專利名稱：運(yùn)算放大器的高占空系數(shù)的偏差補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)算放大器的偏差補(bǔ)償。特別的，本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示器的顯示驅(qū)動(dòng)的偏差補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
已知有各種方法用于運(yùn)算放大器(QpAmps)輸出偏差的補(bǔ)償?；究煞譃閮煞N偏差補(bǔ)償方式。
第一種方式利用電容來存儲(chǔ)此偏差。圖1中示出了相應(yīng)的方框圖。圖1的電路是這樣工作的。對(duì)開關(guān)S1和S2輸入一串脈沖，從而使電路從第一狀態(tài)(1)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(2)，反之亦然。在圖1中未示出它們分別的線路。在狀態(tài)(1)，開關(guān)S1閉合，運(yùn)算放大器10工作在單元增益環(huán)中工作，其中運(yùn)算放大器10的輸出端12的輸出電壓等于偏差電壓(Voff)。
在狀態(tài)(1)下輸出端12的電壓(Voff)被存儲(chǔ)在電容13(Coff)中。在狀態(tài)(2)下，開關(guān)S1打開，開關(guān)S2閉合。從而電容13與運(yùn)算放大器10的反相輸出14串聯(lián)。由于偏差電壓(Voff)被存在電容13(Coff)中，因此運(yùn)算放大器10的反相和正相輸出位于同一電位。從而，假定輸入端15和16的電壓差也為零，則運(yùn)算放大器10的輸出端12無電壓輸出。
美國(guó)專利US 4781437中就公開了這樣一種系統(tǒng)。
此第一種方式的缺點(diǎn)在于，偏差的去除是通過自動(dòng)歸零開關(guān)S1和S2的電荷注入來解決的。
圖2示出了根據(jù)第二種方式的電路的例子。這里，使用了附加增益級(jí)21。此附加增益級(jí)21對(duì)運(yùn)算放大器20的輸出端而不是輸入端進(jìn)行了偏差補(bǔ)償。此第二種方式的電路也是通過對(duì)開關(guān)S1和S2施加一串脈沖而從第一狀態(tài)(1)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(2)。在狀態(tài)(1)，開關(guān)S1閉合，運(yùn)算放大器20(放大A1倍)的輸入端24、25被連接(一起短路)，則增益級(jí)21的運(yùn)算放大器22(放大A2倍)在一個(gè)閉合環(huán)路中工作。此閉合環(huán)路使運(yùn)算放大器23的輸出端26進(jìn)入一個(gè)線性區(qū)域。在狀態(tài)(2)，當(dāng)電容27的開關(guān)S1打開，則注入的電荷會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加偏差電壓。此附加偏差電壓被因數(shù)A2放大并由輸出端26輸出。從而運(yùn)算放大器20的輸出端28的偏差得到補(bǔ)償。
前面部分所討論的在兩種狀態(tài)(1)和(2)下校正偏差的這兩種方法，通常都具有相同的時(shí)間長(zhǎng)。也就是說，這些方法的占空系數(shù)約為50％。
為了得到更高的占空系數(shù)(直到100％)，使用一種被稱為乒乓拓?fù)涞募夹g(shù)，其中運(yùn)算放大器輸出端的負(fù)載可以一直被驅(qū)動(dòng)。這是通過以“復(fù)用”的形式加入多個(gè)并連級(jí)而實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)電路級(jí)補(bǔ)償偏差時(shí)，另一個(gè)電路級(jí)驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
可使用一種方法，其需要很高的占空系數(shù)且在不同狀態(tài)下的偏差校正時(shí)間小于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定時(shí)間。所述乒乓方式可在理論上解決此問題，但其需使用兩倍(或更多)的電路和硅片區(qū)域。
在同一個(gè)模塊上使用幾百個(gè)這種電路的方法中，需要一種完全不同的方案來獲得有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格及硅區(qū)。
已知方法的另一個(gè)缺陷是，從偏差校正狀態(tài)(1)到工作狀態(tài)(2)的瞬時(shí)太長(zhǎng)了。
本發(fā)明的目的是提供一種可克服已知方法中速度慢或是模塊上需要額外硅區(qū)這些缺陷的技術(shù)方案。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種更好的偏差補(bǔ)償甚至可去除偏差的技術(shù)方案。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于顯示驅(qū)動(dòng)，特別是LCD的顯示驅(qū)動(dòng)的偏差補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)方案。
