EP0880124A1 - Power output stage for driving the cells of a plasma panel - Google Patents
Power output stage for driving the cells of a plasma panel Download PDFInfo
- Publication number
- EP0880124A1 EP0880124A1 EP98410053A EP98410053A EP0880124A1 EP 0880124 A1 EP0880124 A1 EP 0880124A1 EP 98410053 A EP98410053 A EP 98410053A EP 98410053 A EP98410053 A EP 98410053A EP 0880124 A1 EP0880124 A1 EP 0880124A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- transistor
- output
- signal
- channel
- transistors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
- G09G3/28—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using luminous gas-discharge panels, e.g. plasma panels
- G09G3/288—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using luminous gas-discharge panels, e.g. plasma panels using AC panels
- G09G3/296—Driving circuits for producing the waveforms applied to the driving electrodes
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
- G09G3/24—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using incandescent filaments
- G09G3/26—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using incandescent filaments to give the appearance of moving signs
Definitions
- the present invention relates to a power output stage for the control of plasma display cells.
- a plasma screen is a matrix type screen made up of cells arranged at the intersections of rows and columns.
- a cell includes a cavity filled with a rare gas, two control electrodes and a deposit of red, green or blue phosphorus.
- a potential difference between the control electrodes of this cell so as to trigger an ionization of his gas. This ionization is accompanied by an emission of ultraviolet rays.
- the creation of the light point is obtained by excitation of the phosphorus deposited, by the rays emitted.
- the control of the cells, in order to create images, is carried out, conventionally, by logic circuits producing control signals.
- the logical states of these signals determine which cells are controlled to produce a light point and those which are controlled so as not to produce.
- These logic circuits are generally supplied with low voltage, by example with a supply voltage of 5 volts or less. This tension is not not sufficient to directly control the cell electrodes. Between the logic circuits and cells to be controlled, so we use output stages power, to convert low voltage control signals into signals high voltage control.
- the ionization of the gas in the cavities requires the application of high potentials on the control electrodes, of the order of magnitude of a hundred volts.
- the electrodes can be represented, schematically, by relatively equivalent capacities high in the order of a hundred picofarad (and, correspondingly, by sources current of a few tens of milliamps).
- the control of these electrodes is therefore equivalent to charging or discharging a capacity.
- Gold generally, in plasma screens, one wishes to obtain signals which have stiff fronts.
- control of the plasma display electrodes is realized by power output stages receiving low logic signals voltage and converting them into high voltage control signals.
- FIG. 1 illustrates a typical embodiment of a stage 1 for controlling an electrode.
- Floor 1 includes an entrance to command 2 and an output 4.
- Command input 2 receives a logic signal IN1 input. It is assumed that this signal is a low voltage signal, which can take two states, a high state and a low state.
- Output 4 provides a control signal OUT1 output.
- This output signal is supplied to an electrode, represented by a equivalent capacity Cout mounted between outlet 4 and earth.
- the command of the electrode consists in charging the Cout capacity, to bring it to a high potential VPP voltage, or to discharge it, if it was charged. We will assume that the charge is controlled when signal IN1 is high, and the discharge is commanded when signal IN1 is low.
- Stage 1 comprises a pair 6 of power transistors 8 and 10.
- These transistors are, typically, complementary power transistors of VDMOS type, N channel, and HVMOS thick oxide type, P channel.
- VDMOS transistor we mean vertical, N-channel MOS type transistors, able to withstand large differences in source-drain potential and to provide or absorb large currents.
- HVMOS transistor on thick oxide we hears MOS type transistors, P channel, able to withstand strong source - drain and source - grid potential differences.
- the transistor 8, of the type P channel HVMOS receives the VPP potential on its source. Its drain is connected to the output 4 and its control gate receives an INP control signal. This transistor allows to charge the Cout capacity, when passing. The transistor 10 is then blocked.
- the transistor 8 is on, but to be able to block it, the INP signal must be can reach a potential at least equal to VPP. To do this, the command of the transistor 8 is produced by a circuit 14 potential translator, this circuit 14 being controlled by the input signal IN1.
- Circuit 14 includes two power transistors 16 and 18 of MOS type P channel, and two power transistors 20 and 22, MOS type N channel. use transistors capable of withstanding high voltage, for example VDMOS transistors, N channel, and HVMOS transistors on thick oxide, P channel.
- the transistors 16 and 18 receive the VPP potential on their sources.
- the transistors 20 and 22 receive the GND potential on their sources.
- the drain of transistor 16 is connected to the control gate of transistor 18 and to the drain of transistor 20.
- the drain of transistor 18 is connected to the control gate of the transistor 16 and to the drain of transistor 22. Drains of transistors 18 and 22 provide the control signal INP.
- the transistor 20 receives the signal INN on its control grid.
- transistor 22 receives a control signal NIN on its control grid.
- This NIN signal is supplied by an inverter 24, supplied in low voltage, and receiving the INN signal as input.
- INN GND
- the transistors 20 and 22 are, respectively, blocked and on.
- Transistors 16 and 18 are, therefore, respectively passing and blocked.
- INP GND.
- the load transistor 8 is conducting and the discharge transistor 10 is blocked.
- INN VCC
- transistors 20 and 22 are, respectively, blocked and passerby.
- the transistors 16 and 18 are, therefore, respectively on and off.
- INP VPP.
- the load transistor 8 is blocked and the transistor discharge 10 is passing.
- a first problem posed by the circuit of FIG. 1 is the surface necessary to make the charge transistor 8. Indeed, taking into account a on the other hand, differences in conductivity of the P-channel and N-channel transistors and, on the other hand, important values of the charge and discharge currents, the transistor 8 occupies an area on the order of two to three times that of occupied by transistor 10, with equivalent current performance.
- a second problem posed by the circuit of FIG. 1 is the risk of simultaneous conduction of the output transistors 8 and 10, when the input signal IN1 changes state.
- Such simultaneous conduction when we modify the control signals of transistors 8 and 10, causes significant dissipation, taking into account the voltage and current values relating to these transistors.
- An object of the invention is to propose an output stage structure which reduces the area required for the charge transistor and avoids simultaneous conduction of the charge and discharge transistors during state changes of the input signal.
- the invention proposes replace the P-channel load transistor with an N-channel transistor arranged so as to form a composite P-type transistor, and to control the N-channel charge and discharge transistors using dimensioned inverters to avoid simultaneous conduction.
- the invention relates to a power output stage for the control of plasma display cells, comprising an input for receiving a low voltage input logic signal, an output to provide a signal high voltage output control, an output circuit comprising, on the one hand, a load transistor receiving a high voltage potential on a drain and having a source connected to the control output and, on the other hand, a discharge transistor receiving a reference potential on a source and having a drain connected to the output, and control means providing control signals to the charge and discharge transistors to control these transistors in operation of the logic input signal, characterized in that the load and discharge are of the VDMOS type with N channel, the load transistor being arranged to form a composite P-type transistor, and in that the means for controls are arranged so that the potential of the control grid of the load transistor drops faster than the output potential when the input logic signal controls discharge of the output.
- the output circuit comprises, on the one hand, a P channel power transistor controlled by a potential translator circuit, said P-channel transistor receiving the high voltage potential on a source and having a drain connected to a control gate of the charge transistor and, on the other hand, an N-channel power transistor having a source receiving the potential and having a drain connected to the control gate of the transistor load, the so-called P-channel and N-channel transistors being controlled so that the P channel transistor be on when you want to make the load transistor on and the N channel transistor is on when we want to block the load transistor, and in that the control means include low voltage inverters to control the N-channel transistor and the transistor discharge, the said inverters being dimensioned so that, on the one hand, the discharge transistor is turned on after the N-channel transistor is turned on, when you want to control the discharge of the output and, on the other hand, the N-channel transistor is blocked after the discharge transistor is blocked, when you want to order a load of the output through the load transistor.
- control means are sized so that when one of the P-channel and N-channel transistors is turned on of the output circuit, the other of these transistors is blocked previously, so as to avoid any simultaneous conduction of these transistors.
- the stage comprises logic circuits of filtering to filter the logic input signal so as to avoid modification of control signals of the power transistors of the stage if pulses parasites of a duration less than a given duration appear in the signal input logic.
- FIG. 2 illustrates a power output stage 30 produced according to the invention.
