JPH11305739A - 増幅回路及びこれを用いた液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】増幅回路の入力容量や配線容量などの寄生容量
により以前の信号電圧の影響を受けないのみならず、増
幅回路の前段のサンプルホールド回路で保持された信号
電圧に対して影響を与えることがない増幅回路を提供す
る。 【解決手段】二つの差動入力段Ａ１，Ａ２のうちホール
ド状態のサンプルホールド回路ＳＨ２の出力を入力とす
る差動入力段Ａ２の出力信号をスイッチＳＷ１３で選択
して出力段Ａ３に入力し、出力段Ａ３の出力を差動入力
段Ａ１，Ａ２の入力に帰還する増幅回路において、差動
対トランジスタＭ１１，Ｍ１２およびＭ２１，Ｍ２２の
ソース間にスイッチＳＷ１１，ＳＷ２１を接続し、差動
入力段Ａ２のスイッチＳＷ２１はオンとし、サンプリン
グ状態のサンプルホールド回路ＳＨ１の出力信号を入力
とする差動入力段Ａ１のスイッチＳＷ１１をオフとし
て、トランジスタＭ１２をソースフォロワとして動作さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、増幅回路及びこれ
を信号線駆動回路に用いた液晶ディスプレイ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶ディスプレイ装置は図５に
示すように、液晶セル１０１がマトリクス状に配列さ
れ、画像信号が供給される複数本の信号線１０４と複数
本の走査線１０５が交差して配設されて構成された液晶
ディスプレイパネル１００、画像信号に応じて信号線１
０４を駆動する駆動回路１０２、および走査線１０５を
選択的に駆動する走査線選択回路１０３により構成され
る。

【０００３】図６に、図５中の信号線駆動回路１０２の
従来の構成例を示す。同図に示すように、信号線駆動回
路はサンプリングのスタートパルスＳＴＰを入力し、サ
ンプリングのタイミングを与えるためのパルス（以下、
サンプリングパルスという）を出力するシフトレジスタ
２０１と、水平走査期間のタイミングを与えるＨ−ＣＴ
Ｌ信号、あるいはこれをインバータ２０２で反転した信
号とシフトレジスタ２０１からのサンプリングパルスを
受け、サンプリング状態かホールド状態かを決定するＡ
ＮＤ回路群２０３と、ビデオ信号Ｖsig.とＡＮＤ回路２
０３群の出力を入力し、水平走査期間毎にサンプリング
状態とホールド状態を交互に繰り返すサンプルホールド
回路群２０４と、ホールド状態にあるサンプルホールド
回路の出力信号を選択する選択スイッチ群２０５と、選
択スイッチ群２０５により選択された信号に従って図５
中の信号線１０４を駆動するバッファ回路群２０６より
構成される。

【０００４】この信号線駆動回路１０２では、サンプリ
ング回路群２０４のうちホールド状態にあるサンプルホ
ールド回路の出力信号を選択スイッチ群２０５によって
選択した後、バッファ回路群２０６を介して信号線１０
４を駆動し、その間に次の水平走査期間のビデオ信号Ｖ
sig.をサンプリング状態にあるサンプルホールド回路で
サンプリングすることにより、高速動作を可能としてい
る。

【０００５】一般に、図５中の信号線１０４は数千本も
存在する。このような多数の信号線１０４を駆動する信
号線駆動回路１０２を集積化するため、図６中のサンプ
ルホールド回路群２０４には、図７に示すようなアナロ
グスイッチからなるサンプル用スイッチＳＷとホールド
用キャパシタＣＨからなる簡単なサンプルホールド回路
ＳＨが使われている。

【０００６】図６に示す構成の信号線駆動回路１０２で
は、バッファ回路群２０６のそれぞれの入力容量、選択
スイッチ群２０５のそれぞれの出力の寄生容量、および
配線容量がバッファ回路群２０６のそれぞれの入力部の
寄生容量２０７として存在する。図７では、Ｃｐがこの
寄生容量２０７に相当する。この寄生容量Ｃｐの存在に
より、ホールド状態のサンプルホールド回路の出力が選
択されたとき、選択されたサンプルホールド回路のホー
ルド用キャパシタＣＨに保持されている電荷の一部が寄
生容量Ｃｐに流れ込んだり、逆に寄生容量Ｃｐに残って
いた信号電荷がホールド用キャパシタＣＨに流れ込む現
象が起こる。

【０００７】この現象のため、サンプルホールド回路群
２０４で保持された電圧が正確にバッファ回路群２０６
に伝わらず、サンプルホールド回路群２０４からバッフ
ァ回路群２０６までの間の信号利得が影響を受けるだけ
でなく、サンプルホールド回路群の出力が１水平走査期
間前のビデオ信号電圧の影響を受けてしまうという問題
がある。これは例えば、液晶ディスプレイ装置で表示さ
れる画像が隣接するライン間で画素値が変化しているよ
うな絵柄の場合、画素値の変化を忠実に再現できなくな
ることになり、大きな問題となる。

【０００８】このような問題を解決するために、例えば
特公平６−５４９６１号では、ホールド状態のサンプル
ホールド回路の出力を選択する前に、リセット用スイッ
チにより寄生容量Ｃｐを所定の電圧にリセットする手法
が開示されている。しかしながら、この手法では１水平
走査期間前の信号電圧の影響を回避できるものの、ホー
ルド状態のサンプルホールド回路の出力が選択されたと
き、ホールド用キャパシタＣＨに保持されている信号電
荷の一部が寄生容量Ｃｐに流れ込んでしまうことに変わ
りはなく、これによりサンプルホールド回路からバッフ
ァ回路までの間の信号利得が変化してしまうという問題
は依然として残る。

【０００９】一方、特開昭６４−８８４９４号の図３に
は、各々のサンプルホールド回路の出力側にバッファ回
路を設け、これらのバッファ回路の出力側でホールド状
態にあるサンプルホールド回路の出力信号を選択する手
法が示されているが、この手法では信号線を駆動してい
ないバッファ回路でも余分に電力が消費されてしまうと
いう問題がある。

【００１０】この問題を避けるため、同じく特開昭６４
−８８４９４号の図１および図５には、バッファ回路の
差動入力段をサンプルホールド回路の数と同数だけ用意
し、二つの差動入力段に対して出力段を共通に用い、ホ
ールド状態にあるサンプルホールド回路の出力信号が入
力される差動入力段の出力信号を出力段に供給するよう
にした構成が示されている。

【００１１】この場合、サンプリング状態にあるサンプ
ルホールド回路の出力信号が入力される方の差動入力段
は、その出力端子が出力段と切り離され、出力段から帰
還が施されないため、この差動入力段の正負両入力端子
の電圧は異なった値となる。一般的に、差動入力段を構
成する差動対トランジスタは、差動入力段の正負両入力
端子の電圧差が小さくともスイッチングし、オン状態の
方のトランジスタのみに電流が流れる。このため、サン
プリング状態にあるサンプルホールド回路に接続されて
いる差動入力段のトランジスタは、そのサンプルホール
ド回路の出力電圧に依存してオン・オフするので、結果
的に差動入力段の入力容量はサンプリング状態にあるサ
ンプルホールド回路の出力電圧に依存して変化してしま
うことになる。

【００１２】一方、サンプルホールド回路がサンプリン
グ状態からホールド状態に移ると、そのサンプルホール
ド回路に接続されている差動入力段はその出力信号が出
力段に入力され、この出力段から帰還がかかって差動入
力段の正負両入力端子の電圧は等しくなる。従って、こ
のホールド状態のサンプリング回路に接続されたときの
差動入力段の入力容量と、サンプリング状態のサンプル
ホールド回路に接続されたときの差動入力段の入力容量
は異なることになるので、これらの入力容量の差により
サンプルホールド回路の出力電圧はサンプリング状態の
ときとホールド状態のときとで変化してしまう。このよ
うに特開昭６４−８８４９４号の構成でも、サンプリン
グ状態とホールド状態で信号電圧が変化してしまうとい
う問題は依然として残っていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、例え
ば液晶ディスプレイ装置における信号線駆動回路のよう
に、複数のサンプルホールド回路のうちホールド状態の
サンプルホールド回路の出力を選択的に増幅して出力す
る増幅回路では、増幅回路の入力容量や増幅回路の入力
側の配線容量などによる寄生容量のため、以前にサンプ
ルホールド回路で保持された信号電圧の影響が残った
り、サンプルホールド回路のホールド用キャパシタに保
持された信号電荷が寄生容量により分割されて信号電圧
が小さくなったり、さらには増幅回路の入力容量がサン
プリング状態とホールド状態で異なることにより寄生容
量が変化して信号電圧が変化するなどの問題があった。

【００１４】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、増幅回路の入力容量や増幅回路の入力側の配線容量
などの寄生容量により以前の信号電圧の影響を受けない
のみならず、増幅回路の前段のサンプルホールド回路で
保持された信号電圧に対して影響を与えることがなく、
正確な増幅動作を可能とした増幅回路を提供することに
ある。本発明の他の目的は、この増幅回路を信号線駆動
回路として用いて安定した動作が得られる液晶ディスプ
レイ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の増幅回路はそれぞれ二つの入力端子のうち
のいずれか一方の入力端子に入力信号を受ける第１およ
び第２の差動入力段と、これら第１および第２の差動入
力段の出力信号を交互に増幅する出力段と、第１および
第２の差動入力段をその出力信号が出力段により増幅さ
れる期間にはボルテージフォロアとして動作させ、その
出力信号が出力段により増幅されない期間にはソースフ
ォロワまたはエミッタフォロワとして動作させる手段と
を有することを特徴とする。

【００１６】一つの態様によると、本発明の増幅回路は
第１および第２の差動入力段の出力信号を交互に選択す
る選択手段を有し、この選択手段により選択された信号
により出力段が駆動され、出力段はその出力端子が第１
および第２の差動入力段の他方の入力端子に接続され
る。また、第１および第２の差動入力段は、差動対トラ
ンジスタと、この差動対トランジスタの各々のソースま
たはエミッタにそれぞれ接続された電流源と、差動対ト
ランジスタの各々のソース間またはエミッタ間に接続さ
れたスイッチとにより構成される。さらに、第１および
第２の差動入力段のうち選択手段により出力信号が選択
される方の差動入力段のスイッチをオン、選択されない
方の差動入力段のスイッチをオフにする制御手段を有す
る。

【００１７】このように構成された本発明の増幅回路で
は、それぞれ別の入力信号を第１および第２の差動入力
段に入力し、これらの差動出力段の出力信号を所定の時
間間隔毎に選択的に出力段に入力して増幅動作を行う場
合に、第１および第２の差動入力段の入力容量が常に一
定に保たれる。

【００１８】すなわち、この増幅回路を例えばサンプリ
ング状態とホールド状態を交互に繰り返す二つのサンプ
ルホールド回路の出力側にバッファ回路として配置し、
それぞれのサンプルホールド回路の出力信号を第１およ
び第２の差動入力段で受けるようにした場合、増幅回路
の入力容量や入力側の配線容量などの寄生容量にも、サ
ンプルホールド回路のホールド用キャパシタと同様に信
号電圧が保持される。ここで、サンプリング状態のサン
プルホールド回路の出力信号が入力されている方の差動
入力段の差動対トランジスタのソースまたはエミッタ間
のスイッチをオフにすると、その差動入力段の差動対ト
ランジスタはソースフォロアまたはエミッタフォロワと
して動作する。このため、入力のサンプルホールド回路
がホールド状態のときスイッチをオンとし、差動入力段
をボルテージフォロアとして動作させたときの差動対ト
ランジスタの動作電流と、入力のサンプルホールド回路
がサンプリング状態のときの差動対トランジスタの動作
電流はほぼ等しくなり、入力のサンプルホールド回路が
サンプリング状態とホールド状態とで第１および第２の
差動入力段の増幅回路の入力容量はほぼ等しくなるの
で、上記の寄生容量も一定に保たれる。

【００１９】従って、これらの寄生容量のために生じて
いた以前の信号電圧の影響を受けるという問題や、ホー
ルド用キャパシタおよび寄生容量に保持された信号電荷
が増幅回路の入力容量の変化に応じて再分配されること
により、信号電圧が変化するといった問題が解決され、
信号電圧を正確に増幅することが可能となる。

【００２０】他の態様による本発明の増幅回路では、第
１および第２の差動入力段は差動対トランジスタの各々
のソース間またはエミッタ間に接続された第１のスイッ
チに加え、さらに差動対トランジスタの各々のドレイン
間またはコレクタ間に接続された第２のスイッチを有す
る。そして、第１および第２の差動入力段のうち選択手
段により出力信号が選択される方の差動入力段の第１の
スイッチをオン、第２のスイッチをオフとし、選択され
ない方の差動入力段の第１のスイッチをオフ、第２のス
イッチをオンにする制御手段をさらに有する。

【００２１】このように第２のスイッチを新たに設け、
これを入力のサンプルホールド回路がサンプリング状態
のときオンにすることによって、差動入力段に含まれる
二つの電流源の電流値にばらつきがあっても、この電流
ばらつきによる影響で差動トランジスタ対がソースフォ
ロワまたはエミッタフォロワとして動作しなくなること
が避けられるので、上述した効果がより確実に発揮され
る。

【００２２】さらに別の態様による本発明の増幅回路で
は、第１および第２の差動入力段で共通のカレントミラ
ー回路が負荷として設けられる。この場合、出力信号を
選択する選択手段および第２のスイッチは不要となる。

【００２３】本発明に係る液晶ディスプレイ装置は、複
数の画素とこれらの各画素にビデオ信号に応じた信号電
圧を選択的に与えるための信号線および信号線と交差す
る走査線が配列形成された液晶ディスプレイパネルと、
信号線を前記ビデオ信号に応じて駆動する信号線駆動回
路と、走査線を選択する走査線選択回路とを有する。信
号線駆動回路は、ビデオ信号の水平走査期間毎にビデオ
信号に対するサンプリング状態とホールド状態を半数ず
つ交互に繰り返す複数のサンプルホールド回路と複数の
増幅回路とからなる。

【００２４】これら複数の増幅回路は、本発明に基づく
増幅回路により構成され、その各々は状態の異なる二つ
のサンプルホールド回路の出力信号、すなわち一方がサ
ンプリング状態、他方がホールド状態のサンプルホール
ド回路の出力信号を第１および第２の差動入力段の二つ
の入力端子のうちのいずれか一方の入力端子にそれぞれ
受けるように構成される。

【００２５】このように本発明の増幅回路をサンプルホ
ールド回路の出力側にバッファ回路として配置すること
により、サンプルホールド回路で保持されたビデオ信号
の信号電圧を正確に液晶ディスプレイパネルの信号に伝
達することができ、液晶ディスプレイ装置の画質を向上
させることが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る増幅回路の構成を示す図である。この増幅回路Ａ０
は、第１および第２の差動入力段Ａ１，Ａ２と、これら
差動入力段Ａ１，Ａ２のいずれか一方の出力信号を制御
信号Ｈ−ＣＴＬに従って選択的に入力し、増幅する出力
段Ａ３より構成されている。容量Ｃｐ１およびＣｐ２
は、差動入力段Ａ１およびＡ２の入力容量と配線容量の
和を表している。以下、これらの容量Ｃｐ１およびＣｐ
２を寄生容量という。

【００２７】また、増幅回路Ａ０の動作と効果を説明す
るため、図１にはサンプルホールド回路ＳＨ１，ＳＨ２
が図示してある。サンプルホールド回路ＳＨ１，ＳＨ２
は、サンプル用スイッチＳＷ１，ＳＷ２とホールド用キ
ャパシタＣＨ１，ＣＨ２によりそれぞれ構成される。サ
ンプル用スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、サンプリングパル
スＳＰ１，ＳＰ２によりオン・オフ制御される。サンプ
ル用スイッチＳＷ１，ＳＷ２が閉じることにより、入力
端子ＩＮの信号電圧がサンプリングされ、このサンプリ
ングされた信号電圧がホールド用キャパシタＣＨ１，Ｃ
Ｈ２と容量Ｃｐ１，Ｃｐ２とでそれぞれ保持される。

【００２８】さらに、本実施形態では増幅回路Ａ０を構
成するトランジスタとしてＭＯＳトランジスタを用いて
いるが、バイポーラトランジスタを用いても同様に構成
することができる。バイポーラトランジスタを用いる場
合、ＭＯＳトランジスタのゲート、ドレインおよびソー
スをそれぞれベース、コレクタおよびエミッタに置き換
えて考えればよい。

【００２９】差動入力段Ａ１およびＡ２は、差動対トラ
ンジスタＭ１１，Ｍ１２およびＭ２１，Ｍ２２と、これ
らの差動対トランジスタＭ１１，Ｍ１２およびＭ２１，
Ｍ２２に電流を供給する電流源Ｉ１１，Ｉ１２およびＩ
２１，Ｉ２２と、差動対トランジスタＭ１１，Ｍ１２お
よびＭ２１，Ｍ２２の負荷として動作するカレントミラ
ー回路を構成するトランジスタＭ１３，Ｍ１４およびＭ
２３，Ｍ２４と、差動入力段Ａ１およびＡ２の出力信号
を交互に選択する出力選択スイッチＳＷ１２およびＳＷ
２２と、出力選択スイッチＳＷ１２およびＳＷ２２によ
る出力信号の選択動作に連動して差動入力段Ａ１および
Ａ２をボルテージフォロアまたはソースフォロワに切り
替えるモード切り替えスイッチＳＷ１１，ＳＷ２１によ
り構成される。

【００３０】すなわち、モード切り替えスイッチＳＷ１
１，ＳＷ２１は出力選択スイッチＳＷ１２およびＳＷ２
２により差動入力段Ａ１およびＡ２の出力信号が選択さ
れるときには閉じることにより、差動対トランジスタＭ
１１，Ｍ１２およびＭ２１，Ｍ２２をボルテージフォロ
ワとして動作させ、差動入力段Ａ１およびＡ２の出力信
号が選択されないときには開くことにより、差動対トラ
ンジスタＭ１１，Ｍ１２およびＭ２１，Ｍ２２をソース
フォロアとして動作させる。

【００３１】差動入力段Ａ１およびＡ２の構成をさらに
詳しく説明すると、差動入力段Ａ１およびＡ２の正側入
力端子であるトランジスタＭ１２およびＭ２２のゲート
は、サンプルホールド回路ＳＨ１およびＳＨ２の出力端
子に接続されている。差動対トランジスタＭ１１，Ｍ１
２およびＭ２１，Ｍ２２のソースは、電流源Ｉ１１，Ｉ
１２およびＩ２１，Ｉ２２をそれぞれ介して低電位側電
源端Ｖssに接続されている。

【００３２】モード切り替えスイッチＳＷ１１，ＳＷ２
１は、差動対トランジスタＭ１１，Ｍ１２およびＭ２
１，Ｍ２２のソース間にそれぞれ接続されている。差動
対トランジスタＭ１１，Ｍ１２およびＭ２１，Ｍ２２の
ドレインは、カレントミラー回路を構成するトランジス
タＭ１３，Ｍ１４およびＭ２３，Ｍ２４のドレインにそ
れぞれ接続され、トランジスタＭ１３，Ｍ１４およびＭ
２３，Ｍ２４のソースは高電位側電源端Ｖddに接続され
ている。トランジスタＭ１３，Ｍ１４は、ドレインとゲ
ートが接続され、いわゆるダイオード接続とされてい
る。

【００３３】出力選択スイッチＳＷ１２およびＳＷ２２
は、差動入力段Ａ１およびＡ２の出力端子であるトラン
ジスタＭ１２のドレインとトランジスタＭ１４のドレイ
ンとの接続点およびトランジスタＭ２２のドレインとト
ランジスタＭ２４のドレインとの接続点にそれぞれの一
端が接続され、それぞれの他端は出力段Ａ３の入力端子
に共通に接続されている。

【００３４】一方、出力段Ａ３はトランジスタＭ３１
と、トランジスタＭ３１のドレインと低電位側電源端Ｖ
ssとの間に接続された電流源Ｉ３１、およびトランジス
タＭ３１のゲート・ドレイン間に接続された位相補償用
キャパシタＣｆにより構成されており、出力段Ａ３の出
力端子であるトランジスタＭ３１のドレインは増幅回路
Ａ０の出力端子ＯＵＴに接続されるとともに、差動入力
段Ａ１およびＡ２の負側入力端子であるトランジスタＭ
１２およびＭ２２のゲートに帰還されている。

【００３５】モード切り替えスイッチＳＷ１１およびＳ
Ｗ２１と出力選択スイッチＳＷ１２およびＳＷ２２の制
御系について説明すると、スイッチＳＷ１１，ＳＷ２１
は図示しないタイミング発生器から供給される制御信
号、例えばビデオ信号の１水平走査期間毎に反転する水
平走査期間タイミング信号Ｈ−ＣＴＬにより制御され、
スイッチＳＷ１２，ＳＷ２２は水平走査期間タイミング
信号Ｈ−ＣＴＬをインバータＩＮＶにより反転した信号
によって制御される。

【００３６】次に、本実施形態の増幅回路の動作を説明
する。ここでは、説明を簡単にするため、差動入力段Ａ
１およびＡ２の電流源Ｉ１１およびＩ２１と電流源Ｉ１
２およびＩ２２の電流は等しいものとする。さらに、差
動入力段Ａ１およびＡ２のトランジスタＭ１１およびＭ
２１とトランジスタＭ１２およびＭ２２のサイズも等し
いものとする。

【００３７】まず、図１の状態ではサンプルホールド回
路ＳＨ１は、サンプリングパルスＳＰ１によりサンプル
用スイッチＳＷ１が閉じてサンプリング状態、サンプル
ホールド回路ＳＨ２は、図６に示したように水平走査期
間タイミング信号Ｈ−ＣＴＬによりサンプリングパルス
ＳＰ１がこの水平走査期間の間０となるため、サンプル
用スイッチＳＷ２が開いてホールド状態となっている。

【００３８】このとき水平走査期間タイミング信号Ｈ−
ＣＴＬにより、サンプリング状態にあるサンプルホール
ド回路ＳＨ１の出力信号を入力としている差動入力段Ａ
１の出力端子に接続された出力選択スイッチＳＷ１２は
開いているため、差動入力段Ａ１の出力信号は出力段Ａ
３に入力されない。

【００３９】また、水平走査期間タイミング信号Ｈ−Ｃ
ＴＬにより、差動入力段Ａ１のモード切り替えスイッチ
ＳＷ１１も開いているので、差動対トランジスタＭ１
１，Ｍ１２は互いのソースが接続されず、単なるソース
フォロアとして動作する。このとき、ソースフォロアと
して動作しているトランジタＭ１１，Ｍ１２には、電流
源Ｉ１１，Ｉ１２から個別に電流が供給される。

【００４０】一方、水平走査期間タイミング信号Ｈ−Ｃ
ＴＬをインバータＩＮＶで反転した信号により、ホール
ド状態にあるサンプルホールド回路ＳＨ２の出力信号を
入力としている差動入力段Ａ２の出力端子に接続された
出力選択スイッチＳＷ２２は閉じている。従って、この
出力選択スイッチＳＷ２２により差動入力段Ａ２の出力
信号が出力段Ａ３の入力として選択され、これが出力段
Ａ３で増幅された後、増幅回路Ａ０の出力端子ＯＵＴに
出力される。

【００４１】さらに、出力選択スイッチＳＷ２２により
選択された差動入力段Ａ２の出力信号は、出力段Ａ３を
介してトランジスタＭ２１のゲートに帰還されるので、
差動入力段Ａ２はボルテージフォロアとして動作する。
このときスイッチＳＷ２１は閉じており、このスイッチ
ＳＷ２１によりトランジスタＭ２１，Ｍ２２のソースは
共通に接続され、この共通接続点に電流源Ｉ２１，Ｉ２
２が並列に接続された形となるため、トランジスタＭ２
１，Ｍ２２は通常の差動対トランジスタとして動作す
る。

【００４２】このように差動入力段Ａ２がボルテージフ
ォロアとして動作するとき、差動入力段Ａ２の二つの入
力端子である差動対トランジスタＭ２１，Ｍ２２のゲー
ト電圧はほぼ等しくなる。従って、トランジスタＭ２
１，Ｍ２２に流れる動作電流はほぼ等しくなり、電流源
Ｉ２１，Ｉ２２からそれぞれ供給される電流の和の１／
２となる。

【００４３】ここで、電流源Ｉ２１，Ｉ２２から供給さ
れる電流は等しいので、トランジスタＭ２２に流れる動
作電流は、差動入力段Ａ２の差動対トランジスタＭ２
１，Ｍ２２がソースフォロアとして動作しているとき
と、差動入力段Ａ２の出力信号が出力段Ａ３を介して帰
還され、差動入力段Ａ２がボルテージフォロアとして動
作しているときとで等しい。従って、差動入力段Ａ２の
入力容量であるトランジスタＭ２２の入力容量は、差動
入力段Ａ２の入力端子（トランジスタＭ２２のゲート）
に接続されているサンプルホールド回路ＳＨ２がサンプ
リング状態の場合とホールド状態の場合とで変化しな
い。

【００４４】次に、次の水平走査期間に移り、水平走査
期間タイミング信号Ｈ−ＣＴＬが反転すると、サンプル
ホールド回路ＳＨ１がホールド状態、サンプルホールド
回路ＳＨ２がサンプリング状態となる。このとき、差動
入力段Ａ１，Ａ２は上記と全く逆の動作を行う。すなわ
ち、この場合は水平走査期間タイミング信号Ｈ−ＣＴＬ
も反転し、この水平走査期間タイミング信号Ｈ−ＣＴＬ
をインバータＩＮＶにより反転した信号により、サンプ
リング状態にあるサンプルホールド回路ＳＨ２の出力信
号を入力としている差動入力段Ａ２の出力端子に接続さ
れた出力選択スイッチＳＷ２２が開き、差動入力段Ａ２
の出力信号は出力段Ａ３に入力されなくなり、また差動
入力段Ａ２のモード切り替えスイッチＳＷ２１も開くの
で、差動対トランジスタＭ２１，Ｍ２２はソースフォロ
アとして動作する。このとき、トランジタＭ２１，Ｍ２
２には電流源Ｉ２１，Ｉ２２から個別に動作電流が供給
される。

【００４５】一方、反転した水平走査期間タイミング信
号Ｈ−ＣＴＬにより、ホールド状態にあるサンプルホー
ルド回路ＳＨ１の出力信号を入力としている差動入力段
Ａ１の出力端子に接続された出力選択スイッチＳＷ１２
が閉じることによって、差動入力段Ａ１の出力信号が出
力段Ａ３の入力として選択され、これが出力段Ａ３を介
して増幅回路Ａ０の出力端子ＯＵＴに出力される。

【００４６】さらに、出力選択スイッチＳＷ１２により
選択された差動入力段Ａ１の出力信号は、出力段Ａ３を
介してトランジスタＭ１１のゲートに帰還されるので、
差動入力段Ａ１はボルテージフォロアとして動作する。
このときスイッチＳＷ１１は閉じており、このスイッチ
ＳＷ１１によりトランジスタＭ１１，Ｍ２２のソースは
共通に接続され、この共通接続点に電流源Ｉ１１，Ｉ１
２が並列に接続された形となるため、トランジスタＭ１
１，Ｍ１２は通常の差動対トランジスタとして動作す
る。

【００４７】このように差動入力段Ａ１がボルテージフ
ォロアとして動作するときには、差動入力段Ａ１の二つ
の入力端子である差動対トランジスタＭ１１，Ｍ１２の
ゲート電圧はほぼ等しくなる。従って、トランジスタＭ
１１，Ｍ１２に流れる動作電流はほぼ等しくなり、電流
源Ｉ１１，Ｉ１２からそれぞれ供給される電流の和の１
／２となる。

【００４８】ここで、電流源Ｉ１１，Ｉ１２から供給さ
れる電流は等しいので、トランジスタＭ１２に流れる動
作電流は、差動入力段Ａ１の差動対トランジスタＭ１
１，Ｍ１２がソースフォロアとして動作しているとき
と、差動入力段Ａ１の出力信号が出力段Ａ３を介して帰
還され、差動入力段Ａ１がボルテージフォロアとして動
作しているときとで等しい。従って、差動入力段Ａ１の
入力容量であるトランジスタＭ１２の入力容量は、差動
入力段Ａ１の入力端子（トランジスタＭ１２のゲート）
に接続されているサンプルホールド回路ＳＨ１がサンプ
リング状態の場合とホールド状態の場合とで変化しな
い。

【００４９】このように本実施形態では、入力信号を第
１および第２の差動入力段Ａ１およびＡ２に入力し、こ
れらの差動入力段Ａ１およびＡ２の出力信号を所定の時
間間隔毎、例えば水平走査期間毎に選択的に出力段Ａ３
に入力して増幅動作を行う増幅回路Ａ０において、差動
入力段Ａ１およびＡ２の入力容量を常に一定に保つこと
ができる。

【００５０】ここで、例えば図１に示したように増幅回
路Ａ０をサンプルホールド回路ＳＨ１，ＳＨ２の出力側
のバッファ回路として用いた場合、増幅回路Ａ０の入力
容量や入力側の配線容量などからなる寄生容量Ｃｐ１，
Ｃｐ２にも、サンプルホールド回路ＳＨ１，ＳＨ２のホ
ールド用キャパシタＣＨ１，ＣＨ２と同様に信号電圧が
保持される。しかし、上述したように差動入力段Ａ１お
よびＡ２の入力容量が一定に保たれることで、寄生容量
Ｃｐ１，Ｃｐ２も一定に保たれるため、寄生容量Ｃｐ
１，Ｃｐ２のために生じていた以前の信号電圧の影響を
受けるという問題や、ホールド用キャパシタＣＨ１，Ｃ
Ｈ２および寄生容量Ｃｐ１，Ｃｐ２に保持された信号電
荷が増幅回路Ａ０の入力容量の変化に応じて再分配され
ることにより信号電圧が変化するといった問題が解消さ
れ、信号電圧を正確に増幅することができる。

【００５１】（第２の実施形態）図２に、本発明の第２
の実施形態に係る増幅回路を示す。図１と同一部分に同
一符号を付して第１の実施形態との相違点を説明する
と、本実施形態では第１の実施形態の増幅回路にスイッ
チＳＷ１３およびＳ２３が追加されている点が第１の実
施形態と異なる。

【００５２】これらのスイッチＳＷ１３およびＳＷ２３
は、差動入力段Ａ１およびＡ２の差動トランジスタ対Ｍ
１１，Ｍ１２およびＭ２１，Ｍ２２のドレイン間にそれ
ぞれ接続されており、それぞれ水平走査期間タイミング
信号Ｈ−ＣＴＬをインバータＩＮＶで反転した信号およ
び水平走査期間タイミング信号Ｈ−ＣＴＬにより、出力
選択スイッチＳＷ１２およびＳＷ２２と相補的に開閉制
御される。スイッチＳＷ１３およびＳＷ２３による効果
は、次の通りである。

【００５３】図２のようにサンプルホールド回路ＳＨ１
がサンプリング状態、サンプルホールド回路ＳＨ２がホ
ールド状態の場合を考えると、サンプリング状態にある
サンプルホールド回路ＳＨ１の出力信号を入力としてい
る差動入力段Ａ１の出力端子に接続された出力選択スイ
ッチＳＷ１２は開いており、差動入力段Ａ１の出力信号
は出力段Ａ３の入力として選択されず、また差動入力段
Ａ１のモード切り替えスイッチＳＷ１１が開いているの
で、差動対トランジスタＭ１１，Ｍ１２はソースフォロ
アとして動作する。

【００５４】このとき新たに設けられたスイッチＳＷ１
３は閉じているので、カレントミラー回路のトランジス
タＭ１３，Ｍ１４は、Ｍ１３のみならずＭ１４もダイオ
ード接続された状態となるため、電流源Ｉ１１，Ｉ１２
によりトランジスタＭ１１，Ｍ１２に流れる電流は、こ
れら二つのダイオード接続されたトランジスタＭ１３，
Ｍ１４を並列に介して電源Ｖddに流れる。

【００５５】ここで、電流源Ｉ１１，Ｉ１２の電流は本
来は等しく設定されるが、ばらつきにより例えば電流源
Ｉ１１の電流がＩ−Δ、電流源Ｉ１２の電流がＩと微小
値Δだけ異なった値になったとする。スイッチＳＷ１３
がない場合、トランジスタＭ１１のドレイン電流と同じ
電流Ｉ−Δがカレントミラー回路のトランジスタＭ１３
およびＭ１４に流れ、一方、トランジスタＭ１２のドレ
インには電流源Ｉ１２の電流と同じ電流Ｉが流れようと
する。このためトランジスタＭ１２のドレイン電圧、さ
らにはソースドレイン間電圧が小さくなり、トランジス
タＭ１２はソースフォロワとして動作し得なくなる可能
性がある。

【００５６】これに対し、差動トランジスタ対Ｍ１１，
Ｍ１２のドレイン間に接続したスイッチＳＷ１３を閉じ
ると、トランジスタＭ１３のみならずトランジスタＭ１
４もダイオード接続されることにより、電流源Ｉ１１，
Ｉ１２に上記と同様の電流ばらつきがあった場合、ダイ
オード接続されたトランジスタＭ１３，Ｍ１４に並列に
合計２Ｉ−Δの電流が流れ、差動トランジスタ対Ｍ１
１，Ｍ１２のドレインには、これを等分したＩ−Δ／２
の電流がそれぞれ流れ込むことになる。従って、トラン
ジスタＭ１２のドレイン電圧やソースドレイン間電圧の
低下は緩和され、トランジスタＭ１２は正しくソースフ
ォロワとして動作するようになる。

【００５７】一方、サンプルホールド回路ＳＨ１がホー
ルド状態、サンプルホールド回路ＳＨ２がサンプリング
状態の場合は、上記と逆に差動トランジスタ対Ｍ２１，
Ｍ２２のドレイン間に接続したスイッチＳＷ２３を閉じ
ることにより、トランジスタＭ２２を正しくソースフォ
ロワとして動作させることができる。

【００５８】このように本実施形態によれば、差動入力
段Ａ１およびＡ２における電流源Ｉ１１，Ｉ１２および
Ｉ２１，Ｉ２２に若干のばらつきがあった場合でも、サ
ンプリング状態のサンプルホールド回路に接続されてい
る差動入力段の入力側のトランジスタＭ１２およびＭ２
２を確実にソースフォロワとして動作させることが可能
となる。

【００５９】従って、差動入力段Ａ１およびＡ２の入力
容量であるトランジスタＭ１２およびＭ２２の入力容量
が差動入力段Ａ１およびＡ２の入力端子（トランジスタ
Ｍ１２およびＭ２２のゲート）に接続されているサンプ
ルホールド回路ＳＨ１およびＳＨ２がサンプリング状態
の場合とホールド状態の場合とで変化しない、という前
述の効果がより確実に得られる。

【００６０】（第３の実施形態）図３に、本発明の第３
の実施形態に係る増幅回路を示す。図１および図２と同
一部分に同一符号を付して第１および第２の実施形態と
の相違点を中心に説明すると、図１および図２に示した
差動入力段Ａ１およびＡ２は共に負荷として動作するカ
レントミラー回路を備えているのに対して、本実施形態
の増幅回路では差動入力段Ａ１のトランジスタＭ１３，
Ｍ１４からなるカレントミラー回路を差動入力段Ａ２と
共通に用いている点が異なっている。

【００６１】さらに、本実施形態ではこのように差動入
力段Ａ１およびＡ２でカレントミラー回路を共用するこ
とに伴い、差動入力段Ａ１の出力端子であるトランジス
タＭ１２のドレインと差動入力段Ａ２の出力端子である
トランジスタＭ２２のドレインを接続しているため、図
１および図２で設けられていた出力選択スイッチＳＷ１
２およびＳＷ２２を除去している。このようにしても、
差動入力段Ａ１およびＡ２のうち、ホールド状態のサン
プルホールド回路の出力信号を入力とする差動入力段の
出力信号のみが出力段Ａ０によって増幅される。

【００６２】（液晶ディスプレイ装置の信号線駆動回路
への適用例）図４は、本発明の増幅回路を図５に示した
液晶ディスプレイ装置における信号線駆動回路１０２に
用いた例を示す図である。この信号線駆動回路において
は、本発明の増幅回路は図６に示した従来の信号線駆動
回路における選択スイッチ群２０５とバッファ回路群２
０６に代えて用いられている。

【００６３】すなわち、この信号線駆動回路はサンプリ
ングのスタートパルスＳＴＰを入力し、サンプリングの
タイミングを与えるためのサンプリングパルスを出力す
るシフトレジスタ２０１と、水平走査期間タイミングＨ
−ＣＴＬ信号、あるいはこれをインバータ２０２で反転
した信号とシフトレジスタ２０１からのサンプリングパ
ルスを受け、サンプリング状態かホールド状態かを決定
するＡＮＤ回路群２０３と、ビデオ信号Ｖsig.とＡＮＤ
回路２０３群の出力を入力し、水平走査期間毎にサンプ
リング状態とホールド状態を半数ずつ交互に繰り返すサ
ンプルホールド回路群２０４と、これらサンプリング回
路群２０４の出力側にバッファ回路として設けられた増
幅回路群２１０からなる。

【００６４】増幅回路群２１０は、先の第１〜第３の実
施形態で説明したいずれかの増幅回路Ａ０を複数個用い
て構成され、増幅回路Ａ０の各々は状態の異なる二つの
サンプルホールド回路の出力信号を差動入力段Ａ１およ
びＡ２の二つの入力端子のうちのいずれか一方の入力端
子にそれぞれ受け、ホールド状態のサンプルホールド回
路の出力信号を増幅して、出力段Ａ３から信号線１０４
へ増幅されたビデオ信号を出力する。

【００６５】このように増幅回路群２１０に本発明の増
幅回路を用いることで、サンプルホールド回路群２０４
で保持されたビデオ信号の信号電圧を正確に液晶ディス
プレイパネル１００の信号線１０４に伝達できるので、
液晶ディスプレイ装置の画質向上を図ることができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の増幅回路
によれば、入力のサンプルホールド回路がサンプリング
状態とホールド状態での第１および第２の差動入力段の
入力容量をほぼ等しくすることができる。

【００６７】本発明の増幅回路をサンプルホールド回路
の出力側にバッファ回路として設けた場合、増幅回路の
入力容量や入力側の配線容量などを含む寄生容量にも、
サンプルホールド回路のホールド用キャパシタと同様に
信号電圧が保持されるが、第１および第２の差動入力段
の入力容量が一定に保たれることで、これらの寄生容量
も一定に保たれる。

【００６８】従って、本発明によると寄生容量の存在の
ために生じていた以前の信号電圧の影響を受けるという
問題や、ホールド用キャパシタおよび寄生容量に保持さ
れた信号電荷が増幅回路の入力容量の変化に応じて再分
配されることにより信号電圧が変化するといった問題を
解消して、信号電圧を正確に増幅することが可能とな
る。また、本発明の増幅回路を液晶ディスプレイ装置に
おける信号線駆動回路に用いることで、液晶ディスプレ
イ装置の画質向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の構成
を示す回路図

【図２】本発明の第２の実施形態に係る増幅回路の構成
を示す回路図

【図３】本発明の第３の実施形態に係る増幅回路の構成
を示す回路図

【図４】本発明の増幅回路を液晶ディスプレイ装置の信
号線駆動回路に適用した例を示すブロック図

【図５】液晶ディスプレイ装置の構成を示す図

【図６】図５における信号線駆動回路の従来の構成を示
すブロック図

【図７】信号線駆動回路に使用されるサンプルホールド
回路の例を示す図

【符号の説明】 １００…液晶ディスプレイパネル １０１…液晶セル １０２…信号線駆動回路 １０３…走査線選択回路 １０４…信号線 １０５…走査線 ２０１…シフトレジスタ ２０２…インバータ ２０３…ＡＮＤ回路群 ２０４…サンプルホールド回路群 ２０５…選択スイッチ群 ２０６…バッファ回路群 ２０７…バッファ回路群の入力容量 ２１０…増幅回路群 Ａ０…増幅回路 Ａ１…第１の差動入力段 Ａ２…第２の差動入力段 Ａ３…出力段 Ｖsig.…ビデオ信号 ＳＰ，ＳＰ１，ＳＰ２…サンプリングパルス Ｈ−ＣＴＬ…水平走査期間タイミング信号 ＩＮ…ビデオ信号入力端子 ＳＨ，ＳＨ１，ＳＨ２…サンプルホールド回路 ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２…サンプル用スイッチ ＣＨ，ＣＦ１，ＣＨ２…ホールド用キャパシタ Ｍ１１，Ｍ１２、Ｍ２１，Ｍ２２…差動対トランジスタ Ｍ１３，Ｍ１４、Ｍ２３，Ｍ２４…カレントミラー回路
のトランジスタ Ｍ３１…出力段トランジスタ ＯＵＴ…増幅回路の出力端子 ＩＮＶ…インバータ Ｉ１１，Ｉ１２，Ｉ１３，Ｉ１４，Ｉ３１…電流源 ＳＷ１１，ＳＷ２１…モード切り替えスイッチ（第１の
スイッチ） ＳＷ１２，ＳＷ２２…出力選択スイッチ ＳＷ１３，ＳＷ２３…第２のスイッチ Ｖdd…高電位側電源端 Ｖss…低電位側電源端 Ｃｐ，Ｃｐ１，Ｃｐ２…寄生容量（増幅回路の入力容量
と配線容量の和） Ｃｆ…位相補償用キャパシタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ二つの入力端子のうちのいずれか
   一方の入力端子に入力信号を受ける第１および第２の差
   動入力段と、 前記第１および第２の差動入力段の出力信号を交互に増
   幅する出力段と、 前記第１および第２の差動入力段をその出力信号が前記
   出力段により増幅される期間にはボルテージフォロアと
   して動作させ、その出力信号が前記出力段により増幅さ
   れない期間にはソースフォロワまたはエミッタフォロワ
   として動作させる手段とを有することを特徴とする増幅
   回路。
2. 【請求項２】それぞれ二つの入力端子のうちのいずれか
   一方の入力端子に入力信号を受ける第１および第２の差
   動入力段と、 前記第１および第２の差動入力段の出力信号を交互に選
   択する選択手段と、 前記選択手段により選択された信号によって駆動され、
   その出力端子が前記第１および第２の差動入力段の他方
   の入力端子に接続される出力段とを具備し、 前記第１および第２の差動入力段は、差動対トランジス
   タと、前記差動対トランジスタの各々のソースまたはエ
   ミッタにそれぞれ接続された電流源と、前記差動対トラ
   ンジスタの各々のソース間またはエミッタ間に接続され
   たスイッチとにより構成され、 さらに前記第１および第２の差動入力段のうち前記選択
   手段により出力信号が選択される方の差動入力段の前記
   スイッチをオン、選択されない方の差動入力段の前記ス
   イッチをオフにする制御手段とを有することを特徴とす
   る増幅回路。
3. 【請求項３】それぞれ二つの入力端子のうちのいずれか
   一方の入力端子に入力信号を受ける第１および第２の差
   動入力段と、 前記第１および第２の差動入力段のいずれか一方の出力
   信号を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された信号によって駆動され、
   その出力端子が前記第１および第２の差動入力段の他方
   の入力端子に接続される出力段とを具備し、 前記第１および第２の差動入力段は、 差動対トランジスタと、 前記差動対トランジスタの各々のソースまたはエミッタ
   にそれぞれ接続された電流源と、 前記差動トランジスタ対の各々のドレインまたはコレク
   タに接続されたカレントミラー回路と、 前記差動対トランジスタの各々のソース間またはエミッ
   タ間に接続された第１のスイッチと、 前記差動対トランジスタの各々のドレイン間またはコレ
   クタ間に接続された第２のスイッチとにより構成され、 さらに前記第１および第２の差動入力段のうち前記選択
   手段により出力信号が選択される方の差動入力段の第１
   のスイッチをオン、第２のスイッチをオフとし、選択さ
   れない方の差動入力段の第１のスイッチをオフ、第２の
   スイッチをオンにする制御手段を有することを特徴とす
   る増幅回路。
4. 【請求項４】それぞれ二つの入力端子のうちのいずれか
   一方の入力端子に入力信号を受ける第１および第２の差
   動入力段と、 前記第１および第２の差動入力段の出力信号を交互に増
   幅するように設けられ、その出力端子が前記第１および
   第２の差動入力段の他方の入力端子に接続される出力段
   とを具備し、 前記第１および第２の差動入力段は、 差動対トランジスタと、 前記差動対トランジスタの各々のソースまたはエミッタ
   にそれぞれ接続された電流源と、 前記差動トランジスタ対の各々のドレインまたはコレク
   タに接続された、前記第１および第２の差動入力段で共
   通のカレントミラー回路と、 前記差動対トランジスタの各々のソース間またはエミッ
   タ間に接続されたスイッチとにより構成され、 さらに前記第１および第２の差動入力段のうち前記選択
   手段により出力信号が選択される方の差動入力段の前記
   スイッチをオン、選択されない方の差動入力段の前記ス
   イッチをオフにする制御手段を有することを特徴とする
   増幅回路。
5. 【請求項５】複数の画素とこれらの各画素にビデオ信号
   に応じた信号電圧を選択的に与えるための信号線および
   該信号線と交差する走査線が配列形成された液晶ディス
   プレイパネルと、 前記信号線を前記ビデオ信号に応じて駆動する信号線駆
   動回路と、 前記走査線を選択する走査線選択回路とを有し、 前記信号線駆動回路は、 前記ビデオ信号の水平走査期間毎に該ビデオ信号に対す
   るサンプリング状態とホールド状態を半数ずつ交互に繰
   り返す複数のサンプルホールド回路と、 請求項１〜４のいずれか１項記載の複数の増幅回路とか
   らなり、 該複数の増幅回路の各々は、状態の異なる二つのサンプ
   ルホールド回路の出力信号を前記第１および第２の差動
   入力段の二つの入力端子のうちのいずれか一方の入力端
   子にそれぞれ受けることを特徴とする液晶ディスプレイ
   装置。