JP4819921B2 - DIFFERENTIAL AMPLIFIER, DATA DRIVER OF DISPLAY DEVICE USING SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING DIFFERENTIAL AMPLIFIER - Google Patents

DIFFERENTIAL AMPLIFIER, DATA DRIVER OF DISPLAY DEVICE USING SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING DIFFERENTIAL AMPLIFIER Download PDF

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本発明は、差動増幅器及びそれを用いた表示装置並びに差動増幅器の制御方法に関する。   The present invention relates to a differential amplifier, a display device using the same, and a control method for the differential amplifier.

近時、表示装置は、薄型、軽量、低消費電力を特徴とする液晶表示装置(LCD)が幅広く普及し、携帯電話機(モバイルフォン、セルラフォン)やPDA(パーソナルデジタルアシスタント)、ノートPC等のモバイル機器の表示部に多く利用されてきた。しかし最近では液晶表示装置の大画面化や動画対応の技術も高まり、モバイル用途だけでなく据置型の大画面表示装置や大画面液晶テレビも実現可能になってきている。これらの液晶表示装置は高精細表示が可能なアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置が利用されている。はじめに、図15を参照して、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置の典型的な構成について概説しておく。なお、図15には、液晶表示部内の1画素に接続される主要な構成が、等価回路によって模式的に示されている。   Recently, liquid crystal display devices (LCD) characterized by thinness, light weight, and low power consumption have been widely used as display devices, and mobile phones such as mobile phones (mobile phones, cellular phones), PDAs (personal digital assistants), and notebook PCs. It has been widely used in the display section of equipment. Recently, however, the technology for increasing the screen size and moving images of liquid crystal display devices has been increasing, and it has become possible to realize not only mobile applications but also stationary large screen display devices and large screen liquid crystal televisions. As these liquid crystal display devices, active matrix liquid crystal display devices capable of high-definition display are used. First, a typical configuration of an active matrix drive type liquid crystal display device will be outlined with reference to FIG. In FIG. 15, the main configuration connected to one pixel in the liquid crystal display unit is schematically shown by an equivalent circuit.

一般に、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置の表示部960は、透明な画素電極964及び薄膜トランジスタ(TFT)963をマトリックス状に配置した半導体基板(例えばカラーSXGAパネルの場合、1280×3画素列×1024画素行)と、面全体に1つの透明な電極966を形成した対向基板と、これら2枚の基板を対向させて間に液晶を封入した構造からなる。   In general, a display unit 960 of an active matrix liquid crystal display device includes a semiconductor substrate in which transparent pixel electrodes 964 and thin film transistors (TFTs) 963 are arranged in a matrix (for example, in the case of a color SXGA panel, 1280 × 3 pixel columns × 1024). A pixel row), a counter substrate having one transparent electrode 966 formed on the entire surface, and a structure in which liquid crystal is sealed between the two substrates facing each other.

スイッチング機能を持つTFT963を走査信号により制御し、TFT963がオンとなるときに、映像信号に対応した階調電圧が画素電極964に印加され、各画素電極964と対向基板電極966との間の電位差により液晶の透過率が変化し、該電位差を液晶容量965で一定期間保持し、画像を表示するものである。   When the TFT 963 having a switching function is controlled by a scanning signal and the TFT 963 is turned on, a gradation voltage corresponding to the video signal is applied to the pixel electrode 964, and a potential difference between each pixel electrode 964 and the counter substrate electrode 966. As a result, the transmittance of the liquid crystal changes, and the potential difference is held in the liquid crystal capacitor 965 for a certain period to display an image.

半導体基板上には、各画素電極964へ印加する複数のレベル電圧(階調電圧)を送るデータ線962と、走査信号を送る走査線961とが格子状に配線され(上記カラーSXGAパネルの場合、データ線は1280×3本、走査線は1024本)、走査線961及びデータ線962は、互いの交差部に生じる容量や対向基板電極との間に挟まれる液晶容量等により、大きな容量性負荷となっている。   On the semiconductor substrate, data lines 962 for sending a plurality of level voltages (gradation voltages) applied to each pixel electrode 964 and scanning lines 961 for sending scanning signals are wired in a grid pattern (in the case of the color SXGA panel). The data lines are 1280 × 3 and the scanning lines are 1024), and the scanning lines 961 and the data lines 962 have a large capacitance due to the capacitance generated at the intersection or the liquid crystal capacitance sandwiched between the counter substrate electrodes. It is a load.

なお、走査信号はゲートドライバ970より走査線961に供給され、また各画素電極964への階調電圧の供給はデータドライバ980よりデータ線962を介して行われる。   Note that the scanning signal is supplied from the gate driver 970 to the scanning line 961, and the gradation voltage is supplied to each pixel electrode 964 from the data driver 980 through the data line 962.

1画面分のデータの書き換えは、1フレーム期間(1/60・秒)で行われ、各走査線で1画素行毎(ライン毎)、順次、選択され、選択期間内に、各データ線より階調電圧が供給される。   Rewriting of data for one screen is performed in one frame period (1/60 · sec), and is sequentially selected for each pixel line (each line) in each scanning line. A gradation voltage is supplied.

なお、ゲートドライバ970は、少なくとも2値の走査信号を供給すればよいのに対し、データドライバ980は、データ線を階調数に応じた多値レベルの階調電圧で駆動することが必要とされる。このため、データドライバ980のバッファ部は、高精度電圧出力可能な差動増幅器が用いられている。   Note that the gate driver 970 only needs to supply at least binary scanning signals, whereas the data driver 980 needs to drive the data lines with multilevel gradation voltages corresponding to the number of gradations. Is done. Therefore, a differential amplifier capable of outputting a high-accuracy voltage is used for the buffer unit of the data driver 980.

また、近時、液晶表示装置において、高画質化(多色化)が進み、少なくとも26万色(RGB各6ビット映像データ)、さらには2680万色(RGB各8ビット映像データ)以上の需要が高まっている。   Recently, liquid crystal display devices have been improved in image quality (multicolor), and demand for at least 260,000 colors (RGB 6-bit video data) and 26.8 million colors (RGB 8-bit video data) or more. Is growing.

このため、多ビット映像データに対応した階調電圧を出力するデータドライバは、極めて高精度な電圧出力が要求されるばかりか、映像データを処理する回路部の素子数が増加し、データドライバLSIのチップ面積が増加しコスト高を招く要因となってきている。この問題について、以下に詳しく説明する。   For this reason, a data driver that outputs a gradation voltage corresponding to multi-bit video data is required not only to output a voltage with extremely high accuracy, but also to increase the number of elements of a circuit unit that processes the video data. As a result, the chip area has increased, leading to high costs. This problem will be described in detail below.

図16は、図15のデータドライバ980の構成を示した図であり、データドライバ980の要部をブロックにて示したものである。図16を参照すると、データドライバ980は、ラッチアドレスセレクタ981と、ラッチ982と、階調電圧発生回路983と、複数のデコーダ984と、複数のバッファ回路985と、を備えている。   FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the data driver 980 of FIG. 15, and shows the main part of the data driver 980 in blocks. Referring to FIG. 16, the data driver 980 includes a latch address selector 981, a latch 982, a gradation voltage generation circuit 983, a plurality of decoders 984, and a plurality of buffer circuits 985.

ラッチアドレスセレクタ981は、クロック信号CLKに基づき、データラッチのタイミングを決定する。ラッチ982は、ラッチアドレスセレクタ981で決定されたタイミングに基づいて、映像デジタルデータをラッチし、STB信号(ストローブ信号)に応じて、一斉に、各デコーダ984に対して、ラッチしたデータを出力する。階調電圧発生回路983は、映像データに対応した階調数の階調電圧を生成する。デコーダ984は、入力されたデータに対応した階調電圧を1つ選択して出力する。バッファ回路985は、デコーダ984から出力された階調電圧を入力し、電流増幅して出力電圧Voutとして出力する。   The latch address selector 981 determines the data latch timing based on the clock signal CLK. The latch 982 latches the video digital data based on the timing determined by the latch address selector 981, and outputs the latched data to each decoder 984 all at once according to the STB signal (strobe signal). . The gradation voltage generation circuit 983 generates gradation voltages having the number of gradations corresponding to the video data. The decoder 984 selects and outputs one gradation voltage corresponding to the input data. The buffer circuit 985 receives the gradation voltage output from the decoder 984, amplifies the current, and outputs it as the output voltage Vout.

例えば6ビット映像データが入力される場合、階調数は64であり、階調電圧発生回路983は、64レベルの階調電圧を生成する。デコーダ984は、64レベルの階調電圧から1個の階調電圧を選択する回路を備える。   For example, when 6-bit video data is input, the number of gradations is 64, and the gradation voltage generating circuit 983 generates 64 levels of gradation voltages. The decoder 984 includes a circuit that selects one gradation voltage from 64 gradation voltages.

一方、8ビット映像データが入力される場合、階調数は256となり、階調電圧発生回路983は、256レベルの階調電圧を生成し、デコーダ984は、256レベルの階調電圧から1個の階調電圧を選択する回路を備える。   On the other hand, when 8-bit video data is input, the number of gradations is 256, the gradation voltage generating circuit 983 generates 256-level gradation voltages, and the decoder 984 outputs one piece from the 256-level gradation voltages. A circuit for selecting the gray scale voltage is provided.

このように多ビット化すると階調電圧発生回路983やデコーダ984の回路規模が増大する。例えば6ビットから8ビットに増加した場合、それぞれの回路規模は4倍以上となる。したがって多ビット化によりデータドライバLSIのチップ面積が増加してコスト高となる。   When the number of bits is increased in this way, the circuit scale of the gradation voltage generation circuit 983 and the decoder 984 increases. For example, when the number is increased from 6 bits to 8 bits, each circuit scale becomes four times or more. Therefore, the increase in the number of bits increases the chip area of the data driver LSI and increases the cost.

これに対して、多ビット化してもデータドライバLSIのチップ面積の増加を抑える構成が、後記特許文献1に提案されている。図17は、後記特許文献1に提案されている構成の一例(後記特許文献1の第16図に対応する)である。   On the other hand, a configuration that suppresses an increase in the chip area of the data driver LSI even if the number of bits is increased is proposed in Patent Document 1 described later. FIG. 17 is an example of a configuration proposed in Patent Document 1 (corresponding to FIG. 16 of Patent Document 1).

図17を参照すると、このデータドライバは、図16に示したデータドライバとは、階調電圧発生回路986、デコーダ987、及びバッファ回路988の構成が異なっている。図17のデータドライバにおいて、階調電圧発生回路986は、2階調おきに階調電圧を生成し、デコーダ987の階調電圧線数を、図16のデコーダ984の約1/2に減らしている。デコーダ987は、映像データに応じて、2つの階調電圧を選択し、バッファ回路988に出力する。バッファ回路988は、入力された2つの階調電圧、及び2つの階調電圧の中間の階調電圧を電流増幅して出力することができる。   Referring to FIG. 17, this data driver is different from the data driver shown in FIG. 16 in the configuration of a gradation voltage generation circuit 986, a decoder 987, and a buffer circuit 988. In the data driver of FIG. 17, the gradation voltage generation circuit 986 generates gradation voltages every two gradations, and the number of gradation voltage lines of the decoder 987 is reduced to about ½ of the decoder 984 of FIG. Yes. The decoder 987 selects two gradation voltages according to the video data and outputs them to the buffer circuit 988. The buffer circuit 988 can amplify and output two input grayscale voltages and a grayscale voltage intermediate between the two grayscale voltages.

後記特許文献1に開示されている構成においては、2つの階調電圧を入力し2つの階調電圧の一方と、2つの階調電圧の中間電圧とを選択的に出力できるバッファ回路988を具備することで、デコーダ987の階調電圧線数を半分に削減し、デコーダ987の回路規模を削減し、省面積化すなわち低コスト化の実現を目指すものである。   The configuration disclosed in Patent Document 1 described later includes a buffer circuit 988 that can input two gradation voltages and selectively output one of the two gradation voltages and an intermediate voltage between the two gradation voltages. By doing so, the number of gradation voltage lines of the decoder 987 is reduced to half, the circuit scale of the decoder 987 is reduced, and an aim is to realize area saving, that is, cost reduction.

これに対して、多ビットデジタル信号をアナログ信号に変換する回路(デジタルアナログ変換器、「DAC」と略記する)を大幅に省面積化する構成が、インターポレーションDACとして後記特許文献2及び特許文献3に提案されている。特許文献3は特許文献2を改良したもので、特に出力電圧精度の性能を向上させる構成の提案である。したがって以下では特許文献3について説明する。図18は、後記特許文献3に提案されているDACの構成を示す図である。図18を参照すると、このDACは、各タップからn個のアナログ電圧を出力する抵抗ストリングと、各タップから1つの電圧V1を選択するS1aからSnaのn個のスイッチよりなる第1スイッチ群と、電圧V1と隣り合うレベルの電圧V2を選択するS1bからSnbのn個のスイッチよりなる第2スイッチ群と、電圧V1、V2の一方を選択するスイッチSW1、SW2、SW3よりなる第3スイッチ群と、4つの差動対(Q0A、Q0B)、(Q1A、Q1B)、(Q2A、Q2B)、(Q3A、Q3B)を備えた増幅器200を備えて構成されている。これら4つの差動対は、それぞれ個別の電流源で駆動され、4つの差動対の出力対はカレントミラー回路(QL1、QL2)の入出力対に共通接続され、さらに4つの差動対の出力信号は、差動増幅器205に差動入力されて、出力端子に出力電圧Voutを出力する。4つの差動対(Q0A、Q0B)、(Q1A、Q1B)、(Q2A、Q2B)、(Q3A、Q3B)のそれぞれの入力対の一方は、出力端子に共通接続されたフィードバック構成とされている。また4つの差動対(Q0A、Q0B)、(Q1A、Q1B)、(Q2A、Q2B)、(Q3A、Q3B)の入力対の他方は、1つが電圧V1を選択する第1スイッチ群に接続され、残り3つが、電圧V1、V2の一方を選択する第3スイッチ群(SW1、SW2、SW3)にそれぞれ接続されている。このDACの動作は、まず入力データの上位ビット信号に基づくMSB(Most Significant Bit)サブワードデコーダの出力により、第1及び第2スイッチ群(S1a、・・・Sna)、(S1b、・・・Snb)のK番目のスイッチ(Ska及びSkb)をオンとして隣り合うタップの電圧をV1、V2として選択し、入力データの下位ビット信号に基づくLSB(Least Significant Bit)サブワードデコーダの出力により更に第3スイッチ群(SW1、SW2、SW3)のスイッチの切り替えを制御する。   On the other hand, a configuration that greatly reduces the area of a circuit (digital-to-analog converter, abbreviated as “DAC”) that converts a multi-bit digital signal into an analog signal is described later as Patent Document 2 and Patent. It is proposed in Document 3. Patent Document 3 is an improvement of Patent Document 2 and proposes a configuration that improves the performance of output voltage accuracy. Therefore, Patent Document 3 will be described below. FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a DAC proposed in Patent Document 3 described later. Referring to FIG. 18, the DAC includes a resistor string that outputs n analog voltages from each tap, and a first switch group that includes n switches S1a to Sna that select one voltage V1 from each tap. , A second switch group consisting of n switches S1b to Snb for selecting a voltage V2 at a level adjacent to the voltage V1, and a third switch group consisting of switches SW1, SW2 and SW3 for selecting one of the voltages V1 and V2. And an amplifier 200 having four differential pairs (Q0A, Q0B), (Q1A, Q1B), (Q2A, Q2B), (Q3A, Q3B). These four differential pairs are each driven by a separate current source, and the output pairs of the four differential pairs are commonly connected to the input / output pairs of the current mirror circuit (QL1, QL2). The output signal is differentially input to the differential amplifier 205 and outputs an output voltage Vout to the output terminal. One of the input pairs of the four differential pairs (Q0A, Q0B), (Q1A, Q1B), (Q2A, Q2B), (Q3A, Q3B) has a feedback configuration commonly connected to the output terminal. . The other input pair of the four differential pairs (Q0A, Q0B), (Q1A, Q1B), (Q2A, Q2B), (Q3A, Q3B) is connected to the first switch group, one of which selects the voltage V1. The remaining three are connected to a third switch group (SW1, SW2, SW3) for selecting one of the voltages V1, V2. The operation of the DAC is performed by first and second switch groups (S1a,... Sna), (S1b,... Snb) by the output of an MSB (Most Significant Bit) subword decoder based on the upper bit signal of the input data. ) To turn on the K-th switch (Ska and Skb), select the voltages of adjacent taps as V1 and V2, and further switch the third switch by the output of the LSB (Least Significant Bit) subword decoder based on the lower bit signal of the input data Controls the switch of the group (SW1, SW2, SW3).

