晶体管电路与晶体管电路控制方法技术

一种晶体管电路，包括第一输出晶体管、第二输出晶体管、以及开关配置。第一与第二输出晶体管用来提供输出信号至晶体管电路的共同输出端。开关配置将第一输出晶体管的输出端与第二晶体管的输出端依次地耦接至共同输出端，其中，第一与第二输出晶体管受到控制以提供相同的稳定状态输出。开关配置适应地操作，使得当第一输出晶体管的输出端耦接至共同输出端时，在第一输出晶体管的驱动状态电压上的多个改变隔离于第二输出晶体管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种晶体管输出电路，即具有用来随着时间提供可变输出电压或电流的输出晶体管的电路。此电路之一例子是根据感测功能而提供电流输出的电流采样电路。
技术介绍
在一些感测应用中，感测装置(例如二极管或晶体管)产生输出电流，且此输出电流相依于将被感测的参数。可使用电流传感器的应用范围广大，且此专利技术可实施于任何应用，例如，在光传感器的例子中，将被感测的参数可以是光水平；或者在温度传感器的例子中，将被感测的参数可以是温度。此传感器将量测物理特性，例如光、温度、张力或其它力量。为了维护信号的质量，例如信号噪声比，传感器的输出电流通常将非常小，其有利于将信号转换成接近传感器的更坚固的形式。在信号随时间改变的情况下或当多个传感器的输出为多路传送时(如同传感器阵列的情况)，则需要电流的采样。图1表示已知的简单采样电路。举例来说，将被采样的电流包括光电流，其以电流源CS1来表示。此电流流经P型驱动晶体管T1p，P型驱动晶体管T1p具有电容器C1，连接于其源极与栅极之间。此电容器因此可储存对应正被采样的电流的栅-源极电压。此电路具有第一开关S1(以时序Clk1来控制)，其介于晶体管T1p的栅极与漏极之间，以导通晶体管T1p，使得其可提供正被采样的电流。第二开关S2(以时序Clk2来控制)将晶体管T1p耦接至电流源CS1，且第三开关S3(以时序Clk3来控制)将晶体管T1p耦接至采样电路的输出端OUT。如图2所示，在采样期间S，开关S1与S2关闭且开关S3打开。将被采样的电流(在此例子中为光电流)流经晶体管T1P。出现在晶体管T1p的栅极与漏极的电压稳定于产生晶体管T1p的漏极电流的数值，其中，此漏极电流等于光电流。此电压变为储存在电容器C1。在维持期间H，开关S1与S3-->打开，而开关S3关闭。晶体管T1p的栅-源极电压由电容器C1维持住，因此，在此电路的输出端可得到被采样的光电流。采样此电流所需要的时间与(C1+Cd)/gm1成比例，其中Cd表示传感器(即感光二极管)的电容值，而gm1表示晶体管Tp1的跨导。当将被量测的电流较小时，晶体管T1p将操作在次门坎区。在此区域中，gm1的值与漏极电流Id1成比例。因此，当将被采样的电流较低时，稳定时间将会延长。低温多晶硅(low temperature polysilicon，LTPS)技术提供了整合在大面积基底的多个CMOS电路，且用来制造例如为主动式阵列液晶显示器的装置。将传感器整合至显示器逐渐地受到关注，因此，用来处理来自这些传感器的薄模晶体管(thin film transistor，TFT)电路设计变成更为重要。处理来自感测装置的电路中的薄模晶体管受到接近其临界电压的偏压，或者尤其是当处理非常小的电流时，甚至处于如上所说明的次门坎区域。在这些偏压情况下，薄模晶体管可显露出一些非期望的反应。当施加于薄模晶体管的偏压电压改变时，薄膜晶体管显示出电流过冲(overshoot)或下冲(undershoot)现象。如图3所示，其表示出当跃阶电压(step voltage)实施于晶体管的栅极时，晶体管的漏极电流如何改变。