反馈型放大电路及驱动电路制造技术

本发明专利技术提供一种电路，把输出电压Ｖｏｕｔ高速驱动到充分接近于输入电压Ｖｉｎ的电平上，由于不伴随过度的充放电，而能够对大容量负载进行高速驱动，来实现高性能化。本发明专利技术包括：反馈型充电装置１１，具有将输入端子１的电压和输出端子２的电压差动输入的差动级２１，和根据差动级２１的输出进行输出端子２的充电作用的充电装置３１，作为电压跟随器而起作用；跟随器型放电装置４１，经过输入端子１的电压和输出端子２的电压的电压差，通过晶体管的跟随器动作而进行输出端子２的放电作用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及放大电路和以所希望的电压驱动电容性负载的驱动电路，特别是涉及在有源矩阵型显示装置(TFT-LCD、TFT-OLED等)中能够用低功率高速驱动电容性负载的数据线的驱动电路。
技术介绍
图33是表示现有的最简单的反馈型充电装置的电路构成的图。参照图33(a)，包括源极共同连接并连接到恒流源905的一端上，栅极分别连接在输入端子1(Vin)、输出端子2(Vout)上而形成为差动对的N沟道MOS晶体管903、904；源极连接在高电位侧电源VDD上，栅极连接在P沟道MOS晶体管902的栅极上，漏极连接在N沟道MOS晶体管903的漏极上的P沟道MOS晶体管901(电流镜像电路的电流输出侧晶体管)；源极连接在高电位侧电源VDD上，漏极和栅极连接起来并连接到N沟道MOS晶体管904的漏极上的P沟道MOS晶体管902(电流镜像电路的电流输入侧晶体管)、把差动对的输出(N沟道MOS晶体管903的漏极)输入到栅极中，源极连接在高电位侧电源VDD上，漏极连接在输出端子2(Vout)和恒流源907的连接点上的P沟道MOS晶体管906。当Vin＞Vout时，提高P沟道MOS晶体管906的充电作用，能够把输出电压Vout高速地提升到Vin上。而且，如果把电流源907的电流抑制得足够小，能够在与输入电压Vin相等的电压下稳定地驱动输出电压Vout。但是，当充电能力非常强时，由于反馈型的构成中的元件的寄生电容等引起的响应延迟，而产生过冲，但是，为了抑制电流源907的放电能力，从过冲恢复而到达在Vout等于Vin的电压下进行稳定地驱动，需要花费时间(难以进行高速驱动)。当加大电流源907的电流时，由于放电能力变强，过冲和下冲交替反复而发生振荡。为了防止振荡，如图33(b)所示的那样，当设置连接在输出端子2与N沟道MOS晶体管904的栅极的连接点与P沟道MOS晶体管906的栅极端子之间的相位补偿电容908时，即使在晶体管906的充电能力和电流源907的放电能力都强的情况下，也能快速并且稳定地进行高速驱动。但是，为了使相位补偿电容908高速地充放电，由于必须使足够的电流流过差动级的电流源905，而存在消耗功率增加的问题。下面，参照图35来对在日本专利公开特开2000-338461号公报(特愿平11-145768号)、SID00文摘，第146-149页(00.5.14发布)中本专利技术人提出的技术进行说明。参照图35，在电路1020中，包括源极连接在恒流源1001、1002的一端上的P沟道MOS晶体管1003、1004，该恒流源1001、1002的另一端连接在高电位侧电源VDD上，P沟道MOS晶体管1003的栅极和漏极相连接，连接在一端连接在低电位侧电源VSS上的恒流源1005的另一端上，P沟道MOS晶体管1004的栅极连接在P沟道MOS晶体管1003的栅极上，P沟道MOS晶体管1004的漏极连接在电源VSS上，P沟道MOS晶体管1003的源极连接在切换开关1011的一个输出端上，P沟道MOS晶体管1004的源极连接在切换开关1012的一个输入端上。在电路1030中，包括源极连接在恒流源1009、1010的一端上的N沟道MOS晶体管1007、1008，该恒流源1009、1010的另一端连接在电源VSS上，N沟道MOS晶体管1007的栅极和漏极连接在起来，并连接在一端与电源VDD相连的恒流源1006的另一端上，N沟道MOS晶体管1008的栅极连接在N沟道MOS晶体管1007的栅极上，N沟道MOS晶体管1008的漏极连接在电源VDD上，N沟道MOS晶体管1007的源极连接在切换开关1011的另一个输出端上，N沟道MOS晶体管1008的源极连接在切换开关1012的另一个输入端上。