第3スイッチ群(SW1、SW2、SW3)の選択条件により、図19に示すような電圧V1、V2が異なる比率で内分された4個のレベル電圧Vo1〜Vo4が出力端子に出力される。具体的には、
・第3スイッチ群の3個のスイッチSW1、SW2、SW3が、全て電圧V1を選択すると、電圧V1と等しいVo1が出力される。
According to the selection conditions of the third switch group (SW1, SW2, SW3), four level voltages Vo1 to Vo4 obtained by internally dividing the voltages V1 and V2 at different ratios as shown in FIG. 19 are output to the output terminal. In particular,
When all the three switches SW1, SW2, and SW3 in the third switch group select the voltage V1, Vo1 equal to the voltage V1 is output.

・3個のスイッチSW1、SW2、SW3のうち2つが電圧V1、1つが電圧V2を選択するとVo2が出力される。   When two of the three switches SW1, SW2, and SW3 select the voltage V1, and one selects the voltage V2, Vo2 is output.

・3個のスイッチのうち1つが電圧V1、2つが電圧V2を選択するとVo3が出力される。   When one of the three switches selects the voltage V1 and two select the voltage V2, Vo3 is output.

・3個のスイッチ全てが電圧V2を選択するとVo4が出力される。   ・ When all three switches select voltage V2, Vo4 is output.

なお、4個のレベル電圧Vo1〜Vo4が高い電圧精度でリニア出力されるためには、上記4つの差動対(Q0A、Q0B)、(Q1A、Q1B)、(Q2A、Q2B)、(Q3A、Q3B)が同一サイズのトランジスタから構成され、各差動対を駆動する電流源の電流も一定に制御されることが必要である。以上のような構成及びスイッチ制御により、図18のDACは、MSB及びLSBサブワードにより、合計で、4n個のレベル電圧を出力端子に出力することができる。   In order to linearly output the four level voltages Vo1 to Vo4 with high voltage accuracy, the four differential pairs (Q0A, Q0B), (Q1A, Q1B), (Q2A, Q2B), (Q3A, Q3B) is composed of transistors of the same size, and the current of the current source that drives each differential pair needs to be controlled to be constant. With the configuration and switch control as described above, the DAC of FIG. 18 can output a total of 4n level voltages to the output terminal by the MSB and LSB subwords.

このDACの原理を、図16の階調電圧発生回路983やデコーダ984、バッファ回路985に適用すると、階調電圧発生回路983から出力される階調電圧数を更に大幅に減らすことができ、その階調電圧を選択するデコーダ984の素子数も削減され、回路規模を大幅に削減することが可能となる。   When the principle of the DAC is applied to the gradation voltage generation circuit 983, the decoder 984, and the buffer circuit 985 in FIG. 16, the number of gradation voltages output from the gradation voltage generation circuit 983 can be further greatly reduced. The number of elements of the decoder 984 for selecting the gradation voltage is also reduced, and the circuit scale can be greatly reduced.

特開2001−34234号公報(第16図)JP 2001-34234 A (FIG. 16) 米国特許第5396245号明細書(第5図)US Pat. No. 5,396,245 (FIG. 5) 米国特許第6246351号明細書(第2図)US Pat. No. 6,246,351 (FIG. 2)

ところで、図18のDACは、4つの差動対を備えた増幅器200により、2つの電圧V1、V2を異なる内分比で分割した4つのレベルを出力することができる。ここで、2つの電圧V1、V2を除くレベル数は、3個である。   By the way, the DAC of FIG. 18 can output four levels obtained by dividing the two voltages V1 and V2 by different internal division ratios by the amplifier 200 having four differential pairs. Here, the number of levels excluding the two voltages V1 and V2 is three.

すなわち、図18のDACの原理では、2つの電圧V1、V2を除くa個のレベルを出力可能とするためには、(a+1)個の差動対と、それを駆動する電流源とを必要とする。そのため、2つの電圧V1、V2を内分するレベル数が増えるほど、増幅器200の素子数も増え、面積が増大する、という課題がある。   That is, in the DAC principle of FIG. 18, in order to be able to output a level excluding two voltages V1 and V2, (a + 1) differential pairs and a current source for driving them are required. And Therefore, there is a problem that the number of elements of the amplifier 200 increases and the area increases as the number of levels that internally divide the two voltages V1 and V2 increases.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、差動対を増やすことなく、2つの電圧を内分するレベル数を増やすことのできる省面積な差動増幅器を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an area-saving differential amplifier that can increase the number of levels internally dividing two voltages without increasing the number of differential pairs.

また、本発明が解決しようとする他の課題は、上記差動増幅器を用いることにより、階調電圧発生回路、デコーダ、増幅器の回路規模を大幅に削減した表示装置のデータドライバを提供することにある。   Another problem to be solved by the present invention is to provide a display device data driver in which the circuit scale of the gradation voltage generation circuit, decoder, and amplifier is greatly reduced by using the differential amplifier. is there.

さらに、本発明が解決しようとする他の課題は、上記データドライバを用いることにより、低コストの表示装置を提供することにある。   Furthermore, another problem to be solved by the present invention is to provide a low-cost display device by using the data driver.

上記課題の少なくとも1つを解決するための手段を提供する本発明の1つのアスペクトに係る差動増幅器は、2つの入力信号が供給される2つの入力端子と、出力端子と、極性の等しい2つの差動対と、前記2つの差動対をそれぞれ駆動する電流を与える2つの電流源と、を備え、前記2つの差動対の入力対の一方がそれぞれ前記2つの入力端子に接続され、前記2つの差動対の入力対の他方が出力端子に接続され、前記2つの差動対の出力対の負荷をなし、前記2つの差動対の出力電流を合成して得られる信号を、前記2つの差動対の出力対との接続点から出力する負荷回路と、前記2つの差動対の出力対と前記負荷回路との接続点の信号を入力し前記出力端子に電圧を出力する増幅回路と、前記2つの電流源に流れる電流比を制御する電流制御回路と、を備えている。   A differential amplifier according to one aspect of the present invention, which provides means for solving at least one of the above problems, includes two input terminals to which two input signals are supplied, an output terminal, and two of the same polarity. Two differential pairs and two current sources for supplying currents respectively driving the two differential pairs, and one of the input pairs of the two differential pairs is connected to the two input terminals, respectively. The other of the input pairs of the two differential pairs is connected to an output terminal, constitutes a load on the output pair of the two differential pairs, and a signal obtained by combining the output currents of the two differential pairs, A load circuit that outputs from a connection point between the output pair of the two differential pairs and a signal at a connection point between the output pair of the two differential pairs and the load circuit are input and a voltage is output to the output terminal. An amplifier circuit and a power supply for controlling a current ratio flowing through the two current sources; It includes a control circuit.

本発明において、前記負荷回路がカレントミラー回路よりなる。   In the present invention, the load circuit comprises a current mirror circuit.

本発明において、前記2つの電流源がそれぞれトランジスタを有し、前記電流制御回路は、前記2つの電流源を構成するトランジスタに対して、それぞれのトランジスタの制御端に供給するバイアス電圧を可変に制御し、前記2つの差動対のそれぞれに流す電流を制御する、構成としてもよい。   In the present invention, each of the two current sources has a transistor, and the current control circuit variably controls a bias voltage supplied to a control terminal of each of the transistors constituting the two current sources. And it is good also as a structure which controls the electric current sent through each of the said two differential pairs.

本発明において、前記電流制御回路は、前記2つの差動対に流す電流の合計値が一定となるように前記2つの電流源の電流比を制御する、構成としてもよい。   In the present invention, the current control circuit may be configured to control a current ratio of the two current sources so that a total value of currents flowing through the two differential pairs is constant.

本発明の他のアスペクトに係る差動増幅器は、2つの入力信号が供給される2つの入力端子と、出力端子と、差動対間で2種類の異なるトランジスタ特性となるように構成されている同極性の2つの差動対と、前記2つの差動対をそれぞれ駆動する電流を与える2つの電流源と、を備え、前記2つの差動対の入力対の一方がそれぞれ前記2つの入力端子に接続され、前記2つの差動対の入力対の他方が出力端子に接続され、前記2つの差動対の出力対の負荷をなし、前記2つの差動対の出力電流を合成して得られる信号を、前記2つの差動対の出力対との接続点から出力する負荷回路と、前記2つの差動対の出力対と前記負荷回路との接続点の信号を入力し前記出力端子に電圧を出力する増幅回路と、を備えている。   A differential amplifier according to another aspect of the present invention is configured to have two different transistor characteristics between two input terminals to which two input signals are supplied, an output terminal, and a differential pair. Two differential pairs having the same polarity, and two current sources for supplying currents for driving the two differential pairs, respectively, and one of the input pairs of the two differential pairs is the two input terminals. The other input pair of the two differential pairs is connected to an output terminal, and the load of the output pair of the two differential pairs is configured to be obtained by synthesizing the output currents of the two differential pairs. A signal at a connection point between the output pair of the two differential pairs and the load circuit is input to the output terminal. And an amplifier circuit that outputs a voltage.

本発明において、所定の電圧信号を受け取る2つの電圧供給端子と、前記2つの電圧供給端子と前記2つの入力端子との接続・非接続を制御する入力制御回路と、を備えた構成としてもよい。   The present invention may be configured to include two voltage supply terminals that receive a predetermined voltage signal, and an input control circuit that controls connection / disconnection between the two voltage supply terminals and the two input terminals. .

本発明の他のアスペクトに係る差動増幅器は、2つの入力信号が供給される2つの入力端子と、出力端子と、同極性の2つの差動対と、前記2つの差動対をそれぞれ駆動する電流を与える2つの電流源と、を備え、前記2つの差動対の入力対の一方がそれぞれ前記2つの入力端子に接続され、前記2つの差動対の入力対の他方が出力端子に接続され、前記2つの差動対の出力対の負荷をなし、前記2つの差動対の出力電流を合成して得られる信号を、前記2つの差動対の出力対との接続点から出力する負荷回路と、前記2つの差動対の出力対と前記負荷回路との接続点の信号を入力し前記出力端子に電圧を出力する増幅回路と、複数の互いに異なる電圧を入力し、前記複数の互いに異なる電圧の中から、選択制御信号に基づき、同一電圧を含む2つの電圧を選択して、前記第1及び第2入力端子にそれぞれ供給する選択回路と、を備えている。前記選択回路で選択される前記2つの電圧の一の組合わせに対して一の出力電圧が前記出力端子より出力される。   A differential amplifier according to another aspect of the present invention drives two input terminals to which two input signals are supplied, an output terminal, two differential pairs of the same polarity, and the two differential pairs, respectively. Two current sources for supplying currents to each other, one of the input pairs of the two differential pairs is connected to the two input terminals, and the other input pair of the two differential pairs is connected to the output terminal. Connected, load the output pair of the two differential pairs, and output a signal obtained by combining the output currents of the two differential pairs from the connection point with the output pair of the two differential pairs. A load circuit, an amplifier circuit that inputs a signal at a connection point between the output pair of the two differential pairs and the load circuit, and outputs a voltage to the output terminal, and a plurality of different voltages are input, The same voltage is included based on the selection control signal. Select two voltages, and a, a selection circuit for supplying to said first and second input terminals. One output voltage is output from the output terminal for one combination of the two voltages selected by the selection circuit.

本発明において、前記出力端子から互いに異なるm個(但し、mは8の倍数プラス1)の電圧レベルが出力されるときに、入力電圧として供給される電圧の数が[{(m−1)/4}+2]とされ、前記[{(m−1)/4}+2]の電圧の中から重複も含めて2つの電圧が選択されて前記2つの入力端子に供給され、出力される1からm番目の電圧レベルに対して、入力電圧として供給される電圧を、1番目、3+4×k(ただし、kは0、1、・・・、(m−5)/4の整数)番目、m番目の電圧レベルを含む構成としてもよい。   In the present invention, when m different voltage levels (where m is a multiple of 8 plus 1) are output from the output terminal, the number of voltages supplied as the input voltage is [{(m−1) / 4} +2], and two voltages including the overlap are selected from the voltages of [{(m−1) / 4} +2], supplied to the two input terminals, and output 1 To the mth voltage level, the voltage supplied as the input voltage is the first, 3 + 4 × k (where k is an integer of 0, 1,..., (M−5) / 4), A configuration including the mth voltage level may be employed.

本発明の他のアスペクトに係る表示装置のデータドライバは、上記した本発明に係る差動増幅器をバッファ部として備えている。あるいは、表示装置のデータドライバは、複数の電圧レベルを生成する階調電圧発生回路と、入力データに基づいて前記複数の電圧レベルから選択された2つの電圧を出力するデコーダと、前記デコーダから出力された電圧を入力し、入力データに対応した電圧を出力端子より出力する増幅回路として、上記した本発明に係る差動増幅器を備えている。   A data driver of a display device according to another aspect of the present invention includes the above-described differential amplifier according to the present invention as a buffer unit. Alternatively, the data driver of the display device includes a gradation voltage generation circuit that generates a plurality of voltage levels, a decoder that outputs two voltages selected from the plurality of voltage levels based on input data, and an output from the decoder The above-described differential amplifier according to the present invention is provided as an amplifier circuit that inputs the input voltage and outputs a voltage corresponding to input data from an output terminal.

本発明の他のアスペクトに係る方法は、それぞれの非反転入力端から信号電圧を入力し、出力端子に反転入力端が共通に接続されている差動対を2つ含み、第1及び第2の電圧が前記各非反転入力端に重複を含めて供給され、前記第1及び第2の電圧、及び前記第1及び第2の電圧を分割した電圧を出力する差動増幅器を用いて、m個(但し、mは8の倍数プラス1)の電圧レベルを出力可能とする制御方法であって、出力される1からm番目の電圧レベルに対して、1番目、3+4×k(ただし、kは0、1、・・・、(m−5)/4の整数)番目、m番目の電圧レベルからなる少なくとも[{(m−1)/4}+2]の電圧レベルを用意し、入力電圧として供給される[{(m−1)/4}+2]の電圧の中から重複も含めて2つの電圧を選択するステップと、
選択された2つの電圧を前記少なくとも2つの差動対の前記非反転入力端に供給するステップとを含む。
A method according to another aspect of the present invention includes two differential pairs, each of which receives a signal voltage from each non-inverting input terminal and has two inverting input terminals connected in common to the output terminal. Is supplied to each non-inverting input terminal in an overlapping manner, and a differential amplifier that outputs a voltage obtained by dividing the first and second voltages and the first and second voltages is used. This is a control method that enables the output of 1 (3 is a multiple of 8 plus 1) voltage level, and the first, 3 + 4 × k (where k Is an integer of 0, 1, ..., (m-5) / 4) and at least [{(m-1) / 4} +2] voltage levels consisting of the mth voltage level, and the input voltage Two voltages including duplication from among the voltages [{(m−1) / 4} +2] supplied as And a step of selecting,
Supplying two selected voltages to the non-inverting inputs of the at least two differential pairs.

本発明によれば、同極性の2つの差動対を備えた差動増幅器において、2つの入力電圧を受けて、2つの入力電圧、及び、その間を内分する2個以上のレベル電圧を出力可能とする差動増幅器を実現することができる、という効果を奏する。   According to the present invention, in a differential amplifier having two differential pairs of the same polarity, two input voltages are received, and two input voltages and two or more level voltages dividing between them are output. There is an effect that a differential amplifier that can be realized can be realized.

また本発明によれば、2つの入力電圧を受けて、2つの入力電圧、及び、その中間電圧の3つのレベルを出力可能な差動増幅器において、n個(ただしnは3以上の正数)の電圧の中から同一電圧を含む所定の2つの組合せ電圧を2つの入力電圧として入力することにより、ほぼ等間隔の(2n+1)個以上のレベル電圧を出力可能とする差動増幅器を実現することができる、という効果を奏する。   Further, according to the present invention, n differential amplifiers (where n is a positive number of 3 or more) can receive two input voltages and output two input voltages and three levels of intermediate voltages. A differential amplifier that can output (2n + 1) or more level voltages at substantially equal intervals by inputting two predetermined combination voltages including the same voltage as two input voltages There is an effect that can be.

