CN114495790A - 放大器及控制方法、缓冲器、源极驱动器、显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种放大器及控制方法、缓冲器、源极驱动器、显示装置。放大器包括第一级放大单元、第二级放大单元、第一电流源、第二电流源、第一开关模块和第二开关模块。第一级放大单元和第二级放大单元电连接；第一电流源与第一级放大单元电连接；第二电流源与第二级放大单元电连接。第一开关模块和第二开关模块，都与第一电流源的控制端电连接。第一开关模块被配置为导通时，第二开关模块被配置为关断，将第一偏置电压传输至第一电流源的控制端。第一开关模块被配置为关断时，第二开关模块被配置为导通，将第二偏置电压传输至第一电流源的控制端，第一偏置电压大于第二偏置电压。采用本申请，能够提高放大器的电压转换速率，减小开关噪声。

Description

放大器及控制方法、缓冲器、源极驱动器、显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体而言，本申请涉及一种放大器及控制方法、缓冲器、源极驱动器、显示装置。

背景技术

显示装置包括源极驱动器和显示面板，随着显示面板尺寸和分辨率的增大，提高源极驱动器的放大器的电压转换速率变得越来越急迫。

现有技术中，通过新增加电流源和开关的方式，提高放大器的电压转换效率，但会产生较大的开关噪声，从而可能导致图像质量不佳。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种放大器及控制方法、缓冲器、源极驱动器、显示装置，用以解决现有技术中存在的提高放大器的电压转换效率会产生较大的开关噪声，从而可能导致图像质量不佳的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种放大器，包括：

电连接的第一级放大单元和第二级放大单元；

第一电流源，与第一级放大单元电连接；

第二电流源，与第二级放大单元电连接；

第一开关模块和第二开关模块，都与第一电流源的控制端电连接；

第一开关模块被配置为导通时，第二开关模块被配置为关断，将第一偏置电压传输至第一电流源的控制端；

第一开关模块被配置为关断时，第二开关模块被配置为导通，将第二偏置电压传输至第一电流源的控制端，第一偏置电压大于第二偏置电压。

第二方面，本申请实施例提供了一种缓冲器，包括多个如第一方面的放大器。

第三方面，本申请实施例提供了一种源极驱动器，包括如第二方面的缓冲器。

第四方面，本申请实施例提供了一种显示装置，包括如第三方面的源极驱动器。

第五方面，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于如第一方面的放大器；控制方法包括：

控制第一开关模块导通，同步控制第二开关模块关断，将第一偏置电压传输至第一电流源的控制端；

控制第一开关模块关断，同步控制第二开关模块导通，将第二偏置电压传输至第一电流源的控制端，第一偏置电压大于第二偏置电压。

第六方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序由计算机执行以实现如第五方面的控制方法。

本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：

本申请实施例提供的一种放大器，仅采用一个通过开关控制的电流源，无需额外增加其他电流源器件，能够降低成本，通过第一开关模块和第二开关模块同时互补工作，能够提高放大器的电压转换速率，减小开关噪声，还能够减少电流消耗的增加，从而能够提高图像质量，能够驱动高速和高分辨率的显示面板。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种放大器的电路原理示意图；

图2为本申请实施例提供的一种提高放大器电压转换速率的控制时序示意图；

图3为本申请实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

附图标记：

100-源极驱动器，200-显示面板；

50-缓冲器；

10-放大器，11-第一级放大单元，12-第二级放大单元，13-第一电流源，14-第二电流源，15-第一开关模块，16-第二开关模块。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本申请的发明人进行研究发现，传统的放大器虽然电压转换速率较高，但是需要高电流消耗。

本申请的发明人进行研究还发现，通过新增加电流源和开关的方式，提高放大器的电压转换效率，但会产生较大的开关噪声，从而可能导致图像质量不佳。

本申请提供的一种放大器及控制方法、缓冲器、源极驱动器、显示装置，旨在解决现有技术的如上技术问题。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请实施例提供了一种放大器10，如图1所示，包括第一级放大单元11、第二级放大单元12、第一电流源13、第二电流源14、第一开关模块15和第二开关模块16。

具体的，第一级放大单元11和第二级放大单元12电连接；第一电流源13与第一级放大单元11电连接；第二电流源14与第二级放大单元12电连接。

第一开关模块15和第二开关模块16，都与第一电流源13的控制端电连接。

第一开关模块15被配置为导通时，第二开关模块16被配置为关断，将第一偏置电压VBN1-SB传输至第一电流源13的控制端。

第一开关模块15被配置为关断时，第二开关模块16被配置为导通，将第二偏置电压VBN1传输至第一电流源13的控制端，第一偏置电压VBN1-SB大于第二偏置电压VBN1。

