CN106971693A - 过驱动放大器以及半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过驱动放大器以及半导体装置。仅通过追加小规模的电路就实现满足低消耗电流和高速驱动双方的过驱动放大器。过驱动放大器具有：具有向栅极供给输入信号的输入晶体管（MP12、MN12）和向栅极反馈输出信号的反馈输入晶体管（MP11、MN11）作为差动输入晶体管对的差动输入电路（100）；镜像输入电流路径连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径连接于所述输入晶体管的电流路径的电流镜负载（101）；从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号的输出电路（102）；以及在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流（Ip、In）基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载的过驱动电路（103）。

Description

过驱动放大器以及半导体装置

技术领域

本发明涉及过驱动放大器，进而涉及具备该过驱动放大器的半导体装置，例如涉及应用于LCD（liquid crystal display，液晶显示器）驱动IC（Integrated Circuit，集成电路）而有效的技术。

背景技术

利用缓冲放大器等驱动放大器的负载的驱动性能在负载的近端和远端存在差，此外，根据负载的温度也产生差。例如，在液晶显示面板中，多个液晶显示元件在行列方向上被配置成矩阵，栅极线以行方向的显示行为单位连接于液晶显示元件的选择端子，源极线以列方向为单位连接于液晶显示元件的数据端子。每当显示行被选择时，多个源极线由驱动放大器驱动。在源极线中分布电阻分量、液晶显示元件的电容分量，远端程负载分量变大，即使使驱动放大器高速工作，负载近端的收敛时间虽然短，但是，由于面板负载的影响，在与负载远端的收敛时间方面也产生差，远端的收敛时间处于变迟的趋势。在面板负载大的情况下，关于负载远端的收敛时间，面板负载的RC为支配性的，即使使驱动放大器高速化，除此以外更多的高速化也是困难的。

在负载近端和远端的驱动收敛时间的差根据液晶显示面板的尺寸、容许功耗的大小等而明显化，此外，也存在在低温环境下产生该差的情况。

针对那样的驱动收敛时间的差，已知例如在专利文献1中记载的过驱动。这是要在显示灰度的变化产生时使用将与变化的大小对应的校正值添加到灰度值中的驱动数据来驱动液晶，由此，改善驱动放大器的驱动速度。此外，在专利文献2中存在关于使用由逻辑电路进行的控制来生成过驱动用的过驱动电压的过驱动控制器的记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006–47767号公报；

专利文献2：日本特开2003–29713号公报。

发明内容

发明要解决的课题

由于装载于平板电脑、智能电话等的液晶显示面板的高精细化等，LCD驱动IC的源极放大器需要更高速地驱动液晶显示面板的像素，但是，在便携式设备的情况下，要求低功耗，难以仅仅通过使放大器大型化来提高驱动能力而实现高速化。此时，如上述专利文献中记载的那样，能够通过数字的处理来校正驱动数据以使源极放大器过驱动来进行应对。

然而，根据本发明者的探讨，变得清楚的是，在通过数字的处理来校正驱动数据的情况下，在数据采样、运算方面需要很多时间，在提高校正的响应性方面存在界限。进而，如果要使用过驱动控制器那样的专用硬件来提高响应速度，则电路规模、功耗增大。

本发明的目的在于，提供能够仅通过向驱动放大器追加小规模的电路就实现低消耗电流和高速驱动双方的过驱动技术。

本发明的前述以及其它的目的和新的特征根据本说明书的记述以及附图变得清楚。

用于解决课题的方案

对在本申请中公开的发明中的代表性的内容的概要简单地说明如下。再有，在本项中在括弧内记载的附图内附图标记等是用于使理解容易化的一个示例。

〔1〕＜过驱动电路（参照图1、3、4、5、7~10）＞

过驱动放大器（AMP_1~AMP_8）具有：差动输入电路（100），具有向栅极供给输入信号（Vin）的输入晶体管（MP12、MN12）和向栅极反馈输出信号（Vout）的反馈输入晶体管（MP11、MN11）作为差动输入晶体管对；电流镜负载（101），镜像输入电流路径（MIp、MIn）连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径（MOp、MOn）连接于所述输入晶体管的电流路径；输出电路（102），从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号（Vpon、Vnon）；以及过驱动电路（103），在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流（Ip、In）基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载。

据此，差动输入电路、电流镜负载以及输出电路具有输出信号（Vout）针对输入信号（Vin）的负反馈控制功能。即，在Vin＞Vout时，使输出信号（Vout）向高电压方向变化，在Vi＜Vout时，使输出信号（Vout）向低电压方向变化。以具有该负反馈控制功能为前提，在过驱动期间，过驱动电路使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流流过电流镜负载。特别地，偏置电流的电流量基于所述输出控制信号来控制。总之，在过驱动期间，过驱动放大器其自身能够通过输出控制信号来自律地增强要输出的输出电路的输出。换言之，能够根据可过驱动的电压幅度来自我调整过驱动量。因此，能够仅通过追加小规模的电路就使低消耗电流和高速驱动双方满足来实现为了最小限度地抑制负载的近端、远端的收敛时间的偏差或者缓和根据温度环境变化的负载的响应特性的影响等而使用的过驱动放大器。

〔2〕＜向镜像输入电流路径供给偏置电流（参照图1、3~5、7~10）＞

在项1中，所述输出电路具有在栅极接受所述输出控制信号的输出晶体管（MP0、MN0），所述过驱动电路具有基于所述输出控制信号（Vpon、Vnon）来控制互导的过驱动晶体管（MP1、MN1）、以及与所述过驱动晶体管串联并在所述过驱动期间成为导通状态的开关晶体管（MP2、MN2），在所述开关晶体管的导通状态下使所述偏置电流在所述电流镜负载的镜像输入电流路径中流动。

据此，在所述偏置电流以从所述电流镜负载的镜像输入电流路径被抽出的方式流动的情况下，该镜像输入电流路径的电压下降，在所述偏置电流以与所述电流镜负载的镜像输入电流路径汇合的方式流动的情况下，该镜像输入电流路径的电压上升。该镜像输入电流路径的变化通过此时的输出控制信号而自律地增强输出电路要输出的输出。过驱动期间能够通过利用开关晶体管的开关控制的导通工作期间来实现时间调整。

〔3〕＜与偏置电压对应的栅极/漏极间电压的扩大量的选择控制＞

在项2中，所述过驱动电路还包括与所述过驱动晶体管串联连接的偏置晶体管（MP3、MN3）），所述偏置晶体管根据向栅极供给的偏置信号（p_bs1、n_bs1）的电压来决定互导。

据此，能够可变地控制过驱动电路输出的偏置电流的电流量。通过偏置电流量的调整来调整输出电路的输出增强（过驱动电压）。

〔4〕＜pMOS电流镜电路和nMOS电流镜电路（参照图1、3~5、7~10）＞

在项3中，所述电流镜负载包括：在浮置电流源（101c）与高电位电源（Vdd）之间连接的pMOS电流镜电路（101a）、以及在所述浮置电流源与低电位电源之间连接的nMOS电流镜电路（101b）。pMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS镜像输入晶体管（MP21）和pMOS镜像输出晶体管（MP22），所述pMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接。nMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS镜像输入晶体管（MN21）和nMOS镜像输出晶体管（MN22），所述nMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接。所述输出电路是由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管（MN0）被串联连接于由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管（MP0）的推挽式输出电路，所述nMOS输出晶体管（MN0）的栅极连接于所述nMOS电流镜电路的所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS输出晶体管（MP0）的栅极连接于所述pMOS电流镜电路的所述pMOS镜像输出晶体管的漏极。

