KR100699585B1 - Output buffer circuit - Google Patents

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KR100699585B1 KR1020050048408A KR20050048408A KR100699585B1 KR 100699585 B1 KR100699585 B1 KR 100699585B1 KR 1020050048408 A KR1020050048408 A KR 1020050048408A KR 20050048408 A KR20050048408 A KR 20050048408A KR 100699585 B1 KR100699585 B1 KR 100699585B1
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박찬우
최원태
김병훈
이연중
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삼성전기주식회사
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    • H03K19/00361Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents in field effect transistor circuits

Abstract

본 발명에 의한 출력 버퍼회로는, 두 개의 입력단자에 차동 입력 전압 신호가 인가되는 입력단; 상기 차동 입력 전압의 차가 0보다 크면 출력단에 흐르는 전류를 증가시키는 클래스 AB 출력단; 상기 클래스 AB 출력단을 바이어싱하는 플로팅 전류소스; 상기 입력단과 플로팅 전류소스 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 상기 입력단으로부터 공급되는 전류와 상기 플로팅 전류소스로부터 공급되는 내부 전류를 합하는 서밍회로; 상기 서밍회로 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 클램프회로; 및 상기 입력단 및 클램프회로와 연결되어, 슬루잉된 차동 입력 전압 신호가 인가되는 경우에만 바이어스 전류를 전달하는 플립드 전압 플로워;를 포함하고, 상기 슬루잉된 차동 입력 전압은, 업슬루잉된 차동 입력 전압이거나 다운 슬루잉된 차동 입력 전압인 것을 특징으로 한다.An output buffer circuit according to the present invention comprises: an input terminal to which a differential input voltage signal is applied to two input terminals; A class AB output stage configured to increase a current flowing through the output stage when the difference between the differential input voltage is greater than zero; A floating current source for biasing the class AB output stage; A summing circuit connected to the input terminal, the floating current source, and the class AB output terminal to sum the current supplied from the input terminal and the internal current supplied from the floating current source; A clamp circuit connected to the summing circuit and the class AB output terminal to limit a magnitude of a voltage swing generated during slewing; And a flipped voltage follower connected to the input terminal and the clamp circuit to transfer a bias current only when a slewed differential input voltage signal is applied, wherein the slewed differential input voltage is an upslewed differential input. Voltage or down-slewing differential input voltage.

출력 버퍼회로, 트랜지스터, 슬루율, 슬루잉, 바이어스 전류, Output buffer circuit, transistor, slew rate, slewing, bias current,

Description

출력 버퍼회로{OUTPUT BUFFER CIRCUIT}Output buffer circuit {OUTPUT BUFFER CIRCUIT}

도 1a는 종래 기술에 따라 모델링한 출력 버퍼Figure 1a is an output buffer modeled according to the prior art

도 1b는 종래 기술에 의한 입력 전압 신호와 출력 전압 신호를 나타낸 도면1B is a view showing an input voltage signal and an output voltage signal according to the prior art;

도 2는 종래 기술에 의한 출력 버퍼회로의 회로도2 is a circuit diagram of an output buffer circuit according to the prior art.

도 3은 본 발명에 의한 출력 버퍼회로의 회로도3 is a circuit diagram of an output buffer circuit according to the present invention.

도 4a는 본 발명에 의한 업슬루잉시 동작하는 출력 버퍼회로에 대한 회로도4A is a circuit diagram of an output buffer circuit operating during upslewing according to the present invention.

도 4b는 본 발명에 의한 다운슬루잉시 동작하는 출력 버퍼회로에 대한 회로도4B is a circuit diagram of an output buffer circuit operating during downslewing according to the present invention.

도 5a는 본 발명에 따라 모델링한 출력 버퍼5A is an output buffer modeled according to the present invention.

도 5b는 본 발명에 의한 출력전압 및 종래기술에 의한 출력전압의 파형을 비교한 도면5b is a view comparing waveforms of the output voltage according to the present invention and the output voltage according to the prior art;

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

300 : 출력 버퍼회로 301a~301f : 입력단300: output buffer circuit 301a to 301f: input terminal

301a : 제 1 엔모스 트랜지스터 301b: 제 2 엔모스 트랜지스터 301c : 제 1 피모스 트랜지스터 301d: 제 2 피모스 트랜지스터 301e : 제 3 피모스 트랜지스터 301f: 제 3 엔모스 트랜지스터 302a~302d: 플로팅 전류소스 302c: 제 4 피모스 트랜지스터 302d : 제 4 엔모스 트랜지스터 303a~303h: 서밍회로301a: first NMOS transistor 301b: second NMOS transistor 301c: first PMOS transistor 301d: second PMOS transistor 301e: third PMOS transistor 301f: third NMOS transistor 302a to 302d: floating current source 302c 4th PMOS Transistor 302d 4th NMOS Transistor 303a to 303h Summing Circuit

303c : 제 5 피모스 트랜지스터 303d : 제 6 피모스 트랜지스터303c: fifth PMOS transistor 303d: sixth PMOS transistor

303g : 제 5 엔모스 트랜지스터 303h : 제 6 엔모스 트랜지스터303g: Fifth NMOS transistor 303h: Sixth NMOS transistor

304a, 304b:클래스 AB 출력단 304a : 제 7 피모스 트랜지스터304a, 304b: Class AB output terminal 304a: Seventh PMOS transistor

304b : 제 7 엔모스 트랜지스터 305a~305d: 클램프회로 306a : 제 8 엔모스 트랜지스터 306b: 제 8 피모스 트랜지스터 306c : 제 9 엔모스 트랜지스터 306d: 제 9 피모스 트랜지스터 500 : 출력 버퍼 501a: 입력 전압신호304b: 7th NMOS transistor 305a-305d: clamp circuit 306a: 8th NMOS transistor 306b: 8th PMOS transistor 306c: 9th NMOS transistor 306d: 9th PMOS transistor 500: output buffer 501a: input voltage signal

501b : 종래기술에 의한 출력 전압파형 501b: Output voltage waveform according to the prior art

501c : 본 발명에 의한 출력 전압파형501c: output voltage waveform according to the present invention

Iss : 입력단 바이어스 전류 Iss: Input Bias Current

Ip : 클래스 AB 출력단 바이어스 전류 t : 데이터 전송시간 Ip: Class AB output bias current t: Data transfer time

디스플레이 분야는 전자산업에 있어서 미래를 선도해 나갈 수 있는 첨단기술분야로 평가받고 있으며, 이에 따라 수많은 LCD(Liquid Crystal Display) 및 PDP(Plasma Display Panel) 제품이 출시되고 있다. The display field is evaluated as an advanced technology field that can lead the future in the electronics industry. Accordingly, a number of liquid crystal display (LCD) and plasma display panel (PDP) products are being released.

현재 차세대 기술로, 다양한 디스플레이 소자의 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 그 중에서도 SOM(Spatial Optical Moulator) 소자의 개발이 가장 활발하게 진행되고 있다. SOM(Spatial Optical Modulator) 드라이버 IC의 출력해상도(resolution)가 현재는 8비트 수준이지만 향후 수 년 내에 10비트 이상이 실용화 될 예정이므로, 이의 구동을 위해서는 고속, 고정밀도의 드라이버 회로가 요구된다.Currently, as a next generation technology, development of various display devices is actively progressed, and among them, development of SOM (Spatial Optical Moulator) devices is most actively progressed. The output resolution of SOM (Spatial Optical Modulator) driver ICs is currently 8 bits, but more than 10 bits will be put to practical use in the next few years. Therefore, high-speed, high-precision driver circuits are required for its driving.

고속, 고정밀도의 특성을 유지하기 위해서는 높은 슬루율(slewing rate)이 요구된다. 여기서, 슬루율이란 제어 입력신호의 스텝 변화에 대하여 출력의 단위시간당 상승변화량을 의미하므로, 정해진 데이터 전송시간 안에 좀더 정확한 영상신호를 전달하기 위해서는 높은 슬루율을 갖는 드라이버 회로가 필요하다.High slewing rate is required to maintain high speed and high accuracy. Here, the slew rate means the amount of change in the output per unit time of the output change with respect to the step change of the control input signal, a driver circuit having a high slew rate is required to deliver a more accurate video signal within a predetermined data transmission time.

도 1a는 종래 기술에 따라 모델링한 출력 버퍼(100)를 나타내며, 도 1b는 종래 기술에 의한 입력 전압 신호와 출력 전압 신호를 나타낸 도면이다. FIG. 1A illustrates an output buffer 100 modeled according to the prior art, and FIG. 1B illustrates an input voltage signal and an output voltage signal according to the prior art.

도 1a 및 도 1b에서 도시한 바와 같이, 종래 기술에 의한 출력 버퍼(100)는 50pF이상의 대용량성 캐패시터(Coff)로 모델링할 수 있다. 따라서, 상기 캐패시터(Coff)로 인해 기생 캐패시터가 발생할 수 있으며, 이로 인하여 영상신호가 지연되게 되어, 주어진 데이터 전송시간(t) 안에 정확한 영상신호를 전달할 수 없게 되는 문제가 발생하게 된다. As shown in FIGS. 1A and 1B, the output buffer 100 according to the related art may be modeled as a large capacity capacitor Coff of 50 pF or more. Accordingly, the parasitic capacitor may be generated due to the capacitor Coff, which causes a delay in the video signal, thereby preventing the accurate video signal from being delivered within a given data transmission time t.

즉, 도 1b를 살펴보면, 정해진 데이터 전송시간(t) 동안, 업슬루잉된 입력신호가 인가되는 경우에는 일정 크기의 출력 영상 신호(a)가 전달되지 않음을 알 수 있으며, 이와 마찬가지로, 다운슬루잉된 입력신호가 인가되는 경우에도 일정 크기의 출력 영상 신호(b)가 전달되지 않음을 알 수 있다. 따라서, 업슬루잉된 입력신 호가 인가되는 경우에는 출력전압을 상승시키고, 다운슬루잉된 입력신호가 인가되는 경우에는 출력전압을 하강시킨다면, 회로 내의 슬루율은 향상되게 되며, 이에 따라 좀더 정확한 영상신호를 전달할 수 있게 될 것이다.That is, referring to FIG. 1B, when the up-slewed input signal is applied for a predetermined data transmission time t, it can be seen that the output image signal a of a predetermined size is not transmitted. Similarly, down-slewing Even when the input signal is applied, it can be seen that the output image signal b of a predetermined size is not transmitted. Therefore, if the output voltage is increased when the up-slewed input signal is applied, and the output voltage is decreased when the down-slewed input signal is applied, the slew rate in the circuit is improved, thereby making the video signal more accurate. Will be able to deliver.

도 2는 종래 기술에 의한 출력 버퍼회로(200)의 회로도를 나타낸 것이다.2 shows a circuit diagram of an output buffer circuit 200 according to the prior art.

종래 기술에 의한 출력 버퍼회로(200)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 두 개의 입력단자에 차동 입력 전압 신호가 인가되는 입력단(201a~201f), 클래스 AB 출력단(204a, 204b)을 바이어싱하는 플로팅 전류소스(202a~202d), 상기 입력단(201a~201f)과 플로팅 전류소스(202a~202d) 및 클래스 AB 출력단(204a, 204b)과 연결되어 상기 입력단(201a~201f)으로부터 공급되는 전류와 상기 플로팅 전류소스(202a~202d)로부터 공급되는 내부 전류를 합하는 서밍회로(203a~203h), 상기 차동 입력 전압의 차가 0보다 크면 출력단에 흐르는 전류를 증가시켜 전압을 출력하는 클래스 AB 출력단(204a, 204b), 상기 서밍회로(203a~203h) 및 클래스 AB 출력단(204a, 204b)과 연결되어, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 클램프회로(205a~205d)로 구성된다. 여기서, 차동 입력 전압이란, 두 개의 입력단자에 인가되는 전압의 차를 의미하며, 이에 따라, 종래 기술에 의한 출력 버퍼는 두 개의 입력단자 및 공통점과의 사이에 가해지는 전압의 크기와 관계없이, 상기 두 개의 입력단자에 인가되는 전압의 차에 대해서만 응답하여 동작하는 입력 회로 방식을 도입하고 있다. The output buffer circuit 200 according to the prior art biases the input terminals 201a to 201f and the class AB output terminals 204a and 204b to which differential input voltage signals are applied to two input terminals, as shown in FIG. The current supplied from the input terminals 201a to 201f connected to the floating current sources 202a to 202d, the input terminals 201a to 201f, the floating current sources 202a to 202d, and the class AB output terminals 204a to 204b. Summing circuits 203a to 203h for summing internal currents supplied from the floating current sources 202a to 202d, and class AB output terminals 204a for outputting a voltage by increasing the current flowing through the output terminal when the difference between the differential input voltages is greater than 0; 204b) and clamp circuits 205a to 205d connected to the summing circuits 203a to 203h and the class AB output terminals 204a and 204b to limit the magnitude of the voltage swing generated during slewing. Here, the differential input voltage means a difference between the voltages applied to the two input terminals, and accordingly, the output buffer according to the prior art is irrespective of the magnitude of the voltage applied between the two input terminals and the common point. An input circuit scheme that operates only in response to a difference in voltage applied to the two input terminals is introduced.

도 2에 도시된 출력 버퍼회로(200)를 참고로 하여 슬루율이 향상되는 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the output buffer circuit 200 illustrated in FIG. 2, the operation of improving the slew rate is as follows.

입력단(201a~201f)의 바이어스 전류를 Iss, 플로팅 전류소스(202a~202d)를 통해서 클래스 AB 출력단에 바이어싱 되는 전류를 Ip, 모스 트랜지스터의 상호 콘닥턴스를 gm 이라고 했을 때, 입력단(201a~201f)에 인가되는 차동 입력 전압이 Iss /gm 이상이 되는 경우, 즉, 슬루잉된 차동 입력 전압이 인가될 때에는, 입력단(201a~201f)의 트랜지스터 중 일부는 턴 온되고, 일부는 턴 오프되어, 바이어스 전류(Iss)는 일부 트랜지스터를 통해서만 흐르게 된다. When the bias current of the input terminals 201a to 201f is Is and the current biased to the class AB output terminal through the floating current sources 202a to 202d is Ip and the mutual conductance of the MOS transistor is g m . When the differential input voltage applied to 201f) becomes Iss / g m or more, that is, when the slewed differential input voltage is applied, some of the transistors of the input terminals 201a to 201f are turned on, and some are turned off. As a result, the bias current Iss flows only through some transistors.

즉, 상기의 동작과정을 업슬루잉된 입력 전압이 인가되는 경우와 다운슬루잉된 입력전압이 인가되는 경우를 나누어 설명하면 다음과 같다.That is, the above operation process will be described below by dividing the case where the up-slewed input voltage and the down-slewing input voltage are applied.

먼저, 업슬루잉된 입력전압이 인가되는 경우, 즉, 제 1 엔모스 트랜지스터(201a) 및 제 1 피모스 트랜지스터(201c)의 게이트 전압이, 제 2 엔모스 트랜지스터(201b) 및 제 2 피모스 트랜지스터(201d)의 게이트 전압보다 Iss/gm 이상 높아지면, 제 1 엔모스 트랜지스터(201a) 및 제 2 피모스 트랜지스터(201d)만이 턴 온되어, 바이어스 전류(Iss)는 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(201a) 및 제 2 피모스 트랜지스터(201d)를 통해서만 흐르게 되고, 플로팅 전류소스(202a~202d)를 통해 클래스 AB 출력단(204a, 204b)에 바이어싱 되는 전류의 크기는 Ip로 정해져 있으므로 보상 용량성 부하(Cc)의 방전을 통하여 바이어스 전류(Iss)가 공급된다. 따라서, 보상 용량성 부하(Cc)의 방전을 통하여 바이어스 전류(Iss)가 완전히 공급될 때까지 제 6 피모스 트랜지스터(203d)의 소스 전압은 하강하게 되고, 제 7 피모스 트랜 지스터(204a)의 게이트 전압 역시 하강하게 되어, 이에 따라, 출력 전압(Vout)은 상승하게 되므로 회로 내의 슬루율은 향상되게 된다.First, when the up-slewed input voltage is applied, that is, the gate voltages of the first NMOS transistor 201a and the first PMOS transistor 201c are the second NMOS transistor 201b and the second PMOS transistor. When Iss / g m is higher than the gate voltage of 201d, only the first NMOS transistor 201a and the second PMOS transistor 201d are turned on, and the bias current Iss is the first NMOS transistor ( 201a) and the current flowing only through the second PMOS transistor 201d and biased to the class AB output terminals 204a and 204b through the floating current sources 202a to 202d are defined as Ip. The bias current Iss is supplied through the discharge of Cc. Therefore, the source voltage of the sixth PMOS transistor 203d is lowered until the bias current Iss is completely supplied through the discharge of the compensation capacitive load Cc, and the seventh PMOS transistor 204a The gate voltage is also lowered, whereby the output voltage Vout is raised, so that the slew rate in the circuit is improved.

한편, 다운슬루잉된 입력전압이 인가되는 경우, 즉, 제 1 엔모스 트랜지스터(201a) 및 제 1 피모스 트랜지스터(201c)의 게이트 전압이, 제 2 엔모스 트랜지스터(201b) 및 제 2 피모스 트랜지스터(201d)의 게이트 전압보다 Iss/gm 이상 낮아지면, 상기 제 1 피모스 트랜지스터(201c) 및 제 2 엔모스 트랜지스터(201b)만이 턴 온되어, 바이어스 전류(Iss)는 상기 제 1 피모스 트랜지스터(201c) 및 제 2 엔모스 트랜지스터(201b)를 통해서만 흐르게 된다. 플로팅 전류소스(302a~302d)를 통해 클래스 AB 출력단(204a, 204b)에 바이어싱 되는 전류의 크기는 Ip로 정해져 있으므로 바이어스 전류(Iss)는 보상 용량성 부하(Cc)에 충전된다. 따라서, 보상 용량성 부하(Cc)에 바이어스 전류(Iss)가 완전히 충전될 때까지 제 6 엔모스 트랜지스터(203h)의 소스 전압은 상승하게 되고, 제 7 엔모스 트랜지스터(204b)의 게이트 전압 역시 상승하게 되므로, 이에 따라, 출력 전압(Vout)은 하강하게 되어 회로 내의 슬루율은 향상되게 된다.On the other hand, when the down-slewed input voltage is applied, that is, the gate voltages of the first NMOS transistor 201a and the first PMOS transistor 201c are the second NMOS transistor 201b and the second PMOS. When the gate voltage of the transistor 201d is lower than Iss / g m or more, only the first PMOS transistor 201c and the second NMOS transistor 201b are turned on so that the bias current Iss is the first PMOS. Only through the transistor 201c and the second NMOS transistor 201b. Since the current biased to the class AB output terminals 204a and 204b through the floating current sources 302a to 302d is set to Ip, the bias current Iss is charged to the compensation capacitive load Cc. Therefore, the source voltage of the sixth NMOS transistor 203h increases until the bias current Iss is fully charged in the compensation capacitive load Cc, and the gate voltage of the seventh NMOS transistor 204b also rises. As a result, the output voltage Vout is lowered and the slew rate in the circuit is improved.

그러나, 종래의 드라이버에 사용되는 출력 버퍼에 있어서, 고속, 고정밀도의 특성을 위해 슬루율을 증가시키는 경우, 많은 양의 전력이 소모되는 문제점이 발생한다. 왜냐하면, 슬루율은 바이어스 전류(Iss)를 보상 용량성 부하(Cc)의 캐패시턴스로 나눈 값(슬루율 = Iss/ Cc)이어서, 회로 내의 바이어스 전류(Iss)에 비례하기 때문이다. 즉, 슬루율을 증가시키기 위해서는 보상 용량성 부하(Cc)를 충방전 시켜야 하므로 바이어스 전류(Iss)는 증가될 수 밖에 없으며, 이에 따라 슬루잉시 뿐만 아니라 입력전압이 인가되는 시간동안, 증가된 바이어스 전류가 회로 내에 흐르게 되므로 많은 양의 전력이 소모되는 문제점이 있었다.However, in the output buffer used in the conventional driver, when the slew rate is increased for high speed and high precision characteristics, a large amount of power is consumed. This is because the slew rate is a value obtained by dividing the bias current Iss by the capacitance of the compensating capacitive load Cc (slew rate = Iss / Cc), which is proportional to the bias current Iss in the circuit. That is, since the compensatory capacitive load Cc needs to be charged and discharged in order to increase the slew rate, the bias current Iss must be increased. Accordingly, the increased bias is increased not only during slewing but also during the input voltage. Since a current flows in the circuit, a large amount of power is consumed.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 복수개의 트랜지스터로 구성된 플립드 전압 플로워를 추가함으로써, 종래의 드라이버에 사용되는 출력 버퍼의 바이어스 전류와 유사한 수준의 바이어스 전류에서도 고슬루율의 출력전압을 얻을 수 있으며, 또한, 슬루잉시에만 바이어스 전류를 증가시키는 플립드 전압 플로워를 추가함으로써, 많은 양의 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있는 출력 버퍼회로를 제공하는데 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problem, and by adding a flipped voltage follower composed of a plurality of transistors, the output voltage of a high slew rate even at a bias current similar to that of the output buffer used in the conventional driver. The present invention also provides an output buffer circuit that can prevent a large amount of power from being consumed by adding a flipped voltage follower that increases the bias current only during slewing.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 출력 버퍼회로는, 두 개의 입력단자에 차동 입력 전압 신호가 인가되는 입력단; 상기 차동 입력 전압의 차가 0보다 크면 출력단에 흐르는 전류를 증가시키는 클래스 AB 출력단; 상기 클래스 AB 출력단을 바이어싱하는 플로팅 전류소스; 상기 입력단과 플로팅 전류소스 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 상기 입력단으로부터 공급되는 전류와 상기 플로팅 전류소스로부터 공급되는 내부 전류를 합하는 서밍회로; 상기 서밍회로 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 클램프회로; 및 상기 입력단 및 클램프회로와 연결되어, 슬루잉된 차동 입력 전압 신호가 인가되는 경우에만 바이어스 전류를 전달하는 플립드 전압 플로워;를 포함하고, 상기 차동 입력 전압은, 업슬루잉된 차동 입력 전압인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an output buffer circuit includes: an input terminal to which a differential input voltage signal is applied to two input terminals; A class AB output stage configured to increase a current flowing through the output stage when the difference between the differential input voltage is greater than zero; A floating current source for biasing the class AB output stage; A summing circuit connected to the input terminal, the floating current source, and the class AB output terminal to sum the current supplied from the input terminal and the internal current supplied from the floating current source; A clamp circuit connected to the summing circuit and the class AB output terminal to limit a magnitude of a voltage swing generated during slewing; And a flipped voltage follower connected to the input terminal and the clamp circuit to deliver a bias current only when a slewed differential input voltage signal is applied, wherein the differential input voltage is an up-slewed differential input voltage. It features.

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그리고, 상기 입력단은, 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 엔모스 트랜지스터; 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 피모스 트랜지스터; 상기 제 1, 2 엔모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 피모스 트랜지스터; 및 상기 제 1, 2 피모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 엔모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The input terminal may include first and second NMOS transistors to which the up-slewed differential input voltage is applied to a gate; First and second PMOS transistors to which the up-slewed differential input voltage is applied to a gate; A third PMOS transistor for biasing the first and second NMOS transistors; And a third NMOS transistor for biasing the first and second PMOS transistors.

또한, 상기 플립드 전압 플로워는, 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 피모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 엔모스 트랜지스터; 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 엔모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 피모스 트랜지스터; 상기 제 8 엔모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 엔모스 트랜지스터; 및 상기 제 8 피모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 피모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flipped voltage follower may further include: an eighth NMOS transistor configured to receive the up-slewed differential input voltage at a gate thereof and to be connected to a drain of a third PMOS transistor at the input terminal; An eighth PMOS transistor, to which the up-slewed differential input voltage is applied to a gate, and connected to a drain of a third NMOS transistor of the input terminal; A ninth NMOS transistor connected to the source of the eighth NMOS transistor; And a ninth PMOS transistor connected to the source of the eighth PMOS transistor.

또한, 상기 입력단의 상기 제 1 엔모스 트랜지스터 및 제 2 피모스 트랜지스터는 턴 온되고, 상기 제 1 피모스 트랜지스터 및 제 2 엔모스 트랜지스터는 턴 오프되는 것을 특징으로 한다.The first NMOS transistor and the second PMOS transistor of the input terminal may be turned on, and the first PMOS transistor and the second NMOS transistor may be turned off.

그리고, 상기 플립드 전압 플로워의 상기 제 8 엔모스 트랜지스터 및 제 8 피모스 트랜지스터는 턴 오프되고, 상기 제 9 엔모스 트랜지스터 및 제 9 피모스 트랜지스터는 턴 온되는 것을 특징으로 한다.The eighth NMOS transistor and the eighth PMOS transistor of the flipped voltage follower are turned off, and the ninth NMOS transistor and the ninth PMOS transistor are turned on.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 출력 버퍼회로는, 두 개의 입력단자에 차동 입력 전압 신호가 인가되는 입력단; 상기 차동 입력 전압의 차가 0보다 크면 출력단에 흐르는 전류를 증가시키는 클래스 AB 출력단; 상기 클래스 AB 출력단을 바이어싱하는 플로팅 전류소스; 상기 입력단과 플로팅 전류소스 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 상기 입력단으로부터 공급되는 전류와 상기 플로팅 전류소스로부터 공급되는 내부 전류를 합하는 서밍회로; 상기 서밍회로 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 클램프회로; 및 상기 입력단 및 클램프회로와 연결되어, 슬루잉된 차동 입력 전압 신호가 인가되는 경우에만 바이어스 전류를 전달하는 플립드 전압 플로워;를 포함하고, 상기 차동 입력 전압은, 다운슬루잉된 차동 입력 전압인 것을 특징으로 한다. On the other hand, another output buffer circuit for achieving the above object, the input terminal to which the differential input voltage signal is applied to the two input terminals; A class AB output stage configured to increase a current flowing through the output stage when the difference between the differential input voltage is greater than zero; A floating current source for biasing the class AB output stage; A summing circuit connected to the input terminal, the floating current source, and the class AB output terminal to sum the current supplied from the input terminal and the internal current supplied from the floating current source; A clamp circuit connected to the summing circuit and the class AB output terminal to limit a magnitude of a voltage swing generated during slewing; And a flipped voltage follower connected to the input terminal and the clamp circuit to deliver a bias current only when a slewed differential input voltage signal is applied, wherein the differential input voltage is a down-slewed differential input voltage. It is characterized by.

이때, 상기 입력단은, 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 엔모스 트랜지스터; 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 피모스 트랜지스터; 상기 제 1, 2 엔모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 피모스 트랜지스터; 및 상기 제 1, 2 피모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 엔모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the input terminal may include: first and second NMOS transistors to which the down-slewed differential input voltage is applied to a gate; First and second PMOS transistors to which the down-slewed differential input voltage is applied to a gate; A third PMOS transistor for biasing the first and second NMOS transistors; And a third NMOS transistor for biasing the first and second PMOS transistors.

그리고, 상기 플립드 전압 플로워는, 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 피모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 엔모스 트랜지스터; 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 엔모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 피모스 트랜지스터; 상기 제 8 엔모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 엔모스 트랜지스터;및 상기 제 8 피모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 피모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flipped voltage follower may include: an eighth NMOS transistor connected to the drain of the third PMOS transistor of the input terminal by applying the down-slewed differential input voltage to a gate; An eighth PMOS transistor, to which the down-slewed differential input voltage is applied to a gate, and connected to a drain of a third NMOS transistor of the input terminal; And a ninth NMOS transistor connected to a source of the eighth NMOS transistor; and a ninth PMOS transistor connected to a source of the eighth PMOS transistor.

또한, 상기 입력단의 상기 제 1 피모스 트랜지스터 및 제 2 엔모스 트랜지스터는 턴 온되고, 상기 제 1 엔모스 트랜지스터 및 제 2 피모스 트랜지스터는 턴 오프되는 것을 특징으로 한다.The first PMOS transistor and the second NMOS transistor of the input terminal may be turned on, and the first NMOS transistor and the second PMOS transistor may be turned off.

그리고, 상기 플립드 전압 플로워의 상기 제 8 엔모스 트랜지스터 및 제 8 피모스 트랜지스터는 턴 오프되고, 상기 제 9 엔모스 트랜지스터 및 제 9 피모스 트랜지스터는 턴 온되는 것을 특징으로 한다.The eighth NMOS transistor and the eighth PMOS transistor of the flipped voltage follower are turned off, and the ninth NMOS transistor and the ninth PMOS transistor are turned on.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 출력 버퍼회로(300)의 회로도를 나타낸 것이다. 본 발명에 의한 출력 버퍼회로(300)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 두 개의 입력단자에 차동 입력 전압 신호가 인가되는 입력단(301a~301f), 클래스 AB 출력단(304a, 304b)을 바이어싱하는 플로팅 전류소스(302a~302d), 상기 입력단(301a~301f)과 플로팅 전류소스(302a~302d) 및 클래스 AB 출력단(304a, 304b)과 연결되어, 상기 입력단(301a~301f)으로부터 공급되는 전류와 상기 플로팅 전류소스(302a~302d)로부터 공급되는 내부 전류를 합하는 서밍회로(303a~303h), 상기 차동 입력 전압의 차가 0보다 크면 출력단에 흐르는 전류를 증가시켜 전압을 출력하는 클래스 AB 출력단(304a, 304b), 상기 서밍회로(303a~303h) 및 클래스 AB 출력단(304a, 304b)과 연결되어, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 클램프회로(305a~305d), 및 상기 입력단(301a~301f) 및 클램프회로(305a~305d)와 연결되어, 슬루잉된 차동 입력 전압 신호가 인가되는 경우에만 바이어스 전류를 전달하는 플립드 전압 플로워(306a~306d)로 구성된다. 3 shows a circuit diagram of an output buffer circuit 300 according to the present invention. As shown in FIG. 3, the output buffer circuit 300 according to the present invention biases the input terminals 301a to 301f and the class AB output terminals 304a and 304b to which differential input voltage signals are applied to two input terminals. Connected to the floating current source 302a to 302d, the input terminals 301a to 301f, the floating current source 302a to 302d, and the class AB output terminals 304a and 304b to supply current from the input terminals 301a to 301f. And summing circuits 303a to 303h for summing the internal currents supplied from the floating current sources 302a to 302d, and class AB output terminals 304a for outputting a voltage by increasing the current flowing through the output stage when the difference between the differential input voltages is greater than zero. Is connected to the summing circuits 303a to 303h and the class AB output terminals 304a and 304b to limit the magnitude of the voltage swing generated during slewing, and the input terminal 301a. To 301f) and clamp circuits 305a to 305d If the differential input voltage signal applied to only it consists of a flip-de voltage follower (306a ~ 306d) for delivering a bias current.

상기 입력단(301a~301f)은, 상기 차동 입력 전압(Vin+)이 인가되는 한 쪽 단자와 같은 노드를 갖는 제 1 엔모스 트랜지스터(301a)와 제 1 피모스 트랜지스터 (301c), 상기 차동 입력 전압(Vin-)이 인가되는 다른 쪽 단자와 같은 노드를 갖는제 2 엔모스 트랜지스터(301b)와 제 2 피모스 트랜지스터(301d), 상기 제 1, 2 엔모스 트랜지스터(301a,301b)를 바이어싱하는 제 3 피모스 트랜지스터(301e), 및 상기 제 1, 2 피모스 트랜지스터(301c, 301d)를 바이어싱하는 제 3 엔모스 트랜지스터(301f)로 구성된다. 여기서, 차동 입력 전압이란, 두 개의 입력단자에 인가되는 전압의 차를 의미하며, 이에 따라, 본 발명은 두 개의 입력단자 및 공통점과의 사이에 가해지는 전압의 크기와 관계없이, 상기 두 개의 입력단자에 인가되는 전압의 차에 대하서만 응답하여 동작하는 입력 회로 방식을 도입하고 있다. The input terminals 301a to 301f include a first NMOS transistor 301a and a first PMOS transistor 301c having the same node as one terminal to which the differential input voltage Vin + is applied, and the differential input voltage ( The second NMOS transistor 301b, the second PMOS transistor 301d, and the first and second NMOS transistors 301a and 301b having the same node as the other terminal to which Vin- is applied are biased. And a third NMOS transistor 301f for biasing the first and second PMOS transistors 301c and 301d. Here, the differential input voltage means the difference between the voltage applied to the two input terminals, according to the present invention, regardless of the magnitude of the voltage applied between the two input terminals and the common point, the two inputs An input circuit scheme that operates in response only to the difference in voltage applied to a terminal is introduced.

도 3에서 도시한 바와 같이, 엔모스 트랜지스터와 피모스 트랜지스터를 이용하여 입력단(301a~301f)을 구성하기 때문에, 접지전압에서부터 전원전압(VDD)까지 모든 범위의 전압을 입출력 전압으로 확보할 수 있게 된다. 이와 같이 접지전압에서부터 전원전압(VDD)까지 모든 범위의 전압을 입출력 전압으로 확보할 수 있는 입력단을 레일 투 레일(rail to rail) 입력단이라고 하며, 따라서 본 발명에 의한 출력 버퍼로서, 상기 레일 투 레일 입력단을 구비한 폴디드 캐스코드 연산증폭기를 사용하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, since the input terminals 301a to 301f are configured by using the NMOS transistor and the PMOS transistor, the voltages of the entire range from the ground voltage to the power supply voltage VDD can be ensured as the input / output voltage. do. As such, an input terminal capable of securing an input / output voltage of a voltage range from the ground voltage to the power supply voltage VDD is called a rail to rail input terminal, and thus, as an output buffer according to the present invention, the rail to rail It is preferable to use a folded cascode operational amplifier having an input.

상기 클램프회로(305a~305d)는, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 역할을 한다. 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.The clamp circuits 305a to 305d serve to limit the magnitude of the voltage swing generated during slewing. This will be described in detail below.

업슬루잉시, 제 6 피모스 트랜지스터(303d)의 소스 전압이 일정 전압 이하로 떨어지게 되면 상기 제 6 피모스 트랜지스터(303d)가 턴 오프되며, 제 5 엔모스 트랜지스터(303g)의 소스 전압이 일정 전압 이상으로 올라가게 되면 상기 제 5 엔모 스 트랜지스터(303g)가 턴 오프되게 된다. 또한, 다운슬루잉시, 제 5 피모스 트랜지스터(303c)의 소스 전압이 일정 전압 이하로 떨어지게 되면 상기 제 5 피모스 트랜지스터(303c)가 턴 오프되며, 제 6 엔모스 트랜지스터(303h)의 소스 전압이 일정 전압 이상으로 올라가게 되면 상기 제 6 엔모스 트랜지스터(303h)가 턴 오프되게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 상기 클램프회로(305a~305d)를 추가함으로써, 상기 제 5, 6 피모스 트랜지스터(303c, 303d) 및 제 5, 6 엔모스 트랜지스터(303g, 303h)의 소스 전압 변동 크기를 제한할 수 있게 되며, 이에 따라 상기 제 5, 6 피모스 트랜지스터(303c, 303d) 및 제 5, 6 엔모스 트랜지스터(303g, 303h)가 턴 오프되는 것을 막을 수 있게 된다. During up-slewing, if the source voltage of the sixth PMOS transistor 303d falls below a predetermined voltage, the sixth PMOS transistor 303d is turned off, and the source voltage of the fifth NMOS transistor 303g is a constant voltage. In this case, the fifth NMOS transistor 303g is turned off. In addition, during down slewing, when the source voltage of the fifth PMOS transistor 303c falls below a predetermined voltage, the fifth PMOS transistor 303c is turned off, and the source voltage of the sixth NMOS transistor 303h is reduced. When the voltage rises above the predetermined voltage, the sixth NMOS transistor 303h is turned off. Therefore, in order to prevent this, by adding the clamp circuits 305a to 305d, the magnitudes of the source voltage fluctuations of the fifth and sixth PMOS transistors 303c and 303d and the fifth and sixth NMOS transistors 303g and 303h are reduced. In this case, the fifth and six PMOS transistors 303c and 303d and the fifth and sixth NMOS transistors 303g and 303h may be prevented from being turned off.

상기 플립드 전압 플로워(306a~306d)는, 상기 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단(301a~301f)의 제 3 피모스 트랜지스터(301e)의 드레인과 연결되는 제 8 엔모스 트랜지스터(306a), 상기 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단(301a~301f)의 제 3 엔모스 트랜지스터(301f)의 드레인과 연결되는 제 8 피모스 트랜지스터(306b), 상기 제 8 엔모스 트랜지스터(306a)의 소스와 연결되는 제 9 엔모스 트랜지스터(306c), 및 상기 제 8 피모스 트랜지스터(306b)의 소스와 연결되는 제 9 피모스 트랜지스터(306d)로 구성된다. The flipped voltage followers 306a to 306d may include an eighth NMOS transistor 306a to which the differential input voltage is applied to a gate and connected to a drain of the third PMOS transistor 301e of the input terminals 301a to 301f. ), The differential input voltage is applied to a gate, and an eighth PMOS transistor 306b and an eighth NMOS transistor 306a connected to a drain of the third NMOS transistor 301f of the input terminals 301a to 301f. The NMOS transistor 306c is connected to the source of the N MOS transistor 306c, and the ninth PMOS transistor 306d is connected to the source of the eighth PMOS transistor 306b.

