[發明專利]運算放大器、驅動器以及顯示器

有效

• 申請號: 201010169100.9
• 申請日: 2010-04-21
• 公開（公告）號: CN101873106A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 西村浩一
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;G09G3/20
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 孫志湧;穆德駿

技術領域

本發明涉及運算放大器，該運算放大器適合于用于驅動諸如液晶面板的電容負載的驅動器的放大器電路，并且具體地涉及其中要求低功率消耗量的運算放大器。

背景技術

最近薄平板的趨勢是在尺寸上加大。特別地，在電視領域中，即使在尺寸上大于100英寸的液晶面板出現，也認為在未來此趨勢將會保留不變。薄膜晶體管液晶顯示(TFT_LCD)面板被設置有數據線。通過LCD驅動器的放大器驅動數據線。根據液晶顯示面板的尺寸的增加，數據線中的每一條的負載變得較重，并且因此放大器中的功率消耗量趨向于增加。此外，為了減少要使用的LCD驅動器的數目，一個芯片的輸出的數目趨向于增加。結果，每一個芯片的功率消耗量增加。這引起整個LCD驅動器的功率消耗量增加的問題，導致芯片溫度的異常上升。

作為防止芯片溫度的上升的措施，一種系統引起注意，其中是高電壓側電源電壓VDD的一半的中間電壓VDD/2被提供給芯片，并且在此電壓下進行操作的運算放大器被用于減少該芯片消耗的功率。然而，根據此系統，電路中出現各種問題。例如，如果僅以VDD/2的電源電壓驅動芯片，運算放大器的電壓范圍被限制，使得正側運算放大器在從中間電壓VDD/2到高電壓側電源電壓VDD的范圍內進行操作，并且負側運算放大器在從低電壓側電源電壓VSS(GND)到中間電壓VDD/2的范圍內進行操作。為此，需要將開關連接至運算放大器的輸出以用于極性反轉。然而，開關在尺寸上非常大，引起芯片面積的增加。此外，存在開關的接通電阻引起輸出波形的遲鈍的問題。

將會參考作為示例的在專利文獻1中描述的運算放大器描述此問題。圖1示出傳統的運算放大器的構造。傳統的運算放大器被設置有：差分輸入級電路140和240，該差分輸入級電路140和240被提供有高電壓側電源電壓VDD和低電壓側電源電壓VSS；和驅動級電路130和230；開關電路300、400、500、以及600；P溝道MOS晶體管MP180和MP280(在下文中，被稱為“晶體管MP180和MP280”)；以及N溝道MOS晶體管MN180和MN280(在下文中，被稱為“晶體管MN180和MN280”)。

驅動級電路130經由晶體管MP180和MN180的漏極被連接至輸出端子110。類似地，驅動級電路230經由晶體管MP280和MN280的漏極被連接至輸出端子210。晶體管MP180的源極被提供有高電壓側電源電壓VDD，并且晶體管MN180的源極被提供有高電壓側電源電壓VDD和低電壓側電源電壓VSS之間的中間電壓，即，是高電壓側電源電壓VDD的1/2的中間電壓VDD/2。此外，晶體管MP280的源極被提供有中間電壓VDD/2，并且晶體管MN280的源極被提供有低電壓側電源電壓VSS。

開關電路300被設置有開關SW301至SW304以控制輸出端子110和210與奇數端子310和偶數端子320之間的連接。開關電路400被設置有開關SW401至SW404以控制端子410和420與差分輸入級電路140和240的輸入端子120和220之間的連接。在這里，正極性電壓INP被從正數字模擬轉換器(DAC)輸入到端子410，并且負極性電壓INN被從負DAC輸入到端子420。開關電路500被設置有開關SW501至SW504以控制差分輸入級電路140和240與驅動級電路130和230之間的連接。開關電路600被設置有開關SW601至SW604以控制輸出端子110和210與差分輸入級電路140和240的輸入端子121和221之間的連接。

傳統的運算放大器能夠通過開關電路300至600更改運算放大器電路的構造，該運算放大器電路驅動奇數端子310和偶數端子320。具體地，其中開關SW301、SW303、SW401、SW403、SW501、SW503、SW601、以及SW603被設置為接通狀態同時開關SW302、SW304、SW402、SW404、SW502、SW504、SW602、以及SW604被設置為斷開狀態的模式1，和與上述狀態相反的開關狀態的模式2被切換。

在模式1的情況下，來自于正DAC的正極性電壓INP被輸入到由差分輸入級電路140和驅動級電路130形成的運算放大器電路，并且來自于輸出端子110的輸出被輸出到奇數端子310作為奇數輸出Vodd。這時，來自于負DAC的負極性電壓INN被輸入到由差分輸入級電路240和驅動級電路230形成的運算放大器電路，并且來自于輸出端子210的輸出被輸出到偶數端子320作為偶數輸出Venen。