本発明によれば、同極性の2つの差動対を備えた差動増幅器において、2つの入力電圧を受けて、2つの入力電圧、及び、その間を内分する2個以上のレベル電圧を出力可能とする差動増幅器を、表示装置のデータドライバの出力バッファ部に用いることにより、階調電圧発生回路で生成する階調電圧数を削減するとともに、デコーダ及び出力バッファ部の回路規模を削減することができ、データドライバの省面積化(低コスト化)を可能にする、という効果を奏する。   According to the present invention, in a differential amplifier having two differential pairs of the same polarity, two input voltages are received, and two input voltages and two or more level voltages dividing between them are output. By using the differential amplifier that can be used for the output buffer portion of the data driver of the display device, the number of gradation voltages generated by the gradation voltage generation circuit is reduced, and the circuit scale of the decoder and the output buffer portion is reduced. Therefore, the area of the data driver can be saved (cost reduction).

本発明によれば、2つの入力電圧を受けて、2つの入力電圧、及び、その中間電圧の3つのレベルを出力可能な差動増幅器において、n個(ただしnは3以上の正数)の電圧の中から同一電圧を含む所定の2つの組合せ電圧を2つの入力電圧として入力することにより、ほぼ等間隔の(2n+1)個以上のレベル電圧を出力可能とする差動増幅器を、表示装置のデータドライバの出力バッファ部に用いることにより、階調電圧発生回路で生成する階調電圧数を削減するとともに、デコーダ及び出力バッファ部の回路規模を削減することができ、データドライバの省面積化(低コスト化)を可能にする、という効果を奏する。   According to the present invention, n (where n is a positive number of 3 or more) differential amplifiers that can receive two input voltages and output two input voltages and three levels of intermediate voltages. A differential amplifier that can output (2n + 1) or more level voltages at substantially equal intervals by inputting two predetermined combination voltages including the same voltage as two input voltages from among the voltages is provided on the display device. By using it in the output buffer section of the data driver, the number of gradation voltages generated by the gradation voltage generation circuit can be reduced, and the circuit scale of the decoder and the output buffer section can be reduced. It is possible to reduce the cost).

さらに、本発明によれば、上記省面積化したデータドライバを表示装置に用いることにより、表示装置の低コスト化や狭額縁化も可能にする、という効果を奏する。   Furthermore, according to the present invention, by using the data driver with the reduced area for the display device, it is possible to reduce the cost of the display device and reduce the frame.

本発明の第1の実施の形態の差動増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the differential amplifier of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の差動増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the differential amplifier of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第1の作用を説明する図である。It is a figure explaining the 1st effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第2の作用を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd effect | action of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の第1の作用を説明する図である。It is a figure explaining the 1st effect | action of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態のデジタル・アナログ変換器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the digital / analog converter of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態のデジタル・アナログ変換器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the digital / analog converter of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の2値入力電圧の選択方法の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of the selection method of the binary input voltage of the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態の2値入力電圧の選択方法の他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example of the selection method of the binary input voltage of the 4th Embodiment of this invention. シミュレーションに用いた本発明の差動増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the differential amplifier of this invention used for simulation. 第3の作用における本発明の差動増幅器の入出力特性を示す図である。It is a figure which shows the input-output characteristic of the differential amplifier of this invention in a 3rd effect | action. 第4の作用における本発明の差動増幅器の入出力特性を示す図である。It is a figure which shows the input-output characteristic of the differential amplifier of this invention in a 4th effect | action. 第4の作用における本発明の差動増幅器の他の入出力特性を示す図である。It is a figure which shows the other input / output characteristic of the differential amplifier of this invention in a 4th effect | action. 第5の作用における本発明の差動増幅器の入出力特性を示す図である。It is a figure which shows the input-output characteristic of the differential amplifier of this invention in a 5th effect | action. 表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a display apparatus. 従来のデータドライバの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional data driver. 従来のデータドライバの構成の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a structure of the conventional data driver. 従来のデジタル・アナログ変換器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional digital-analog converter. 図19における入出力レベル対応を示す図である。It is a figure which shows the input / output level correspondence in FIG. 本発明の第5の実施の形態の差動増幅器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the differential amplifier of the 5th Embodiment of this invention.

本発明をより詳細に説述するため、図面を参照して以下に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の差動増幅器の構成を示す図である。図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態の差動増幅器は、第1差動対(101,102)と、第2差動対(103,104)と、第1及び第2差動対のそれぞれの出力対に接続され第1及び第2差動対に対して共通の能動負荷をなすカレントミラー回路(111,112)と、該カレントミラー回路(111,112)の出力信号を入力し出力端子3に電圧Voutを出力する増幅回路6と、第1及び第2差動対に流す電流(I1、I2)を制御する電流制御回路7と、を備えている。なお、以下では、トランジスタ101、102からなる差動対を、差動対(101,102)とも表記する。   To describe the present invention in more detail, it will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the differential amplifier according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the differential amplifier according to the first embodiment of the present invention includes a first differential pair (101, 102), a second differential pair (103, 104), a first and a second differential pair. A current mirror circuit (111, 112) connected to each output pair of the differential pair and forming a common active load for the first and second differential pairs, and an output signal of the current mirror circuit (111, 112) And an output circuit 3 for outputting the voltage Vout, and a current control circuit 7 for controlling the currents (I1, I2) flowing through the first and second differential pairs. Hereinafter, the differential pair including the transistors 101 and 102 is also referred to as a differential pair (101, 102).

第1差動対のトランジスタ101の制御端(ゲート)は、入力端子T1に接続され、第2差動対のトランジスタ103の制御端(ゲート)は、入力端子T2に接続され、第1及び第2差動対のトランジスタ102、104の制御端は、共に、出力端子3に接続されて出力電圧Voutを帰還入力した構成とされている。また入力端子T1、T2の端子電圧をそれぞれVT1、VT2とする。   The control terminal (gate) of the transistor 101 of the first differential pair is connected to the input terminal T1, and the control terminal (gate) of the transistor 103 of the second differential pair is connected to the input terminal T2. The control terminals of the two differential pairs of transistors 102 and 104 are both connected to the output terminal 3 so that the output voltage Vout is fed back. The terminal voltages of the input terminals T1 and T2 are VT1 and VT2, respectively.

電流制御回路7は、低電位側電源VSSに接続され第1差動対(101,102)に流れる電流I1を駆動する電流制御トランジスタ126と、低電位側電源VSSに接続され第2差動対(103,104)に流れる電流I2を駆動する電流制御トランジスタ127と、電流制御トランジスタ126、127のそれぞれの制御端(ゲート)に選択的に複数の電圧(VB1〜VB4)を与えることのできるスイッチ群(SW1a〜SW4a、SW1b〜SW4b)により構成される。   The current control circuit 7 is connected to the low-potential side power source VSS and drives the current I1 flowing through the first differential pair (101, 102), and the low-potential side power source VSS is connected to the second differential pair. The current control transistor 127 that drives the current I2 flowing through (103, 104), and a switch that can selectively apply a plurality of voltages (VB1 to VB4) to the respective control terminals (gates) of the current control transistors 126 and 127 It is composed of a group (SW1a to SW4a, SW1b to SW4b).

また、図1において、第1の差動対(101,102)と第2差動対(103,104)のそれぞれの出力対と高電位側電源VDDとの間に接続されたカレントミラー回路(111,112)は、代表的な構成が示されている。すなわち、カレントミラー回路(111,112)は、ソースが電源VDDに接続されドレインとゲートがダイオード接続されカレントミラー回路の入力端をなすトランジスタ112と、ソースが電源VDDに接続されゲートがトランジスタ112のゲートと共通接続されドレインがカレントミラーの出力端をなすトランジスタ111とで構成されている。該カレントミラー回路の入力端(トランジスタ112のドレイン)は、トランジスタ102、104のドレインと共通接続され、同カレントミラー回路の出力端(トランジスタ111のドレイン)は、トランジスタ101、103のドレインと共通接続され、差動段の出力端4をなし、増幅段6の入力端に接続されている。   Further, in FIG. 1, a current mirror circuit (between the output pair of the first differential pair (101, 102) and the second differential pair (103, 104)) and the high potential side power supply VDD ( 111, 112) shows a typical configuration. That is, in the current mirror circuit (111, 112), the source is connected to the power supply VDD, the drain and the gate are diode-connected, and the input of the current mirror circuit is the transistor 112, and the source is connected to the power supply VDD and the gate is the transistor 112. The transistor 111 is connected in common with the gate and the drain forms the output terminal of the current mirror. The input terminal of the current mirror circuit (the drain of the transistor 112) is commonly connected to the drains of the transistors 102 and 104, and the output terminal of the current mirror circuit (the drain of the transistor 111) is commonly connected to the drains of the transistors 101 and 103. The differential stage output terminal 4 is connected to the input terminal of the amplification stage 6.

図1に示した差動増幅器は、入力端子T1、T2の電圧VT1、VT2を所定の内分比で内分した電圧を出力することができ、電流制御回路7によって、電流制御トランジスタ126、127に流れる電流I1、I2の電流比の制御に応じて、異なる内分比の複数レベルの電圧を出力することができる。   The differential amplifier shown in FIG. 1 can output a voltage obtained by internally dividing the voltages VT1 and VT2 of the input terminals T1 and T2 by a predetermined internal division ratio. In accordance with the control of the current ratio between the currents I1 and I2 flowing through the output, a plurality of levels of voltages having different internal ratios can be output.

図2は、本発明の第2の実施の形態の差動増幅器の構成を示す図である。図1に示した前記第1の実施の形態の差動増幅器においては、トランジスタ101、103の差動入力端T1、T2にはそれぞれ所定の電圧がVT1、VT2として与えられる構成であるが、図2の本発明の第2の実施の形態の差動増幅器においては、2つの供給電圧(V1、V2)の端子T1、T2への入力を選択的に行う入力制御回路8を備えた構成とされている。図2において、第1の差動対(101,102)と第2差動対(103,104)はそれぞれ特性の異なるトランジスタで構成してもよい。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the differential amplifier according to the second exemplary embodiment of the present invention. The differential amplifier according to the first embodiment shown in FIG. 1 has a configuration in which predetermined voltages are applied to the differential input terminals T1 and T2 of the transistors 101 and 103 as VT1 and VT2, respectively. The differential amplifier according to the second embodiment of the present invention includes an input control circuit 8 that selectively inputs the two supply voltages (V1, V2) to the terminals T1, T2. ing. In FIG. 2, the first differential pair (101, 102) and the second differential pair (103, 104) may be composed of transistors having different characteristics.

一方、電流制御トランジスタ126、127の制御端には、固定電圧VB11、VB12がそれぞれ印加され、電流I1、I2は、一定の電流比に制御されている。それ以外の構成は、図1の差動増幅器と同様である。したがって図2の差動増幅器は、端子T1、T2の電圧VT1、VT2を電流I1、I2の電流比に応じた内分比で内分された電圧を出力することができる。   On the other hand, fixed voltages VB11 and VB12 are applied to the control terminals of the current control transistors 126 and 127, respectively, and the currents I1 and I2 are controlled to a constant current ratio. Other configurations are the same as those of the differential amplifier of FIG. Therefore, the differential amplifier of FIG. 2 can output a voltage obtained by internally dividing the voltages VT1 and VT2 of the terminals T1 and T2 by an internal ratio according to the current ratio of the currents I1 and I2.

入力制御回路8は、供給電圧V1が与えられた端子と、端子T1及び端子T2との間にそれぞれ接続されたスイッチ151、152と、供給電圧V2が与えられた端子と、端子T1及び端子T2との間にそれぞれ接続されたスイッチ154、155で構成されている。これらのスイッチを制御することで、2つの供給電圧(V1,V2)を重複も含めて端子T1、T2に選択的に与えることができる。   The input control circuit 8 includes a terminal to which the supply voltage V1 is applied, switches 151 and 152 connected between the terminal T1 and the terminal T2, respectively, a terminal to which the supply voltage V2 is applied, and a terminal T1 and a terminal T2. , And switches 154 and 155 connected to each other. By controlling these switches, two supply voltages (V1, V2) can be selectively applied to the terminals T1, T2, including overlapping.

図2に示す第2の実施の形態の差動増幅器においては、端子T1、T2の電圧VT1、VT2を所定の内分比で内分した電圧を出力することができるので、入力制御回路8によって、電圧V1、V2が選択的に端子T1及び端子T2に入力されることにより、電圧V1、V2と同じレベルの電圧及び電圧V1、V2を内分する2つのレベルの電圧を出力することができる。   In the differential amplifier of the second embodiment shown in FIG. 2, the voltage obtained by internally dividing the voltages VT1 and VT2 of the terminals T1 and T2 by a predetermined internal ratio can be output. By selectively inputting the voltages V1 and V2 to the terminals T1 and T2, it is possible to output a voltage having the same level as the voltages V1 and V2 and two levels of voltages that internally divide the voltages V1 and V2. .

なお、図1及び図2に示した前記第1及び第2の実施の形態の差動増幅器において、第1の差動対(101,102)と、第2差動対(103,104)は、Nチャネルトランジスタ(同一極性)とされているが、Pチャネルトランジスタの2つの差動対を含む差動増幅器であってもよく、また異なる極性ごとに2つの差動対を備えた構成でもよいことは勿論である。   In the differential amplifiers of the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the first differential pair (101, 102) and the second differential pair (103, 104) are N-channel transistors (same polarity), but may be a differential amplifier including two differential pairs of P-channel transistors, or may be configured with two differential pairs for different polarities. Of course.

次に、図1及び図2に示した前記第1及び第2の実施の形態の差動増幅器について、以下にそれぞれの作用を説明する。   Next, operations of the differential amplifiers of the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 2 will be described below.

まず、図1に示した前記第1の実施の形態の差動増幅器において、端子T1、T2の電圧VT1、VT2が互いに異なる電圧値で、VT1<VT2の関係を満たす場合の作用について、図3および図4を参照して説明する。   First, in the differential amplifier of the first embodiment shown in FIG. 1, the operation when the voltages VT1 and VT2 at the terminals T1 and T2 are different from each other and satisfy the relationship of VT1 <VT2 is shown in FIG. And with reference to FIG.

図3は、図1の差動増幅器において、電流I1、I2の電流比が等しい場合の作用を説明するための図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the operation when the current ratios of the currents I1 and I2 are equal in the differential amplifier of FIG.

また図1の差動増幅器の2つの差動対(101,102)、(103,104)の各トランジスタはそれぞれ同一特性とする。   The transistors of the two differential pairs (101, 102) and (103, 104) of the differential amplifier of FIG. 1 have the same characteristics.

さらに、トランジスタ101,102,103,104に流れる電流(ドレインーソース間電流)を、それぞれIa,Ib,Ic,Idとする。   Furthermore, currents (drain-source currents) flowing through the transistors 101, 102, 103, and 104 are denoted by Ia, Ib, Ic, and Id, respectively.

図3は、ドレイン・ソース間電流Ids(縦軸)と電源VSSに対する電圧V(横軸)との関係図で、トランジスタ101、102とトランジスタ103、104の2つの特性曲線(Ids−Vg特性)を示している。   FIG. 3 is a relationship diagram between the drain-source current Ids (vertical axis) and the voltage V (horizontal axis) with respect to the power supply VSS, and shows two characteristic curves (Ids-Vg characteristics) of the transistors 101 and 102 and the transistors 103 and 104. Is shown.

図3において、特性曲線1は、トランジスタ101、102に対応し、特性曲線2はトランジスタ103、104に対応し、2つの差動対の各トランジスタ101、102、103、104は、それぞれの特性曲線上に動作点a,b,c,dを有する。   In FIG. 3, a characteristic curve 1 corresponds to the transistors 101 and 102, a characteristic curve 2 corresponds to the transistors 103 and 104, and each of the transistors 101, 102, 103, and 104 of the two differential pairs has a characteristic curve. It has operating points a, b, c, and d above.

なお、図1のトランジスタ101〜104は同一特性としているので、2つの特性曲線は単に横軸方向にずれているだけである。このように、特性曲線が2つの差動対でずれているのは、2つの差動対のそれぞれのテール(ソース結合端子)が個別に電位変動できるためである。   Since the transistors 101 to 104 in FIG. 1 have the same characteristics, the two characteristic curves are merely shifted in the horizontal axis direction. Thus, the characteristic curves are shifted between the two differential pairs because the respective tails (source coupling terminals) of the two differential pairs can individually vary in potential.

上記条件におけるトランジスタ101〜104の電流の関係は、差動対(101,102)に関して次式(1)が成り立つ。   Regarding the current relationship between the transistors 101 to 104 under the above conditions, the following equation (1) holds for the differential pair (101, 102).

Ia+Ib=I1 ・・・(1)     Ia + Ib = I1 (1)

差動対(103,104)に関して次式(2)が成り立つ。   The following equation (2) holds for the differential pair (103, 104).

Ic+Id=I2 ・・・(2)     Ic + Id = I2 (2)

カレントミラー回路(111,112)に関して次式(3)が成り立つ。   The following equation (3) is established for the current mirror circuit (111, 112).

Ia+Ic=Ib+Id ・・・(3)     Ia + Ic = Ib + Id (3)

さらに、電流比の条件(I1=I2)と、(1)、(2)より、次式(4)が成り立つ。   Furthermore, the following equation (4) is established from the current ratio condition (I1 = I2) and (1) and (2).

Ia+Ib=Ic+Id ・・・(4)     Ia + Ib = Ic + Id (4)

なお、カレントミラー回路の出力端4(トランジスタ111のドレイン)は、増幅回路6に、電圧信号のみを与え、増幅回路6との間に定常的な電流は流れないものとする。   Note that the output terminal 4 (the drain of the transistor 111) of the current mirror circuit applies only a voltage signal to the amplifier circuit 6, and no steady current flows between the amplifier 6 and the output terminal 4.

これより上記関係式(3)、(4)を解くと、次式(5)、(6)の関係が得られる。   When the relational expressions (3) and (4) are solved, the relations of the following expressions (5) and (6) are obtained.

Ia=Id ・・・(5)
Ib=Ic ・・・(6)
Ia = Id (5)
Ib = Ic (6)

すなわち、上記条件の場合には、トランジスタ101、104に流れる電流が等しく(Ia=Id)、トランジスタ102、103に流れる電流が等しい(Ib=Ic)状態が図1の差動増幅器の安定状態となる。   That is, under the above conditions, the current flowing through the transistors 101 and 104 is equal (Ia = Id) and the current flowing through the transistors 102 and 103 is equal (Ib = Ic) is the stable state of the differential amplifier of FIG. Become.

このときの各動作点a,b,c,dは、特性曲線1、2と直線Ids=Ia=Id、Ids=Ib=Icとの交点上に存在する。またトランジスタ102,104の動作点b,dは、図3の横軸Vに対して、V=Voutが共通であるので動作点b,dが定まり、動作点a,cも定まり、図3に示す通りとなる。また、このとき、トランジスタ101、102、103、104の特性曲線上の4つの動作点を結ぶ図形は、平行四辺形となる。そして、平行四辺形の辺adと辺bcは互いに等しいことから、出力電圧Voutは電圧VT1、VT2の中間電圧となる。   The operating points a, b, c, and d at this time exist on the intersections of the characteristic curves 1 and 2 and the straight lines Ids = Ia = Id and Ids = Ib = Ic. Further, since the operating points b and d of the transistors 102 and 104 are common to V = Vout with respect to the horizontal axis V in FIG. 3, the operating points b and d are determined, and the operating points a and c are also determined. As shown. At this time, the figure connecting the four operating points on the characteristic curves of the transistors 101, 102, 103, and 104 is a parallelogram. Since the parallelogram side ad and side bc are equal to each other, the output voltage Vout is an intermediate voltage between the voltages VT1 and VT2.

以上により、トランジスタ101〜104は同一特性とし、電流I1、I2の電流比を等しくしたときの出力電圧Voutは、電圧VT1、VT2を1対1に内分する電圧(中間電圧)となる。   As described above, the transistors 101 to 104 have the same characteristics, and the output voltage Vout when the current ratios of the currents I1 and I2 are equal is a voltage (intermediate voltage) that internally divides the voltages VT1 and VT2 into 1: 1.

次に、電流比を変えた場合について、図4を参照して説明する。図4は、図1の差動増幅器の2つの差動対(101,102)、(103,104)の各トランジスタをそれぞれ同一特性とし、電流I1,I2を、I1がI2の約2倍となる電流値(I1=I2×2)に設定した場合の作用を示す図である。   Next, the case where the current ratio is changed will be described with reference to FIG. 4 shows that the transistors of the two differential pairs (101, 102) and (103, 104) of the differential amplifier of FIG. 1 have the same characteristics, and that the currents I1 and I2 are approximately twice that of I2. It is a figure which shows an effect | action at the time of setting to the current value (I1 = I2x2) which becomes.

また、端子電圧VT1、VT2は、図3と同様に、VT1<VT2とする。   The terminal voltages VT1 and VT2 are set to VT1 <VT2 as in FIG.

また、図4は、図3と同様に、ドレイン・ソース間電流Ids(縦軸)と電源VSSに対する電圧V(横軸)との関係を示しており、特性曲線1は、トランジスタ101、102に対応し、特性曲線2は、トランジスタ103、104に対応し、2つの差動対の各トランジスタ101、102、103、104はそれぞれの特性曲線上に動作点a,b,c,dを有する。図4においても、トランジスタ101〜104の電流の関係として、上式(1)乃至(3)が成り立つ。   FIG. 4 shows the relationship between the drain-source current Ids (vertical axis) and the voltage V (horizontal axis) with respect to the power source VSS, as in FIG. Correspondingly, the characteristic curve 2 corresponds to the transistors 103 and 104, and the transistors 101, 102, 103, and 104 of the two differential pairs have operating points a, b, c, and d on the respective characteristic curves. Also in FIG. 4, the above equations (1) to (3) are established as the current relationship of the transistors 101 to 104.

電流I1,I2の関係(I1=I2×2)より、次式(7)が成り立つ。   From the relationship between the currents I1 and I2 (I1 = I2 × 2), the following equation (7) is established.

Ia+Ib=2×(Ic+Id) ・・・(7)     Ia + Ib = 2 × (Ic + Id) (7)

これより上記関係式(3)、(7)を解くと、次式(8)、(9)が得られる。   By solving the relational expressions (3) and (7), the following expressions (8) and (9) are obtained.

Ia=(Ic+3×Id)/2 ・・・(8)
Ib=(3×Ic+Id)/2 ・・・(9)
Ia = (Ic + 3 × Id) / 2 (8)
Ib = (3 × Ic + Id) / 2 (9)

電流源126と127の電流I1とI2が異なる場合には、図3の場合のような単純な関係式にはならず、図1の差動増幅器の出力安定状態は、図4に示すような状態のときとなる。   When the currents I1 and I2 of the current sources 126 and 127 are different, the simple relational expression as in the case of FIG. 3 is not obtained, and the output stable state of the differential amplifier of FIG. It becomes the state.

なお、トランジスタ102,104の動作点b,dは、横軸Vに対して、V=Voutが共通である。   Note that the operating points b and d of the transistors 102 and 104 have the same V = Vout with respect to the horizontal axis V.

このとき、電流I1、I2の電流比は、I1がI2の約2倍に設定されているため、出力電圧Voutは、電圧VT1寄りの値をとる。したがって、電流I1、I2の電流比を調整することで、電圧VT1、VT2をおよそ1対2に内分する出力電圧Voutを取り出すことができる。   At this time, since the current ratio between the currents I1 and I2 is set to be approximately twice that of I2, the output voltage Vout takes a value close to the voltage VT1. Therefore, by adjusting the current ratio of the currents I1 and I2, it is possible to extract the output voltage Vout that internally divides the voltages VT1 and VT2 into about 1: 2.

なお、実際には、2つの差動対のトランジスタ特性や電流I1、I2の大きさにもある程度依存するが、これらを最適に設定すれば、電流I1、I2の電流比を、出力電圧Voutによる電圧VT1、VT2の内分比の逆数にある程度対応させることが可能である。ただし、その場合でも、電圧VT1、VT2の電圧差が大きくなると、内分比の逆数と電流比の関係は徐々にずれてくる。   Actually, it depends to some extent on the transistor characteristics of the two differential pairs and the magnitudes of the currents I1 and I2, but if these are set optimally, the current ratio of the currents I1 and I2 depends on the output voltage Vout. It is possible to correspond to some extent to the reciprocal of the internal ratio of the voltages VT1 and VT2. However, even in this case, when the voltage difference between the voltages VT1 and VT2 increases, the relationship between the reciprocal of the internal ratio and the current ratio gradually shifts.

なお、図4では、電流源126と127の電流I1、I2がI1>I2の場合について説明したが、I2=I1×2とすれば、電圧VT1、VT2を2対1に内分する出力電圧Voutを取り出すことができることは容易に理解できる。   In FIG. 4, the case where the currents I1 and I2 of the current sources 126 and 127 are I1> I2 has been described. However, if I2 = I1 × 2, the output voltage that internally divides the voltages VT1 and VT2 into 2 to 1. It can be easily understood that Vout can be taken out.

また、一般的には、図1の差動増幅器は、端子T1、T2への入力電圧が固定されている構成であるが、電流I1、I2の電流比をI1>I2とすれば、出力電圧Voutは電圧VT1、VT2を電圧VT1寄りに内分する電圧となり、I1<I2とすれば、電圧VT2寄りに内分する電圧となり、それぞれの電流比の差を大きくするほど、電圧VT1またはVT2により近い電圧を出力することができる。そして条件の最適化により、電流I1、I2の電流比と、電圧VT1、VT2の内分比の逆数とを対応させることが可能である。したがって図1の差動増幅器は、電流制御回路7により、電流I1、I2の電流比を切替制御すれば、電圧VT1、VT2を内分する複数レベルの電圧を出力することができる。   In general, the differential amplifier of FIG. 1 has a configuration in which the input voltage to the terminals T1 and T2 is fixed. If the current ratio of the currents I1 and I2 is I1> I2, the output voltage Vout is a voltage that internally divides the voltages VT1 and VT2 closer to the voltage VT1. If I1 <I2, the voltage is internally divided closer to the voltage VT2. The larger the difference between the current ratios, the larger the voltage VT1 or VT2. A close voltage can be output. By optimizing the conditions, it is possible to make the current ratio of the currents I1 and I2 correspond to the reciprocal of the internal ratio of the voltages VT1 and VT2. Therefore, the differential amplifier of FIG. 1 can output a plurality of levels of voltages that internally divide the voltages VT1 and VT2 if the current control circuit 7 switches and controls the current ratio of the currents I1 and I2.

なお、電圧VT1、VT2が異なる電圧に設定されている場合でも、電流制御回路7において、複数のバイアス電圧(VB1〜VB4)のいずれかが、電流制御トランジスタ126または127をオフとする電圧に設定され、そのバイアス電圧の選択により電流I1、I2の一方が遮断されれば、電圧VT1またはVT2を出力電圧Voutとして出力することができる。これは、電流が遮断された差動対が非動作状態となるため、他方の差動対に入力される電圧がボルテージフォロワ作用により出力されるためである。   Even when the voltages VT1 and VT2 are set to different voltages, any of the plurality of bias voltages (VB1 to VB4) is set to a voltage for turning off the current control transistor 126 or 127 in the current control circuit 7. If one of the currents I1 and I2 is cut off by selecting the bias voltage, the voltage VT1 or VT2 can be output as the output voltage Vout. This is because the differential pair from which the current is cut off is in an inoperative state, and the voltage input to the other differential pair is output by the voltage follower action.

したがって、図1の差動増幅器は、電流制御回路7のスイッチ群の制御により、差動対(101,102)、(103,104)に流れる電流I1、I2の電流比を変化させることで、2つの入力電圧と同じ電圧、及び、2つの入力電圧を内分する複数レベルの電圧を出力することができる。   Therefore, the differential amplifier of FIG. 1 changes the current ratio of the currents I1 and I2 flowing through the differential pairs (101, 102) and (103, 104) by controlling the switch group of the current control circuit 7. The same voltage as the two input voltages and a plurality of levels of voltages that internally divide the two input voltages can be output.

次に、図2を参照して説明した本発明の第2の実施の形態の差動増幅器の作用について説明する。本発明の第2の実施の形態の差動増幅器は、入力制御回路8により、2つの供給電圧V1、V2(V1<V2)を重複も含めて選択的に端子T1、T2へ供給することができる。なお図2においては、差動対(101,102)、(103,104)に流す電流I1、I2の電流比は一定に設定されている。   Next, the operation of the differential amplifier according to the second embodiment of the present invention described with reference to FIG. 2 will be described. In the differential amplifier according to the second embodiment of the present invention, the input control circuit 8 can selectively supply the two supply voltages V1 and V2 (V1 <V2) to the terminals T1 and T2 including the overlap. it can. In FIG. 2, the current ratio of the currents I1 and I2 flowing through the differential pairs (101, 102) and (103, 104) is set to be constant.

入力制御回路8により、端子T1、T2へ同じ電圧が供給された場合、すなわち、電圧V1またはV2の一方が端子T1、T2に共通に入力される場合(VT1=VT2)には、図2の差動増幅器は、通常のボルテージフォロワ回路と同じ作用となり、出力電圧Voutは、端子T1、T2に共通に入力された電圧に等しくなる。   When the same voltage is supplied to the terminals T1 and T2 by the input control circuit 8, that is, when one of the voltages V1 and V2 is commonly input to the terminals T1 and T2 (VT1 = VT2), FIG. The differential amplifier operates in the same manner as a normal voltage follower circuit, and the output voltage Vout is equal to the voltage input in common to the terminals T1 and T2.

一方、入力制御回路8により、端子T1、T2へ異なる電圧が供給された場合、すなわち、電圧V1またはV2の一方が端子T1に、他方が端子T2に入力される場合について以下に説明する。ここで、電流I1、I2の電流比が、I1>I2、もしくはI1<I2の場合、図2の差動増幅器は、図4で説明したのと同様に、出力電圧Voutは、端子T1、T2の電圧VT1、VT2を一定の内分比X対Y(但しX=Yを除く)に内分する電圧となる。
電流I1、I2の電流比が固定されている差動増幅器の場合、もし入力制御回路8がなく、端子T1、T2へ供給される2つの電圧が固定されていると、出力電圧Voutは、X対Yの内分比に内分された1つのレベル電圧のみとなる。
On the other hand, a case where different voltages are supplied to the terminals T1 and T2 by the input control circuit 8, that is, a case where one of the voltages V1 and V2 is input to the terminal T1 and the other is input to the terminal T2 will be described below. Here, when the current ratio of the currents I1 and I2 is I1> I2 or I1 <I2, the differential amplifier of FIG. 2 has the output voltage Vout of the terminals T1, T2 as described in FIG. The voltages VT1 and VT2 are divided into a constant internal ratio X to Y (excluding X = Y).
In the case of a differential amplifier in which the current ratio between the currents I1 and I2 is fixed, if there is no input control circuit 8 and two voltages supplied to the terminals T1 and T2 are fixed, the output voltage Vout is X Only one level voltage is internally divided into the internal ratio of Y.

しかし図2の差動増幅器では、入力制御回路8により、端子T1、T2へ供給される電圧を入れ替えることができるので、出力電圧Voutは、端子T1、T2へ供給される2つの電圧に対してX対Yの内分比に内分されたレベル電圧または、Y対Xの内分比に内分された別のレベル電圧をとることができる。   However, in the differential amplifier of FIG. 2, the voltage supplied to the terminals T1 and T2 can be switched by the input control circuit 8, so that the output voltage Vout is relative to the two voltages supplied to the terminals T1 and T2. It is possible to take a level voltage internally divided into the X to Y internal ratio or another level voltage internally divided into the Y to X internal ratio.

すなわち、図2の差動増幅器は、入力制御回路8により、端子T1、T2へ供給される電圧を入れ替えることで、異なる内分比の複数レベルの電圧を出力することができる。   In other words, the differential amplifier of FIG. 2 can output voltages of a plurality of levels having different internal division ratios by switching the voltages supplied to the terminals T1 and T2 by the input control circuit 8.

次に、図2の差動増幅器の別の例について説明する。図2の差動増幅器においては、電流I1、I2の電流比を等しくI1=I2とし、差動対(101,102)、(103,104)のトランジスタを異なる特性のもので構成してもよい。このときの作用について図5を参照して、説明する。   Next, another example of the differential amplifier of FIG. 2 will be described. In the differential amplifier of FIG. 2, the current ratio of the currents I1 and I2 may be equal to I1 = I2, and the transistors of the differential pairs (101, 102) and (103, 104) may be configured with different characteristics. . The operation at this time will be described with reference to FIG.

図5は、図2の差動増幅器において、2つの差動対(101,102)、(103,104)を、差動対(101,102)のW/L比(チャネル長Lに対するチャネル幅Wの比)が差動対(103,104)のW/L比の2倍に設定した場合の作用を示す図である。   5 shows two differential pairs (101, 102) and (103, 104) in the differential amplifier shown in FIG. 2 with a W / L ratio (channel width with respect to channel length L) of the differential pair (101, 102). It is a figure which shows an effect | action when W ratio is set to 2 times the W / L ratio of a differential pair (103,104).