切换开关1011的输入端连接在输入端子1上，切换开关1012的输出端连接在输出端子2上，开关1013连接在输出端子2与电源VDD之间，开关1014连接在输出端子2与电源VSS之间。该电路是利用晶体管的源极跟随器动作来进行驱动的电路，一般，以源极跟随器动作来进行驱动，因此，当输出输出电压范围的高电位侧电压时，通过预充电电路1040，把输出电压Vout预充电到高电位电源电压VDD上，使电路1020动作，当输出输出电压范围的低电位侧电压时，通过预充电电路1040，把输出电压Vout预充电到低电位电源电压VSS上，使电路1030动作。电路1020在P沟道MOS晶体管1003、1004的各自的源极被从输入端子1和输出端子2切断的状态下，设定恒流源1001、1002、1005的电流，以使P沟道MOS晶体管1003、1004的各自的栅极·源极间电压成为相等的，当连接到输入端子1和输出端子2上而使电路1020动作时，通过P沟道MOS晶体管1004的源极跟随器动作，使预充电到电压VDD上的输出端子2快速进行放电，而使输出电压Vout降低到与输入电压相等的电压上，并成为稳定的。同样，电路1030在N沟道MOS晶体管1007、1008的各自的源极被从输入端子1和输出端子2切断的状态下，设定恒流源1006、1009、1010的电流，以使N沟道MOS晶体管1007、1008的各自的栅极·源极间电压成为相等的，当连接到输入端子1和输出端子2上而使电路1030动作时，通过N沟道MOS晶体管1008的源极跟随器动作，使放电到电压VSS上的输出端子2快速进行放电，而使输出电压Vout提高到与输入电压相等的电压上，并成为稳定的。这样，图35的驱动电路根据输入电压而适当地控制预充电电路1040、电路1020和电路1030，由此，通过源极跟随器动作把输出电压Vout快速地驱动到与输入电压相等的电压上。该电路通过在各电流源中仅流过微小的电流就能实现由源极跟随器动作所产生的驱动，在负载电容小的情况下，能够以低消耗功率进行驱动，而在负载电容大的情况下，由于伴随着预充电或者放电的剩余的充放电变大，则消耗功率增加了。而且，由于在预充电或者放电中需要花费时间，所以难以进行高速驱动。专利技术所要解决的问题在现有的运算放大器的反馈型放大电路中，由于输出级的充电作用和放电作用较强，在驱动到所希望的电压之后，由于反馈所产生的延迟，过冲和下冲反复进行，如果不设置相位补偿装置(相位补偿电容)，就不能得到稳定的输出。当设置相位补偿电容时，为了进行高速动作，必须流过用于使相位补偿电容高速充放电的大电流，因此，消耗功率增加了。由于相位补偿电容越大，动作稳定性越好，则必须设置高速动作所需要的大容量的相位补偿电容，则消耗功率进一步增加。现有方式(运算放大器)的反馈型放大电路不能在低消耗功率下高速稳定驱动。因此，本专利技术的目的是提供一种驱动电路，仅使用微小的动作维持电流，就能把输出电压Vout高速地驱动到与输入电压Vin相等的电平上，而不伴随剩余的充放电，因此，即使对于大容量负载，也能以低消耗功率高速地进行驱动，来实现高性能化。本专利技术的另一个目的是提供一种驱动电路，抑制例如大容量负载的驱动时的驱动电路的输出波形振荡。本专利技术的又一个目的是提供一种驱动电路，通过除源极跟随器型构成的放电电路、充电电路之外的构成，而不需要相位补偿电容。专利技术概述提供用于解决上述课题的措施的本专利技术，是把没有相位补偿电容的反馈型充电装置(主要为电压跟随器电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反馈型放大电路，其特征在于，包括： 反馈型充电装置，具有将输入端子电压和输出端子电压差动输入的差动级，以及根据上述差动级的输出来进行上述输出端子的充电作用的充电装置，作为使上述输出端子电压成为与上述输入端子电压同相的电压跟随器而起作用； 跟随器型放电装置，根据上述输入端子电压与上述输出端子电压的电压差，通过有源元件的跟随器动作来进行上述输出端子的放电作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：土弘，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]