한편, 도 3에서 도시한 바와 같이, 제 8 엔모스 트랜지스터(306a), 제 1, 2 엔모스 트랜지스터(301a, 301b)가 모두 동일하게 설계되었고, 제 8 피모스 트랜지스터(306b), 제 1, 2 피모스 트랜지스터(301c, 301d)도 모두 동일하게 설계되었으며, 제 8 엔모스 트랜지스터(306a) 및 제 8 피모스 트랜지스터(306b)의 게이트에 상기 차동 입력 전압과 동일한 전압이 인가되었으므로, 정상상태에서는 제 8 엔모스 트랜지스터(306a) 및 제 8 피모스 트랜지스터(306b)와 제 1, 2 엔모스 트랜지스터(301a, 301b), 그리고 제 1, 2 피모스 트랜지스터(301c, 301d)의 게이트와 소스간의 전압이 모두 동일하게 되어, 상기 제 3 피모스 트랜지스터(301e)에서 바이어싱된 전류(Iss) 및 제 3 엔모스 트랜지스터(301f)에서 바이어싱된 전류(Iss)를 합한 전류(2Iss)의 크기와, 상기 입력단(301a~301f)을 구성하는 트랜지스터 중에서 제 1, 2 엔모스 트랜지스터(301a, 301b), 제 1, 2 피모스 트랜지스터(301c, 301d) 각각에 흐르는 전류(Iss/2)를 합한 전류(2Iss)의 크기는 동일하다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the eighth NMOS transistor 306a and the first and second NMOS transistors 301a and 301b are all designed identically, and the eighth PMOS transistor 306b and the first, Both PMOS transistors 301c and 301d are designed in the same manner, and the same voltage as the differential input voltage is applied to the gates of the eighth NMOS transistor 306a and the eighth PMOS transistor 306b. Voltages between gates and sources of the eighth NMOS transistor 306a and the eighth PMOS transistor 306b and the first and second NMOS transistors 301a and 301b and the first and second PMOS transistors 301c and 301d. These are all the same, and the magnitude of the current 2Iss, which is the sum of the current Iss biased in the third PMOS transistor 301e and the current Iss biased in the third NMOS transistor 301f, Transistors constituting the input terminals 301a to 301f Among them, the magnitudes of the currents 2Iss, the sum of the currents Iss / 2 flowing through the first and second NMOS transistors 301a and 301b and the first and second PMOS transistors 301c and 301d, respectively, are the same.

상기 플로팅 전류소스(302a~302d)를 통해 클래스 AB 출력단(304a, 304b)에 바이어싱된 전류를 Ip라 할때, 상기 입력단(301a~301f)에, Iss/gm 이상이 되는 차동 입력 전압이 인가되어 슬루잉이 발생하면, 제 8 엔모스 트랜지스터(306a) 및 제 8 피모스 트랜지스터(306b)는 턴 오프되고, 제 9 엔모스 트랜지스터(306c) 및 제 9 피모스 트랜지스터(306d)는 턴 온이 되어, 제 1 엔모스 트랜지스터(301a) 및 제 2 피모스 트랜지스터(301d) 또는 제 1 피모스 트랜지스터(301c) 및 제 2 엔모스 트랜지스터(301b)를 통해 흐르는 전류의 크기는 정상상태에 비해 크게 증가하게 된다. 따라서, 슬루잉이 발생하는 경우에만 2Iss +α의 증가된 바이어스 전류가 흐르게 된다.When the current biased to the class AB output terminals 304a and 304b through the floating current sources 302a to 302d is Ip, the differential input voltage equal to or greater than Iss / g m is applied to the input terminals 301a to 301f. When applied and slewing occurs, the eighth NMOS transistor 306a and the eighth PMOS transistor 306b are turned off, and the ninth NMOS transistor 306c and the ninth PMOS transistor 306d are turned on. Thus, the magnitude of the current flowing through the first NMOS transistor 301a and the second PMOS transistor 301d or the first PMOS transistor 301c and the second NMOS transistor 301b is larger than that of the normal state. Will increase. Thus, an increased bias current of 2Iss + α flows only when slewing occurs.

이하, 도 3에서 도시한 출력 버퍼회로(300)를 이용하여 슬루율을 향상시키는 동시에 상기 바이어스 전류에 대한 전력 소모를 감소시킬 수 있는 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, an exemplary embodiment of using the output buffer circuit 300 shown in FIG. 3 to improve the slew rate and to reduce power consumption for the bias current will be described in detail.

실시예 1Example 1

도 4a는 본 발명에 의한 업슬루잉시 동작하는 출력 버퍼회로에 대한 회로도를 나타낸 것이다. 4A shows a circuit diagram of an output buffer circuit operating during upslewing according to the present invention.

업슬루잉 동작시, 즉, 제 1 엔모스 트랜지스터(301a) 및 제 1 피모스 트랜지스터(301c)의 게이트 전압이, 제 2 엔모스 트랜지스터(301b) 및 제 2 피모스 트랜지스터(301d)의 게이트 전압보다 Iss/gm 이상 높아지면, 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(301a) 및 제 2 피모스 트랜지스터(301d)만이 턴 온되어, 2Iss +α크기의 바이어스 전류(Ib)는 상기 제 1 엔모스 트랜지스터(301a) 및 제 2 피모스 트랜지스터(301d)를 통해서만 흐르게 된다. 플로팅 전류소스(302a~302d)를 통해 클래스 AB 출력단(304a, 304b)에 바이어싱 되는 전류의 크기는 Ip로 정해져 있으므로 보상 용량성 부하(Cc)의 방전을 통하여 바이어스 전류(Ib)가 공급된다. 따라서, 보상 용량성 부하(Cc)의 방전을 통하여 바이어스 전류(Ib)가 완전히 공급될 때까지 제 6 피모스 트랜지스터(303d)의 소스 전압은 하강하게 되고, 제 7 피모스 트랜지스터(304a)의 게이트 전압 역시 하강하게 되므로, 제 4 피모스 트랜지스터(302c)는 턴 오프되어, 전류 Ip는 제 4 엔모스 트랜지스터(302d)를 통해서만 흐르게 된다. 이때, 제 7 피모스 트랜지스터(304a)의 게이트 전압은 Vb2-VTHN(VTHN : 엔모스 트랜지스터의 열전 압)까지 하강하게 되고, 이에 따라, 출력 전압(Vout)은 상승하게 되어 회로 내의 슬루율은 향상되게 된다.In the up-slewing operation, that is, the gate voltages of the first NMOS transistor 301a and the first PMOS transistor 301c are higher than the gate voltages of the second NMOS transistor 301b and the second PMOS transistor 301d. When Iss / g m or more, only the first NMOS transistor 301a and the second PMOS transistor 301d are turned on, so that the bias current Ib of 2Iss + α magnitude is the first NMOS transistor 301a. ) And the second PMOS transistor 301d. Since the current biased to the class AB output terminals 304a and 304b through the floating current sources 302a to 302d is set to Ip, the bias current Ib is supplied through the discharge of the compensating capacitive load Cc. Therefore, the source voltage of the sixth PMOS transistor 303d is lowered until the bias current Ib is completely supplied through the discharge of the compensation capacitive load Cc, and the gate of the seventh PMOS transistor 304a is reduced. Since the voltage also drops, the fourth PMOS transistor 302c is turned off so that the current Ip flows only through the fourth NMOS transistor 302d. At this time, the gate voltage of the seventh PMOS transistor 304a is lowered to V b2 -V THN (V THN : thermal voltage of the NMOS transistor). As a result, the output voltage Vout is increased to increase the voltage in the circuit. Lu rate is improved.