图1中，Vin+表示输入级模块的正向输入端输入的电压，Vin-表示输入级模块的负向输入端输入的电压，Vout表示放大器10的输出端输出的电压，I_Bias1表示第一电流源13提供的第一偏置电流，I_Bias2表示第二电流源14提供的第二偏置电流，VDD表示第一电压端，VSS表示第二电压端，VBN2表示传输至第二电流源14的控制端的第三偏置电压。

本申请实施例提供的一种放大器10，仅采用一个开关控制的电流源，无需额外增加其他电流源器件，能够降低成本，通过第一开关模块15和第二开关模块16同时互补工作，能够提高放大器10的电压转换速率，减小开关噪声，还能够减少电流消耗的增加，从而能够提高图像质量，能够驱动高速和高分辨率的显示面板200。

在一些实施例中，如图1所示，第一电流源13包括第五晶体管M5；第五晶体管M5的控制极与第一开关模块15、第二开关模块16都电连接；第五晶体管M5的第一极与第一级放大单元11电连接；第五晶体管的第二极与第二电压端电连接。

可选地，本申请中的晶体管为MOSFET管(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。

可选地，第五晶体管M5为NMOS管(N沟道型MOS管)。第五晶体管M5的第一极为漏极，第五晶体管M5的第二极为源极。

可选地，本申请实施例放大器10仅采用一个晶体管，放大器10尺寸较小，能够节约所属芯片面积。

在一些实施例中，如图1和图2所示，第一开关模块15被配置为在水平同步信号H-Sync一个周期的上升沿导通、且持续导通第一时长t1，使得第一开关模块15在第一时长t1期间一直将第一偏置电压VBN1-SB传输至第一电流源13的控制端；第二开关模块16被配置为在水平同步信号H-Sync一个周期的上升沿关断、且持续关断第一时长t1；

第一开关模块15被配置为在水平同步信号H-Sync一个周期的下降沿之后关断、且持续关断第二时长t2；第二开关模块16被配置为在水平同步信号H-Sync一个周期的下降沿之后导通、且持续导通第二时长t2，使得所述第二开关模块16在所述第二时长期间一直将第二偏置电压VBN1传输至第一电流源13的控制端。

可选地，第一开关模块15包括第一开关SW1，第二开关模块16包括第二开关SW2。

图2中P1、P2、P3……Pn分别表示水平同步信号H-Sync的第一个周期、第二个周期、第三个周期……第n个周期。

图2中，SW1的高电平表示第一开关SW1导通，低电平表示第一开关SW1关断。

图2中，SW2的高电平表示第二开关SW2导通，低电平表示第二开关SW2关断。

水平同步信号H-Sync的一个周期为一个水平数据驱动周期。当水平同步信号H-Sync从低电平L变为高电平H时，将用于驱动显示面板200的模拟电压输入到放大器10。在源极驱动器100中，放大器10用作单位增益缓冲器50，将输入的模拟电压传输至显示面板200。

本申请实施例提供的放大器10，在一个水平数据驱动周期开始时，控制第一开关模块15导通、第二开关模块16关断，将第一偏置电压VBN1_SB传输至第一电流源13的控制端，暂时增加放大器10的第一偏置电流I_Bias1以提高电压转换速率，并且在稳定后，控制第一开关模块15关断、第二开关模块16导通，将第二偏置电压VBN1传输至第一电流源13的控制端，减小放大器10的第一偏置电流I_Bias1。放大器10仅在转换部分瞬时使用较大的偏置电流，在转换部分之外使用较小的偏置电流，不仅能够提高电压转换速率，还能够降低功耗，即以低功耗实现高电压转换速率。

在一些实施例中，如图2所示，第一时长t1小于第二时长t2；水平同步信号H-Sync的一个周期等于第一时长t1与第二时长t2之和。

在一些实施例中，如图1所示，第一级放大单元11包括有源负载模块和输入级模块。

有源负载模块的一端与第一电压端VDD电连接，有源负载的另一端与输入级模块的一端电连接。

输入级模块的另一端与第一电流源13的第一端电连接。

可选地，有源负载模块包括第三晶体管M3和第四晶体管M4。输入级模块包括第一晶体管M1和第二晶体管M2。

可选地，第三晶体管M3和第四晶体管M4为PMOS管(P沟道型MOS管)。第一晶体管M1和第二晶体管M2为NMOS管(N沟道型MOS管)。

具体的，第三晶体管M3的源极和第四晶体管M4的源极电连接，且都与第一电压端VDD电连接，第四晶体管M4的栅极和漏极电连接，第四晶体管M4的漏极与第二晶体管M2的漏极电连接，第三晶体管M3的漏极与第一晶体管M1的漏极电连接。