据此，能够容易地实现从低电位电源朝向高电位电源的输出电路的输出波形和从高电位电源朝向低电位电源的输出电路的输出波形的对称性。

〔5〕＜将pMOS过驱动电路耦合于pMOS电流镜电路，将nMOS过驱动电路耦合于nMOS电流镜电路（参照图1、3~5）＞

在项4中，所述过驱动电路具有：在所述pMOS电流镜电路所包括的pMOS镜像输入晶体管的漏极和所述高电位电源之间连接的pMOS过驱动电路（103a、103c）、以及在所述nMOS电流镜电路所包括的nMOS镜像输入晶体管的漏极和所述低电位电源之间连接的nMOS过驱动电路（103b、103d）。所述pMOS过驱动电路具有分别由p沟道型MOS晶体管形成的pMOS过驱动晶体管（MP1）、pMOS开关晶体管（MP2）、以及pMOS偏置晶体管（MP3）作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管。所述nMOS过驱动电路具有分别由n沟道型MOS晶体管形成的nMOS过驱动晶体管（MN1）、nMOS开关晶体管（MN2）、以及nMOS偏置晶体管（MN3）作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管。

据此，pMOS过驱动电路（103a）向pMOS电流镜电路（101a）的镜像电流输入路径供给电流，由此，以使镜像电流输出路径的漏极电压下降的方式进行作用，使pMOS输出晶体管（MP0）的互导扩大，由此，输出电路（102）要输出的高电平输出自律地向高电位侧增强。此外，nMOS过驱动电路（103b）在从nMOS电流镜电路（101b）的镜像输入电流路径抽出电流的方向上流过电流，由此，以使镜像输出电流路径的漏极电压上升的方式进行作用，使nMOS输出晶体管（MN0）的互导扩大，由此，输出电路（102）要输出的低电平输出自律地向低电位侧增强。

〔6〕＜通过过驱动控制信号直接控制开关晶体管（参照图1、3、4）＞

在项5中，所述pMOS过驱动电路（103a）的所述pMOS开关晶体管（MP2）向栅极输入过驱动控制信号（OD）的反相信号。所述nMOS过驱动电路（103b）的所述nMOS开关晶体管（MN2）向栅极输入所述过驱动控制信号。

由此，能够通过过驱动控制信号来控制过驱动期间。

〔7〕＜排他控制pMOS开关晶体管和nMOS开关晶体管的开关状态（参照图5、6）＞

在项5中，所述pMOS过驱动电路（103c）的所述pMOS开关晶体管（MP2）向栅极输入过驱动控制信号的反相信号（OD_b）与第一开关控制信号（Vpsw_b）的“或”信号。所述nMOS过驱动电路（103d）的所述nMOS开关晶体管（MN2）向栅极输入过驱动控制信号（OD）与第二开关控制信号（Vnsw_b）的“与”信号。所述第一开关控制信号是与所述由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管（MP0）的栅极信号相比更迟地向低电平变化并且更早地向高电平变化的信号，所述第二开关控制信号是与所述由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管（MN0）的栅极信号相比更早地向低电平变化并且更迟地向高电平变化的信号。即，所述第一开关控制信号相对于Vpon的变化使MP2更早地截止且更迟地导通。所述第二开关控制信号相对于Vnon的变化使MN2更早地截止且更迟地导通。

据此，在如同项6那样利用过驱动控制信号直接控制开关晶体管（MP2、MN2）的情况下，在过驱动开始后，双方的开关晶体管均变为导通，因此，存在如下情况，即，根据输出控制信号（Vpon、Vnon）的电压，双方的过驱动晶体管（MP1、MN1）均导通，在Vin＞Vout、Vin＜Vout的哪一个的情况下均流过偏置电流（Ip、In）。作为本来的输出增强功能，在过驱动开始后，在Vin＞Vout的情况下，仅流过偏置电流Ip的效率更好，在Vin＜Vout的情况下，仅流过偏置电流In的效率更好。因此，如同本项那样，在Vin＞Vout的情况下，仅使pMOS开关晶体管（MP2）导通，在Vin＜Vout的情况下，仅使nMOS开关晶体管（MN2）导通，由此，能够流过偏置电流Ip、In的任一方。特别地，使用与所述pMOS输出晶体管（MP0）的栅极信号相比更迟地向低电平变化的第一开关控制信号来在pMOS过驱动电路中开始流动偏置电流Ip，使用与所述nMOS输出晶体管（MN0）的栅极信号相比更迟地向高电平变化的所述第二开关控制信号来在nMOS过驱动电路中开始流动偏置电流In。因此，能够防止在过驱动刚开始之后过驱动方向变为相反的误动作、即在应流过偏置电流Ip的情况下流过偏置电流In或者相反在应流过偏置电流In的情况下流过偏置电流Ip的事态。总之，能够在过驱动刚开始之后不进行错误的过驱动。

〔8〕＜p沟道型的差动输入晶体管对和n沟道型的差动输入晶体管对（参照图1、5）＞

在项5中，所述差动输入电路包括在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对（100a）和在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对（100b）作为所述差动输入晶体管对。所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管（MP12）和pMOS反馈输入晶体管（MP11）作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管（MN22）的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管（MN21）的漏极。所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管（MN12）和nMOS反馈输入晶体管（MN11）作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管（MP22）的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管（MP21）的漏极。

据此，能够根据pMOS差动输入晶体管对的输入来决定nMOS电流镜电路的状态，并且，根据nMOS差动输入晶体管对的输入来决定pMOS电流镜电路的状态，因此，能够得到在输出信号（Vout）针对输入信号（Vin）的负反馈控制中高的响应性。

〔9〕＜p沟道型的差动输入晶体管对（参照图4）＞

在项5中，所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对。所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极。

据此，与项8相比，从低电位输出向高电位输出的负反馈控制的响应性稍微下降，但是，能够有助于电路规模的缩小。

〔10〕＜n沟道型的差动输入晶体管对（参照图3）＞

在项5中，所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对。所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。

据此，与项8相比，从高电位输出向低电位输出的负反馈控制的响应性稍微下降，但是，能够有助于电路规模的缩小。

〔11〕＜将nMOS过驱动电路耦合于pMOS电流镜电路，将pMOS过驱动电路耦合于nMOS电流镜电路（参照图7~10）＞

在项4中，所述过驱动电路具有在所述pMOS电流镜电路（101a）所包括的pMOS镜像输入晶体管（MP21）的漏极和所述低电位电源（Vss）之间连接的nMOS过驱动电路（103f、103h）、以及在所述nMOS电流镜电路（101b）所包括的nMOS镜像输入晶体管（MN21）的漏极和所述高电位电源（Vdd）之间连接的pMOS过驱动电路（103e、103g）。所述pMOS过驱动电路具有分别由p沟道型MOS晶体管形成的pMOS过驱动晶体管（MP1）、pMOS开关晶体管（MP2）、以及pMOS偏置晶体管（MP3）作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管。所述nMOS过驱动电路具有分别由n沟道型MOS晶体管形成的nMOS过驱动晶体管（MN1）、nMOS开关晶体管（MN2）、以及nMOS偏置晶体管（MN3）作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管。

据此，pMOS过驱动电路（103e、103g）向nMOS电流镜电路（101b）的镜像电流输入路径供给电流，由此，以使镜像电流输出路径（MOn）的漏极电压下降的方式进行作用，使nMOS输出晶体管（MN0）的互导减少，由此，输出电路（102）要输出的高电平输出自律地向高电位侧增强。此外，nMOS过驱动电路（103f、103h）在从pMOS电流镜电路（101a）的镜像电流输入路径抽出电流的方向上流过电流，由此，以使镜像电流输出路径的漏极电压上升的方式进行作用，使pMOS输出晶体管（MP0）的互导减少，由此，输出电路（102）要输出的低电平输出自律地向低电位侧增强。