실시예 2Example 2

도 4b는 본 발명에 의한 다운슬루잉시 동작하는 출력 버퍼회로에 대한 회로도를 나타낸 것이다. Figure 4b shows a circuit diagram of the output buffer circuit operating in downslewing according to the present invention.

다운슬루잉 동작시, 즉, 제 1 엔모스 트랜지스터(301a) 및 제 1 피모스 트랜지스터(301c)의 게이트 전압이, 제 2 엔모스 트랜지스터(301b) 및 제 2 피모스 트랜지스터(301d)의 게이트 전압보다 Iss/gm 이상 낮아지면, 상기 제 1 피모스 트랜지스터(301c) 및 제 2 엔모스 트랜지스터(301b)만이 턴 온되어, 2Iss +α크기의 바이어스 전류(Ib)는 상기 제 1 피모스 트랜지스터(301c) 및 제 2 엔모스 트랜지스터(301b)를 통해서만 흐르게 된다. 플로팅 전류소스(302a~302d)를 통해 클래스 AB 출력단(304a, 304b)에 바이어싱 되는 전류의 크기는 Ip로 정해져 있으므로 바이어스 전류(Ib)는 보상 용량성 부하(Cc)에 충전된다. 따라서, 보상 용량성 부하(Cc)에 바이어스 전류(Ib)가 완전히 충전될 때까지 제 6 엔모스 트랜지스터(303h)의 소스 전압은 상승하게 되고, 제 7 엔모스 트랜지스터(304b)의 게이트 전압 역시 상승하게 되므로, 제 4 엔모스 트랜지스터(302d)는 턴 오프되어, 전류 Ip는 제 4 피모스 트랜지스터(302c)를 통해서만 흐르게 된다. 이때, 제 7 엔모스 트랜지스터(304b)의 게이트 전압은 Vb1-|VTHP|(VTHP : 피모스 트랜지스터의 열전압)까지 상승하게 되고, 이에 따라, 출력 전압(Vout)은 하강하게 되어 회로 내의 슬루율은 향상되게 된다.In the down slewing operation, that is, the gate voltages of the first NMOS transistor 301a and the first PMOS transistor 301c are the gate voltages of the second NMOS transistor 301b and the second PMOS transistor 301d. When Iss / g m or more lower, only the first PMOS transistor 301c and the second NMOS transistor 301b are turned on, so that a bias current Ib of 2Iss + α size is obtained by the first PMOS transistor ( Only through 301c and the second NMOS transistor 301b. Since the current biased to the class AB output terminals 304a and 304b through the floating current sources 302a to 302d is defined as Ip, the bias current Ib is charged to the compensation capacitive load Cc. Therefore, the source voltage of the sixth NMOS transistor 303h increases until the bias current Ib is fully charged in the compensation capacitive load Cc, and the gate voltage of the seventh NMOS transistor 304b also increases. As a result, the fourth NMOS transistor 302d is turned off so that the current Ip flows only through the fourth PMOS transistor 302c. At this time, the gate voltage of the seventh NMOS transistor 304b rises to V b1- | V THP | (V THP : column voltage of the PMOS transistor), and accordingly, the output voltage Vout is lowered, thereby reducing the circuit voltage. The slew rate inside is improved.

한편, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 5A and 5B are diagrams showing simulation results according to the present invention.

도 5a는 본 발명에 따라 모델링한 출력 버퍼(500)를 나타낸 도면으로, 상기 모델링한 출력 버퍼(500)를 통해 수행한 모의 실험은 전원전압(VDD)은 15V, 접지전압은 0V의 조건에서 진행되었고, SOM 소자 및 데이터 라인을 구성하는 캐패시터(Coff)의 캐패시턴스를 50pF으로 모델링 하였다. 5A is a diagram illustrating an output buffer 500 modeled according to the present invention. Simulation performed through the modeled output buffer 500 is performed under a condition of a power supply voltage VDD of 15V and a ground voltage of 0V. The capacitance of the capacitor Coff constituting the SOM device and the data line was modeled at 50pF.

도 5b는 본 발명에 의한 출력전압 및 종래기술에 의한 출력전압의 파형을 비교한 도면이다.Figure 5b is a view comparing the waveform of the output voltage according to the present invention and the output voltage according to the prior art.

도 5b에서 도시한 바와 같이, 인가되는 입력전압(501a)에 대하여, 본 발명에 의한 출력전압(501c)이, 종래 기술에 의한 출력전압(501b)보다 훨씬 더 향상된 슬루율을 가짐을 알 수 있다. As shown in FIG. 5B, it can be seen that for the input voltage 501a to be applied, the output voltage 501c according to the present invention has a much improved slew rate than the output voltage 501b according to the prior art. .

표 1은 종래 기술과 본 발명에 따른 출력 버퍼회로의 특성을 비교하기 위해 나타낸 것이다Table 1 is for comparing the characteristics of the output buffer circuit according to the prior art and the present invention.

Figure 112005030046349-pat00001
Figure 112005030046349-pat00001

표 1에서 확인한 바와 같이, 동일한 전원전압(VDD)에서 정지 전류, 개방루프이득, 위상여유 등의 특성들은 종래의 출력 버퍼회로와 거의 동일하지만, 본 발명에 따른 경우, 종래 기술에 비해 약 다섯 배 정도 슬루율이 향상되었음을 알 수 있다. As shown in Table 1, the characteristics such as quiescent current, open loop gain, phase margin, etc. at the same power supply voltage (VDD) are almost the same as in the conventional output buffer circuit. It can be seen that the degree of slew rate is improved.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형, 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and various substitutions, modifications, and changes within the scope of the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications may be made and such substitutions, changes and the like should be regarded as belonging to the following claims.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 출력 버퍼회로에 있어서, 복수개의 트랜지스터로 구성된 플립드 전압 플로워를 추가함으로써, 종래의 드라이버에 사용되는 출력 버퍼의 바이어스 전류와 유사한 수준의 바이어스 전류에서도 고슬루율의 출력전압을 얻을 수 있는 효과가 있다.As described above, in the output buffer circuit according to the present invention, by adding a flipped voltage follower composed of a plurality of transistors, the output of the high slew rate even at a bias current similar to the bias current of the output buffer used in the conventional driver. The voltage can be obtained.

또한, 종래의 드라이버에 사용되는 출력 버퍼에, 4개의 트랜지스터로 구성된 플립드 전압 플로워만 추가시키면 되므로, 구현 자체가 간단하다는 이점이 있다.In addition, since only a flipped voltage follower consisting of four transistors needs to be added to the output buffer used in the conventional driver, the implementation itself is simple.

아울러, 슬루잉시에만 바이어스 전류를 증가시키는 플립드 전압 플로워를 추가함으로써, 많은 양의 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by adding a flipped voltage follower that increases the bias current only during slewing, it is possible to prevent a large amount of power from being consumed.