具体的，第二晶体管M2的栅极作为输入级模块的负向输入端，用于接收电压Vin-，第一晶体管M1的栅极作为输入级模块的正向输入端，用于接收电压Vin+。第一晶体管M1的源极和第二晶体管M2的源极电连接，且都与第一电流源13的第一端电连接。

具体的，第一晶体管M1的源极和第二晶体管M2的源极电连接，且都与第五晶体管M5的漏极电连接，第五晶体管M5的源极与第二电压端VSS电连接，第五晶体管M5的栅极与第一开关SW1和第二开关SW2电连接。

在一些实施例中，如图1所示，第二级放大单元12包括放大模块和补偿模块。

放大模块的第一端作为放大器10的输出端，并与补偿模块的第一端、第二电流源14都电连接；放大模块的第二端与第一电压端电连接。

放大模块的控制端、补偿模块的第二端都与第一级放大单元11电连接。

可选地，放大模块包括第六晶体管M6，补偿模块包括电容Cc。

可选地，第二电流源14包括第七晶体管。

可选地，第六晶体管M6为PMOS管(P沟道型MOS管)。

可选地，第七晶体管M7为NMOS管(N沟道型MOS管)。

具体的，第六晶体管M6的漏极作为放大器10的输出端，用于输出电压Vout，并与电容Cc的第一端、第七晶体管M7的漏极都电连接。第六晶体管M6的源极与第一电压端VDD电连接。第六晶体管M6的栅极、电容Cc的第二端都与第一级放大单元11电连接。第七晶体管M7的源极与第二电压端VSS电连接，第七晶体管M7的栅极接收第三偏置电压VBN2。

基于同一发明构思，如图3所示，本申请实施例提供了一种缓冲器50，包括上述任一实施例提供的放大器10。

图3中，AMP表示放大器。

基于同一发明构思，如图3所示，本申请实施例提供了一种源极驱动器100，包括如上述实施例提供的缓冲器50。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种显示装置，包括上述实施例提供的源极驱动器100。

可选地，显示装置还包括显示面板200。源极驱动器100与显示面板200电连接。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于上述任一实施例提供的放大器10；控制方法包括：

控制第一开关模块15导通，同步控制第二开关模块16关断，将第一偏置电压传输至第一电流源13的控制端；

控制第一开关模块15关断，同步控制第二开关模块16导通，将第二偏置电压传输至第一电流源13的控制端，第一偏置电压大于第二偏置电压。

本申请实施例提供的一种控制方法，将第一开关模块15和第二开关模块16同时互补工作，提高放大器10的电压转换速率，不仅能够减小开关噪声，还能够减少电流消耗的增加，从而能够提高图像质量，能够驱动高速和高分辨率的显示面板200。

在一些实施例中，控制第一开关模块15导通，同步控制第二开关模块16关断，将第一偏置电压传输至第一电流源13的控制端，包括：

控制第一开关模块15在水平同步信号一个周期的上升沿导通、且持续导通第一时长，使得第一开关模块15在第一时长期间一直将第一偏置电压传输至第一电流源13的控制端；控制第二开关模块16在水平同步信号一个周期的上升沿关断、且持续关断第一时长。

在一些实施例中，控制第一开关模块15关断，同步控制第二开关模块16导通，将第二偏置电压传输至第一电流源13的控制端，包括：

控制第一开关模块15在水平同步信号一个周期的下降沿之后关断、且持续关断第二时长；控制第二开关模块16在水平同步信号一个周期的下降沿之后导通、且持续导通第二时长，使得第二开关模块16在第二时长期间一直将第二偏置电压传输至第一电流源13的控制端。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序由计算机执行以实现上述任一实施例提供的控制方法。

本申请的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储计算机程序的有形介质，该计算机程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的计算机程序。计算机可读介质上包含的计算机程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

(1)本申请实施例提供的一种放大器，仅采用一个开关控制的电流源，无需额外增加其他电流源器件，能够减低成本，通过第一开关模块和第二开关模块同时互补工作，能够提高放大器的电压转换速率，减小开关噪声，还能够减少电流消耗的增加，从而能够提高图像质量，能够驱动高速和高分辨率的显示面板。