図5では、入力制御回路8により、端子T1に電圧V1(VT1=V1)、端子T2に電圧V2(VT2=V2)がそれぞれ選択入力された場合の例を示しており、電圧V1、V2は、V1<V2であるとする。   FIG. 5 shows an example in which the input control circuit 8 selectively inputs the voltage V1 (VT1 = V1) to the terminal T1 and the voltage V2 (VT2 = V2) to the terminal T2, and the voltages V1 and V2 are , V1 <V2.

図5は、図3と同様に、ドレイン・ソース間電流Ids(縦軸)と電源VSSに対する電圧V(横軸)との関係を示し、特性曲線1はトランジスタ101、102に対応し、特性曲線2はトランジスタ103、104に対応し、2つの差動対の各トランジスタ101、102、103、104はそれぞれの特性曲線上に動作点a,b,c,dを有する。   FIG. 5 shows the relationship between the drain-source current Ids (vertical axis) and the voltage V (horizontal axis) with respect to the power source VSS, as in FIG. 3, and the characteristic curve 1 corresponds to the transistors 101 and 102. 2 corresponds to the transistors 103 and 104, and the transistors 101, 102, 103, and 104 of the two differential pairs have operating points a, b, c, and d on their characteristic curves.

なお、差動対(101,102)、(103,104)は、異なるW/L比で構成されているため、2つの特性曲線は横軸方向にずれるとともに、2つの特性曲線の傾きも異なっている。   Since the differential pairs (101, 102) and (103, 104) are configured with different W / L ratios, the two characteristic curves are shifted in the horizontal axis direction, and the inclinations of the two characteristic curves are also different. ing.

図2の差動増幅器におけるトランジスタ101〜104の電流の関係は、電流I1、I2の電流比がI1=I2であるときは、図3の場合と同様となり、上式(1)〜(6)が成り立つ。   The current relationship between the transistors 101 to 104 in the differential amplifier of FIG. 2 is the same as that of FIG. 3 when the current ratio of the currents I1 and I2 is I1 = I2, and the above equations (1) to (6) Holds.

このときの各動作点a,b,c,dは、特性曲線1、2と、直線Ids=Ia=Id、Ids=Ib=Icとの交点上に存在する。また、トランジスタ102,104の動作点b,dは、図5の横軸Vに対して、V=Voutが共通であるので、各動作点は図5に示す通りとなる。   The operating points a, b, c, and d at this time exist at the intersections of the characteristic curves 1 and 2 and the straight lines Ids = Ia = Id and Ids = Ib = Ic. Further, since the operating points b and d of the transistors 102 and 104 have the same V = Vout with respect to the horizontal axis V in FIG. 5, the operating points are as shown in FIG.

図5より、特性曲線1は、トランジスタサイズ比に対応して傾きが特性曲線2の2倍となっており、このときの出力電圧Voutは、端子T1、T2の電圧VT1、VT2を1対2に内分する電圧となる。なお、この電圧VT1、VT2に対する内分比は、2つの差動対(101,102)、(103,104)のサイズ比に依存しており、最適に設定することにより、所望の内分比に内分した電圧を出力することができる。   From FIG. 5, the characteristic curve 1 has a slope twice as large as that of the characteristic curve 2 corresponding to the transistor size ratio, and the output voltage Vout at this time is obtained by comparing the voltages VT1 and VT2 of the terminals T1 and T2 with 1 to 2. The voltage is divided internally. Note that the internal ratio with respect to the voltages VT1 and VT2 depends on the size ratio between the two differential pairs (101, 102) and (103, 104). The voltage divided internally can be output.

したがって図5に示すように、入力制御回路8により、端子T1に電圧V1(VT1=V1)、端子T2に電圧V2(VT2=V2)がそれぞれ選択入力された場合には、出力電圧Voutは電圧V1、V2を1対2に内分する電圧となる。一方、入力制御回路8により、端子T1に電圧V2(VT1=V2)、端子T2に電圧V1(VT2=V1)がそれぞれ選択入力された場合には、出力電圧Voutは電圧V1、V2を2対1に内分する電圧となる。このように、図2の差動増幅器は、入力制御回路8により、端子T1、T2へ供給される電圧を入れ替えることで、異なる内分比の複数レベルの電圧を出力することができる。   Therefore, as shown in FIG. 5, when the input control circuit 8 selectively inputs the voltage V1 (VT1 = V1) to the terminal T1 and the voltage V2 (VT2 = V2) to the terminal T2, the output voltage Vout is the voltage. This is a voltage that internally divides V1 and V2 into 1: 2. On the other hand, when the input control circuit 8 selects and inputs the voltage V2 (VT1 = V2) to the terminal T1 and the voltage V1 (VT2 = V1) to the terminal T2, the output voltage Vout has two pairs of voltages V1 and V2. The voltage is divided internally into 1. As described above, the differential amplifier of FIG. 2 can output a plurality of levels of voltages having different internal ratios by switching the voltages supplied to the terminals T1 and T2 by the input control circuit 8.

次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図6は、本発明の第3の実施の形態のデジタル・アナログ変換器(「DAC」と略記する)の構成を示す図である。図6を参照すると、本発明の第3の実施の形態のDACは、図18に示したDACの増幅器200及び第3スイッチ群(SW1,SW2,SW3)を、図1に示した本発明の第1の実施の形態の差動増幅器を用いた差動増幅器300で置き換えたものである。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a digital-to-analog converter (abbreviated as “DAC”) according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the DAC according to the third embodiment of the present invention includes an amplifier 200 and a third switch group (SW1, SW2, SW3) of the DAC shown in FIG. The differential amplifier 300 using the differential amplifier according to the first embodiment is replaced.

図6のDACにおいて、差動増幅器300の端子T1、T2に入力する2つの電圧を選択する手段は、図18と同じ構成である。すなわち、各タップから(n+1)個のアナログ電圧V1、V2、…、Vn+1を出力する抵抗ストリングと、各タップから1つの電圧VK(但し、Kは1からnまでの整数のいずれか1つ)を選択するS1aからSnaのn個のスイッチで構成された第1スイッチ群と、電圧Vと隣り合うレベルの電圧VK+1を選択するS1bからSnbのn個のスイッチで構成された第2スイッチ群とで構成され、入力データの上位ビット信号に基づくMSBサブワードデコーダの出力により第1及び第2スイッチ群のK番目のスイッチ(Ska及びSkb)をオンとして、隣合うタップの電圧をVK(=VT1)、VK+1(=VT2)として選択することができる。 In the DAC of FIG. 6, the means for selecting two voltages input to the terminals T1 and T2 of the differential amplifier 300 has the same configuration as that of FIG. That is, a resistor string that outputs (n + 1) analog voltages V1, V2,..., Vn + 1 from each tap, and one voltage VK from each tap (where K is any one of integers from 1 to n). a first switch group including a n switches of Sna from S1a selecting a second switch group including a n switches of Snb from S1b selects the voltage VK + 1 level adjacent to the voltage V K The Kth switches (Ska and Skb) of the first and second switch groups are turned on by the output of the MSB subword decoder based on the upper bit signal of the input data, and the voltage of the adjacent tap is set to VK (= VT1 ), VK + 1 (= VT2).

本発明の第3の実施の形態のDACが、図18に示したDACと相違する点は、本発明の第3の実施の形態では、入力データの下位ビット信号に基づくLSBサブワードデコーダの出力により、電流制御回路7の各スイッチを制御している点である。すなわち本発明の第3の実施の形態においては、差動対(101,102)、(103,104)に流す電流I1、I2の電流比を電流制御回路7によって制御することで、端子T1、T2に入力された電圧V、VK+1を内分する複数レベルの電圧を出力することができる。そして、電圧V、VK+1を内分する電圧のレベル数を増やしても、差動対の数は増えないため、図18に示した構成と比べて特段の省面積化を実現できる。なお、本発明の第3の実施の形態において、電圧V、VK+1を内分する電圧のレベル数を増やした場合、電流制御トランジスタ126、127の制御端に供給するバイアス電圧数やバイアス電圧の切替を行うスイッチは増えるものの、バイアス電圧は、複数個の差動増幅器300で共有することができる。この場合、スイッチは、最小サイズのトランジスタで構成することができるため、面積増加への影響は十分に小さい。一方、図18では、MSBサブワードデコーダの出力で選択した電圧V1、V2を内分する電圧のレベル数を増やした場合、差動対及びそれを駆動する電流源の数と、差動対の一端に電圧V1、V2を選択入力する第3スイッチ群の数が増加する。特に、差動対と電流源を構成するトランジスタは、素子ばらつきがリニア出力の精度に直接影響するため、ある程度大きなサイズに設定する必要があり、面積増加への影響が大きい。 The DAC of the third embodiment of the present invention is different from the DAC shown in FIG. 18 in the third embodiment of the present invention by the output of the LSB subword decoder based on the lower bit signal of the input data. In other words, each switch of the current control circuit 7 is controlled. In other words, in the third embodiment of the present invention, the current control circuit 7 controls the current ratio of the currents I1 and I2 flowing in the differential pairs (101, 102) and (103, 104), so that the terminals T1, It is possible to output a plurality of levels of voltages that internally divide the voltages V K and V K + 1 input to T2. Then, even if the number of voltage levels that internally divide the voltages V K and V K + 1 is increased, the number of differential pairs does not increase, so that a special area saving can be realized as compared with the configuration shown in FIG. In the third embodiment of the present invention, when the number of voltage levels that internally divide the voltages V K and V K + 1 is increased, the number of bias voltages and bias voltage supplied to the control terminals of the current control transistors 126 and 127 are increased. However, the bias voltage can be shared by a plurality of differential amplifiers 300. In this case, since the switch can be configured with a transistor of the minimum size, the influence on the area increase is sufficiently small. On the other hand, in FIG. 18, when the number of voltage levels that internally divide the voltages V1 and V2 selected by the output of the MSB sub-word decoder is increased, the number of differential pairs and current sources that drive the differential pairs and one end of the differential pair are increased. The number of third switch groups for selectively inputting the voltages V1 and V2 increases. In particular, the transistor that forms the differential pair and the current source directly needs to be set to a certain size because the element variation directly affects the accuracy of the linear output, which greatly affects the area increase.

この図6のDACの原理を、図17の階調電圧発生回路986やデコーダ987、バッファ回路988に適用すれば、階調電圧発生回路986から出力される階調電圧数を図16の階調電圧数の1/2よりも更に大幅に減らすことができ、その階調電圧を選択するデコーダ984の素子数も削減され、回路規模を、特段に削減することが可能となる。   When the principle of the DAC of FIG. 6 is applied to the gradation voltage generation circuit 986, the decoder 987, and the buffer circuit 988 of FIG. 17, the number of gradation voltages output from the gradation voltage generation circuit 986 is changed to the gradation voltage of FIG. The number can be further reduced to ½ of the number of voltages, the number of elements of the decoder 984 for selecting the gradation voltage can be reduced, and the circuit scale can be significantly reduced.

図7は、本発明の第4の実施の形態のデジタル・アナログ変換器(DAC)の構成を示す図である。図18や図6に示したDACでは、抵抗ストリングから生成されるn個の電圧のうち隣合うタップの2つの電圧(V、VK+1)を選択して差動増幅器に入力する構成とされているが、図7に示した本発明の第4の実施の形態においては、隣接する2つのタップ電圧だけでなく、2個隣や3個隣などのタップ電圧など、任意の2つのタップ電圧を選択することにより、出力電圧レベル数に対してタップ電圧数を削減することができる。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a digital-to-analog converter (DAC) according to the fourth embodiment of the present invention. In the DAC shown in FIGS. 18 and 6, two voltages (V K , V K + 1 ) of adjacent taps among n voltages generated from the resistor string are selected and input to the differential amplifier. However, in the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 7, not only two adjacent tap voltages but also two arbitrary tap voltages such as two adjacent tap voltages or three adjacent tap voltages. The number of tap voltages can be reduced with respect to the number of output voltage levels.

図7を参照すると、本発明の第4の実施の形態のDACにおいて、差動増幅器400の端子T1、T2に入力される2つの電圧を選択する手段は、各タップからn個のアナログ電圧V、V、…、Vを出力する抵抗ストリングと、各タップから1つの電圧V(但し、Sは1からnまでの整数の中の1つ)を選択するS1aからSnaのn個のスイッチで構成された第1スイッチ群と、1つの電圧V(但し、Jは1からnまでの整数の中の1つ)を選択するS1bからSnbのn個のスイッチで構成された第2スイッチ群とで構成され、入力データの全ビット信号(MSB+LSB)に基づくデコーダの出力により第1及び第2スイッチ群のS番目及びJ番目のスイッチ(Ssa及びSjb)をオンとして、重複も含めた任意のタップ電圧の組合せ(V、V)を端子T1、T2の電圧(VT1、VT2)として選択することができる。なお、図7のDACは、本発明の第2の実施の形態の差動増幅器(図2)において、入力制御回路8の電圧供給端子数をn個に拡張したものと考えることもできる。 Referring to FIG. 7, in the DAC according to the fourth embodiment of the present invention, the means for selecting two voltages input to the terminals T1 and T2 of the differential amplifier 400 includes n analog voltages V from each tap. 1 , V 2 ,..., V n and a voltage V S (where S is one of integers from 1 to n) for selecting one voltage V S from each tap. The first switch group composed of the switches S1b to Snb for selecting one voltage V J (where J is one of integers from 1 to n). It consists of two switch groups, and the S-th and J-th switches (Ssa and Sjb) of the first and second switch groups are turned on by the output of the decoder based on all bit signals (MSB + LSB) of the input data, and overlapped combinations of any of the tap voltage was also included (V S, V J Can be selected as the voltage at the terminal T1, T2 (VT1, VT2). Note that the DAC of FIG. 7 can be considered to be obtained by extending the number of voltage supply terminals of the input control circuit 8 to n in the differential amplifier (FIG. 2) of the second embodiment of the present invention.

また、図7のDACでは、差動増幅器400は、端子T1、T2に入力される2つの電圧の電圧差が広い電圧範囲でも、所定の内分比を保って高精度出力が可能な差動増幅器であることが望ましい。例えば、図3を参照して説明したような、2つの入力電圧に対して中間電圧を出力することのできる差動増幅器は好適な構成の1つである。すなわち、差動増幅器400は、図2の差動増幅器において、2つの差動対(101,102)、(103,104)がそれぞれ同一特性のトランジスタで構成され、2つの差動対(101,102)、(103,104)のそれぞれに流れる電流I1、I2の電流比が等しい(I1=I2)構成の差動増幅器を用いることができる。   In the DAC of FIG. 7, the differential amplifier 400 is a differential amplifier capable of high-precision output while maintaining a predetermined internal ratio even in a voltage range where the voltage difference between the two voltages input to the terminals T1 and T2 is wide. An amplifier is desirable. For example, a differential amplifier that can output an intermediate voltage with respect to two input voltages as described with reference to FIG. 3 is one of the preferred configurations. That is, the differential amplifier 400 includes two differential pairs (101, 102) and (103, 104) that are composed of transistors having the same characteristics in the differential amplifier of FIG. 102) and (103, 104), a differential amplifier having a configuration in which the current ratio of the currents I1 and I2 flowing through each of them is equal (I1 = I2) can be used.

この差動増幅器400の作用は、図3を参照して説明したものと同様とされる。すなわち、出力電圧Voutは、端子T1、T2の電圧VT1、VT2を1対1に内分する電圧となる。この作用は、図7において端子T1、T2に入力された電圧V(=VT1)、V(=VT2)の電圧差に関係なく成立し、また、2つの差動対の各トランジスタが同一特性でありさえすれば、特性曲線の形状に関係なく成立する。なお、差動対を構成するトランジスタが、チャネル長変調効果等を有する場合には、2つの電圧V、Vの電圧差が非常に大きくなると、出力電圧Voutが中間電圧から徐々にずれる場合もあるが、概して、比較的広い範囲で成り立つ作用である。 The operation of the differential amplifier 400 is the same as that described with reference to FIG. That is, the output voltage Vout is a voltage that internally divides the voltages VT1 and VT2 of the terminals T1 and T2 into one to one. This effect is established regardless of the voltage difference between the voltages V S (= VT1) and V J (= VT2) input to the terminals T1 and T2 in FIG. 7, and the transistors in the two differential pairs are identical. As long as it is a characteristic, it is established regardless of the shape of the characteristic curve. When the transistors constituting the differential pair have a channel length modulation effect or the like, the output voltage Vout gradually deviates from the intermediate voltage when the voltage difference between the two voltages V S and V J becomes very large. However, in general, this is an effect that can be achieved over a relatively wide range.