〔12〕＜通过过驱动控制信号直接控制开关晶体管（参照图7、9、10）＞

在项11中，所述pMOS过驱动电路（103e）的所述pMOS开关晶体管（MP2）向栅极输入过驱动控制信号（OD）的反相信号，所述nMOS过驱动电路（103f）的所述nMOS开关晶体管（MN2）向栅极输入所述过驱动控制信号（OD）。

由此，能够通过过驱动控制信号来控制过驱动期间。

〔13〕＜排他控制pMOS开关晶体管和nMOS开关晶体管的开关（参照图8）＞

在项11中，所述pMOS过驱动电路（103g）的所述pMOS开关晶体管（MP2）向栅极输入所述过驱动控制信号的反相信号（OD_b）与第一开关控制信号（Vpsw_b）的“或”信号，所述nMOS过驱动电路（103h）的所述nMOS开关晶体管（MN2）向栅极输入过驱动控制信号（OD）与第二开关控制信号（Vnsw_b）的“与”信号。所述第一开关控制信号是与所述由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管（MP0）的栅极信号（Vpon）相比更早同步地变化的信号，所述第二开关控制信号是与所述由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管（MN0）的栅极信号（Vnon）相比更早同步地变化的信号。

据此，与项7同样，能够防止在过驱动刚开始之后过驱动方向变为相反的误动作，在过驱动刚开始之后不进行错误的过驱动。

〔14〕＜p沟道型的差动输入晶体管对和n沟道型的差动输入晶体管对（参照图7、8）＞

在项11中，所述差动输入电路包括在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对、以及在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对作为所述差动输入晶体管对。所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极。所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。

据此，与项8同样地，能够得到在输出信号（Vout）针对输入信号（Vin）的负反馈控制中高的响应性。

〔15〕＜p沟道型的差动输入晶体管对（参照图9）＞

在项11中，所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对。所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极。

据此，与项14相比，从低电位输出向高电位输出的负反馈控制的响应性稍微下降，但是，能够有助于电路规模的缩小。

〔16〕＜n沟道型的差动输入晶体管对（参照图10）＞

在项11中，所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对。所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。

据此，与项14相比，从高电位输出向低电位输出的负反馈控制的响应性稍微下降，但是，能够有助于电路规模的缩小。

〔17〕＜半导体装置（参照图14）＞

半导体装置（3）包括并联工作的多个过驱动放大器（AMP_1~AMP_8）并形成于1个半导体基板。所述过驱动放大器具有：差动输入电路（100），具有向栅极供给输入信号（Vin）的输入晶体管（MP12、MN12）和向栅极反馈输出信号（Vout）的反馈输入晶体管（MP11、MN11）作为差动输入晶体管对；电流镜负载（101），镜像输入电流路径（MIp、MIn）连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径（MOp、MOn）连接于所述输入晶体管的电流路径；输出电路（102），从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号（Vpon、Vnon）；以及过驱动电路（103），在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流（Ip、In）基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载。

据此，关于过驱动放大器，与项1同样地，在过驱动期间，过驱动放大器其自身能够通过输出控制信号来自律地增强要输出的输出电路的输出，因此，仅通过追加小规模的电路就实现低消耗电流和高速驱动双方。因此，上述半导体装置在如电池驱动那样要求低功耗的便携式设备等装载的驱动用途中是优选的。进而，过驱动放大器其自身通过输出控制信号来自律地增强要输出的输出电路的输出，因此，即使并联工作的多个过驱动放大器的输出电平不同，也与该不同对应地自律地进行适当的过驱动。

〔18〕＜向电流镜负载的镜像输入电流路径供给偏置电流（参照图1、3~5、7~10）＞

在项17中，所述输出电路具有在栅极接受所述输出控制信号的输出晶体管。所述过驱动电路具有基于所述输出控制信号来控制互导的过驱动晶体管、以及与所述过驱动晶体管串联并在所述过驱动期间成为导通状态的开关晶体管，在所述开关晶体管的导通状态下使所述偏置电流在所述电流镜负载的镜像输入电流路径中流动。

据此，与项2同样地取得作用效果。

〔19〕＜通过寄存器设定值来控制偏置晶体管的互导＞

在项18中，所述过驱动电路还包括与所述过驱动晶体管串联连接的偏置晶体管，所述偏置晶体管根据向栅极供给的偏置信号（p_bs1、n_bs1）的电压来决定互导，具有对决定所述偏置信号的电压的控制数据能改写地进行设定的控制寄存器（13）。

据此，能够根据驱动负载通过写入到控制寄存器中的控制数据可变地设定过驱动放大器的过驱动能力、即利用偏置电流量的调整的输出电路的输出增强的程度。

〔20〕＜将多个过驱动放大器应用于源极驱动器的LCD驱动IC＞

在项19中，具有与显示定时同步地并列输出与显示数据对应的灰度电压信号的源极驱动器，所述源极驱动器具有多个所述过驱动放大器，每一个过驱动放大器是从对应的外部端子向半导体装置的外部输出灰度电压信号的缓冲放大器。

据此，能够最小限度地抑制在平板电脑、智能电话等装载的液晶显示面板的源极线负载的近端、远端的收敛时间的偏差。能够在没有大幅度的电路变更的情况下进行源极驱动器的过驱动工作。此外，能够实现其驱动电压电平的调整。针对在平板电脑、智能电话等装载的液晶显示面板的高精细化等，在低功耗而且不会增大电路规模的情况下实现更高速的、响应性更优越的像素驱动方面是优选的。

发明效果

对由在本申请中公开的发明中的代表性的内容得到的效果简单地说明如下。

即，能够根据可驱动的电压幅度来自我调整过驱动量，也容易抑制过剩的过驱动。能够仅通过追加小规模的电路就使低消耗电流和高速驱动双方满足来实现为了最小限度地抑制负载的近端、远端的收敛时间的偏差等而使用的过驱动放大器。

附图说明

图1是示出过驱动放大器的第一示例的电路图。

图2是例示出过驱动放大器的工作波形的波形图。

图3是示出过驱动放大器的第二示例的电路图。

图4是示出过驱动放大器的第三示例的电路图。

图5是示出过驱动放大器的第四示例的电路图。

图6是例示出在过驱动刚开始之后不在pMOS过驱动电路和nMOS过驱动电路的双方中流过过驱动电流的控制信号的生成逻辑的电路图。

图7是示出过驱动放大器的第五示例的电路图。

图8是示出过驱动放大器的第六示例的电路图。

图9是示出过驱动放大器的第七示例的电路图。

图10是示出过驱动放大器的第八示例的电路图。

图11是液晶显示面板的源极线负载的说明图。

图12是例示出源极线的近端和远端的负载驱动波形的波形图。

图13是示出液晶显示面板的一个示例的电路图。

图14是例示出将过驱动放大器应用于源极线驱动器的LCD驱动IC的框图。

具体实施方式

在以下，对分别以AMP_1~AMP_8例示出的多种过驱动放大器进行说明。每一个过驱动放大器AMP_1~AMP_8具备差动输入电路100、电流镜负载101、输出电路102以及过驱动电路103，构成电压跟随放大器那样的缓冲放大器。过驱动电路103通过在过驱动期间流过偏置电流的偏置电流电路来实现。