(2)本申请实施例仅采用一个晶体管，放大器尺寸较小，能够节约所属芯片面积。

(3)本申请实施例提供的放大器，在一个水平数据驱动周期开始时，控制第一开关模块导通、第二开关模块关断，将第一偏置电压VBN1-SB传输至第一电流源的控制端，暂时增加放大器的第一偏置电流I_Bias1以提高电压转换速率，并且在稳定后，控制第一开关模块关断、第二开关模块导通，将第二偏置电压VBN1传输至第一电流源的控制端，减小放大器的第一偏置电流I_Bias1。放大器仅在转换部分瞬时使用较大的偏置电流，在转换部分之外使用较小的偏置电流，不仅能够提高电压转换速率，还能够降低功耗，即以低功耗实现高电压转换速率。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种放大器，其特征在于，包括：

电连接的第一级放大单元和第二级放大单元；

第一电流源，与所述第一级放大单元电连接；

第二电流源，与所述第二级放大单元电连接；

第一开关模块和第二开关模块，都与所述第一电流源的控制端电连接；

所述第一开关模块被配置为导通时，所述第二开关模块被配置为关断，将第一偏置电压传输至所述第一电流源的控制端；

所述第一开关模块被配置为关断时，所述第二开关模块被配置为导通，将第二偏置电压传输至所述第一电流源的控制端，所述第一偏置电压大于所述第二偏置电压。

2.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第一电流源包括第五晶体管；

所述第五晶体管的控制极与所述第一开关模块、所述第二开关模块都电连接；

所述第五晶体管的第一极与所述第一级放大单元电连接；

所述第五晶体管的第二极与第二电压端电连接。

3.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，

所述第一开关模块被配置为在水平同步信号一个周期的上升沿导通、且持续导通第一时长，使得所述第一开关模块在所述第一时长期间一直将第一偏置电压传输至所述第一电流源的控制端；所述第二开关模块被配置为在水平同步信号一个周期的上升沿关断、且持续关断所述第一时长；

所述第一开关模块被配置为在水平同步信号一个周期的下降沿之后关断、且持续关断第二时长；所述第二开关模块被配置为在水平同步信号一个周期的下降沿之后导通、且持续导通所述第二时长，使得所述第二开关模块在所述第二时长期间一直将第二偏置电压传输至所述第一电流源的控制端。

4.根据权利要求3所述的放大器，其特征在于，

所述第一时长小于所述第二时长；

所述水平同步信号的一个周期等于所述第一时长与所述第二时长之和。

5.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第一级放大单元包括：有源负载模块和输入级模块；

所述有源负载模块的一端与第一电压端电连接，所述有源负载的另一端与所述输入级模块的一端电连接；

所述输入级模块的另一端与所述第一电流源的第一端电连接。

6.根据权利要求1所述的放大器，其特征在于，所述第二级放大单元包括：放大模块和补偿模块。

所述放大模块的第一端作为所述放大器的输出端，并与所述补偿模块的第一端、所述第二电流源都电连接；所述放大模块的第二端与第一电压端电连接；

所述放大模块的控制端、所述补偿模块的第二端都与所述第一级放大单元电连接。

7.一种缓冲器，其特征在于，包括多个如权利要求1至6任一所述的放大器。

8.一种源极驱动器，其特征在于，包括如权利要求7所述的缓冲器。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求8所述的源极驱动器。

10.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6所述的放大器；所述控制方法包括：

控制第一开关模块导通，同步控制第二开关模块关断，将第一偏置电压传输至第一电流源的控制端；

控制所述第一开关模块关断，同步控制所述第二开关模块导通，将第二偏置电压传输至所述第一电流源的控制端，所述第一偏置电压大于所述第二偏置电压。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述控制第一开关模块导通，同步控制第二开关模块关断，将第一偏置电压传输至第一电流源的控制端，包括：

控制所述第一开关模块在水平同步信号一个周期的上升沿导通、且持续导通第一时长，使得所述第一开关模块在所述第一时长期间一直将第一偏置电压传输至所述第一电流源的控制端；控制所述第二开关模块在水平同步信号一个周期的上升沿关断、且持续关断所述第一时长；

以及，所述控制所述第一开关模块关断，同步控制所述第二开关模块导通，将第二偏置电压传输至所述第一电流源的控制端，包括：

控制所述第一开关模块在水平同步信号一个周期的下降沿之后关断、且持续关断第二时长；控制所述第二开关模块在水平同步信号一个周期的下降沿之后导通、且持续导通所述第二时长，使得所述第二开关模块在所述第二时长期间一直将第二偏置电压传输至所述第一电流源的控制端。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由计算机执行以实现如权利要求10至11中任一项所述的控制方法。

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