次に、図7の第1及び第2スイッチ群の任意の組合せ電圧(V、V)の選択により、出力電圧レベル数に対してタップ電圧数を削減できるようにした一具体例を説明する。なお以下の具体例では、出力電圧レベルが等間隔となるリニア出力を実現する例について説明する。 Next, a specific example in which the number of tap voltages can be reduced with respect to the number of output voltage levels by selecting an arbitrary combination voltage (V S , V J ) of the first and second switch groups in FIG. 7 will be described. To do. In the following specific example, an example in which linear output in which the output voltage level is equally spaced will be described.

図8は、図7の差動増幅器400の端子T1、T2に入力される2つの入力電圧の選択方法の一例を示す図である。図8には、等間隔の9つのレベルの電圧と、図7の抵抗ストリングの各タップから出力される互いに異なる4つの電圧A,B,C,Dと、端子T1、T2に入力される2つの電圧の組合せの対応が表形式で示されている。なお、上記2つの電圧の組合せは、端子T1、T2のいずれに入力されてもよい。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method of selecting two input voltages input to the terminals T1 and T2 of the differential amplifier 400 of FIG. In FIG. 8, there are nine voltages at equal intervals, four different voltages A, B, C, D output from each tap of the resistor string of FIG. 7, and 2 input to the terminals T1, T2. The correspondence of the two voltage combinations is shown in tabular form. The combination of the two voltages may be input to either terminal T1 or T2.

図8において、端子T1、T2に入力される2つの電圧は、9レベルの出力電圧に対して、その1/2以下の4個しか設けられていない。しかし、その2つの電圧の組合せは、例えば電圧Aが2つの端子(T1、T2)の一方に選択入力されるとき、他方は電圧A、B、C、Dの4通りが可能である。このように、4つの電圧による2つの電圧の組合せは、全部で10通りあり、それによって9レベルのリニア出力が可能となっている。   In FIG. 8, the two voltages input to the terminals T1 and T2 are provided only in 4 or less of 1/2 of the 9-level output voltage. However, for example, when the voltage A is selectively inputted to one of the two terminals (T1, T2), the other two combinations of the voltages A, B, C, and D are possible. In this way, there are 10 combinations of the two voltages by the four voltages, thereby enabling 9-level linear output.

4個の入力電圧A、B、C、Dは、9レベルの出力電圧に対して、それぞれ1、3、7、9番目の電圧レベルに設定される。   The four input voltages A, B, C, and D are set to the first, third, seventh, and ninth voltage levels with respect to the nine-level output voltage, respectively.

またこのとき、5レベル目の出力を実現する端子(T1、T2)へ入力される2つの電圧の組合せは、電圧BとCの組合せ、電圧AとDの組合せの2通りが可能である。   At this time, there are two possible combinations of two voltages inputted to the terminals (T1, T2) that realize the output of the fifth level: a combination of voltages B and C and a combination of voltages A and D.

また、図8において、9レベルの出力電圧のうち、1〜8レベルを、3ビットのデジタルデータ(D2,D1,D0)に対して(0,0,0)〜(1,1,1)の各データに対応させることができる。   In FIG. 8, 1 to 8 levels out of 9 levels of output voltages are (0, 0, 0) to (1, 1, 1) with respect to 3-bit digital data (D2, D1, D0). It is possible to correspond to each data.

図9は、図7の差動増幅器400の端子T1、T2に入力される2つの電圧の選択方法の他の具体例である。   FIG. 9 is another specific example of a method of selecting two voltages input to the terminals T1 and T2 of the differential amplifier 400 of FIG.

図9を参照すると、図9は、等間隔の17レベルの電圧と、図7の抵抗ストリングの各タップから出力される互いに異なる6つの電圧A,B,C,D,E,Fと、端子T1、T2に入力される2つの電圧の組合せの対応図である。前記2つの電圧の組合せは、端子T1、T2のいずれに入力されても構わない。   Referring to FIG. 9, FIG. 9 shows a 17-level voltage at equal intervals, six different voltages A, B, C, D, E, and F output from each tap of the resistor string of FIG. It is a correspondence diagram of the combination of two voltages input to T1 and T2. The combination of the two voltages may be input to either of the terminals T1 and T2.

図9において、端子T1、T2に入力される電圧は、17レベルの出力電圧に対して、その約1/3の6個しか設けられていない。しかし、6つの電圧による2つの電圧の組合せは全部で21通りあり、それによって17レベルのリニア出力が可能となっている。6個の電圧A、B、C、D、E、Fは、それぞれ1、3、7,11,15,17番目の電圧レベルに設定される。また7、9、11番目のレベルを出力する2値入力の組合せは複数通りある。また図9において、17レベル電圧のうち、1〜16レベルを4ビットのデジタルデータ(D3,D2,D1,D0)に対して(0,0,0,0)〜(1,1,1,1)の各データに対応させることができる。   In FIG. 9, there are only six voltages input to the terminals T1 and T2, which are about 1/3 of the 17-level output voltage. However, there are a total of 21 combinations of two voltages by six voltages, thereby enabling a 17-level linear output. The six voltages A, B, C, D, E, and F are set to the first, third, seventh, eleventh, fifteenth, and seventeenth voltage levels, respectively. There are a plurality of combinations of binary inputs for outputting the seventh, ninth and eleventh levels. In FIG. 9, among the 17 level voltages, 1 to 16 levels are set to (0, 0, 0, 0) to (1, 1, 1, 0) with respect to 4-bit digital data (D3, D2, D1, D0). It can correspond to each data of 1).

図8及び図9では、端子T1、T2に入力される2つの電圧の中間電圧を出力可能な差動増幅器に対して、図7の抵抗ストリングの各タップから供給する電圧数を削減するための代表的な実施例を、9レベル及び17レベルのリニア出力について示したが、さらに多値レベルのリニア出力の構成にも適用することができる。   8 and 9, the differential amplifier capable of outputting the intermediate voltage of the two voltages input to the terminals T1 and T2 is used to reduce the number of voltages supplied from each tap of the resistor string of FIG. A typical embodiment has been shown for 9-level and 17-level linear outputs, but it can also be applied to multi-level linear output configurations.

本発明によれば、出力電圧数m(但し、mは8の倍数プラス1)個のレベルがリニア出力である場合、図7の抵抗ストリングの各タップから供給する電圧数(端子T1、T2に入力される電圧数)を[{(m−1)/4}+2]個にまで削減することが可能である。   According to the present invention, when the number of output voltages m (where m is a multiple of 8 plus 1) is a linear output, the number of voltages supplied to each tap of the resistor string in FIG. The number of input voltages) can be reduced to [{(m-1) / 4} +2].

このとき、図7の抵抗ストリングの各タップから供給される電圧は、m個の出力レベルに対して、1番目、(3+4k)番目、m番目のレベルに設定し、kを0以上の整数とし、(3+4k)番目は(m−2)番目を含むように設定する。   At this time, the voltage supplied from each tap of the resistor string in FIG. 7 is set to the 1st, (3 + 4k) th, and mth levels with respect to m output levels, and k is an integer greater than or equal to 0. , (3 + 4k) th is set to include (m-2) th.

図8は、m=9、k=0,1の場合であり、図9は、m=17、k=0,1,2,3の場合である。   FIG. 8 shows a case where m = 9 and k = 0, 1, and FIG. 9 shows a case where m = 17 and k = 0, 1, 2, 3.

以上のように、図7のDACは、差動増幅器400が端子T1、T2への2つの入力電圧に対して内分比が固定された電圧しか出力できないが、抵抗ストリングの各タップで生成されるn個の電圧から、入力データに応じて第1及び第2スイッチ群により組合せ電圧を選択することにより、抵抗ストリングの各タップから出力されるn個の電圧の2倍以上の多くのレベル電圧数を出力することができる。   As described above, the DAC of FIG. 7 can generate only a voltage with a fixed internal ratio with respect to the two input voltages to the terminals T1 and T2, but the differential amplifier 400 is generated at each tap of the resistor string. By selecting a combination voltage from the n voltages to be selected by the first and second switch groups according to input data, many level voltages more than twice the n voltages output from each tap of the resistor string A number can be output.

本発明の実施例のDACを、図17の階調電圧発生回路986やデコーダ987、バッファ回路988に適用することで、階調電圧発生回路986から出力される階調電圧数を図16の階調電圧数の1/2よりも更に大幅に減らすことができ、その階調電圧を選択するデコーダ984の素子数も削減され、回路規模を大幅に削減することが可能となる。   The DAC according to the embodiment of the present invention is applied to the gradation voltage generation circuit 986, the decoder 987, and the buffer circuit 988 shown in FIG. 17, so that the number of gradation voltages output from the gradation voltage generation circuit 986 can be reduced. The number can be further reduced to ½ of the number of regulated voltages, the number of elements of the decoder 984 for selecting the gradation voltage can be reduced, and the circuit scale can be greatly reduced.

以上、本発明に係る差動増幅器やデジタル・アナログ変換器の実施の形態について説明したが、図1から図7の各構成は、ガラスやプラスチックなど絶縁性基板上に形成したバックゲートのないトランジスタに置き換えた構成も可能であり、図1から図9までに説明したのと同様の作用と効果を実現することができる。   Although the embodiments of the differential amplifier and the digital / analog converter according to the present invention have been described above, the configurations of FIGS. 1 to 7 are transistors without a back gate formed on an insulating substrate such as glass or plastic. It is also possible to adopt a configuration replaced with, and the same operations and effects as those described with reference to FIGS. 1 to 9 can be realized.

また本発明による差動増幅器またはデジタル・アナログ変換器を備えたデータドライバは、デコーダ面積を小さくすることで低コスト化を可能とし、図15のデータドライバとして用いれば、液晶表示装置の低コスト化を実現することができる。   Further, the data driver having the differential amplifier or the digital-analog converter according to the present invention can reduce the cost by reducing the decoder area, and if used as the data driver of FIG. Can be realized.

なお、図15の液晶表示装置は、データドライバ980を、シリコンLSIとして個別に形成して表示部960に接続する構成としてもよく、あるいは、ガラス基板等の絶縁性基板にポリシリコンTFT(薄膜トランジスタ)等を用いて、回路を形成することにより表示部960と一体で形成することも可能である。特にデータドライバと表示部を一体で形成する場合には、データドライバの面積が小さくなることで、狭額縁化(表示部960の外周と基板外周との幅の短縮)も可能となる。   In the liquid crystal display device of FIG. 15, the data driver 980 may be individually formed as a silicon LSI and connected to the display unit 960, or a polysilicon TFT (thin film transistor) is formed on an insulating substrate such as a glass substrate. It is also possible to form the circuit integrally with the display portion 960 by using a circuit or the like. In particular, when the data driver and the display unit are formed integrally, the area of the data driver is reduced, so that the frame can be narrowed (the width between the outer periphery of the display unit 960 and the outer periphery of the substrate can be reduced).

その他の方式も含め、このような表示装置のデータドライバのいずれに対しても、本発明に係る差動増幅器を適用することにより、表示装置の低コスト化や狭額縁化を促進することができる。例えば、液晶表示装置と同様に、データ線に多値レベルの電圧信号を出力して表示を行うアクティブマトリクス駆動方式の有機ELディスプレイなどの表示装置に対しても、本発明に係る差動増幅器を適用できることは勿論である。   By applying the differential amplifier according to the present invention to any of the data drivers of such a display device, including other methods, it is possible to promote cost reduction and narrowing of the display device. . For example, similarly to a liquid crystal display device, the differential amplifier according to the present invention is applied to a display device such as an active matrix driving type organic EL display that outputs a multi-level voltage signal to a data line for display. Of course, it can be applied.

次に、上記した本発明の実施の形態の差動増幅器の作用及び効果を実証するシミュレーション結果について、添付図面を参照して、実施例として、さらに説明する。   Next, simulation results demonstrating the operation and effect of the differential amplifier according to the embodiment of the present invention will be further described as an example with reference to the accompanying drawings.

図10は、本発明の第1の実施形態の効果を確認するための差動増幅器のシミュレーション回路である。また図10は、図1に示した第1の実施の形態の一具体例を示す図にもなっており、増幅段6は、出力端子3の充電作用を行うPチャネルトランジスタ109と、出力端子3と電源VSS間に接続され、放電作用を行う電流源110で構成されている。その他の構成は、図1に示した構成と同様である。   FIG. 10 is a differential amplifier simulation circuit for confirming the effect of the first embodiment of the present invention. FIG. 10 is also a diagram showing a specific example of the first embodiment shown in FIG. 1. The amplification stage 6 includes a P-channel transistor 109 that performs charging of the output terminal 3, and an output terminal. 3 and a power source VSS, and is composed of a current source 110 that performs a discharging action. Other configurations are the same as those shown in FIG.

トランジスタ109は、高電位側電源VDDと出力端子3との間に接続され、そのゲートはカレントミラー回路(111,112)の出力端4(トランジスタ111のドレイン)と接続される。電流源110は、低電位側電源VSSと出力端子3との間に接続される。図10には図示していないが、トランジスタ109と出力端子3との間に必要に応じて位相補償容量が設けられる。   The transistor 109 is connected between the high potential side power supply VDD and the output terminal 3, and its gate is connected to the output terminal 4 (drain of the transistor 111) of the current mirror circuit (111, 112). The current source 110 is connected between the low potential side power source VSS and the output terminal 3. Although not shown in FIG. 10, a phase compensation capacitor is provided between the transistor 109 and the output terminal 3 as necessary.

図11は、図10の差動増幅器に対して、2つの差動対(101,102)、(103,104)をそれぞれ同一特性のトランジスタで構成し、それぞれの差動対に流れる電流I1、I2の電流比が等しい(I1=I2)条件とし、端子T1、T2の電圧VT1、VT2の中間電圧を出力する図3の作用を行ったときの入出力特性(シミュレーション)である。   11 includes two differential pairs (101, 102) and (103, 104) configured by transistors having the same characteristics with respect to the differential amplifier of FIG. 10, and currents I1 flowing through the respective differential pairs are shown in FIG. This is an input / output characteristic (simulation) when the operation of FIG. 3 is performed under the condition that the current ratio of I2 is equal (I1 = I2) and the intermediate voltages of the voltages VT1 and VT2 of the terminals T1 and T2 are output.

図11は、差動増幅器の端子T1、T2の2つの電圧VT1、VT2のうち、電圧VT1を一定とし、電圧VT2をVT1に対して±0.5Vの範囲で変化させたときの出力電圧Voutの出力特性を示している。   FIG. 11 shows the output voltage Vout when the voltage VT1 is constant among the two voltages VT1 and VT2 at the terminals T1 and T2 of the differential amplifier, and the voltage VT2 is changed within a range of ± 0.5V with respect to VT1. The output characteristics are shown.

このとき出力電圧Voutは、2つの電圧(VT1、VT2)を2等分する電圧となり、この出力期待値は、図11において、破線で示されている。   At this time, the output voltage Vout is a voltage obtained by dividing the two voltages (VT1, VT2) into two equal parts, and this output expected value is indicated by a broken line in FIG.

図11より、出力電圧Voutは、5Vを中心として±0.5Vの範囲で、出力期待値(破線)とよく一致しており、広い電圧範囲において、2つの入力電圧の中間電圧を高精度に出力できることが確認できる。   From FIG. 11, the output voltage Vout is in the range of ± 0.5 V centered on 5 V, which is in good agreement with the expected output value (broken line), and the intermediate voltage between the two input voltages can be accurately obtained over a wide voltage range. It can be confirmed that it can be output.

上記の結果は、図7に示した本発明の第4の実施の形態のDACにおいても当てはまり、図7の差動増幅器400において、2つの差動対(101,102)、(103,104)をそれぞれ同一特性のトランジスタで構成し、それぞれの差動対に流れる電流I1、I2の電流比が等しい(I1=I2)条件とすれば、広い電圧範囲において、端子T1、T2の電圧VT1、VT2の中間電圧を高精度に出力できる。したがって、図8や図9を参照して説明した効果を実現することができ、出力電圧レベル数に対してタップ電圧数の大幅削減が可能である。   The above results also apply to the DAC according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 7. In the differential amplifier 400 of FIG. 7, two differential pairs (101, 102) and (103, 104) are obtained. Are configured with transistors having the same characteristics, and the current ratios of the currents I1 and I2 flowing through the respective differential pairs are equal (I1 = I2), the voltages VT1 and VT2 of the terminals T1 and T2 in a wide voltage range. Can be output with high accuracy. Therefore, the effect described with reference to FIGS. 8 and 9 can be realized, and the number of tap voltages can be greatly reduced with respect to the number of output voltage levels.

