[發(fā)明專利]具低功率消耗的運算放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210327615.6
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN102868376A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉炳麟
• 申請（專利權(quán)）人: 矽創(chuàng)電子股份有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03F1/02
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種運算放大器，其是尤指一種具有低功率消耗的運算放大器。

背景技術(shù)

現(xiàn)今科技蓬勃發(fā)展，信息商品種類推陳出新，滿足了眾多民眾不同的需求。早期顯示器多半為陰極射線管(Cathode?Ray?Tube，CRT)顯示器，由于其體積龐大與耗電量大，而且所產(chǎn)生的輻射線，對于長時間使用顯示器的使用者而言有危害身體的疑慮，因此，現(xiàn)今市面上的顯示器漸漸將由液晶顯示器(Liquid?Crystal?Display，LCD)取代舊有的CRT顯示器。液晶顯示器具有輕薄短小、低輻射與耗電量低等優(yōu)點，也因此成為目前市場主流。

液晶顯示器為一種外型輕薄的平面顯示裝置(Flat?Panel?Display，F(xiàn)PD)，其具有低輻射、體積小及低耗能等優(yōu)點，已逐漸取代傳統(tǒng)的陰極射線管顯示器(Cathode?Ray?Tube?Display，CRT)，因而被廣泛地應(yīng)用在筆記型計算機、個人數(shù)位助理(Personal?Digital?Assistant，PDA)、平面電視或行動電話等信息產(chǎn)品上。液晶顯示器包含一液晶顯示面板(Liquid?Crystal?Panel)、一時序控制器(Timing?Controller，TCON)、一閘極驅(qū)動器(Gate?Driver)及一源極驅(qū)動器(Source?Driver)。時序控制器是用來產(chǎn)生影像資料訊號，及驅(qū)動液晶顯示面板所需的控制訊號和時脈訊號。閘極驅(qū)動器是用來產(chǎn)生開啟或關(guān)閉畫素電路陣列的掃描訊號，而源極驅(qū)動器則依據(jù)影像資料訊號、控制訊號和時脈訊號來產(chǎn)生液晶顯示面板的驅(qū)動訊號。

現(xiàn)今液晶顯示面板驅(qū)動芯片朝向高分辨率發(fā)展，而每一級源極皆經(jīng)由運算放大器輸出并驅(qū)動負載。由于分辨率越高所需要使用越多的運算放大器，如此便會有不小的運算放大器所產(chǎn)生的靜態(tài)電流。為了解決此問題，唯一的方法就是將運算放大器的靜態(tài)操作電流限制在很小的變化范圍內(nèi)。然而，一般習(xí)知的運算放大器是利用浮動源極隨耦(Floating?source?follower)的方式控制輸出靜態(tài)電流，但此架構(gòu)的運算放大器易受制程變動而造成輸出級靜態(tài)電流過大，而導(dǎo)致過大的靜態(tài)功率消耗。

因此，如何針對上述問題而提出一種新穎運算放大器，其可有效降低功率消耗，使可解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一，在于提供一種具低功率消耗的運算放大器，其通過一浮動偏壓產(chǎn)生電路位于一差動電路與一輸出級電路之間，而依據(jù)一控制訊號產(chǎn)生一浮動電壓以控制輸出級電路的一輸出訊號的電壓準位上升或下降，而達到一個運算放大器可快速充放電的能力，進而增加運算放大器的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明的目的之一，在于提供一種具低功率消耗的運算放大器，其通過一浮動偏壓產(chǎn)生電路使運算放大器在驅(qū)動時可限制輸出電流，以達到低功率消耗的目的。

本發(fā)明所述的一種具低功率消耗的運算放大器，其包含：

一差動電路，接收一輸入訊號，產(chǎn)生一控制訊號；

一輸出級電路，耦接該差動電路，并依據(jù)該控制訊號，產(chǎn)生一輸出訊號；以及

一浮動偏壓產(chǎn)生電路，耦接于該差動電路與該輸出級電路之間，并依據(jù)該控制訊號產(chǎn)生一浮動偏壓，以控制該輸出訊號的電壓位準上升或下降。

本發(fā)明中，其中該輸出級電路包含：

一第一晶體管，耦接該差動電路，并受控于該控制訊號；以及

一第二晶體管，耦接該第一晶體管與該浮動偏壓產(chǎn)生電路，并依據(jù)該浮動偏壓而使該輸出訊號的電壓位準上升或下降。

本發(fā)明中，其中該輸出級電路更包含：

一電流源，用以提供一偏壓電流；以及

一控制開關(guān)，耦接該電流源，并受控于該浮動偏壓，而使該偏壓電流控制該第二晶體管使輸出訊號的電壓位準上升或下降。

本發(fā)明中，其中該浮動偏壓產(chǎn)生電路為一運算放大單元。

本發(fā)明中，其中該運算放大單元包含：

一第一電流源，耦接一電源端；

一第一晶體管，其一端耦接該第一電流源，并該第一晶體管的閘極耦接該差動電路的一輸出端；以及

一第二晶體管，其一端耦接該第一電流源與該第一晶體管，并該第二晶體管的閘極耦接該差動電路。

本發(fā)明中，其中該運算放大單元更包含：

一第二電流源，其一端耦接于該第一晶體管的一基底與該第二晶體管的一基底，而該第二電流源的另一端耦接一接地端。

本發(fā)明中，其中該運算放大器更包含：

一第一二極管，其一端耦接該第一晶體管的另一端，而該第一二極管的另一端耦接一接地端；以及