CN105632427A - 一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gamma buffer - Google Patents

Abstract

一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer。本发明将gammabuffer集成在源驱动芯片内部，这样将降低整体功耗，并且减少系统整体的面积，可以达到降低制造成本的目的。本发明采用Class-ABRail-to-Rail运算放大器，包括输入级模块、中间放大级模块、输出级模块；其结构要点是：所述输入级模块连接中间放大级模块，所述中间放大级模块连接输出级模块；所述输入级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述输出级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述中间放大级模块与反馈补偿电路模块连接；还设置基准源和偏置电路模块，所述基准源和偏置电路模块分别连接输入级模块、中间放大级模块、输出级模块。

Description

一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gamma buffer

技术领域

本发明具体地涉及一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer。

背景技术

彩色TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)是当今平板显示器中发展最快、技术最成熟、应用领域潜力最广、显示功能最强、显示质量达CRT(阴极射线管)水平的新一代产品。它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，已迅速成为新世纪的主流产品。LCD面板驱动电路包括TFT源极(SOURCE)和栅极(GATE)驱动芯片，源极驱动IC通过DAC控制驱动电压（灰阶电压），作为数据写入控制，栅极驱动IC则通过控制每行TFT扫描的电压，决定每行TFT栅极的打开和关闭。

Gamma电压的主要功能就是给源极驱动芯片提供各灰阶电压，然后通过输出缓冲器把液晶显示屏充放电到相同的灰阶电压。输入数据通过Gamma电压电路选取相对应的灰阶电压。在芯片内部，gamma电压的分压是通过一连串的电阻实现的。片内电阻串接受外部5~9组参考电压，并将其分成各个灰阶电压。

目前主流是在PCB上添加一颗集成了多个gammabuffer的芯片来产生gamma电压，这种做法比较稳定也比较安全。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer；本发明将gammabuffer集成在源驱动芯片内部，这样将降低整体功耗，并且减少系统整体的面积，可以达到降低制造成本的目的。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer，采用Class-ABRail-to-Rail运算放大器，包括输入级模块、中间放大级模块、输出级模块；其结构要点是：所述输入级模块连接中间放大级模块，所述中间放大级模块连接输出级模块；所述输入级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述输出级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述中间放大级模块与反馈补偿电路模块连接；还设置基准源和偏置电路模块，所述基准源和偏置电路模块分别连接输入级模块、中间放大级模块、输出级模块。

作为本发明的一种优选方案，所述输入级模块采用的是差分放大电路,所述中间放大级模块由多级放大电路组成。

本发明的有益效果是。

1、基于TFT-LCD较大负载现象，本发明提供并实现了一个内嵌于源驱动芯片的gammabuffer。不仅仅从驱动能力上满足了大负载的性能，也在一定程度上节省了整个TFT-LCD的制造成本，降低了功耗。从设计并且测试的结果来看，此内置的gammabuffer完全可以取代目前主流的外置gammabuffer芯片。这给TFT-LCD降低整体成本和整体功耗提供了一种新的思路。

2、本发明所述TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)是当今平板显示器中发展最快、技术最成熟、应用领域潜力最广的新一代产品。LCD面板驱动电路包括TFT源极(SOURCE)和栅极(GATE)驱动芯片。Gamma电压的主要功能就是给源驱动芯片提供各灰阶电压，通过输出缓冲器给液晶显示屏充放电。当前主流是在PCB上添加一颗集成了多个gammabuffer的芯片来产生gamma电压。本文的设计是将gammabuffer集成在源驱动芯片内部，从而达到降低整体功耗，减少系统面积，降低制造成本的目的。

附图说明

图1是本发明一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer的基本结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer的基本结构示意图。图中，采用Class-ABRail-to-Rail运算放大器，包括输入级模块、中间放大级模块、输出级模块；其结构要点是：所述输入级模块连接中间放大级模块，所述中间放大级模块连接输出级模块；所述输入级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述输出级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述中间放大级模块与反馈补偿电路模块连接；还设置基准源和偏置电路模块，所述基准源和偏置电路模块分别连接输入级模块、中间放大级模块、输出级模块。

本发明所述输入级模块采用的是差分放大电路，这样可以提供差分信号输入能力，实现交流放大。一般要求输入电阻高，差模放大倍数大，抑制共模信号的能力强，静态电流小，输入级的好坏直接影响运放的输入电阻、共模抑制比等参数。所述中间放大级模块由多级放大电路组成，这样提高了运算放大器的电压增益能力，使其接近理想特性(该级的放大倍数可达数千乃数万倍)。

所述基准源和偏置电路模块向各级提供偏置电压，使之工作在合适的静态工作点。所述输出级模块具有输出电压线性范围宽的特点，常用互补对称输出电路，功能是提供运算放大器的负载驱动能力。鉴于gammabuffer的负载达到mA级别，所以必须提高增益，同时又必须将整个运算放大器的电流控制在40uA以下，以降低整体功耗。所以必须做到输出级MOS管尺寸不能过大。

本发明所述输入级模块采用rail-to-rail输入级，采用NMOS和PMOS互

补差分输入对来实现。对于rail-to-rail输出级，采用AB类前馈式输出级，不仅提高了输出电压范围，而且不增加电路额外功耗。所述gammabuffer需要很高的增益，简单的差分运放不能满足此要求，需要采用共源共栅结构。但是，共源共栅结构的输出摆幅比较小，不可能达到rail-to-rail的要求，故需要

采用两级结构。第一级提供高增益，第二级提供rail-to-rail的输出摆幅，可采用AB类输出级来实现。同时需要在电路中进行频率补偿，以解决本发明可能出现的频率不稳定。

本发明的输入级模块是运放的重要组成部分，其主要作用是放大输入的差分信号，同时有效抑制共模信号，共模输入范围是运放输入级的一个重要参数；本发明的输入共模范围在0.2V~17.8V。此外，运放的其它重要性能参数如输入相关噪声、失调和共模抑制比等也都是由输入级模块来决定的。所述输出级模块应该具有向负载输出大信号功率的能力；本发明采用ClassAB前馈式输出级，这种输出级可以提高运放的输出摆幅，使其达到rail-to-rail输出，从而减小电路中的电流镜给电路带来的噪声影响和失调影响。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer，采用Class-ABRail-to-Rail运算放大器，包括输入级模块、中间放大级模块、输出级模块；其特征在于：所述输入级模块连接中间放大级模块，所述中间放大级模块连接输出级模块；所述输入级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述输出级模块与反馈补偿电路模块相互连接，所述中间放大级模块与反馈补偿电路模块连接；还设置基准源和偏置电路模块，所述基准源和偏置电路模块分别连接输入级模块、中间放大级模块、输出级模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于TFT-LCD源驱动芯片的大负载Gammabuffer，其特征在于：所述输入级模块采用的是差分放大电路,所述中间放大级模块由多级放大电路组成。