KR20020013747A - 구동회로, 충전/방전회로 및 액정표시장치 - Google Patents

구동회로, 충전/방전회로 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충전수단과 제1 정전류회로를 구비하는 제1 출력단, 방전수단과 제2 정전류회로를 구비하는 제2 출력수단, 제1 및 제2 차동회로로 구성된 예비충전/예비방전회로, 소망의 전압을 출력하기 위한 출력회로, 및 예비충전/예비방전회로와 출력회로를 제어하는 작동제어신호를 발생시키기 위한 작동제어신호발생회로로 이루어진 구동회로를 제공한다. 예비충전/예비방전회로는 소망의 전압을 출력하기 위한 출력기간의 전반에 작동되며, 출력회로만이 출력기간의 후반에 작동된다.
이러한 구성에 의하여 출력단자에 접속된 용량성 부하는 예비충전/예비방전에 의하여 야기되는 예비충전/예비방전전력소모, 구동속력의 저하 및 아이들링 전류를 충분히 억제하면서 고속으로 소망의 전압 근처까지 구동된다.

Description

구동회로, 충전/방전회로 및 액정표시장치{Driving circuit, charge/discharge circuit and liquid crystal display device}
본 발명은 용량성 부하의 구동회로 및 충전/방전회로 등에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 능동매트릭스의 구동방법을 이용하는 액정표시장치에 적합한 구동회로 및 충전/방전회로 등에 관한 것이다.
최근, 통신기술의 발달에 따라, 이동전화기 및 개인 디지털 보조기 등을 구비한 디스플레이를 가진 휴대용 장비에 대한 수요가 증가하고 있다. 휴대용 장비에는 오랫동안에 연속적으로 충분히 사용할 수 있는 것이 중요하기 때문에, 액정표시장치는 낮은 전력소모로 인하여 휴대용 장비의 디스플레이로 광범위하게 사용되어 왔다.
또한, 액정표시장치는 종래에 역광조명으로 반투명하였지만, 보다 낮은 전력소모를 위하여 역광조명이 없는 외부광을 사용하는 반사디스플레이가 발전되어왔다.
또한, 액정표시장치에 관하여 선명한 영상의 표시가 고해상도와 함께 요구되어왔다. 따라서, 종래의 직접매트릭스의 방법보다 선명한 영상을 제공할 수 있는 능동매트릭스를 이용하는 액정표시장치에 대한 수요가 증가하여왔다.
액정표시장치의 구동회로 상에서의 보다 낮은 전력도 요구되어왔다. 낮은 전력소모를 가진 구동회로는 진지하게 연구되어 발전하고 있다.
일반적으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 능동매트릭스 구동방법을 이용하는 액정표시장치(1000)는 액정구동장치(1010)와 액정패널(1020)을 구비한다. 또한, 액정구동장치(1010)는 제어회로(1011), 데이터라인구동회로(1012) 및 공통전극전압발생회로(1013)를 구비한다. 액정패널(1020)은 위에 투명화소전극과 박막트랜지스터(TFT)를 가진 반도체기판(TFT기판; 1021), 위에 전체적으로 형성된 투명공통전극을 가진 대향기판(1022), 및 서로 대향된 두 개의 기판들 사이에 충진된 액정을 구비한다.
데이터라인과 주사라인은 반도체기판(1021) 상에 배치된다. 데이터라인들은 화소전극에 인가되는 복수개의 레벨전압(계조전압)을 전송하고, 주사라인들은 TFT소자에 스위칭(주사)제어신호를 전송한다. 데이터라인들은 대향기판의 전극들 사이에 대한 액정의 전기용량과 주사라인들의 교차점 상에서 나타나는 전기용량 등에 의하여 상대적으로 큰 용량성 부하를 가진다.
이하에서 액정표시장치의 액정구동장치를 설명한다.
제어회로(1011)는 병렬의 동기신호와 비디오신호와 같은 신호에 응답하여 구동제어신호, 주사제어신호, 공통전극제어신호 등을 발생시킨다.
데이터라인구동회로(1012)는 구동제어신호에 응답하여 데이터라인을 구동하기 위한 복수의 계조전압들을 발생시킨다.
또한, 공통전극전압발생회로(1013)는 공통전극제어신호에 응답하여 소정의 전압을 공통전극에 공급한다.
주사제어신호는 TFT를 제어하고, 계조전압은 화소전극에 인가되고, 화소전극과 대향기판전극 사이의 전위차에 따라 액정의 광투과율이 변하여 영상이 디스플레이된다.
계조전압은 데이터라인을 통하여 화소전극에 인가되고 하나의 프레임기간(약 1/60초)동안에 데이터라인에 접속된 모든 화소에 인가된다. 그러므로, 데이터라인구동회로는 용량성 부하로 역할을 하는 데이터라인을 매우 정확한 전압으로 빠르게 구동하는 것이 필요하다.
전술한 바와 같이, 데이터라인구동회로(1012)는 용량성 부하로 역할을 하는 데이터라인을 매우 정확한 전압으로 빠르게 구동하는 것이 필요하다. 또한, 휴대용 장비에 사용될 때, 낮은 전력소모가 요구된다. 그러므로, 다양한 데이터라인구동회로가 전술한 요구(높은 정확도, 빠른 속력 및 출력전압의 낮은 전력소모) 등을 만족하기 위하여 발전하여 왔다.
도 1에서 복수의 레벨전압을 출력하기 위한 간단한 구동회로로서, 저항 스트링(다중계조전압발생회로; 200)과 각각 스위치그룹(301)을 구비하는 디코더(300)로 구성된 도 2의 구동회로가 공지되어 있다.
도 2에 있어서, 간단한 구성으로서, 저항 스트링(다중계조전압발생회로;200)의 접속단자로부터 꺼내진 전압은 스위치그룹(301)을 구비하는 디코더(300)에서 선택되며, 그 전압은 액정디스플레이패널(도 1의 1020)의 데이터라인으로 직접 출력된다. 게다가, 각 데이터라인에 대응하는 레벨전압은 구동제어신호들 중의 하나인 디지털선택신호에 응답하여 디코더(300)에서 선택될 수 있다.
도 2에 나타낸 구동회로의 전력소모는 저항 스트링(200)에 인가된 전류에 의하여 결정된다. 그 전류가 낮으면, 전력소모는 감소될 수 있다. 그러나, 데이터라인으로 레벨전압의 구동기간(하나의 출력기간)은 액정표시패널의 주사라인 수에 의하여 결정된다. 많은 수의 화소를 가진 패널의 경우, 하나의 출력기간은 짧으며, 고속의 구동이 필요하다.
도 2에 나타낸 구동회로의 속력은 저항 스트링(200)에 인가된 전류의 크기에 의존하며, 데이터라인에 공급된 전하는 저항 스트링(200)으로부터 공급된다. 그러므로, 회로의 임피던스는 크기 때문에, 도 2에 나타낸 구동회로 내에서 고속으로 구동을 수행하기 위하여 저항 스트링(200)의 전류를 충분히 증가시킬 필요가 있다.
상기 문제를 해결하기 위한 구동회로로서, 예를 들면, 일본 공개 특허공보 제10-301539는 도 3과 같이 구성된 구동회로가 개시되어 있다.
도 3을 참조하면, 구동회로는 도 2에 나타낸 구동회로의 출력에 각각 위치된 출력회로(900)를 구비한다. 출력회로(900)는 디코더(300)와 출력단자(400)의 출력에 접속되는 스위치(901), N채널MOS트랜지스터(NMOS; 902) 및 P채널MOS트랜지스터(PMOS; 903)를 가진다. N채널MOS트랜지스터(902)는 고전위 측의 전원VDD에 접속된 드레인과, 출력단자(400)에 접속된 소스, 및 디코더(300)의 출력에 접속된 게이트를 가진다. P채널MOS트랜지스터(PMOS; 903)는 출력단자(400)에 접속된 소스, 저전위 측의 전원VDD에 접속된 드레인과, 및 디코더(300)의 출력에 접속된 게이트를 가진다.
게다가, 스위치(901)는 예를 들면, 작동제어신호발생회로(800)에서 발생된 작동제어신호나 도 1의 제어회로(1011)에서 발생된 작동제어신호에 의하여 제어된다. 즉, 스위치(901)가 출력기간의 전반 중의 예비충전/방전의 기간동안에 꺼지면, 트랜지스터(902나 903)의 소스추종작동(source follower operation)은 트랜지스터의 임계전압에 의하여 선택된 레벨전압으로부터 추이(shift)된 전압 근처까지 고속으로 접근시킬 수 있다. 예비충전/방전의 기간 후에, 스위치(901)는 on되며, 전하는 도 2의 구동회로와 같이 저항 스트링(200)으로부터 직접 데이터라인으로 공급되어, 구동이 선택된 레벨전압으로 이루어진다.
도 3의 구동회로에 있어서, 예비충전/방전의 기간동안에, 트랜지스터의 소스추종작동에서 임피던스의 변환에 의하여 전하는 트랜지스터의 드레인에 접속된 전원으로부터 데이터라인으로 공급된다.
그러므로, 도 3의 구동회로는 도 2에 나타낸 구동회로보다 빠르게 선택된 레벨전압으로 구동을 제공할 수 있다.
한편, 저항 스트링(200)으로부터 데이터라인에 전하를 공급하지 않고 임피던스의 변환에 의하여 완벽하게 고속으로 구동을 할 수 있는 구동회로가 알려져 있다. 도 4는 대표적인 구동회로의 예이다.
도 4를 참조하면, 구동회로는 차동증폭단(差動增幅段;81 및 82)과 출력증폭단(84)으로 이루어진 연산증폭기로 구성된다. 도 4에 있어서, 연산증폭기의 출력전압Vout이 차동증폭기(81 및 82)의 Vin-(반전입력단)으로 궤환(음의 피드백)되는 전압추종구조(voltage following system)가 제공되는 경우, Vin+(비반전입력단자)으로 입력되는 전압과 같은 전압이 전류증폭되어 출력전압Vout으로 출력된다.
그러므로, 레벨전압이 Vin+로 입력될 때, 데이터라인은 큰 전류를 공급할 있으면서 빠르게 구동될 수 있다.
이하 구조의 전압을 가진 도 4의 연산증폭기의 작동에 있어서, 전압이 Vin+>Vin-로 변할 때 출력전압Vout은 안정하지만, 출력증폭단(84)의 PMOS트랜지스터(841)만이 작동되어 출력전압Vout은 Vin+(비반전입력단자 상의 전압)으로 증가된다. 한편, 전압이 Vin+<Vin-로 변할 때, 출력증폭단(84)의 NMOS트랜지스터(842)만이 작동되어 출력전압Vout은 Vin-(반전입력단 상의 전압)으로 감소된다.
피드백을 가진 구성에 있어서, 출력전압Vout의 변화에 대한 차동증폭단(81 및 82)과 출력증폭단(84)의 응답지연 때문에 진동이 발생될 수 있다. 그러므로, 전기용량 소자(843 및 844)는 위상보상수단으로서 제공되어 반응의 지연시간을 조절(위상보상)을 한다. 따라서, 진동을 방지하여 안정한 출력전압을 얻을 수 있다. 그러한 연산증폭기는 데이터라인을 고속으로 구동시키는 것을 가능하게 한다. 또한, 도 4의 연산증폭기는 도 3의 출력회로(900)로 이용될 때, 작은 전류공급능력은 Vin+를 공급하는 회로에 대하여 충분하다. 그러므로, 저항 스트링(200)의 전류를 충분히 감소시킬 수 있다.
그러나, 도 4의 연산증폭기에 있어서, 용량성 부하의 충전/방전의 전력과 연산증폭기의 작동을 유지하기 위한 아이들링전류(idling current)로 인하여 전력이 소모된다. 또한, Vin+에 입력된 레벨전압이 변할 때, 충전작용과 방전작용은 출력전압이 안정화될 때가지 고속으로 스위칭된다. 따라서, 도 4에 나타낸 연산증폭기가 높은 전압의 정확도와 고속의 구동을 달성할 수 있지만, 전력소모가 크다.
상기 문제를 해결하기 위한 구동회로로서, 예를 들면, 일본 특허 제2990082는 도 5에 나타낸 구동회로를 개시하고 있다. 도 5를 참조하면, 구동회로는 차동증폭단(81)과 출력증폭단(83)으로 구성된 연산증폭기와 예비방전제어스위치(834)로 이루어진다.
출력증폭단(83)이 PMOS트랜지스터(831)를 이용하여 고속으로 충전작용을 수행할 수 있지만, 방전작동의 속력은 정전류회로(832)의 전류에 의하여 감소된다. 그러므로, 예비방전기간이 출력기간의 전반(前半)에 제공된다. 데이터라인은 작동제어신호에 의하여 제어되는 스위치(834)에 의하여 예비방전의 기간동안에 일시적으로 전원전압VSS로 감소되며, 예비방전의 기간 후에 연산증폭기에 의하여 고속으로 입력전압Vin+으로 구동된다.
이것은 아이들전류가 감소될 때 고속으로 구동을 할 수 있기 위하여 차동증폭단(81)과 출력증폭단(83)의 정전류회로(815 및 832)의 전류를 감소시키는 것을가능하게 한다.
즉, 도 5에 나타낸 구동회로에 있어서, 데이터라인은 일시적으로 전원전압VSS으로 예비방전된다. 따라서, 낮은 아이들링전류에서 전력소모가 낮은 연산증폭기에 의하여 고속의 구동은 달성될 수 있으며, 구동이 연산증폭기의 높은 전압정확도로 제공될 수 있다.
또한, 예비방전의 필요성이 없으면서, 고속의 구성이 도 5의 차동증폭단(81)과 출력증폭단(83)과 같은 간단한 연산증폭기에 의하여 가능하다.
또한, 낮은 전력소모를 달성할 수 있는 구동회로가 예를 들면, 일본 공개 특허공보 제10-197848이 도 6에 나타낸 구성을 개시되어 있다.
도 6을 참조하면, 반전입력단(-)으로 입력된 입력전압Vin을 가진 연산증폭기(860), 스위치(871)를 통하여 고전위 측의 전원VDD에 접속된 소스를 가진 PMOS트랜지스터(861), 및 스위치(872)를 통하여 저전위 측의 전원VSS에 접속된 소스를 가진 NMOS트랜지스터(862)로 이루어진 피드백 구성이 제공된다. PMOS트랜지스터(861)와 NMOS트랜지스터(862)의 드레인들은 출력단자에 공통접속되며, 연산증폭기(860)의 출력은 PMOS트랜지스터(861)와 NMOS트랜지스터(862)의 게이트들에 공통접속되며, 출력단자의 전압Vout은 연산증폭기(860)의 비반전입력단자(+)로 피드백된다.
연산증폭기(860)는 트랜지스터(861 및 862)의 게이트들만이 구동되도록 구성된다. 그러므로, 연산증폭기(860)가 감소된 전류공급능력으로 낮은 전력소모를 가지더라도, 트랜지스터(861 및 862)의 게이트를 고속으로 구동하는 것이 가능하다.또한, 트랜지스터(861 및 862)는 고속의 전류공급능력으로 용량성 부하를 빠르게 충전이나 방전시킬 수 있으며, 연산증폭기(860)의 입력전압과 동일한 전압으로 안정화된다.
그러므로, 도 6의 구동회로에서 고속의 구동이 가능하다. 게다가, 스위치(871 및 872)가 연산제어신호에 의하여 제어되고, 충전과 방전의 스위칭에 의하여 야기되는 관통전류(貫通電流;flow-through current)를 방지하기 위하여 제공된다. PMOS트랜지스터(861)가 충전작동을 수행할 때, 스위치(871)는 on된다. NMOS트랜지스터(862)가 방전작동을 수행할 때, 스위치(872)는 off된다. 그러므로, 고속의 구동이 달성되며, 전력소모는 용량성 부하의 충전/방전의 전력과 연산증폭기(860)의 아이들링 전류로 감소될 수 있다.
전술한 바와 같이, 휴대용 장비에 이용되는 액정디스플레이장치의 구동회로에 있어서, 낮은 전력소모가 무엇보다 필요하다. 이 때, 높은 전압의 정확도를 가진 고속의 구동이 필요하다.
도 3에 나타낸 구동회로는 트랜지스터의 임계전압에 의하여 선택된 레벨전압으로부터 추이된 전압으로 데이터라인을 빠르게 예비충전/예비방전을 시킨다. 그 다음, 전하는 직접 저항 스트링(200)으로부터 공급되고 선택된 레벨전압으로 구동을 제공한다. 따라서, 보다 빠른 구동이 도 2에 나타낸 구동회로보다 가능할 수 있다. 그러나, 도 3에 있어서도, 트랜지스터의 임계전압에 의한 변화에 관하여, 저항 스트링(200)으로부터 전하를 직접 공급함으로써 구동할 필요가 있다. 그러므로, 트랜지스터의 임계전압이 충분히 작지 않으면, 저항 스트링(200)의 전류를 충분히 감소시키는 것이 불가능하다. 예비충전/예비방전에 의하여 레벨전압으로 고속의 구동을 하기 위하여 예비충전/예비방전회로가 제공될 때, 저항 스트링(200)의 전류를 충분히 감소시킬 수 있다는 것이 쉽게 이해된다.
한편, 도 5 및 6에 나타낸 피드백 구동회로는 고속의 구동을 쉽게 달성할 수 있다. 그러나, 안정한 방법으로 고전압의 정확도를 갖는 데이터라인을 구동하기 위하여, 진동을 방지하기 위한 위상보상수단을 제공할 필요가 있다.
아이들링 전류가 도 5의 연산증폭기와 같은 정전류회로에 의하여 감소되는 경우, 위상보상전기용량을 빠르게 충전과 방전시키기에 충분히 큰 아이들링 전류(정전류)를 인가할 필요가 있다.
또한, 도 5에 나타낸 연산증폭기의 경우, 전원전압은 각 출력기간동안에 예비방전된다. 또한 동일한 레벨전압에서 연속적인 구동을 하는 경우, 데이터라인은 각 출력기간동안에 예비방전될 필요가 있다. 그러므로, 과충전/방전에 의한 전력이 소모된다.
또한, 도 6에 나타낸 구동회로의 경우, 충전작동과 방전작동 중의 하나만이 출력기간동안에 데이터라인을 구동하는데 수행된다. 그러므로, 상대적으로 작은 전기용량을 가진 데이터라인의 경우, 구동전압은 선택된 레벨전압으로부터 크게 추이될 수도 있다.
또한, 도 5 및 6에 나타낸 구성이외에, 연산증폭기를 이용하는 구동회로에서 아이들링 전류에 의하여 야기되는 전력소모를 감소시키기 위하여 연산증폭기를 일시적으로 비작동상태로 하게 하는 방법이 제안되었다. 그러나, 위상보상전기용량이 연산증폭기가 작동을 시작할 때 충전과 방전에서 안정화될 때까지 출력전압은 불안정하다. 연산증폭기가 작동과 비작동 사이에서 종종 스위칭될 때, 고전압의 정확도를 가진 출력을 발생시키는 것이 어려우며, 불안정한 출력을 가진 기간동안에 충전과 방전에 의하여 전력소모가 증가된다.
본 발명의 제1 목적은 고속의 작동과 낮은 전력소모를 달성하는 구동회로 등을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 출력전압의 높은 정확도, 고속의 작동 및 낮은 전력소모를 달성하는 구동회로 등을 제공하는 것이다.