- the output stage 30 includes a control input 32 for receiving a logic input signal IN2 and an output 34 to provide a control signal high voltage output OUT2.
- the signal IN2 will typically be supplied by logic circuitry, not illustrated, which will determine its logical state according to images to be formed.
- the output stage 30 comprises an output circuit 36 making it possible to connect the output 34 of stage 30 at a high voltage VPP supply potential or at GND ground potential.
- VPP high voltage supply potential
- GND ground potential we will choose, for example, a supply potential 150 volt high voltage VPP.
- this electrode is connected to the output 34 of the stage 30. This electrode will behave like a capacitor, which can be charged or unload, as shown in Figure 1.
- the output circuit 36 includes two power transistors 38 and 40 allowing, respectively, to bring the potential of the control output 34 to VPP potential and GND potential.
- the drain of transistor 38 called the load, receives the VPP potential.
- the source of the transistor 40 called the discharge, receives the potential GND.
- the drain of transistor 40 and the source of transistor 38 are interconnected and constitute the output 34.
- the load transistor 38 makes it possible to supply a current load at output 34, to bring the potential of signal OUT2 substantially to the level of VPP potential.
- the discharge transistor 40 absorbs a discharge current supplied by output 34, to bring the signal potential OUT2 substantially at the GND potential. Considering a charge 100 picofarads capacitive on output 34 and charge and discharge times of the order of 100 to 200 nanoseconds, the charge and discharge currents will be of the order of 80 milliamps.
- the transistors 38 and 40 are N channel VDMOS type transistors, able to supply and absorb large currents and withstand voltages source - significant drain. We will choose, for example, transistors having a number of elementary cells, respectively, of 9 * 10 and 5 * 18.
- the circuit of output 36 further includes two power transistors 42 and 44 of MOS type associated with charge transistor 38. These transistors 42 and 44, respectively at P channel and N channel, make it possible to form, jointly with the transistor 38, a P type composite transistor.
- the P channel MOS transistor 42 receives the VPP potential on its source. Its drain is connected to the control gate of the load transistor 38. It receives a control signal, noted S10, on its control gate.
- the transistor 44 of the N channel MOS type, receives the GND potential on its source. Its drain is connected to the drain of transistor 42 and to the control gate of the load transistor 38. Its control gate receives a control signal denoted S9.
- the signal received by the control gate of the load transistor 38, supplied by the transistors 42 and 44, is noted PCDE.
- transistor 42 of MOS type, having a W / L ratio of 294/18 (with W / L the channel width / length ratio transistor channel) and a transistor 44, of the VDMOS type, having a number of elementary cells of 6 * 2.
- S10 GND.
- S9 GND.
- the potential of the PCDE signal increases, by charging the equivalent gate capacitance of the transistor load 38. Once PCDE reaches the threshold voltage Vt of the transistor load 38, the load transistor 38 turns on and the potential on its source substantially reaches VPP - Vt.
- the control signal S9 is produced by a low voltage inverter 46, formed of two complementary transistors 48 and 50, of MOS type.
- the transistor 48 at channel P, receives the potential VCC on its source.
- the transistor 50 with N channel, receives the GND potential on its source.
- the drains of these transistors are connected between them and provide the signal S9.
- the control grids of these transistors are interconnected and receive a logic control signal S5.
- transistors 48 and 50 having, respectively, a ratio W / L of 100/5 and 50/3.
- the NCDE control signal is produced by a low inverter 52 voltage, formed by two complementary transistors 54 and 56, of MOS type.
- the transistor 54 with P channel, receives the potential VCC on its source.
- the transistor 56 at channel N, receives the GND potential on its source.
- the drains of these transistors are interconnected and provide the NCDE signal.
- the order grids of these transistors are interconnected and receive the logic control signal S5.
- transistors 54 and 56 having, respectively, a W / L ratio of 250/5 and 100/3.
- the control signal S10 is produced by a translating circuit of potential 58, similar to that described for FIG. 1.
- Circuit 58 includes two power transistors 60 and 62 of the P channel MOS type, and two transistors with power 64 and 66, of MOS type with N channel.
- transistors 60 and 62 having, respectively, a W / L ratio of 50/18 and 100/18 and transistors 64 and 66, of the VDMOS type, having a number of elementary cells of 6 * 1.
- Transistors 60 and 62 receive the VPP potential on their sources.
- the transistors 64 and 66 receive the GND potential on their sources.
- the drain of transistor 60 is connected to the control gate of transistor 62 and to the drain of transistor 64.
- the drain of transistor 62 is connected to the control gate of the transistor 60 and to the drain of transistor 66.
- the drains of transistors 62 and 66 provide the control signal S10.
- Transistor 66 receives a logic signal S7 control panel on its control grid.
- the transistors 62 and 60 are, therefore, respectively on and off.
- S10 VPP.
- S7 VCC
- transistors 66 and 64 are, respectively, passing and blocked.
- the transistors 60 and 62 are, therefore, respectively passing and blocked.
- S10 GND.
- the output stage 30 further comprises logic circuits introducing delays.
- These delay circuits include inverters 70, 72, 76, 78 and 82, these inverters comprising an input and an output, and two logic gates 74 and 80, of the NON_ET type, these doors comprising two inputs and one output.
- these circuits are supplied with low voltage, for example by VCC and GND potentials.
- the inverter 70 receives the input signal IN2 as an input and produces, on its output, a logic signal S1, by inversion of the signal IN2.
- This signal S1 is supplied to a first input of gate 80 and at the input of inverter 72.
- This inverter 72 produces, on its output, a logic signal S2.
- This signal is supplied to a first entrance of gate 74 and at the input of reverser 76.
- This reverser 76 produces, on its output, a logic signal S3.
- the signal S3 is supplied to the input of the inverter 78 which produces, on its output, a logic signal S4.
- the signal S4 is supplied to the second entry of door 74.
- Door 74 produces, on its exit, the signal logic S5 which is supplied to inverters 46 and 52.
- the signal S5 is, moreover, supplied at the second entrance to door 80.
- This door produces, on its exit, a logic signal S6 which is supplied to the input of the inverter 82.
- the inverter 82 produces, on its output, the logic signal S7 supplied to the potential translator circuit 58.
- the assembly formed by the door 74 and the inverters 76 and 78 allows, as as will be seen below, delaying the positive pulses in the input signal IN2.
- This assembly concurrently with the inverter 72 and the door 80, makes it possible to delay the negative pulses in the input signal IN2.
- FIGS. 3a to 3n respectively illustrate the logic input signal IN2, the signal S1, signal S5, signal S2, signal S4, signal S3, signal S6, S7 signal, S8 signal, NCDE signal, S9 signal, S10 signal, signal PCDE and the output control signal OUT2.
- the inverters 76 and 78 make it possible to delay the parasitic pulses positive, appearing in signal IN2. Indeed, as long as the transition to the state signal S2 has not propagated in inverters 76 and 78, signal S5 is kept high. To increase the minimum delay, we can increase the number of reversers placed between the outlet of reverser 72 and the second entrance to door 74, or else modify the layout of transistors forming these inverters. We can also place a capacitor between inverters 76 and 78. The delay of the positive edges in the signal IN2 vis-à-vis screw S9 and NCDE signals avoids simultaneous conduction in transistors 42 and 44 and in transistors 38 and 40. The conduction of transistors 40 and 44 is delayed until switching off of transistor 42 by the potential translator circuit 58 controlled by the signal S7.
- the lowering of signal S1 in low state causes the signal S6 to go up. This causes the descent in the low state of the signal S7 and the subsequent rise, in the high state, of the signal S8. From this done, we cause the signal S10 to rise to the VPP potential, which blocks the transistor 42. If it is assumed that the signal S9 is then always in the low state, the PCDE potential is then maintained, by capacitive effect, at the grid of the load transistor 38. Simultaneous conduction of transistors 42 and 44.
- Signal S1 will go high. This will cause the transition to the low state of signal S2. Consequently, signal S5 will go up, independently of the signals S3 and S4 which, in parallel, will pass high and low respectively. Therefore, we will block the transistors 48 and 54 and make transistors 50 and 56 passable. transistors 50 and 56 so that the potential of the NCDE signal drops more quickly than that of signal S9, we will block transistor 40 before blocking transistor 44.