当栅-源极电压由第一数值VGS1切换至较低的第二数值VGS2时，n型薄膜晶体管的漏极电流ID初始地朝向一较低电平下降，但随着时间而增加，直到其到达一稳定状态数值。当栅-源极电压由较低的第二数值VGS2切换至第一数值VGS1时，漏极电流ID初始地朝向一较高电平增加，但随着时间而下降，直到其到达一稳定状态数值。此瞬变电流反应是来自在此装置内的载子俘获(trapping)，且瞬变电流的大小与电流达到其稳定状态数值所需的时间会显着地影响使用此装置的电路性能。如同在模拟电路中装置被施加偏压的典型情况般，当薄膜晶体管正操作在次门坎区域但也有意义地接近临界电压时，此反应最为明显。瞬变电流的大小可多于50％，且电流达到其稳定状态所需的时间可多余50ms。这远慢于在此电路中的其它瞬变电流反应，例如来自电容器充电时间的反应。因此，在电流采样电路的输出中，瞬变电流反应变成首要的误差来源。图4表示当栅-源极电压于时间t＝0由2.5V跃进至1.0V时，所量测到的n型低温多晶硅薄膜晶体管的漏极电流瞬变电流反应。漏极电流初始下降至-->接近于0.5nA，但在大约30ms的期间内上升至2.3nA。在一些电路中，除了与被处理的信号相关的任何改变以外，这些薄膜晶体管在其栅极电压上经历了显著的扰乱。这样的例子可能是，在一信号电压被施于加或产生于此电路的一节点上之前，此节点必须被预先充电至某一电压电平。这些扰乱会触发第4图所示的缓慢瞬变电流，接着可能在此电路的输出产生误差。不仅是关于电流感测应用，当晶体管提供一变化输出电压或电流时，一般会发生这种问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种晶体管电路，包括第一输出晶体管、第二输出晶体管、以及开关配置。第一与第二输出晶体管用来提供输出信号至晶体管电路的共同输出端。开关配置将第一输出晶体管的输出端与第二晶体管的输出端依次地耦接至共同输出端，其中，第一与第二输出晶体管受到控制以提供相同的稳定状态输出。开关配置适应地操作，使得当第一输出晶体管的输出端耦接至共同输出端时，在第一输出晶体管的驱动状态电压上的多个改变隔离于第二输出晶体管。在一例子中，此晶体管电路为一电流采样电路。第一输出晶体管包括一电流采样晶体管用以对电流进行采样。第二输出晶体管包括传送电流输出的晶体管，且第二输出晶体管与第一输出晶体管并联。此晶体管电路还包括一第一晶体管栅-源极电容。开关配置选择性地将第一输出晶体管的栅极电压耦合至第二输出晶体管的栅极。开关配置包括耦合开关，当变化无关于由第一输出晶体管所采样的电流时，耦合开关打开以避免第一输出晶体管的栅-源极电压耦合至第二输出晶体管，且耦合开关关闭以将第一输出晶体管的栅极电压传送至第一晶体管栅-源极电容。此晶体管电路还包括一第二晶体管栅-源极电容。此晶体管电路操作在三个模式。在电流采样模式中，第一输出晶体管对电流进行采样，且第一输出晶体管的栅-源极电压储存在第二晶体管栅-源极电容。在传送模式中，第一输出晶体管的栅极电压透过耦合开关而传送至第一晶体管栅-源极电容。在输出模式中，第二输出晶体管提供一输出电流，输出电流取得自在第二晶体管栅-源极电容的电压。-->在另一实施中，第一输出晶体管为第一放大器的一部分。第二输出晶体管为第二放大器的一部分，且第二放大器并联于第一放大器。开关配置包括多个输出开关，分别配置给第一与第二放大器，以选择性地将第一与第二放大器的每一个的一放大输出端耦合至共同输出端。开关配置包括反馈开关与输入开关。反馈开关耦接于共同输出端与输入端之间，且耦接第一与第二放大器。输入开关耦接于电路输入端与输入端之间，且耦接第一与第二放大器。