《过驱动放大器AMP_1》

基于图1来对第一示例的过驱动放大器AMP_1进行说明。

在该过驱动放大器ASMP_1中，关于电流镜负载100，虽然不特别限制，但是，由在浮置电流源101c和高电位电源Vdd（例如＋15V那样的正电源）之间连接的pMOS电流镜电路101a、以及在浮置电流源101c和低电位电源Vss（例如－15V那样的负电源）之间连接的nMOS电流镜电路101b构成。pMOS电流镜电路101a具有栅极被共同连接并且分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS镜像输入晶体管MP21和pMOS镜像输出晶体管MP22，pMOS镜像输入晶体管MP21的栅极/漏极间被连接。nMOS电流镜电路101b具有栅极被共同连接并且分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS镜像输入晶体管MN21和nMOS镜像输出晶体管MN22，nMOS镜像输入晶体管MN21的栅极/漏极间被连接。浮置电流源101c由在pMOS镜像输入晶体管MP21的漏极和nMOS镜像输入晶体管MN21的漏极之间串联配置的pMOS晶体管MP23和nMOS晶体管MN23、以及在pMOS镜像输出晶体管MP22的漏极和nMOS镜像输出晶体管MN22的漏极之间串联配置的pMOS晶体管MP24和nMOS晶体管MN24构成。向pMOS晶体管MP23的栅极供给偏置电压p_bs4，向nMOS晶体管MN23的栅极供给偏置电压n_bs4，向pMOS晶体管MP24的栅极供给偏置电压p_bs5，向nMOS晶体管MN24的栅极供给偏置电压n_bs5，作为具有与每一个栅极/源极间电压对应的导通电阻的浮置电流源而发挥作用。

在图1中，关于输出电路102，虽然不特别限制，但是，被构成为由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管MN0被串联连接于由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管MP0的推挽式输出电路，所述nMOS输出晶体管MN0的栅极连接于所述nMOS电流镜电路101b的nMOS镜像输出晶体管MN22的漏极，所述pMOS输出晶体管MP0的栅极连接于pMOS电流镜电路101a的所述pMOS镜像输出晶体管MP22的漏极。pMOS输出晶体管MP0的栅极输入信号为输出控制信号Vpon，nMOS输出晶体管MN0的栅极输入信号为输出控制信号Vnon。

在图1中，关于差动输入电路100，虽然不特别限制，但是，由在所述高电位电源Vdd和nMOS电流镜电路101b之间经由p沟道型的恒定电流源MOS晶体管MP10连接的pMOS差动输入晶体管对100a、以及在低电位电源Vss和pMOS电流镜电路101a之间经由n沟道型的恒定电流源MOS晶体管MN10连接的nMOS差动输入晶体管对100b构成。恒定电流源MOS晶体管MP10向栅极施加偏置电压p_bs3，恒定电流源MOS晶体管MN10向栅极施加偏置电压n_bs3。

所述pMOS差动输入晶体管对100a包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管MP12以及pMOS反馈输入晶体管MP11，pMOS输入晶体管MP12的漏极连接于nMOS镜像输出晶体管MN22的漏极，pMOS反馈输入晶体管MP11的漏极连接于nMOS镜像输入晶体管MN21的漏极。

nMOS差动输入晶体管对100b包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管MN12以及nMOS反馈输入晶体管MN11，nMOS输入晶体管MN12的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管MP22的漏极，nMOS反馈输入晶体管MN11的漏极连接于pMOS镜像输入晶体管MP21的漏极。

过驱动电路103在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号Vpon、Vnon的输出电路102的输出的方向的偏置电流Ip、In基于所述输出控制信号Vpon、Vnon流过电流镜负载101。在图1的示例中，过驱动电路103具有在pMOS电流镜电路101a所包括的pMOS镜像输入晶体管MP21的漏极和高电位电源Vdd之间连接的pMOS过驱动电路103a、以及在nMOS电流镜电路101b所包括的nMOS镜像输入晶体管MN21的漏极和低电位电源Vss之间连接的nMOS过驱动电路103b。

pMOS过驱动电路通过分别由p沟道型MOS晶体管构成的过驱动晶体管MP1、开关晶体管MP2、以及偏置晶体管MP3的串联电路构成。过驱动晶体管MP1通过控制信号Vpon来控制互导。开关晶体管MP2在栅极接受过驱动控制信号OD的反相信号，在过驱动期间被控制为导通状态。偏置晶体管MP3根据向栅极供给的偏置信号p_bs1的电压来控制其互导。

nMOS过驱动电路通过分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS过驱动晶体管MN1、nMOS开关晶体管MN2、以及nMOS偏置晶体管MN3的串联电路构成。过驱动晶体管MN1通过控制信号Vnon来控制互导。开关晶体管MN2在栅极接受过驱动控制信号OD，在过驱动期间被控制为导通状态。偏置晶体管MN3根据向栅极供给的偏置信号n_bs1的电压来控制其互导。

图1的过驱动放大器AMP_1的差动输入电路100、电流镜负载101以及输出电路102具有输出信号Vout针对输入信号Vin的负反馈控制功能。即，在Vin＞Vout时，使输出信号Vout向高电压方向变化，在Vin＜Vout时，使输出信号Vout向低电压方向变化。以具有该负反馈控制功能为前提，在过驱动期间，过驱动电路103使增强利用所述输出控制信号Vpon、Vnon的输出电路102的输出的方向的偏置电流Ip、In流过电流镜电路101a、101b。

更详细地，在驱动时，在变为Vin＞Vout时，在pMOS电流镜电路101a的输出电流路径MOp中流动的电流增加，在nMOS电流镜电路101b的输入电流路径MIn中流动的电流增加，由此，输出控制信号Vpon的电平下降，输出MOS晶体管MP0的互导变大，输出控制信号Vnon的电平下降，输出MOS晶体管MN0的互导变小，输出信号Vout向高电压方向变化。此时的输出控制信号Vpon、Vnon也被供给到过驱动晶体管MP1、MN1的栅极，因此，pMOS过驱动晶体管MP1导通，nMOS过驱动晶体管MN1截止，在过驱动控制信号OD为高电平的过驱动期间，pMOS过驱动电路103a向pMOS电流镜电路101a的镜像输入电流路径MIp供给偏置电流Ip，nMOS电流镜电路103b不流过偏置电流In。通过供给偏置电流Ip，从而相应地输出控制信号Vpon的电平下降，输出信号Vout产生偏移电压ΔVos的上升（Vout=Vin＋ΔVos）。在不是过驱动期间的情况下，开关晶体管MP2、MN2均成为截止状态，因此，不流过偏置电流Ip、In，输出信号Vout的收敛电压变为输入电压Vin。

另一方面，在驱动时，在变为Vout＞Vin时，在nMOS电流镜电路101b的输出电流路径MOn中流动的电流增加，在pMOS电流镜电路101a的输入电流路径MIp中流动的电流增加，由此，输出控制信号Vnon的电平上升，输出MOS晶体管MN0的互导变大，输出控制信号Vpon的电平上升，输出MOS晶体管MP0的互导变小，输出信号Vout向低电压方向变化。此时的输出控制信号Vpon、Vnon也被供给到过驱动晶体管MP1、MN1的栅极，因此，pMOS过驱动晶体管MP1截止，nMOS过驱动晶体管MN1导通，在过驱动控制信号OD为高电平的过驱动期间，nMOS过驱动电路103b从nMOS电流镜电路101b的镜像输入电流路径MIn抽出偏置电流In，pMOS电流镜电路103a不流过偏置电流Ip。通过抽出偏置电流In，从而相应地输出控制信号Vnon的电平上升，输出信号Vout产生偏移电压ΔVos的下降（Vout=Vin－ΔVos）。在不是过驱动期间的情况下，开关晶体管MP2、MN2均成为截止状态，因此，不流过偏置电流Ip、In，输出信号Vout的收敛电压变为输入电压Vin。

