專利名稱：模擬緩沖器及其驅(qū)動方法，具有該緩沖器的顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬緩沖器，一種具有模擬緩沖器的顯示設(shè)備，和驅(qū)動模擬緩沖器的方法，尤其涉及在高灰度級和高分辨率應(yīng)用中的模擬緩沖器。
背景技術(shù)：
具有不同功能和形狀的信息處理裝置正在日益發(fā)展中。這些信息處理裝置通常使用如液晶顯示器(LCD)這種的顯示設(shè)備來顯示其中的信息處理。液晶顯示器設(shè)備有許多的優(yōu)點，例如，輕且薄，有低功率耗損并且能夠顯示高分辨率圖像。
所述的液晶顯示器設(shè)備可以分類為多晶硅類型或非晶硅類型。多晶硅類型的液晶顯示器設(shè)備包括含有多晶硅(poly-Si)的薄膜晶體管(TFT)，并且非晶硅類型的液晶器顯示器設(shè)備包括含有非晶硅(a-Si)的薄膜晶體管。
多晶硅類型的液晶顯示器設(shè)備與非晶硅類型的液晶顯示器設(shè)備相比，具有低功率耗損和高工作速度。然而，多晶硅類型的液晶顯示器設(shè)備需要更復(fù)雜的制造過程。
一般多晶硅類型的液晶顯示器設(shè)備用于小尺寸顯示設(shè)備，非晶硅類型的液晶顯示器設(shè)備用于如筆記本個人電腦(PC)，液晶顯示器的監(jiān)視器，電視機等這種大尺寸顯示設(shè)備。
依據(jù)低溫多晶硅(LTPS)技術(shù)，柵極驅(qū)動部分和數(shù)據(jù)驅(qū)動部分直接安裝在顯示板上。更進(jìn)一步，一種用于驅(qū)動所述柵極和數(shù)據(jù)驅(qū)動部分的系統(tǒng)可以直接安裝在顯示板上。用于驅(qū)動所述柵極和數(shù)據(jù)驅(qū)動部分的系統(tǒng)包括一個如數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器，模擬緩沖器等這種的模擬電路。所述模擬緩沖器的一個例子是源極跟隨器。
圖1是表示一個傳統(tǒng)源極跟隨器的等效電路示意圖，圖2是表示用于控制圖1中開關(guān)的控制信號的時序圖。源極跟隨器的一個輸入端電連接數(shù)據(jù)驅(qū)動部分的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(或DAC)，并且源極跟隨器的一個輸出端電連接負(fù)載，該負(fù)載對應(yīng)于顯示板的源極線(或數(shù)據(jù)線)。
參考圖1和2，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)SW1導(dǎo)通時，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vd施加到節(jié)點‘A’并且第二開關(guān)SW2打開，以便補償電容器C1進(jìn)行充電直到節(jié)點‘A’和節(jié)點‘B’之間的電位差達(dá)到Vth，其對應(yīng)于驅(qū)動器TFT100的閾值電壓。
然后，第一開關(guān)SW1關(guān)斷和第二開關(guān)SW2導(dǎo)通用來將節(jié)點‘B’的電壓從Vd-Vth增加到Vd，從而節(jié)點‘A’的電壓也從Vd增加到Vd+Vth。因為在節(jié)點‘A’和節(jié)點‘C’之間的電壓差是閾值電壓Vth，所以節(jié)點‘C’的電壓變成Vd。
正如以上所描述的，源極跟隨器的工作包括兩個步驟。第一，源極跟隨器通過導(dǎo)通第一開關(guān)SW1以通過補償電容C1來存儲閾值電壓Vth，和第二，源極跟隨器通過驅(qū)動器TFT100來驅(qū)動負(fù)載。
在充電期間源極跟隨器使用負(fù)(N)類型TFT，和在放電期間使用正(P)類型TFT。因此，驅(qū)動器TFT100的電壓絕對值Vgs(舉例，|Vgs|)降低到如圖3中所示的驅(qū)動器TFT100驅(qū)動功率的較低值。另外，用于存儲閾值電壓Vth的時間由于以上所描述的相同理由而增加。
圖3是表示圖1中源極跟隨器輸出電壓的曲線圖。參考圖3，隨著電壓到達(dá)Vd時間的增加，負(fù)載的驅(qū)動速度下降。
圖1中源極跟隨器用了一個較長的時間來執(zhí)行存儲閾值電壓的第一步驟和驅(qū)動負(fù)載的第二步驟。因此，需要較短時間以驅(qū)動源極線來顯示移動圖象的液晶顯示器設(shè)備通常是不使用圖1中源極跟隨器。
再次參考圖1，在驅(qū)動器TFT100的柵極端和驅(qū)動器TFT100的源極端之間產(chǎn)生寄生電容Cgs，并且在驅(qū)動器TFT100柵極端的和驅(qū)動器TFT100的漏極端之間產(chǎn)生寄生電容Cgd。寄生電容Cgs和Cgd與補償電容C1之間電連通，用于影響驅(qū)動器TFT100的柵極電壓。
以下的表達(dá)式1表示在用于驅(qū)動負(fù)載的第二步驟中驅(qū)動器TFT100的柵極電壓。
表達(dá)式1
Vg＝Vcompensation×Vth/(Vcompensation+Vparastic)+Vd，其中‘Vcompensation’表示補償電容器C1的電壓，并且“Vparastic”表示寄生電容Cgs和Cgd的電壓。
參考表達(dá)式1，補償電容器C1的電壓和寄生電容Cgs和Cgd的電壓影響著驅(qū)動器TFT100的柵極電壓Vd。
以下的表達(dá)式2表示由寄生電容Cgs和Cgd所產(chǎn)生的誤差電壓Verror。
表達(dá)式2Verror＝Vparasitic×Vth/(Vcompensation+Vparasitic)。
為了增強源極跟隨器的驅(qū)動功率，可以加寬驅(qū)動器TFT100的溝道寬度。然而，當(dāng)驅(qū)動器TFT100的溝道寬度增加時，寄生電容Cgs和Cgd也增加，因此誤差電壓Verror增加。
相反，當(dāng)驅(qū)動器TFT100的溝道寬度減少時，寄生電容Cgs和Cgd也減少。然而，補償電容器C1的充電時間增加。
正如以上所描述的，當(dāng)一個源極跟隨器驅(qū)動一個源極線以減少工作時間時源極跟隨器需要一個較長的時間用于驅(qū)動源極線。然而，因為Ploly-siTFT的尺寸大于單位像素的寬度，所以在使用LTPS時形成具有大的尺寸和單位像素寬度的Ploly-siTFT是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在模擬緩沖器制造晶體管過程期間內(nèi)能夠穩(wěn)定輸出電壓的模擬緩沖器。所述的模擬緩沖器還能夠減少源極驅(qū)動電路的尺寸。本發(fā)明還提供一種具有模擬緩沖器的顯示設(shè)備和驅(qū)動該模擬緩沖器的方法。
依據(jù)本發(fā)明一個示范性實施例中的模擬緩沖器，該模擬緩沖器將模擬電壓施加到負(fù)載上。該模擬緩沖器包括一個比較器和一個晶體管。比較器配置成將從外部設(shè)備接收的輸入電壓與施加到負(fù)載的模擬電壓進(jìn)行比較。當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓時，晶體管導(dǎo)通以對負(fù)載進(jìn)行充電并且當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，晶體管關(guān)斷。
依據(jù)本發(fā)明另一個示范性實施例的模擬緩沖器，該模擬緩沖器將模擬電壓施加到負(fù)載上。該模擬緩沖器包括一個比較器和一個晶體管。比較器配置成將從外部設(shè)備接收的輸入電壓與施加到負(fù)載的模擬電壓進(jìn)行比較。當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓時，晶體管導(dǎo)通以對負(fù)載進(jìn)行放電并且當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，晶體管關(guān)斷。
仍然是依據(jù)本發(fā)明另一個示范性實施例中的模擬緩沖器，該模擬緩沖器將模擬電壓施加到負(fù)載上。該模擬緩沖器包括一個比較器，第一晶體管和第二晶體管。比較器配置成將從外部設(shè)備接收的輸入電壓與施加到負(fù)載的模擬電壓進(jìn)行比較。當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓時，第一晶體管導(dǎo)通對負(fù)載進(jìn)行充電并且當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，第一晶體管關(guān)斷。當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓時，第二晶體管導(dǎo)通對負(fù)載進(jìn)行放電并且當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，第二晶體管關(guān)斷。