發(fā)明目的本發(fā)明的技術(shù)方案可在放大器電路的電壓輸出中對(duì)放大器的電壓偏差進(jìn)行補(bǔ)償。
本發(fā)明的這些和其他目的可通過這樣的電路來實(shí)現(xiàn)，其包括具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的一個(gè)輸入放大級(jí)，其輸出端與一個(gè)輸出放大級(jí)的輸入端相連接。該電路還包括具有第一輸入端，第二輸入端和比較輸出端的一個(gè)比較器，與輸入放大級(jí)的偏差調(diào)整輸入端相連的一個(gè)反饋電容，和由多個(gè)開關(guān)信號(hào)控制的多個(gè)開關(guān)。這些信號(hào)可使該電路從第一狀態(tài)(1)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(2)。在第一狀態(tài)下，輸入放大級(jí)的輸出端和輸出放大級(jí)的輸入端被第一個(gè)開關(guān)所分離，輸入放大級(jí)的兩個(gè)輸入端通過另一個(gè)開關(guān)相連接，所述比較器的第一輸入端被連接至輸入放大級(jí)的輸出端，比較器的第二輸入端被連接至輸出放大級(jí)的輸入端，這樣通過比較器對(duì)反饋電容輸出電荷，可改變偏差調(diào)整輸入端的電壓。從而校正了輸入放大級(jí)的偏差。
進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例表述在權(quán)利要求2-16中。
還提供一種顯示系統(tǒng)，包括具有多個(gè)源極線和柵極線的顯示屏，一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)源極驅(qū)動(dòng)模塊，該顯示屏接收表示可顯示在顯示屏上的信息的輸入信號(hào)。源極驅(qū)動(dòng)模塊包括具有本發(fā)明的電路的一個(gè)緩沖器。
根據(jù)本發(fā)明的顯示系統(tǒng)的其它優(yōu)選實(shí)施例表述在權(quán)利要求18-19中。
根據(jù)本發(fā)明的方法可補(bǔ)償在雙入單出的輸入放大級(jí)中的電壓偏差。該輸入放大級(jí)是下述電路的一部分，該電路包括一個(gè)輸出放大級(jí)，其輸入端被連接至輸入放大級(jí)的輸出端，具有第一輸入端，第二輸入端和比較輸出端的一個(gè)比較器，與輸入放大級(jí)的偏差調(diào)整輸入端相連的一個(gè)反饋電容，和多個(gè)開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施以下步驟來補(bǔ)償輸入放大級(jí)的偏差電壓-閉合第一開關(guān)和打開第二開關(guān)，-檢測(cè)比較器的第一輸入端和第二輸入端之間的電壓差，以在比較器的輸出端產(chǎn)生一輸出電流，-利用該輸出電流對(duì)反饋電容進(jìn)行充電和放電，-通過偏差調(diào)整輸入端來調(diào)整輸入放大級(jí)的偏差。
該方法的各種變形和優(yōu)選實(shí)施例表述在權(quán)利要求21-31中。


為了更完整的描述本發(fā)明及本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖使用參考標(biāo)記來進(jìn)行說明，其中圖1表示傳統(tǒng)的具有偏差補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器。
圖2表示另一種傳統(tǒng)的具有用于偏差補(bǔ)償?shù)母郊釉鲆婕?jí)的運(yùn)算放大器。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖4表示圖3的實(shí)施例中各種信號(hào)的示意圖。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的更詳細(xì)的實(shí)施例。
圖6表示本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)信號(hào)的示意圖。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的LCD顯示器。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明圖7中的LCD顯示器的源驅(qū)動(dòng)模塊。
優(yōu)選實(shí)施例的詳述本發(fā)明的主旨可結(jié)合第一實(shí)施例進(jìn)行說明。在圖3中示出了該實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的電路，包括一個(gè)輸入放大級(jí)31，一個(gè)輸入放大級(jí)32，和一個(gè)比較器33。輸入放大級(jí)31的輸出端34通過開關(guān)S2耦合至輸出放大級(jí)32的輸入端35。比較器33具有第一輸入端41和第二輸入端42，第一輸入端41與輸入放大級(jí)31的輸出端34連接，其第二輸入端42與輸出放大級(jí)32的輸入端35連接。
比較器輸出端44通過開關(guān)S1連接至反饋電容43(Coff)。反饋電容43被耦合至輸入放大級(jí)31的偏差調(diào)整輸入端45。這種結(jié)構(gòu)可通過控制反饋電容43中通過的電壓而控制輸入放大級(jí)31的偏差。
與普通的偏差補(bǔ)償電路一樣，開關(guān)S1和S2分別由開關(guān)信號(hào)V1和V2控制。開關(guān)S1和S2用于使電路從第一狀態(tài)(1)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(2)，反之亦然。在狀態(tài)(1)進(jìn)行偏差補(bǔ)償。狀態(tài)(2)被稱為有效狀態(tài)，因?yàn)樵诖藸顟B(tài)下，電路被用于放大施加在輸入節(jié)點(diǎn)IN和IN-之間的信號(hào)。
在狀態(tài)(1)，所有的開關(guān)S1被閉合，開關(guān)S2被打開。輸入放大級(jí)31的輸出端34和輸出放大級(jí)32的輸入端35被其中一個(gè)開關(guān)S2分開。比較器33的第一輸入端41被連接至輸入放大級(jí)31的輸出端34，比較器33的第二輸入端42被連接至輸出放大級(jí)32的輸入端35。這種結(jié)構(gòu)使比較器33可檢測(cè)輸出端34和輸入端35之間的電壓差。比較器33在比較輸出端44產(chǎn)生一電流。由于比較器33輸出側(cè)的開關(guān)S1在狀態(tài)(1)中被閉合，從而此電流對(duì)反饋電容43進(jìn)行充電或放電。從而電容43上的電荷，和運(yùn)算放大器30的偏差調(diào)整輸入端45上的電壓被改變，從而輸入放大級(jí)31的輸出端34上的偏差電壓Voff被校正。在此狀態(tài)(1)，輸入放大級(jí)31的兩個(gè)輸入端36和37通過其中一個(gè)開關(guān)S1被連接(短路)。
在第二狀態(tài)(2)，所有的開關(guān)S2被閉合，開關(guān)S1被打開。輸入放大級(jí)31的輸出端34和輸出放大級(jí)32的輸入端35通過第一個(gè)開關(guān)S2相連接。輸入放大級(jí)31的兩個(gè)輸入端36和37被第二個(gè)開關(guān)S1分開。最后但并非不重要的是，另一個(gè)開關(guān)S1將比較輸出端44與電容43分離。在狀態(tài)(2)，比較器33不進(jìn)行操作，因?yàn)槠漭敵龆?4閑置。這意味著為了節(jié)約電流比較器33也可以被切斷。
圖4表示各種電壓與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意圖4中的信號(hào)曲線僅僅是舉例。開關(guān)信號(hào)V1是用于控制開關(guān)S1的信號(hào)。當(dāng)V1為“高”，開關(guān)被閉合。開關(guān)信號(hào)V2是用于控制開關(guān)S2的信號(hào)。當(dāng)V2為“高”，開關(guān)被閉合。如圖4所示，開關(guān)信號(hào)V1在信號(hào)為“高”處具有一系列相對(duì)較短的脈沖。這些脈沖的持續(xù)時(shí)間為T1。在此例子中，開關(guān)信號(hào)V2是信號(hào)V1的反相信號(hào)。也就是說，信號(hào)V2為“低”時(shí)，信號(hào)V1為“高”，反之亦然。信號(hào)V2在周期T2為“高”。由圖4可看出，對(duì)應(yīng)于周期T1的第一狀態(tài)(1)短于對(duì)應(yīng)于周期T2的第二狀態(tài)(2)。這意味著有效周期(狀態(tài)(2))遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于偏差補(bǔ)償狀態(tài)(1)。通常，T1為T2的0.1％到49％之間。最好，T1為T2的1％到20％。
圖4下部的兩個(gè)曲線表示運(yùn)算放大器30輸入端36的偏差電壓Voff和通過電容43的電壓Vc。在本實(shí)施例中，t0處的偏差電壓為V3。由于比較器33和電容43對(duì)偏差調(diào)整輸入端45的相互作用，偏差電壓Voff被一點(diǎn)一點(diǎn)的補(bǔ)償。在周期T1中，偏差電壓Voff被減少，直至接近于零。這個(gè)時(shí)間點(diǎn)在圖4中表示為參考標(biāo)記46。在理想情況下，偏差電壓可被完全消除。在偏差電壓Voff被減少時(shí)，通過電容43的電壓Vc增加。
本主旨是不僅僅在一個(gè)單獨(dú)的狀態(tài)下校正偏差電壓Voff，而是在多個(gè)狀態(tài)下校正此電壓，其中在需要驅(qū)動(dòng)輸出端40的負(fù)載的最終值處，0pAmp所有的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)被盡可能的靠近。這樣，在偏差校正狀態(tài)(1)和有效狀態(tài)(2)之間的瞬時(shí)就被盡可能的減短。在特定情況下，此瞬時(shí)可被完全消除。
