅极供给输入信号的输入晶体管和向栅极反馈输出信号的反馈输入晶体管作为差动输入晶体管对；电流镜负载，镜像输入电流路径连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径连接于所述输入晶体管的电流路径；输出电路，从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号；以及过驱动电路，在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载。

【技术特征摘要】
2015.11.18 JP 2015-2254521.一种过驱动放大器，其中，具有：差动输入电路，具有向栅极供给输入信号的输入晶体管和向栅极反馈输出信号的反馈输入晶体管作为差动输入晶体管对；电流镜负载，镜像输入电流路径连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径连接于所述输入晶体管的电流路径；输出电路，从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号；以及过驱动电路，在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载。2.根据权利要求1所述的过驱动放大器，其中，所述输出电路具有在栅极接受所述输出控制信号的输出晶体管，所述过驱动电路具有基于所述输出控制信号来控制互导的过驱动晶体管、以及与所述过驱动晶体管串联并在所述过驱动期间成为导通状态的开关晶体管，在所述开关晶体管的导通状态下使所述偏置电流在所述电流镜负载的镜像输入电流路径中流动。3.根据权利要求2所述的过驱动放大器，其中，所述过驱动电路还包括与所述过驱动晶体管串联连接的偏置晶体管，所述偏置晶体管根据向栅极供给的偏置信号的电压来决定互导。4.根据权利要求3所述的过驱动放大器，其中，所述电流镜负载包括：在浮置电流源与高电位电源之间连接的pMOS电流镜电路、以及在所述浮置电流源与低电位电源之间连接的nMOS电流镜电路，pMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS镜像输入晶体管和pMOS镜像输出晶体管，所述pMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接，nMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS镜像输入晶体管和nMOS镜像输出晶体管，所述nMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接，所述输出电路是由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管被串联连接于由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管的推挽式输出电路，所述nMOS输出晶体管的栅极连接于所述nMOS电流镜电路的所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS输出晶体管的栅极连接于所述pMOS电流镜电路的所述pMOS镜像输出晶体管的漏极。5.根据权利要求4所述的过驱动放大器，其中，所述过驱动电路具有：在所述pMOS电流镜电路所包括的pMOS镜像输入晶体管的漏极和所述高电位电源之间连接的pMOS过驱动电路、以及在所述nMOS电流镜电路所包括的nMOS镜像输入晶体管的漏极和所述低电位电源之间连接的nMOS过驱动电路，所述pMOS过驱动电路具有分别由p沟道型MOS晶体管形成的pMOS过驱动晶体管、pMOS开关晶体管、以及pMOS偏置晶体管作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管，所述nMOS过驱动电路具有分别由n沟道型MOS晶体管形成的nMOS过驱动晶体管、nMOS开关晶体管、以及nMOS偏置晶体管作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管。6.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，所述pMOS过驱动电路的所述pMOS开关晶体管向栅极输入过驱动控制信号的反相信号，所述nMOS过驱动电路的所述nMOS开关晶体管向栅极输入所述过驱动控制信号。7.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，所述pMOS过驱动电路的所述pMOS开关晶体管向栅极输入过驱动控制信号的反相信号与第一开关控制信号的“或”信号，所述nMOS过驱动电路的所述nMOS开关晶体管向栅极输入所述过驱动控制信号与第二开关控制信号的“与”信号，所述第一开关控制信号是与所述由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管的栅极信号相比更早同步地变化的信号，所述第二开关控制信号是与所述由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管的栅极信号相比更早同步地变化的信号。8.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，所述差动输入电路包括在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对和在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对作为所述差动输入晶体管对，所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极，所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。9.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对，所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极。10.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对，所述nMOS差动...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐伯穣，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯日本合同会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP