CN107967907A - 反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置，可以仅通过一个开关晶体管与一个电阻的相互配合，即可通过简单的结构使反相电路的输出端的信号的电平与其输入端的信号的电平相反，从而可以降低占用面积，降低生产成本。

Description

反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置
技术领域
本发明涉及信号控制电路技术领域，特别涉及一种反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置。
背景技术
反相电路是可以将输入信号的电平进行反相并输出的电路。反相电路主要应用在模拟电路中，比如音频放大电路，时钟振荡器电路等。在显示面板的线路设计中，也经常需要使用反相电路。目前，在半导体薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的线路设计中，反相电路一般是由多个N型TFT和P型TFT构成的，导致反相电路的结构复杂以及占用面积较多。并且，N型TFT和P型TFT的制备方法也不尽相同，从而导致反相电路的制备方法也较复杂，不利于降低成本。
发明内容
本发明实施例提供一种反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置，用以解决现有技术中反相电路结构复杂，不利于降低占用面积与成本的问题。
本发明实施例提供了一种反相电路，包括：开关晶体管与分压电阻；
所述开关晶体管的控制极与所述反相电路的输入端电连接，所述开关晶体管的第一极与第一参考信号端电连接，所述开关晶体管的第二极分别与分压电阻的第一端以及所述反相电路的输出端电连接；
所述分压电阻的第二端与第二参考信号端电连接。
可选地，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，所述开关晶体管的开态电阻值rm1与所述分压电阻的电阻值r0满足公式：和/或，
所述开关晶体管的关态电阻值rm2与所述分压电阻的电阻值r0满足公式：
相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一种反相电路的驱动方法，包括：
第一阶段，向所述反相电路的输入端输入第一电平信号以控制所述开关晶体管导通，使所述反相电路的输出端输出第二电平信号；
第二阶段，向所述反相电路的输入端输入所述第二电平信号以控制所述开关晶体管截止，使所述反相电路的输出端输出所述第一电平信号。
相应地，本发明实施例还提供了一种阵列基板，包括：栅极驱动电路，以及与所述栅极驱动电路电连接的多条信号线；将用于输入电平相反的信号的两条信号线划分为一个信号线组；
所述阵列基板还包括：与至少一个信号线组一一对应连接的反相电路；所述反相电路的输入端与对应的信号线组中的一条信号线电连接，输出端与对应的所述信号线组中的另一条信号线电连接；其中，所述反相电路为本发明实施例提供的任一种反相电路。
可选地，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，每一个所述信号线组对应一个反相电路。
可选地，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，所述信号线包括：时钟信号线。
可选地，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，所述时钟信号线包括至少六条时钟信号线。
可选地，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，所述信号线包括：第一参考电压信号线与第二参考电压信号线；其中，所述第一参考电压信号线的信号的电平与所述第二参考电压信号线的电平相反。
可选地，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，所述反相电路设置于所述阵列基板的预切割区域。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种阵列基板。
可选地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述显示装置中的阵列基板为切除预切割区域后的面板区域。
相应地，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一种阵列基板的检测方法，包括：
将外部治具探针与信号线对应导通，向对应导通的所述信号线输入测试信号；其中，在信号线与反相电路电连接时，所述外部治具探针仅与所述反相电路的输入端电连接的信号线对应导通。
可选地，在本发明实施例提供的上述检测方法中，每一个所述信号线组对应一个反相电路；所述将外部治具探针与信号线对应导通，具体包括：
将所述外部治具探针分别与各所述反相电路的输入端电连接的信号线对应导通。
可选地，在本发明实施例提供的上述检测方法中，所述信号线包括时钟信号线；所述向对应导通的所述信号线输入测试信号，具体包括：
向对应导通的所述信号线输入测试时钟信号。
可选地，在本发明实施例提供的上述检测方法中，所述信号线包括第一参考电压信号线与第二参考电压信号线；所述向对应导通的所述信号线输入测试信号，具体包括：
向对应导通的所述信号线输入测试参考电压信号。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置，可以仅通过一个开关晶体管与一个电阻的相互配合，即可通过简单的结构使反相电路的输出端的信号的电平与其输入端的信号的电平相反，从而可以降低占用面积，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的反相电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的反相电路的电路时序图；
图3为本发明实施例提供的驱动方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图5为向本发明实施例提供的阵列基板输入的信号的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供的反相电路，如图1所示，可以包括：开关晶体管M0与分压电阻R0；其中，开关晶体管M0的控制极g与反相电路的输入端IN电连接，开关晶体管M0的第一极s与第一参考信号端VREF1电连接，开关晶体管M0的第二极d分别与分压电阻R0的第一端以及反相电路的输出端OUT电连接；分压电阻R0的第二端与第二参考信号端VREF2电连接。
本发明实施例提供的上述反相电路可以仅通过一个开关晶体管与一个电阻的相互配合，即可通过简单的结构使反相电路的输出端的信号的电平与其输入端的信号的电平相反，从而可以降低占用面积，降低生产成本。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述反相电路中，开关晶体管M0在其控制极g与其第一极s之间的电压差Vgs大于开关晶体管M0的阈值电压Vth，即Vgs>Vth时导通，以使开关晶体管M0为开态，此时开关晶体管M0具有开态电阻值rm1。开关晶体管M0在其控制极g与其第一极s之间的电压差Vgs小于开关晶体管M0的阈值电压Vth，即Vgs<Vth时截止，以使开关晶体管M0为关态，此时开关晶体管M0具有关态电阻值rm2。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述反相电路中，开关晶体管的开态电阻值rm1与分压电阻的电阻值r0可以满足公式：
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述反相电路中，开关晶体管的关态电阻值rm2与分压电阻的电阻值r0满足公式：
应用于平板显示的薄膜晶体管的有源层的材料可以为硅，例如包括非晶硅、多晶硅、微晶硅等；或者也可以为金属氧化物半导体材料，例如包括氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌(IZO)等，在此不作限定。由于非晶硅可以淀积在各种大面积的衬底上，所以生产成本低廉，得到了广泛的应用。在具体实施时，本发明实施例提供的开关晶体管的有源层的材料可以为非晶硅。当然，开关晶体管的有源层的材料也可以为其他半导体材料，在此不作限定。
在具体实施时，开关晶体管的开态电阻值rm1为开关晶体管在有源层的沟道为单位宽长比时的开态电阻。开关晶体管的关态电阻值rm2为开关晶体管在有源层的沟道为单位宽长比时的关态电阻。可选地，在具体实施时，可以使分压电阻的电阻值r0＝1010Ω，可以使开关晶体管的开态电阻值rm1＝107Ω，以及可以使开关晶体管的关态电阻值rm2＝1013Ω。当然，在实际应用中，由于反相电路的应用环境不同，对r0、rm1以及rm2的具体电阻值的要求也不相同，因此r0、rm1以及rm2的具体电阻值可以根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述反相电路中，反相电路的输入端的信号可以为高电平与低电平切换的方波脉冲信号，或者也可以为固定电压的高电平信号，或者也可以为固定电压的低电平信号，在此不作限定。在实际应用中，高电平信号的电压与低电平信号的电压需要根据具体应用环境来设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述反相电路中，第一参考信号端的信号的电平可以为低电平，第二参考信号端的信号的电平可以高电平，并且，第一参考信号端的信号的电压低于第二参考信号端的信号的电压，其具体电压值需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在反相电路的输入端的信号为方波脉冲信号时，第一参考信号端的信号的电压可以与该方波脉冲信号的低电平的信号的电压相同，第二参考信号端的信号的电压可以与该方波脉冲信号的高电平信号的电压相同。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述反相电路中，如图1所示，开关晶体管M0可以为N型晶体管。当然，开关晶体管也可以为P型晶体管，在此不作限定。
在具体实施时，在具体实施中，上述开关晶体管的控制极为其栅极，其第一极和第二极根据开关晶体管类型以及输入端的信号的不同，可以将第一极作为其源极，第二极作为其漏极，或者反之，将第一极作为其漏极，第二极作为其源极，在此不作具体区分。
下面结合图2所示的电路时序图对本发明实施例提供的上述反相电路的工作过程进行详细描述。其中，主要选取图2所示的时序图中的T1和T2两个阶段。并且以输入端IN的信号为方波脉冲信号，且输入端IN的高电平信号的电压为VGH，输入端IN的低电平信号的电压为VGL，以及第一参考信号端VREF1的信号的电压为VGL，第二参考信号端VREF2的信号的电压为VGH为例进行说明。
在第一阶段T1中，输入端IN的信号为高电平信号，开关晶体管M0的控制极g的电压Vg＝VGH，开关晶体管M0的第一极s的电压Vs＝VGL，则，Vgs＝Vg-Vs＝VGH-VGL，使得Vgs>Vth，使开关晶体管M0为开态。从而使输出端OUT的电压Vo满足公式：由于使得Vo-VGL≈(VGH-VGL)*10-3。由于在实际应用中，VGH一般设置为15～40V，VGL一般设置为-11～0V。因此，Vo-VGL大约为0.015～0.051V。因此，在误差允许范围内，可以认为Vo＝VGL，即可以使输出端OUT的电压与输入端IN的低电平信号的电压近似相同，从而实现了对输入端IN的高电平信号的反相处理。
在第二阶段T2中，输入端IN的信号为低电平信号，开关晶体管M0的控制极g的电压Vg＝VGL，开关晶体管M0的第一极s的电压Vs＝VGL，则，Vgs＝Vg-Vs＝0，使得Vgs<Vth，使开关晶体管M0为关态。从而使输出端OUT的电压Vo满足公式：由于使得Vo-VGH≈(VGL-VGH)*10-3。由于在实际应用中，VGH一般设置为15～40V，VGL一般设置为-11～0V。因此，Vo-VGH大约为-0.051～-0.015V。因此，在误差允许范围内，可以认为Vo＝VGH，即可以使输出端OUT的电压与输入端IN的高电平信号的电压近似相同，从而实现了对输入端IN的高电平信号的反相处理。
同理，在输入端IN的信号为固定电压的高电平信号时，可以参见上述第一阶段的工作过程，在输入端IN的信号为固定电压的低电平信号时，可以参见上述第二阶段的工作过程，在此不作赘述。
需要说明的是，上述的第一阶段和第二阶段并不代表严格的执行顺序，两个阶段可以顺序互换，可以根据实际需要进行控制。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述反相电路的驱动方法，如图3所示，包括：
S301、第一阶段，向反相电路的输入端输入第一电平信号以控制开关晶体管导通，使反相电路的输出端输出第二电平信号；
S302、第二阶段，向反相电路的输入端输入第二电平信号以控制开关晶体管截止，使反相电路的输出端输出第一电平信号。
本发明实施例提供的上述驱动方法，可使反相电路的输出端的信号的电平与其输入端的信号的电平相反，从而可以降低占用面积，降低生产成本。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述驱动方法中，第一电平信号与第二电平信号的电平相反。在具体实施时，可以使第一电平信号为高电平信号，第二电平信号为低电平信号；或者，反之，也可以使第一电平信号为低电平信号，第二电平信号为高电平信号，在此不作限定，具体需要根据开关晶体管是N型晶体管还是P型晶体管而定。具体地，图2示出了开关晶体管是N型晶体管的一种电路时序图，且第一电平信号为高电平信号，第二电平信号为低电平信号。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种阵列基板，如图4所示，包括：栅极驱动电路110，以及与栅极驱动电路110电连接的多条信号线120_m(m＝1、2…M；M为信号线的总数，图4以M＝6为例)；将用于输入电平相反的信号的两条信号线划分为一个信号线组130_n(n＝1、2…N；N为信号线组的总数，图4以N＝3为例)；
阵列基板还可以包括：与至少一个信号线组130_n一一对应的反相电路140_n；反相电路140_n的输入端IN与对应的信号线组130_n中的一条信号线电连接，输出端OUT与对应的信号线组130_n中的另一条信号线电连接；其中，反相电路140_n为本发明实施例提供的上述任一种反相电路。
本发明实施例提供的阵列基板，通过将用于输入电平相反的信号的两条信号线划分为一个信号线组；并设置与至少一个信号线组一一对应的反相电路，由于反相电路可以使其输出端的信号与其输出端的信号的电平相反，这样在对栅极驱动电路进行驱动而对信号线输入电平相反的信号时，可以通过外部器件仅对与反相电路的输入端电连接的信号线输入对应信号，与该反相电路的输出端电连接的信号线即可输入电平反相后的信号，从而可以不用额外的再通过外部器件对该反相电路的输出端电连接的信号线输入对应信号，进而可以减少输入栅极驱动电路的信号的数量，降低对外部器件的条件要求。并且，由于反相电路的结构简单，可以进一步降低占用空间，降低成本。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，如图4所示，每一个信号线组130_n对应一个反相电路140_n。这样可以进一步减少信号输入。
一般栅极驱动电路是通过阵列基板行驱动(Gate Driver on Array，GOA)技术制备在阵列基板上的。在阵列基板制备完成后，需要对阵列基板进行检测，以便及时发现不良产品。其中在对阵列基板上的栅极驱动电路进行检测时，需要采用检测设备向栅极驱动电路输入：多个时钟信号(例如可以达到8～10个时钟信号)、参考电压信号等。目前，检测设备输出的时钟信号的数目是固定的，在栅极驱动电路所需的时钟信号的数目大于检测设备所能提供的数目时，一般是通过改进检测设备的结构以使其输出的时钟信号符合要求，然而这样将会导致成本增加。或者是通过去除某些时钟信号的方式对阵列基板进行检测，然而这样将会对阵列基板的检测结果造成不利影响。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，信号线可以包括：时钟信号线。这样用于输入电平相反的信号的两条信号线连接一个反相电路，从而可以降低检测设备输入的时钟信号的数量，降低对检测设备的要求。并且在每一个信号线组对应一个反相电路时，检测设置可以将输入的时钟信号的数量降低一半，从而可以避免改进检测设备的结构，以及提高检测结果。
一般在实际应用中，栅极驱动电路可以连接2、4、6、8、10条等时钟信号线、可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，时钟信号线可以设置为包括至少六条时钟信号线。具体地，时钟信号线可以设置6条；或者，也可以设置8条、10条等。在实际应用中，时钟信号线的数量需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。
一般在栅极驱动电路进行驱动时，还需要向其输入高电压参考信号VDD与低电压参考信号VSS，这两个信号的电平相反，并且，一般高电压参考信号VDD的电压与时钟信号的高电平信号的电压相同，低电压参考信号VSS的电压与时钟信号的低电平信号的电压相同。在具体实施时，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，信号线也可以包括：第一参考电压信号线与第二参考电压信号线；其中，第一参考电压信号线的信号的电平与第二参考电压信号线的电平相反。具体地，第一参考电压信号线可以用于传输低电压参考信号VSS，第二参考电压信号线可以用于传输高电压参考信号VDD，在此不作限定。
一般在对阵列基板的栅极驱动电路进行检测时，该检测时间较短，使得对电路中的TFT特性不会产生信赖性要求，这样对输入的信号的精度要求较低，从而可以通过输入简单的信号以检测栅极驱动电路是否可以正常工作。在将上述阵列基板应用于显示装置中时，在该显示装置应用于对显示效果要求不高的环境中时，可以通过驱动芯片仅对反相电路的输入端电连接的信号线输入信号，以实现显示功能。在具体实施时，在本发明实施例提供的上述阵列基板中，各信号线、栅极驱动电路以及反相电路可以均设置于阵列基板的面板区域中。
当然，在对显示效果要求较高时，由一个开关晶体管与一个电阻构成的反相电路可能不足以满足显示要求，因此可以将反相电路去除，以采用驱动芯片对面板区域中的各信号线输入信号。因此在具体实施时，如图4所示，各信号线120_m与栅极驱动电路110均设置于阵列基板的面板区域Panel中，反相电路140_n设置于阵列基板的预切割区域Cutting中。这样可以在进入后端形成显示装置中的显示面板时将预切割区域切除，从而不会影响显示装置的显示效果。
需要说明的是，上述附图中各层薄膜厚度和形状不反映阵列基板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述任一阵列基板的检测方法，该检测方法可以包括：
将外部治具探针与信号线对应导通，向对应导通的信号线输入测试信号；其中，在信号线与反相电路电连接时，外部治具探针仅与反相电路的输入端电连接的信号线对应导通。这样可以通过检测设备中的外部治具探针向阵列基板中的信号线输入对应的测试信号。
在具体实施时，每一个信号线组可以对应一个反相电路，在本发明实施例提供的上述检测方法中，将外部治具探针与信号线对应导通，具体可以包括：
将外部治具探针分别与各反相电路的输入端电连接的信号线对应导通。
在具体实施时，信号线可以包括时钟信号线，在本发明实施例提供的上述检测方法中，向对应导通的信号线输入测试信号，具体包括：
向对应导通的信号线输入测试时钟信号。具体地，以图4所示的阵列基板的结构为例，对其检测方法的过程进行说明。外部治具探针分别与各反相电路140_n的输入端IN电连接的信号线120_1、120_3、120_5对应导通，以分别向信号线120_1、120_3、120_5输入图5所示的测试时钟信号CK1、CK2、CK3，由于反相电路140_1、反相电路140_2、反相电路140_3的作用，可以使信号线120_2、120_4、120_6输入图5所示的时钟信号CK4、CK5、CK6。从而可以实现对栅极驱动电路110输入对应的时钟信号。
在具体实施时，信号线可以包括第一参考电压信号线与第二参考电压信号线，在本发明实施例提供的上述检测方法中，向对应导通的信号线输入测试信号，具体包括：
向对应导通的信号线输入测试参考电压信号。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种阵列基板。该显示装置解决问题的原理与前述阵列基板相似，因此该显示装置的实施可以参见前述阵列基板的实施，重复之处在此不再赘述。
在具体实施时，在本发明实施例提供的显示装置中，显示装置中的阵列基板为切除预切割区域后的区域。这样可以采用驱动信号对阵列基板中的信号线输入对应信号。
在具体实施时，显示装置可以为显示面板。其中，该显示面板可以为液晶显示面板或电致发光显示面板，在此不作限定。
当然，在具体实施时，显示装置也可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
本发明实施例提供的反相电路、驱动方法、阵列基板、检测方法及显示装置，可以仅通过一个开关晶体管与一个电阻的相互配合，即可通过简单的结构使反相电路的输出端的信号的电平与其输入端的信号的电平相反，从而可以降低占用面积，降低生产成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种反相电路，其特征在于，包括：开关晶体管与分压电阻；
所述开关晶体管的控制极与所述反相电路的输入端电连接，所述开关晶体管的第一极与第一参考信号端电连接，所述开关晶体管的第二极分别与分压电阻的第一端以及所述反相电路的输出端电连接；
所述分压电阻的第二端与第二参考信号端电连接。
2.如权利要求1所述的反相电路，其特征在于，所述开关晶体管的开态电阻值rm1与所述分压电阻的电阻值r0满足公式：和/或，
所述开关晶体管的关态电阻值rm2与所述分压电阻的电阻值r0满足公式：
3.一种如权利要求1或2所述的反相电路的驱动方法，其特征在于，包括：
第一阶段，向所述反相电路的输入端输入第一电平信号以控制所述开关晶体管导通，使所述反相电路的输出端输出第二电平信号；
第二阶段，向所述反相电路的输入端输入所述第二电平信号以控制所述开关晶体管截止，使所述反相电路的输出端输出所述第一电平信号。
4.一种阵列基板，包括：栅极驱动电路，以及与所述栅极驱动电路电连接的多条信号线；其特征在于，将用于输入电平相反的信号的两条信号线划分为一个信号线组；
所述阵列基板还包括：与至少一个信号线组一一对应连接的反相电路；所述反相电路的输入端与对应的信号线组中的一条信号线电连接，输出端与对应的所述信号线组中的另一条信号线电连接；其中，所述反相电路为如权利要求1或2所述的反相电路。
5.如权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，每一个所述信号线组对应一个反相电路。
6.如权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述信号线包括：时钟信号线。
7.如权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述时钟信号线包括至少六条时钟信号线。
8.如权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述信号线包括：第一参考电压信号线与第二参考电压信号线；其中，所述第一参考电压信号线的信号的电平与所述第二参考电压信号线的电平相反。
9.如权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述反相电路设置于所述阵列基板的预切割区域。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求4-9任一项所述的阵列基板。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置中的阵列基板为切除预切割区域后的面板区域。
12.一种如权利要求4-9任一项所述的阵列基板的检测方法，其特征在于，包括：
将外部治具探针与信号线对应导通，向对应导通的所述信号线输入测试信号；其中，在信号线与反相电路电连接时，所述外部治具探针仅与所述反相电路的输入端电连接的信号线对应导通。
13.如权利要求12所述的检测方法，其特征在于，每一个所述信号线组对应一个反相电路；所述将外部治具探针与信号线对应导通，具体包括：
将所述外部治具探针分别与各所述反相电路的输入端电连接的信号线对应导通。
14.如权利要求12所述的检测方法，其特征在于，所述信号线包括时钟信号线；所述向对应导通的所述信号线输入测试信号，具体包括：
向对应导通的所述信号线输入测试时钟信号。
15.如权利要求12所述的检测方法，其特征在于，所述信号线包括第一参考电压信号线与第二参考电压信号线；所述向对应导通的所述信号线输入测试信号，具体包括：
向对应导通的所述信号线输入测试参考电压信号。
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