KR100812062B1 - Inverter and display device having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인버터 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, PMOS만으로 구성된 인버터 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인버터는 제 1 전원선과 연결되며, 게이트에 입력신호를 공급받는 제 1 트랜지스터, 상기 제 1 전원선과 출력단자에 연결되며, 게이트에 상기 제 1 트랜지스터와 동일한 상기 입력신호를 공급받는 제 2 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터와 제 2 전원선 사이에 연결된 제 3 트랜지스터 및 제 1 전극이 상기 제 1 트랜지스터에 연결되고, 제 2 전극이 상기 제 3 트랜지스터의 게이트에 연결된 커패시터를 포함하며, 상기 제 1 트랜지스터 내지 상기 제 3 트랜지스터는 모두 피모스(PMOS) 구조이다.The present invention relates to an inverter and a display device having the same, and more particularly, to an inverter composed of only a PMOS and a display device having the same. An inverter according to the present invention is connected to a first power line and is connected to a first transistor supplied with an input signal to a gate, and is connected to the first power line and an output terminal, and a gate to receive the same input signal as the first transistor. A second transistor, a third transistor connected between the second transistor and a second power line, and a first electrode connected to the first transistor, and a second electrode connected to a gate of the third transistor; The first to third transistors all have a PMOS structure.
인버터, PMOS, 트랜지스터, 표시장치, 다이오드 Inverter, PMOS, Transistor, Display, Diode
Description
도 1은 종래 인버터의 구조를 나타낸 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing the structure of a conventional inverter.
도 2는 종래 인버터의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing a simulation result of a conventional inverter.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이다. 3 is a circuit diagram showing the structure of an inverter according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 4 is a graph showing a simulation result according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이다. 5 is a circuit diagram showing the structure of an inverter according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing a simulation result according to the second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이다. 7 is a circuit diagram showing the structure of an inverter according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing simulation results according to a third embodiment of the present invention.
도 9은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이다. 9 is a circuit diagram showing the structure of an inverter according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 인버터 구조를 적용한 표시장치를 나타낸 평면 개념도이다. 10 is a plan conceptual view illustrating a display device to which an inverter structure according to the present invention is applied.
*** 도면의 주요부호에 대한 설명 ***** Explanation of the main symbols in the drawing **
A1~D1: 제 1 트랜지스터 A3~D3: 제 3 트랜지스터A1 to D1: first transistor A3 to D3: third transistor
A2~D2: 제 2 트랜지스터 B4~D4: 제 4 트랜지스터A2 to D2: second transistor B4 to D4: fourth transistor
AC,CC,DC: 커패시터AC, CC, DC: Capacitor
본 발명은 인버터 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, PMOS만으로 구성된 인버터 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to an inverter and a display device having the same, and more particularly, to an inverter composed of only a PMOS and a display device having the same.
최근, 대규모 반도체 집적회로(LSI)의 집적도가 향상되고 있다. 집적회로로 구성된 표시장치는 NAND 회로 또는 NOR 회로라는 논리 게이트의 조합으로 구성되며, 이러한 논리 게이트의 기본이 되는 것은 인버터이다. Recently, the degree of integration of large-scale semiconductor integrated circuits (LSI) has been improved. A display device composed of an integrated circuit is composed of a combination of logic gates, called a NAND circuit or a NOR circuit, and the basis of such a logic gate is an inverter.
도 1은 종래 인버터의 구조를 나타낸 회로도이고, 도 2는 종래 인버터의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 1 is a circuit diagram showing the structure of a conventional inverter, Figure 2 is a graph showing a simulation result of the conventional inverter.
도 1을 참조하여 설명하면, 종래 인버터는 제 1 트랜지스터(M1), 제 2 트랜지스터(M2), 제 3 트랜지스터(M3) 및 커패시터(C)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a conventional inverter includes a first transistor M1, a second transistor M2, a third transistor M3, and a capacitor C. FIG.
제 1 트랜지스터(M1)는 제 1 전원(VDD)선 및 출력(Vout)단자에 연결되며, 게이트에 입력신호(Vin)를 공급받는다. The first transistor M1 is connected to the first power supply VDD line and the output Vout terminal, and receives an input signal Vin to the gate.
제 2 트랜지스터(M2)는 출력(Vout)단자 및 제 2 전원(VSS)선에 연결되며, 게이트가 제 1 노드(a)와 연결되어 있다. The second transistor M2 is connected to the output Vout terminal and the second power supply VSS line, and has a gate connected to the first node a.
제 3 트랜지스터(M3)는 제 1 노드(a)와 제 2 트랜지스터(M2)사이에 다이오드 연결되어 있다. The third transistor M3 is diode-connected between the first node a and the second transistor M2.
커패시터(C)는 제 1 단자가 제 1 노드(a)에 연결되고, 제 2 단자가 출력(Vout)단자에 연결되어 있다.The capacitor C has a first terminal connected to the first node a and a second terminal connected to the output Vout terminal.
상술한 구조를 갖는 종래 인버터의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 입력신호(Vin)로서 로우(low)가 인가된 경우, 다이오드 연결된 제 3 트랜지스터(M3)를 통해 제 1 노드(a)에 제 2 전원(VSS)-제 3 트랜지스터의 문턱전압(Vth,단Vth<0) 값이 인가된다. 이때, 제 1 트랜지스터(M1)가 턴-온(turn on)됨에 따라 출력전압(Vout)은 점점 제 1 전원(VDD) 값에 가까워지므로, 제 2 트랜지스터(M2)도 턴-온(turn on)된다. 이에 따라 후술하는 몇가지 문제점이 발생하게 된다. Looking at the operation of the conventional inverter having the above-described structure as follows. First, when a low is applied as the input signal Vin, the threshold voltage Vth of the second power source VSS-third transistor is connected to the first node a through the diode-connected third transistor M3. However, the value of Vth <0) is applied. In this case, as the first transistor M1 is turned on, the output voltage Vout gradually approaches the value of the first power source VDD, and thus the second transistor M2 is also turned on. do. As a result, some problems described below will occur.
첫번째는 제 1 트랜지스터(M1)와 제 2 트랜지스터(M2) 를 통한 스태틱 전류패스(static current path)가 형성되어 전력소모가 증가하게 된다. 두번째는 출력전압(Vout)이 제 1 트랜지스터(M1)와 제 2 트랜지스터(M2)의 온(on) 저항비에 따라 정해지게 되어, 최대 하이 레벨(full high level)인 제 1 전원(VDD)에 도달하지 못한다. 마지막으로는, 출력전압(Vout)이 제 1 전원(VDD)에 가까워지려면 제 2 트랜지스터(M2)의 폭(W)/길이(L)가 제 1 트랜지스터(M1)의 폭(W)/길이(L)에 비해 매우 작아야 한다. 이 때문에 입력전압(Vin)이 하이레벨(high level)인 경우에는 제 2 트랜지스터(M2)를 통한 방전 전류가 작아 풀다운(full down)시에 동작 속도가 느려지는 문제점이 있다.First, a static current path is formed through the first transistor M1 and the second transistor M2, thereby increasing power consumption. Second, the output voltage Vout is determined according to the on resistance ratio of the first transistor M1 and the second transistor M2, so that the output voltage Vout is set to the first power supply VDD which is the full high level. I can't reach it. Finally, in order for the output voltage Vout to be close to the first power supply VDD, the width W / length L of the second transistor M2 is equal to the width W / length of the first transistor M1 ( It should be very small compared to L). For this reason, when the input voltage Vin is at a high level, the discharge current through the second transistor M2 is small, which causes a problem in that the operating speed becomes slow when pulled down.
상술한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 PMOS 트랜지스터만으로 구성된 인버터를 구비하여 표시장치에 적용함으로써, 공정을 단순화하고 구동 특성을 향상시키기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above-described problems is to simplify the process and improve driving characteristics by applying an inverter composed of only PMOS transistors to a display device.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로 본 발명의 제 1 측면은 제 1 전원선과 연결되며, 게이트에 입력신호를 공급받는 제 1 트랜지스터, 상기 제 1 전원선과 출력단자에 연결되며, 게이트에 상기 제 1 트랜지스터와 동일한 상기 입력신호를 공급받는 제 2 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터와 제 2 전원선 사이에 연결된 제 3 트랜지스터 및 제 1 전극이 상기 제 1 트랜지스터에 연결되고, 제 2 전극이 상기 제 3 트랜지스터의 게이트에 연결된 커패시터를 포함하며, 상기 제 1 트랜지스터 내지 상기 제 3 트랜지스터는 모두 피모스(PMOS) 구조인 인버터를 제공하는 것이다. As a technical means for achieving the above object, the first aspect of the present invention is connected to a first power supply line, a first transistor receiving an input signal to a gate, the first power supply line and an output terminal, and a first gate to the gate. A second transistor receiving the same input signal as the transistor, a third transistor connected between the second transistor and a second power line, and a first electrode connected to the first transistor, and a second electrode of the third transistor; It includes a capacitor connected to the gate, the first transistor to the third transistor to provide an inverter having a PMOS structure.
본 발명의 제 2 측면은 제 1 전원선과 연결되며, 게이트에 입력신호를 공급받는 제 1 트랜지스터, 상기 제 1 전원선과 출력단자에 연결되며, 게이트에 상기 제 1 트랜지스터와 동일한 상기 입력신호를 공급받는 제 2 트랜지스터, 상기 출력단자와 제 2 전원선 사이에 연결된 제 3 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 상기 제 2 전원선 사이에 다이오드 연결된 제 4 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 4 트랜지스터는 모두 피모스(PMOS) 구조인 인버터를 제공하는 것 이다. A second aspect of the present invention is connected to a first power line, the first transistor is supplied with an input signal to the gate, the first power line and the output terminal is connected, the gate receives the same input signal as the first transistor A second transistor, a third transistor connected between the output terminal and a second power supply line, and a fourth transistor diode-connected between the gate of the third transistor and the second power supply line, wherein the first to fourth transistors All of them are to provide inverters with PMOS structure.
본 발명의 제 3 측면은 복수의 인버터를 포함하여 구성된 표시장치에 있어서, 상기 인버터는 제 1 전원선과 연결되며, 게이트에 입력신호를 공급받는 제 1 트랜지스터, 상기 제 1 전원선과 출력단자에 연결되며, 게이트에 상기 제 1 트랜지스터와 동일한 상기 입력신호를 공급받는 제 2 트랜지스터, 상기 제 2 트랜지스터와 제 2 전원선 사이에 연결된 제 3 트랜지스터 및 제 1 전극이 상기 제 1 트랜지스터에 연결되고, 제 2 전극이 상기 제 3 트랜지스터의 게이트에 연결된 커패시터를 포함하며, 상기 제 1 트랜지스터 내지 상기 제 3 트랜지스터는 모두 피모스(PMOS) 구조인 표시장치를 제공하는 것이다. According to a third aspect of the present invention, there is provided a display device including a plurality of inverters, wherein the inverter is connected to a first power line and is connected to a first transistor receiving an input signal at a gate, the first power line and an output terminal. A second transistor receiving the same input signal as the first transistor, a third transistor connected between the second transistor and a second power line, and a first electrode connected to the first transistor; The display device includes a capacitor connected to a gate of the third transistor, and the first to third transistors all have a PMOS structure.
복수의 인버터를 포함하여 구성된 표시장치에 있어서, 상기 인버터는 제 1 전원선과 연결되며, 게이트에 입력신호를 공급받는 제 1 트랜지스터, 상기 제 1 전원선과 출력단자에 연결되며, 게이트에 상기 제 1 트랜지스터와 동일한 상기 입력신호를 공급받는 제 2 트랜지스터, 상기 출력단자와 제 2 전원선 사이에 연결된 제 3 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 게이트와 상기 제 2 전원선 사이에 다이오드 연결된 제 4 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 4 트랜지스터는 모두 피모스(PMOS) 구조인 표시장치를 제공하는 것이다. In a display device including a plurality of inverters, the inverter is connected to a first power line, a first transistor receiving an input signal to a gate, the first power line and an output terminal, the gate is the first transistor A second transistor configured to receive the same input signal, a third transistor connected between the output terminal and a second power line, and a fourth transistor diode-connected between the gate and the second power line of the third transistor, The first to fourth transistors all provide a display device having a PMOS structure.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 3 is a circuit diagram illustrating a structure of an inverter according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a graph showing a simulation result according to the first embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 인버터는 제 1 트랜지스터(A1), 제 2 트랜지스터(A2), 제 3 트랜지스터(A3) 및 커패시터(AC)를 포함한다. Referring to FIGS. 3 and 4, an inverter according to the present invention includes a first transistor A1, a second transistor A2, a third transistor A3, and a capacitor AC.
제 1 트랜지스터(A1)는 제 1 전원선(AL1) 및 커패시터(AC)에 연결되며, 게이트에 입력신호(Vin)를 공급받는다. The first transistor A1 is connected to the first power line AL1 and the capacitor AC, and receives an input signal Vin to the gate.
제 2 트랜지스터(A2)는 제 1 전원선(AL1) 및 출력(Vout)단자와 연결되며, 게이트에 제 1 트랜지스터(A1)와 동일한 입력신호(Vin)를 공급받는다. The second transistor A2 is connected to the first power line AL1 and the output Vout terminal and receives the same input signal Vin as the first transistor A1.
제 3 트랜지스터(A3)는 출력(Vout)단자 및 제 2 전원선(AL2)과 연결되며, 게이트가 커패시터(AC)의 제 2 전극에 연결된다. The third transistor A3 is connected to the output Vout terminal and the second power supply line AL2, and a gate thereof is connected to the second electrode of the capacitor AC.
커패시터(AC)는 제 1 전극이 제 1 트랜지스터(A1)와 연결되고, 제 2 단자는 제 3 트랜지스터(A3)와 연결된다.The capacitor AC has a first electrode connected with the first transistor A1, and a second terminal connected with the third transistor A3.
한편, 상기 제 1 트랜지스터(A1) 내지 제 3 트랜지스터(A3)는 모두 피모스(PMOS) 트랜지스터이다. On the other hand, all of the first transistor A1 to the third transistor A3 are PMOS transistors.
상술한 구조를 갖는 인버터의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 입력신호(Vin)로서 로우(low)신호가 인가되면, 제 1 트랜지스터(A1)과 제 2 트랜지스터(A2)가 턴-온(turn on)된다. 제 1 트랜지스터(A1)가 턴-온(turn on)됨에 따라 커패시터(AC)의 제 1 전극에는 제 1 전원(VDD')가 인가되고, 제 2 전극은 플로팅(floating)상태가 된다. 이때, 제 3 트랜지스터(A3)에는 전압이 인가되지 않아 턴-오프(turn off)된 상태이므로, 제 2 전원(VSS)의 출력경로가 차단된다. 그리고, 제 2 트랜지스터(A2)가 턴-온(turn on)됨에 따라 출력신호(Vout)로서 제 1 전 원(VDD)이 출력된다. The operation of the inverter having the above-described structure will be described below. First, when a low signal is applied as the input signal Vin, the first transistor A1 and the second transistor A2 are turned on. As the first transistor A1 is turned on, a first power supply VDD 'is applied to the first electrode of the capacitor AC, and the second electrode is in a floating state. At this time, since the voltage is not applied to the third transistor A3 and turned off, the output path of the second power source VSS is blocked. As the second transistor A2 is turned on, the first power VDD is output as the output signal Vout.
이후, 입력신호(Vin)로서 하이(high)신호가 인가되면, 제 1 트랜지스터(A1) 및 제 2 트랜지스터(A2)는 턴-오프(turn off)된다. 따라서, 출력신호(Vout)의 전압은 점점 낮아져 제 3 트랜지스터(A3)의 게이트와 소스간의 커패시턴스(Cgs)에 의해 제 3 트랜지스터(A3)가 턴-온(turn on)된다. 이에 따라 출력신호(Vout)는 제 2 전원(VSS)까지 낮아지게 된다. 또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 인버터의 시뮬레이션 결과에서(도 3) 입력신호(Vin)가 반전되면서 상승시간(rising time)과 하강시간(falling time)이 확보되는 것을 확인할 수 있다. Then, when a high signal is applied as the input signal Vin, the first transistor A1 and the second transistor A2 are turned off. Therefore, the voltage of the output signal Vout is gradually lowered so that the third transistor A3 is turned on by the capacitance Cgs between the gate and the source of the third transistor A3. Accordingly, the output signal Vout is lowered to the second power supply VSS. In addition, in the simulation result of the inverter according to the first embodiment of the present invention (FIG. 3), it can be confirmed that the rising time and the falling time are secured as the input signal Vin is inverted.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a circuit diagram showing the structure of an inverter according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing a simulation result according to the second embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 인버터는 제 1 트랜지스터(B1), 제 2 트랜지스터(B2), 제 3 트랜지스터(B3) 및 제 4 트랜지스터(B4)를 포함한다. Referring to FIGS. 5 and 6, an inverter according to the present invention includes a first transistor B1, a second transistor B2, a third transistor B3, and a fourth transistor B4.
제 1 트랜지스터(B1)는 제 1 전원(VDD)선 및 제 4 트랜지스터(B4)에 연결되며, 게이트에 입력신호(Vin)를 공급받는다. The first transistor B1 is connected to the first power source VDD line and the fourth transistor B4 and receives an input signal Vin to the gate.
제 2 트랜지스터(B2)는 제 1 전원(VDD)선과 출력(Vout)단자에 연결되며, 게이트에 제 1 트랜지스터(B1)와 동일한 입력신호(Vin)를 공급받는다.The second transistor B2 is connected to the first power supply VDD line and the output Vout terminal, and receives the same input signal Vin as the first transistor B1 to the gate.
제 3 트랜지스터(B3)는 출력(Vout)단자와 제 2 전원(VSS)선 사이에 연결된다. The third transistor B3 is connected between the output Vout terminal and the second power supply VSS line.
제 4 트랜지스터(B4)는 제 3 트랜지스터(B3)의 게이트와 제 2 전원(VSS)선 사이에 다이오드 연결된다. The fourth transistor B4 is diode-connected between the gate of the third transistor B3 and the second power source VSS line.
한편, 상기 제 1 내지 제 4 트랜지스터(B1~B4)는 모두 피모스(PMOS) 트랜지스터이다. On the other hand, all of the first to fourth transistors B1 to B4 are PMOS transistors.
상술한 구조를 갖는 인버터의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 입력신호(Vin)로서 로우(low)신호가 공급되면, 제 1 트랜지스터(B1)와 제 2 트랜지스터(B2)가 턴-온(turn on)된다. 제 1 트랜지스터(B1)가 턴-온 됨에 따라 제 1 노드(A)에는 제 1 전원(VDD)에 가까운 전압이 인가된다. 이때, 제 1 트랜지스터(B1)의 폭(W)/길이(L)는 제 4 트랜지스터(B4)의 폭(W)/길이(L)의 보다 크도록 형성된다. 즉, 제 4 트랜지스터(B4)의 저항(R)이 제 1 트랜지스터(B1)의 저항(R)보다 크게 되므로, 제 4 트랜지스터(B4)를 통한 제 2 전원(VSS)의 경로(path)가 차단되어, 제 1 노드(A)에는 제 1 전원(VDD)에 가까운 전압이 인가된다. 이에 따라 제 3 트랜지스터(B3)는 턴-오프(turn off)되고, 제 2 트랜지스터(B2)가 턴-온 됨에 따라 출력신호(Vout)로서 하이(high)레벨인 제 1 전원(VDD)이 인출된다. 따라서, 제 2 트랜지스터(B2)와 제 3 트랜지스터(B3)를 통한 스태틱 전류 패스(static current path)도 제거된다. The operation of the inverter having the above-described structure will be described below. First, when a low signal is supplied as the input signal Vin, the first transistor B1 and the second transistor B2 are turned on. As the first transistor B1 is turned on, a voltage close to the first power source VDD is applied to the first node A. FIG. At this time, the width W / length L of the first transistor B1 is formed to be larger than the width W / length L of the fourth transistor B4. That is, since the resistance R of the fourth transistor B4 is larger than the resistance R of the first transistor B1, the path of the second power source VSS through the fourth transistor B4 is blocked. Thus, a voltage close to the first power source VDD is applied to the first node A. FIG. Accordingly, the third transistor B3 is turned off, and as the second transistor B2 is turned on, the first power source VDD having a high level as the output signal Vout is drawn out. do. Accordingly, the static current path through the second transistor B2 and the third transistor B3 is also eliminated.
이 후, 입력신호(Vin)로서 하이(High)신호가 공급되면, 제 1 트랜지스터(B1)와 제 2 트랜지스터(B2)가 턴-오프된다. 그리고, 다이오드 연결된 제 4 트랜지스터(B4)에 의해 제 1 노드(A)에는 제 2 전원(VSS)과 제 4 트랜지스터의 문턱전압(Vth)의 합 만큼의 전압이 인가된다. 이때, 제 3 트랜지스터(B3)의 게이트와 소 스간 기생 커패시턴스에 의해 부스트(boost)가 발생하여 제 1 노드(a)에는 제 2 ㅈ저전원(VSS)+제 3 트랜지스터의 문턱전압(Vth, Vth<0)보다 작은 전압이 되어 제3 트랜지스터(B3)가 완전히(fully) 턴-온(turn on) 된다. 이에 따라, 출력전압(Vout)은 최저레벨(VSS)까지 낮아지며, 동작상 제 3 트랜지스터(B3)의 폭(W)/길이(L) 가 큰 값이어도 상관 없으므로 제 2 트랜지스터(M2)를 통한 방전시 동작 속도를 빠르게 할 수 있다. Thereafter, when a high signal is supplied as the input signal Vin, the first transistor B1 and the second transistor B2 are turned off. In addition, a voltage equal to the sum of the threshold voltage Vth of the second power source VSS and the fourth transistor is applied to the first node A by the diode-connected fourth transistor B4. At this time, a boost is generated by the parasitic capacitance between the gate and the source of the third transistor B3, and the threshold voltage Vth and Vth <of the second low power supply VSS + the third transistor are generated at the first node a. The voltage becomes less than 0), causing the third transistor B3 to be turned on completely. Accordingly, the output voltage Vout is lowered to the lowest level VSS, and since the width W / length L of the third transistor B3 may be a large value in operation, the discharge voltage Vout is discharged through the second transistor M2. Speed up the operation.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 인버터의 시뮬레이션 결과에서(도 5) 입력신호(Vin)가 반전되면서 상승시간(rising time)과 하강시간(falling time)이 확보되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 입력신호(Vin)로서 하이레벨(high level)의 전압이 공급되더라도 출력신호(Vout)가 제 3 트랜지스터(B3)를 통해 방전됨에 있어서 그 동작속도가 저하되지않는다. In addition, it can be seen from the simulation result of the inverter according to the second embodiment of the present invention (FIG. 5) that the rising time and the falling time are secured while the input signal Vin is inverted. In addition, according to the present embodiment, even when a high level voltage is supplied as the input signal Vin, the operation speed does not decrease as the output signal Vout is discharged through the third transistor B3.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이고, 도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다. 7 is a circuit diagram showing the structure of an inverter according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a graph showing a simulation result according to the third embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 인버터는 제 1 트랜지스터(C1), 제 2 트랜지스터(C2), 제 3 트랜지스터(C3), 제 4 트랜지스터(C4) 및 커패시터(CC)를 포함한다. Referring to FIGS. 7 and 8, an inverter according to the present invention may include a first transistor C1, a second transistor C2, a third transistor C3, a fourth transistor C4, and a capacitor CC. Include.
제 1 트랜지스터(C1)는 제 1 전원선(CL1) 및 커패시터(CC1)의 제 1 전극에 연결되고, 게이트에 입력신호(Vin)를 인가받는다. The first transistor C1 is connected to the first power line CL1 and the first electrode of the capacitor CC1 and receives an input signal Vin at the gate.
제 2 트랜지스터(C2)는 제 1 전원선(CL1) 및 제 3 트랜지스터(C3)와 연결되 고, 게이트에 제 1 트랜지스터(C1)와 동일한 입력신호(Vin)를 인가받는다. The second transistor C2 is connected to the first power line CL1 and the third transistor C3 and receives the same input signal Vin as the first transistor C1 at the gate.
제 3 트랜지스터(C3)는 제 2 트랜지스터(C2) 및 제 2 전원선(CL2)과 연결되고, 게이트가 커패시터(CC)의 제 2 전극과 연결된다. The third transistor C3 is connected to the second transistor C2 and the second power line CL2, and a gate thereof is connected to the second electrode of the capacitor CC.
제 4 트랜지스터(C4)는 커패시터(CC)의 제 2 전극 및 제 2 전원선(VSS)과 연결되고 다이오드 구조로 제작된다. The fourth transistor C4 is connected to the second electrode and the second power line VSS of the capacitor CC and manufactured in a diode structure.
커패시터(CC)는 제 1 전극이 제 1 트랜지스터(C1)와 연결되고, 제 2 전극이 제 4 트랜지스터(C4)에 연결된다. In the capacitor CC, a first electrode is connected to the first transistor C1 and a second electrode is connected to the fourth transistor C4.
한편, 상기 제 1 내지 제 4 트랜지스터(C1~C4)는 모두 피모스(PMOS) 트랜지스터이다. On the other hand, all of the first to fourth transistors C1 to C4 are PMOS transistors.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 제 1 실시예에서는 제 3 트랜지스터(A3)의 게이트 전압이 초기화 되지 않았기 때문에 실제 공정에 있어서, 예기치 못한 상황이 발생할 수 있다. 일례로, 제 3 트랜지스터(A3)의 게이트선에 전하가 많이 모여있다면, 커패시터(AC)의 용량 만으로는 제 3 트랜지스터(A3)의 온(ON), 오프(OFF)를 조절하지 못하여 인버터의 정상동작이 어려울 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예에서는 다이오드 연결된 제 4 트랜지스터(C4)를 추가하여 제 3 트랜지스터(C3)의 게이트 전압을 초기화해 줄 수 있다. In the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 3 and 4, an unexpected situation may occur in an actual process because the gate voltage of the third transistor A3 is not initialized. For example, if a large amount of electric charges are collected in the gate line of the third transistor A3, the ON of the third transistor A3 cannot be controlled only by the capacitance of the capacitor AC, and thus the inverter operates normally. This can be difficult. In order to solve this problem, in the second and third embodiments of the present invention, a diode-connected fourth transistor C4 may be added to initialize the gate voltage of the third transistor C3.
상술한 바와 같은 인버터의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 입력신호(Vin)로서 로우(low)신호가 공급되면, 제 1 트랜지스터(C1) 및 제 2 트랜지스터(C2)가 턴-온(turn on)된다. 제 1 트랜지스터(C1)가 턴-온(turn on) 됨에 따라 커패시터(CC)의 제 1 전극에는 제 1 전원(VDD)이 인가되고, 다이오드 연결된 제 4 트랜지스터(C4)로 인해 커패시터(CC)의 제 2 전극에는 제 2 전원(VSS)과 제 4 트랜지스터(C4)의 문턱전압(Vth)의 합만큼의 전압이 인가된다. 따라서, 커패시터(CC)에는 VDD-(VSS + │Vth│)의 전압이 충전된다. 또한, 제 2 트랜지스터(C2)가 턴-온(turn on) 됨에 따라 출력신호(Vout)로서 제 1 전원(VDD)이 출력된다. Referring to the operation of the inverter as described above are as follows. First, when a low signal is supplied as the input signal Vin, the first transistor C1 and the second transistor C2 are turned on. As the first transistor C1 is turned on, a first power source VDD is applied to the first electrode of the capacitor CC, and the diode CC is connected to the first transistor C4. A voltage equal to the sum of the threshold voltage Vth of the second power source VSS and the fourth transistor C4 is applied to the second electrode. Therefore, the capacitor CC is charged with the voltage of VDD- (VSS + | Vth |). In addition, as the second transistor C2 is turned on, the first power source VDD is output as the output signal Vout.
한편, 입력신호(Vin)로서 하이(high)신호가 공급되면, 제 1 트랜지스터(C1) 및 제 2 트랜지스터(C2)가 턴-오프(turn off)된다. 이에 따라 출력전압(Vout)은 점점 낮아진다. 이때, 커패시터(CC)에 유지되어 있는 소정의 전압이 제 3 트랜지스터(C3)의 게이트에 인가되고, 출력전압(Vout)은 제 2 전원(VSS)까지 낮아진다. 또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 인버터의 시뮬레이션 결과에서(도 7) 입력신호(Vin)가 반전되면서 상승시간(rising time)과 하강시간(falling time)이 확보되는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, when a high signal is supplied as the input signal Vin, the first transistor C1 and the second transistor C2 are turned off. Accordingly, the output voltage Vout is gradually lowered. At this time, a predetermined voltage held in the capacitor CC is applied to the gate of the third transistor C3, and the output voltage Vout is lowered to the second power supply VSS. In addition, in the simulation result of the inverter according to the third embodiment of the present invention (FIG. 7), it can be confirmed that a rising time and a falling time are secured while the input signal Vin is inverted.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 인버터의 구조를 나타낸 회로도이다. 9 is a circuit diagram showing the structure of an inverter according to a fourth embodiment of the present invention.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 인버터는 제 1 트랜지스터(D1), 제 2 트랜지스터(D2), 제 3 트랜지스터(D3), 제 4 트랜지스터(D4) 및 커패시터(DC)를 포함한다. Referring to FIG. 9, an inverter according to the present invention includes a first transistor D1, a second transistor D2, a third transistor D3, a fourth transistor D4, and a capacitor DC.
제 1 트랜지스터(D1)는 제 1 전원선(DL1) 및 커패시터(DC)의 제 1 전극과 연결되며, 게이트에 입력신호를 공급받는다. The first transistor D1 is connected to the first power line DL1 and the first electrode of the capacitor DC and receives an input signal from the gate.
제 2 트랜지스터(D2)는 제 1 전원선(DL1)과 출력(Vout)단자에 연결되며, 게 이트에 제 1 트랜지스터(D1)와 동일한 입력신호를 공급받는다. The second transistor D2 is connected to the first power line DL1 and the output Vout terminal and receives the same input signal as the first transistor D1.
제 3 트랜지스터(D3)는 출력(Vout)단자와 제 2 전원선(VL2) 사이에 연결된다. The third transistor D3 is connected between the output Vout terminal and the second power line VL2.
제 4 트랜지스터(D4)는 제 3 트랜지스터(D3)의 게이트와 제 2 전원선(VL2) 사이에 다이오드 연결된다. The fourth transistor D4 is diode-connected between the gate of the third transistor D3 and the second power line VL2.