例如设想将过驱动放大器AMP_1应用于图11的缓冲放大器50来驱动负载40的情况。在设想例如许多液晶显示元件被依次连接的源极线等长尺状的负载作为负载40时，R示出寄生于负载40的电阻分量作为分布电阻，C示出寄生或者连接于负载40的电容分量作为分布电容。在图2中例示出通过过驱动放大器AMP_1从一端驱动该负载40时的驱动波形。在图2中例示出负载40的驱动波形从时刻t0开始的周期和从时刻t3开始的周期的、共计两个周期的量。在时刻t0，输入信号Vin从低电位向高电位变化，追随于此，负载被过驱动放大器AMP_1的输出信号Vout向高电位侧开始驱动。在经过了时间A的时刻t1，过驱动控制信号OD成为高电平，流过偏置电流Ip，输出控制信号Vpon、Vnon均电平下降，输出信号Vout输出对输入信号Vin加上所述偏移电压Vos后的电压。由此，过驱动放大器AMP_1的近端的负载40被输入信号Vin＋Vos的电压驱动，该增强后的驱动电压被传播的远端的负载40在不会大幅度地延迟的情况下被输入电压Vin驱动，在时间B的过驱动期间结束的时刻t2以后，负载的近端和远端均收敛于输入信号Vin的电平。在时刻t3，输入信号Vin的极性被反转，从高电位向低电位变化，追随于此，负载被过驱动放大器AMP_1的输出信号Vout向低电位侧开始驱动。在时刻t4，开始过驱动，由此，过驱动控制信号OD成为高电平，流过偏置电流In，输出控制信号Vpon、Vnon均电平上升，输出信号Vout输出从输入信号Vin减去所述偏移电压Vos后的电压。由此，过驱动放大器AMP_1的近端的负载40被输入信号Vin－Vos的电压驱动，该增强后的驱动电压被传播的远端的负载40在不会大幅度地延迟的情况下被输入电压Vin驱动，在时间B的过驱动期间结束的时刻t5以后，负载的近端和远端均收敛于输入信号Vin的电平。如果不使用该过驱动功能，则如图12所例示的那样，在负载的远端，为了使驱动波形收敛于输入信号Vin而需要时间，负载驱动的响应性下降。因此，根据图2很清楚，能够通过流过偏置电流Ip、In的过驱动功能来缩短负载40的远端收敛于作为目的的到达电压的驱动时间。

特别地，偏置电流Ip、In的电流量基于所述输出控制信号Vpon、Vnon来控制。总之，在过驱动期间，过驱动放大器AMP_1其自身要通过输出控制信号Vpon、Vnon来自律地增强要输出的输出电路102的输出。换言之，能够根据可过驱动的电压幅度来自我调整过驱动量。即，能够自律地进行适当的过驱动。因此，不需要如通过数字的运算校正驱动数据来进行过驱动的情况那样大幅度地增大电路规模、电路工作。因此，能够仅通过向驱动放大器追加小规模的电路就使低消耗电流和高速驱动双方满足来实现为了最小限度地抑制负载的近端、远端的收敛时间的偏差或者缓和根据温度环境变化的负载的响应特性的影响等而使用的过驱动。

此外，能够通过利用开关晶体管MP2、MN2的开关控制的导通工作期间来实现过驱动期间的调整，能够利用过驱动控制信号OD来控制过驱动期间。

此外，偏置晶体管MP3、MN3的互导能够通过偏置信号p_bs1、n_bs1决定，因此，能够可变地控制过驱动电路103输出的偏置电流Ip、In的电流量，能够通过该偏置电流量的调整来调整输出电路的输出增强（过驱动电压）。

由pMOS电流镜电路101a、浮置电流源101c以及nMOS电流镜电路101b构成电流镜电路101，因此，能够容易地实现从低电位电源朝向高电位电源的输出电路的输出波形和从高电位电源朝向低电位电源的输出电路的输出波形的对称性。

根据pMOS差动输入晶体管对100a的输入来决定nMOS电流镜电路101b的状态，并且，根据nMOS差动输入晶体管对100b的输入来决定pMOS电流镜电路101a的状态，因此，能够得到在输出信号Vout针对输入信号Vin的负反馈控制中高的响应性。

《过驱动放大器AMP_2、AMP_3》

作为图1的过驱动放大器AMP_1的变形例，对图3的过驱动放大器AMP_2和图4的过驱动放大器AMP_3进行说明。

图3的过驱动放大器AMP_2与图1的不同之处在于，仅通过nMOS差动输入晶体管对100b构成差动输入电路100。根据过驱动放大器AMP_2，与图1相比，从高电位输出向低电位输出的负反馈控制的响应性稍微下降，但是，能够有助于电路规模的缩小。其它与图1同样，因此，省略其详细的说明。特别地，在输入电压Vin的范围不是从Vss到Vdd的全范围的情况下是优选的。

图4的过驱动放大器AMP_3与图1的不同之处在于，仅通过pMOS差动输入晶体管对100a构成差动输入电路100。根据过驱动放大器AMP_3，与图1相比，从低电位输出向高电位输出的负反馈控制的响应性稍微下降，但是，能够有助于电路规模的缩小。其它与图1同样，因此，省略其详细的说明。特别地，在输入电压Vin的范围不是从Vss到Vdd的全范围的情况下是优选的。

《过驱动放大器AMP_4》

作为图1的过驱动放大器AMP_1的另一变形例，对图5的过驱动放大器AMP_4进行说明。

图5的过驱动放大器AMP_4与图1的不同之处在于，排他控制pMOS开关晶体管MP2和nMOS开关晶体管MN2的开关状态。即，所述pMOS过驱动电路103c的pMOS开关晶体管MP2向栅极输入过驱动控制信号OD的反相信号OD_b与第一开关控制信号Vpsw_b的“或”信号。nMOS过驱动电路103d的nMOS开关晶体管MN2向栅极输入过驱动控制信号OD与第二开关控制信号Vnsw_b的“与”信号。第一开关控制信号Vpsw_b是比pMOS输出晶体管MP0的栅极信号Vpon更迟地向低电平变化且比pMOS输出晶体管MP0的栅极信号Vpon更早地向高电平变化的信号，第二开关控制信号Vnsw_b是比nMOS输出晶体管MN0的栅极信号Vnon更早地向低电平变化且比nMOS输出晶体管MN0的栅极信号Vnon更迟地向高电平变化的信号。即，所述第一开关控制信号Vpsw_b使pMOS开关晶体管MP2相对于输出控制信号Vpon的变化更早地截止且更迟地导通。第二开关控制信号Vnsw_b使nMOS开关晶体管MN2相对于输出控制信号Vnon的变化更早地截止且更迟地导通。

第一开关控制信号Vpsw_b由图6所例示的比较器103c生成，第二开关控制信号Vnsw_b由图6所例示的比较器103d生成。比较器103c将串联连接有在栅极接受输出控制信号Vpon的p沟道型的pMOS晶体管MP32和在栅极接受输出控制信号Vnon的n沟道型的nMOS晶体管MN32的推挽式电路的输出Vpsw反转来生成第一开关控制信号Vpsw_b。当将pMOS晶体管MP32的晶体管尺寸设为Wp／Lp时，nMOS晶体管MN32的晶体管尺寸为（Wn＋α）／Ln，nMOS晶体管MN32的栅极宽度比pMOS晶体管MP32的栅极宽度大尺寸α。因此，nMOS晶体管MN32比输出MOS晶体管MN0更早地成为导通状态、更迟地成为截止状态。换言之，第一开关控制信号Vpsw_b使pMOS开关晶体管MP2相对于输出控制信号Vpon的变化更早地截止且更迟地导通。