在偏差校正狀態(tài)(1)(周期T1)，第一和第二級(jí)31和32被開關(guān)S2分離，第一級(jí)31的兩個(gè)輸入端36，37被短路。第二級(jí)32在一個(gè)單元增益環(huán)中作為增益級(jí)工作，其中反饋環(huán)通過補(bǔ)償電容Ccomp39被閉合。第二級(jí)32以恒定電壓Vout驅(qū)動(dòng)輸出端40的負(fù)載。在此情況下，輸出級(jí)32是一個(gè)單極系統(tǒng)且嚴(yán)格穩(wěn)定。在兩個(gè)級(jí)31和32之間的比較器33用于比較第二級(jí)32輸入端35的取樣電壓與第一級(jí)31的端點(diǎn)34的輸出電壓(Vout1)。端點(diǎn)34的輸出電壓(Vout1)將隨著其輸入端36，37處的偏差電壓Voff的值而相應(yīng)地改變至一個(gè)更高或更低的電壓值。這將使比較器33對(duì)偏差去除反饋環(huán)電容43注入或抽離電荷，從而修正其電壓(VC)并校正了偏差電壓Voff。
圖5示出了本發(fā)明更詳細(xì)的實(shí)施例。輸入級(jí)31以鏡像拓?fù)涞男问綄?shí)現(xiàn)。被稱為鏡像拓?fù)涫且驗(yàn)槠涫褂昧擞沙蓪?duì)晶體管構(gòu)成的電流鏡。放大器30的一對(duì)輸入是由兩個(gè)晶體管M1和M2實(shí)現(xiàn)的。輸入線36連接晶體管M1的柵極。晶體管M20的漏極構(gòu)成了放大器30的輸出端34。輸入級(jí)31是具有軌對(duì)軌輸出的單級(jí)放大器。
本例中的偏差調(diào)整電路包括晶體管M7，M8，M9和反饋電容43Coff。
輸出級(jí)32作為已知的AB級(jí)，在RonHogervorst，J.P.Tero，R.G.H.Eschauzier和J.H.Huijsing的論文“ACompact Power Efficient 3V CMOS Rail-to-Rail Input/OutputOperational Amplifier for VLSI Eell Libraries”，IEEE J.ofSolid-State Circuits，Vol.29，No.12，pp.1505-1513，Dec.1994中有所描述。AB型放大器作為已經(jīng)公知的技術(shù)這里就不再詳述。電路級(jí)32包括晶體管M10，M11，M14到M19。最好，輸出放大級(jí)32包含具有AB輸出端40的兩級(jí)運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器的A型輸出也可代替AB型輸出。
類似于圖5中描述的輸出級(jí)32的一個(gè)輸出級(jí)在上述的IEEE J.ofSolid Circuits paper中有所介紹。
比較器33是晶體管M3到M6的共用微分級(jí)。電流鏡晶體管M12和M13通過由晶體管M7到M9構(gòu)成的輔助輸入級(jí)形成的負(fù)反饋而實(shí)現(xiàn)偏差補(bǔ)償。電流鏡晶體管M12和M13這樣的結(jié)構(gòu)也可作為電流中繼器。在本例中狀態(tài)(1)下，運(yùn)算放大器32通過補(bǔ)償電容Cc1和Cc2被置于一個(gè)單元增益的閉合環(huán)路結(jié)構(gòu)中。
輔助輸入級(jí)的非反相輸入端51(晶體管M9的柵極)被兩個(gè)柵極到源極的電壓Vgs17+Vgs16形成偏置，其中Vgs16是晶體管M16的柵極到源極的電壓，Vgs17是晶體管M17的柵極到源極的電壓。從而晶體管M9可工作在線性區(qū)域被作為一個(gè)電阻。在初始化瞬間之后(如圖4所示)輔助級(jí)的反相輸入端52處的電壓(晶體管M7的柵極)將設(shè)定在一個(gè)特定值，使晶體管M7/M8的阻抗將對(duì)晶體管M12，M13構(gòu)成的電流鏡形成負(fù)反饋，其負(fù)反饋的大小為偏差校正所需的量。與M7并聯(lián)的晶體管M8是用于在晶體管M7被完全截止時(shí)，為晶體管M12建立接地的通路。該電路50只能進(jìn)行有限范圍內(nèi)的偏差校正，但十分之幾的毫伏已足夠彌補(bǔ)由于不匹配和處理分散而引起的隨機(jī)偏差。
在偏差校正狀態(tài)(開關(guān)S1閉合且開關(guān)S2打開)，晶體管M10和M11的柵極電壓在它們各自的柵極容量?jī)?nèi)被取樣。第一級(jí)31的輸出也將隨著其輸入偏差而相應(yīng)改變。比較器33將檢測(cè)關(guān)于晶體管M10的柵極取樣值的任何輸出電壓的變化，并通過切換流過晶體管M3和M4的偏置電流來增加或減少通過反饋電容43(Coff)的電壓。在正常工作模式下(狀態(tài)(2)其中信號(hào)V2為邏輯“高”)，流過晶體管M3，M4的電流可以被截止，以盡可能的減少電流消耗。
晶體管M3，M4，M10，M14，M18，M19，M20，M21，M22，M23是p型的MOSFET，其他晶體管是n型的MOSFET。
雖然圖5中描述的實(shí)施例包含n型和p型的MOSFET晶體管，然而本發(fā)明也可用各種類型的晶體管來實(shí)現(xiàn)，包括npn型，pnp型，MESFET等等，其中施加在控制端(例如柵極或基極)的控制電壓可控制流過兩個(gè)負(fù)載終端(例如發(fā)射極或集電極或源極和柵極)的電流。
在偏差電壓已被補(bǔ)償甚至被完全消除后，反饋電容43需要被時(shí)時(shí)復(fù)原，這是因?yàn)橛捎谛孤╇娏鞣答侂娙輹?huì)失去電荷。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)V1，V2在第三狀態(tài)(3)被改變，這稱為復(fù)原模式。在復(fù)原模式下，周期T1可比常規(guī)狀態(tài)(1)更短，和/或周期T2則可以更長(zhǎng)。圖6表示這三個(gè)狀態(tài)(1)，(2)和(3)的例子。在狀態(tài)(1)和(2)，信號(hào)V1，V2與圖4中的一樣。在偏差電壓已被補(bǔ)償后，狀態(tài)(3)開始。此時(shí)間點(diǎn)被表示為t*。從t*開始，信號(hào)V2的脈沖開始變長(zhǎng)而V1脈沖開始變短。在此例中，T2*約為T2的兩倍，T1*約為T1的一半?？墒褂脤ｉT的驅(qū)動(dòng)器來產(chǎn)生所需信號(hào)V1和V2。
在另一個(gè)實(shí)施例中，此驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)閾值檢測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)反饋電容43的電壓。若該電壓低于預(yù)定電平，則驅(qū)動(dòng)器增加V1脈沖的頻率，以使T2*變短和/或使T1*變長(zhǎng)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)S1和S2為晶體管開關(guān)，例如場(chǎng)效應(yīng)管(FET)類型。最好使用自動(dòng)歸零的開關(guān)。
可使用多路復(fù)用器來產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)V1和V2。應(yīng)注意此多路復(fù)用器不是必需的，其中開關(guān)信號(hào)可由使用該電路的外部器件提供。
這里所描述的各種實(shí)施例都可適用于LCD驅(qū)動(dòng)器。在此顯示器中，模擬信號(hào)，例如RGB視頻信號(hào)，被用于控制每個(gè)顯示單元或“像素”的灰度級(jí)。此信號(hào)通過多個(gè)供應(yīng)總線或TFT屏幕的源極線被施加，并由施加在多個(gè)行或柵極供應(yīng)總線上的柵極信號(hào)，對(duì)顯示器的每個(gè)顯示單元在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間被選通。通常，使用源極線驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)源極線。這樣，第二級(jí)32的輸出端40可被連接至LCD的源極總線。從輸出端40“看”過去的電容Cload在圖5中以虛線表示。此電容表示源極總線的電容。視頻信號(hào)，例如RGB信號(hào)，被施加在第一級(jí)31的輸入端(IN)。根據(jù)本發(fā)明，開關(guān)信號(hào)V1，V2的序列觸發(fā)LCD驅(qū)動(dòng)器，以對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行取樣并保持此取樣。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例。該圖表示具有控制電路的LCD顯示器的方框圖。LCD顯示器包括一個(gè)LCD屏幕60，其具有多個(gè)源極線67和多個(gè)柵極線68。一個(gè)源極驅(qū)動(dòng)模塊61用于驅(qū)動(dòng)各個(gè)源極線67。一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器63通常用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)全柵極線68。CPU 62控制所有的柵極線68和源極線67的掃描。為此，CPU 62通過總線66提供視頻信號(hào)(數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào))，例如RGB信號(hào)，至源極驅(qū)動(dòng)模塊61，和通過總線69提供行定時(shí)信號(hào)(控制信號(hào))至柵極驅(qū)動(dòng)器63。源極驅(qū)動(dòng)模塊61可包括幾個(gè)源極驅(qū)動(dòng)器。通常每個(gè)源極線都具有一個(gè)源極驅(qū)動(dòng)器。然而，也可以以多路復(fù)用的形式使用一個(gè)源極驅(qū)動(dòng)器，使同一個(gè)源極驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)幾個(gè)源極線67。