도 1은 전형적인 액정표시장치의 블록도의 예를 나타낸 도면;
도 2는 저항기로부터 용량성 부하로 전하를 직접 공급하는 종래 구동회로의 구성을 나타낸 다이어그램;
도 3은 도 2에 비하여 보다 빠르게 구동하는 종래의 다른 구동회로의 구성을 나타낸 다이어그램;
도 4는 종래 연산증폭기의 구성을 나타낸 다이어그램;
도 5는 낮은 전력소모를 갖는 종래의 다른 연산증폭기의 구성을 나타낸 다이어그램;
도 6은 낮은 전력소모를 갖는 종래 연산증폭기를 구비한 구동회로의 구성을 나타낸 다이어그램;
도 7은 본 발명의 구동회로의 제1 실시예를 나타내는 블록도;
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동회로의 구성과 도 7의 예비충전/예비방전회로(20)의 특정한 회로구성을 나타내는 구성의 다이어그램;
도 9는 본 발명의 구동회로의 제3 실시예를 나타내는 블록도;
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 구동회로의 구성과 도 8의 예비충전/예비방전회로(20a)의 특정한 회로구성을 나타내는 구성의 다이어그램;
도 11a는 도 8의 구동회로를 제어하는 방법을 나타내내는 다이어그램;
도 11b는 구동회로의 출력전압파형의 다이어그램;
도 12는 도 10에 나타낸 구동회로를 제어하는 방법을 나타낸 다이어그램;
도 13a는 도 8에 나타낸 구동회로를 제어하는 다른 방법을 나타낸 다이어그램;
도 13b는 구동회로의 출력전압파형의 다이어그램;
도 14는 도 10에 나타낸 구동회로를 제어하는 다른 방법을 나타낸 다이어그램;
도 15는 본 발명의제5 실시예에 따른 구동회로의 구성을 나타낸 블록도;
도 16은 본 발명의 제6 실시예에 따른 구동회로의 구성 및 도 15에 나타낸 예비충전/예비방전의 특정한 회로구성을 나타낸 다이어그램;
도 17a는 도 16에 나타낸 구동회로를 제어하는 방법을 나타낸 다이어그램;
도 17b는 구동회로의 출력전압파형을 나타낸 다이어그램;
도 18a는 도 16에 나타낸 구동회로를 제어하는 다른 방법을 나타낸 다이어그램;
도 18b는 출력단자(2a)의 출력전압파형을 나타낸 다이어그램;
도 18c는 출력단자(2b)의 출력전압파형을 나타낸 다이어그램;
도 19는 본 발명의 제7 실시예에 따른 구동회로 및 액정표시장치의 데이터드라이버의 구성예를 나타낸 블록도;
도 20은 도 19의 출력단(100)에 적용할 수 있는 제8 실시예의 특정한 회로구성을 나타낸 다이어그램;
도 21은 도 20에 나타낸 출력전압파형의 시뮬레이션 결과를 나타낸 다이어그램;
도 22는 도 20의 출력단(100)에 적용할 수 있는 제9 실시예의 다른 특정한 회로구성을 나타낸 다이어그램;
도 23은 본 발명의 제10 실시예에 따른 구동회로의 구성을 나타낸 다이어그램;
도 24는 도 23의 출력전압파형의 시뮬레이션 결과를 나타내는 다이어그램; 및
도 25는 본 발명의 제11 실시예에 따른 구동회로의 구성을 나타내는 다이어그램이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 1A, 1B:입력단자
2, 2A, 2B:출력단자
10:출력회로
10A:제1 출력회로
10B:제2 출력회로
20:예비충전/예비방전회로
21:제1 차동회로
22:제2 차동회로
23:차동회로
30:제1 출력단
31:충전수단
40:제2 출력단
41:방전수단
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 구동회로는 입력전압에 응답하여 출력전압을 구동출력단자로 출력하기 위한 출력회로 및 입력전압에 응답하여 구동출력단자를 구동하기 위한 예비충전/예비방전회로를 구비하며:
제1 작동제어신호에 의하여 제어되고, 방전기능을 가진 제1 정전류회로와 충전수단을 구비한 제1 출력단(出力段);
제2 작동제어신호에 의하여 제어되고, 충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비한 제2 출력단;
제3 작동제어신호에 의하여 제어되고, 상기 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 입력단자들에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 적어도 하나의 차동회로; 및
상기 구동출력단자에 공통접속된 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 구동회로는 입력전압에 응답하여 출력전압을 구동출력단자로 출력하기 위한 출력회로;
상기 입력전압에 응답하여 상기 구동출력단자를 구동하기 위한 예비충전/예비방전회로;
복수의 레벨전압들을 발생시키기 위한 다수의 레벨전압발생회로; 및
상기 복수의 레벨전압들을 선택하고 상기 전압들을 상기 출력회로의 입력전압으로 하여 공급하기 위한 수단을 포함하며,
상기 예비충전/예비방전회로는
상기 제1 작동제어신호에 의하여 제어되고, 방전기능을 가지는 제1 정전류회로와 충전수단을 구비하는 제1 출력단;
제2 작동제어신호에 의하여 제어되고, 충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비하는 제2 출력단;
제3 작동제어신호에 의하여 제어되고, 상기 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 입력단자들에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 적어도 하나의 차동회로; 및
상기 구동출력단자에 공통접속된 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 구동회로는 제1 입력전압에 응답하여 제1 출력전압을 제1 구동출력단자로 출력하기 위한 제1 출력회로;
제2 입력전압에 응답하여 제2 출력전압을 제2 구동출력단자로 출력하기 위한 제2 출력회로; 및
상기 제1 및 제2 입력전압에 응답하여 상기 제1 및 제2 구동출력단자를 구동하기 위한 예비충전/예비방전회로를 포함하며,
상기 예비충전/예비방전회로는
방전기능을 가지는 제1 정전류회로와 충전수단을 구비하는 제1 출력단;
충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비하는 제2 출력단;
상기 제1 입력전압 또는 상기 제2 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제1 출력단의 입력단자에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 제1 차동회로;
상기 제1 입력전압 또는 상기 제2 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제2 출력단의 입력단자에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 제2 차동회로; 및
공통접속되고, 상기 제1 또는 제2 구동출력단자에 공통접속된 상기 제1 및 제2 출력단의 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 구동회로는 입력신호전압을 입력단자로부터 입력하여 출력단자를 구동하기 위한 출력회로, 및 상기 출력단자를 예비충전과 예비방전시키기 위한 예비충전/예비방전회로를 가진 구동회로로서,
상기 예비충전/예비방전회로는
상기 입력단자로부터의 입력신호전압 및 상기 출력단자로부터의 출력신호전압을 차동입력시키기 위한 제1 및 제2 차동회로;
상기 제1 차동회로의 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 고전위측의 전원으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제1 전도형 트랜지스터, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제1 스위치가 상기 고전위측전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속되며,
상기 출력단자로부터 저전위측의 전원으로 방전하는 제1 정전류회로, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제2 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에 직렬로 접속된 제1 출력단; 및
상기 제2 차동회로의 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 상기 출력단자로부터 상기 저전위측의 전원으로 방전되는 제2 전도형 트랜지스터, 및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제3 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에서 직렬로 접속되며,
상기 고전위측의 전원측으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제2 정전류회로, 및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제4 스위치가 상기 고전위측의 전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속된 제2 출력단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 구동회로는 입력신호전압을 입력단자로부터 입력하여 출력단자를 구동하기 위한 출력회로, 및 상기 출력단자를 예비충전/예비방전시키기 위한 예비충전/예비방전회로를 가진 구동회로로서,
상기 예비충전/예비방전회로는
상기 입력단자로부터의 입력신호전압 및 상기 출력단자로부터의 출력신호전압을 차동입력시키기 위한 제1 및 제2 차동회로;
상기 제1 차동회로의 제1 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 고전위측의 전원으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제1 전도형 트랜지스터, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제1 스위치가 상기 고전위측의 전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속되며,
상기 출력단자로부터 저전위측의 전원으로 방전하는 제1 정전류회로, 및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제2 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에 직렬로 접속된 제1 출력단; 및
상기 제2 차동회로의 제2 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 제2 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 상기 출력단자로부터 상기 저전위측의 전원으로 방전되는 제2 전도형 트랜지스터, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제3 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에서 직렬로 접속되며,
상기 고전위측의 전원측으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제2 정전류회로, 및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제4 스위치가 상기 고전위측의 전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속된 제2 출력단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 예비충전/예비방전회로는 제1 작동제어신호에 의하여 제어되고, 방전기능을 가진 제1 정전류회로와 충전수단을 구비한 제1 출력단(出力段);
제2 작동제어신호에 의하여 제어되고, 충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비한 제2 출력단; 및
제3 작동제어신호에 의하여 제어되고, 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 출력단자들에 접속된 제2 입력단자와 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 입력단자들에 접속된 제2 출력단자를 구비한 적어도 하나의 차동회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 구동회로나 예비충전/예비방전회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
게다가, 이하의 설명에 있어서, 본 발명이 소정의 기간 동안에 소망의 전압으로 액정표시장치의 데이터라인과 같은 용량성 부하를 구동하기 위한 구동회로에 이용되는 실시예를 설명한다.
또한, 간단한 설명을 위하여, 이하의 실시예에서 트랜지스터로 사용되는 MOS트랜지스터를 설명한다. MOS트랜지스터이외의 트랜지스터는 MOS트랜지스터와 동일한 효과가 얻어지기 때문에 MOS트랜지스터이외의 트랜지스터에 대한 설명은 생략한다. 또한, 참조도면들에 있어서, 다른 도면들과 동일한 기능이나 회로는 동일한 참조번호로 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동회로의 구성을 나타낸 다이어그램이다.
도 7을 참조하면, 구동회로는 입력단자(1), 출력단자(2), 입력단자(1)의 전압Vin을 수신하여 소망의 전압을 출력단자(2)로 출력하는 출력회로(10), 및 출력단자(2)의 전압Vout을 고속으로 소망의 전압으로 변화시키기 위한 예비충전/예비방전회로(20)를 구비한다.
다중레벨전압발생회로(예를 들면, 도 3의 200)로부터 계조전압이 디코더(예를 들면, 도 3의 300)를 경유하여 Vin으로서 입력단자(1)로 공급되며, 출력단자(2)의 전압Vout은 예를 들면, 도 1의 액정패널(1020)의 데이터라인으로 공급된다. 본 발명에 따른 구동회로는 도 1에 나타낸 액정장치뿐만 아니라 능동매트릭스형 유기EL디스플레이용의 구동회로와 같은 용량성 부하의 구동회로에도 적용될 수 있다.
또한, 작동제어신호는 예비충전/예비방전회로(20)와 출력회로(10)의 작동과 비작동을 제어하기 위한 신호이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 작동제어신호는 예를 들면, 도 1의 제어회로(1011)나 도 1의 구동회로(1012)의 작동제어신호발생회로(미도시)에서 발생된다.
예비충전/예비방전회로(20)는 제1 차동회로(21), 제2 차동회로(22), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)을 가진다.
제1 출력단(30)은 충전수단(31)과 제1 정전류회로(32)를 가지며, 제2출력단(40)은 방전수단(41)과 제2 정전류회로(42)를 가진다.
제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30), 및 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 출력단(30과 40)의 출력전압이 차동회로(21과 22)의 입력으로 피드백되는 피드백구조를 각각 가진다. 제1 차동회로(21)와 제2 차동회로(22)는 입력전압Vin과 출력전압Vout 사이의 전압차에 따라 작동한다. 차동회로(21과 22)의 출력에 응답하여, 충전수단(31)과 방전수단(41)도 작동되어 출력전압Vout을 변화시킨다.
충전수단(31)은 높은 전류공급능력으로 출력단자(2)를 충전시켜 출력전압Vout을 고전위측(예를 들며, 전원전압VDD측)으로 증가시키기며, 방전수단(41)은 높은 전류공급능력으로 출력단자(2)에 축적된 전하를 방전시켜 출력전압Vout을 저전위측(예를 들며, 전원전압VSS측)으로 감소시킨다.
또한, 제1 정전류회로(32)는 정전류공급능력으로 출력단자(2)에 축적된 전하를 방전시켜 출력전압Vout을 전원전압VSS측으로 감소시킨다. 제2 정전류회로(42)는 정전류공급능력으로 출력단자(2)를 충전시켜 출력전압Vout을 전원전압VDD측으로 증가시킨다.
또한, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30), 및 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 각각 피드백구조를 가진다. 본 발명의 실시예에 있어서, 위상보상수단은 제공되지 않는다.
이하에서 도 7에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동회로의 작동을 설명한다.
먼저, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)의 작동(충전수단(31)과 제1 정전류회로(32))을 설명한다.
제1 차동회로(21)의 전압출력은 입력단자(1)의 전압Vin과 출력단자(2)의 전압Vout 사이의 전압차에 의하여 변한다. 그 변화에 기초하여, 전압Vout이 소망의 전압보다 낮은 경우, 충전수단(31)은 작동되고, 전압Vout이 소망의 전압보다 높은 경우, 충전수단(31)은 작동이 정지된다.
그러므로, 출력전압Vout은, 출력전압Vout이 소망의 전압보다 낮은 경우 충전수단(31)에 의하여 전원전압VDD측으로 빠르게 증가한다. 출력전압Vout이 소망의 전압보다 높은 경우, 출력전압Vout은 제1 정전류회로(32)에 의하여 약간 감소되고 소망의 전압 근처에서 안정화된다. 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 피드백 구조를 가지고 있지만, 위상보상수단이 제공되지 않는다. 위상보상수단은 진동을 억제하여 출력전압Vout을 안정화시키는 기능을 가지고 있지만 작동속력의 저하나 전력소모의 증가를 야기한다.
본 발명의 제1 실시예에 있어서, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 위상보상수단 없이 고속의 응답이 가능하다. 따라서, 출력전압Vout은 소망의 전압 근처로 빠르게 변화된다.
그러나, 위상보상수단이 없는 경우에도, 제1 차동회로(21)와 충전수단(31)은 회로소자에 수반된 기생용량에 의하여 출력전압Vout의 변화에 대한 응답에 있어서 약간 지연된다.
그러므로, 출력전압Vout이 전원전압VDD 측으로 증가되는 경우, 충전수단(31)의 응답지연에 의하여 과전압이 야기되어 출력전압Vout은 소망의 전압보다 높게 증가될 수도 있다. 그러나, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 제1 차동회로(21)와 충전수단(31)의 고속응답은 과충전을 충분히 낮은 레벨로 감소시킬 수 있다.
또한, 충전작동과 방전작동의 반복에 의하여, 출력전압Vout은 진동(오실레이션)을 야기한다. 그러나, 제1 정전류회로(32)는 충분히 낮은 레벨로 오실레이션(진동)을 감소시키기 위하여 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다.
충전수단(31)이 고속으로 충전작동을 수행하더라도, 제1 정전류회로(32)의 방전작동은 느리기 때문에, 오실레이션(진동)은 소망의 전압 근처에서 약간 변하는 낮은 레벨로 감소된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 위상보상수단은 제공되지 않기 때문에, 제1 차동회로(21)와 충전수단(31)은 출력전압Vout의 변화에 대하여 빠르게 응답하여 과충전을 감소시키며, 제1 정전류회로(32)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 따라서, 오실레이션(진동)을 약간 변하는 낮은 레벨로 억제하는 것이 가능하다.
또한, 제1 정전류회로(32)의 전류값이 충분히 낮은 레벨의 전류로 감소되기 때문에, 전력소모도 감소될 수 있다.
또한, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)만이 급속하게 출력전압Vout을 소망의 전압에 가까운 레벨로 충분히 예비충전할 필요가 있다. 낮은 레벨의 오실레이션(진동)이 잔존하더라도, 심각한 문제는 발생하지 않는다.
다음, 이하에서 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)(방전수단(41)과 제2 정전류회로(42))을 설명한다. 기본적인 작동원리는 제1 차동회로(21)와 제1출력단(30)과 동일하다.
제2 차동회로(22)의 전압출력은 입력단자(1)의 전압Vin과 출력단자(2)의 전압Vout 사이의 전압차에 의하여 변한다. 전압Vout이 소망의 전압보다 높은 경우, 방전수단(41)은 작동되고, 전압Vout이 소망의 전압보다 낮은 경우, 방전수단(41)은 작동이 정지된다.
그러므로, 출력전압Vout이 소망의 전압보다 높은 경우 출력전압Vout은 방전수단(41)에 의하여 전원전압VSS측으로 빠르게 감소한다. 출력전압Vout이 소망의 전압보다 낮은 경우, 출력전압Vout은 제2 정전류회로(42)에 의하여 약간 증가되고 소망의 전압 근처에서 안정화된다.
제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)도 피드백 구조를 갖는다. 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)과 마찬가지로, 위상보상수단이 제공되지 않으며, 제2 정전류회로는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 그러므로, 출력전압Vout의 변하여 대하여 제2 차동회로(22)와 방전수단(41)의 응답의 속력을 증가시켜 과방전을 감소시킴으로써 오실레이션(진동)을 약간 변하는 낮은 레벨로 감소시킬 수 있다.
또한, 제2 정전류회로(42)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 감소될 수 있기 때문에, 전력소모도 감소될 수 있다.
또한, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)만이 출력전압Vout을 소망의 전압에 가까운 레벨로 빠르게 예비방전시킬 필요가 있다. 낮은 레벨의 오실레이션(진동)이 잔존하더라도, 심각한 문제가 발생되지 않는다.
제1 정전류회로(32)와 제2 정전류회로(42)는 부하의 용량(출력단자(2)의 부하 용량)이 작을 때 특히 효과적인 작용을 수행한다.
출력 부하의 용량이 작은 경우, 과충전이나 과방전이 충전수단(31)과 방전수단(41)에 의하여 야기될 때, 출력전압Vout은 소망의 전압으로부터 크게 추이될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 제1 정전류회로(32)와 제2 정전류회로(42)가 제공되기 때문에, 과충전이나 과방전을 감소시킴으로써 소망의 전압과 예비충전/예비방전회로(20)의 작동에 의하여 도달된 전압 사이의 차를 감소시킬 수 있다.
또한, 제1 차동회로(21)와 제2 차동회로(22)는 아이들링 전류를 제어하기 위한 정전류회로들에서 각각 제공된다. 따라서, 제1 차동회로(21), 제2 차동회로(22), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)에 인가된 전류들은 정전류회로들에 의하여 제어되며, 아이들링 전류들은 충분히 작은 값으로 각각 설정된다. 따라서, 예비충전/예비방전회로(20)의 전력소모를 이하 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 아이들링 전류가 충분히 감소되는 동안에 고속의 작동이 가능하다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20)의 작동은 아이들링 전류를 차단함으로써 정지될 수 있다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)의 작동과 비작동이 빈번히 스위칭되는 경우에도, 고속의 작동이 가능하며, 전력소모는 작동과 비작동의 스위칭에 의하여 증가되지 않는다.
다음, 본 발명의 제1 실시예에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20) 상에서실행되는 작동제어신호의 제어를 설명한다.
예비충전/예비방전회로(20)의 제1 차동회로(21), 제1 출력단(30)(충전수단(31), 제1 정전류회로(32)), 제2 차동회로(22), 및 제2 출력단(40)(방전수단(41), 제2 정전류회로(42))은 각각 전류를 차단하기 위한 스위치(미도시)를 구비한다. 작동제어신호는 각 스위치 상에서 on/off제어를 수행하여 예비충전/예비방전회로(20)의 작동과 비작동을 제어한다.
예비충전/예비방전회로(20)가 비작동으로 될 때, 전력소모를 제거하는 것이 가능하다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20)의 작동을 하는 경우에도, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)(충전수단(31), 제1 정전류회로(32))이 작동될 때, 작동제어신호는 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)(방전수단(41), 제2 정전류회로(42))이 작동되지 않게 하며, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)(방전수단(41), 제2 정전류회로(42))이 작동될 때, 작동제어신호는 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)(충전수단(31), 제1 정전류회로(32))이 작동되지 않게 한다.
그러한 제어는 본 발명의 제1 실시예에서 다음과 같은 이유에서 실행된다: 충전수단(31)과 방전수단(41)이 동시에 작동되는 경우, 그것들은 모두 현저한 전력공급능력으로 인하여 고전위의 오실레이션을 야기하려는 경향이 있다.
따라서, 제1 출력단(30)과 제2 출력단(40)의 적어도 하나가 작동되는 동안에, 다른 수단들은 비작동상태로 된다. 그러므로, 출력전압Vout을 소망의 전압으로 빠르게 예비충전과 예비방전을 시키는 것이 가능하다.
다음, 예비충전/예비방전회로(20)와 출력회로(10)를 구비하는 구동회로에 있어서 본 발명의 제1 실시예에서 작동제어신호에 의한 작동을 설명한다.
예비충전/예비방전회로(20)는 소망의 전압근처로 출력단자(2)의 전압Vout을 빠르게 변화시킬 수 있으나, 안정되게 정확도가 출력전압을 공급할 수 없다.
따라서, 높은 정확도로 전압을 출력할 수 있는 출력회로(10)가 결합된다. 종래의 구동회로가 출력회로(10)로서 적용될 수 있다.
