差分放大器和源极驱动器制造技术

本发明专利技术提供差分放大器和源极驱动器。差分放大器包括第一差分对，其中，输入对中的一个用作第一输入端子；第二差分对，其中，输入对中的一个用作第二输入端子，该第二差分对与第一差分对并联地连接并且具有与第一差分对相同的导电类型；以及第一电容减少电路，当被输入到第一输入端子的第一输入电压等于或者高于第一差分对的工作阈值并且被输入到第二输入端子的第二输入电压低于第二差分对的工作阈值时，该第一电容减少电路减少工作中的第一差分对的电容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及差分放大器和源极驱动器，并且，特别地，涉及在驱动液晶显示装置的源极驱动器中的差分放大器和包括该差分放大器的源极驱动器。
技术介绍
驱动液晶显示装置的源极驱动器包括差分放大器作为源极放大器。源极驱动器首先分压通过电阻器外部施加的Y (伽玛)电压以生成液晶灰阶基准电压并且然后通过D/A 转换器选择基准电压。为了减少阻抗并且精细地调整基准电压，选择的基准电压被输入到电压跟随器构造中的源极放大器。源极放大器的输出被连接到液晶面板的源极端子，并且通过来自于源极放大器的输出驱动面板像素电容器。用作TV或者PC显示器的新近的液晶显示装置具有更大的屏幕和更高的分辨率。 根据此趋势，要求源极驱动器具有在较低的功率下以更高的速度驱动更大的负载的能力。 特别地，为了高分辨率彩色液晶进行灰阶强度的增加，并且已经从260000色(每红、绿以及蓝色6位)过渡到16. 7百万色(8位)，并且到十亿色(10位)。随着位的数目的增加，输入到源极驱动器的灰阶电压增加，例如6位情况下的64 灰阶、8位情况下的256个灰阶、以及10位情况下的IOM个灰阶。灰阶电压的增加导致输入到源极驱动器的步进(step)的减少。因此，在源极放大器中要求输出电压精度的提高， 并且诸如输入-输出偏移、输出偏差以及振幅差偏差的性质规格变得更加严格。图4示出用作源极放大器的典型的电路。图4中所示的差分放大器200是所谓的轨对轨放大器。差分放大器200被粗略地分为输入级210、中间级220、以及最后级230。图5示出图4中所示的差分放大器200的简单图示。如图5中所示，差分放大器 300被大致地划分为输入级110、中间级120、以及最后级130。输入级110包括导电类型彼此相反的差分对以实施轨对轨构造。具体地，输入级110包括Nch差分对111，该Nch差分对111由具有公共连接到恒流源111的源极的Nch MOS晶体管(NchTr)MNll和丽12构成； 和Pch差分对115，该Pch差分对115由具有公共连接到恒流源115的源极的Pch MOS晶体管(PchTr)MPll 和 MP12 构成。在下文中描述差分放大器300的输入电压范围。假定源极放大器的“ + ”电源(高电源)是VDD，并且源极放大器的“-”电源(低电源)是VSS。当从输入端子IN31输入的输入电压Vin31低至接近于-电源电压VSS时，Pch差分对115的Pch MOS晶体管MPll和 MP12工作。另一方面，当输入电SVin31高至接近于+电源电压VDD时，Nch差分对111的 Nch MOS晶体管丽11和丽12工作。当输入电压Vin31是它们之间的中间电压时，Pch差分对115的Pch MOS晶体管MPll和MP12与Nch差分对111的Nch MOS晶体管MNll和MNl2工作。因此，使用差分放大器300的源极放大器300的源极放大器能够获得在基本上所有的电源电压的输入范围内工作的输入级110。通过伽玛电压的电阻器分压获得的电压被输入到源极放大器，并且用于正和负的与具有64个灰阶(6位)至256个灰阶(8位)的极性信号POL相对应的电压已经变成主流。随着位的数目增加，灰阶之间的亮度差变得不容易辨认，因此展现平滑的高质量图画。 然而，随着位的数目增加，选择通过电阻器分压生成的电压的D/A转换器电路的尺寸增加。为了避免此问题，具有大数目的数位的产品对源极放大器采用内插功能。图6示出用于具有内插功能的源极放大器的差分放大器。参考图6，差分放大器400具有下述构造，其中由具有公共连接到恒流源112的源极的Nch MOS晶体管丽13和丽14构成的Nch 差分对112，和由具有公共连接到恒流源114的源极的Pch MOS晶体管MP13和MP14构成的 Pch差分对116被添加到图5中所示的差分放大器300。