커패시터(DC)는 제 1 전극이 제 1 트랜지스터(D1)와 연결되고, 제 2 전극이 제 4 트랜지스터(D4)와 연결된다. 한편, 상기 제 1 내지 제 4 트랜지스터(D1 내지 D4)는 모두 피모스(PMOS) 구조이다. The capacitor DC has a first electrode connected with the first transistor D1 and a second electrode connected with the fourth transistor D4. Meanwhile, all of the first to fourth transistors D1 to D4 have a PMOS structure.
상술한 구조를 갖는 인버터의 동작은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 제 2 실시예와 동일하다. 본 실시예에서는 제 2 실시예에 커패시터(DC)를 더 추가해 입력신호(Vin)가 하이(high)레벨일 때 부스트(boost)동작을 보완하였다. The operation of the inverter having the above-described structure is the same as in the second embodiment described with reference to FIGS. 4 and 5. In this embodiment, the capacitor DC is further added to the second embodiment to compensate for the boost operation when the input signal Vin is at a high level.
도 10은 본 발명에 따른 인버터 구조를 적용한 표시장치를 나타낸 평면 개념도이다. 10 is a plan conceptual view illustrating a display device to which an inverter structure according to the present invention is applied.
도 10을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 표시장치는 화소부(100), 주사구동부(200), 데이터구동부(300) 및 제어부(400)를 포함한다. Referring to FIG. 10, the display device according to the present invention includes a
화소부(100)는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn), 복수의 데이터선(D1,D2,...Dm) 및 복수의 주사선(S1,S2...Sn)과 복수의 데이터선(D1,D2,...Dm)에 의해 정의된 영역에 형성된 복수의 화소(110)을 포함한다. The
주사구동부(200)는 복수의 주사선(S1,S2,...Sn)에 주사신호를 인가한다. 한 편, 주사구동부(200)는 시프트 레지스터(210), 레벨 시프터(220) 및 버퍼(230)를 포함한다. 먼저, 시프트 레지스터(210)는 주사선에 공급할 신호를 차례로 레벨 시프터(220)에 공급한다. 그리고, 레벨 시프터(220)는 시프트 레제스터(210)로부터 전달받은 신호를 버퍼(230) 및 복수의 주사선(S1,S2,...Sn)에 공급할 수 있는 전압 레벨로 변경하여 출력한다. 또한, 버퍼(230)는 화소부(100)의 부하로 인하여 동작 속도가 감소하는 것이 방지한다. The
데이터구동부(300)는 복수의 데이터선(D1,D2,...Dm)에 데이터신호를 인가한다. The
한편, 주사구동부(200) 및 데이터구동부(300)는 기판(미도시)상에 직접 장착되어 있는데, 이러한 구조를 COG(Chip on glass)방식이라 한다. Meanwhile, the
제어부(400)는 주사구동부(200) 및 데이터구동부(300)의 구동에 필요한 제어신호를 공급한다. The
상술한 바와 같은 표시장치에서는 일례로 주사구동부(200)의 버퍼(230)가 복수의 인버터(미도시)로 구성되어 있다. 본 발명에서는 인버터에 채용된 트랜지스터를 모두 PMOS구조로 제작하여 공정을 단순화하고 구동 특성을 향상시킬 수 있다. 바람직한 인버터의 구조는 도 2 및 도 9를 참조하여 설명한 바와 동일하므로 지면상 생략하도록 한다. 또한, 본 실시예에서는 PMOS 구조의 인버터가 주사구동부에 적용된 예만을 설명하였으나, 이에 제한되지 않으며, PMOS 인버터는 논리게이트의 기본이 되므로 집적회로에 전반적으로 적용이 가능하다. In the display device as described above, for example, the
본 발명에 따른 인버터 및 이를 구비한 표시장치에 의하면, 피모스(PMOS)만으로 회로를 구성하기 때문에 공정을 단순화할 수 있고, 장치의 구동 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, P 타입에 비해 낮은 이동도 및 높은 문턱전압을 갖는 N 타입의 트랜지스터를 사용하지 않기 때문에 높은 응답속도를 얻을 수 있는 장점이 있다. According to the inverter and the display device having the same according to the present invention, since the circuit is composed only of PMOS, the process can be simplified and the driving characteristics of the device can be improved. In addition, since the N type transistor having low mobility and high threshold voltage is not used compared to the P type, a high response speed is obtained.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
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