임의의 출력기간 동안에, 용량성 부하가 소망의 전압으로 구동될 때, 예비충전/예비방전회로(20)는 출력기간의 전반 동안에 작동제어신호에 의하여 작동된다. 출력기간의 후반 동안에 예비충전/예비방전회로(20)는 비작동상태로 되고, 용량성 부하는 출력회로(10)의 작동에 의하여 전압의 높은 정확도를 가지면서 소망의 전압으로 구동된다.
출력회로(10)는 예비충전/예비방전회로(20)를 작동하기 위한 출력기간의 전반 동안에의 회로특성에 따라 작동이나 비작동의 상태로 된다. 또한, 비작동의 대신에, 입력단자(1)와 출력단자(2)로부터 출력회로(10)를 차단하기 위한 수단이 제공되어도 좋다.
상기 구동의 경우에, 전류공급능력을 낮게 하는 구동회로는 전압출력이 높은 정확도로 될 수 있는 동안에 출력회로(10)로서 이용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 구동회로는 예비충전/예비방전회로(20)에 의하여 소망의 전압근처에서 고속으로 구동될 수 있다. 전류공급능력이 낮으면서 높은 정확도의 전압출력을 달성할 수 있는 출력회로(10)를 이용하기 때문에, 높은 정확도의 출력, 고속의 구동 및 낮은 전력소모가 실현된다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구동회로의 구성을 나타낸 다이어그램이다.
도 8은 도 7의 구동회로에 있는 예비충전/예비방전회로(20)의 특정한 예를 나타낸다.
도 8에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20)는, 전압Vin이 입력단자(1)에 인가될 때, 출력전압Vout을 전압Vin에 충분히 가까운 레벨의 전압으로 빠르게 예비충전과 예비방전하는 회로이다. 또한, 출력회로(10)는 전압의 높은 정확도로 출력단자(2)를 전압Vin으로 구동할 수 있는 회로이다. 예비충전/예비방전회로(20)에는 제1 차동회로(21), 제1 출력단(30), 제2 차동회로(22) 및 제2 출력단(40)이 제공된다.
제1 출력단(30)은 충전수단(311)과 제1 정전류회로(321)를 구비하고, 제2 출력단(40)은 방전수단(411)과 제2 정전류회로(421)를 구비한다. 상기 구성을 보다 상세히 설명한다.
제1 차동회로(21)는 PMOS트랜지스터(211 및 212)로 구성된 커런트미러회로를 부하로 갖는 한 쌍의 차동NMOS트랜지스터(213 및 214)로 구성된다. 구체적으로, 소스가 공통접속되어 정전류회로(215)의 단에 접속되고 게이트들은 각각 입력단자(Vin; 1)와 출력단자(Vout; 2)에 접속된 NMOS트랜지스터(213 및 214), 소스가 VDD에 접속되고 게이트가 PMOS트랜지스터(212)의 게이트에 접속되고 드레인이 NMOS트랜지스터(213)의 드레인에 접속된 PMOS트랜지스터(211)(커런트미러회로의 전류출력측 상에 있는 트랜지스터), 소스가 고전위측의 전원VDD에 접속되고 드레인과게이트가 서로 접속되어 NMOS트랜지스터(214)의 드레인에 접속된 PMOS트랜지스터(212)(커런트미러회로의 전류출력측 상에 있는 트랜지스터), 및 정전류회로(215)의 타단과 저전위측의 전원VSS에 접속된 스위치(521)가 제공된다. 차동NMOS트랜지스터(213 및 214)는 크기가 서로 같다. 여기서 NMOS트랜지스터(213)의 드레인전압은 제1 차동회로(21)의 출력이다.
또한, 제1 출력단(30)은 드레인이 충전수단으로서 출력단자(2)에 접속되고, 제1 차동회로(21)의 출력전압이 게이트에 입력되고, 소스가 스위치(531)를 통하여 고전위의 전원VDD에 접속되는 PMOS트랜지스터(311)를 구비한다. 제1 정전류회로(도 7의 참조번호 31)로서, 일단이 출력단자(2)에 접속되고 타단이 스위치(532)를 통하여 저전위측의 전원VSS에 접속된 제1 정전류회로(321)가 제공되어 출력단자(2)와 전원VSS 사이에 인가된 전류를 제어한다.
작동제어신호(도 7에서처럼 발생되는 작동제어신호)에 접속된 제어단자를 가진 스위치(521, 531 및 532)들은 on/off제어를 받는다. 스위치가 꺼질 때, 전류는 차단되어 작동이 정지된다. 배열이 도 8과 다른 경우에도, 스위치가 전류를 차단할 수 있는 동안에 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 피드백 구조를 가지더라도, 위상보상전기용량이 제공되지 않는다.
제2 차동회로(22)는 제1 차동회로(21)로부터 반전된 극성을 가지며 NMOS트랜지스터(221 및 222)로 구성된 커런트미러회로, 크기가 서로 같은 PMOS트랜지스터로 구성된 한 쌍의 차동트랜지스터(223 및 224), 및 정전류회로(225)로 이루어진다.
커런트미러회로에는, NMOS트랜지스터(222)의 게이트와 드레인이 공통접속된다. 입력단자(1)의 전압Vin과 출력단자(2)의 전압Vout은 각각 PMOS트랜지스터(223 및 224)의 게이트에 입력된다. 그 다음, 차동NMOS트랜지스터(223)의 드레인전압은 제2 차동회로(22)의 출력으로 이용된다.
제2 출력단(40)에는, NMOS트랜지스터(411)가 방전수단(41)으로서 제공되며, NMOS트랜지스터(411)의 드레인은 출력단자(2)에 접속되며, 제2 차동회로(22)의 출력전압은 NMOS트랜지스터(411)의 게이트에 접속되며, 상기 트랜지스터의 소스는 저전위측의 전력소스VSS에 접속된다. 또한, 제2 정전류회로(421)는 출력단자(2)와 고전위측의 전원VDD 사이에 인가된 전류를 제어하기 위하여 제공된다.
또한, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 작동제어신호에 의하여 제어되는 스위치(522, 541 및 542)를 구비한다. 스위치가 꺼질 때, 전류는 차단되어 작동이 정지된다. 배열이 도 8과 다른 경우에도, 스위치들이 전류를 차단할 수 있는 한 적용이 가능하다. 또한, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)이 피드백 구조를 가지더라도, 위상보상전기용량이 제공되지 않는다.
또한, PMOS트랜지스터(311)와 NMOS트랜지스터(411)의 임계전압은 커런트미러((211과 212)와 (221과 222))를 구성하는 트랜지스터의 임계전압에 매우 가까운 것이 바람직하다.
다음, 도 8을 참조하면서 본 발명의 제2 실시예에 따른 예비충전/예비방전회로(20)의 작동을 설명한다. 예비충전/예비방전회로(20)는 작동제어신호에 의하여 제어된다. 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)나 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)이 작동될 때, 적어도 다른 회로와 단은 정지되도록 제어가 된다.
먼저, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)이 작동되는 경우를 설명한다. 이후, 초기상태는 전압Vin과 전압Vout이 서로 동일한 상태를 말한다.
제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 스위치(521, 531 및 532)가 켜질 때 작동을 수행한다.
전압Vin이 초기상태로부터 높은 전압으로 추이될 때, 한 쌍의 차동(差動) NMOS트랜지스터(213 및 214) 중의 NMOS트랜지스터(213)의 드레인전류는 증가되며, 제1 차동회로(21)의 출력전압(NMOS트랜지스터(213)의 드레인단자전압)은 빠르게 감소되며, PMOS트랜지스터(311)의 게이트전압은 감소되며, 출력단자(2)의 전압Vout은 PMOS트랜지스터(311)의 충전작동(전원VDD로부터 출력단자(2)로 전류를 공급)에 의하여 증가된다.
그 다음, 출력전압Vout이 감소함에 따라, 한 쌍의 차동 NMOS트랜지스터(213 및 214) 중의 NMOS트랜지스터(214)의 드레인전류는 증가되며, NMOS트랜지스터(213)의 드레인전류는 감소되며, 제1 차동회로(21)의 출력전압(NMOS트랜지스터(213)의 드레인전압)도 일시적으로 낮아진 레벨에서 증가하기 시작한다.
그러므로, PMOS트랜지스터(311)의 게이트와 소스 사이의 전압이 보다 낮기 때문에, PMOS트랜지스터(311)에 인가된 전류는 감소되어 충전작동의 영향도 즉시 감소된다.
출력전압Vout이 입력전압Vin 근처로 증가될 때, PMOS트랜지스터(311)의 게이트와 소스 사이의 전압이 임계전압의 레벨에 도달하여, PMOS트랜지스터(311)는 off되고 충전작동은 정지된다.
제1 차동회로(21)의 출력전압이 더 증가하더라도, PMOS트랜지스터(311)의 게이트와 소스 사이의 전압은 임계전압이거나 그보다 이하 된다. 따라서, 충전작동은 정지된 채 남아 있다.
정전류회로(321)는 출력단자(2)로부터 저전위측의 전원VSS로 일정한 전류를 방전하기 때문에, 출력전압Vout이 과충전에 의하여 전압Vin보다 높을 때, PMOS트랜지스터(311)는 off되어 충전작동이 정지된다. 그러므로, 출력전압Vout은 정전류회로(321)에 의하여 감소된다.
그 다음, 출력전압Vout이 입력전압Vin 근처로 감소될 때, PMOS트랜지스터(311)는 다시 on되어 충전작동이 시작된다. 이 때, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 입력전압Vin의 변화에 대한 응답에 있어서 지연된다. 따라서, 충전작동과 방전작동은 교대로 수행된다. 출력전압Vout이 결국 수렴하지만, 오실레이션(진동)은 전압Vin 근처에서 장시간 연속될 수 있다.
오실레이션(진동)을 충분히 낮은 레벨로 감소시키기 위하여, 정전류회로(321)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 그러므로, PMOS트랜지스터(311)는 고속으로 충전작동을 수행하는 경우에도, 정전류회로(321)의 방전작동은 느리다. 따라서, 오실레이션(진동)을 전압Vin 근처의 작은 변화로 감소시킬 수 있다.
한편, 전압Vin이 초기상태로부터 전압Vout보다 낮은 전압으로 변한 경우, 제1 차동회로(21)의 출력전압은 증가하여 PMOS트랜지스터(311)의 게이트전압을 제1 소스전위VDD측으로 증가시키며, PMOS트랜지스터(311)는 off되어 충전작동이 정지된다.
그러므로, 정전류회로(321)가 작동되어 출력전압Vout을 감소시킨다. 충분히 낮은 레벨의 전류가 설정되는 경우, 출력전압Vout은 즉시 변할 수 없다.
전술한 바와 같이, 전압Vin이 전압Vout으로부터 보다 높은 전압으로 변할 때, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 출력전압Vout을 전압Vin에 매우 가까운 레벨로 설정할 수 있다.
또한, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 위상보상전기용량을 가지지 않는다. 따라서, 정전류회로(215)의 전류레벨이 충분히 낮은 레벨로 설정되더라도, PMOS트랜지스터(311)를 빠르게 작동하는 것이 가능하다.
그러므로, PMOS트랜지스터(311)의 응답은 출력전압Vout의 변화에 대하여 빠르며, 과충전은 충분히 낮은 정도로 감소될 수 있다. 즉, 위상보상전기용량이 제공되지 않기 때문에, 출력전압Vout의 변화에 대한 제1 차동회로(21)와 PMOS트랜지스터(311)의 응답은 증가되고 과충전은 감소되며, 정전류회로(321)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 따라서, 오실레이션(진동)을 매우 작은 변화로 감소시킬 수 있다.
또한, 정전류회로(321 및 215)를 충분히 낮은 레벨의 전류로 감소시킴으로써 전력소모를 감소시키는 것도 가능하다.
또한, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)이 출력전압Vout을 전압Vin에 충분히 가까운 레벨로 즉시 예비충전하는 것이 필요하기는 하다. 그러나 작은 레벨의 오실레이션(진동)이 남아 있더라도, 심각한 문제는 발생되지 않는다.
다음, 본 발명의 제2 실시예의 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)의 작동을 설명한다. 이후, 초기상태는 전압Vin과 전압Vout이 서로 동일한 경우를 말한다.
스위치(522, 541 및 542)가 켜지는 경우, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 다음의 작동을 수행한다.
전압Vin이 초기상태로부터 낮은 전압으로 변하는 경우, 제2 차동회로(22)의 출력전압은 빠르게 증가하여 NMOS트랜지스터(411)의 게이트전압을 제1 전원VDD로 증가시키며, NMOS트랜지스터(411)는 on되며, 출력단자(2)의 전압Vout은 방전작동에 의하여 제2 전원VSS측으로 감소된다.
그 다음, 전압Vout이 감소하는 경우, 제2 차동회로(22)의 출력전압도 일시적으로 증가된 레벨로부터 감소하기 시작한다. 따라서, NMOS트랜지스터(411)의 게이트와 소스 사이의 전압이 감소되기 때문에, NMOS트랜지스터(411)에 인가된 전류는 감소되어 방전작동의 영향도 감소된다.
전압Vout이 전압Vin 근처로 낮아지는 경우, NMOS트랜지스터(411)의 게이트와 소스 사이의 전압이 임계전압의 레벨로 도달하며, NMOS트랜지스터(411)는 off되며, 방전작동은 정지된다. 제2 차동회로(22)의 출력전압이 더욱 감소되더라도, 방전작동은 NMOS트랜지스터(411)의 게이트와 소스 사이의 전압이 임계전압이나 그보다 낮은 상태로 있기 때문에 정지된다.
정전류회로(421)는 일정한 전류를 제1 전원VDD로부터 출력단자(2)로 충전시킨다. 따라서, 출력전압Vout이 과방전에 의하여 전압Vin보다 낮은 경우, NMOS트랜지스터(411)는 off되어 방전작동은 정지된다. 그러므로, 제2 정전류회로(421)는 전압Vout을 높인다.
그 다음, 출력전압Vout은 전압Vin 근처로 증가되는 경우, NMOS트랜지스터(411)는 다시 on되어 방전작동을 시작한다. 이 경우에도, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 출력전압Vout의 변화에 대한 응답에 있어서 지연된다. 그러므로, 충전과 방전작동은 교대로 수행된다. 출력전압Vout이 결국 수렴하더라도, 오실레이션(진동)은 전압Vin 근처에서 장시간 계속될 수도 있다.
오실레이션을 충분히 낮은 레벨로 감소시키기 위하여, 제2 정전류회로(421)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 그러므로, NMOS트랜지스터(411)가 고속으로 방전작동을 수행하더라도, 제2 정전류회로(421)의 충전작동이 부드럽기 때문에 오실레이션을 전압Vin 근처의 낮은 레벨로 감소시키는 것이 가능하다.
한편, 입력전압Vin은 초기상태로부터 출력전압Vout보다 높은 전압으로 변하는 경우, 제2 차동회로(22)의 출력전압은 감소되며, NMOS트랜지스터(411)의 게이트전압은 감소되며, NMOS트랜지스터(411)는 off되어 방전작동은 정지된다.
그러므로, 제2 정전류회로(421)는 작동되어 출력전압Vout을 증가시킨다. 설정이 충분히 낮은 레벨의 전류로 이루어지는 경우, 출력전압Vout을 즉시 변화시키는 것은 불가능하다.
전술한 바와 같이, 입력전압Vin이 출력전압Vout보다 낮은 전압으로 변하는 경우, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 출력전압Vout을 입력전압Vin에 매우 가까운 레벨로 설정할 수 있다.
또한, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 위상보상전기용량을 가지지 않는다. 따라서, 정전류회로(225)의 전류레벨이 충분히 낮은 레벨로 설정되더라도, NMOS트랜지스터(411)를 즉시 작동하는 것이 가능하다.
그러므로, 출력전압Vout의 변화에 대한 NMOS트랜지스터(411)의 응답은 빠르며, 과충전은 충분히 낮은 정도로 감소될 수 있다. 즉, 위상보상전기용량이 제공되지 않기 때문에, 출력전압Vout의 변화에 대한 제2 차동회로(22)와 NMOS트랜지스터(411)의 응답은 빠르게 되어 과방전을 감소시키며, 정전류회로(421)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 그러므로, 오실레이션(진동)을 작은 변화로 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 정전류회로(421 및 225)를 충분히 낮은 전류레벨로 감소시킴으로써 전력소모를 감소시키는 것이 가능하다. 게다가, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)만이 출력전압Vout을 입력전압Vin에 충분히 가까운 레벨로 즉시 예비방전시킬 필요가 있다. 작은 레벨의 오실레이션(진동)이 남아 있더라도, 심각한 문제는 발생되지 않는다.
다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 작동제어신호에 대한 예비충전/예비방전회로(20)의 작동을 설명한다.
예비충전/예비방전회로(20)의 제1 차동회로(21), 제1 출력단(30), 제2 차동회로(22) 및 제2 출력단(40)은 전류를 각각 차단하기 위한 스위치(521, 531, 532, 522, 541 및 542)를 구비한다. 작동제어신호에 응답하여, 스위치의 on/off는 제어되어 예비충전/예비방전회로(20)의 작동과 비작동은 제어된다.
예비충전/예비방전회로(20)가 비작동될 때, 아이들링 전류는 전체적으로 차단되어 전력소모를 제거한다. 이 때, 전압Vin과 전압Vout은 영향을 받지 않는다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)가 작동하는 동안에도 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)나 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)이 작동될 때, 적어도 다른 회로와 단이 정지되도록 작동제어신호가 실행된다.
본 발명의 제2 실시예에 있어서, 그러한 제어는 다음의 이유 때문에 실행된다: PMOS트랜지스터(311)와 NMOS트랜지스터(411)가 동시에 작동되는 경우, 트랜지스터는 고전류공급능력으로 작동되기 때문에, 큰 레벨의 오실레이션과 전력소모가 발생된다.
제1 출력단(30)과 제2 출력단(40) 중의 적어도 하나가 작동되는 경우, 다른 단은 작동되지 않는다. 따라서, 전압Vin 근처의 출력전압Vout을 즉시 예비충전/예비방전하는 것이 가능하다.
다음, 본 발명의 제2 실시예에 있어서, 작동제어신호에 응답하여, 예비충전/예비방전회로(20)와 출력회로(10)를 구비하는 구동회로의 작동을 이하에서 설명한다.
예비충전/예비방전회로(20)는 출력단자(2)의 전압Vout을 전압Vin으로 빠르게 변화시키지만, 안정하게 높은 정확도를 가진 전압출력을 공급할 수 없다. 따라서, 높은 정확도를 가진 전압을 출력할 수 있는 출력회로(10)가 결합되어 사용된다. 종래 구동회로가 출력회로(10)로서 적용될 수 있다. 임의의 출력기간동안에, 용량성 부하가 소망의 전압Vin으로 구동되는 경우, 예비충전/예비방전회로(20)가 작동되어 출력기간 동안의 전반 동안에 작동제어신호에 응답하여 빠르게 전압Vin 근처로 구동된다. 출력기간의 후반 동안에 예비충전/예비방전회로(20)는 작동되지 않고 출력회로(10)의 작동에 의하여 높은 정확도를 가진 전압의 전압Vin으로 구동된다.
출력회로(10)는 예비충전/예비방전회로(20)의 작동을 위하여 출력기간의 전반 동안에 회로특성에 따라서 작동이나 비작동상태에 있게 된다. 또한, 비작동의 상태 대신에, 입력단자(1)와 출력단자(2)로부터 출력회로(10)를 차단하기 위한 수단이 제공될 수도 있다.
전술한 구동의 작동에 있어서, 출력회로로서, 높은 정확도로 전압출력이 가능하다면 전류공급능력이 낮은 구동회로를 채용하는 것이 가능하다.
게다가, 예비충전/예비방전회로(20)는 출력전압Vout을 전압Vin에 충분히 가까운 레벨로 예비충전과 예비방전하기 위한 회로이다. 반드시 높은 정확도를 가진 전압출력을 가질 필요는 없다. 따라서, 엄격한 설계를 요하지 않으면서 설계를 준비하는 것이 가능하다. 따라서, 트랜지스터의 임계전압에 있어서 어떤 진동이 있는 경우에도, 설계가 가능하다. 이 경우, 어떤 진동이 예비충전과 예비방전에 의하여 구동되는 전압에서 발견되더라도, 높은 정확도의 전압으로 구동할 수 있는 출력회로(10)를 결합시킴으로써 높은 정확도의 전압으로 고속의 구동하는 것이 가능하다. 또한, PMOS트랜지스터(311)이나 NMOS트랜지스터(411)에 있어서, 채널길이L에 대한 채널폭W의 비(W/L비)를 증가시킴으로써 충전작동과 예비방전작동을 가속시키는 것이 가능하다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)의 작동과 비작동이 짧은 기간에 스위칭되더라도, 제1 차동회로(21), 제1 출력단(30), 제2 차동회로(22) 및 제2 출력단(40)은 낮은 레벨의 전류로 빠르게 작동할 수 있다. 그러므로, 상기 작동은 전력소모를 증가시키지 않고 즉시 시작될 수 있다. 따라서, 예비충전/예비방전회로(20)는 낮은 전력소모로 고속에서 작동할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 8의 구동회로는 예비충전/예비방전회로(20)에 의하여 소망의 전압 근처로 고속의 구동을 수행할 수 있으며, 높은 정확도로 전류공급능력을 감소시키는 출력회로(10)를 이용함으로써 높은 정확도의 출력, 고속의 구동 및 낮은 전력소모를 실현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예의 구성을 나타낸 다이어그램이다. 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 도 7에 나타낸 제1 실시예의 예비충전/예비방전회로(20) 구성상에서 변경이 이루어진다.
제1 실시예의 예비충전/예비방전회로(20)는 두 개의 출력단들이 각각 차동회로에 제공되도록 구성되어 있다. 한편, 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20A)에는 두 개의 출력단(30 및 40)들에 대해 작동하는 하나의 차동회로(23)가 제공된다.
도 9를 참조하면, 구동회로는 입력단자(1), 출력단자(2), 입력단자(1)의 전압Vin을 수신하고 출력단자(2)로 소망의 전압을 출력하기 위한 출력회로(10), 및 출력단자(2)의 전압Vout을 소망의 전압 근처로 빠르게 변화시킬 수 있는 예비충전/예비방전회로(20A)를 구비한다. 예비충전/예비방전회로(20A)와 출력회로(10)의 작동과 비작동은 제1 및 제2 실시예에서 설명된 회로(미도시)에 의하여 발생되는 작동제어신호에 의하여 제어된다.
예비충전/예비방전회로(20A)에는 차동회로(23), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)이 제공된다.
제1 출력단(30)은 충전수단(31)과 제1 정전류회로(32)를 가진다. 제2 출력단(40)은 방전수단(411)과 제2 정전류회로(421)를 가진다.
예비충전/예비방전회로(20A)는 피드백 구조를 가진다. 차동회로(23)는 전압Vin과 전압Vout 사이의 전압차의 변화에 따라 작동하며, 충전수단(31)과 방전수단(41)도 출력전압Vout의 변화에 대한 출력에 응답하여 작동한다. 차동회로(23)에는 충전수단(31)과 방전수단(41)을 작동시키기 위한 적어도 하나의 출력이 제공된다. 복수개의 다른 출력들이 제공되어도 좋다.
충전수단(31)은 고속의 전류공급능력으로 출력전압Vout을 증가시키도록 작동하며, 방전수단(41)은 높은 전류공급능력으로 출력전압Vout을 감소시키도록 작동한다.
또한, 제1 정전류회로(32)는 정전류공급능력으로 출력전압을 증가시키도록 작동한다. 제2 정전류회로(42)는 정전류공급능력으로 출력전압Vout을 증가시키도록 작동한다. 본 발명의 제3 실시예에 있어서도, 예비충전/예비방전회로(20A)는 피드백 구조를 가지지만 위상보상수단이 제공되지 않는다.
다음, 작동제어신호에 의한 예비충전/예비방전회로(20A)의 작동을 설명한다.
예비충전/예비방전회로(20A)의 차동회로(23), 제1 출력단(30)(충전수단(31)과 제1 정전류회로(32)) 및 제2 출력단(40)(방전수단(41)과 제2 정전류회로(42))은 각각 전류를 차단하기 위한 스위치들을 구비한다. 작동제어신호에 응답하여, 스위치의 on/off제어는 예비충전/예비방전회로(20A)의 작동과 비작동을 제어하도록 실행된다. 그러므로, 예비충전/예비방전회로(20A)가 비작동으로 될 때 전력소모를 제거하는 것이 가능하다.
한편, 예비충전/예비방전회로(20A)가 작동하는 동안, 작동제어신호는 제1 출력단(30)(충전수단(31)과 제1 정전류회로(32)) 또는 제2 출력단(40)(방전수단(41)과 제2 정전류회로(42))을 작동시키는 경우, 작동제어신호는 다른 단이 비작동이 되도록 한다.
그러므로, 예비충전/예비방전회로(20A)의 작동에 있어서, 차동회로(23)와 제1 출력단(30)이 작동되거나 차동회로(23)와 제2 출력단(40)이 작동된다.
이 작동은 예비충전/예비방전회로(20)의 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)이 작동되거나 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)이 작동하는 도 7에 나타낸 제1 실시예의 작동과 같다.
그러므로, 도 9에 나타낸 제3 실시예의 예비충전/예비방전회로(20A)는 도 7에 나타낸 예비충전/예비방전회로(20)와 동일한 효과를 가진다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 차동회로(23)와 제1 출력단(30)이 작동되는 경우, 출력전압Vout이 소망의 전압보다 낮은 때에는, 예비충전/예비방전회로(20A)에서 충전수단(31)은 출력전압Vout을 고속의 전류공급능력으로 소망의 전압 근처로 상승시킨다.
또한, 차동회로(23)와 제2 출력단(40)이 작동되는 경우, 출력전압Vout이 소망의 전압보다 높은 때에는, 방전수단(41)은 출력전압Vout을 고속의 전류공급능력으로 소망의 전압 근처로 감소시킨다.
본 발명의 제3 실시예에 의하면, 위상보상수단이 제공되지 않기 때문에, 출력전압Vout의 변화에 대한 응답속력을 증가시킬 수 있으며, 즉시 출력전압Vout을 소망의 전압 근처로 되게 할 수 있다. 또한, 과충전이나 과방전이 감소될 수 있다. 또한, 제1 정전류회로(32)와 제2 정전류회로(42)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정되기 때문에, 오실레이션(진동)을 낮은 레벨의 변화로 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 제1 정전류회로(32)와 제2 정전류회로(42)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 감소되기 때문에, 전력소모도 감소될 수 있다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20A)만이 즉시 출력전압Vout을 소망의 전압에 가까운 레벨로 예비충전/예비방전시킬 필요가 있다. 충분히 낮은 레벨의 오실레이션(진동)이 남아 있더라도, 심각한 문제는 발생되지 않는다.
또한, 차동회로(23)는 아이들링 전류를 제어하기 위한 정전류회로를 구비한다. 그러므로, 차동회로(23), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)에 인가된 전류는 정전류회로들에 의하여 제어된다. 아이들링 전류를 충분히 낮은 레벨로 설정함으로써 예비충전/예비방전회로(20A)에서 낮은 전력소모가 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 아이들링 전류가 충분히 감소되는 경우에도, 고속의 작동은 가능하다. 또한, 차동회로(23), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)은 각각 작동제어신호에 의하여 제어되는 스위치를 구비한다. 아이들링 전류는 스위치를 제어함으로써 차단되기 때문에, 예비충전/예비방전회로의 작동은 정지될 수 있다. 또한, 예비충전/예비방전회로의 작동과 비작동이 빈번히 스위칭되는 경우, 고속의 작동이 가능하며, 작동과비작동의 스위칭에 의하여 전력소모가 증가되지 않는다.
다음, 본 발명의 제3 실시예에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20A)와 출력회로(10)를 구비하는 구동회로가 작동제어신호에 의하여 작동하는 것을 설명한다.
예비충전/예비방전회로(20A)는 출력단자(2)의 전압Vout을 소망의 전압 근처로 빠르게 변화시킬 수 있지만, 안정하게 높은 정확도를 가진 전압출력을 공급할 수 없다. 따라서, 높은 안정도로 전압을 출력할 수 있는 출력회로(10)가 결합된다.
또한, 출력회로(10)로서, 어떤 종래 구동회로가 적용될 수 있다.
용량성 부하가 임의의 출력기간동안에 소망의 전압으로 구동되는 경우, 예비충전/예비방전회로(20A)는 출력기간의 전반 동안에 작동제어신호에 의하여 작동되어 용량성 부하를 빠르게 소망의 전압 근처로 구동한다. 출력기간의 후반 동안에 예비충전/예비방전회로(20A)는 비작동으로 되며, 출력회로(10)의 작동은 용량성 부하를 높은 정확도의 전압을 가진 소망의 전압으로 구동한다.
출력기간의 전반동안 회로특성에 따라 출력회로(10)는 예비충전/예비방전회로(20A)를 작동이나 비작동되게 한다. 또한, 비작동 대신에, 입력단자(1)와 출력단자(2)로부터 출력회로(10)를 차단하기 위한 수단이 제공되어도 좋다.
전술한 구동에 있어서, 출력회로(10)로서, 전압Vout이 높은 정확도를 가질 수 있는 한 전류공급능력이 낮은 구동회로가 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 9의 구동회로에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20A)는 소망의 전압 근처로 고속의 구동을 달성할 수 있다. 높은 정확도를 가진 전압을 출력할 수 있는 출력회로(10)가 낮은 전류공급능력을 가지고 이용되기 때문에, 높은 정확도의 출력, 고속의 구동 및 낮은 전력소모를 달성하는 것이 가능하다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 구동회로의 구성과 도 9의 구동회로에 있는 예비충전/예비방전회로(20A)의 특정한 예를 나타내는 다이어그램이다.
도 10을 참조하면, 전압Vin이 입력단자(1)에 인가되는 경우 예비충전/예비방전회로(20A)는 출력전압Vout을 빠르게 전압Vin에 충분히 가까운 레벨의 전압으로 예비충전/예비방전하기 위한 회로이다.
도 10에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20A)는 차동회로(23), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)으로 구성된다. 또한, 제1 출력단(30)은 충전수단(311)과 제1 정전류회로(321)를 구비하고, 제2 출력단(40)은 방전수단(411)과 제2 정전류회로(421)를 구비한다. 상기 구조를 더 설명한다.
차동회로(23)는 PMOS트랜지스터(211 및 212)로 이루어진 커런트미러회로, 크기가 같은 NMOS트랜지스터들로 구성된 한 쌍의 차동트랜지스터(231 및 214), 및 정전류회로(215)로 이루어진다.
상기 커런트미러회로에 있어서, PMOS트랜지스터(212)의 게이트와 드레인은 공통접속된다. 입력단자(1)의 전압Vin과 출력단자(2)의 전압Vout은 각각 NMOS트랜지스터(213 및 214)의 게이트로 입력된다. 그리고, NMOS트랜지스터(213)의 드레인전압은 차동회로(23)의 출력으로서 사용된다. 차동회로(23)는 도 8의 제1 차동회로(21)의 구성과 동일한 구성을 가지며, 차동회로(23)의 출력은 공통적으로 충전수단(31)과 방전수단(41)으로 공급된다.
또한, 제1 출력단(30)은 충전수단(31)으로서 PMOS트랜지스터(311)를 구비한다. PMOS트랜지스터(311)의 드레인은 출력단자(2)에 접속되며, 차동회로(23)의 출력전압은 트랜지스터의 게이트에 입력되며, 전원전압VDD는 스위치(531)를 통해서 트랜지스터의 소스로 공급된다. 제1 정전류회로(32)로서 제1 정전류회로(321)가 출력단자(2)와 소스전력VSS(VDD>VSS) 사이에 인가된 전류를 제어하기 위하여 제공된다.
제2 출력단(40)에는 PMOS트랜지스터(411)가 방전수단(411)으로서 제공된다. PMOS트랜지스터(411)의 드레인은 출력단자(2)에 접속되며, 제2 차동회로(22)의 출력전압은 트랜지스터의 게이트에 입력되며, 소스는 제2 전원전압VSS에 접속된다. 또한 정전류회로(421)는 제2 정전류회로(42)(도 3 참조)로서 제공되어 출력단자(2)와 전원전압VDD 사이에 인가된 전류를 제어한다. 제1 출력단(30)과 제2 출력단(40)도 도 8의 것과 동일하다.
또한, 차동회로(23), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)은 작동제어신호에 의하여 제어되는 스위치(522, 531, 532, 541 및 542)를 구비한다. 스위치들이 꺼지는 경우, 전류는 차단되어 작동이 정지된다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20)는 피드백 구조를 가지지만 위상보상수단을 가지지 않는다.
또한, PMOS트랜지스터(311)의 임계전압이 커런트미러회로(211 및 212)를 구성하는 트랜지스터의 임계전압에 매우 가까운 것이 바람직하다. 한편, 전압Vin과 전압Vout이 서로 같은 경우 PMOS트랜지스터(411)의 게이트와 소스 사이의 전압이 차동회로의 출력전압에서 임계전압에 매우 가까운 것이 바람직하다.
다음, 본 발명의 제4 실시예에 따른 예비충전/예비방전회로(20A)의 작동을설명한다.
예비충전/예비방전회로(20A)의 작동은 도 9에 나타낸 바와 같이 작동제어신호에 의하여 제어되며, 차동회로(23)는 예비충전/예비방전회로(20A)가 작동하는 동안 항상 작동된다. 제1 출력단(30)과 제2 출력단(40) 중의 하나가 작동되는 동안 다른 것은 정지되도록 제어가 된다. 먼저, 차동회로(23)와 제1 출력단(30)의 작동을 설명한다.
이하, 초기상태는 전압Vin과 전압Vout이 서로 같은 상태를 말한다.
차동회로(23)와 제1 출력단(30)은 이하의 작동을 수행한다. 차동회로(23)는 도 2의 제1 차동회로(21)와 동일한 작동을 수행한다. 전압Vin이 초기상태로부터 높은 전압으로 변하는 경우, 차동회로(23)의 출력전압은 빠르게 감소하여 제1 출력단(30)에 있는 PMOS트랜지스터(311)의 게이트전압을 감소시킨다. 그러므로 PMOS트랜지스터(311)는 충전작동을 수행하며, 전압Vout은 제1 전원VDD측으로 상승된다. 그 다음, 전압Vout이 증가하는 경우, 차동회로(23)의 출력전압도 일시적으로 감소된 레벨로부터 증가하기 시작한다.
그러므로, PMOS트랜지스터(311)의 게이트와 소스 사이의 전압이 작아져 충전작동의 영향이 즉시 감소된다.
출력전압Vout이 입력전압Vin 근처로 상승되면, PMOS트랜지스터(311)의 게이트와 소스 사이의 전압은 임계전압으로 도달되어 충전작동이 정지된다.
차동회로(23)의 출력전압이 더욱 증가하더라도, PMOS트랜지스터(311)의 게이트와 소스 사이의 전압이 임계값이나 그 이하로 된다. 따라서, 충전작동은 정지된채 남아 있게 된다.
정전류회로(321)는 출력단자(2)로부터 정전류를 제2 전원VSS로 방전한다. 그러므로, 출력전압Vout이 과충전에 의하여 전압Vin보다 높은 경우, 충전작동은 정지된다. 따라서, 출력전압Vout은 정전류회로(321)에 의하여 감소된다.
그 다음, 출력전압Vout이 전압Vin 근처로 감소되는 경우, PMOS트랜지스터(311)가 다시 on되어 충전작동이 수행된다. 이 때, 차동회로(23)와 제1 출력단(30)은 출력전압Vout의 변화에 대한 응답에 있어서 지연된다. 그러므로, 충전작동과 방전작동은 교대로 수행된다. 출력전압Vout이 결국에는 수렴되지만, 오실레이션(진동)은 장시간 전압Vin 근처에서 계속될 수도 있다.
오실레이션(진동)을 충분히 낮은 레벨로 감소시키기 위하여, 정전류회로(321)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 따라서, 충전작동이 PMOS트랜지스터(311)에 의하여 빠르게 수행되더라도, 정전류회로(321)에 의한 방전작동의 영향은 작다. 그러므로, 오실레이션(진동)을 전압Vin 근처의 작은 변화로 감소시키는 것이 가능하다.
한편, 전압Vin이 초기상태로부터 전압Vout보다 낮은 전압으로 변하는 경우, 차동회로(23)의 출력전압이 증가되어 제1 출력단(30)에 있는 PMOS트랜지스터(311)의 게이트전압을 증가시킨다. 그러므로, 제1 출력단(30)의 PMOS트랜지스터(311)는 off되어 충전작동은 정지된다. 따라서, 정전류회로(321)는 출력전압Vout을 감소시킨다. 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정되는 경우, 즉시 출력전압Vout을 변화시키는 것이 불가능하다.
전술한 바와 같이, 전압Vin이 전압Vout보다 높은 전압으로 변하는 경우, 차동회로(23)와 제1 출력단(30)이 출력전압Vout을 전압Vin에 충분히 가까운 레벨로 되게 하는 것이 가능하다.
또한, 차동회로(23)와 제1 출력단(30)의 어느 것도 위상보상전기용량을 가지지 않기 때문에, 정전류회로(215)의 전류 레벨이 충분히 낮은 레벨로 설정되더라도, 즉시 PMOS트랜지스터(311)를 작동시키는 것이 가능하다.
그러므로, 출력전압Vout의 변화에 대한 PMOS트랜지스터(311)의 응답이 빠르고, 과충전은 충분히 낮은 레벨로 감소될 수 있다. 즉, 위상보상전기용량이 제공되지 않기 때문에, 출력전압Vout에 대한 차동회로(23)와 PMOS트랜지스터(311)의 응답은 증가되어 과충전을 감소시키고 정전류회로(321)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 그러므로, 오실레이션(진동)을 낮은 레벨의 변화로 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 정전류회로(215 및 321)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 감소되기 때문에, 전력소모를 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20A)만이 즉시 출력전압Vout을 전압Vin에 충분히 가까운 레벨로 예비충전시킬 필요가 있다. 충분히 낮은 레벨의 오실레이션(진동)이 차동회로(23)와 제1 출력단(30)의 출력전압Vout 상에 남아 있더라도 심각한 문제가 발생되지 않는다.
다음, 본 발명의 제4 실시예에 따라 차동회로(23)와 제2 출력단(40)이 작동되는 경우를 설명한다.
전압Vin이 초기상태로부터 낮은 전압으로 변하는 경우, 차동회로(23)의 출력전압은 증가된다. 따라서, 제2 출력단(40)에 있는 NMOS트랜지스터(411)의 게이트전압은 증가되며, 전압Vout은 NMOS트랜지스터(411)의 방전작동에 의하여 낮아진다.
그 다음, 출력전압Vout이 감소되는 경우, 차동회로(23)의 출력전압도 일시적으로 증가된 레벨로부터 감소되기 시작한다. 따라서, NMOS트랜지스터(411)의 게이트와 소스 사이의 전압이 감소되는 경우, 방전작동의 영향은 즉시 감소된다.
출력전압Vout이 입력전압Vin 근처로 감소되는 경우, NMOS트랜지스터(411)의 게이트와 소스 사이의 전압이 임계전압으로 도달되어 방전작동이 정지된다.
차동회로(23)의 출력전압이 더욱 감소되더라도, NMOS트랜지스터(411)의 게이트와 소스 사이의 전압이 임계전압이나 그보다 이하 된다. 따라서, 방전작동은 정지된 채 남아 있게 된다. 정전류회로(421)는 정전류를 전원전압VDD으로부터 출력단자로 충전시킨다. 따라서, 출력전압Vout이 과방전에 의하여 전압Vin보다 낮은 경우, 방전작동은 정지된다. 그러므로, 출력전압Vout은 정전류회로(421)에 의하여 증가된다.