Claims (11)

삭제delete 두 개의 입력단자에 차동 입력 전압 신호가 인가되는 입력단; An input terminal to which a differential input voltage signal is applied to two input terminals; 상기 차동 입력 전압의 차가 0보다 크면 출력단에 흐르는 전류를 증가시키는 클래스 AB 출력단; A class AB output stage configured to increase a current flowing through the output stage when the difference between the differential input voltage is greater than zero; 상기 클래스 AB 출력단을 바이어싱하는 플로팅 전류소스; A floating current source for biasing the class AB output stage; 상기 입력단과 플로팅 전류소스 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 상기 입력단으로부터 공급되는 전류와 상기 플로팅 전류소스로부터 공급되는 내부 전류를 합하는 서밍회로; A summing circuit connected to the input terminal, the floating current source, and the class AB output terminal to sum the current supplied from the input terminal and the internal current supplied from the floating current source; 상기 서밍회로 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 클램프회로; 및 A clamp circuit connected to the summing circuit and the class AB output terminal to limit a magnitude of a voltage swing generated during slewing; And 상기 입력단 및 클램프회로와 연결되어, 슬루잉된 차동 입력 전압 신호가 인가되는 경우에만 바이어스 전류를 전달하는 플립드 전압 플로워;를 포함하고, And a flipped voltage follower connected to the input terminal and the clamp circuit to transfer a bias current only when a slewed differential input voltage signal is applied. 상기 차동 입력 전압은, 업슬루잉된 차동 입력 전압인 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.And said differential input voltage is an up-slewed differential input voltage. 제 2항에 있어서, 상기 입력단은,The method of claim 2, wherein the input terminal, 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 엔모스 트랜지스터; First and second NMOS transistors to which the up-slewed differential input voltage is applied to a gate; 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 피모스 트랜지스터; First and second PMOS transistors to which the up-slewed differential input voltage is applied to a gate; 상기 제 1, 2 엔모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 피모스 트랜지스터; 및 A third PMOS transistor for biasing the first and second NMOS transistors; And 상기 제 1, 2 피모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 엔모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.And a third NMOS transistor for biasing the first and second PMOS transistors. 제 3항에 있어서, 상기 플립드 전압 플로워는, The method of claim 3, wherein the flipped voltage follower, 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 피모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 엔모스 트랜지스터;An eighth NMOS transistor, wherein the up-slewed differential input voltage is applied to a gate and connected to a drain of a third PMOS transistor of the input terminal; 상기 업슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 엔모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 피모스 트랜지스터; An eighth PMOS transistor, to which the up-slewed differential input voltage is applied to a gate, and connected to a drain of a third NMOS transistor of the input terminal; 상기 제 8 엔모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 엔모스 트랜지스터; 및A ninth NMOS transistor connected to the source of the eighth NMOS transistor; And 상기 제 8 피모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 피모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.And a ninth PMOS transistor connected to the source of the eighth PMOS transistor. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제 1 엔모스 트랜지스터 및 제 2 피모스 트랜지스터는 턴 온되고, 상기 제 1 피모스 트랜지스터 및 제 2 엔모스 트랜지스터는 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.The first NMOS transistor and the second PMOS transistor are turned on, and the first PMOS transistor and the second NMOS transistor are turned off. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 8 엔모스 트랜지스터 및 제 8 피모스 트랜지스터는 턴 오프되고, 상기 제 9 엔모스 트랜지스터 및 제 9 피모스 트랜지스터는 턴 온되는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로. The eighth NMOS transistor and the eighth PMOS transistor are turned off, and the ninth NMOS transistor and the ninth PMOS transistor are turned on. 두 개의 입력단자에 차동 입력 전압 신호가 인가되는 입력단; An input terminal to which a differential input voltage signal is applied to two input terminals; 상기 차동 입력 전압의 차가 0보다 크면 출력단에 흐르는 전류를 증가시키는 클래스 AB 출력단; A class AB output stage configured to increase a current flowing through the output stage when the difference between the differential input voltage is greater than zero; 상기 클래스 AB 출력단을 바이어싱하는 플로팅 전류소스; A floating current source for biasing the class AB output stage; 상기 입력단과 플로팅 전류소스 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 상기 입력단으로부터 공급되는 전류와 상기 플로팅 전류소스로부터 공급되는 내부 전류를 합하는 서밍회로; A summing circuit connected to the input terminal, the floating current source, and the class AB output terminal to sum the current supplied from the input terminal and the internal current supplied from the floating current source; 상기 서밍회로 및 클래스 AB 출력단과 연결되어, 슬루잉시 발생하는 전압스윙의 크기를 제한하는 클램프회로; 및 A clamp circuit connected to the summing circuit and the class AB output terminal to limit a magnitude of a voltage swing generated during slewing; And 상기 입력단 및 클램프회로와 연결되어, 슬루잉된 차동 입력 전압 신호가 인가되는 경우에만 바이어스 전류를 전달하는 플립드 전압 플로워;를 포함하고, And a flipped voltage follower connected to the input terminal and the clamp circuit to transfer a bias current only when a slewed differential input voltage signal is applied. 상기 차동 입력 전압은 다운슬루잉된 차동 입력 전압인 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.And said differential input voltage is a downslewed differential input voltage. 제 7항에 있어서, 상기 입력단은,The method of claim 7, wherein the input terminal, 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 엔모스 트랜지스터; First and second NMOS transistors to which the down-slewed differential input voltage is applied to a gate; 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되는 제 1, 2 피모스 트랜지스터; First and second PMOS transistors to which the down-slewed differential input voltage is applied to a gate; 상기 제 1, 2 엔모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 피모스 트랜지스터; 및 A third PMOS transistor for biasing the first and second NMOS transistors; And 상기 제 1, 2 피모스 트랜지스터를 바이어싱하는 제 3 엔모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.And a third NMOS transistor for biasing the first and second PMOS transistors. 제 8항에 있어서, 상기 플립드 전압 플로워는,The method of claim 8, wherein the flipped voltage follower, 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 피모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 엔모스 트랜지스터;An eighth NMOS transistor, the downslewing differential input voltage being applied to a gate, and connected to a drain of a third PMOS transistor of the input terminal; 상기 다운슬루잉된 차동 입력 전압이 게이트에 인가되고, 상기 입력단의 제 3 엔모스 트랜지스터의 드레인과 연결되는 제 8 피모스 트랜지스터; An eighth PMOS transistor, to which the down-slewed differential input voltage is applied to a gate, and connected to a drain of a third NMOS transistor of the input terminal; 상기 제 8 엔모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 엔모스 트랜지스터;및A ninth NMOS transistor connected to the source of the eighth NMOS transistor; And 상기 제 8 피모스 트랜지스터의 소스와 연결되는 제 9 피모스 트랜지스터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.And a ninth PMOS transistor connected to the source of the eighth PMOS transistor. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 1 피모스 트랜지스터 및 제 2 엔모스 트랜지스터는 턴 온되고, 상기 제 1 엔모스 트랜지스터 및 제 2 피모스 트랜지스터는 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.The first PMOS transistor and the second NMOS transistor are turned on, and the first NMOS transistor and the second PMOS transistor are turned off. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 8 엔모스 트랜지스터 및 제 8 피모스 트랜지스터는 턴 오프되고, 상기 제 9 엔모스 트랜지스터 및 제 9 피모스 트랜지스터는 턴 온되는 것을 특징으로 하는 출력 버퍼회로.The eighth NMOS transistor and the eighth PMOS transistor are turned off, and the ninth NMOS transistor and the ninth PMOS transistor are turned on.
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