JP2011040923A - 液晶表示装置用駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2つの入力差動段回路部のそれぞれと、2つの出力駆動段回路部のそれぞれと、電圧範囲が異なる2つの電源で給電する。これら2つの電源の電圧範囲を合わせれば、後段回路の出力動作に必要な電圧範囲が得られるように設定されている。その結果、給電電圧を低減しつつ、かつ、後段回路の全出力動作が可能となっている。
【選択図】図4
Description
図4は、本発明の第1の実施形態による演算増幅器の構成について説明するための回路図である。以下、この図面に基づき説明する。
Vin=Vout
となる。
Vin=Vout
となる。
Vin=Vout
となる。
Vin=Vout
となる。
VBN1=VGS(MN5)+VGS(MN6) …(1)
ここで、VGS(MN5)は、MN5のゲート・ソース間電圧である。VGS(MN6)は、MN6のゲート・ソース間電圧である。
VGS=√(2ID/β)+Vγ0+γ√VB …(2)
ただし、
β=(W/L)μC0 …(2a)
γ=(√(2ε0εsqNA))/C0 …(2b)
C0=ε0εs/t0 …(2c)
である。ここで、Wは、ゲート幅である。Lは、ゲート長である。μは、移動度である。C0は、単位面積当たりのゲート酸化膜容量である。Vγ0は、VB=0における閾値である。VBは、バックゲート電圧である。ε0は、自由空間の誘電率(8.86×10−14F/cm)である。εsは、半導体の比誘電率(3.9)である。qは、電子の電化量(1.6×10−12クーロン)である。t0は、ゲート酸化膜圧である。NAは、アクセプタ密度である。γは、プロセスによって変わる値であり、平均的な値は約0.5である。
図6Aおよび図6Bは、本発明の第2の実施形態による演算増幅器回路部80の構成について説明するための回路図である。ここで、図6Aおよび図6Bは、1枚の回路図を2枚の図面に分けて示している。6a〜6jは、両図で分断された10本の線を特定するための表記である。なお、本実施形態による演算増幅器の全体的な構成は、本発明の第1の実施形態と同じであり、前述の図4を用いて説明したとおりであるので、さらなる説明を省略する。
SW301〜SW304 スイッチ
40 スイッチ回路
SW401〜SW404 スイッチ
410 第1の入力部
420 第2の入力部
50 スイッチ回路
SW501〜SW504 スイッチ
60 スイッチ回路
SW601〜SW604 スイッチ
130、230 駆動段回路
140、240 差動型入力段回路
MN101〜MN106 NチャンネルMOSトランジスタ
MP101〜MP106 PチャンネルMOSトランジスタ
I101〜I106 定電流源
70 入力切替回路部
SW11 第11の入力トランスファースイッチ回路部
SW12 第12の入力トランスファースイッチ回路部
71 第1の入力部
72 第2の入力部
73 第1の出力部
74 第2の出力部
80 演算増幅器回路部
801 第1の入力部
802 第2の入力部
803 第1の出力部
804 第2の出力部
810 第1の入力差動段回路部(差動段A)
811 第1の入力部
812 第2の入力部
813 第1の出力部
814 第2の出力部
815 正電圧入力部
816 負電圧入力部
820 第2の入力差動段回路部(差動段B)
821 第1の入力部
822 第2の入力部
823 第1の出力部
824 第2の出力部
825 正電圧入力部
826 負電圧入力部
830 第1の出力駆動段回路部(正側専用出力段)
831 第1の入力部
832 第2の入力部
833 出力部
834 正電圧入力部
835 負電圧入力部
840 第2の出力駆動段回路部(負側専用出力段)
841 第1の入力部
842 第2の入力部
843 出力部
844 正電圧入力部
845 負電圧入力部
SW1 第1のトランスファースイッチ回路部
SW2 第2のトランスファースイッチ回路部
SW3 第3のトランスファースイッチ回路部
SW4 第4のトランスファースイッチ回路部
SW5 第5のトランスファースイッチ回路部
SW6 第6のトランスファースイッチ回路部
SW7 第7のトランスファースイッチ回路部
SW8 第8のトランスファースイッチ回路部
SW9 第9のトランスファースイッチ回路部
SW10 第10のトランスファースイッチ回路部
VDD 第1の電源
VML 第2の電源
VMH 第3の電源
VSS 第4の電源
90 出力切替回路部
901 第1の入力部
902 第2の入力部
903 第1の出力部
904 第2の出力部
SW13 第13のトランスファースイッチ回路部
SW14 第14のトランスファースイッチ回路部
Claims (10)
- 第1および第2の動作モードを切り替える制御部と、
第1の入力信号を入力するための第1の入力部と、
第2の入力信号を入力するための第2の入力部と、
前記第1の動作モードでは前記第1の入力信号を差動増幅し、前記第2の動作モードでは前記第2の入力信号を差動増幅するための第1の入力差動段回路部と、