그 다음, 출력전압Vout은 입력전압Vin 근처로 상승되면, NMOS트랜지스터(411)는 다시 on되어 방전작동이 수행된다. 이 경우에도, 차동회로(23)와 제2 출력단(40)은 출력전압Vout의 변화에 대한 응답에 있어서 지연된다. 그러므로, 충전작동과 방전작동은 교대로 수행된다. 출력전압Vout이 결국에 수렴하더라도, 오실레이션(진동)이 장시간 전압Vin 근처에서 계속될 수도 있다. 오실레이션을 충분히 낮은 레벨로 감소시키기 위하여, 정전류회로(421)가 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 따라서, 방전작동이 NMOS트랜지스터(411)에 의하여 빠르게 수행되더라도, 정전류회로(421)에 의한 충전작동의 영향은 작다. 따라서, 오실레이션(진동)을 전압Vin 근처에서 낮은 레벨의 변화로 감소시키는 것이 가능하다.
한편, 전압Vin이 초기상태로부터 전압Vout 보다 높은 전압으로 변하는 경우, 차동회로(23)의 출력전압은 감소된다. 따라서, 제2 출력단(40)의 NMOS트랜지스터(411)는 off되어 방전작동이 정지된다.
그러므로, 정전류회로(421)가 작동되어 출력전압Vout을 제1 전원VDD측으로 상승시킨다. 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정되는 경우, 출력전압Vout을 즉시 변하게 하는 것이 가능하지 않다.
전술한 바와 같이, 전압Vin이 전압Vout보다 낮은 전압으로 변경되는 경우, 차동회로(23)와 제2 출력단(40)은 출력전압Vout을 전압Vin에 충분히 가까운 레벨로 하게 할 수 있다.
또한, 차동회로(23)와 제2 출력단(40)은 위상보상전기용량을 가지지 않기 때문에, 정전류회로(215)의 전류레벨이 충분히 낮은 레벨로 설정되더라도, 즉시 NMOS트랜지스터(411)를 작동시키는 것이 가능하다.
그러므로, 출력전압Vout의 변화에 대한 NMOS트랜지스터(411)의 응답은 빠르며, 과방전은 충분히 낮은 레벨로 감소될 수 있다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에 있어서, 위상보상전기용량이 제공되지 않기 때문에, 출력전압Vout의 변화에 대한 차동회로(23)와 NMOS트랜지스터(411)의 응답은 증가되며, 과방전이 감소되며, 정전류회로(421)가 충분히 낮은 레벨의 전류로 설정된다. 그러므로, 오실레이션(진동을 낮은 레벨의 변화로 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 정전류회로(215 및 421)는 충분히 낮은 레벨의 전류로 감소되기 때문에, 전력소모를 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20A)만이 출력전압Vout을 전압Vin에 충분히 가까운 레벨로 즉시 예비방전시킬 필요가 있다. 충분히 낮은 레벨의 오실레이션(진동)이 차동회로(23)와 제2 출력단(40)의 출력전압Vout 상에 남아 있어도, 심각한 문제가 발생되지 않는다.
다음, 본 발명의 제4 실시예에 따라 예비충전/예비방전회로(20A)가 작동제어신호에 의하여 작동되는 것을 설명한다.
예비충전/예비방전회로(20A)의 차동회로(23), 제1 출력단(30) 및 제2 출력단(40)은 전류를 차단시키기 위한 스위치(521, 531, 532, 541 및 542)를 구비하며, 작동제어신호는 스위치의 on/off를 제어하여 예비충전/예비방전회로(20)의 작동과 비작동을 제어한다. 따라서, 예비충전/예비방전회로(20A)가 비작동으로 되는 경우, 아이들링 전류는 완전히 차단되어 전력소모를 제거한다. 이 작동은 입력전압Vin과 출력전압Vout에 영향을 미치지 않는다.
예비충전/예비방전회로(20A)가 작동하는 경우에도, 제1 출력단(30)과 제2 출력단(40) 중의 하나가 작동되는 경우, 적어도 다른 단이 정지되도록 작동제어신호는 제어를 수행한다. 그러므로 출력전압Vout이 입력전압Vin 근처에 도달할 때까지 예비충전/예비방전은 큰 오실레이션을 야기하지 않으면서 즉시 수행될 수 있다.
다음, 본 발명의 제4 실시예에 따라, 출력단자(2)의 출력전압Vout을 전압Vin으로 빠르게 변화시킬 수 있지만, 안정하게 높은 안정도를 가진 전압의 출력을 공급할 수 없다. 그러므로, 높은 안정도로 전압을 출력할 수 있는 출력회로(10)가 결합되어 이용된다. 또한, 종래의 구동회로가 출력회로(10)로서 적용될 수 있다.
용량성 부하가 임의의 출력기간 동안에 소망의 전압Vin으로 구동되는 경우, 예비충전/예비방전회로(20)는 출력기간의 전반 동안에 작동제어신호에 의하여 작동되고 전압Vin 근처로 빠르게 구동된다. 출력기간의 후반 동안, 예비충전/예비방전회로(20A)는 비작동상태로 되고 높은 정확도의 전압을 가지는 출력회로(10)의 작동에 의하여 전압Vin으로 구동된다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20A)가 작동되는 출력기간의 전반 동안에 회로특성에 따라 출력회로(10)는 작동이나 비작동상태로 설정된다. 또한, 비작동 대신에, 입력단자(1)와 출력단자(2)로부터 출력회로(10)를 차단하기 위한 수단이 제공되어도 좋다.
상기 구동작동에 있어서, 높은 정확도로 전압이 출력된다면 전류공급능력이 낮은 구동회로를 채용하는 것이 가능하다.
예비충전/예비방전회로(20A)는 출력전압Vout을 입력전압Vin에 매우 가까운 레벨로 예비충전/예비방전하기 위한 회로이며, 높은 정확도의 전압출력이 항상 필요한 것은 아니다. 따라서, 엄격한 설계를 요하지 않으면서 설계를 준비하는 것이 가능하다. 따라서, 트랜지스터의 임계전압의 어떤 변화의 경우에도, 설계가 가능하다.
이 경우, 예비충전/예비방전에 의하여 구동되는 전압에 있어서 어떤 변화가 발견되어도, 높은 안정도의 전압으로 구동할 수 있는 출력회로(10)를 결합시킴으로써 고속의 구동이 높은 안정도의 전압과 함께 가능하다.
또한, PMOS트랜지스터(311)와 NMOS트랜지스터(411)에 있어서, 채널길이L에 대한 채널폭W의 비(W/L비)를 증가시킴으로써 충전작동과 예비방전작동을 가속시키는 것이 가능하다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20A)의 작동과 비작동이 짧은 기간에 스위칭되어도, 차동회로(23), 제1 출력단(30), 및 제2 출력단(40)은 낮은 레벨의 전류로 빠르게 작동할 수 있다. 그러므로, 상기 작동은 전력소모를 증가시키지 않고 즉시 시작될 수 있다. 따라서, 예비충전/예비방전회로(20)는 낮은 전력소모로 고속에서 작동할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 10에 나타낸 본 발명의 제4 실시예의 구동회로는 예비충전/예비방전회로(20A)에 의하여 소망의 전압 근처로 고속의 구동을 수행할 수 있으며, 높은 정확도로 전류공급능력을 감소시키는 출력회로(10)를 이용함으로써 높은 정확도의 출력, 고속의 구동 및 낮은 전력소모를 실현할 수 있다.
차동회로(23)의 구성은 도 8의 차동회로와 동일하며, 동일한 기능과 효과를 가진다는 것이 확실하다. 또한 도 10은 차동회로(23)의 출력전압이 공유되는 예를 나타낸다. 출력전압은 방전수단(31)과 충전수단(41)에 영향을 미친다. 차동회로(23)에는 충전수단(31)과 방전수단(41)을 각각 작동시키는 복수개의 다른 출력전압이 제공되어도 좋다.
도 11a와 11b는 도 8에 나타낸 구동회로를 구동하기 위한 방법의 특정한 예를 나타내는 다이어그램이다. 즉, 도 11a는 예비충전/예비방전회로(20)와 출력회로(10)의 스위치를 제어하는 제어 방법을 나타낸다. 도 11b는 도 11a에 나타낸 제어의 두 개의 출력기간 동안 출력전압Vout의 전압파형을 나타낸다. 입력단자(1)에 인가된 전압은 임의의 기수 출력기간 동안에는 Vin1이며, 임의의 우수출력기간 동안에는 Vin2이다.
상기 다이어그램은 임의의 기수출력기간에는 임의의 중간전압Vm과 전압VDD 사이에서 전압을 구동하기 위한 구동방법과 우수출력기간 동안 Vm보다 작은 전압이나 VSS의 전압이나 그보다 높은 전압으로 구동하기 위한 구동방법을 나타낸다.
도 11a 및 11b에 나타내 구동방법에 있어서, 기수 및 우수의 출력기간(시간t0 내지 t2 및 시간 t2 내지 t4) 각각은 전반 동안에 예비충전/예비방전기간(시간t0 내지 t1 및 시간 t2 내지 t3)을 가진다.
기수출력기간의 예비충전/예비방전기간(시간to 내지 t1) 동안, 전압Vout은 증가된다. 따라서, 스위치(521, 531, 및 532(도 8))들은 on되어 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)이 작동되며, 스위치(522, 541, 및 542)는 off되며, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)은 정지된다. 그러므로, 전압Vout은 전압Vin1 근처로 빠르게 상승된다.
예비충전/예비방전기간 후, 스위치(521, 531 및 532)는 off되어 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)도 정지된다.
그 다음, 전압Vin1 근처로 예비충전된 전압Vout은 높은 안정도의 전압을 가지는 출력회로(10)에 의하여 전압Vin1로 구동된다.
한편, 기수출력기간의 예비충전/예비방전기간(시간t2 내지 t3) 동안, 출력전압Vout은 감소된다. 그러므로, 스위치(522, 541 및 542(도 8))는 on되어 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(30)이 작동되며, 스위치(521, 531 및 532)는 off되며, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)은 정지된다. 그러므로, 전압Vout은 전압Vin2 근처로 빠르게 감소된다.
예비충전/예비방전기간 후, 스위치(522, 541 및 542)는 off되어 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)도 정지된다. 그 다음, 전압Vin2 근처로 예비방전된 전압Vout은 높은 안정도의 전압을 가지는 출력회로(10)에 의하여 전압Vin2로 구동된다.
또한, 출력회로(10)의 제어는 예비충전/예비방전기간 동안 회로특성에 다라 작동과 비작동 사이에서 스위칭된다. 또한, 비작동 대신에, 출력회로(10)가 입력단자(1)와 출력단자(2)로부터 차단되어도 좋다.
상기 구동방법에 있어서, 전압Vout을 출력기간동안에 높은 안정도의 전압을 가지는 전압Vin1이나 전압Vin2으로 빠르게 구동하는 것이 가능하다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20)가 예비충전/예비방전기간 동안에 고속으로 작동되기 때문에, 예비충전/예비방전기간을 단축시키는 것이 가능하다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)(도 8)는 충분히 작은 전력소모를 가지고 예비충전/예비방전기간 동안에만 전기를 소모한다.
한편, 출력회로(10)가 예비충전/예비방전기간 동안에 전압Vin(Vin1/Vin2) 근처로 구동되는 전압을 예비충전/예비방전기간 후에 전압의 높은 정확도를 가지면서 전압Vin(Vin1/Vin2)으로 구동하는 것만이 필요하다. 그러므로, 고전류공급능력이 필요하지 않다. 따라서, 저전력소모를 가지는 구동회로가 출력회로(10)로서 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 8의 구동회로가 도 11a 및 11b의 구동방법에 따라 작동되기 때문에, 높은 정확도를 가진 출력, 고속의 구동 및 저전력소모를 실현하는 것이 가능하다.
또한, 도 12는 도 출력회로(10)에 있는 예비충전/예비방전회로(20A)의 스위치와 출력회로(10)를 제어하는 방법을 나타낸다.
도 10에 나타낸 차동회로(23)와 제1 출력단(30)의 제어작동은 도 8에 나타낸 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)의 것과 동일하다. 도 10의 차동회로(23)와 제2 출력단(40)의 제어작동은 도 8에 나타낸 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)의 것과 동일하다.
도 12에 있어서, 도 10의 차동회로(23)와 제1 출력단(30)이 도 8의 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)과 동일한 제어방법으로 작동되며, 도 10의 차동회로(23)와 제2 출력단(40)은 도 8의 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)과 동일한 제어방법으로 작동된다.
즉, 차동회로(23)의 스위치(521)는 기수 및 우수 출력기간의 예비충전/예비방전기간에 on된다. 제1 출력단(30)의 스위치(531 및 532)는 기수출력기간의 예비충전/예비방전 동안만 on된다. 제2 출력단(40)의 스위치(541 및 542)는 우수출력기간의 예비충전/예비방전기간 동안만 on된다.
출력회로(10)는 도 11a에 나타낸 바와 같이 제어를 실행한다. 그러므로, 출력전압Vout은 도 11b와 같은 동일한 전압파형을 가진다. 즉, 도 10의 구동회로가 도 12의 제어방법에 의하여 작동되는 경우, 도 11a의 제어방법에 의하여 작동되는 도 8의 구동회로처럼 구동을 제공할 수 있다.
도 13a 및 13b는 도 8에 나타낸 구동회로의 구동방법에 대한 다른 특정한 실시예를 나타낸 다이어그램이다.
이 특정한 실시예는 연속적인 출력기간에서 소망의 순서로 소망의 전압을 구동하기 위한 구동방법을 설명한다.
도13a는 도 8의 예비충전/예비방전회로(20)의 스위치들과 출력회로(10)를 제어하는 방법을 나타낸 다이어그램이다. 도 13b는 입력단자(1)에 인가된 전압이 전압Vin2로부터 전압Vin1(여기서 Vin1>Vin2)으로 스위칭된 후, 출력기간 동안 도 13a에 나타낸 바와 같이 제어가 될 때 전압Vout의 전압파형(전압파형1)을 나타낸 다이어그램이다. 도 13b도 전압이 전압Vin1으로부터 전압Vin2로 스위칭된 후 출력기간 동안 도 13a에 나타낸 바와 같이 제어되는 경우 출력단자(2)의 전압Vout에 대한 전압파형(전압파형2)을 나타낸다.
도 13a 및 13b를 참조하면, 상기 구동방법에 있어서, 소망의 전압이 소망의 순서대로 작동되도록 예비충전기간(시간t0 내지 t1) 및 예비방전기간(시간t1 내지 t2)이 출력기간(시간t0 내지 t3)의 전반 동안에 연속적으로 제공된다.
예비충전기간 동안, 스위치(521, 531 및 532)들은 on되어서 제1차동회로(21)와 제1 출력단(30)을 작동시킨다. 스위치(522, 541 및 542)들은 off되어서 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)을 정지시킨다.
예비방전기간 동안, 스위치(522, 541 및 542)들은 on되어서 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)을 작동시킨다. 스위치(521, 531 및 532)들은 off되어서 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)을 정지시킨다
예비충전/예비방전기간(시간t0 내지 t2) 후, 스위치(521, 522, 531, 532, 541 및 542)들은 모두 off되어 예비충전/예비방전회로(20A)를 정지시킨다.
출력회로(10)는 적어도 예비충전/예비방전기간 후에 작동되어 출력회로(10)의 회로특성에 따라 작동되거나 작동되지 않는다. 또한, 비작동 대신에, 출력회로(10)는 입력단자(1)와 출력단자(2)로부터 차단되어도 좋다.
도 13a 및 13b에 있어서, 입력단자(1)에 인가된 전압은 전압Vin2로부터 전압Vin1로 스위칭되는 경우, 예비충전기간 동안, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)의 작동은 빠르게 전압Vout을 전압Vin2로부터 전압Vin1으로 증가시킨다. 예비방전기간 동안, 전압Vout은 전압Vin1에 충분히 가까웠기 때문에, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)이 작동되더라도, 전압Vout는 거의 요동치지 않는다.
예비충전/예비방전기간 후, 출력회로(10)는 전압Vout을 높은 안정도를 가지면서 전압Vin1로 구동한다.
한편, 입력단자(1)에 인가된 전압이 전압Vin1로부터 전압Vin2로 스위칭되는 경우, 전압은 낮은 전압으로 변경된다. 그러므로, 정전류회로(321)는 예비충전기간동안에 제1 출력단(30)에서 작동되며, 충분히 작은 전류로 설정된다. 따라서, 방전작동의 영향은 작으며, 전압Vout는 이전의 출력기간의 전압으로부터 크게 변하지 않는다.
예비방전기간 동안, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)의 작동은 빠르게 전압Vout을 전압Vin1 근처로부터 전압Vin2으로 감소시킨다.
예비방전기간 후, 출력회로(10)는 전압Vout을 높은 안정도를 가지면서 전압Vin2로 구동한다.
또한, 예비충전기간과 예비방전기간은 순서대로 스위칭되어도, 예비충전/예비방전회로(20)는 적합한 방법으로 구동을 제공할 수 있다.
상기의 구동방법에 있어서, 임의의 출력기간 동안 높은 안정도로 전압Vout을 전압Vin1이나 전압Vin2로 빠르게 구동하는 것이 가능하다.
즉, 연속적인 출력기간 동안 소망의 순서대로 소망의 전압을 구동하는 것이 가능하다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)는 고속으로 작동하기 때문에, 예비충전/예비방전기간은 단축될 수 있다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20)는 전력소모가 매우 작으며, 전기는 예비충전/예비방전기간에만 소모된다.
한편, 예비충전/예비방전기간 동안 전압Vin(Vin1/Vin2) 근처로 구동되는 출력회로(10)만이 예비충전/예비방전기간 후 높은 안정도로 전압을 전압Vin(Vin1/Vin2)으로 구동시킨다. 그러므로, 낮은 전력소모를 가지는 구동회로가 출력회로(10)로서 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 8의 구동회로는 도 13a 및 13b의 구동제어를 받게 되기 때문에, 높은 안정도를 가지는 출력, 고속의 구동 및 낮은 전력소모를 실현하는 것이 가능하다.
또한, 도 14는 구동방법이 도 10의 구동회로에서 수행되는 경우 예비충전/예비방전회로(20)의 스위치들과 출력회로(10)를 제어하는 방법을 나타낸다.
도 10의 차동회로(23)와 제1 출력단(30)은 도 8의 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)과 동일한 방법으로 작동한다. 도 10의 차동회로(23)와 제2 출력단(40)은 도 8의 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)과 동일한 방법으로 작동한다.
도 14에 있어서, 도 10의 차동회로(23)와 제1 출력단(30)이 도 8의 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)과 동일한 제어방법으로 작동되며, 도 10의 차동회로(23)와 제2 출력단(40)은 도 8의 제2 차동회로(22) 및 제2 출력단(40)과 동일한 제어방법으로 작동된다.
즉, 차동회로(23)의 스위치(521)는 예비충전/예비방전기간에 모두 on된다. 제1 출력단(30)의 스위치(531 및 532)는 예비충전기간 동안만 on된다. 제2 출력단(40)의 스위치(541 및 542)는 예비방전기간 동안만 on된다.
출력회로(10)는 도 13a와 동일한 제어를 실행한다. 그러므로, 출력전압Vout은 도 13b와 같은 동일한 전압파형을 가진다.
즉, 도 10의 구동회로가 도 14의 제어방법에 의하여 작동되는 경우, 도 8의 구동회로가 도 13a의 제어방법에 의하여 작동되는 경우와 동일한 구동을 달성할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 구동회로의 구성을 나타낸 다이어그램이다. 본 발명의 제5 실시예는 도 7에 나타낸 구동회로의 변형예이다.
도 15의 구동회로는 입력단자(1A)의 전압VinA를 수신하고 출력단자(2A)로 소망의 전압을 출력하기 위한 제1 출력회로(10A)와 입력단자(1B)의 전압VinB를 수신하고 출력단자(2B)로 소망의 전압을 출력하기 위한 제2 출력회로(10B), 출력단자(2A 및 2B)의 전압VoutA 및 VoutB를 소망의 전압 근처로 빠르게 변경하기 위한 예비충전/예비방전회로(20), 및 예비충전/예비방전회로(20), 제1 출력회로(10A) 및 제2 출력회로(10B)의 작동과 비작동을 제어하기 위한 작동제어신호에 의하여 구성된다.
즉, 제1 실시예에 있어서, 하나의 출력회로가 하나의 예비충전/예비방전회로(20)를 가지지만, 본 발명의 제9 실시예에 있어서, 하나의 예비충전/예비방전회로(20)가 두 개의 출력회로들에 의하여 공유된다(제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)).
도 15에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20)는 두 개의 출력회로들과의 접속을 스위칭하기 위한 스위치(611, 612, 613, 614, 615 및 616)가 도 7의 예비충전/예비방전회로(20)에 부가되도록 구성된다.
도 15의 예비충전/예비방전회로(20)의 작동에 있어서, 스위치(611, 612, 613, 614, 615 및 616)는 다음과 같이 작동제어신호에 의하여 제어된다:
스위치(611 및 613)가 켜지는 경우, 스위치(612 및 614)는 off된다.
또한, 스위치(621 및 623)가 켜지는 경우, 스위치(622 및 624)는 off된다.
또한, 스위치(611 및 613)나 스위치(621 및 623)가 켜지는 경우, 다른 스위치들은 off된다. 스위치(612 및 614)나 스위치(621 및 623)가 켜지는 경우, 다른 스위치들은 off된다.
스위치들이 그렇게 제어되기 때문에, 예비충전/예비방전회로(20)와 제1 출력회로(10A) 및 제2 출력회로(10B)의 관계는 도 7의 예비충전/예비방전회로(20)와 출력회로(10)의 관계와 동일하다.
그러므로, 도 15의 구동회로에 있어서, 두 개의 출력에 대하여 도 7과 같은 기능과 효과를 달성하는 것이 가능하다.
한편, 두 개의 출력을 가진 구동회로를 형성할 때, 도 15에 나타낸 구동회로는 두 개의 구동회로를 가진 도 7과 비교할 때 소자의 수와 필요한 면적이 작아진다.
도 16은 본 발명의 제6 실시예에 따른 구동회로 및 도 15의 구동회로에 있는 예비충전/예비방전회로(20)의 특정한 구성을 나타낸다. 도 16을 참조하면, 예비충전/예비방전회로(20)에 있어서, 전압VinA 및 VinB는 각각 입력단자(1A 및 1B)에 인가되며, 출력단자(2A 및 2B)의 전압VoutA 및 VoutB는 전압VinA 및 VinB에 매우 가까운 레벨의 전압으로 빠르게 예비충전/예비방전된다. 본 발명의 제6 실시예에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20)는 두 개의 출력회로들과의 접속을 스위칭하기 위한 스위치(611, 612, 613, 614, 615 및 616)가 도 8의 예비충전/예비방전회로(20)에 부가되도록 구성된다.
도 15의 경우에서처럼, 예비충전/예비방전회로(20)가 작동하는 동안, 스위치들은 다음과 같이 작동제어신호에 의하여 제어된다: 스위치(611 및 613)가 켜질 때, 스위치(612 및 614)는 off된다. 또한, 스위치(611 및 613)이나 스위치(621 및 623)가 켜질 때, 다른 스위치들은 off된다. 스위치(612 및 614)이나 스위치(621 및 623)가 켜질 때, 다른 스위치들은 off된다. 스위치들이 이렇게 제어되기 때문에, 예비충전/예비방전회로(20)의 제1 출력회로(10A) 및 제2 출력회로(10B)에 대한 관계는 도 7에 나타낸 예비충전/예비방전회로(20)의 출력회로(10)에 대한 관계와 동일하다.
그러므로, 도 16의 구동회로는 두 개의 출력에 대하여 도 8과 동일한 기능과 효과를 달성할 수 있다.
또한, 두 개의 출력을 가진 구동회로를 형성하는 경우, 도 16에 나타낸 구동회로는 두 개의 구동회로를 가진 도 8과 비교할 때 소자의 개수 및 필요한 면적이 작다.
도 17a 및 17b는 도 16에 나타낸 구동회로를 구동하기 위한 방법의 특정한 예를 나타내는 다이어그램이다.
상기 구동방법에 있어서, 기수출력기간 동안에는 출력단자(2A)의 출력전압VoutA은 임의의 중간전압Vm과 고전위측의 전원전압VDD 사이의 전압으로 구동된다. 우수출력기간 동안에는 출력전압VoutA이 전압Vm보다 이하이고 저전위측의 전원전압VSS보다 이상 구동된다. 기수출력기간 동안에는 출력단자(2B)의 출력전압VoutB은 임의의 중간전압Vm보다 이하 그리고 전원전압VSS보다 이상 구동된다. 우수출력기간 동안에는 출력전압VoutB가 전압Vm과 전원전압VDD 사이의 전압으로 구동된다. 상기 구동방법을 설명한다.
그러한 구동방법은 액정표시장치에서 도트반전구동(dot inversion driving)을 수행하는데 이용될 수 있다.
도 17a는 도 16에 나타낸 예비충전/예비방전회로(20)와 출력회로(10)의 스위치를 제어하는 제어 방법을 나타낸다.
도 17b는 도 17a의 제어가 입력단자(1A 및 1B)에 인가된 전압을 임의의 기수출력기간 동안에 전압Vin1 및 Vin2로 설정하고 다음의 기수출력기간 동안에 전압을 전압Vin2 및 Vin1으로 설정하는 경우 출력단자(2A 및 2B)의 전압VoutA 및 VoutB의 두 개의 출력기간에 대한 출력전압Vout의 전압파형을 나타낸다. 도 16, 17a 및 17b를 참조하면서 이하의 설명을 한다.
도 17a 및 17b에 나타내 구동방법에 있어서, 기수 및 우수의 출력기간(시간t0 내지 t2 및 시간 t2 내지 t4)의 전반 동안에 예비충전/예비방전기간(시간t0 내지 t1 및 시간 t2 내지 t3)이 제공된다. 기수출력기간의 예비충전/예비방전기간 동안, 스위치(611 및 613)와 스위치(622 및 624)는 on되고 스위치(522, 541 및 542)들은 on되어 제1 차동회로(21), 제1 출력단(30), 제2 차동회로(22), 및 제2 출력단(40)을 함께 작동시킨다. 그러므로, 전압VoutA는 제1 차동회로(21) 및 제1 출력단(30)의 작동에 의하여 전압Vin1 근처로 빠르게 증가되며, 전압VoutB는 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)의 작동에 의하여 전압Vin2 근처로 빠르게 감소된다.
예비충전/예비방전기간 후, 모든 스위치들은 off되어예비충전/예비방전회로(20)는 정지되며, 전압VoutA과 VoutB는 높은 안정도를 가지는 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)에 의하여 전압Vin1과 Vin2로 구동된다.
한편, 우수출력기간의 예비충전/예비방전기간 동안, 스위치(612 및 614)와 스위치(621 및 623)는 on되고, 스위치(521, 531 및 532)와 스위치(522, 541 및 542)는 on된다.
따라서, 전압VoutA는 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)의 작동에 의하여 전압Vin2 근처로 빠르게 감소되며, 전압VoutB는 제1 차동회로(21) 및 제1 출력단(30)의 작동에 의하여 전압Vin1 근처로 빠르게 증가된다. 예비충전/예비방전기간 후, 모든 스위치들은 off되어 예비충전/예비방전회로(20)는 정지되며, 전압VoutA과 VoutB는 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)에 의하여 높은 안정도를 가지면서 전압Vin2와 Vin1로 구동된다.
또한, 예비충전/예비방전기간 동안 출력회로(10)의 작동은 회로특성에 따라 작동이나 비작동으로 스위칭된다. 또한, 비작동 대신에, 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)가 각각 입력단자(1A)와 출력단자(2A) 및 입력단자(1B)와 출력단자(2B)로부터 차단되어도 좋다.
상기 구동방법에 있어서, 각 출력기간 동안, 전압VoutA과 VoutB를 높은 안정도를 가지면서 입력단자(1A 및 1B)에 인가된 전압으로 구동하는 것이 가능하다.
또한, 하나의 예비충전/예비방전회로(20)가 두 개의 출력에 의하여 공유되기 때문에, 상기 회로는 각각의 출력에 대하여 예비충전/예비방전회로(20)가 제공되는 경우보다 크기가 작아질 수 있다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20)는 각예비충전/예비방전기간 동안에 고속으로 구동될 수 있다. 따라서, 예비충전/예비방전기간을 단축시키는 것이 가능하다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)의 전력소모는 충분히 작고 예비충전/예비방전기간 동안에만 전기를 소모한다.
한편, 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)가 예비충전/예비방전기간 동안에 소망의 전압 근처로 구동되는 전압을 예비충전/예비방전기간 후에 높은 전압정확도를 가지면서 소망의 전압으로 구동하는 것만이 필요하다. 그러므로, 고전류공급능력이 필요하지 않다. 따라서, 저전력소모를 가지는 구동회로가 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)로서 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 16의 구동회로가 도 17a의 구동방법에 따라 작동되기 때문에, 높은 정확도를 가진 출력, 고속의 구동 및 저전력소모를 실현하는 것이 가능하다.
도 18a 내지 18c는 도 16에 나타낸 구동방법의 다른 특정한 실시예의 구동방법을 나타낸다.
본 실시예는 각 두 개의 출력에 대하여 연속하는 출력기간에서 소망의 순서로 소망의 전압으로 구동하기 위한 구동방법을 설명한다. 도 18a는 도 16에 나타낸 예비충전/예비방전회로(20)와 출력회로(10)의 제어방법을 나타낸다.
도 18b는 입력단자(1A)에 인가된 전압이 전압Vin2A로부터 전압Vin1A(여기서 Vin1A>Vin2A)로 스위칭된 후, 출력기간 동안 도 18의 제어가 실행될 때 전압VoutA의 전압파형(전압파형1A)을 나타낸다.
또한, 도 18b는 입력단자(1A)에 인가된 전압이 전압Vin1A으로부터 전압Vin2A로 스위칭된 후 출력기간 동안 전압VoutA의 전압파형(전압파형2A)을 나타낸다.
도 18c는 입력단자(1B)에 인가된 전압이 전압Vin2B로부터 전압Vin1B(여기서 Vin1B>Vin2B)으로 스위칭된 후, 출력기간 동안 도 18의 제어가 실행될 때 전압VoutB의 전압파형(전압파형1B)을 나타낸다.
도 18c도 입력단자(1B)에 인가된 전압이 전압Vin1B으로부터 전압Vin2B로 스위칭된 후 출력기간 동안 전압VoutB의 전압파형(전압파형2B)을 나타낸다.
도 16, 도 18a 내지 18c를 참조하면서 이하의 설명을 한다.
도 18a 내지 18c의 구동방법에 있어서, 소망의 전압이 소망의 순서대로 작동되도록 제1 예비충전/예비방전기간(시간t0 내지 t1) 및 제2 예비방전/예비방전기간(시간t1 내지 t2)이 하나의 출력기간(시간t0 내지 t3)의 전반 동안에 제공된다.
제1 예비충전/예비방전기간 동안, 스위치(611 및 613)와 스위치(622 및 624)는 on되고 스위치(612 및 614)와 스위치(621 및 623)는 off된다.
제2 예비충전/예비방전기간 동안, 스위치(611 및 613)와 스위치(622 및 624)는 off되고 스위치(612 및 614)와 스위치(621 및 623)는 on된다. 또한, 스위치(521, 531 및 532)와 스위치(522, 541 및 542)들은 제1 예비충전/예비방전기간과 제2 예비충전/예비방전기간 동안 on되어서 제1 차동회로(21), 제1 출력단(30), 제2 차동회로(22), 제2 출력단(40)을 함께 작동시킨다.
제1 및 제2 예비충전/예비방전기간 후, 모든 스위치들은 off되어 예비충전/예비방전회로(20)를 정지시킨다.
제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)는 적어도 제1 및 제2 예비충전/예비방전기간 후에 작동되어 제1 및 제2 예비충전/예비방전기간 동안 출력회로들의 회로특성에 따라 작동되거나 작동되지 않는다. 또한, 비작동 대신에, 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)는 입력단자(1A), 출력단자(2A), 입력단자(1B) 및 출력단자(2B)로부터 차단되어도 좋다.
도 18a 내지 18c에 있어서, 입력단자(1A)에 인가된 전압은 전압Vin2A로부터 전압Vin1A로 스위칭되는 경우, 제1 예비충전기간 동안, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)의 작동에 의하여 전압VoutA을 전압Vin2A로부터 전압Vin1A 근처로 빠르게 증가시킨다.
제2 예비방전/예비충전기간 동안, 전압VoutA은 이미 전압Vin1A에 충분히 가까운 전압으로 설정되었기 때문에, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)이 작동되더라도, 전압VoutA는 거의 요동치지 않는다.
제1 및 제2 예비충전/예비방전기간 후, 제1 출력회로(10A)는 전압VoutA을 높은 안정도를 가지면서 전압Vin1A로 구동한다.
한편, 입력단자(1A)에 인가된 전압이 전압Vin1A로부터 전압Vin2A로 스위칭되는 경우, 전압은 낮은 전압으로 변경된다. 그러므로, 정전류회로(321)는 제1 예비충전기간 동안에 제1 출력단(30)에서 작동된다. 그러나, 전류가 충분히 작기 때문에 방전작동의 영향은 작으며, 전압VoutA는 이전의 출력기간의 전압Vin1A으로부터 크게 변하지 않는다.
제2 예비충전/예비방전기간 동안, 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)의 작동에 의하여, 전압VoutA을 전압Vin1A 근처로부터 전압Vin2A의 근처로 빠르게 감소시킨다.
제1 및 제2 예비충전/예비방전기간 후, 제1 출력회로(10A)는 전압VoutA을 높은 안정도를 가지면서 전압Vin2A로 구동한다.
입력단자(1B)로 인가된 전압이 전압Vin1B로부터 전압Vin2B로 스위칭될 때, 제1 예비충전/예비방전기간 동안 제2 차동회로(22)와 제2 출력단(40)의 작동에 의하여 전압VoutB는 전압Vin1B로부터 전압Vin2B 근처로 빠르게 감소된다.
제2 예비충전/예비방전기간 동안, 전압VoutB는 이미 충분히 전압Vin2B에 가까운 전압으로 되었다. 따라서, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)이 작동되더라도, 전압VoutB는 거의 변동되지 않는다.
제1 및 제2 예비충전/예비방전기간 후, 전압VoutB는 제2 출력회로(10B)에 의하여 높은 안정도를 가지면서 전압Vin2B로 구동된다.
또한, 입력단자(1B)에 인가된 전압이 전압Vin2B로부터 전압Vin1B로 스위칭되는 경우, 제1 예비충전/예비방전기간 동안 정전류회로(421)가 제2 출력단(40)에서 작동된다. 그러나, 충전작동의 영향은 전류가 매우 작기 때문에 작으며, 전압VoutB는 이전 출력기간의 전압Vin2B로부터 크게 변하지 않는다.
제2 예비충전/예비방전기간 동안, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)의 작동에 의하여, 전압VoutB을 전압Vin2B 근처로부터 전압Vin1B의 근처로 빠르게 감소시킨다.
제1 및 제2 예비충전/예비방전기간 후, 제1 출력회로(10B)는 전압VoutB을 높은 안정도를 가지면서 전압Vin1B로 구동한다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)의 제어는 제1 예비충전/예비방전기간과 제2 예비충전/예비방전기간 사이에서 스위칭되더라도, 적절한 구동이 가능하다.
상기 구동방법에 의하여, 임의의 출력기간 동안 전압VoutA와 VoutB를 고속으로 높은 안정도를 가지면서 입력단자(1A 및 1B)에 인가된 전압으로 구동하는 것이 가능하다.
즉, 각 두 개의 출력에 대하여, 연속하는 출력기간 동안 소망의 순서대로 소망의 전압을 구동하는 것이 가능하다.
또한, 하나의 예비충전/예비방전회로(20)가 두 개의 출력에 의하여 공유되기 때문에, 회로는 예비충전/예비방전회로(20)가 각 출력들에 제공되는 경우에 비해서 크기가 작아질 수 있다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)는 고속으로 작동하기 때문에, 제1 및 제2 예비충전/예비방전기간은 단축될 수 있다. 또한, 예비충전/예비방전회로(20)는 전력소모가 매우 작으며, 전기는 예비충전/예비방전기간에서만 소모된다. 한편, 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)가 두 단계의 예비충전/예비방전기간 동안 소망의 전압 근처로 구동되었던 전압을 예비충전/예비방전기간 후에 높은 안정도로 소망의 전압으로 구동시키기만 한다. 그러므로, 높은 전류공급능력이 필요하지 않다. 따라서, 낮은 전력소모를 가지는 구동회로가 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)로서 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 16의 구동회로 상에서 도 18a 내지 18c의 구동방법을 수행하기 때문에, 높은 안정도를 가지는 출력, 고속의 구동 및 낮은 전력소모를 실현하는 것이 가능하다.
도 19는 본 발명의 제7 실시예에 따른 구동회로와 액정표시장치(예를 들면 도 1)의 데이터드라이버의 구성을 나타낸 다이어그램이다.
도 19를 참조하면, 드라이버는 저항스트링(resistor string;200), 선택회로(300), 출력단자군(400) 및 출력단(100)으로 구성된다.
저항스트링(200)의 각 접속단자(탭) 상에서, 레벨전압이 계조에 따라 발생되고, 선택회로(300)는 각 출력주기 동안 임의의 레벨전압을 선택하고, 출력단(100)은 각 출력단자로 레벨전압을 출력한다.
출력단(100)으로서, 전술한 실시예들에서 기술된 구동회로들을 채용하는 것이 가능하다(예비충전/예비방전회로(20 및 20A)와 출력회로(10, 10A 및 10B)를 구비한 구동회로).
예를 들면, 작동제어신호가 작동제어신호발생회로(미도시)로부터 각 출력의 출력단(100)으로 전송되어 각 실시예에 있어서 예비충전/예비방전회로(20 및 20A)와 출력회로(10, 10A 및 10B)의 작동을 제어한다.
또한, 도 15 및 16의 구동회로가 도 19의 출력단(100)으로서 사용되는 경우, 출력단(100)들의 두 개의 출력은 도 15 및 16의 구동회로로 치환된다.
본 발명의 구동회로를 출력단(100)으로 이용하여 낮은 소비전력을 가지면서 고속으로 구동될 수 있는 데이터드라이버를 구성하는 것이 가능하다.
다음, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명한다. 전술한 실시예에서 설명된 구동회로들을 참조하면서, 시뮬레이션에 의하여 얻어진 결과들을 기초로 구체적인 실시예를 설명한다.
전술한 구동회로에 있어서, 출력회로로서, 전류공급능력을 낮게 하면서 높은 정확도로 출력할 수 있는 회로를 이용하는 것이 가능하다. 그러므로, 도 19에 있어서, 소망의 전압까지 예비충전/예비방전이 되는 한, 전하는 저항스트링(200)으로부터 직접 공급되어 출력단자에 접속된 용량성 부하를 구동한다. 이 경우, 저항스트링(200)의 저항을 충분히 작게 하여도 고속의 구동이 가능하며, 고속의 출력과 저전력소모를 달성할 수 있다.
도 20은 상기 특성을 달성하기 위한 출력단(100)의 구체적인 예를 나타낸다.
도 20은 도 8에 나타낸 구동회로의 실시예를 나타낸 다이어그램이다. 구동회로는 CMOS스위치(보상형 트랜스퍼 게이트;111 및 112)와 스위치를 제어하기 위한 인버터(110)로 구성된 출력회로(10)를 가진다. 예비충전/예비방전회로(20)는 도 8에 나타낸 구성과 동일하다.
출력회로(10)의 작동과 비작동은 작동제어신호에 의하여 제어된다.
본 실시예에 있어서, 도 20의 구동회로는 도 19의 출력단(100)으로 이용되며, 시뮬레이션 결과는 도 11a 및 11b의 구동방법에 의하여 작동되는 도 20의 구동회로에 관해서 나타낸다.
간단한 구성을 위하여, 시뮬레이션은 다출력으로 하는 대신에 하나의 출력으로 구성된다.
예비충전/예비방전기간은 2㎲로 설정되고, CMOS스위치(111 및 112)는 예비충전/예비방전기간 동안 off되고 예비충전/예비방전기간 후에 on된다.
또한, 도 20에 나타낸 예비충전/예비방전회로(20)의 정전류회로(215, 225, 321 및 421)는 0.5㎂의 정전류로 설정된다.
20㎊의 전기용량을 가지는 전기용량소자는 2㏀의 저항소자를 통하여 출력단자(2)에 접속되며, 전기용량소자의 타단은 GND전위(OV)에 접속된다. 또한, 하이레벨의 전원전압VDD와 로우전위측의 전원전압VSS의 두 개의 전원전압이 5㎂의 전류를 인가하도록 저항스트링(200)의 양단에 공급되도록 데이터드라이버의 저항스트링(200)이 설정된다. 또한, 전원전압VDD과 VSS는 각각 5V와 0V로 설정된다.
도 21은 상기 조건하에서 예비충전기간을 포함하는 출력기간의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 21은 저항스트링(200)에서 발생된 레벨전압이 선택회로(300)에 의하여 0V로부터 4V로 스위칭되는 경우 용량성 부하의 전압변화를 나타낸다.
비교를 위하여, 도 21은 출력단의 구성에 있어서 도 19와 다른 구동회로의 전압파형을 나타낸다. 도 3의 구동회로에 대한 시뮬레이션이 도 20을 이용한 도 19의 구동회로와 동일한 조건하에서 수행되며, 도 20에 나타낸 출력회로(10)의 스위치는 도 3의 스위치로서 이용되어 동일한 제어를 수행한다.
도 21에 있어서, 도 3의 구동회로에 의하여 구동이 될 때 전압파형C가 형성되며, 도 19의 출력단(100)으로서 도 20에 나타낸 구동회로에 의하여 구동이 될 때 전압파형D가 형성된다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 구동이 도 3에 나타낸 구동회로에 의하여 이루어지는 경우, 출력기간의 전반 2㎲(예비충전기간) 동안, 전압은 NMOS트랜지스터(902)의 소스추종작동(source follower operation)에 의하여 고속으로 2.5V 근처까지 구동될 수 있다. 그러나, 소스추종작동에 있어서, 구동은 선택된 계조전압보다 임계전압정도 낮은 레벨의 전압까지 구동될 수 있다. 따라서, 후반에는, 스위치(901)가 on되어 전류는 저항스트링(200)으로부터 직접 공급되어 구동한다.
도 3의 구동회로에 있어서, 저항스트링(200)은 트랜지스터의 임계전압 차이에 의하여 구동될 필요가 있다. 전류공급능력은 전술한 시뮬레이션 조선에서 다소 낮기 때문에, 예비충전기간 후에 선택된 전압(4V)까지 저속으로 도달하여 고속의 구동이 실현되지 않는다.
한편, 도 19의 구동회로에 의하여 구동되는 경우(출력단으로서 도 20의 구동회로가 포함된다.), 전압파형D가 얻어지며, 전압은 2㎲의 예비충전기간 동안 예비충전/예비방전회로(20)에 의하여 선택된 레벨전압인 4V 근처로 빠르게 증가한다. 그러므로, 예비충전기간 후에 저항스트링(200)의 전류공급능력이 낮은 경우에도, 높은 안정도를 가지면서 선택된 계조전압을 구동하여 고속으로 구동하는 것이 가능하다.
또한, 도 20의 구성에 있어서, 제1 차동회로(21)와 제1 출력단(30)만이 예비충전기간 동안에 작동되며, 예비충전/예비방전회로(20)의 전류는 합계가 1㎂로 충분히 작으며, 예비충전기간은 짧다. 따라서, 예비충전/예비방전회로(20)의 작동의 전력소모는 매우 작다.
도 19에 나타낸 구동회로(도 20의 구동회로가 출력단(100)으로서 포함됨)의 소비전력은 저항스트링(200)의 전류에 의한 소비전력, 예비충전/예비방전회로(20)의 아이들링 전류에 의한 소비전력, 및 용량성 부하의 충전/방전전력을 포함한다.
저항스트링(200)과 예비충전/예비방전회로(20)의 전력소모는 감소될 수 있기 때문에, 도 20의 구동회로(도 14의 구동회로가 출력단으로서 포함됨)는 낮은 전력소모를 달성할 수 있다.
또한, 도 3의 구동회로에 있어서, 도 20에 나타낸 구동회로(도 14의 구동회로가 출력단(100)으로서 포함됨)와 동일한 구동속력을 달성하기 위하여, 저항스트링(200)에 흐르는 전류를 상당히 크게 할 필요가 있기 때문에 전력소모가 극단적으로 크게 된다.
그러므로, 도 19의 구동회로(도 20의 구동회로가 출력단(100)으로 포함됨)는 도 3의 구동회로보다 빠른 구동을 달성할 수 있으며 충분히 낮은 전력소모를 가진다.
도 21은 고전압 측에서 변화하는 경우(예비충전기간을 포함하는 출력기간)를 나타낸다. 저전압 측으로 변화하는 경우(예비방전기간을 포함하는 출력기간)에도, 도 20의 구동회로(도 14의 구동회로가 출력단(100)으로서 포함된)가 고속으로 구동된다. 한편, 동일한 효과를 도 12의 구동방법에 따른 작동에 의하여 얻을 수 있다.
도 19에 나타낸 구동회로(도 20의 구동회로가 출력단(100)으로서 포함됨)의 고속구동과 저전력소모에 대해 상기에서 설명하였다. 또한, 저항스트링(200)이 직접 전압을 출력하기 때문에 전압의 높은 안정도가 얻어진다.
또한, 도 20의 예비충전/예비방전회로(20)는 선택된 전압 근처까지 예비충전과 예비방전하는 것만이 필요하다. 그러므로, 엄격한 설계를 요하지 않고, 커런트미러회로와 차동트랜지스터 쌍을 최소의 크기로 설계하는 것이 가능하기 때문에 회로에 필요한 면적을 감소시킬 수 있다.
또한, 트랜지스터의 임계전압이 다소 변하는 경우, 예비충전/예비방전회로(20)에 의하여 구동되는 전압은 다소 소망의 전압으로부터 벗어난다. 그러나, 저항스트링(200)의 직접출력에 의하여 전압의 높은 안정도가 실현된다.
그러므로, 도 20의 구동회로를 도 19의 출력단(100)으로 이용하는 데이터드라이버에 의하여, 임계전압이 약간 변하는 공정에 있어서도 높은 안정도의 전압출력, 고속의 구동, 및 저전력소모를 달성하는 것이 가능하다.
또한, 도 16의 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)가 도 20의 출력회로(10)와 동일한 CMOS스위치를 이용하여 도 17a 와 17b 또는 도 18a 내지 18c와 동일한 구동방법을 수행하는 경우, 도 19의 구동회로(도 20의 구동회로가 출력단(100)으로서 포함됨)와 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.
도 22는 도 19에 나타낸 출력단(100)의 다른 실시예를 나타낸 다이어그램이다.
도 22를 참조하면, 본 실시예에 있어서, 출력회로(10)는 도 20의 CMOS스위치(111 및 112) 및 인버터(110)와 동일한 구성으로 이루어진다. 출력회로(10)의 작동과 비작동은 작동제어신호에 의하여 제어될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 도 22의 구성은 도 19의 구성의 출력단(100)에 적용되며, 도 22의 구동회로는 도 12의 구동방법에 따라 작동된다. 이 경우, 도 21의 전압파형D와 동일한 시뮬레이션 결과가 얻어진다. 또한, 시뮬레이션 조건은 실시예1과 동일하며, 차동회로(23)의 정전류회로(215, 321 및 421), 제1 출력단(30), 및 제2 출력단(40)의 전류는 각각 0.5㎂이다.
따라서, 예비충전/예비방전기간 동안, 예비충전/예비방전회로(20)는 차동회로(23)와 제1 출력단(30)의 총 전류인 1㎂의 충분한 아이들링 전류를 가진다.
도 20과 도 22의 예비충전/예비방전회로(20)는 동일한 방법으로 작동한다. 그러므로, 도 22의 구동회로에 있어서도, 도 20에서처럼 구성된 도 19의 구동회로와 마찬가지로 높은 안정도를 갖는 출력, 고속의 구동, 및 저전력소모를 실현하는 것이 가능하다.
본 발명의 구동회로는 전형적인 구동회로에도 적용될 수 있다. 종래 구동회로가 본 발명의 출력회로로서 이용되는 경우, 저전력소모 또는 고속의 구동을 향상시킬 수 있다.
도 23은 도 8에 나타낸 구동회로를 출력회로(10)가 연산증폭기(120; 전압추종기) 및 연산증폭기(120)의 출력을 전송하거나 차단하기 위한 스위치(121)로 구성한 실시예를 나타낸다. 도 23의 출력회로(10)는 도 19의 출력단(100)에 적용할 수 있다.
또한, 도 19와 다른 구동회로의 경우에도, 구동회로가 복수의 레벨전압을 입력단자(1)에 인가를 하는 경우, 도 23의 구성을 이용하는 것이 가능하다.
본 실시예는 도 23의 구동회로가 도 11a 및 11b의 구동방법에 따라 작동되는 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 도 23의 구동회로의 시뮬레이션에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20)를 작동하기 위한 예비충전/예비방전기간은 5㎲이고 스위치(121)는 off되어 예비충전/예비방전기간 동안 연산증폭기(120)의 출력을 차단한다.
연산증폭기(120)가 빈번히 작동과 비작동 사이에서 스위칭되는 경우, 연산증폭기(120)의 출력은 불안정하고 연산증폭기의 전력소모가 증가된다. 그러므로, 연산증폭기(120)는 예비충전/예비방전기간에도 작동된다.
예비충전/예비방전기간 후, 스위치(121)는 on되어 높은 안정도를 가지면서 연산증폭기(120)에 의하여 구동된다. 또한, 연산증폭기(120)의 아이들링 전류는 10㎂정도이고, 예비충전/예비방전회로(20)의 정전류회로(215, 225, 321 및 421)는 모두 충분히 작은 0.5㎂의 전류로 설정된다.
100㎊의 전기용량소자가 10㏀의 저항소자를 통하여 출력단자(2)에 접속되며, 전기용량소자의 타단은 GND(0V)에 접속된다. 또한, 전원전압VDD과 VSS는 각각 5V와 0V로 설정된다.
도 24는 상기 조건하에서 예비충전기간을 포함하는 출력기간의 시뮬레이션 결과를 나타내는 다이어그램이다. 도 24는 전압Vin이 0V로부터 4.9V로 변하는 경우 용량성 부하의 전압 변화를 나타낸다. 비교를 위하여, 도 24도 예비충전/예비방전회로(20)와 스위치(121)를 가지지 않는 연산증폭기(120)에 의해서만 구동이 이루어지는 경우에 얻어지는 전압파형을 나타낸다. 전압파형A는 연산증폭기(120) 단독으로 구동되는 경우의 전압파형이고, 전압파형B는 도 23의 구동회로에 의해서 구동되는 경우의 전압파형이다.
도 24는 예비충전/예비방전회로(20)에 의하여 구동속력이 대폭 개선된 것을 타나낸다. 이것은 예비충전/예비방전회로(20)가 위상보상수단을 가진 연산증폭기에 비해서 출력전압Vout의 변동에 대해서 빠르게 응답하기 때문이다.
또한, 예비충전/예비방전회로(20)의 정전류회로에 인가된 전류는 낮고 예비충전기간이 짧기 때문에 예비충전/예비방전회로(20)의 작동에 의한 소비전력의 증가는 충분히 작다.
그러므로, 도 23의 구동회로의 소비전력은 연산증폭기(120) 단독으로 구동 경우의 소비전력과 같은 정도이다.
한편, 연산증폭기(120) 단독으로 도 23의 구동회로와 동일한 구동속력을 달성하는 경우, 아이들링 전류를 충분히 증가시킬 필요가 있기 때문에 소비전력을 크게 증가시킨다.
도 24는 고전압측으로 변하는 경우(예비충전기간을 포함하는 출력기간)만을 나타낸다. 저전압측으로 변하는 경우(예비방전기간을 포함하는 출력기간)에도, 도 23의 구동회로는 고속의 구동을 달성할 수 있다. 또한, 도 12의 구동방법에 따른 작동도 동일한 효과를 달성한다.
상기 설명은 도 23의 구동회로가 연산증폭기 단독의 작동에 비해서 고속의 구동이나 저전력소모를 달성할 수 있다는 것을 증명한다.
또한, 도 16의 제1 출력회로(10A)와 제2 출력회로(10B)에 있어서 도 23의 것과 동일한 연산증폭기(120)와 스위치(121)가 이용되어 도 17a와 17b 또는 도 18a 내지 18c의 방법으로 구동하는 경우에도, 도 23에 나타낸 구동회로와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 25는 도 23에 나타내 구성의 다른 실시예를 나타낸 다이어그램이다.
도 25는 도 10에 나타낸 구동회로의 실시예를 나타낸다. 도 17과 마찬가지로, 출력회로(10)는 연산증폭기(120)와 스위치들로 구성된다.
본 실시예에 있어서도, 도 25의 구동회로는 도 12의 구동방법에 의하여 작동되는 경우, 도 24의 전압파형B와 동일한 시뮬레이션 결과를 달성할 수 있다. 또한, 시뮬레이션 조건은 도 23과 동일하며, 예비충전/예비방전회로(20)의 정전류회로(215, 321 및 421)는 각각 0.5㎂로 설정된다.
그러므로, 예비충전/예비방전기간 동안 예비충전/예비방전회로(20)의 아이들링 전류는 차동회로(23)와 제1 출력단(30)의 1㎂로 되어 충분히 작은 전류로 된다.
도 25에 있어서, 예비충전/예비방전회로(20)는 도 23의 예비충전/예비방전회로(20)와 동일한 작동을 수행한다. 그러므로, 도 25의 구동회로에 있어서도, 연산증폭기 단독으로 구동되는 경우에 비해서 고속의 구동이나 저전력소모를 달성하는 것이 가능하다.
전술한 설명은 능동매트릭스 구동방법에 따른 액정표시장치의 구동회로를 설명하였다. 용량성 부하를 가진 구동회로의 대표적인 실시예로서 상기 회로를 설명하였으나, 본 발명은 액정표시장치 이외에 임의의 부하를 가진 구동회로로서 적용될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 예비충전/예비방전회로에 의하면, 출력단자에 접속된 용량성 부하는 충전수단과 제1 정전류회로로 구성된 제1 출력단, 방전수단과 제2 정전류회로로 구성된 제2 출력단, 및 제1 및 제2 차동회로에 의하여 소망의 전압 근처까지 고속으로 구동될 수 있다.
또한, 연산증폭기를 가진 구동회로의 경우에는, 위상보상전기용량이 안정한 작동을 유지하기 위하여 포함되며 큰 아이들링 전류가 충분한 속력으로 위상보상전기용량을 충전/방전하기 위하여 필요하다. 본 발명의 예비충전/예비방전회로에는, 위상보상전기용량과 같은 위상보상수단이 제공되지 않는다. 이러한 구성에 의하여, 위상보상전기용량을 충전/방전할 필요 없이 아이들링 전류를 충분히 감소시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 예비충전/예비방전회로에 있어서, 위상보상전기용량이 제공되지 않기 때문에, 트랜지스터의 게이트전압은 작은 아이들링 전류에 의하여 즉시 변할 수 있다. 따라서, 연산증폭기와 같은 위상보상전기용량을 포함하는 구동회로에 비해서 고속의 작동이 가능하다.
그러나, 피드백 구조에 있어서, 위상보상수단 없이 오실레이션을 발생시키고 안정한 출력을 제공하는 것은 불가능하다.
따라서, 본 발명에 있어서, 예비충전/예비방전회로에는 방전기능을 가지는 제1 정전류회로와 충전수단을 구비하는 제1 출력단, 및 충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비하는 제2 출력단이 제공된다.
또한, 제1 출력단과 제2 출력단 중의 하나가 작동되는 경우, 다른 출력단은 비작동상태로 되도록 제어된다.
제1 출력단이 작동되는 경우, 고속의 충전이 충전수단에 의하여 이루어진다. 방전기능을 가지는 제1 정전류회로의 전류값은 충분히 작은 값으로 설정되는 경우, 오실레이션이 있는 경우에도, 오실레이션은 소망의 전압 근처의 작은 레벨로 감소될 수 있다.
또한, 제2 출력단이 작동하는 경우, 방전수단은 고속의 방전을 제공한다. 충전기능을 가지는 제2 정전류회로의 전류값이 충분히 감소되는 경우, 오실레이션이 있는 경우에도, 오실레이션은 소망의 전압 근처의 작은 레벨로 감소될 수 있다.
그러므로, 용량성 부하의 전기용량이 상대적으로 작더라도, 구동은 소망의 전압 근처에서 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 예비충전/예비방전회로에 있어서, 차동회로, 제1 출력단, 및 제2 출력단에는 각각 정전류회로가 제공된다(본 발명의 제2 특징). 따라서, 예비충전/예비방전회로의 아이들링 전류는 정전류회로에 의하여 제어되며, 정전류회로는 충분히 작기 때문에 소비전력이 작다.
또한, 전술한 바와 같이, 아이들링 전류가 충분히 작은 경우에도 고속의 작동이 가능하다. 또한, 차동회로, 제1 출력단, 및 제2 출력단에는 아이들링 전류를 차단하기 위한 스위치들이 제공되며, 스위치들은 작동제어신호에 의하여 off되어 예비충전/예비방전회로의 작동을 정지시킨다.
또한, 예비충전/예비방전회로의 빈번한 작동과 비작동의 스위칭이 있는 경우, 빠른 작동이 가능하며, 작동과 비작동 사이의 스위칭은 전력소모를 증가시키지 않는다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서, 예비충전/예비방전회로는 소망의 전압근처까지 고속의 구동과 상기 특징들을 가진 낮은 전력소모를 달성할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 예비충전/예비방전회로에 의하면, 예비충전/예비방전전력을 충분히 감소시킬 수 있으며 예비충전과 예비방전으로부터 생기는 구동회로의 감소를 방지할 수 있다. 예비충전/예비방전회로의 아이들링 전류가 감소되는 경우에도, 고속의 작동이 달성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 저전력소모를 가지면서 전류공급능력을 감소시키는 출력회로와 결합될 수 있으며, 전압은 출력기간의 전반 동안 예비충전/예비방전회로에 의하여 소망의 전압 근처까지 구동되며, 전압은 출력기간의 후반 동안 출력회로에 의하여 높은 안정도를 가지면서 소망의 전압까지 구동된다. 그러므로, 높은 안정도의 출력, 고속의 구동 및 저소비전력을 실현하는 것이 가능하다.
이하에서, 본 발명의 예비충전/예비방전회로와 출력회로를 구비하는 구동회로를 설명한다. 예비충전/예비방전회로는 소망의 전압 근처까지 고속으로 구동될 수 있기 때문에, 높은 안정도의 전압을 출력할 수 있는 출력회로와 결합시킴으로써 출력전압의 높은 안정도, 고속의 작동 및 저소비전력을 가진 구동회로를 실현하는 것이 가능하다.
임의의 출력동안, 용량성 부하가 소망의 전압까지 구동되는 경우, 예비충전/예비방전기간이 출력기간의 전반 동안에 제공되고, 예비충전/예비방전회로가 예비충전/예비방전기간 동안에 작동되어 소망의 전압 근처까지 전압을 빠르게 구동한다. 예비충전/예비방전회로는 출력기간의 후반 동안 비작동(비활성 상태)상태로 되고, 전압은 출력회로의 작동에 의하여 높은 안정도를 가지면서 소망의 전압까지 구동된다.
또한, 예비충전/예비방전회로에 있어서, 제1 출력단의 고속충전작동과 제2 출력단의 고속충전작동이 동시에 수행되지 않는다. 그러므로, 예비충전/예비방전기간은 두 단계로 더 분할되어 제1 출력단을 작동하기 위한 예비충전기간과 제2 출력단을 작동하기 위한 예비방전기간을 제공할 수도 있다.
또한, 출력회로는 예비충전/예비방전회로를 작동하기 위한 출력기간의 전반 동안에 회로특성에 따라 작동이나 비작동으로 된다. 비작동 대신에, 출력회로는 일시적으로 용량성 부하의 구동으로부터 분리될 수도 있다.