Nch差分对112的Nch MOS晶体管丽13和丽14与具有公共连接的漏极的Nch差分对111的Nch MOS晶体管MNll和MN12并联地连接。同样地，Pch差分对116的Pch MOS 晶体管MP13和MP14与具有公共连接的漏极的Pch差分对115的Pch MOS晶体管MPll和 MP12并联地连接。此外,还增加了作为到Nch MOS晶体管MN14和Pch MOS晶体管MP14的输入的输入端子IN2。注意，Nch MOS晶体管丽12和Pch MOS晶体管MP12的输入是输入端子 INl。差分放大器400具有内插功能，S卩，内插一电压，该电压以1 1的比率来对输入到输入端子mi的输入电压Vinl和输入到输入端子IN2的输入电压Vin2进行内部分压。通过内插功能，能够输出(Vinl+Vin2)/2的输出电压V。ut。例如，当输出设定电压是Vl时，Vl+α (V)的电压输入到输入端子INl，并且 Vl-α (V)的电压输入到输入端子ΙΝ2。然后，是Vl的在输入端子mi和ΙΝ2之间的中间电压被输出到输出端子OUT。此外，当输出设定电压是Vl+α (V)时，Vl+α (V)的电压被输入到输入端子mi和IN2。是Vl+α (V)的在输入端子mi和IN2之间的中间电压被输出到输出端子OUT。另一方面，当输出设定电压是Vl-α (V)时，Vl-α (V)的电压被输入到输入端子mi和IN2。然后，是Vl-α (V)的在输入端子mi和ΙΝ2之间的中间电压被输出到输出端子OUT。这样，在差分放大器400中，如果存在两级输入电压Vl+α (V)和Vl-α (V)，那么通过使用内插功能能够输出三级输出电压V。ut，Vl+α (V)、Vl(V)以及Vl-α (V)0具体地，相对于输出灰阶的数目能够减少输入灰阶电源线的数目。这消除了将Vl (V)输入到差分放大器400的需要，使得能够减少D/A转换器的电路尺寸。然而，差分放大器400具有下述缺点，即当输出设定电压(即，输入电压)是接近于-电源电压VSS或者+电源电压VDD的电压时，输入和输出之间的偏移劣化。在下文中参考图7进行描述。在图7中，上部示出差分放大器400的输入-输出偏移电压V。s，并且下部示出Nch差分对111和112以及Pch差分对115和116的各自的状态。水平轴表示输出设定电压。注意，输入电压具有Vinl > Vin2的关系，并且输入-输出偏移电压V。s是 V。ut-(Vinl+Vin2)/2。允许Nch输入级工作的输入电压等于或者高于是Nch差分对111和112的工作阈值的VT(MN11 14)+VDS (111，112)。另一方面，允许Pch输入级工作的输入电压等于或者高于是Pch差分对115和116的工作阈值的VT(MP11 14)+VDS (115，116)。注意，在本说明书中，从与+电源电压VDD的电压差，而不是输入电压的绝对值方面来描述Pch差分对 115和116的工作阈值。具体地，在Pch差分对115和116中，“等于或者高于工作阈值”意指输入电压与+电源电压VDD之间的电势差大，并且“等于或者小于工作阈值”意指输入电压和+电源电压之间的电势差小。因此，参考图7，Nch输入级和Pch输入级在等于或者高于Nch差分对111和112 的工作阈值并且等于或者高于Pch差分对115和116的工作阈值的电压范围(本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种差分放大器，包括：第一差分对，其中，输入对中的一个用作第一输入端子；第二差分对，其中，输入对中的一个用作第二输入端子，所述第二差分对与所述第一差分对并联地连接并且具有与所述第一差分对相同的导电类型；以及第一电容减少电路，当输入到所述第一输入端子的第一输入电压等于或者高于所述第一差分对的工作阈值并且输入到所述第二输入端子的第二输入电压低于所述第二差分对的工作阈值时，所述第一电容减少电路减少在工作中的所述第一差分对的电容。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤原博史，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP