KR100373340B1 - Source driver for TFT-LCD - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소비전류를 감소시킬 수 있는 TFT-LCD 소오스 드라이버에 관한 것이다.The present invention relates to a TFT-LCD source driver capable of reducing current consumption.
본 발명은 액정패널의 부하를 구동하기 위한 구동신호를 발생하는 최종출력앰프를 구비하는 TFT-LCD 소오스 드라이버에 있어서, 입력신호를 바이어스전류에 따라서 차동증폭하는 차동입력단과; 바이어스전류에 따라서 상기 차동입력단의 출력신호의 레벨을 변환시켜 주기 위한 레벨 시프트단과; 상기 레벨 시프트단의 레벨 변환된 출력전압을 입력하여 상기 액정패널의 부하로 상기 구동신호를 제공하기 위한 출력단과; 제1 및 제2제어신호에 따라서 상기 차동입력단으로 바이어스전류를 공급하기 위한 제1바이어스수단과; 제3 및 제4제어신호에 따라서 상기 레벨 시프트단으로 바이어스전류를 공급하기 위한 제2바이어스수단으로 이루어진다.The present invention provides a TFT-LCD source driver having a final output amplifier for generating a driving signal for driving a load of a liquid crystal panel, comprising: a differential input stage for differentially amplifying an input signal according to a bias current; A level shift stage for converting the level of the output signal of the differential input stage in accordance with a bias current; An output terminal for inputting the level converted output voltage of the level shift stage to provide the driving signal to the load of the liquid crystal panel; First bias means for supplying a bias current to the differential input terminal in accordance with first and second control signals; And second biasing means for supplying a bias current to the level shift stage in accordance with the third and fourth control signals.
Description
본 발명은 TFT-LCD 소오스 드라이버에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 출력안정화후 바이어스전류를 감소시켜 소비전류를 감소시킬 수 있는 TFT-LCD 소오스 드라이버에 관한 것이다.The present invention relates to a TFT-LCD source driver, and more particularly, to a TFT-LCD source driver capable of reducing current consumption by reducing bias current after output stabilization.
TFT-LCD 소오스 드라이버의 소비전류는 크게 액정패널의 로드(load)를 구동하기 위한 다이나믹 전류(dynamic current)와 칩내부의 아날로그 회로의 적절한 바이어스를 잡기위하여 사용되는 바이어스전류(스태틱 전류, static current)로 구분된다.The current consumption of the TFT-LCD source driver is largely a dynamic current for driving the load of the liquid crystal panel and a bias current (static current) used to properly bias the analog circuit inside the chip. Separated by.
이중 다이나믹 전류는 액정패널의 로드특성에 의해 전적으로 결정되는 전류로서 칩의 설계적 특성과 관계없는 전류이다. 한편, 스태틱전류인 바이어스전류는 칩의 설계적 특성에 의해 결정되는 전류이다.The dual dynamic current is a current that is entirely determined by the load characteristics of the liquid crystal panel and is independent of the design characteristics of the chip. On the other hand, the bias current which is a static current is a current determined by the design characteristics of the chip.
도 1은 종래의 TFT-LCD 소오스 드라이버에 있어서, 최종출력 앰프의 구성도를 도시한 것이다.1 is a block diagram of a final output amplifier in a conventional TFT-LCD source driver.
도 1을 참조하면, 종래의 TFT-LCD 소오스 드라이버의 최종출력앰프는 출력앰프의 입력단으로서의 차동입력단(11)과, 상기 차동입력단(11)의 출력신호를 출력단(13)을 구동할 수 있는 전압레벨로 변환하는 레벨시프트단(12)과, 상기 레벨 시프트단(12)을 통해 레벨 시프트된 전압에 의해 상기 액정패널의 부하를 직접 구동하기 위한 출력단(13)으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a final output amplifier of a conventional TFT-LCD source driver includes a differential input terminal 11 as an input terminal of an output amplifier and a voltage capable of driving the output signal of the differential input terminal 11 to the output terminal 13. And a level shift stage 12 for converting to a level, and an output stage 13 for directly driving the load of the liquid crystal panel by a voltage level shifted through the level shift stage 12.
또한, 최종출력앰프는 상기 차동입력단(11)과 레벨 시프트단(12)에 각각 바이어스전류를 공급하기 위한 바이어스수단(21), (22)을 구비한다. 상기 바이어스수단(21), (22)은 바이어스전압(Bias1, Bias 2)이 각각 게이트에 인가되는 NMOS 트랜지스터(23), (24)로 각각 이루어진다.In addition, the final output amplifier has bias means 21 and 22 for supplying a bias current to the differential input stage 11 and the level shift stage 12, respectively. The bias means 21 and 22 are each composed of NMOS transistors 23 and 24 to which bias voltages Bias1 and Bias 2 are applied to the gate, respectively.
상기한 바와같은 구성을 갖는 종래의 TFT-LCD 소오스 드라이버의 동작을 설명한다.The operation of the conventional TFT-LCD source driver having the configuration as described above will be described.
상기 차동입력단(11)은 입력신호(IN)를 차동증폭하여 상기 레벨시프트단(12)으로 제공한다. 상기 레벨 시프트단(12)은 상기 차동입력단(11)의 출력신호를 출력단(13)을 구동하기에 적합한 레벨로 시프트시킨 다음 출력단(13)으로 제공한다. 출력단(13)은 상기 레벨 시프트단(12)으로부터 공급된 전압에 의해 구동되어 액정패널의 로드를 구동시킨다.The differential input terminal 11 differentially amplifies the input signal IN to provide the level shift stage 12. The level shift stage 12 shifts the output signal of the differential input stage 11 to a level suitable for driving the output stage 13 and then provides it to the output stage 13. The output terminal 13 is driven by the voltage supplied from the level shift stage 12 to drive the load of the liquid crystal panel.
이때, TFT-LCD 소오스 드라이버는 액정패널을 구동하기 위하여 바이어스수단(21), (22)을 통해 흐르는 바이어스 전류를 크게 하였다.At this time, the TFT-LCD source driver increased the bias current flowing through the bias means 21, 22 to drive the liquid crystal panel.
그러나, 상기한 바와같은 TFT-LCD 소오스 드라이버는 액정패널의 로드를 구동하기 위하여 바이어스 전류를 크게 하였기 때문에, 소비전류가 증가하는 문제점이 있었다.However, the TFT-LCD source driver as described above has a problem in that the current consumption increases because the bias current is increased to drive the load of the liquid crystal panel.
본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 출력안정화후 최종출력 앰프의 바이어스전류를 감소시켜 소비전류를 감소시킬 수 있는 TFT-LCD 소오스 드라이버를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, it is an object of the present invention to provide a TFT-LCD source driver that can reduce the current consumption by reducing the bias current of the final output amplifier after output stabilization.
도 1은 종래의 TFT-LCD 의 소오스 드라이버의 구성도,1 is a configuration diagram of a source driver of a conventional TFT-LCD;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TFT-LCD 소오스 드라이버의 구성도,2 is a block diagram of a TFT-LCD source driver according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 소오스 드라이버의 동작 타이밍도,3 is an operation timing diagram of the source driver of the present invention shown in FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
31 : 차동입력단 32 : 레벨 시프트수단31: differential input stage 32: level shifting means
33 : 출력단 41, 44 : 바이어스 수단33: output stage 41, 44: bias means
42, 43, 45, 46 : NMOS트랜지스터42, 43, 45, 46: NMOS transistor
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액정패널의 부하를 구동하기 위한 구동신호를 발생하는 최종출력앰프를 구비하는 TFT-LCD 소오스 드라이버에 있어서, 입력신호를 바이어스전류에 따라서 차동증폭하는 차동입력단과; 바이어스전류에 따라서 상기 차동입력단의 출력신호의 레벨을 변환시켜 주기 위한 레벨 시프트단과; 상기 레벨 시프트단의 레벨 변환된 출력전압을 입력하여 상기 액정패널의 부하로 상기 구동신호를 제공하기 위한 출력단과; 제1 및 제2제어신호에 따라서 상기 차동입력단으로 바이어스전류를 공급하기 위한 제1바이어스수단과; 제3 및 제4제어신호에 따라서 상기 레벨 시프트단으로 바이어스전류를 공급하기 위한 제2바이어스수단으로 이루어지는 TFT-LCD 소오스 드라이버를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a TFT-LCD source driver having a final output amplifier for generating a drive signal for driving the load of the liquid crystal panel, the differential input stage for differentially amplifying the input signal in accordance with the bias current; ; A level shift stage for converting the level of the output signal of the differential input stage in accordance with a bias current; An output terminal for inputting the level converted output voltage of the level shift stage to provide the driving signal to the load of the liquid crystal panel; First bias means for supplying a bias current to the differential input terminal in accordance with first and second control signals; A TFT-LCD source driver comprising a second bias means for supplying a bias current to the level shift stage in accordance with third and fourth control signals is provided.
상기 제1바이어스수단은 게이트에 인가되는 제1제어신호에 의해 구동되어 상기 차동입력단으로 바이어스 전류를 공급하기 위한 제1NMOS 트랜지스터와; 게이트에 인가되는 제2제어신호에 의해 구동되어 상기 차동입력단으로 바이어스전류를 공급하기 위한 제2NMOS 트랜지스터로 구성되며, 상기 제2제어신호는 구동신호의 출력안정화후에 디스에이블되어 상기 제2NMOS 트랜지스터는 턴오프되는 것을 특징으로 한다.The first bias means includes: a first NMOS transistor driven by a first control signal applied to a gate to supply a bias current to the differential input terminal; And a second NMOS transistor driven by a second control signal applied to a gate to supply a bias current to the differential input terminal. The second control signal is disabled after output stabilization of a drive signal, thereby turning the second NMOS transistor. It is characterized in that the off.
상기 제2바이어스수단은 게이트에 인가되는 제3제어신호에 의해 구동되어 상기 차동입력단으로 바이어스 전류를 공급하기 위한 제1NMOS 트랜지스터와; 게이트에 인가되는 제4제어신호에 의해 구동되어 상기 차동입력단으로 바이어스전류를 공급하기 위한 제2NMOS 트랜지스터로 구성되며, 상기 제4제어신호는 구동신호의 출력안정화후에 디스에이블되어 상기 제2NMOS 트랜지스터는 턴오프되는 것을 특징으로 한다.The second bias means includes: a first NMOS transistor driven by a third control signal applied to a gate to supply a bias current to the differential input terminal; And a second NMOS transistor driven by a fourth control signal applied to a gate to supply a bias current to the differential input terminal. The fourth control signal is disabled after output stabilization of a drive signal, thereby turning the second NMOS transistor. It is characterized in that the off.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe the present invention in more detail.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TFT-LCD 소오스 드라이버에 있어서, 최종출력 앰프의 구성도를 도시한 것이다.2 is a block diagram of the final output amplifier in the TFT-LCD source driver according to the embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 TFT-LCD 소오스 드라이버의 최종출력앰프는 출력앰프의 입력단으로서, 입력신호(IN)를 바이어스전류에 따라서 차동증폭하는 차동입력단(31)과, 바이어스전류에 따라서 상기 차동입력단(31)의 출력신호의 레벨을 변환시켜 주기 위한 레벨 시프트단(32)과, 상기 레벨 시프트단(32)의 레벨 변환된 출력전압에 의해 액정패널(도면상에는 도시되지 않음)의 부하를 구동하기 위한 출력단(33)으로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the final output amplifier of the TFT-LCD source driver of the present invention is an input terminal of the output amplifier, and the differential input terminal 31 for differentially amplifying the input signal IN according to the bias current and the bias output according to the bias current. The level shift stage 32 for converting the level of the output signal of the differential input stage 31 and the output voltage level-converted of the level shift stage 32 are used to load the liquid crystal panel (not shown). It consists of an output stage 33 for driving.
또한, 본 발명의 최종출력앰프는 제1 및 제2제어신호에 따라서 상기 차동입력단(31)으로 바이어스 전류를 공급하기 위한 제1바이어스수단(41)과, 제3 및 제4제어신호에 따라서 상기 레벨시프트단(32)으로 바이어스전류를 공급하기 위한 제2바이어스수단(42)으로 이루어진다.In addition, the final output amplifier of the present invention is the first bias means 41 for supplying a bias current to the differential input terminal 31 in accordance with the first and second control signal, and the third and fourth control signal A second bias means 42 for supplying a bias current to the level shift stage 32 is provided.
상기 제1바이어스수단(41)은 제1제어신호인 바이어스신호(Bias11)가 게이트에 인가되는 제1NMOS 트랜지스터(42)와, 제2제어신호인 바이어스신호(Bias12)가 게이트에 인가되는 제2NMOS 트랜지스터(43)로 이루어진다.The first bias means 41 may include a first NMOS transistor 42 to which a bias signal Bis11, which is a first control signal, is applied to a gate, and a second NMOS transistor to which a bias signal Bis12, a second control signal, is applied to a gate. It consists of 43.
상기 제2바이어스수단(44)은 제3제어신호인 바이어스신호(Bias21)가 게이트에 인가되는 제3NMOS 트랜지스터(45)와, 상기 제4제어신호인 바이어스신호(Bias22)가 게이트에 인가되는 제4NMOS트랜지스터(46)로 이루어진다.The second bias means 44 includes a third NMOS transistor 45 to which a bias signal Bias21 that is a third control signal is applied to the gate, and a fourth NMOS to which the bias signal Bias22 that is the fourth control signal is applied to the gate. It consists of a transistor 46.
상기 제1 및 제2바이어스 수단(41), (44)에 있어서, 제2 및 제4제어신호(Bias12), (Bias22)는 도 3에 도시된 바와같이 최종출력앰프의 출력안정화후 디스에이블되고, 이에 따라 제2 및 제4NMOS 트랜지스터(43), (46)가 오프되도록 구성된다.In the first and second bias means 41 and 44, the second and fourth control signals Bias12 and Bias22 are disabled after output stabilization of the final output amplifier as shown in FIG. Accordingly, the second and fourth NMOS transistors 43 and 46 are configured to be turned off.
상기한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 TFT-LCD 소오스 드라이버의 동작을 도 3의 동작 파형도를 참조하여 설명한다.The operation of the TFT-LCD source driver of the present invention having the configuration as described above will be described with reference to the operation waveform diagram of FIG.
상기 차동입력단(31)은 제1바이어스수단(41)으로부터 공급되는 바이어스전류에 의해 입력신호(IN)를 차동증폭하여 상기 레벨 시프트단(12)으로 제공한다. 이때, 제1 및 제2제어신호인 Bias11 및 Bias12 는 모두 하이레벨로 되어 제1바이어스수단(41)에 인가되므로, 제1바이어스수단(41)의 제1 및 제2NMOS 트랜지스터(42, 43)가 턴온되어 커더란 바이어스 전류를 상기 차동입력단(31)으로 제공한다.The differential input stage 31 differentially amplifies the input signal IN by the bias current supplied from the first bias means 41 and provides it to the level shift stage 12. At this time, since the first and second control signals Bias11 and Bias12 are all high level and are applied to the first bias means 41, the first and second NMOS transistors 42 and 43 of the first bias means 41 are applied. Turned on to provide a large bias current to the differential input stage 31.
이어서, 상기 레벨 시프트단(12)은 상기 차동증폭단(31)의 출력신호를 입력한 다음, 제2바이어스수단(44)에 의해 공급되는 바이어스 전류에 의해 레벨시프트시켜 상기 출력단(13)을 구동하기에 적합한 레벨로 변환하여 출력단(13)으로 제공한다. 이때, 제3 및 제4제어신호인 Bias21 및 Bias22 는 모두 하이레벨로 되어 제2바이어스수단(44)에 인가되므로, 제2바이어스수단(44)의 제3 및 제4NMOS 트랜지스터(45, 46)가 턴온되어 커더란 바이어스 전류를 상기 레벨 시프트단(32)으로 제공한다.Subsequently, the level shift stage 12 inputs the output signal of the differential amplifier stage 31 and then level shifts the bias current supplied by the second bias means 44 to drive the output stage 13. The level is converted to a level suitable for the output stage 13 and provided to the output terminal 13. At this time, since the third and fourth control signals Bias21 and Bias22 are all high level and are applied to the second bias means 44, the third and fourth NMOS transistors 45 and 46 of the second bias means 44 Turned on to provide a large bias current to the level shift stage 32.
상기 출력단(33)은 상기 레벨 시프트단(32)으로부터 공급된 전압에 의해 구동신호를 발생하여 액정패널의 로드를 구동시킨다.The output terminal 33 generates a driving signal by the voltage supplied from the level shift stage 32 to drive the load of the liquid crystal panel.
상기 출력단(33)으로부터 발생된 최종출력앰프의 출력앰프인 구동신호가 안정화되면, 즉 시간(tos)이 되면 도 3에 도시된 바와같이, 제2 및 제4바이어스신호(Bias12, Bias22)가 디스에이블되고, 이에 따라제1바이어스수단(41)의 제2NMOS 트랜지스터(43)가 턴오프되고, 제2바이어스수단(42)의 제4NMOS 트랜지스터(46)가 각각 턴오프된다.When the driving signal which is the output amplifier of the final output amplifier generated from the output terminal 33 is stabilized, that is, at time t os , as shown in FIG. 3, the second and fourth bias signals Bias12 and Bias22 are generated. The second NMOS transistor 43 of the first bias means 41 is turned off, and the fourth NMOS transistor 46 of the second bias means 42 is turned off.
따라서, 최종출력앰프는 출력신호가 안정화되기 전까지는 제1 내지 제4바이어스신호가 모두 인에이블되어 액정패널의 로드를 구동하기 위해 커다란 바이어스 전류를 제공한다.Therefore, until the output signal is stabilized, the final output amplifier may enable all of the first to fourth bias signals to provide a large bias current to drive the load of the liquid crystal panel.
한편, 외종출력앰프의 출력신호가 시간 tos에서 안정화되면, 상기 설명한 바와같이 제2 및 제4NMOS 트랜지스터(43), (46)가 턴오프되므로, 차동입력단(31)과 레벨 시프트단(32)으로 제공되는 바이어스전류를 감소시켜준다. 따라서, 소비전류를 감소시켜 주게 된다. 이때, 최종출력앰프의 출력이 안정화되는 시점은 앰프의 구조나 액정패널의 부하에 따라 달라진다.On the other hand, when the output signal of the external output amplifier is stabilized at time t os , as described above, the second and fourth NMOS transistors 43 and 46 are turned off, so that the differential input stage 31 and the level shift stage 32 are used. Reduces the bias current provided by Therefore, the current consumption is reduced. In this case, the timing at which the output of the final output amplifier is stabilized depends on the structure of the amplifier or the load of the liquid crystal panel.
상기한 바와같은 본 발명의 TFT-LCD 소오스 드라이버에 따르면, 최종출력앰프의 출력신호가 안정화되기 전까지는 차동입력단과 레벨시프트단으로 커다란 바이어스 전류를 공급하여 액정패널의 로드를 구동하도록 하고, 출력신호가 안정화되면 바이어스수단의 일부를 선택적으로 오프시켜 줌으로써 차동입력단과 레벨 시프트단으로 제공되는 바이어스 전류를 감소시키고, 이에 따라 소비전류를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.According to the TFT-LCD source driver of the present invention as described above, until the output signal of the final output amplifier is stabilized, a large bias current is supplied to the differential input terminal and the level shift stage to drive the load of the liquid crystal panel, and the output signal When is stabilized, by selectively turning off a part of the bias means to reduce the bias current provided to the differential input stage and the level shift stage, there is an advantage that can reduce the current consumption.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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2000
- 2000-12-26 KR KR10-2000-0082261A patent/KR100373340B1/en active IP Right Grant
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