仍然是依據(jù)本發(fā)明另一個示范性實施例中的模擬緩沖器，該模擬緩沖器將模擬電壓施加到具有預(yù)先設(shè)置參考電壓的負(fù)載上。該模擬緩沖器包括一個比較器，第一晶體管和第二晶體管。比較器配置成將從外部設(shè)備接收的輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較。當(dāng)輸入電壓低于參考電壓時，第一晶體管導(dǎo)通提供一個電壓給負(fù)載，其中該電壓比參考電壓高出一輸入電壓幅值。當(dāng)輸入電壓高于參考電壓時，第二晶體管導(dǎo)通提供一個電壓給負(fù)載，其中該電壓比參考電源低一輸入電壓的幅值。
依據(jù)本發(fā)明一個示范性實施例中的顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備包括顯示板和控制部分。顯示板有大量的柵極線和大量的與柵極線基本上正交的數(shù)據(jù)線。顯示板顯示圖像?？刂撇糠纸邮沼糜陲@示圖像的原始圖像信號和用于控制顯示板的控制信號。控制部分有一個用于接收輸入電壓的模擬緩沖器，并且產(chǎn)生施加到顯示板數(shù)據(jù)線上的模擬電壓。該模擬緩沖器包括一個比較器，第一晶體管和第二晶體管。所述比較器對輸入電壓與模擬電壓進(jìn)行比較。當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓時，第一晶體管導(dǎo)通以對數(shù)據(jù)線進(jìn)行充電，當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，第一晶體管關(guān)斷。當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓時，第二晶體管導(dǎo)通以對數(shù)據(jù)線進(jìn)行放電，當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，第二晶體管關(guān)斷。
本發(fā)明的另一個示范性實施例中，驅(qū)動模擬緩沖器以將模擬電壓施加到負(fù)載的方法包括從外部設(shè)備接收的輸入電壓與模擬電壓進(jìn)行比較；當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓直到模擬電壓基本上與輸入電壓相同為止，使用第一電壓對負(fù)載進(jìn)行充電；當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓直到模擬電壓基本上與輸入電壓相同為止，使用第二電壓對負(fù)載進(jìn)行放電。第一電壓是電源電壓并且第二電壓是地電壓。


通過參考附圖詳細(xì)描述示范性實施例，本發(fā)明以上和其它的特征將會很明顯，其中圖1是表示傳統(tǒng)源極跟隨器的等效電路示意圖；圖2是表示用于控制圖1中開關(guān)的控制信號的時序圖；圖3是表示圖1中源極跟隨器輸出電壓的曲線圖；圖4是表示依據(jù)本發(fā)明一個示范性實施例的模擬緩沖器的原理電路示意圖；圖5是表示圖4中模擬緩沖器示范性實施例中的電路示意圖；圖6是表示用于控制圖5中模擬緩沖器的控制信號的時序圖；圖7是表示依據(jù)本發(fā)明另一個示范性實施例的模擬緩沖器的電路示意圖；圖8是表示用于控制圖7中制模擬緩沖器的控制信號的時序圖；圖9是表示根據(jù)圖8中控制信號產(chǎn)生第一到第六控制信號的一個開關(guān)控制部分的原理電路示意圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明一個示范性實施例的液晶顯示器(LCD)設(shè)備的方塊圖；圖11是表示圖10中模擬緩沖器的電路示意圖；圖12是表示用于圖10中模擬緩沖器點反相(dot