差分放大器制造技术

本发明专利技术提供了一种差分放大器。差分放大器的输入级包括差分对，其由Ｎ沟道ＭＯＳ晶体管ＭＮ１和Ｎ沟道ＭＯＳ晶体管ＭＮ２形成，所述Ｎ沟道ＭＯＳ晶体管ＭＮ１具有被连接到ＩＮＭ的栅极，所述Ｎ沟道ＭＯＳ晶体管ＭＮ２具有被连接到ＩＮＰ的栅极，都具有相互连接的源极；恒流源，其被连接到ＭＮ１和ＭＮ２的源极；以及可变电流源，被连接到ＭＮ１和ＭＮ２的源极。具有中间级和输出级的后级处理电路包括相位补偿电容器，并且通过恒流源使相位补偿电容器充电和放电，输出响应于差分输入变化的输出。当变化达到导致差分对的源极处的寄生电容器要被放电的水平时，可变电流源导通，并且提供用于使寄生电容器放电的电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种差分放大器，并且尤其涉及一种在液晶显示面板 的源极驱动器中使用的差分放大器。
技术介绍
已知有源矩阵液晶显示装置，其包括作为TFT型液晶显示面板的 薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、被安置在TFT-LCD的上侧的源 极驱动器以及被安置在TFT-LCD的侧面的栅极驱动器。在此种液晶显 示装置中，在源极驱动器中使用用于驱动像素的电容器负载的差分放 大器。.在TFT-LCD中，执行AC驱动，以便防止由于DC电压施加而导 致灼烧。LCD的AC驱动是在每个帧或各条线中反转以公共电平为中 心的写入极性的驱动方法，并且存在诸如帧反转、栅极线反转、 漏极线反转以及点反转的多种类型。帧反转是在每个帧 中反转写入极性的方法，并且栅极线反转是在每个帧中的每N (N 是2或者大于2的整数)条线中的扫描线方向上的写入极性相同且极 性被反转并且在每个帧中进一步反转写入极性的方法。漏极线反转 是每个帧中的数据线方向上的写入极性相同并且在每个帧中反转写入 极性的方法。点极性是在每个帧中反转相邻像素的写入极性并且 在每个帧进一步反转写入极性的方法。图8示出液晶显示装置中的源极驱动器10和TFT-LCD (在下文 中也被简单地称为LCD) 20。源极驱动器10包括数据寄存器11，其 捕获给定位数(例如，八位)的数字显示信号R、 G以及B;锁存电路 12，其锁存与选通信号ST同步的数字显示信号；D/A转换器13，其是由并行的N (N是2或者大于2的整数)级的数字模拟转换器组成；液 晶灰阶电压发生器14，其具有符合液晶的特性的伽玛变换特性；以及 N个电压跟随器15 (电压跟随器15_1至电压跟随器15—N)，其缓冲 来自于D/A转换器13的电压。LCD 20包括TFT 16 (TFT 16_1至TFT 16—N)和像素电容器17 (像素电容器17一1至像素电容器17—N)。每个TFT16被放置在数据 线和扫描线之间的交叉处。每个TFT16的栅极被连接到扫描线，并且 源极被连接到数据线。每个像素电容器17的一端被连接到TFT 16的 漏极，并且另一端被连接到COM端子。尽管为了便于描述而使图8示 出仅一条线的LCD 20的构造，但是实际的LCD包括图8中所示的TFT 16的M (M是2或者大于2的整数)条线。在液晶显示装置的操作期间，未示出的栅极驱动器顺序地驱动每 条线中的TFT的栅极。D/A转换器13将来自于锁存电路12的数字显示信号从数字转化 成模拟并且将所获得的电压提供给N个电压跟随器15_1至电压跟随器 15一N中的每一个。电压跟随器15_1至电压跟随器15—N是差分放大器， 并且它们执行从D/A转换器13提供的电压的差分放大并且通过 TFT16_1至TFT16_N将结果应用于像素电容器17—1至像素电容器 17_N。液晶灰阶电压发生器14生成基准电压并且将其提供给D/A转换器 13。 D/A转换器13通过由ROM开关等组成的未示出的解码器来选择 基准电压。例如，液晶灰阶电压发生器14包括电阻梯电路，并且通过电压跟 随器对其进行驱动，以便减少在每个基准电压点处的阻抗或以便调整 基准电压。通常，由用作LCD的源极驱动器的输出电路的差分放大器(是图 8的示例中的电压跟随器15)执行对LCD的像素的写入。图9是等同 于日本专利No.3550016的图10，并且它示出日本专利No.3550016中 公布的差分放大器。在下面的描述中，P沟道MOS晶体管和N沟道 MOS晶体管被简单地分别称为P晶体管和N晶体管。图9中所示的差分放大器是用于驱动等于或者高于电源电压的一 半的灰阶电压的高电压差分放大器。在此差分放大器中，差分级包括 能够输入电压的N晶体管差分对(NM61和NM62)，该电压等于或者 大于作为较高电压电源的电源2的电压的一半并且等于或者小于电源2 的电压。在输入等于或大于作为较低电压电源的电源1的电压并且等 于或小于电源2的电压的一半的电压的情况下，可以使用包括P晶体 管差分对的差分放大器。如图9中所示，NM61和NM62的源极相互连接，并且NM61的 栅极被连接到-输入端子，并且NM62的栅极被连接到+输入端子。此 外，N晶体管NM63被连接在N晶体管差分对和电源1之间。NM63 用作输入级的恒流源，具有被连接到电源1的源极、被连接到NM61 和NM62的源极的漏极以及被连接到恒压源端子偏置3的栅极。P晶体管PM53和PM54的源极被连接到电源2。 PM53的栅极和 漏极以及PM54的栅极被连接到NM61的漏极，并且PM54的漏极被连 接到NM62的漏极。P晶体管PM55的源极被连接到电源2，并且栅极被连接到PM54 和NM62的漏极。此外，N晶体管NM64被连接在PM55的漏极和电 源1之间。NM64用作输出级的恒流源，具有被连接到电源1的源极、 被连接到PM55的漏极的栅极以及被连接到恒压源端子偏置3的栅极。