상기 구동에 의하여, 높은 정확도의 전압출력이 가능하면 감소된 전기용량공급능력을 가진 구동회로가 출력회로로서 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 구동회로에 의하면, 전술한 종래 문제를 해결하여 높은 안정도를 가지면서 고속의 구동과 저전력소비를 실현하는 것이 가능하다. 예를 들면, 본 발명을 저항스트링으로부터 직접 전하를 공급하기 위한 구동회로에 적용함으로써, 저항스트링의 전류가 충분히 감소되더라도, 높은 안정도를 가지면서 고속의 구동과 저전력소비를 실현하는 것이 가능하다. 또한, 응용으로서 연산증폭기를 출력회로로서 이용함으로써, 연산증폭기의 아이들링 전류를 증가시키지 않으면서 속력을 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (60)

  1. 제1 작동제어신호에 의하여 제어되고, 방전기능을 가진 제1 정전류회로와 충전수단을 구비한 제1 출력단(出力段);
    제2 작동제어신호에 의하여 제어되고, 충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비한 제2 출력단;
    제3 작동제어신호에 의하여 제어되고, 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 입력단자들에 접속된 적어도 두 개의 입력단자와 출력단자를 구비한 적어도 하나의 차동회로; 및
    상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 출력단자에 접속된 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 출력단, 상기 제2 출력단 및 상기 차동회로는 각각 상기 제1 작동제어신호, 상기 제2 작동제어신호, 및 상기 제3 작동제어신호에 응답하고, 인가된 전류를 차단하기 위한 복수개의 스위치들을 구비하는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 작동제어신호, 상기 제2 작동제어신호 및 상기 제3 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차동회로는 상기 예비충전/예비방전회로의 입력전압과 출력전압 사이의 전압차에 따라 작동되며, 상기 입력전압은 상기 차동회로의 제1 입력단자로 입력되고, 상기 출력전압은 상기 예비충전/예비방전회로로부터 출력되며, 상기 출력전압이 상기 차동회로의 제2 입력단자로 입력되기도 하는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차동회로는 적어도 정전류회로를 구비하고, 상기 차동회로에 인가된 전류는 상기 정전류회로에 의하여 전체적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단 중의 하나는 상기 제1 및 제2 작동제어신호에 의하여 작동되며, 다른 출력단은 비작동상태로 되는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 예비충전/예비방전회로를 작동하기 위한 예비충전/예비방전기간 중, 적어도 하나의 상기 제1 출력단이나 상기 제2 출력단은 상기 예비충전/예비방전기간의 전반에 작동되며, 다른 출력단은 상기 예비충전/예비방전기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  8. 제1항에 있어서, 위상보상수단이 구비되지 않는 것을 특징으로 하는 예비충전/예비방전회로.
  9. 구동회로에 있어서, 상기 구동회로는
    입력전압에 응답하여 출력전압을 구동출력단자로 출력하기 위한 출력회로; 및
    상기 입력전압에 응답하여 상기 구동출력단자를 구동하기 위한 예비충전/예비방전회로를 포함하며,
    상기 예비충전/예비방전회로는
    제1 작동제어신호에 의하여 제어되고, 방전기능을 가지는 제1 정전류회로와 충전수단을 구비하는 제1 출력단;
    제2 작동제어신호에 의하여 제어되고, 충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비하는 제2 출력단;
    제3 작동제어신호에 의하여 제어되고, 상기 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 입력단자들에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 적어도 하나의 차동회로; 및
    상기 구동출력단자에 공통접속된 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 출력회로는 제4 작동제어신호에 의하여 제어되는 것을특징으로 하는 구동회로.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  13. 제9항에 있어서, 상기 구동출력단자로 소망의 전압을 출력하기 위한 출력기간 동안, 적어도 상기 예비충전/예비방전회로가 상기 출력기간의 전반에 작동되고 상기 출력회로만이 상기 출력기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 작동제어신호가 제어를 하고 소망의 전압이 상기 구동출력단자로 출력되는 출력기간 동안, 적어도 상기 예비충전/예비방전회로는 상기 출력기간의 전반동안에 작동되고 상기 출력회로만이 상기 출력기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  16. 제9항에 있어서, 복수의 레벨전압들을 발생시키기 위한 다수의 레벨전압발생회로, 및 상기 복수의 레벨전압들을 선택하고 상기 전압들을 상기 출력회로의 입력전압으로 하여 공급하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  18. 제16항에 있어서, 상기 출력회로는 제4 작동제어신호에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  20. 구동회로에 있어서, 상기 구동회로는
    입력전압에 응답하여 출력전압을 구동출력단자로 출력하기 위한 출력회로;
    상기 입력전압에 응답하여 상기 구동출력단자를 구동하기 위한 예비충전/예비방전회로;
    복수의 레벨전압들을 발생시키기 위한 다수의 레벨전압발생회로; 및
    상기 복수의 레벨전압들을 선택하고 상기 전압들을 상기 출력회로의 입력전압으로 하여 공급하기 위한 수단을 포함하며,
    상기 예비충전/예비방전회로는
    상기 제1 작동제어신호에 의하여 제어되고, 방전기능을 가지는 제1 정전류회로와 충전수단을 구비하는 제1 출력단;
    제2 작동제어신호에 의하여 제어되고, 충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비하는 제2 출력단;
    제3 작동제어신호에 의하여 제어되고, 상기 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 입력단자들에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 적어도 하나의 차동회로; 및
    상기 구동출력단자에 공통접속된 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단의 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  21. 제20항에 있어서, 상기 출력회로는 제4 작동제어신호에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  23. 제21항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 작동제어신호를 발생시키기 위한 제어신호발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  24. 제20항에 있어서, 상기 구동출력단자로 소망의 전압을 출력하기 위한 출력기간 동안, 적어도 상기 예비충전/예비방전회로가 상기 출력기간의 전반에 작동되고 상기 출력회로만이 상기 출력기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  25. 제21항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 작동제어신호가 제어를 하고 소망의 전압이 상기 구동출력단자로 출력되는 출력기간 동안, 적어도 상기 예비충전/예비방전회로는 상기 출력기간의 전반동안에 작동되고 상기 출력회로만이 상기 출력기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  26. 구동회로에 있어서, 상기 구동회로는
    제1 입력전압에 응답하여 제1 출력전압을 제1 구동출력단자로 출력하기 위한 제1 출력회로;
    제2 입력전압에 응답하여 제2 출력전압을 제2 구동출력단자로 출력하기 위한 제2 출력회로; 및
    상기 제1 및 제2 입력전압에 응답하여 상기 제1 및 제2 구동출력단자를 구동하기 위한 예비충전/예비방전회로를 포함하며,
    상기 예비충전/예비방전회로는
    방전기능을 가지는 제1 정전류회로와 충전수단을 구비하는 제1 출력단;
    충전기능을 가지는 제2 정전류회로와 방전수단을 구비하는 제2 출력단;
    상기 제1 입력전압 또는 상기 제2 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제1 출력단의 입력단자에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 제1 차동회로;
    상기 제1 입력전압 또는 상기 제2 입력전압을 수신하기 위한 하나의 입력단자 및 상기 제2 출력단의 입력단자에 접속된 출력단자를 적어도 구비한 제2 차동회로; 및
    공통접속되고, 상기 제1 또는 제2 구동출력단자에 공통접속된 상기 제1 및 제2 출력단의 출력단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2 입력전압들은 저항스트링의 접속단자로부터 취해진 복수의 전압들로부터 선택되며,
    상기 제1 및 제2 출력회로는 상기 제1 및 제2 출력회로는 상기 제1 및 제2 입력전압을 직접 출력하거나 상기 전압들을 차단하기 위한 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  28. 제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2 출력회로는 연산증폭기 및 상기 연산증폭기의 출력을 차단하기 위한 스위치를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  29. 제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2 출력단, 상기 제1 및 제2 차동회로, 및상기 스위치군(群)을 제어하는 작동제어신호를 발생시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  30. 제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2 출력회로, 상기 제1 및 제2 출력단, 상기 제1 및 제2 차동회로, 및 상기 스위치군을 제어하는 작동제어신호를 발생시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  31. 입력신호전압을 입력단자로부터 입력하여 출력단자를 구동하기 위한 출력회로, 및 상기 출력단자를 예비충전과 예비방전시키기 위한 예비충전/예비방전회로를 가진 구동회로로서,
    상기 예비충전/예비방전회로는
    상기 입력단자로부터의 입력신호전압 및 상기 출력단자로부터의 출력신호전압을 차동입력시키기 위한 제1 및 제2 차동회로;
    상기 제1 차동회로의 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 고전위측의 전원으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제1 전도형 트랜지스터, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제1 스위치가 상기 고전위측전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속되며,
    상기 출력단자로부터 저전위측의 전원으로 방전하는 제1 정전류회로, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제2 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에 직렬로 접속된 제1 출력단; 및
    상기 제2 차동회로의 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 상기 출력단자로부터 상기 저전위측의 전원으로 방전되는 제2 전도형 트랜지스터, 및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제3 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에서 직렬로 접속되며,
    상기 고전위측의 전원측으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제2 정전류회로, 및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제4 스위치가 상기 고전위측의 전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속된 제2 출력단을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 차동회로가 상기 입력단자와 상기 출력단자의 신호전압을 차동입력하고, 극성이 서로 반대인 한 쌍의 제1 및 제2 차동(差動)트랜지스터, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 차동트랜지스터에 접속된 제1 및 제2 부하회로, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 차동트랜지스터에 전류를 공급하기 위한 제1 및 제2 정전류회로, 및 상기 제1 및 제2 정전류회로로부터 상기 한 쌍의 제1 및 제2 차동트랜지스터로 정전류를 공급하는 경로(path) 상에서 상기 작동제어신호에 기초하여 on 및 off제어하는 제5 및 제6 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  33. 입력신호전압을 입력단자로부터 입력하여 출력단자를 구동하기 위한 출력회로, 및 상기 출력단자를 예비충전/예비방전시키기 위한 예비충전/예비방전회로를 가진 구동회로로서,
    상기 예비충전/예비방전회로는
    상기 입력단자로부터의 입력신호전압 및 상기 출력단자로부터의 출력신호전압을 차동입력시키기 위한 제1 및 제2 차동회로;
    상기 제1 차동회로의 제1 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 고전위측의 전원으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제1 전도형 트랜지스터, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제1 스위치가 상기 고전위측의 전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속되며,
    상기 출력단자로부터 저전위측의 전원으로 방전하는 제1 정전류회로, 및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제2 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에 직렬로 접속된 제1 출력단; 및
    상기 제2 차동회로의 제2 출력전압이 제어단자에 접속되어 on 및 off되고 on인 경우에는 상기 제2 출력전압에 의하여 흐르는 전류가 제어되어 상기 출력단자로부터 상기 저전위측의 전원으로 방전되는 제2 전도형 트랜지스터, 및 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제3 스위치가 상기 출력단자와 상기 저전위측의 전원 사이에서 직렬로 접속되며,
    상기 고전위측의 전원측으로부터 상기 출력단자를 충전하는 제2 정전류회로,및 상기 작동제어신호에 의하여 on 및 off제어를 받는 제4 스위치가 상기 고전위측의 전원과 상기 출력단자 사이에 직렬로 접속된 제2 출력단을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제1 차동회로는 상기 입력단자와 상기 출력단자의 전압을 차동입력하기 위한 한 쌍의 차동트랜지스터들, 상기 한 쌍의 차동트랜지스터들의 부하회로, 상기 한 쌍의 차동트랜지스터들에 전류를 공급하기 위한 정전류회로, 및 상기 정전류회로로부터 상기 한 쌍의 차동트랜지스터들로 정전류를 공급하는 경로(path) 상에서 상기 작동제어신호에 기초하여 on 및 off제어하는 제5 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제2 차동회로는 상기 입력단자와 상기 출력단자의 전압을 차동입력하기 위한 한 쌍의 차동트랜지스터들, 상기 한 쌍의 차동트랜지스터들의 부하회로, 상기 한 쌍의 차동트랜지스터들에 전류를 공급하기 위한 정전류회로, 및 상기 정전류회로로부터 상기 한 쌍의 차동트랜지스터들로 정전류를 공급하는 경로(path) 상에서 상기 작동제어신호에 기초하여 on 및 off제어하는 제6 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  36. 제35항에 있어서, 상기 출력단자의 출력전압의 상승시키기 위한 예비충전기간 동안에는 상기 제1 차동회로의 상기 제5 스위치와 상기 제1 출력단의 상기 제1및 제2 스위치가 on되고, 상기 출력회로가 on되며, 상기 예비충전기간 종료 후에는 상기 제2 차동회로의 상기 제6 스위치와 상기 1 출력단의 상기 제1 및 제2 스위치를 off되고 상기 출력회로는 on으로 되며,
    상기 출력단자의 출력전압의 하강시키기 위한 예비방전기간 동안에는, 상기 제1 차동회로의 상기 제1 스위치와 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치는 on으로 되고, 상기 출력회로는 off로 되며, 상기 예비방전기간 종료 후에는, 상기 제1 차동회로의 상기 제 1 스위치와 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치는 off로 되고 상기 출력회로는 on으로 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  37. 제35항에 있어서, 상기 출력단자의 예비충전기간 동안에 상기 제1 차동회로의 상기 제5 스위치와 상기 제1 출력단의 상기 제1 및 제2 스위치는 on으로 되고, 상기 예비충전기간에 이어지는 예비방전기간 동안에 상기 제1 차동회로의 제5 스위치와 상기 제1 출력단의 상기 제1 및 제2 스위치는 off로 되고, 상기 제2 차동회로의 상기 제6 스위치와 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치는 on으로 되며,
    상기 예비방전기간 종료 후에 상기 제2 차동회로의 상기 제6 스위치와 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치는 off로 되고, 상기 출력회로는 on으로 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  38. 제33항에 있어서, 상기 출력단자의 출력전압을 상승시키기 위한 예비충전기간 동안에는 상기 제1 차동회로의 스위치들과 상기 제1 출력단의 상기 제1 및 제2스위치는 on으로 되고, 상기 출력회로는 off로 되고, 예비충전기간 종료 후에는 상기 제1 차동회로의 상기 스위치들과 상기 제1 출력단의 상기 제1 및 제2 스위치는 off로 되고, 상기 출력회로는 on으로 되며,
    상기 출력단자의 출력전압을 하강시키기 위한 예비방전기간 동안에는 상기 제1 차동회로의 각 스위치들과 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치는 on으로 되고, 상기 출력회로는 off로 되고, 상기 예비방전기간 종료 후에는 상기 제1 차동회로의 상기 스위치들과 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치는 off로 되고, 상기 출력회로는 on으로 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  39. 제33항에 있어서, 상기 출력단자의 예비충전기간 동안에는 상기 제1 차동회로의 상기 스위치들과 상기 제1 출력단의 상기 제1 및 제2 스위치는 on으로 되고, 상기 예비충전기간에 이어지는 상기 출력단자의 예비방전기간에는 상기 제1 출력단의 상기 제1 및 제2 스위치가 off로 되고, 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치가 on으로 되며,
    상기 제2 예비방전기간의 종료 후에는 상기 제1 차동회로의 상기 스위치들과 상기 제2 출력단의 상기 제3 및 제4 스위치가 off로 되고, 상기 출력회로가 on으로 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  40. 제9항에 있어서, 상기 출력회로는 상기 입력단자와 상기 출력단자에 접속되고, 상기 작동제어신호에 의하여 on-off의 제어를 받는 트랜스퍼 게이트(transfergate)를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  41. 제9항에 있어서, 상기 출력회로는 전압추종기(voltage follower)로서 비반전입력단자에 접속된 상기 입력단자와 반전입력단자에 접속된 출력단자, 및 상기 연산증폭기의 출력단자와 상기 출력단자에 접속되는 트랜스퍼 게이트를 가진 연산증폭기를 구비하며, 상기 작동제어신호에 의하여 on-off의 제어를 받는 트랜스퍼 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  42. 제9항에 있어서, 상기 출력단자에 접속된 용량성 부하가 구동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  43. 상기 액정표시장치의 구동회로는 제9항의 상기 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  44. 상기 액정표시장치의 구동회로는 제20항의 상기 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  45. 상기 액정표시장치의 구동회로는 제26항의 상기 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  46. 상기 액정표시장치의 구동회로는 제31항의 상기 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  47. 상기 액정표시장치의 구동회로는 제33항의 상기 구동회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  48. 제9항에 있어서, 상기 예비충전/예비방전회로의 상기 제1 출력단, 상기 제2 출력단 및 상기 차동회로는 상기 제1 작동제어신호, 상기 제2 작동제어신호 및 상기 제3 작동제어신호에 각각 응답하고, 인가된 전류를 차단하기 위한 복수개의 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  49. 제9항에 있어서, 상기 차동회로는 상기 예비충전/예비방전회로의 입력전압과 출력전압 사이의 전압차에 따라 작동되며, 상기 입력전압은 상기 차동회로의 제1 입력단자에 입력되며, 상기 출력전압은 상기 예비충전/예비방전회로로부터 출력되며, 상기 출력전압이 상기 차동회로의 제2 입력단자로 입력되기도 하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  50. 제9항에 있어서, 상기 차동회로는 적어도 정전류회로를 구비하며, 상기 차동회로에 인가된 전류는 상기 정전류회로에 의하여 전체적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  51. 제9항에 있어서, 상기 제1 출력단(出力段)과 상기 제2 출력단(出力段) 중의 하나는 상기 제1 및 제2 작동제어신호에 의하여 작동되며, 다른 출력단(出力段)은 비작동으로 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  52. 제13항에 있어서, 상기 예비충전/예비방전회로가 상기 출력기간의 전반에 작동되는 예비충전/예비방전기간 동안, 적어도 상기 제1 출력단(出力段)이나 상기 제2 출력단(出力段)이 상기 예비충전/예비방전기간의 전반에 작동되고 다른 단(段)은 상기 예비충전/예비방전기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  53. 제20항에 있어서, 상기 예비충전/예비방전회로의 상기 제1 출력단, 상기 제2 출력단 및 상기 차동회로는 상기 제1 작동제어신호, 상기 제2 작동제어신호 및 상기 제3 작동제어신호에 각각 응답하고, 인가된 전류를 차단하기 위한 복수개의 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  54. 제20항에 있어서, 상기 차동회로는 상기 예비충전/예비방전회로의 입력전압과 출력전압 사이의 전압차에 따라 작동되며, 상기 입력전압은 상기 차동회로의 제1 입력단자에 입력되며, 상기 출력전압은 상기 예비충전/예비방전회로로부터 출력되고 상기 차동회로의 제2 입력단자로 입력되기도 하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  55. 제20항에 있어서, 상기 차동회로는 적어도 정전류회로를 구비하며, 상기 차동회로에 인가된 전류는 상기 정전류회로에 의하여 전체적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  56. 제20항에 있어서, 상기 제1 출력단(出力段)과 상기 제2 출력단(出力段) 중의 하나는 상기 제1 및 제2 작동제어신호에 의하여 작동되며, 다른 출력단(出力段)은 비작동으로 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  57. 제24항에 있어서, 상기 예비충전/예비방전회로가 상기 출력기간의 전반에 작동되는 예비충전/예비방전기간 동안, 적어도 상기 제1 출력단(出力段)이나 상기 제2 출력단(出力段)이 상기 예비충전/예비방전기간의 전반에 작동되고 다른 단(段)은 상기 예비충전/예비방전기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  58. 제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2 차동회로는 상기 예비충전/예비방전회로의 입력전압과 출력전압 사이의 전압차에 따라 각각 작동되며, 상기 입력전압은 상기 제1 및 제2 차동회로의 제1 입력단자들로 입력되며, 상기 출력전압은 상기 예비충전/예비방전회로로부터 출력되며, 상기 출력전압이 상기 제1 및 제2 차동회로의 제2 입력단자로 입력되기도 하는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  59. 제26항에 있어서, 상기 제1 출력단과 상기 제2 출력단 중의 하나는 상기 제1 및 제2 작동제어신호들에 의하여 작동되는 동안 다른 출력단은 비작동으로 되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
  60. 제26항에 있어서, 상기 예비충전/예비방전회로가 상기 출력기간의 전반에 작동되는 예비충전/예비방전기간 동안, 적어도 상기 제1 출력단(出力段)이나 상기 제2 출력단(出力段)은 상기 예비충전/예비방전기간의 전반에 작동되고 다른 단(段)은 상기 예비충전/예비방전기간의 후반에 작동되는 것을 특징으로 하는 구동회로.
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