比较器103d将串联连接有在栅极接受输出控制信号Vpon的p沟道型的pMOS晶体管MP31和在栅极接受输出控制信号Vnon的n沟道型的nMOS晶体管MN31的推挽式电路的输出Vnsw反转来生成第二开关控制信号Vnsw_b。当将nMOS晶体管MN31的晶体管尺寸设为Wn／Ln时，pMOS晶体管MP31的晶体管尺寸为（Wp＋α）／Lp，pMOS晶体管MP31的栅极宽度比nMOS晶体管MN31的栅极宽度大尺寸α。因此，pMOS晶体管MP31比输出MOS晶体管MP0更早地成为导通状态、更迟地成为截止状态。换言之，第二开关控制信号Vnsw_b使nMOS开关晶体管MN2相对于输出控制信号Vnon的变化更早地截止且更迟地导通。

据此，在如同图1那样利用过驱动控制信号OD直接控制开关晶体管MP2、MN2的情况下，在过驱动开始后，双方的开关晶体管MP2、MN2均变为导通，因此，存在如下情况，即，根据输出控制信号Vpon、Vnon的电压，双方的过驱动晶体管MP1、MN1均导通，在Vin＞Vout、Vin＜Vout的哪一个的情况下均流过偏置电流Ip、In。作为本来的输出增强功能，在过驱动开始后，在Vin＞Vout的情况下，仅流过偏置电流Ip的效率更好，在Vin＜Vout的情况下，仅流过偏置电流In的效率更好。因此，如同图5那样，在Vin＞Vout的情况下，仅使pMOS开关晶体管MP2导通，在Vin＜Vout的情况下，仅使nMOS开关晶体管MN2导通，由此，能够流过偏置电流Ip、In的任一方。特别地，使用与所述pMOS输出晶体管MP0的栅极信号Vpon相比更迟地向低电平变化的第一开关控制信号Vpsw_b来在pMOS过驱动电路103c中开始流动偏置电流Ip，使用与nMOS输出晶体管MN0的栅极信号Vnon相比更迟地向高电平变化的所述第二开关控制信号Vnsw_b来在nMOS过驱动电路103d中开始流动偏置电流In。因此，能够防止在过驱动刚开始之后过驱动方向变为相反的误动作、即在应流过偏置电流Ip的情况下流过偏置电流In或者相反在应流过偏置电流In的情况下流过偏置电流Ip的事态。总之，能够在过驱动刚开始之后不进行错误的过驱动。

其它与图1同样，因此，省略其详细的说明。

《过驱动放大器AMP_5》

作为图1的过驱动放大器AMP_1的变形例，对图7的过驱动放大器AMP_5进行说明。

图7的过驱动放大器AMP_5与图1的不同之处在于，在差动输入电路100的反馈MOS晶体管MP11、MN11侧配置过驱动电路103，将nMOS过驱动电路103f耦合于pMOS电流镜电路101a，将pMOS过驱动电路103e耦合于nMOS电流镜电路101b来构成。即，采用在pMOS电流镜电路101a所包括的pMOS镜像输入晶体管MP21的漏极和所述低电位电源Vss之间连接的nMOS过驱动电路103f、以及在nMOS电流镜电路101b所包括的nMOS镜像输入晶体管MN21的漏极和所述高电位电源Vdd之间连接的pMOS过驱动电路103e。

pMOS过驱动电路103e具有pMOS过驱动晶体管MP1、pMOS开关晶体管MP2、以及pMOS偏置晶体管MP3。nMOS过驱动电路103f具有nMOS过驱动晶体管MN1、nMOS开关晶体管MN2、以及nMOS偏置晶体管MN3。

据此，pMOS过驱动电路103e向nMOS电流镜电路101b的镜像电流输入路径MIn供给电流，由此，以使其镜像电流输出路径MOn的漏极电压下降的方式进行作用，使nMOS输出晶体管MN0的互导减少，由此，输出电路102要输出的高电平输出自律地向高电位侧增强。此外，nMOS过驱动电路103f在从pMOS电流镜电路101a的镜像电流输入路径MIp抽出电流的方向上流过电流，由此，以使其镜像电流输出路径MOp的漏极电压上升的方式进行作用，使pMOS输出晶体管MP0的互导减少，由此，输出电路102要输出的低电平输出自律地向低电位侧增强。

其它与图1同样，因此，省略其详细的说明。

《过驱动放大器AMP_6、AMP_7、AMP_8》

图8的过驱动放大器AMP_6是图5的过驱动放大器AMP_4的变形例，图9的过驱动放大器AMP_7是图4的过驱动放大器AMP_3的变形例，图10的过驱动放大器AMP_8是图3的过驱动放大器AMP_2的变形例，每一个变形例与图7的过驱动放大器AMP_5相对于图1的过驱动放大器AMP_1的变更同样，不同之处仅在于，在差动输入电路100的反馈MOS晶体管MP11、MN11侧配置了过驱动电路103。

在图8的过驱动放大器AMP_6中采用过驱动电路103g、103h。在过驱动电路103g、103h的结构中，标注与图5的过驱动电路103c、103d同样的附图标记，省略其详细的说明。其它与图1等同样，因此，省略其详细的说明。

《LCD驱动IC》

在图14中例示出应用了以上所说明的过驱动放大器的LCD驱动IC3的编入系统。1是液晶面板单元，2是主机装置。液晶面板单元1具有液晶显示面板7、在其上配置的触摸面板8、以及作为半导体装置的一个示例的LCD驱动IC3。关于LCD驱动IC3，虽然不特别限制，但是，使用公知的CMOS集成电路制造技术来形成于单晶硅等的1个半导体基板（芯片）。

主机装置2将显示数据、显示控制命令以及触摸控制命令等提供给LCD驱动IC3，从LCD驱动IC3取得触摸检测数据、状态等。例如在应用于便携式终端的情况下，主机装置2具备可连接于便携式通信网等的通信部、进行使用了通信部的通信协议处理的协议处理器、进行协议处理器的控制和各种数据处理控制的应用处理器、以及辅助存储装置和其它外部接口电路等周围装置而成。主机装置2不限定于此，能够采用使用液晶面板单元1的各种电子设备。

关于液晶显示面板7，如图13所例示的那样，在玻璃基板上呈矩阵状地形成多个显示元件42，每一个显示元件42具有数据端子和公共端子。每一个显示元件42具有串联连接的薄膜晶体管43、被液晶电极夹持的液晶44以及电容45，数据端子耦合于薄膜晶体管43的源极，公共端子耦合于一个液晶电极。显示元件42的选择端子耦合于薄膜晶体管43的栅极。向显示元件42的公共端子提供作为共同电位的公共电压VCOM。显示元件42的选择端子连接于对应的栅极线41，显示元件的数据端子连接于在与栅极线41交叉的方向上配置的对应的源极线40。将栅极线41的每一个处的显示元件42的行设为显示行，以显示行为单位使显示元件42的薄膜晶体管43导通，由此，选择显示行（显示行的扫描）。在显示行的每个选择期间（水平显示期间）从源极线40向显示元件42提供与显示数据对应的灰度驱动信号。每一个灰度驱动信号是从多个灰度电压之中根据显示数据而选择的电压信号。向显示元件42施加的灰度驱动信号的信号电荷通过薄膜晶体管43被截止而在下一次选择之前与在液晶44的液晶电极间形成的电容一起被保持于电容45，保持液晶的快门状态。