在一例子中，此晶体管电路操作在三个模式下。在重置模式下，反馈开关与等输出开关打开，且输入开关关闭。在第一输入模式下，第一放大器提供输出信号至共同输出端，且反馈开关关闭，输入开关打开。在第二输入模式下，第二放大器提供输出信号至共同输出端，且反馈开关关闭，输入开关打开。本专利技术另提供一种晶体管电路控制方法，包括以下步骤：将第一输出晶体管的输出端耦接至共同输出端；将第二输出晶体管的输出端耦接至共同输出端。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体管电路，包括：　一第一输出晶体管；　一第二输出晶体管，其中，该等第一与第二输出晶体管用来提供一输出信号至该晶体管电路的一共同输出端；以及　一开关配置，用以将该第一输出晶体管的一输出端与该第二晶体管的一输出端依次地耦 接至该共同输出端，其中，该等第一与第二输出晶体管受到控制以提供相同的稳定状态输出；　其中，该开关配置适应地操作，使得当该第一输出晶体管的该输出端耦接至该共同输出端时，在该第一输出晶体管的驱动状态电压上的多个改变隔离于该第二输出晶体管。

【技术特征摘要】
US 2007-12-27 61/016,826;EP 2008-10-24 08167569.61.一种晶体管电路，包括：一第一输出晶体管；一第二输出晶体管，其中，该等第一与第二输出晶体管用来提供一输出信号至该晶体管电路的一共同输出端；以及一开关配置，用以将该第一输出晶体管的一输出端与该第二晶体管的一输出端依次地耦接至该共同输出端，其中，该等第一与第二输出晶体管受到控制以提供相同的稳定状态输出；其中，该开关配置适应地操作，使得当该第一输出晶体管的该输出端耦接至该共同输出端时，在该第一输出晶体管的驱动状态电压上的多个改变隔离于该第二输出晶体管。2.如权利要求1所述的晶体管电路，还包括一电流采样电路，其中：该第一输出晶体管包括一电流采样晶体管用以对一电流进行采样；该第二输出晶体管包括传送一电流输出的一晶体管，且该第二输出晶体管与该第一输出晶体管并联；该晶体管电路还包括一第一晶体管栅-源极电容；该开关配置选择性地将该第一输出晶体管的一栅极电压耦合至该第二输出晶体管的栅极；以及该开关配置包括一耦合开关，当该等变化无关于由该第一输出晶体管所采样的该电流时，该耦合开关打开以避免该第一输出晶体管的一栅-源极电压耦合至该第二输出晶体管，且该耦合开关关闭以将该第一输出晶体管的该栅极电压传送至该第一晶体管栅-源极电容。3.如权利要求2所述的晶体管电路，还包括一第二晶体管栅-源极电容；其中，该晶体管电路操作在三个模式：一电流模式，在该电流采样模式中，该第一输出晶体管对该电流进行采样，且该第一输出晶体管的该栅-源极电压储存在该第二晶体管栅-源极电容；一传送模式，在该传送模式中，该第一输出晶体管的该栅极电压透过该耦合开关而传送至该第一晶体管栅-源极电容；以及一输出模式，在该输出模式中，该第二输出晶体管提供一输出电流，该输出电流取得自在该第二晶体管栅-源极电容的电压，且该电流更由该第二输出晶体管来采样。4.如权利要求3所述的晶体管电路，还包括一重置开关，用以短路该第二晶体管栅-源极电容。5.如权利要求1所述的晶体管电路，其中：该第一输出晶体管为一第一放大器的一部分；该第二输出晶体管为一第二放大器的一部分，该第二放大器并联于该第一放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁J爱德华兹，尼可拉巴拉曼提，
申请(专利权)人：统宝光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]