每個(gè)源極驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)數(shù)-模(D/A)轉(zhuǎn)換器64和一個(gè)緩沖器65，如圖8所示。緩沖器65以LCD屏幕60的每個(gè)像素所需要的電壓來驅(qū)動(dòng)源極線。根據(jù)本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于緩沖器65中，以補(bǔ)償緩沖放大器中的偏差電壓。
根據(jù)本發(fā)明的LCD驅(qū)動(dòng)器可與用于控制LCD顯示器的其它部件一起被集成在一個(gè)共用基底上。
這里所說明的方法其優(yōu)點(diǎn)在于，在第一近似中，偏差校正狀態(tài)(1)的周期T1獨(dú)立于偏差消除環(huán)路帶寬，而整個(gè)電路結(jié)構(gòu)可根據(jù)其應(yīng)用的外部器件的時(shí)序進(jìn)行調(diào)整。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在偏差消除狀態(tài)(1)，所有內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電壓都保留以前的值。這樣就可以從狀態(tài)(1)快速恢復(fù)，因?yàn)椴恍枰獙?nèi)部節(jié)點(diǎn)還原為初始值的瞬間。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在狀態(tài)(1)和(2)都可保持與輸出負(fù)載的連接。
本發(fā)明非常適用于偏差補(bǔ)償?shù)臅r(shí)間很短而占空系數(shù)很高的系統(tǒng)及應(yīng)用。一種類型的應(yīng)用是，例如TFT顯示的源極驅(qū)動(dòng)器。需要緩沖器的輸出偏差很低且偏差校正時(shí)間被盡可能的減小，從而不影響驅(qū)動(dòng)顯示像素所需的時(shí)間。這樣的驅(qū)動(dòng)器甚至400個(gè)輸出緩沖器可以被制作在一個(gè)單片上，從而需要高占空系數(shù)，低電流消耗和小面積的偏差消除電路。
在本發(fā)明的附圖和說明書中已對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，雖然使用了專門的術(shù)語，但本說明中的術(shù)語都是僅指普通的上位的含義，而不能夠限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種電路結(jié)構(gòu)，包括具有兩個(gè)輸入端(36，37)和一個(gè)輸出端(34)的一個(gè)輸入放大級(jí)(31)，其輸出端(34)與一個(gè)輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)相連接，具有第一輸入端(41)，第二輸入端(42)和比較輸出端(44)的一個(gè)比較器(33)，與輸入放大級(jí)(31)的偏差調(diào)整輸入端(45)相連的一個(gè)反饋電容(43)，和由多個(gè)開關(guān)信號(hào)(V1，V2)控制的多個(gè)開關(guān)(S1，S2)，可使該電路從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)，其中在第一狀態(tài)下，-輸入放大級(jí)(31)的輸出端(34)和輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)被第一個(gè)開關(guān)(S2)所分離，-輸入放大級(jí)(31)的兩個(gè)輸入端(36，37)通過第二個(gè)開關(guān)(S1)相連接，-所述比較器(33)的第一輸入端(41)被連接至輸入放大級(jí)(31)的輸出端(34)，比較器(33)的第二輸入端(42)被連接至輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)，這樣通過比較器輸出端(44)對(duì)反饋電容(43)輸出電荷，可改變偏差調(diào)整輸入端(45)的電壓，從而校正輸入放大級(jí)(31)的偏差。
2.一種如權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其中在第二狀態(tài)下，-輸入放大級(jí)(31)的輸出端(34)和輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)通過第一個(gè)開關(guān)(S2)相連接，-輸入放大級(jí)(31)的兩個(gè)輸入端(36，37)通過第二個(gè)開關(guān)(S1)相分離，-比較輸出端(44)通過另一個(gè)開關(guān)(S1)與電容(43)相分離。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的電路結(jié)構(gòu)，包括在第一狀態(tài)下閉合的兩個(gè)開關(guān)(S1)，和在第二狀態(tài)下閉合的兩個(gè)開關(guān)(S2)。
4.一種如權(quán)利要求1、2或3所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述第一狀態(tài)短于所述第二狀態(tài)。
5.一種如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述輸出放大級(jí)(32)包括一個(gè)放大器(38)，最好是一個(gè)運(yùn)算放大器，其輸出端(40)通過補(bǔ)償電容(39)以反饋的形式連接至輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)。
6.一種如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述放大器(38)的輸出端(40)被連接一個(gè)負(fù)載。
7.一種如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述放大器(38)的輸出端(40)是嚴(yán)格穩(wěn)定的。
8.一種如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的電路結(jié)構(gòu)，其中若比較器(33)的第一輸入端(41)和比較器(33)的第二輸入端(42)之間有電壓差，則所述比較器(33)在輸出端(44)產(chǎn)生一個(gè)電流。
9.一種如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述輸入放大級(jí)(31)以鏡像拓?fù)涞男问綄?shí)現(xiàn)。
10.一種如權(quán)利要求9所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述輸入放大級(jí)(31)包括一個(gè)電流鏡和一個(gè)輔助輸入級(jí)。
11.一種如權(quán)利要求10所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述輸入放大級(jí)(31)輸出端(34)的偏差由電流鏡通過輔助輸入級(jí)的負(fù)反饋來校正。
12.一種如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述輸出放大級(jí)(32)以AB-拓?fù)浠駻-拓?fù)涞男问綄?shí)現(xiàn)。
13.一種如權(quán)利要求10所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述輸出放大級(jí)(32)包括一個(gè)具有AB輸出的兩級(jí)運(yùn)算放大器。
14.一種如前面任一個(gè)權(quán)利要求所述的電路結(jié)構(gòu)，其中所述比較器(33)以微分級(jí)的形式實(shí)現(xiàn)。
15.一種包含如權(quán)利要求1-14中任一個(gè)所述的電路結(jié)構(gòu)(50)的系統(tǒng)，其中所述開關(guān)信號(hào)(V1，V2)由該系統(tǒng)施加至電路結(jié)構(gòu)(50)中的開關(guān)(S1，S2)。
16.一種如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，是顯示器，最好是LCD顯示器的一部分。
17.一種顯示系統(tǒng)，包括具有多個(gè)源極線(67)和多個(gè)柵極線(68)的顯示屏(60)，一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器(63)，和一個(gè)源極驅(qū)動(dòng)模塊(61)，該顯示屏接收表示可顯示在顯示屏(60)上的信息的輸入信號(hào)，且該源極驅(qū)動(dòng)模塊(61)包括一個(gè)具有權(quán)利要求1-14中任一個(gè)所述的電路結(jié)構(gòu)的緩沖器。
18.一種如權(quán)利要求17所述的顯示系統(tǒng)，其中所述輸出放大級(jí)(32)被連接至多個(gè)源極線(67)中的一個(gè)源極線。
19.一種如權(quán)利要求16或17所述的顯示系統(tǒng)，其中所述顯示屏(60)是一個(gè)LCD顯示屏，最好是一個(gè)TFT顯示屏。
20.一種用于補(bǔ)償具有兩個(gè)輸入端(36，37)和一個(gè)輸出端(34)的輸入放大級(jí)(31)的偏差電壓的方法，該輸入放大級(jí)(31)是下述電路結(jié)構(gòu)的一部分，該電路結(jié)構(gòu)包括，-具有一個(gè)輸入端(35)的輸出放大級(jí)(32)，該輸入端(35)被連接至輸入放大級(jí)(31)的輸出端(34)，-具有第一輸入端(41)，第二輸入端(42)和比較輸出端(44)的一個(gè)比較器(33)，-與輸入放大級(jí)(31)的偏差調(diào)整輸入端(45)相連的一個(gè)反饋電容(43)，-多個(gè)第一開關(guān)(S1)和多個(gè)第二開關(guān)(S2)，該方法包括以下步驟，(a)閉合第一開關(guān)(S1)并打開第二開關(guān)(S2)，(b)檢測(cè)比較器(33)的第一輸入端(41)和第二輸入端(42)之間的電壓差，以在比較輸出端(44)產(chǎn)生一輸出電流，(c)利用該輸出電流對(duì)反饋電容(43)進(jìn)行充電和放電，(d)通過偏差調(diào)整輸入端(45)來調(diào)整輸入放大級(jí)(31)的偏差，從而補(bǔ)償輸入放大級(jí)(31)的偏差電壓。
21.一種如權(quán)利要求20所述的方法，包括以下步驟(e)閉合第二開關(guān)(S2)并打開第一開關(guān)(S1)，(f)放大施加在輸入放大級(jí)(31)的兩個(gè)輸入端(36，37)其中一個(gè)上的輸入信號(hào)(IN)，以在輸出放大級(jí)(32)的輸出端(40)提供一個(gè)相應(yīng)的輸出信號(hào)。
22.一種如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中在步驟(a)輸入放大級(jí)(31)的輸出端(34)通過其中一個(gè)第二開關(guān)(S2)從輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)處斷開。
23.一種如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中在步驟(a)比較器輸出(44)被連接至反饋電容(43)的一個(gè)端點(diǎn)。
24.一種如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中在步驟(a)輸入放大級(jí)(31)的兩個(gè)輸入端(36，37)相連接。
25.一種如權(quán)利要求21所述的方法，其中在步驟(e)輸入放大級(jí)(31)的輸出端(34)通過一個(gè)第二開關(guān)(S2)被連接至輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)。
26.一種如權(quán)利要求21所述的方法，其中在步驟(e)比較器(33)的第一輸入端(41)和第二輸入端(42)相連接。
27.一種如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中步驟(a)和(e)被周期性地重復(fù)。
28.一種如權(quán)利要求20或21所述的方法，其中步驟(a)到(d)在偏差補(bǔ)償狀態(tài)下被執(zhí)行，該偏差補(bǔ)償狀態(tài)的周期為T1。
29.一種如權(quán)利要求28所述的方法，其中步驟(e)到(f)在有效狀態(tài)下被執(zhí)行，該有效狀態(tài)的周期為T2。
30.一種如權(quán)利要求28所述的方法，其中T1＜T2。
31.一種如權(quán)利要求28所述的方法，其中T1約等于T2的0.1％到49％，最好T1為T2的1％到20％。
全文摘要
一種電路結(jié)構(gòu)，包括具有兩個(gè)輸入端(36，37)和一個(gè)輸出端(34)的一個(gè)輸入放大級(jí)(31)，其輸出端(34)與一個(gè)輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)相連接。該電路結(jié)構(gòu)還包括具有第一輸入端(41)，第二輸入端(42)和比較輸出端(44)的一個(gè)比較器(33)，與輸入放大級(jí)(31)的偏差調(diào)整輸入端(45)相連的一個(gè)反饋電容(43)，和由多個(gè)開關(guān)信號(hào)(V1，V2)控制的多個(gè)開關(guān)(S1，S2)，可使該電路從第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)。在第一狀態(tài)下，輸出端(34)和輸入端(35)被第一個(gè)開關(guān)(S2)所分離，兩個(gè)輸入端(36，37)通過第二個(gè)開關(guān)(S1)相連接。比較器(33)的第一輸入端(41)被連接至輸入放大級(jí)(31)的輸出端(34)，比較器(33)的第二輸入端(42)被連接至輸出放大級(jí)(32)的輸入端(35)，這樣通過比較器輸出端(44)對(duì)反饋電容(43)輸出電荷，可改變偏差調(diào)整輸入端(45)的電壓，從而校正輸入放大級(jí)(31)的偏差。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1461521SQ02801166
公開日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2002年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月11日
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