前記第1の動作モードでは前記第2の入力信号を差動増幅し、前記第2の動作モードでは前記第1の入力信号を差動増幅するための第2の入力差動段回路部と、
前記第1または前記第2の入力差動段回路部が差動増幅した前記第1の入力信号を増幅し、第1の駆動電圧として出力するための第1の出力駆動段回路部と、
前記第1または前記第2の入力差動段回路部が差動増幅した前記第2の入力信号を増幅し、第2の駆動電圧として出力するための第2の出力駆動段回路部と、
前記第1の動作モードでは前記第1の駆動電圧を出力し、前記第2の動作モードでは前記第2の駆動電圧を出力するための第1の出力部と、
前記第1の動作モードでは前記第2の駆動電圧を出力し、前記第2の動作モードでは前記第1の駆動電圧を出力するための第2の出力部と、
前記第1の動作モードでは前記第1の入力差動段回路部および前記第1の出力駆動段回路部を第1の電圧範囲で給電し、前記第2の動作モードでは前記第2の入力差動段回路部および前記第1の出力駆動段回路部を前記第1の電圧範囲で給電するための第1および第2の電源と、
前記第1の動作モードでは前記第2の入力差動段回路部および前記第2の出力駆動段回路部を前記第1の電圧範囲とは異なる第2の電圧範囲で給電し、前記第2の動作モードでは前記第1の入力差動段回路部および前記第2の出力駆動段回路部を前記第2の電圧範囲で給電するための第3および第4の電源と
を具備し、
前記第1の入力差動段回路部は、前記第1の出力部が出力する前記第1または前記第2の駆動電圧を、前記第1または前記第2の出力駆動段回路部の一方から帰還入力し、
前記第2の入力差動段回路部は、前記第2の出力部が出力する前記第1または前記第2の駆動電圧を、前記第1または前記第2の出力駆動段回路部の他方から帰還入力する
演算増幅器。 - 請求項1に記載の演算増幅器において、
前記第1および前記第2の入力部と、前記第1および前記第2の入力差動段回路部との接続を、前記制御部の制御に基づいて切り替える第1の切り替え部と、
前記第1および前記第2の入力差動段回路部と、前記第1および前記第2の出力駆動段回路部との接続を、前記制御部の制御に基づいて切り替える第2の切り替え部と、
前記第1および前記第2の出力駆動段回路部と、前記第1および前記第2の出力部との接続を、前記制御部の制御に基づいて切り替える第3の切り替え部と、
前記第1および前記第2の電源と、前記第1および前記第2の入力差動段回路部との接続を、前記制御部の制御に基づいて切り替える第4の切り替え部と
をさらに具備する
演算増幅器。 - 請求項1または2に記載の演算増幅器において、
前記第1の電源の電圧は、前記演算増幅器から出力する電圧範囲の上限以上であり、
前記第4の電源の電圧は、前記演算増幅器から出力する電圧範囲の下限以下であり、
前記第2および前記第3の電源のそれぞれにおける電圧は、前記第1および前記第4の電源の電圧の中間である
演算増幅器。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の演算増幅器において、
前記第1および前記第2の入力差動段回路部のそれぞれは、
第1のチャネルによる2つのトランジスタを有し、前記第1または前記第2の入力信号の一方と、前記第1または前記第2の駆動電圧の一方とを入力する第1の差動対と、
前記第1のチャネルとは反対である第2のチャネルによる2つのトランジスタを有し、一方では前記第1の差動対において能動負荷として接続され、他方では前記第1または前記第3の電源に接続されている第1の能動負荷と、
前記第1の差動荷に接続されている第1の定電流源と、
前記第2のチャネルによる2つのトランジスタを有し、前記第1または前記第2の入力信号の他方と、前記第1または前記第2の駆動電圧の他方とを入力する第2の差動対と、
前記第1のチャネルによる2つのトランジスタを有し、前記第2の差動対において能動負荷として接続され、他方では前記第2または前記第4の電源に接続されている第2の能動負荷と、
前記第2の差動対に接続されている第2の定電流源と
を具備する
演算増幅器。 - 請求項4に記載の演算増幅器において、
前記第1の定電流源は、前記第4の電源にさらに接続されており、
前記第2の定電流源は、前記第1の電源にさらに接続されている
演算増幅器。 - 請求項4に記載の演算増幅器において、
前記第1の定電流源は、前記第2または前記第4の電源にさらに接続されており、
前記第2の定電流源は、前記第1または前記第3の電源にさらに接続されている
演算増幅器。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の演算増幅器において、
前記第2の電源における電圧と、前記第3の電源における電圧とは、等しい
演算増幅器。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の演算増幅器において、
前記第1の出力駆動段回路部は、
前記第1または前記第2の入力差動段回路の一方が出力する2つの信号の一方を入力する第1の入力部と、
前記2つの信号の他方を入力する第2の入力部と、
前記第1の入力部と、前記第1の電源とに両端が接続された第1の定電流源と、
前記第2の入力部と、前記第2の電源とに両端が接続された第2の定電流源と、
ソースおよびドレインを、前記第1および前記第2の定電流源に接続されて、浮遊電流源として動作する、お互いに逆のチャネルによる第1および第2のMOSトランジスタと、
前記第1の定電流源と、前記第1のMOSトランジスタとに、両端がそれぞれ接続されている第1の定電圧源と、
前記第2の定電流源と、前記第2のMOSトランジスタとに、両端がそれぞれ接続されている第2の定電圧源と、
前記第1の電源と、前記出力部との間に接続されて、出力トランジスタとして動作する第3のMOSトランジスタと、
前記出力部と、前記第2の電源との間に接続されて、出力トランジスタとして動作する第4のMOSトランジスタと、
前記第3および前記第4のMOSトランジスタのそれぞれにおけるゲートの間に接続されて、かつ、前記出力部に接続されている第1の位相補償回路と
を具備し、
前記第2の出力駆動段回路部は、
前記第1または前記第2の入力差動段回路の他方が出力する2つの信号の一方を入力する第3の入力部と、
前記2つの信号の他方を入力する第4の入力部と、
前記第3の入力部と、前記第3の電源とに両端が接続された第3の定電流源と、
前記第4の入力部と、前記第4の電源とに両端が接続された第4の定電流源と、
ソースおよびドレインを、前記第3および前記第4の定電流源に接続されて、浮遊電流源として動作する、お互いに逆のチャネルによる第5および第6のMOSトランジスタと、
前記第3の定電流源と、前記第3のMOSトランジスタとに、両端がそれぞれ接続されている第3の定電圧源と、
前記第4の定電流源と、前記第4のMOSトランジスタとに、両端がそれぞれ接続されている第4の定電圧源と、
前記第3の電源と、前記出力部との間に接続されて、出力トランジスタとして動作する第7のMOSトランジスタと、
前記出力部と、前記第4の電源との間に接続されて、出力トランジスタとして動作する第8のMOSトランジスタと、
前記第7および前記第8のMOSトランジスタのそれぞれにおけるゲートの間に接続されて、かつ、前記出力部に接続されている第2の位相補償回路と
を具備する
演算増幅器。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の演算増幅器回路において、
複数の前記演算増幅器
を具備する
液晶表示装置用駆動回路。 - (a)第1および第2の動作モードを切り替えるステップと、
(b)前記第1の動作モードにおいて、第1の入力差動段回路部および第1の出力駆動段回路部を、第1および第2の電源による第1の電圧範囲で給電し、かつ、第2の入力差動段回路部および第2の出力駆動段回路部を、第3および第4の電源による前記第1の電圧範囲とは異なる第2の電圧範囲で給電するステップと、
(c)前記第2の動作モードにおいて、前記第2の入力差動段回路部および前記第1の出力駆動段回路部を、前記第1の電圧範囲で給電し、かつ、前記第1の入力差動段回路部および前記第2の出力駆動段回路部を前記第2の電圧範囲で給電するステップと、
(d)第1および第2の入力信号を入力するステップと、
(e)前記第1の動作モードにおいて、第1の入力差動段回路部および第1の出力駆動段回路部を第1の電圧範囲で給電し、かつ、第2の入力差動段回路部および第2の出力駆動段回路部を第2の電圧範囲で給電するステップと、
(f)前記第2の動作モードにおいて、第2の入力差動段回路部および第1の出力駆動段回路部を第1の電圧範囲で給電し、かつ、第1の入力差動段回路部および第2の出題九駆動段回路部を第2の電圧範囲で給電するステップと、
(g)前記第1の動作モードにおいて、前記第1の入力差動段回路部で前記第1の入力信号を差動増幅し、かつ、前記第2の入力差動段回路部で前記第2の入力信号を差動増幅するステップと、
(h)前記第2の動作モードにおいて、前記第1の入力差動段回路部で前記第2の入力信号を差動増幅し、かつ、前記第2の入力差動段回路部で前記第1の入力信号を差動増幅するステップと、
(i)前記ステップ(g)または(h)において差動増幅された前記第1の入力信号を、第1の出力駆動段回路部で増幅するステップと、
(j)前記ステップ(g)または(h)において差動増幅された前記第2の入力信号を、第2の出力駆動段回路部で増幅するステップと、
(k)前記第1の動作モードにおいて、前記ステップ(i)または(j)で得られた前記第1および前記第2の駆動電圧を、前記第1および前記第2の出力部からそれぞれ出力するステップと、
(l)前記第2の動作モードにおいて、前記ステップ(i)または(j)で得られた前記第1および前記第2の駆動電圧を、前記第2および前記第1の出力部からそれぞれ出力するステップと、
(m)前記ステップ(k)または(l)において前記第1の出力部から出力された前記第1または前記第2の駆動電圧の一方を、前記第1の入力差動段回路部に帰還入力するステップと、
(n)前記ステップ(k)または(l)において前記第2の出力部から出力された前記第1または前記第2の駆動電圧の他方を、前記第2の入力差動段回路部に帰還入力するステップと
を具備する
演算増幅方法。
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