- the invention makes it possible to have one outlet stage at a time that is bulky and optimized with regard to conduction problems simultaneous.
- the circuit is optimized so that the load transistor 38 is blocked before the discharge transistor 40 does not turn on. To do this, it is necessary to ensure a fall in the potential of the PCDE signal which is faster than the fall in the signal potential OUT2. Indeed, otherwise, we can see appear a positive gate-drain potential difference at the charge transistor 38, particularly if the capacitive load associated with the output 34 is low. In this case, the transistor 38 being with channel N, one would attend a restoration in conduction of transistor 38 and a phenomenon of simultaneous conduction. To avoid the appearance of this phenomenon, one thus controls the transistor 42 so that it discharges the control gate of the charge transistor 38 faster than the transistor 40 does not discharge output 34.
- Cgd the gate-drain capacitance of a transistor
- Csd its source-drain capacitance
- Cg the equivalent capacity on the grid
- Csub its substrate capacity
- C (34) the equivalent capacity of the output 34 and Vt the threshold voltage of the N-channel transistors
- the source of transistor 40 will be connected to an analog ground to absorb the discharge current supplied by this output 34 and we will use a different mass for the other components of the output stage.
- a safety device is provided, represented by a Zener diode 84 placed between the output 34 and the control gate of the transistor 38.
- This Zener diode avoids the appearance of a potential difference too large between the control gate of transistor 38 and its source. The presence of this diode creates a potential discharge path from output 34 to the source of transistor 44. This is not penalizing insofar as the control of transistors 44 and 40 is produced by devices of the same type, the inverters 46 and 52. If these devices undergo variations in their characteristics, for example examples due to variations in manufacturing parameters or temperature operation, these variations will be of the same nature for these two inverters 46 and 52.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Control Of Gas Discharge Display Tubes (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
Description
La présente invention concerne un étage de sortie de puissance pour la commande de cellules d'écran à plasma.The present invention relates to a power output stage for the control of plasma display cells.
Un écran à plasma est un écran de type matriciel, formé de cellules disposées aux intersections de lignes et de colonnes. Une cellule comprend une cavité remplie d'un gaz rare, deux électrodes de commande et un dépôt de phosphore rouge, vert ou bleu. Pour créer un point lumineux sur l'écran, en utilisant une cellule donnée, on applique une différence de potentiel entre les électrodes de commande de cette cellule, de sorte à déclencher une ionisation de son gaz. Cette ionisation s'accompagne d'une émission de rayons ultraviolets. La création du point lumineux est obtenue par excitation du phosphore déposé, par les rayons émis.A plasma screen is a matrix type screen made up of cells arranged at the intersections of rows and columns. A cell includes a cavity filled with a rare gas, two control electrodes and a deposit of red, green or blue phosphorus. To create a bright spot on the screen, using a given cell, we apply a potential difference between the control electrodes of this cell, so as to trigger an ionization of his gas. This ionization is accompanied by an emission of ultraviolet rays. The creation of the light point is obtained by excitation of the phosphorus deposited, by the rays emitted.
La commande des cellules, en vue de créer des images, est réalisée, classiquement, par des circuits logiques produisant des signaux de commande. Les états logiques de ces signaux déterminent les cellules qui sont commandées pour produire un point lumineux et celles qui sont commandées pour ne pas en produire. Ces circuits logiques sont généralement alimentés en basse tension, par exemple avec une tension d'alimentation de 5 volts ou moins. Cette tension n'est pas suffisante pour piloter directement les électrodes des cellules. Entre les circuits logiques et les cellules à commander, on utilise donc des étages de sortie de puissance, pour convertir les signaux de commande basse tension en signaux de commande haute tension.The control of the cells, in order to create images, is carried out, conventionally, by logic circuits producing control signals. The logical states of these signals determine which cells are controlled to produce a light point and those which are controlled so as not to produce. These logic circuits are generally supplied with low voltage, by example with a supply voltage of 5 volts or less. This tension is not not sufficient to directly control the cell electrodes. Between the logic circuits and cells to be controlled, so we use output stages power, to convert low voltage control signals into signals high voltage control.
L'ionisation du gaz des cavités nécessite l'application de potentiels élevés sur les électrodes de commande, de l'ordre de grandeur de la centaine de volts. D'autre part, il est nécessaire de pouvoir fournir aux électrodes (et, corrélativement, de pouvoir recevoir de ces électrodes) des courants importants, de l'ordre de plusieurs dizaines de milliampères. En effet, les électrodes peuvent être représentées, schématiquement, par des capacités équivalentes relativement élevées de l'ordre de la centaine de picofarad (et, corrélativement, par des sources de courant de quelques dizaines de milliampères). La commande de ces électrodes est donc équivalente à la commande de charge ou de décharge d'une capacité. Or on souhaite, généralement, dans les écrans à plasma, obtenir des signaux qui ont des fronts raides. Cela représente, par exemple, des durées de charge et de décharge de l'ordre de la centaine de nanosecondes. Compte tenu du potentiel élevé à atteindre et de l'importance de la charge capacitive, cela suppose que l'on puisse fournir des courants de charge et absorber des courants de décharge très importants, pouvant atteindre la centaine de milliampères.The ionization of the gas in the cavities requires the application of high potentials on the control electrodes, of the order of magnitude of a hundred volts. On the other hand, it is necessary to be able to supply the electrodes (and, correlatively, to be able to receive from these electrodes) large currents, of the order of several tens of milliamps. Indeed, the electrodes can be represented, schematically, by relatively equivalent capacities high in the order of a hundred picofarad (and, correspondingly, by sources current of a few tens of milliamps). The control of these electrodes is therefore equivalent to charging or discharging a capacity. Gold generally, in plasma screens, one wishes to obtain signals which have stiff fronts. This represents, for example, charging times and discharge of the order of one hundred nanoseconds. Given the potential high to reach and the importance of the capacitive load, this supposes that one can provide charge currents and absorb very discharge currents significant, up to a hundred milliamps.
Comme on l'a mentionné, la commande des électrodes d'écran à plasma est réalisée par des étages de sortie de puissance recevant des signaux logiques basse tension et les convertissant en signaux de commande haute tension.As mentioned, the control of the plasma display electrodes is realized by power output stages receiving low logic signals voltage and converting them into high voltage control signals.
La figure 1 illustre un exemple de réalisation classique d'un étage de soitie 1
permettant de commander une électrode. L'étage 1 comprend une entrée de
commande 2 et une sortie 4. L'entrée de commande 2 reçoit un signal logique
d'entrée IN1. On suppose que ce signal est un signal basse tension, pouvant
prendre deux états, un état haut et un état bas. L'état haut sera représenté par un
potentiel positif VCC, avec par exemple VCC = 5V. L'état bas sera représenté
par un potentiel de masse GND = V. La sortie 4 fournit un signal de commande
de sortie OUT1. Ce signal de sortie est fourni à une électrode, représentée par une
capacité équivalente Cout montée entre la sortie 4 et la masse. La commande de
l'électrode consiste à charger la capacité Cout, pour l'amener à un potentiel haute
tension VPP, ou à la décharger, si elle était chargée. On supposera que la charge
est commandée quand le signal IN1 est à l'état haut, et que la décharge est
commandée quand le signal IN1 est à l'état bas.Figure 1 illustrates a typical embodiment of a
L'étage 1 comprend une paire 6 de transistors de puissance 8 et 10. Ces
transistors sont, typiquement, des transistors de puissance complémentaires de
type VDMOS, à canal N, et de type HVMOS à oxyde épais, à canal P. Par
transistor VDMOS, on entend des transistors de type MOS verticaux, à canal N,
aptes à supporter de fortes différences de potentiel source - drain et à fournir ou
absorber des courants importants. Par transistor HVMOS sur oxyde épais, on
entend des transistors de type MOS, à canal P, aptes à supporter de fortes
différences de potentiel source - drain et source - grille. Le transistor 8, de type
HVMOS à canal P, reçoit le potentiel VPP sur sa source. Son drain est relié à la
sortie 4 et sa grille de commande reçoit un signal de commande INP. Ce transistor
permet de charger la capacité Cout, lorsqu'il est passant. Le transistor 10 est alors
bloqué. Le transistor 10, de type VDMOS à canal N, reçoit le potentiel GND sur
sa source. Son drain est relié à la sortie 4 et sa grille de commande reçoit un
signal de commande INN. Ce transistor permet de décharger la capacité Cout,
lorsqu'il est passant. Le transistor 8 est alors bloqué. La commande du transistor
de décharge 10 est réalisable en basse tension. Si INN = VCC il est passant, et si
INN = GND, il est bloqué. Ainsi, dans la circuit 1, le signal INN est fourni par un
inverseur 12 recevant le signal IN1. On utilisera un inverseur basse tension,
alimenté par les potentiels VCC et GND. Cet inverseur permet d'inverser la
polarité du signal IN1 de sorte que la charge et la décharge soient commandées,
respectivement, par IN1 = VCC et IN1 = GND. La commande du transistor de
charge 8 nécessite une commande haute tension. En effet, si INP = GND, le
transistor 8 est passant, mais pour pouvoir le bloquer, il faut que le signal INP
puisse atteindre un potentiel au moins égal à VPP. Pour ce faire, la commande du
transistor 8 est réalisée par un circuit 14 translateur de potentiel, ce circuit 14
étant piloté par le signal d'entrée IN1.
Le circuit 14 comprend deux transistors de puissance 16 et 18 de type MOS
à canal P, et deux transistors de puissance 20 et 22, de type MOS à canal N. On
utilisera des transistors aptes à supporter la haute tension, par exemple des
transistors VDMOS, à canal N, et des transistors HVMOS sur oxyde épais, à
canal P. Les transistors 16 et 18 reçoivent le potentiel VPP sur leurs sources. Les
transistors 20 et 22 reçoivent le potentiel GND sur leurs sources. Le drain du
transistor 16 est relié à la grille de commande du transistor 18 et au drain du
transistor 20. Le drain du transistor 18 est relié à la grille de commande du
transistor 16 et au drain du transistor 22. Les drains des transistors 18 et 22
fournissent le signal de commande INP. Le transistor 20 reçoit le signal INN sur
sa grille de commande. Enfin, le transistor 22 reçoit un signal de commande NIN
sur sa grille de commande. Ce signal NIN est fourni par un inverseur 24, alimenté
en basse tension, et recevant le signal INN en entrée. Lorsque INN = GND, les
transistors 20 et 22 sont, respectivement, bloqué et passant. Les transistors 16 et
18 sont, de ce fait, respectivement passant et bloqué. On a alors INP = GND. Le
transistor de charge 8 est passant et le transistor de décharge 10 est bloqué.
Lorsque INN = VCC, alors les transistors 20 et 22 sont, respectivement, bloqué et
passant. Les transistors 16 et 18 sont, de ce fait, respectivement passant et bloqué.
On a alors INP = VPP. Le transistor de charge 8 est bloqué et le transistor de
décharge 10 est passant.
Un premier problème posé par le circuit de la figure 1 est la surface
nécessaire pour réaliser le transistor de charge 8. En effet, compte tenu, d'une
part, des différences de conductivité des transistors à canal P et à canal N et,
d'autre part, des valeurs importantes des courants de charge et de décharge, le
transistor 8 occupe une surface de l'ordre de deux à trois fois supérieure à celle
occupée par le transistor 10, à performance équivalente en courant.A first problem posed by the circuit of FIG. 1 is the surface
necessary to make the
Un deuxième problème posé par le circuit de la figure 1 est le risque de
conduction simultanée des transistors de sortie 8 et 10, lorsque le signal d'entrée
IN1 change d'état. Une telle conduction simultanée, lorsque l'on modifie les
signaux de commande des transistors 8 et 10, entraíne une dissipation importante,
compte tenu des valeurs de tension et de courant concernant ces transistors.A second problem posed by the circuit of FIG. 1 is the risk of
simultaneous conduction of the
Un but de l'invention est de proposer une structure d'étage de sortie qui permette de diminuer la surface nécessaire au transistor de charge et d'éviter une conduction simultanée des transistors de charge et de décharge lors des changements d'état du signal d'entrée. Pour ce faire, l'invention propose de remplacer le transistor de charge à canal P par un transistor à canal N agencé de manière à former un transistor de type P composite, et de commander les transistors à canal N de charge et de décharge à l'aide d'inverseurs dimensionnés pour éviter toute conduction simultanée.An object of the invention is to propose an output stage structure which reduces the area required for the charge transistor and avoids simultaneous conduction of the charge and discharge transistors during state changes of the input signal. To do this, the invention proposes replace the P-channel load transistor with an N-channel transistor arranged so as to form a composite P-type transistor, and to control the N-channel charge and discharge transistors using dimensioned inverters to avoid simultaneous conduction.
Ainsi l'invention concerne un étage de sortie de puissance pour la commande de cellules d'écran à plasma, comprenant une entrée pour recevoir un signal logique d'entrée basse tension, une sortie pour fournir un signal de commande de sortie haute tension, un circuit de sortie comprenant, d'une part, un transistor de charge recevant un potentiel haute tension sur un drain et ayant une source reliée à la sortie de commande et, d'autre part, un transistor de décharge recevant un potentiel de référence sur une source et ayant un drain relié à la sortie, et des moyens de commande fournissant des signaux de commandes aux transistors de charge et de décharge pour commander ces transistors en fonction du signal logique d'entrée, caractérisé en ce que les transistors de charge et de décharge sont de type VDMOS à canal N, le transistor de charge étant agencé pour former un transistor de type P composite, et en ce que les moyens de commandes sont agencés de sorte que le potentiel de la grille de commande du transistor de charge chute plus rapidement que le potentiel de la sortie lorsque le signal logique d'entrée commande une décharge de la sortie.Thus the invention relates to a power output stage for the control of plasma display cells, comprising an input for receiving a low voltage input logic signal, an output to provide a signal high voltage output control, an output circuit comprising, on the one hand, a load transistor receiving a high voltage potential on a drain and having a source connected to the control output and, on the other hand, a discharge transistor receiving a reference potential on a source and having a drain connected to the output, and control means providing control signals to the charge and discharge transistors to control these transistors in operation of the logic input signal, characterized in that the load and discharge are of the VDMOS type with N channel, the load transistor being arranged to form a composite P-type transistor, and in that the means for controls are arranged so that the potential of the control grid of the load transistor drops faster than the output potential when the input logic signal controls discharge of the output.
Selon un mode de réalisation, le circuit de sortie comprend, d'une part, un transistor de puissance à canal P commandé par un circuit translateur de potentiel, le dit transistor à canal P recevant le potentiel haute tension sur une source et ayant un drain relié à une grille de commande du transistor de charge et, d'autre part, un transistor de puissance à canal N ayant une source recevant le potentiel de référence et ayant un drain relié à la grille de commande du transistor de charge, les dits transistors à canal P et à canal N étant commandés de sorte que le transistor à canal P soit passant quand on souhaite rendre le transistor de charge passant et que le transistor à canal N soit passant quand on souhaite bloquer le transistor de charge, et en ce que les moyens de commande comprennent des inverseurs basse tension pour commander le transistor à canal N et le transistor de décharge, les dits inverseurs étant dimensionnés de sorte que, d'une part, le transistor de décharge soit rendu passant après que le transistor à canal N soit rendu passant, lorsque l'on souhaite commander la décharge de la sortie et, d'autre part, le transistor à canal N soit bloqué après que le transistor de décharge soit bloqué, lorsque l'on souhaite commander une charge de la sortie au travers du transistor de charge.According to one embodiment, the output circuit comprises, on the one hand, a P channel power transistor controlled by a potential translator circuit, said P-channel transistor receiving the high voltage potential on a source and having a drain connected to a control gate of the charge transistor and, on the other hand, an N-channel power transistor having a source receiving the potential and having a drain connected to the control gate of the transistor load, the so-called P-channel and N-channel transistors being controlled so that the P channel transistor be on when you want to make the load transistor on and the N channel transistor is on when we want to block the load transistor, and in that the control means include low voltage inverters to control the N-channel transistor and the transistor discharge, the said inverters being dimensioned so that, on the one hand, the discharge transistor is turned on after the N-channel transistor is turned on, when you want to control the discharge of the output and, on the other hand, the N-channel transistor is blocked after the discharge transistor is blocked, when you want to order a load of the output through the load transistor.
Selon un mode de réalisation, les moyens de commandes sont dimensionnés de sorte que, lorsque l'on rend passant l'un des transistors à canal P et à canal N du circuit de sortie, l'autre de ces transistors soit bloqué antérieurement, de manière à éviter toute conduction simultanée de ces transistors.According to one embodiment, the control means are sized so that when one of the P-channel and N-channel transistors is turned on of the output circuit, the other of these transistors is blocked previously, so as to avoid any simultaneous conduction of these transistors.
Selon un mode de réalisation, l'étage comprend des circuits logiques de filtrage pour filtrer le signal logique d'entrée de manière à éviter une modification de signaux de commande des transistors de puissance de l'étage si des impulsions parasites d'une durée inférieure à une durée donnée apparaissent dans le signal logique d'entrée.According to one embodiment, the stage comprises logic circuits of filtering to filter the logic input signal so as to avoid modification of control signals of the power transistors of the stage if pulses parasites of a duration less than a given duration appear in the signal input logic.
D'autres avantages et particularités apparaítront à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation de l'invention, à lire conjointement aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 illustre un étage de sortie selon l'état de la technique,
- la figure 2 illustre un étage de sortie selon l'invention, et
- les figures 3a à 3n illustrent des chronogrammes de signaux et de potentiels produits ou fournis par le circuit selon l'invention.
- FIG. 1 illustrates an output stage according to the state of the art,
- FIG. 2 illustrates an output stage according to the invention, and
- Figures 3a to 3n illustrate timing diagrams of signals and potentials produced or supplied by the circuit according to the invention.
La figure 2 illustre un étage de sortie de puissance 30 réalisé selon
l'invention.FIG. 2 illustrates a
L'étage de sortie 30 comprend une entrée de commande 32 pour recevoir un
signal logique d'entrée IN2 et une sortie 34 pour fournir un signal de commande
de sortie haute tension OUT2. Le signal logique IN2 sera un signal basse tension,
dont le potentiel sera représentatif d'un état logique donné : IN2 = VCC, avec
VCC un potentiel d'alimentation basse tension, représentera un état logique haut,
et IN2 = GND, avec GND un potentiel de référence (encore appelé potentiel de
masse), représentera un état logique bas. On aura, par exemple, VCC = 5 V et
GND = 0 V. Le signal IN2 sera, typiquement, fourni par une circuiterie logique,
non illustrée, qui déterminera son état logique en fonction d'images à former.The
L'étage de sortie 30 comprend un circuit de sortie 36 permettant de relier la
sortie 34 de l'étage 30 à un potentiel d'alimentation VPP haute tension ou au
potentiel de masse GND. On choisira, par exemple, un potentiel d'alimentation
VPP haute tension de 150 volts. Pour commander une électrode de cellule d'écran
plasma, non représentée, on relie cette électrode à la sortie 34 de l'étage 30. Cette
électrode se comportera comme un condensateur, que l'on peut charger ou
décharger, tel qu'illustré sur la figure 1.The
Le circuit de sortie 36 comprend deux transistors de puissance 38 et 40
permettant, respectivement, de porter le potentiel de la sortie de commande 34 au
potentiel VPP et au potentiel GND. Le drain du transistor 38, dit de charge, reçoit
le potentiel VPP. La source du transistor 40, dit de décharge, reçoit le potentiel
GND. Le drain du transistor 40 et la source du transistor 38 sont reliés entre eux
et constituent la sortie 34. Le transistor de charge 38 permet de fournir un courant
de charge à la sortie 34, pour amener le potentiel du signal OUT2 sensiblement au
niveau du potentiel VPP. Le transistor de décharge 40 permet d'absorber un
courant de décharge fourni par la sortie 34, pour amener le potentiel du signal
OUT2 sensiblement au niveau du potentiel GND. En considérant une charge
capacitive de 100 picofarads sur la sortie 34 et des temps de charge et de décharge
de l'ordre de 100 à 200 nanosecondes, les courants de charge et de décharge
seront de l'ordre de 80 milliampères.The
Les transistors 38 et 40 sont des transistors de type VDMOS à canal N,
aptes à fournir et absorber des courants importants et à supporter des tensions
source - drain importantes. On choisira, par exemple, des transistors ayant un
nombre de cellules élémentaires, respectivement, de 9*10 et 5*18. Le circuit de
sortie 36 comprend, en outre, deux transistors de puissance 42 et 44 de type MOS
associés au transistor de charge 38. Ces transistors 42 et 44, respectivement à
canal P et à canal N, permettent de former, conjointement avec le transistor 38, un
transistor de type P composite.The
Le transistor 42, de type MOS à canal P, reçoit le potentiel VPP sur sa
source. Son drain est relié à la grille de commande du transistor de charge 38. Il
reçoit un signal de commande, noté S10, sur sa grille de commande. Le transistor
44, de type MOS à canal N, reçoit le potentiel GND sur sa source. Son drain est
relié au drain du transistor 42 et à la grille de commande du transistor de charge
38. Sa grille de commande reçoit un signal de commande noté S9. Le signal reçu
par la grille de commande du transistor de charge 38, fourni par les transistors 42
et 44, est noté PCDE. On choisira, par exemple, un transistor 42, de type MOS,
ayant un rapport W/L de 294/18 (avec W/L le rapport largeur de canal / longueur
de canal du transistor) et un transistor 44, de type VDMOS, ayant un nombre de
cellules élémentaires de 6*2.The P
Le transistor de puissance 42 permet de rendre passant le transistor de
charge 38. Pour cela, il suffit de fournir un signal S10 tel que le transistor 42 soit
passant. On prendra, par exemple, S10 = GND. Le potentiel du signal S9 aura
alors une valeur telle que le transistor 44 sera bloqué. On choisira, par exemple,
S9 = GND. Quand le transistor 42 est passant, alors le potentiel du signal PCDE
augmente, par la charge de la capacité de grille équivalente du transistor de
charge 38. Une fois que PCDE atteint la tension de seuil Vt du transistor de
charge 38, le transistor de charge 38 devient passant et le potentiel sur sa source
atteint sensiblement VPP - Vt.The
Pour bloquer le transistor de charge 38, on utilise le transistor 44. Pour cela,
il suffit d'imposer, par exemple, S9 = VCC et S10 = VPP. Le transistor 44 devient
passant et on décharge, vers la masse, la capacité de grille équivalente du
transistor 38. Pendant cette décharge, bien entendu, le transistor 42 doit être
bloqué. Ainsi, le transistor 38, à canal N, est commandé de telle sorte qu'un
potentiel bas (S10 = GND) le rende passant et qu'un potentiel haut (S9 = VCC) le
bloque, ce qui correspond au comportement d'un transistor à canal P. Par contre,
on peut utiliser un transistor de charge deux à trois fois moins gros que le
transistor 8 de la figure 1, à courant de charge égal.To block the
Le signal de commande S9 est produit par un inverseur 46 basse tension,
formé de deux transistors 48 et 50 complémentaires, de type MOS. Le transistor
48, à canal P, reçoit le potentiel VCC sur sa source. Le transistor 50, à canal N,
reçoit le potentiel GND sur sa source. Les drains de ces transistors sont reliés
entre eux et fournissent le signal S9. Les grilles de commande de ces transistors
sont reliées entre elles et reçoivent un signal logique de commande S5. On
choisira, par exemple, des transistors 48 et 50 ayant, respectivement, un rapport
W/L de 100/5 et 50/3. The control signal S9 is produced by a
Le signal de commande NCDE est produit par un inverseur 52 basse
tension, formé de deux transistors 54 et 56 complémentaires, de type MOS. Le
transistor 54, à canal P, reçoit le potentiel VCC sur sa source. Le transistor 56, à
canal N, reçoit le potentiel GND sur sa source. Les drains de ces transistors sont
reliés entre eux et fournissent le signal NCDE. Les grilles de commande de ces
transistors sont reliées entre elles et reçoivent le signal logique de commande S5.
On choisira, par exemple, des transistors 54 et 56 ayant, respectivement, un
rapport W/L de 250/5 et 100/3.The NCDE control signal is produced by a
Le signal de commande S10 est produit par un circuit translateur de
potentiel 58, semblable à celui décrit pour la figure 1. Le circuit 58 comprend
deux transistors de puissance 60 et 62 de type MOS à canal P, et deux transistors
de puissance 64 et 66, de type MOS à canal N. On utilisera des transistors aptes à
supporter la haute tension. On choisira, par exemple, des transistors 60 et 62
ayant, respectivement, un rapport W/L de 50/18 et 100/18 et des transistors 64 et
66, de type VDMOS, ayant un nombre de cellules élémentaires de 6*1.The control signal S10 is produced by a translating circuit of
potential 58, similar to that described for FIG. 1.
Les transistors 60 et 62 reçoivent le potentiel VPP sur leurs sources. Les
transistors 64 et 66 reçoivent le potentiel GND sur leurs sources. Le drain du
transistor 60 est relié à la grille de commande du transistor 62 et au drain du
transistor 64. Le drain du transistor 62 est relié à la grille de commande du
transistor 60 et au drain du transistor 66. Les drains des transistors 62 et 66
fournissent le signal de commande S10. Le transistor 66 reçoit un signal logique
de commande S7 sur sa grille de commande. Enfin, le transistor 64 reçoit un
signal de commande S8 sur sa grille de commande. Ce signal S8 est fourni par un
inverseur 68, alimenté en basse tension, et recevant le signal S7 en entrée.
Lorsque S7 = GND, les transistors 66 et 64 sont, respectivement, bloqué et
passant. Les transistors 62 et 60 sont, de ce fait, respectivement passant et bloqué.
On a alors S10 = VPP. Lorsque S7 = VCC, les transistors 66 et 64 sont,
respectivement, passant et bloqué. Les transistors 60 et 62 sont, de ce fait,
respectivement passant et bloqué. On a alors S10 = GND.
L'étage de sortie 30 comporte, en outre, des circuits logiques introduisant
des retards. Ces circuits de retard comprennent des inverseurs 70, 72, 76, 78 et
82, ces inverseurs comprenant une entrée et une sortie, et deux portes logiques 74
et 80, de type NON_ET, ces portes comprenant deux entrées et une sortie. On
suppose que ces circuits sont alimentés en basse tension, par exemple par les
potentiels VCC et GND. The
L'inverseur 70 reçoit en entrée le signal d'entrée IN2 et produit, sur sa sortie,
un signal logique S1, par inversion du signal IN2. Ce signal S1 est fourni à une
première entrée de la porte 80 et à l'entrée de l'inverseur 72. Cet inverseur 72
produit, sur sa sortie, un signal logique S2. Ce signal est fourni à une première
entrée de la porte 74 et à l'entrée de l'inverseur 76. Cet inverseur 76 produit, sur
sa sortie, un signal logique S3. Le signal S3 est fourni à l'entrée de l'inverseur 78
qui produit, sur sa sortie, un signal logique S4. Le signal S4 est fourni à la
deuxième entrée de la porte 74. La porte 74 produit, sur sa sortie, le signal
logique S5 qui est fourni aux inverseurs 46 et 52. Le signal S5 est, par ailleurs,
fourni à la deuxième entrée de la porte 80. Cette porte produit, sur sa sortie, un
signal logique S6 qui est fourni à l'entrée de l'inverseur 82. L'inverseur 82 produit,
sur sa sortie, le signal logique S7 fourni au circuit translateur de potentiel 58.The
L'ensemble formé par la porte 74 et les inverseurs 76 et 78 permet, comme
on le verra ci-après, de retarder les impulsions positives dans le signal d'entrée
IN2. Cet ensemble, concurremment avec l'inverseur 72 et la porte 80, permet de
retarder les impulsions négatives dans le signal d'entrée IN2.The assembly formed by the
On va maintenant décrire le fonctionnement du circuit 30, en se référant aux
figures 3a à 3n qui illustrent respectivement, le signal logique d'entrée IN2, le
signal S1, le signal S5, le signal S2, le signal S4, le signal S3, le signal S6, le
signal S7, le signal S8, le signal NCDE, le signal S9, le signal S10, le signal
PCDE et le signal de commande de sortie OUT2.We will now describe the operation of
On supposera qu'initialement on a S1 = S5 = S3 = S7 = VCC, PCDE =
OUT2 = VPP, et IN2 = S2 = S4 = S6 = S8 = NCDE = S9 = S10 = GND.
Autrement dit, le transistor de charge 38 est passant et le transistor de décharge 40
est bloqué. Le potentiel du signal OUT2 est donc sensiblement égal au potentiel
VPP, en négligeant la tension de seuil du transistor 38.We will assume that initially we have S1 = S5 = S3 = S7 = VCC, PCDE =
OUT2 = VPP, and IN2 = S2 = S4 = S6 = S8 = NCDE = S9 = S10 = GND.
In other words, the
Supposons qu'on souhaite commander une décharge de la sortie de
commande 34 au travers du transistor de décharge 40. Pour ce faire, on positionne
le signal d'entrée IN2 à l'état haut. On a alors IN2 = VCC. Le signal S1 va donc
passer à l'état bas. Cela entraíne, d'une part, une montée à l'état haut du signal S6
et, d'autre part, une montée à l'état haut du signal S2. Ultérieurement, le signal S3
descend à l'état bas, et le signal S4 monte à l'état haut. Une fois que le signal S4
est monté à l'état haut, le le signal S5 passe à l'état bas.Suppose we want to order a discharge from the output of
Les inverseurs 76 et 78 permettent de retarder les impulsions parasites
positives, apparaissant dans le signal IN2. En effet, tant que la transition à l'état
haut du signal S2 ne s'est pas propagée dans les inverseurs 76 et 78, le signal S5
est maintenu à l'état haut. Pour augmenter le délai minimal de retard, on pourra
augmenter le nombre d'inverseurs placés entre la sortie de l'inverseur 72 et la
deuxième entrée de la porte 74, ou bien encore modifier le dirnensionnement des
transistors formant ces inverseurs. On pourra, également, placer un condensateur
entre les inverseurs 76 et 78. Le retard des fronts positifs dans le signal IN2 vis à
vis des signaux S9 et NCDE permet d'éviter une conduction simultanée dans les
transistors 42 et 44 et dans les transistors 38 et 40. La mise en conduction des
transistors 40 et 44 est retardée jusqu'à la mise hors conduction du transistor 42
par le circuit translateur de potentiel 58 commandé par le signal S7.The
La descente à l'état bas du signal S1, outre la descente ultérieure induite du
signal S5, provoque la montée à l'état haut du signal S6. Cela entraíne la descente
à l'état bas du signal S7 et la montée ultérieure, à l'état haut, du signal S8. De ce
fait, on provoque la montée au potentiel VPP du signal S10, ce qui bloque le
transistor 42. Si on suppose que le signal S9 est alors toujours à l'état bas, le
potentiel PCDE est alors maintenu, par effet capacitif, au niveau de la grille du
transistor de charge 38. On évite une conduction simultanée des transistors 42 et
44.The lowering of signal S1 in low state, in addition to the subsequent lowering of the
signal S5, causes the signal S6 to go up. This causes the descent
in the low state of the signal S7 and the subsequent rise, in the high state, of the signal S8. From this
done, we cause the signal S10 to rise to the VPP potential, which blocks the
Quand le signal S5 descend à l'état bas, les transistors 50 et 56 vont se
bloquer et les transistors 48 et 54 vont devenu passant. La charge capacitive vue
par le transistor 50 étant inférieure à celle supportée par le transistor 54, le
potentiel du signal S9 va augmenter plus rapidement que le potentiel du signal
NCDE. On va donc décharger la grille de commande du transistor de charge 38
plus rapidement que la sortie 34, assurant ainsi que le transistor 38 reste toujours
bloqué durant la décharge de la sortie 34. Connaissant les charges en sortie des
inverseurs 46 et 52, on a en effet dimensionné les transistors 48 et 54 en
conséquence. De ce fait, quand le transistor 40 devient passant, le transistor 38
reste bloqué, ce qui supprime le phénomène de conduction simultanée dans ces
transistors. Une fois le transistor 40 passant, le potentiel du signal OUT2 va
chuter pour atteindre le potentiel GND.When signal S5 goes low, transistors 50 and 56 will
block and
Supposons qu'ultérieurement on souhaite commander la charge de la sortie
34. Pour ce faire, on va positionner le signal IN2 d'entrée à l'état bas. On a alors
IN2 = GND.Suppose that later we want to control the load of the
Le signal S1 va monter à l'état haut. Cela va entraíner le passage à l'état bas
du signal S2. En conséquence, le signal S5 va monter à l'état haut,
indépendamment des signaux S3 et S4 qui, parallèlement, vont passer
respectivement à l'état haut et à l'état bas. Par conséquent, on va bloquer les
transistors 48 et 54 et rendre passants les transistors 50 et 56. En dimensionnant
les transistors 50 et 56 de telle sorte que le potentiel du signal NCDE chute plus
rapidement que celui du signal S9, on va bloquer le transistor 40 avant de bloquer
le transistor 44.Signal S1 will go high. This will cause the transition to the low state
of signal S2. Consequently, signal S5 will go up,
independently of the signals S3 and S4 which, in parallel, will pass
high and low respectively. Therefore, we will block the
La montée du signal S5 entraíne, parallèlement, la descente du signal S6. De
même que, précédemment, on retardait les impulsions positives avec les
inverseurs 76 et 78, on va, ici, retarder les impulsions négatives avec l'inverseur
72 et la porte 74. Ce retard permet de s'assurer que les transistors 40 et 44 sont
bien bloqués avant la mise en conduction du transistor 38. De même que
précédemment, ce retard est réalisé dans les circuits logiques basse tension situés
en entrée, ce qui permet d'éviter l'apparition de phénomènes de conduction
simultanée dans les transistors de puissance.The rise of signal S5 leads, in parallel, the descent of signal S6. Of
even as, previously, the positive impulses were delayed with the
Le passage à l'état haut du signal S6 entraíne la descente à l'état bas du
signal S7 et, par suite, la montée à l'état haut du signal S8. En conséquence, le
transistor 66 va devenir passant et le potentiel du signal S10 va descendre à GND.
On va alors rendre passant le transistor 42. Celui-ci étant passant, le potentiel sur
la grille du transistor de charge 38 va augmenter. On suppose qu'alors le transistor
44 est, bien entendu, bloqué, pour éviter toute conduction simultanée dans les
transistors 42 et 44. Pour ce faire, on dimensionnera les inverseurs 82 et 68 en
conséquence, connaissant la charge supportée par le transistor 50. Le transistor 38
va donc devenir passant et le potentiel du signal OUT2 va augmenter. A ce
moment, le transistor 40 étant bloqué, il ne peut y avoir de conduction simultanée
des transistors 38 et 40.The passage to the high state of the signal S6 causes the descent to the low state of the
signal S7 and, consequently, the rise to high of signal S8. Consequently, the
Ainsi, l'invention permet de disposer d'un étage de sortie à la fois peu encombrant et optimisé en ce qui concerne les problèmes de conduction simultanée.Thus, the invention makes it possible to have one outlet stage at a time that is bulky and optimized with regard to conduction problems simultaneous.
Comme on l'a vu, lorsque l'on commande une décharge de la sortie 34, le
circuit est optimisé de sorte que le transistor de charge 38 soit bloqué avant que le
transistor de décharge 40 ne devienne passant. Pour ce faire, il convient d'assurer
une chute du potentiel du signal PCDE qui soit plus rapide que la chute du
potentiel du signal OUT2. En effet, dans le cas contraire, on peut voir apparaítre
une différence de potentiel grille - drain positive au niveau du transistor de charge
38, particulièrement si la charge capacitive associée à la sortie 34 est faible. Dans
ce cas, le transistor 38 étant à canal N, on assisterait à une remise en conduction
du transistor 38 et à un phénomène de conduction simultanée. Pour éviter
l'apparition de ce phénomène, on commande donc le transistor 42 de telle sorte
qu'il décharge la grille de commande du transistor de charge 38 plus vite que le
transistor 40 ne décharge la sortie 34.As we have seen, when ordering a discharge from
Notons Cgd la capacité grille - drain d'un transistor, Csd sa capacité source-drain,
Cg la capacité équivalente sur la grille, Csub sa capacité substrat, Cs la
charge capacitive reliée à la sortie 34, C(34) la capacité équivalente de la sortie
34 et Vt la tension de seuil des transistors à canal N.Let us denote Cgd the gate-drain capacitance of a transistor, Csd its source-drain capacitance,
Cg the equivalent capacity on the grid, Csub its substrate capacity, Cs la
capacitive load connected to
Lors du passage de la charge à la décharge de la sortie, des courants fournis
par les transistors 54 et 48 vont charger les capacités grille - drain des transistors
40 et 44. Ces courants sont d'autant plus élevés que la variation dV/dt du potentiel
du signal OUT2 est importante. Ces courants viennent réduire les différences de
potentiel grille - source des transistors 40 et 44. En réduisant la résistance à l'état
passant Ron du transistor 48, on applique une différence de potentiel grille-source
plus importante pour le transistor 44. De la sorte, on accélère la descente
du potentiel de la grille du transistor de charge 38 par rapport à sa source.When switching from charge to discharge of the output, currents supplied
by
On a:
Par ailleurs, on a:
Pour ce qui concerne les passages de la décharge à la charge de la sortie 34,
on veillera à satisfaire les conditions suivantes :
Avantageusement, afin d'éviter une perturbation de la partie logique de
l'étage de sortie 30 par la décharge de sortie 34, la source de transistor 40 sera
reliée à une masse analogique pour absorber le courant de décharge fourni par
cette sortie 34 et on utilisera une masse différente pour les autres composants de
l'étage de sortie.Advantageously, in order to avoid a disturbance of the logical part of
the
Dans l'étage de sortie 30, on a prévu un dispositif de sécurité représenté par
une diode Zener 84 placée entre la sortie 34 et la grille de commande du transistor
38. Cette diode Zener permet d'éviter l'apparition d'une différence de potentiel
trop importante entre la grille de commande du transistor 38 et sa source. La présence
de cette diode crée un chemin potentiel de décharge de la sortie 34 vers la
source du transistor 44. Ceci n'est pas pénalisant dans la mesure où le contrôle des
transistors 44 et 40 est réalisé par des dispositifs de même type, les inverseurs 46
et 52. Si ces dispositifs subissent des variations de leurs caractéristiques, par
exemples dues aux variations de paramètres de fabrication ou de température de
fonctionnement, ces variations seront de même nature pour ces deux inverseurs
46 et 52. De ce fait, l'influence de variations de caractéristiques de ces inverseurs
sur le fonctionnement de l'étage de sortie sera très limitée. On peut donc aisément
concilier la protection du transistor 38 et un bon fonctionnement de l'étage, en
dimensionnant les inverseurs 46 et 52 de sorte que la majeure partie du courant de
décharge de la sortie soit absorbée par le transistor de décharge 40, dont c'est la
fonction, plutôt que par le transistor 44.In the
Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme du métier, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. Ainsi, on pourra modifier la polarité des signaux logiques et/ou les produire avec des portes logiques différentes. On pourra, par exemple, choisir d'inverser les polarités des signaux de commande et utiliser des portes de type NON_OU en lieu et place des portes NON_ET.Of course, various modifications can be made by humans of the profession, without departing from the scope of the invention. So we can modify the polarity of logic signals and / or produce them with gates different logics. We could, for example, choose to reverse the polarities of the control signals and use NON_OU type doors instead of NON_ET doors.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9706498 | 1997-05-22 | ||
FR9706498A FR2763735B1 (en) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | POWER OUTPUT STAGE FOR DRIVING PLASMA SCREEN CELLS |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0880124A1 true EP0880124A1 (en) | 1998-11-25 |
EP0880124B1 EP0880124B1 (en) | 2006-03-08 |
Family
ID=9507299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP98410053A Expired - Lifetime EP0880124B1 (en) | 1997-05-22 | 1998-05-18 | Power output stage for driving the cells of a plasma panel |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6097214A (en) |
EP (1) | EP0880124B1 (en) |
JP (1) | JP3365310B2 (en) |
DE (1) | DE69833741T2 (en) |
FR (1) | FR2763735B1 (en) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100358698B1 (en) * | 1999-09-21 | 2002-10-30 | 엘지전자주식회사 | Low Voltage Driving Apparatus and Method of Plasma Display Panel |
US6275070B1 (en) * | 1999-09-21 | 2001-08-14 | Motorola, Inc. | Integrated circuit having a high speed clock input buffer |
JP3644867B2 (en) | 2000-03-29 | 2005-05-11 | 富士通日立プラズマディスプレイ株式会社 | Plasma display device and manufacturing method thereof |
US6262599B1 (en) * | 2000-04-06 | 2001-07-17 | International Business Machines Corporation | Level shifting CMOS I/O buffer |
FR2812963B1 (en) * | 2000-08-11 | 2003-07-25 | St Microelectronics Sa | METHOD AND CIRCUIT FOR CONTROLLING CELLS OF A PLASMA SCREEN |
JP2002215087A (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd | Plasma display device and control method therefor |
WO2002091343A1 (en) * | 2001-05-03 | 2002-11-14 | Orion Electric Co., Ltd. | High-voltage output circuit for a driving circuit of a plasma |
KR100786667B1 (en) * | 2001-05-04 | 2007-12-21 | 오리온피디피주식회사 | high-voltage output circuit for a driving circuit of a plasma display panel using a bootstrapping level shifter |
JP3853195B2 (en) * | 2001-10-29 | 2006-12-06 | 株式会社ルネサステクノロジ | Semiconductor device |
US6838905B1 (en) * | 2002-10-15 | 2005-01-04 | National Semiconductor Corporation | Level translator for high voltage digital CMOS process |