触摸面板8具有依次被扫描驱动的多根扫描电极和与扫描电极交叉地配置的多个检测电极，在电极间的交叉部形成有既定的电容分量（检测电容）。在依次驱动扫描电极时，按照在被驱动的扫描电极的附近是否存在被检体（例如手指）所对应的静电电容的不同，出现在检测电极的电荷不同。其电荷信息在每次扫描时被积分，利用积分后的信号的电荷的不同作为触摸检测信号。

LCD驱动IC3具有与主机装置2对接的输入输出电路6、显示控制器4、触摸控制器5、寄存器电路10、控制电路11、以及OD（过驱动）信号生成电路12。25、26、33、34是代表性地示出的外部端子。

输入输出电路6从主机装置2输入显示控制命令以及触摸控制命令等命令、控制数据CNTD，将命令储存在命令寄存器（CMDREG）14中，将控制数据储存在控制寄存器（CNTREG）13中。

控制电路11基于输入的命令以及控制数据来控制LCD驱动IC3的工作。显示控制器4将从主机装置2供给的图像数据DSPD储存在图像存储器中。当指示显示工作时，显示控制器4与显示定时同步地通过栅极信号产生电路23生成用于依次选择显示行的选择信号，并且，与此并行地，基于图像存储器内的图像数据通过源极信号产生电路21生成用于驱动源极线的源极信号。当栅极驱动器24基于选择信号而选择显示行时，与此同步地，源极驱动器22根据源极信号来驱动液晶显示面板7的源极线40。由此，在液晶显示面板7中，在每个垂直同步期间，以帧为单位与水平同步期间同步地依次向显示行的像素写入亮度信号。26是与液晶显示面板7的源极线连接的外部端子（源极线驱动端子），并且是从源极驱动器22输出的源极线驱动信号的外部供给端子。

控制电路10基于输入的命令、控制数据来控制触摸控制器5的工作。触摸控制器5与显示定时同步地通过电极驱动信号产生电路30生成扫描电极和检测电极的驱动信号，通过电极驱动器31向检测电极提供初始电位，并且，驱动扫描电极，通过触摸检测电路32按每个检测电极对该扫描电极和检测电极的交点附近的静电电容所对应的电荷信号进行积分，按每个扫描帧对积分数据进行积累，将其作为触摸检测数据TCHD提供给主机装置2。主机装置2基于所提供的触摸检测数据TCHD按每个扫描帧运算触摸的有无和触摸坐标，在下一次的数据处理中利用。

在源极驱动器22中按每个源极线40配置有缓冲放大器50。对缓冲放大器50采用以上说明的过驱动放大器AMP_1至AMP_8中的任一个。OD信号生成电路12生成过驱动控制信号OD以及p_bs1、n_bs1等偏置信号并向缓冲放大器50供给。例如，以图2的时刻t0~t3为代表的周期为与水平同步周期同步的显示行单位的源极线驱动周期。期间A、B通过在控制寄存器13中设定的控制数据来可变地规定。控制电路11从控制寄存器13读入其控制数据，与水平同步信号周期同步地，将过驱动控制信号OD的生成定时信号提供给OD信号生成电路12以便确保时间A、B。此外，在控制寄存器13中设定对偏置信号p_bs1、n_bs1的电压电平进行指定的控制数据。控制电路11从控制寄存器13读入其控制数据，将指定偏置信号p_bs1、n_bs1的电压电平的信号提供给OD信号生成电路12。由此，OD信号生成电路12与液晶显示面板7的显示定时同步地控制过驱动放大器的过驱动工作。特别地，通过调整规定过驱动开始定时的图2的期间A，从而能够抑制源极驱动开始时的向液晶显示面板7的冲击电流。

通过使用LCD驱动IC3，从而能够最小限度地抑制在平板电脑、智能电话等装载的液晶显示面板7的源极线负载的近端、远端的收敛时间的偏差。此外，能够实现其驱动电压电平的调整。能够与驱动的电压幅度对应地根据偏置电流Ip、In来自我调整过驱动量，因此，电路规模不会增大，过驱动也不会变得过剩。针对在平板电脑、智能电话等装载的液晶显示面板的高精细化等，能够在低功耗而且不会增大电路规模的情况下实现更高速的、响应性更优越的像素驱动。

以上基于实施方式来具体地说明了由本发明者完成的发明，但是，本发明不限定于此，当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如，差动放大器的基本结构不限定于上述说明，能够适当变更。例如输出电路也能够采用被推挽式电路限定的源极跟随器输出方式。此外，关于过驱动电路，只要能够选择性地流过偏置电流，则也能够对其电路连接方式进行各种变更。电源不限定于使用正的高电位电源Vdd和负的低电位电源Vss的情况。也可以为使用接地GND和Vdd或者接地和Vss的情况。

此外，本发明的过驱动放大器不限定于应用于LCD驱动IC的情况，能够应用于驱动负载的各种用途。关于过驱动放大器，不仅能够在使多个并联地工作的用途中利用，当然也能够在以单体驱动负载的用途中利用。

附图标记的说明

3 LCD驱动IC

4 显示控制器

7 液晶显示面板

13 控制寄存器

22 源极驱动器

26 源极线驱动端子

40 源极线

50 缓冲放大器

AMP_1~AMP_8 过驱动放大器

Vin 输入信号

MP12 pMOS输入晶体管

MN12 nMOS输入晶体管

Vout 输出信号

MP11 pMOS反馈输入晶体管

MN11 nMOS反馈输入晶体管

100 差动输入电路

100a pMOS差动输入晶体管对

100b nMOS差动输入晶体管对

MIp、MIn 镜像输入电流路径

MOp、MOn 镜像输出电流路径

101 电流镜负载

101a pMOS电流镜电路

101b nMOS电流镜电路

101c 浮置电流源

Vpon、Vnon 输出控制信号

102 输出电路

Ip、In 偏置电流

103 过驱动电路

103a、103c pMOS过驱动电路

103b、103d nMOS过驱动电路

103f、103h nMOS过驱动电路

103e、103g pMOS过驱动电路

MP0、MN0 输出晶体管

MP1、MN1 过驱动晶体管

MP2、MN2 开关晶体管

MP3、MN3 偏置晶体管

p_bs1、n_bs1 偏置信号

Vdd 高电位电源

Vss 低电位电源

MP21 pMOS镜像输入晶体管

MP22 pMOS镜像输出晶体管

MN21 nMOS镜像输入晶体管

MN22 nMOS镜像输出晶体管

MP0 pMOS输出晶体管

MN0 nMOS输出晶体管

MP1 pMOS过驱动晶体管

MP2 pMOS开关晶体管

MP3 pMOS偏置晶体管

MN1 nMOS过驱动晶体管

MN2 nMOS开关晶体管

MN3 nMOS偏置晶体管

OD 过驱动控制信号

Vpsw_b 第一开关控制信号

Vnsw_b 第二开关控制信号

MP12 pMOS输入晶体管

MP11 pMOS反馈输入晶体管

MN21 nMOS镜像输入晶体管

MP22 pMOS镜像输出晶体管。

Claims (20)

1.一种过驱动放大器，其中，具有：

差动输入电路，具有向栅极供给输入信号的输入晶体管和向栅极反馈输出信号的反馈输入晶体管作为差动输入晶体管对；

电流镜负载，镜像输入电流路径连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径连接于所述输入晶体管的电流路径；