7PM55的漏极被连接到相位补偿电容器C的一端。具有被连接到 恒压源端子偏置4的栅极和被连接到PM54的漏极的源极的P晶体管 PM56被连接在相位补偿电容器C的另一端和PM55的栅极之间，从而 用作零点电阻器。在下文中描述了当在电压跟随器构造中连接图9中所示的差分放 大器时的操作。电压跟随器连接是连接差分放大器的-输入端子和输出 端子。电压跟随器构造中的差分放大器是具有高输入阻抗和低输出阻 抗的放大器，按照现在的样子，被输入至+输入端子的电压被输出到输 出端子。如果+输入端子和输出端子处的电压相等，那么作为流过输入级中 的N晶体管NM63的漏极电流的一半的电流流入NM61和NM62的漏极。如果+输入端子处的电压变得大于输出端子处的电压，那么作为流 过输入级中的N晶体管NM63的漏极电流流入NM62，并且流入NM61 的电流变成零。因此，流入PM53和PM54的电流也变成零。在这样的 情况下，通过PM54的电流与NM62的电流之间的差来使相位补偿电 容器C放电，PM55的栅极电压减少，通过PM55的电流对输出负载电 容器进行充电，并且输出端子处的电压根据+输入端子处的电压而变得 较高，使得差分放大器输出上升沿。如果+输入端子处的电压变得低于输出端子处的电压，那么流入 NM62的电流变成零，并且流过输入级中的N晶体管MN63的漏极电 流流入NM61。因此，流过输入级中的N晶体管NM63的漏极电流也 流入PM53和PM54。在这样的情况下，通过PM54的电流与NM62的 电流之间的差来对相位补偿电容器C充电，PM55的栅极电压增加，通 过输出级中的N晶体管NM64的电流来使输出负载电容器放电，并且 输出端子处的电压根据+输入端子处的电压而变得较低，使得差分放大8器输出下降沿。这样，输出端子处的电压响应于+输入端子处的电压中的变化而变化，通过输入级中的恒流源NM63的电流容量、相位补偿电容器C以 及PM55来确定上升速度，并且由输入级中的恒流源NM63的电流容 量、相位补偿电容器C以及输出级中的恒流源NM64来确定下降速度。图IO示出差分放大器的另一示例。图IO中所示的差分放大器也 是用于驱动等于或者高于电源电压的一半的灰阶电压的高电压差分放 大器。在此差分放大器中，输入级包括能够输入等于或高于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差分放大器，包括：　输入电路，其通过第一输入端子和第二输入端子接收差分输入，以及　后级处理电路，其输出根据所述输入电路接收到的差分输入的输出，　其中，所述输入电路包括：　差分对，其由第一晶体管和第二晶体管形成，所 述第一晶体管具有与所述第一输入端子相连接的栅极，所述第二晶体管具有与所述第二输入端子相连接的栅极，所述第一晶体管和所述第二晶体管具有相互连接的源极，　恒流源，其连接到所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极，以及　可变电流源， 其连接到所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极，　所述后级处理电路包括相位补偿电容器，并且通过经由所述恒流源对所述相位补偿电容器进行充电和放电，来输出响应于所述差分输入的变化的输出，以及　如果所述差分输入的变化达到导致所述差 分对的源极处的寄生电容器要被充电或放电的水平，则所述输入电路的所述可变电流源导通，并且提供用于对所述寄生电容器充电或者放电的电流。

【技术特征摘要】
JP 2008-8-5 2008-2017331.一种差分放大器，包括输入电路，其通过第一输入端子和第二输入端子接收差分输入，以及后级处理电路，其输出根据所述输入电路接收到的差分输入的输出，其中，所述输入电路包括差分对，其由第一晶体管和第二晶体管形成，所述第一晶体管具有与所述第一输入端子相连接的栅极，所述第二晶体管具有与所述第二输入端子相连接的栅极，所述第一晶体管和所述第二晶体管具有相互连接的源极，恒流源，其连接到所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极，以及可变电流源，其连接到所述第一晶体管的源极和所述第二晶体管的源极，所述后级处理电路包括相位补偿电容器，并且通过经由所述恒流源对所述相位补偿电容器进行充电和放电，来输出响应于所述差分输入的变化的输出，以及如果所述差分输入的变化达到导致所述差分对的源极处的寄生电容器要被充电或放电的水平，则所述输入电路的所述可变电流源导通，并且提供用于对所述寄生电容器充电或者放电的电流。2. 根据权利要求l所述的差分放大器，其中， 所述第一晶体管和所述第二晶体管是N沟道MOS晶体管， 当所述第二输入端子处的电压变得高于所述第一输入端子处的电压时，所述后级处理电路通过经由所述恒流源使所述相位补偿电容器 放电来输出上升沿，并且当所述第二输入端子处的电压变得低于所述 第一输入端子处的电压时，所述后级处理电路通过经由所述恒流源对 所述相位补偿电容器充电来输出下降沿，以及如果所述第二输入端子处的电压变得低于所述第一输入端子处的 电压，则所述可变电流源导通，并且提供用于使所述差分对的源极处 的寄生电容器放电的电流。3. 根据权利要求2所述的差分放大器，其中， 所述可变电流源包括P沟道MOS晶体管，所述P沟道MOS晶体管具有与所述第二晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛谷淳，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]