図12は、図10の差動増幅器に対して、2つの差動対(101,102)、(103,104)をそれぞれ同一特性のトランジスタで構成し、それぞれの差動対に流れる電流I1、I2の電流比を電流制御回路7の制御によって変化させたときの入出力特性(シミュレーション)である。   12 includes two differential pairs (101, 102) and (103, 104), which are transistors having the same characteristics, with respect to the differential amplifier of FIG. 10, and currents I1 flowing through the respective differential pairs are shown in FIG. It is an input / output characteristic (simulation) when the current ratio of I2 is changed by the control of the current control circuit 7.

図12では、電流I1、I2の電流比を、2対1、及び1対2に切替制御したときのそれぞれの入出力特性を示している。出力電圧Voutは、電流I1、I2の電流比が、2対1、及び1対2に切替制御されると、それぞれVo2、Vo3となる。また端子T1、T2の電圧(VT1、VT2)を、1対2、及び2対1に内分する出力期待値を、それぞれ、図中破線のVo2出力期待値、Vo3出力期待値で示す。   FIG. 12 shows the input / output characteristics when the current ratio of the currents I1 and I2 is controlled to be switched to 2: 1 and 1: 2. The output voltage Vout becomes Vo2 and Vo3, respectively, when the current ratio of the currents I1 and I2 is controlled to be switched to 2: 1 and 1: 2. Also, output expected values that internally divide the voltages (VT1, VT2) of the terminals T1 and T2 into 1 to 2 and 2 to 1, respectively, are indicated by broken line Vo2 output expected value and Vo3 output expected value, respectively.

図12より、出力電圧Voutは、端子T1、T2の電圧(VT1、VT2)の内分比がほぼ電流I1、I2の電流比の逆数に対応し、±0.1Vの範囲で出力期待値(Vo2出力期待値、Vo3出力期待値)とほぼ一致していることが確認できる。なお、出力電圧Voutが±0.1Vを超える電圧範囲では、出力期待値から次第に大きくずれてくる。 From FIG. 12, the output voltage Vout corresponds to the reciprocal of the current ratio of the currents I1 and I2 in the internal ratio of the voltages (VT1 and VT2) at the terminals T1 and T2, and the output expected value (within ± 0.1V) (Vo2 output expected value, Vo3 output expected value) can be confirmed. In the voltage range where the output voltage Vout exceeds ± 0.1 V, the output voltage Vout gradually deviates from the expected output value.

図13は、図10の差動増幅器に対して、2つの差動対(101,102)、(103,104)をそれぞれ同一特性のトランジスタで構成し、それぞれの差動対に流れる電流I1、I2の電流比を、電流制御回路7の制御によって、1対3、1対1、3対1に変化させたときの入出力特性(シミュレーション結果)を示す図である。   13 includes two differential pairs (101, 102) and (103, 104) configured by transistors having the same characteristics with respect to the differential amplifier of FIG. 10, and currents I1 flowing through the respective differential pairs are shown in FIG. It is a figure which shows the input-output characteristic (simulation result) when changing the current ratio of I2 into 1: 3, 1: 1, and 3: 1 by control of the current control circuit 7. FIG.

図13において、出力電圧Voutは、電流I1、I2の電流比が、3対1、1対1、及び1対3に切替制御されると、それぞれVo2、Vo3、Vo4となる。また端子T1、T2の電圧(VT1、VT2)を、1対3、1対1、及び3対1に内分する出力期待値をそれぞれ、図中破線のVo2出力期待値、Vo3出力期待値、Vo4出力期待値で示す。   In FIG. 13, the output voltage Vout becomes Vo2, Vo3, and Vo4 when the current ratio of the currents I1 and I2 is controlled to be switched to 3: 1, 1: 1, and 1: 3, respectively. Further, output expected values for internally dividing the voltages (VT1, VT2) of the terminals T1, T2 into 1: 3, 1: 1, and 3: 1 are respectively shown as Vo2 output expected value, Vo3 output expected value shown by broken lines in FIG. This is indicated by the expected Vo4 output value.

図13より、出力電圧Voutは、端子T1、T2の電圧(VT1、VT2)の内分比がほぼ電流I1、I2の電流比の逆数に対応し、±0.1Vの範囲で出力期待値(破線)とほぼ一致していることが確認できる。なお、0.1Vを超える電圧範囲では、Vo2及びVo4については、それぞれVo2出力期待値、Vo4出力期待値から次第に大きくずれるが、電流I1、I2の電流比が1対1の出力電圧Vo3は、図11と同様に広い電圧範囲においてVo3出力期待値とよく一致する。   As shown in FIG. 13, the output voltage Vout has an internal ratio of the voltages (VT1, VT2) at the terminals T1, T2 approximately corresponding to the reciprocal of the current ratio of the currents I1, I2, and an output expected value (in the range of ± 0.1V). It can be confirmed that it almost coincides with the broken line. In the voltage range exceeding 0.1 V, Vo2 and Vo4 gradually deviate from the expected Vo2 output value and the expected Vo4 output value, respectively, but the output voltage Vo3 having a current ratio of currents I1 and I2 of 1: 1 is Similar to FIG. 11, the Vo3 output expected value is in good agreement over a wide voltage range.

なお、図12、図13において、出力電圧Voutによる電圧VT1、VT2の内分比が電流I1、I2の電流比の逆数にほぼ対応する例を示したが、この関係は、トランジスタ特性や電流I1、I2の設定により異なる場合がある。   FIGS. 12 and 13 show examples in which the internal ratio of the voltages VT1 and VT2 by the output voltage Vout substantially corresponds to the reciprocal of the current ratio of the currents I1 and I2. However, this relationship is related to the transistor characteristics and the current I1. , Depending on the setting of I2.

以上、図12及び図13より、本発明の第1の実施形態の差動増幅器において、端子T1、T2に入力された2つの電圧を異なる比に内分する複数個の電圧レベルを出力できることが示された。また入力電圧と同レベルも含めた複数個の電圧レベルがリニア出力できることも示された。また本発明の第1の実施形態の差動増幅器を用いた本発明の第3の実施形態のDACと同様の効果を実現できる。   12 and 13, the differential amplifier according to the first embodiment of the present invention can output a plurality of voltage levels that internally divide the two voltages input to the terminals T1 and T2 into different ratios. Indicated. It was also shown that a plurality of voltage levels including the same level as the input voltage can be output linearly. The same effect as that of the DAC of the third embodiment of the present invention using the differential amplifier of the first embodiment of the present invention can be realized.

図14は、図2に示した本発明の第2の実施の形態の差動増幅器において、図10と同様の増幅段6を用いたときの入出力特性(シミュレーション)である。図14は、図2の差動増幅器に対して、差動対(101,102)のトランジスタサイズW/L比を、差動対(103,104)のトランジスタサイズW/L比の2倍に設定し、それぞれの差動対に流れる電流I1、I2の電流比は等しく(I1=I2)設定し、入力制御回路8により2つの供給電圧V1、V2の端子T1、T2への入力を切替制御したときの入出力特性である。   FIG. 14 shows input / output characteristics (simulation) when using the same amplification stage 6 as in FIG. 10 in the differential amplifier according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 14 shows that the transistor size W / L ratio of the differential pair (101, 102) is double the transistor size W / L ratio of the differential pair (103, 104) with respect to the differential amplifier of FIG. The current ratio between the currents I1 and I2 flowing through each differential pair is set equal (I1 = I2), and the input control circuit 8 switches and controls the input of the two supply voltages V1 and V2 to the terminals T1 and T2. This is the input / output characteristics.

図14において、出力電圧Voutは、端子(T1、T2)に入力される電圧が(V1、V2)及び(V2、V1)に切替制御されると、それぞれVo2、Vo3となる。また電圧(V1、V2)を、1対2、及び2対1に内分する出力期待値を、それぞれ、図中破線のVo2出力期待値、Vo3出力期待値で示す。   In FIG. 14, the output voltage Vout becomes Vo2 and Vo3, respectively, when the voltages input to the terminals (T1, T2) are controlled to be switched to (V1, V2) and (V2, V1). Also, the expected output values that internally divide the voltages (V1, V2) into 1-to-2 and 2-to-1 are shown as the expected Vo2 output value and the expected Vo3 output value in broken lines in the figure, respectively.

図14より、出力電圧Voutは、±0.1Vの範囲で出力期待値(破線)とほぼ一致していることが確認できる。なお、0.1Vを超える電圧範囲では、出力電圧Voutは、出力期待値から緩やかにずれてくる。図14より、本発明の第2の実施形態の差動増幅器において、端子T1、T2に入力された2つの電圧を異なる比に内分する複数個の電圧レベルを出力できることが示された。また入力電圧と同レベルも含めた複数個の電圧レベルがリニア出力できることも示された。   From FIG. 14, it can be confirmed that the output voltage Vout substantially matches the expected output value (broken line) in the range of ± 0.1V. Note that, in the voltage range exceeding 0.1 V, the output voltage Vout gradually deviates from the expected output value. FIG. 14 shows that in the differential amplifier according to the second embodiment of the present invention, it is possible to output a plurality of voltage levels that internally divide the two voltages input to the terminals T1 and T2 into different ratios. It was also shown that a plurality of voltage levels including the same level as the input voltage can be output linearly.

以上、4つのシミュレーション結果に示したように、本発明の差動増幅器は、端子T1、T2へ入力される2つの電圧を複数に分割した電圧を出力することができ、特に、前記2つの電圧の電圧差が比較的小さい電圧範囲(例えば0.1V程度)では、複数に分割した電圧を高精度に出力することができる。   As described above, as shown in the four simulation results, the differential amplifier of the present invention can output a voltage obtained by dividing the two voltages input to the terminals T1 and T2 into a plurality of voltages. In a voltage range in which the voltage difference is relatively small (for example, about 0.1 V), a voltage divided into a plurality of voltages can be output with high accuracy.

図20は、本発明の第6の実施の形態に係る差動増幅器の構成を示す図である。図1及び図6に示した例では、同一極性の2つの差動対(101,102)、(103,104)を備えた差動増幅器について説明したが、異なる極性ごとに2つの差動対を備えた構成であってもよく、2つの極性それぞれが2つの差動対を備えた構成でもよいことは勿論である。図20の差動増幅器は、2つの極性それぞれが2つの差動対を備えた構成の一実施例であり、異なる極性の差動対を備えたことで、ダイナミックレンジの拡大、リニアリティの向上の点で、図1等の構成に優っている。図20を参照すると、この差動増幅器は、低電位側電源VSSに接続された電流源126で駆動されるnチャネル型差動対(101,102)と、同じく低電位側電源VSSに接続された電流源127で駆動されるnチャネル型差動対(103,104)と、2つのnチャネル型差動対の出力対と高電位側電源VDDとの間に接続され、2つのnチャネル型差動対のそれぞれの出力対に対して共通の能動負荷をなすカレントミラー回路(Pチャネルトランジスタ111、112)と、同カレントミラー回路の出力信号を入力し出力端子3に電圧を出力する増幅回路6を備えている。なお、図20では、図面作成上の都合で、図1のスイッチ群SW1a,SW1b〜SW4a,SW4bは省略されているが、2つのnチャネル型差動対(101,102)、(103,104)のそれぞれに流す電流I1、I2を与える電流源126、127を制御する電流制御回路7は、図1に示した構成とされる。   FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a differential amplifier according to the sixth exemplary embodiment of the present invention. In the example shown in FIGS. 1 and 6, the differential amplifier having two differential pairs (101, 102) and (103, 104) having the same polarity has been described. Of course, it is possible to have a configuration in which each of the two polarities includes two differential pairs. The differential amplifier of FIG. 20 is an example of a configuration in which each of the two polarities includes two differential pairs. By including the differential pairs having different polarities, the dynamic range is increased and the linearity is improved. In this respect, it is superior to the configuration of FIG. Referring to FIG. 20, this differential amplifier is connected to an n-channel differential pair (101, 102) driven by a current source 126 connected to a low potential side power supply VSS, and also to the low potential side power supply VSS. N-channel differential pairs (103, 104) driven by the current source 127, two n-channel differential pairs connected between the output pairs of the n-channel differential pairs and the high-potential side power supply VDD. A current mirror circuit (P-channel transistors 111 and 112) that forms a common active load for each output pair of the differential pair, and an amplifier circuit that inputs an output signal of the current mirror circuit and outputs a voltage to the output terminal 3 6 is provided. In FIG. 20, the switch groups SW1a, SW1b to SW4a, SW4b in FIG. 1 are omitted for the convenience of drawing, but two n-channel differential pairs (101, 102), (103, 104) are omitted. The current control circuit 7 for controlling the current sources 126 and 127 for supplying the currents I1 and I2 to be respectively supplied to (1) is configured as shown in FIG.

また、高電位側電源VDDに接続された電流源226で駆動されるpチャネル型差動対(201,202)と、同じく高電位側電源VDDに接続された電流源227で駆動されるpチャネル型差動対(203,204)と、2つのpチャネル型差動対の出力対と低電位側電源VSSとの間に接続され、2つのpチャネル型差動対のそれぞれの出力対に対して共通の能動負荷をなすカレントミラー回路(Nチャネルトランジスタ211、212)と、該カレントミラー回路の出力信号を入力し出力端子3に電圧を出力する増幅回路16を備える。2つのpチャネル型差動対(201,202)、(203,204)のそれぞれに流す電流I11、I12を与える電流源226、227を制御する電流制御回路17は、図面作成上の都合で省略されているが、図1に示した電流制御回路7と同様とされる。また各差動対の入力端(ゲート端子)は、トランジスタ101、201のゲートが入力端子T1に共通接続され、トランジスタ103、203のゲートが入力端子T2に共通接続され、トランジスタ102、104、202、204のゲートが出力端子3に共通接続される。なお端子T1、T2の端子電圧をVT1、VT2とする。   Further, the p-channel differential pair (201, 202) driven by the current source 226 connected to the high potential side power supply VDD and the p channel driven by the current source 227 also connected to the high potential side power supply VDD. Type differential pair (203, 204), connected between the output pair of the two p-channel type differential pairs and the low-potential side power supply VSS, and for each output pair of the two p-channel type differential pairs Current mirror circuit (N-channel transistors 211 and 212) forming a common active load, and an amplifier circuit 16 for inputting an output signal of the current mirror circuit and outputting a voltage to the output terminal 3. The current control circuit 17 for controlling the current sources 226 and 227 for supplying the currents I11 and I12 to be supplied to the two p-channel type differential pairs (201, 202) and (203, 204) is omitted for the convenience of drawing. However, it is the same as the current control circuit 7 shown in FIG. The input terminals (gate terminals) of each differential pair have the gates of the transistors 101 and 201 commonly connected to the input terminal T1, the gates of the transistors 103 and 203 commonly connected to the input terminal T2, and the transistors 102, 104, and 202. , 204 are commonly connected to the output terminal 3. Note that the terminal voltages of the terminals T1 and T2 are VT1 and VT2.

図20の差動増幅器においても、電流制御回路7,17により、2つの電圧(VT1,VT2)を任意の比に内分する出力電圧を取り出すことができる。また、図2及び図7に示した例においても、図20と同様に、異なる極性ごとに2つの差動対を備えた構成であってもよく、2つの極性それぞれが2つの差動対を備えた構成でもよい。この場合、図20の差動増幅器に対して、電流源126、127、226、227をそれぞれ所定の電流値に設定し、端子T1、T2に図2の入力制御回路8を付加した構成、もしくは図7の抵抗ストリングとS1a〜Snbのスイッチ群を付加した構成としてもよいことは勿論である。
なお、図1及び図2に示した前記第1及び第2の実施の形態の差動増幅器において、第1の差動対(101,102)と、第2差動対(103,104)は、Nチャネルトランジスタ(同一極性)とされているが、Pチャネルトランジスタの2つの差動対を含む差動増幅器であってもよく、また極性が互いに異なる2つの差動対を備えた構成でもよいことは勿論である。
Also in the differential amplifier of FIG. 20, the current control circuits 7 and 17 can extract an output voltage that internally divides the two voltages (VT1 and VT2) into an arbitrary ratio. Also, in the example shown in FIGS. 2 and 7, similarly to FIG. 20, the configuration may include two differential pairs for different polarities, and each of the two polarities may have two differential pairs. The structure provided may be sufficient. In this case, the current source 126, 127, 226, 227 is set to a predetermined current value with respect to the differential amplifier of FIG. 20, and the input control circuit 8 of FIG. 2 is added to the terminals T1, T2, or Needless to say, the resistor string of FIG. 7 and the switches S1a to Snb may be added.
In the differential amplifiers of the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the first differential pair (101, 102) and the second differential pair (103, 104) are N-channel transistors (same polarity), but may be a differential amplifier including two differential pairs of P-channel transistors, or may be configured with two differential pairs having different polarities. Of course.