CN1275388C (en) * | 2004-07-30 | 2006-09-13 | 东南大学 | Low power dissipation CMOS type high-voltage drive circuit |
FR2878065A1 (en) * | 2004-11-18 | 2006-05-19 | St Microelectronics Sa | ELECTRIC LOAD DISCHARGE CIRCUIT, AND POWER OUTPUT STAGE COMPRISING SUCH A DISCHARGE CIRCUIT FOR CONTROLLING PLASMA SCREEN CELLS |
KR100678458B1 (en) * | 2004-12-24 | 2007-02-02 | 삼성전자주식회사 | Level shifter circuit and operating method thereof |
JP2006235512A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd | Plasma display |
FR2884078A1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-10-06 | St Microelectronics Sa | Voltage level shifting device for cholesteric liquid crystal display, has high voltage PMOS thick gate-oxide transistors and high voltage NMOS transistors, where gate of one NMOS transistor is connected to control input through inverter |
JP2009017276A (en) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Nec Electronics Corp | Semiconductor device |
JP2010145802A (en) * | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Panasonic Corp | Driving device and display |
US9349795B2 (en) * | 2014-06-20 | 2016-05-24 | Infineon Technologies Austria Ag | Semiconductor switching device with different local threshold voltage |
US9293533B2 (en) | 2014-06-20 | 2016-03-22 | Infineon Technologies Austria Ag | Semiconductor switching devices with different local transconductance |
US9231049B1 (en) * | 2014-06-20 | 2016-01-05 | Infineon Technologies Austria Ag | Semiconductor switching device with different local cell geometry |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3730649A1 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-30 | Siemens Ag | Circuit arrangement having at least one series circuit of two transistors |
EP0351820A2 (en) * | 1988-07-19 | 1990-01-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Output circuit |
JPH02283074A (en) * | 1989-04-25 | 1990-11-20 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
GB2291549A (en) * | 1994-07-20 | 1996-01-24 | Micron Technology Inc | A low transient current voltage translating cmos driver for row select lines |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5510731A (en) * | 1994-12-16 | 1996-04-23 | Thomson Consumer Electronics, S.A. | Level translator with a voltage shifting element |
US5926055A (en) * | 1996-12-20 | 1999-07-20 | Cirrus Logic, Inc. | Five volt output connection for a chip manufactured in a three volt process |
-
1997
- 1997-05-22 FR FR9706498A patent/FR2763735B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-18 EP EP98410053A patent/EP0880124B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-18 DE DE69833741T patent/DE69833741T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-05-22 US US09/083,831 patent/US6097214A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-22 JP JP17794098A patent/JP3365310B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3730649A1 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-30 | Siemens Ag | Circuit arrangement having at least one series circuit of two transistors |
EP0351820A2 (en) * | 1988-07-19 | 1990-01-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Output circuit |
JPH02283074A (en) * | 1989-04-25 | 1990-11-20 | Fuji Electric Co Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
GB2291549A (en) * | 1994-07-20 | 1996-01-24 | Micron Technology Inc | A low transient current voltage translating cmos driver for row select lines |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
L. DELGRANGE ET AL: "A High-Voltage IC Driver for Large-Area AC Plasma Display Panels", DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY INTERNATIONAL SYMPOSIUM, 5-7 JUIN 1984, VOL.15 PAGES 103-106, XP002050571 * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 15, no. 4 (E - 1031) 8 February 1991 (1991-02-08) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11143427A (en) | 1999-05-28 |
US6097214A (en) | 2000-08-01 |
DE69833741T2 (en) | 2006-11-16 |
DE69833741D1 (en) | 2006-05-04 |
FR2763735B1 (en) | 1999-08-13 |
FR2763735A1 (en) | 1998-11-27 |
EP0880124B1 (en) | 2006-03-08 |
JP3365310B2 (en) | 2003-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0880124B1 (en) | Power output stage for driving the cells of a plasma panel | |
EP0578526B1 (en) | High-voltage switch circuit | |
FR2787913A1 (en) | SHIFT REGISTER | |
FR2743662A1 (en) | IMPROVEMENT TO SHIFT REGISTERS USING TRANSISTORS OF THE SAME POLARITY | |
EP0453376A2 (en) | Static switch for medium voltage | |
EP0275752B1 (en) | Integrated circuit having means for switching towards redundant elements in a memory | |
EP1755222B1 (en) | Logic cell having two isolated redundant outputs, and correspondant integrated circuit | |
FR2767982A1 (en) | VARIABLE DELAY CIRCUIT | |
EP0902437B1 (en) | High-voltage generating circuit for programming or erasing a memory | |
FR2665775A1 (en) | CONTROL CIRCUIT IN MOS TECHNOLOGY. | |
WO2006053966A1 (en) | Circuit for discharging an electrical load and power output stage comprising one such discharge circuit for controlling plasma display cells | |
EP0757427B1 (en) | Phase generator circuit for a negative voltage supply circuit of the charge pump type | |
FR2739506A1 (en) | THREE-STATE OUTPUT CONTROL CIRCUIT FOR 3.3V OR 5V CMOS LOGIC CIRCUITS | |
FR2760151A1 (en) | BUS CONTROL PAD AMPLIFIER | |
EP1862999A2 (en) | Control of a plasma screen | |
EP3605403B1 (en) | Programmable artificial neuron and associated programming method | |
FR2816746A1 (en) | Column control circuit for plasma screen, comprises constant current source, voltage follower transistor and capacitor to charge the column capacity in preset time and means for discharge | |
EP3483773B1 (en) | Method for randomly modifying the consumption profile of a logic circuit, and associated device | |
EP0845783B1 (en) | Read circuit for memory | |
FR2754392A1 (en) | NORMALLY PASSING THYRISTOR DUAL LOCKABLE BY A PULSE APPLIED ON THE TRIGGER | |
FR2812963A1 (en) | Method and circuit for controlling matrix type plasma display panel comprised of matrix arrangements of cells whose output is controlled by potential differences applied to them where the columns are activated non-simultaneously | |
FR2575013A1 (en) | COINCIDENCE LOGIC PORT, AND SEQUENTIAL LOGIC CIRCUITS IMPLEMENTING THIS COINCIDENCE DOOR | |
FR2896610A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A MATRICIAL PLASMA SCREEN | |
FR2597681A1 (en) | ANTI-OVERLAPPING PHASE SYSTEM FOR MOS INTEGRATED CIRCUITS, PARTICULARLY FOR THE CONTROL OF FILTERS WITH SWITCHED CAPACITIES. | |
FR3088507A1 (en) | ADIABATIC LOGIC CELL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI |
|
RAP3 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: STMICROELECTRONICS S.A. |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19990514 |
|
AKX | Designation fees paid |
Free format text: DE FR GB IT |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: STMICROELECTRONICS S.A. |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): DE FR GB IT |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED. Effective date: 20060308 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 69833741 Country of ref document: DE Date of ref document: 20060504 Kind code of ref document: P |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20060511 Year of fee payment: 9 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20060515 Year of fee payment: 9 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20060517 Year of fee payment: 9 |
|
GBT | Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977) |
Effective date: 20060614 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20061211 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 20070518 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20080131 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20071201 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20070518 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20070531 |