输出电路，从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号；以及

过驱动电路，在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载。

2.根据权利要求1所述的过驱动放大器，其中，

所述输出电路具有在栅极接受所述输出控制信号的输出晶体管，

所述过驱动电路具有基于所述输出控制信号来控制互导的过驱动晶体管、以及与所述过驱动晶体管串联并在所述过驱动期间成为导通状态的开关晶体管，在所述开关晶体管的导通状态下使所述偏置电流在所述电流镜负载的镜像输入电流路径中流动。

3.根据权利要求2所述的过驱动放大器，其中，所述过驱动电路还包括与所述过驱动晶体管串联连接的偏置晶体管，所述偏置晶体管根据向栅极供给的偏置信号的电压来决定互导。

4.根据权利要求3所述的过驱动放大器，其中，

所述电流镜负载包括：在浮置电流源与高电位电源之间连接的pMOS电流镜电路、以及在所述浮置电流源与低电位电源之间连接的nMOS电流镜电路，

pMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS镜像输入晶体管和pMOS镜像输出晶体管，所述pMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接，

nMOS电流镜电路具有栅极被共同连接并且分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS镜像输入晶体管和nMOS镜像输出晶体管，所述nMOS镜像输入晶体管的栅极/漏极间被连接，

所述输出电路是由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管被串联连接于由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管的推挽式输出电路，所述nMOS输出晶体管的栅极连接于所述nMOS电流镜电路的所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS输出晶体管的栅极连接于所述pMOS电流镜电路的所述pMOS镜像输出晶体管的漏极。

5.根据权利要求4所述的过驱动放大器，其中，

所述过驱动电路具有：在所述pMOS电流镜电路所包括的pMOS镜像输入晶体管的漏极和所述高电位电源之间连接的pMOS过驱动电路、以及在所述nMOS电流镜电路所包括的nMOS镜像输入晶体管的漏极和所述低电位电源之间连接的nMOS过驱动电路，

所述pMOS过驱动电路具有分别由p沟道型MOS晶体管形成的pMOS过驱动晶体管、pMOS开关晶体管、以及pMOS偏置晶体管作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管，

所述nMOS过驱动电路具有分别由n沟道型MOS晶体管形成的nMOS过驱动晶体管、nMOS开关晶体管、以及nMOS偏置晶体管作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管。

6.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，

所述pMOS过驱动电路的所述pMOS开关晶体管向栅极输入过驱动控制信号的反相信号，

所述nMOS过驱动电路的所述nMOS开关晶体管向栅极输入所述过驱动控制信号。

7.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，

所述pMOS过驱动电路的所述pMOS开关晶体管向栅极输入过驱动控制信号的反相信号与第一开关控制信号的“或”信号，

所述nMOS过驱动电路的所述nMOS开关晶体管向栅极输入所述过驱动控制信号与第二开关控制信号的“与”信号，

所述第一开关控制信号是与所述由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管的栅极信号相比更早同步地变化的信号，

所述第二开关控制信号是与所述由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管的栅极信号相比更早同步地变化的信号。

8.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，

所述差动输入电路包括在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对和在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对作为所述差动输入晶体管对，

所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极，

所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。

9.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，

所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对，

所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极。

10.根据权利要求5所述的过驱动放大器，其中，

所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对，

所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。

11.根据权利要求4所述的过驱动放大器，其中，

所述过驱动电路具有在所述pMOS电流镜电路所包括的pMOS镜像输入晶体管的漏极和所述低电位电源之间连接的nMOS过驱动电路、以及在所述nMOS电流镜电路所包括的nMOS镜像输入晶体管的漏极和所述高电位电源之间连接的pMOS过驱动电路，

所述pMOS过驱动电路具有分别由p沟道型MOS晶体管形成的pMOS过驱动晶体管、pMOS开关晶体管、以及pMOS偏置晶体管作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管，

所述nMOS过驱动电路具有分别由n沟道型MOS晶体管形成的nMOS过驱动晶体管、nMOS开关晶体管、以及nMOS偏置晶体管作为所述过驱动晶体管、所述开关晶体管、以及偏置晶体管。

12.根据权利要求11所述的过驱动放大器，其中，

所述pMOS过驱动电路的所述pMOS开关晶体管向栅极输入过驱动控制信号的反相信号，

所述nMOS过驱动电路的所述nMOS开关晶体管向栅极输入所述过驱动控制信号。

13.根据权利要求11所述的过驱动放大器，其中，

所述pMOS过驱动电路的所述pMOS开关晶体管向栅极输入过驱动控制信号的反相信号与第一开关控制信号的“或”信号，

所述nMOS过驱动电路的所述nMOS开关晶体管向栅极输入所述过驱动控制信号与第二开关控制信号的“与”信号，

所述第一开关控制信号是与所述由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输出晶体管的栅极信号相比更早同步地变化的信号，

所述第二开关控制信号是与所述由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输出晶体管的栅极信号相比更早同步地变化的信号。

14.根据权利要求11所述的过驱动放大器，其中，

所述差动输入电路包括在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对、以及在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对作为所述差动输入晶体管对，

所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极，

所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。

15.根据权利要求11所述的过驱动放大器，其中，

所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述高电位电源和所述nMOS电流镜电路之间连接的pMOS差动输入晶体管对，

所述pMOS差动输入晶体管对包括分别由p沟道型MOS晶体管构成的pMOS输入晶体管和pMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述pMOS输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输出晶体管的漏极，所述pMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述nMOS镜像输入晶体管的漏极。

16.根据权利要求11所述的过驱动放大器，其中，

所述差动输入电路的所述差动输入晶体管对是在所述低电位电源和所述pMOS电流镜电路之间连接的nMOS差动输入晶体管对，

所述nMOS差动输入晶体管对包括分别由n沟道型MOS晶体管构成的nMOS输入晶体管和nMOS反馈输入晶体管作为所述输入晶体管和反馈输入晶体管，所述nMOS输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输出晶体管的漏极，所述nMOS反馈输入晶体管的漏极连接于所述pMOS镜像输入晶体管的漏极。

17.一种半导体装置，其中，

包括并联工作的多个过驱动放大器并形成于1个半导体基板，

所述过驱动放大器具有：

差动输入电路，具有向栅极供给输入信号的输入晶体管和向栅极反馈输出信号的反馈输入晶体管作为差动输入晶体管对；

电流镜负载，镜像输入电流路径连接于所述反馈输入晶体管的电流路径并且镜像输出电流路径连接于所述输入晶体管的电流路径；

输出电路，从所述电流镜负载的镜像输出电流路径输入输出控制信号；以及

过驱动电路，在过驱动期间使增强利用所述输出控制信号的所述输出电路的输出的方向的偏置电流基于所述输出控制信号流过所述电流镜负载。

18.根据权利要求17所述的半导体装置，其中，

所述输出电路具有在栅极接受所述输出控制信号的输出晶体管，

所述过驱动电路具有基于所述输出控制信号来控制互导的过驱动晶体管、以及与所述过驱动晶体管串联并在所述过驱动期间成为导通状态的开关晶体管，在所述开关晶体管的导通状态下使所述偏置电流在所述电流镜负载的镜像输入电流路径中流动。

19.根据权利要求18所述的半导体装置，其中，

所述过驱动电路还包括与所述过驱动晶体管串联连接的偏置晶体管，

所述偏置晶体管根据向栅极供给的偏置信号的电压来决定互导，

具有对决定所述偏置信号的电压的控制数据能改写地进行设定的控制寄存器。

20.根据权利要求19所述的半导体装置，其中，

具有与显示定时同步地并列输出与显示数据对应的灰度电压信号的源极驱动器，

所述源极驱动器具有多个所述过驱动放大器，

每一个过驱动放大器是从对应的外部端子向半导体装置的外部输出灰度电压信号的缓冲放大器。