図1、図2、図6、図7に示した例では、2つの差動対(101、102)、(103、104)の出力対と負荷回路(111、112)との接続点を増幅段6に入力する構成とされているが、増幅段6を差動増幅段で構成し、2つの差動対(101、102)、(103、104)の出力対と負荷回路(111、112)との接続点対を、差動で増幅段6の入力対に接続する構成としてもよい。また、図1、図2、図6、図7に示した例では、2つの差動対(101、102)、(103、104)に対して負荷回路(111、112)を共通としているが、個別に負荷回路を備えても良いことは勿論である。   In the example shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7, the connection point between the output pair of the two differential pairs (101, 102) and (103, 104) and the load circuit (111, 112) is amplified. The amplification stage 6 is configured by a differential amplification stage, and the output pair of two differential pairs (101, 102) and (103, 104) and the load circuit (111, 112). The connection point pair may be differentially connected to the input pair of the amplification stage 6. In the example shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7, the load circuit (111, 112) is common to the two differential pairs (101, 102), (103, 104). Of course, a load circuit may be provided individually.

以上本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の各請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   The present invention has been described with reference to the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art within the scope of the invention of each claim of the present application claims. It goes without saying that various modifications and corrections that can be made are included.

上記実施例で説明した差動増幅器は、MOSトランジスタで構成されており、液晶表示装置の駆動回路では、例えば多結晶シリコンからなるMOSトランジスタ(TFT)で構成してもよい。また、上記実施例では、集積回路に適用した例を示したが、ディスクリート素子構成にも適用できることは勿論である。   The differential amplifier described in the above embodiment is configured by a MOS transistor, and the driving circuit of the liquid crystal display device may be configured by a MOS transistor (TFT) made of, for example, polycrystalline silicon. In the above embodiment, the example applied to the integrated circuit is shown, but it is needless to say that the present invention can also be applied to a discrete element configuration.

T1、T2 入力端子
3 出力端子
6、16 増幅段
7、17 電流制御回路
8 入力制御回路
4、14 出力端(差動段の出力端)
101、102、103、104、211、212 Nチャネルトランジスタ
111、112、201、202、203、204、109 Pチャネルトランジスタ
126、127、226、227、110 電流源
151、152、154、155 スイッチ
200 増幅器
205 差動増幅器
300、400 差動増幅器
960 表示部
961 走査線
962 データ線
963 TFT
964 画素電極
965 液晶容量
966 コモン電極(対向基板電極)
970 ゲートドライバ
980 データドライバ
981 ラッチアドレスセレクタ
982 ラッチ
983、986 階調電圧発生回路
984、987 デコーダ
985、988 バッファ回路
T1, T2 Input terminal 3 Output terminal 6, 16 Amplification stage 7, 17 Current control circuit 8 Input control circuit 4, 14 Output terminal (differential stage output terminal)
101, 102, 103, 104, 211, 212 N-channel transistor 111, 112, 201, 202, 203, 204, 109 P-channel transistor 126, 127, 226, 227, 110 Current source 151, 152, 154, 155 Switch 200 Amplifier 205 Differential amplifier 300, 400 Differential amplifier 960 Display section 961 Scan line 962 Data line 963 TFT
964 Pixel electrode 965 Liquid crystal capacitance 966 Common electrode (counter substrate electrode)
970 Gate driver 980 Data driver 981 Latch address selector 982 Latch 983, 986 Gradation voltage generation circuit 984, 987 Decoder 985, 988 Buffer circuit

Claims (9)

第1の電圧供給端子と第2の電圧供給端子との間に接続され、複数のタップより互いに電圧レベルの異なる複数の電圧をそれぞれ出力する抵抗ストリングと、
前記抵抗ストリングの複数のタップより出力される前記複数の電圧と、デジタル信号とを入力し、前記複数の電圧の中から、
前記抵抗ストリングの同一タップから出力される互いに同一の2つの電圧の組合せ、
前記抵抗ストリングの隣接する2つのタップから出力される電圧レベルが隣接する、互いに異なる2つの電圧の組合せ、及び、
前記抵抗ストリングの隣接しない互いに異なる2つのタップから出力される電圧レベルが隣接しない互いに異なる2つの電圧の組合せ、
を、前記デジタル信号に対応して選択し、
選択された組合せの前記2つの電圧を出力する選択回路と、
前記選択回路から出力される前記2つの電圧を入力し、前記2つの電圧の中間電圧を増幅出力する差動増幅器と、
を備える、ことを特徴とするデジタルアナログ変換回路。
A resistor string connected between the first voltage supply terminal and the second voltage supply terminal and outputting a plurality of voltages having different voltage levels from the plurality of taps;
The plurality of voltages output from the plurality of taps of the resistor string and a digital signal are input, and from among the plurality of voltages,
A combination of two identical voltages output from the same tap of the resistor string;
A combination of two different voltages with adjacent voltage levels output from two adjacent taps of the resistor string; and
A combination of two different voltages that are not adjacent to each other in voltage levels output from two different non-adjacent taps of the resistor string;
Is selected corresponding to the digital signal,
A selection circuit for outputting the two voltages of the selected combination;
A differential amplifier that inputs the two voltages output from the selection circuit and amplifies and outputs an intermediate voltage of the two voltages;
A digital-to-analog conversion circuit comprising:
前記複数の電圧として前記選択回路に入力される互いに電圧レベルの異なる第1乃至第4の電圧(A、B,C,D)に対して、
前記選択回路は、前記2つの電圧として、
(1)第1、第1の電圧(A、A)、
(2)第1、第2の電圧(A、B)、
(3)第2、第2の電圧(B、B)、
(4)第1、第3の電圧(A、C)、
(5)第2、第3の電圧(B、C)、又は、第1、第4の電圧(A、D)、
(6)第2、第4の電圧(B、D)、
(7)第3、第3の電圧(C、C)、
(8)第3、第4の電圧(C、D)、
(9)第4、第4の電圧(D、D)、
の9通りの組み合わせの選択出力が可能とされ、
前記差動増幅器は、出力電圧レベルとして互いに異なる第1乃至第9の電圧レベルが出力可能とされてなる、ことを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換回路。
For the first to fourth voltages (A, B, C, D) having different voltage levels that are input to the selection circuit as the plurality of voltages,
The selection circuit uses the two voltages as
(1) First and first voltages (A, A),
(2) first and second voltages (A, B),
(3) Second and second voltages (B, B),
(4) first and third voltages (A, C),
(5) The second and third voltages (B, C) or the first and fourth voltages (A, D),
(6) Second and fourth voltages (B, D),
(7) Third and third voltages (C, C),
(8) Third and fourth voltages (C, D),
(9) Fourth and fourth voltages (D, D),
It is possible to select and output nine combinations of
The digital-analog converter circuit according to claim 1, wherein the differential amplifier is capable of outputting first to ninth voltage levels different from each other as output voltage levels.
前記第1乃至第4の電圧は、出力電圧レベルの前記第1乃至第9の電圧レベルに対して、前記第1、前記第3、前記第7、前記第9の出力電圧レベルに対応する、ことを特徴とする請求項2に記載のデジタルアナログ変換回路。   The first to fourth voltages correspond to the first, third, seventh, and ninth output voltage levels with respect to the first to ninth voltage levels of the output voltage level. The digital-to-analog converter circuit according to claim 2. 前記複数の電圧として前記選択回路に入力される互いに電圧レベルの異なる第1乃至第6の電圧(A、B,C,D、E,F)に対して、
前記選択回路は、前記2つの電圧として、
(1)第1、第1の電圧(A、A)、
(2)第1、第2の電圧(A、B)、
(3)第2、第2の電圧(B、B)、
(4)第1、第3の電圧(A、C)、
(5)第2、第3の電圧(B、C)、
(6)第1、第4の電圧(A、D)、
(7)第3、第3の電圧(C、C)、又は、第2、第4の電圧(B、D)、
(8)第1、第5の電圧(A、E)、
(9)第3、第4の電圧(C、D)、又は、第2、第5の電圧(B,E)、第1、第6の電圧(A,F)、
(10)第2、第6の電圧(B、F)、
(11)第4、第4の電圧(D、D)、又は、第3、第5の電圧(C、E)、
(12)第3、第6の電圧(C、F)、
(13)第4、第5の電圧(D、E)、
(14)第4、第6の電圧(D、F)、
(15)第5、第5の電圧(E、E)、
(16)第5、第6の電圧(E、F)、
(17)第6、第6の電圧(F、F)、
の17通りの組み合わせの選択出力が可能とされ、
前記差動増幅器は、出力電圧レベルとして互いに異なる第1乃至第17の電圧レベルが出力可能とされてなる、ことを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換回路。
For the first to sixth voltages (A, B, C, D, E, F) having different voltage levels that are input to the selection circuit as the plurality of voltages,
The selection circuit uses the two voltages as
(1) First and first voltages (A, A),
(2) first and second voltages (A, B),
(3) Second and second voltages (B, B),
(4) first and third voltages (A, C),
(5) Second and third voltages (B, C),
(6) First and fourth voltages (A, D),
(7) The third and third voltages (C, C) or the second and fourth voltages (B, D),
(8) First and fifth voltages (A, E),
(9) Third and fourth voltages (C and D), or second and fifth voltages (B and E), first and sixth voltages (A and F),
(10) Second and sixth voltages (B, F),
(11) Fourth and fourth voltages (D, D), or third and fifth voltages (C, E),
(12) Third and sixth voltages (C, F),
(13) Fourth and fifth voltages (D, E),
(14) Fourth and sixth voltages (D, F),
(15) Fifth and fifth voltages (E, E),
(16) Fifth and sixth voltages (E, F),
(17) Sixth and sixth voltages (F, F),
The following 17 combinations can be selected and output.
2. The digital-analog converter circuit according to claim 1, wherein the differential amplifier is capable of outputting first to seventeenth voltage levels different from each other as output voltage levels.
前記第1乃至第6の電圧は、出力電圧レベルの前記第1乃至第17の電圧レベルに対して、前記第1、前記第3、前記第7、前記第11、前記第15、前記第17の出力電圧レベルに対応する、ことを特徴とする請求項4に記載のデジタルアナログ変換回路。   The first to sixth voltages are the first, the third, the seventh, the eleventh, the fifteenth, the seventeenth, and the seventeenth, with respect to the first to seventeenth voltage levels of the output voltage level. 5. The digital-to-analog converter circuit according to claim 4, wherein the digital-to-analog converter circuit corresponds to the output voltage level. 前記複数の電圧として前記選択回路に入力される互いに電圧レベルの異なる第1乃至第3の電圧(A、B,C)に対して、
前記選択回路は、前記2つの電圧として、
(1)第1、第1の電圧(A、A)、
(2)第1、第2の電圧(A、B)、
(3)第2、第2の電圧(B、B)、
(4)第1、第3の電圧(A、C)、
(5)第2、第3の電圧(B、C)
の5通りの組み合わせの選択出力が可能とされ、
前記差動増幅器は、出力電圧レベルとして互いに異なる第1から第5の電圧レベルが出力可能とされてなる、ことを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換回路。
For the first to third voltages (A, B, C) having different voltage levels input to the selection circuit as the plurality of voltages,
The selection circuit uses the two voltages as
(1) First and first voltages (A, A),
(2) first and second voltages (A, B),
(3) Second and second voltages (B, B),
(4) first and third voltages (A, C),
(5) Second and third voltages (B, C)
It is possible to select and output five combinations of
The digital-to-analog converter circuit according to claim 1, wherein the differential amplifier is capable of outputting different first to fifth voltage levels as output voltage levels.
前記選択回路に入力される[{(m−1)/4}+2]個(但し、m=8×n+1、nは正整数)の前記複数の電圧に対して、
前記選択回路は、前記[{(m−1)/4}+2]個の電圧の中から前記デジタル信号に対応して前記2つの電圧を選択出力し、
前記差動増幅器は、出力電圧レベルとして第1から第mの電圧レベルが出力可能とされ、
前記[{(m−1)/4}+2]個の電圧は、出力電圧レベルの前記第1乃至第mの電圧レベルに対して、第1、第(3+4×k)(ただし、kは0、1、・・・、(m−5)/4の整数)、第mの出力電圧レベルに対応する、ことを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換回路。
For [{(m−1) / 4} +2] (where m = 8 × n + 1, n is a positive integer) input to the selection circuit,
The selection circuit selectively outputs the two voltages corresponding to the digital signal from the [{(m−1) / 4} +2] voltages.
The differential amplifier can output first to mth voltage levels as output voltage levels,
The [{(m−1) / 4} +2] voltages are first, (3 + 4 × k) (where k is 0) with respect to the first to mth voltage levels of the output voltage level. 2. The digital-to-analog converter circuit according to claim 1, wherein the digital-to-analog converter circuit corresponds to an m-th output voltage level.
前記差動増幅器が、
第1及び第2の入力端子と、
出力信号を出力する出力端子と、
それぞれが第1及び第2の入力を備えた入力対と、前記第1及び第2の入力にそれぞれ対応した第1及び第2の出力を備えた出力対とを有する第1及び第2の差動対と、
前記第1及び第2の差動対にそれぞれ電流を供給する第1及び第2の電流源と、
を備え、
前記第1の差動対の入力対の前記第1の入力が前記第1の入力端子に接続され前記第2の入力が前記出力端子に接続され、
前記第2の差動対の入力対の前記第1の入力が前記第2の入力端子に接続され前記第2の入力が前記出力端子に接続され、
前記第1及び第2の差動対の出力対の前記第1の出力どうしが共通接続された第1の接続点と、
前記第1及び第2の差動対の出力対の前記第2の出力どうしが共通接続された第2の接続点と、
前記第2の接続点及び前記第1の接続点に入力及び出力が接続されたカレントミラー回路と、
前記第1の接続点の信号を入力として受け、その反転増幅した信号を前記出力端子に出力する増幅段と、
を備え、
前記選択回路から出力される前記2つの電圧を前記第1及び第2の入力端子へそれぞれ入力し、前記2つの電圧の中間電圧を増幅出力することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一に記載のデジタルアナログ変換回路。
The differential amplifier is
First and second input terminals;
An output terminal for outputting an output signal;
A first and second difference each having an input pair with a first and a second input and an output pair with a first and a second output corresponding to the first and second inputs, respectively. Moving pair,
First and second current sources for supplying current to the first and second differential pairs, respectively;
With
The first input of the input pair of the first differential pair is connected to the first input terminal and the second input is connected to the output terminal;
The first input of the input pair of the second differential pair is connected to the second input terminal and the second input is connected to the output terminal;
A first connection point where the first outputs of the output pairs of the first and second differential pairs are connected in common;
A second connection point where the second outputs of the output pairs of the first and second differential pairs are connected in common;
A current mirror circuit having an input and an output connected to the second connection point and the first connection point;
An amplification stage that receives the signal at the first connection point as an input and outputs the inverted amplified signal to the output terminal;
With
8. The method according to claim 1, wherein the two voltages output from the selection circuit are respectively input to the first and second input terminals, and an intermediate voltage between the two voltages is amplified and output. The digital-to-analog converter circuit according to 1.
複数の出力端子と、
前記複数の出力端子に対応して請求項1至乃8に記載のデジタルアナログ変換回路を複数備え、
前記抵抗ストリングから出力される前記複数の電圧は、複数の前記デジタルアナログ変換回路の前記選択回路に対して共通に入力され、
前記デジタル信号として前記複数の出力端子に対応した映像デジタルデータが複数の前記デジタルアナログ変換回路の前記選択回路にそれぞれ入力され、
前記映像デジタルデータに応じて、複数の前記デジタルアナログ変換回路の前記差動増幅器からの出力信号が前記複数の出力端子よりそれぞれ出力される、ことを特徴とする表示装置のデータドライバ。
Multiple output terminals,
A plurality of digital-to-analog converter circuits according to claim 1 corresponding to the plurality of output terminals,
The plurality of voltages output from the resistor string are input in common to the selection circuits of the plurality of digital-analog conversion circuits,
Video digital data corresponding to the plurality of output terminals as the digital signal is input to the selection circuits of the plurality of digital-analog conversion circuits, respectively.
A data driver for a display device, wherein output signals from the differential amplifiers of a plurality of digital-analog conversion circuits are output from the plurality of output terminals, respectively, in accordance with the video digital data.
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