inversion)的控制信號的時序圖；圖13是表示根據(jù)圖12中控制信號產(chǎn)生第一到第九控制信號的一個開關(guān)控制部分的原理電路示意圖；圖14是表示用于圖11中模擬緩沖器列反相的控制信號的時序圖；圖15是表示用于圖11中模擬緩沖器線反相(line inversion)的控制信號的時序圖；圖16是表示用于圖11中模擬緩沖器幀反相的控制信號的時序圖；圖17是表示圖11中模擬緩沖器輸出的曲線圖，其在表1的狀態(tài)下工作點反相；圖18和19是表示根據(jù)在表2或3的狀態(tài)下點反相或列反相的充電的誤差電壓的曲線圖；
圖20和21是表示根據(jù)在表2或3的狀態(tài)下對線反相或幀反相的充電的誤差電壓的曲線圖；和圖22是表示依據(jù)本發(fā)明一個示范性實施例的模擬緩沖器輸出的曲線圖，該輸出是由圖15中的控制信號來控制。
具體實施例方式
可以理解以下所描述的本發(fā)明示范性實施例能夠在不脫離本發(fā)明的所公開的創(chuàng)新原理的情況下以許多種方式不同改變，并且本發(fā)明的范圍不會局限于這些特定實施例。但是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說提供的這些實施方式使得該公開內(nèi)容是全面的和完整的，并且通過非限制性的實例的方式將全面的理解本發(fā)明的原理。
在下文中，將會參考附圖進(jìn)行詳細(xì)地描述本發(fā)明的示范性實施例。
圖4是表示依據(jù)本發(fā)明一個示范性實施例的模擬緩沖器的原理電路示意圖。參考圖4，模擬緩沖器包括一個比較器400和一個用于驅(qū)動負(fù)載的驅(qū)動器薄膜晶體管(TFT)410。
所述比較器400包括一個負(fù)極端，一個正極端和一個輸出端。驅(qū)動器TFT410包括柵極端，漏極端和源極端。將輸入電壓Vin通過比較器400的負(fù)極端施加到比較器400。比較器400的正極端電連接驅(qū)動器TFT410的漏極端。比較器400的輸出端電連接驅(qū)動器TFT410的柵極端。一個負(fù)載或多個負(fù)載電連接驅(qū)動器TFT410的漏極。例如，驅(qū)動器TFT410可以采用P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管。
在下文中，將會對模擬緩沖器的工作進(jìn)行說明。
當(dāng)施加到負(fù)載的電壓是0V并且輸入電壓Vin施加到比較器400的負(fù)極端時，比較器400輸出一個低電平電壓用來導(dǎo)通驅(qū)動器TFT410。然后，提升負(fù)載電壓。
比較器400的正極輸入端電連接驅(qū)動器TFT400的漏極，以便當(dāng)負(fù)載電壓被提升等于輸入電壓Vin時，比較器400輸出高電平電壓用來關(guān)斷驅(qū)動器TFT410。然后，等于輸入電壓Vin的負(fù)載電壓不再提升。
正如以上所討論的，當(dāng)驅(qū)動器TFT410是PMOS TFT時，模擬緩沖器對負(fù)載進(jìn)行充電。然而，當(dāng)模擬緩沖器形成時包括具有NMOS TFT的驅(qū)動器TFT410，模擬緩沖器對負(fù)載進(jìn)行放電。詳細(xì)地說，所述NMOS TFT包括電連接地電壓的源極端，電連接比較器400正極端的漏極和電連接比較器400輸出端的柵極。
圖5是表示圖4中模擬緩沖器實施例中的電路示意圖，并且圖6是表示用于控制圖5中模擬緩沖器的控制信號的時序圖。
參考圖5，所述模擬緩沖器包括比較器500和驅(qū)動器TFT600。比較器500包括第一反相器510和第二反相器520。第一反相器510包括第一PMOS晶體管PM1和第一NMOS晶體管NM1。第一PMOS晶體管PM1的柵極端電連接第一NMOS晶體管NM1的柵極端，和第一PMOS晶體管PM1的漏極端電連接第一NMOS晶體管NM1的漏極端。第一PMOS晶體管PM1的源極端電連接電源電壓Vdd，和第一NMOS晶體管NM1的源極端電連接地電壓。
第二反相器520包括第二PMOS晶體管PM2和第二NMOS晶體管NM2。第二PMOS晶體管PM2的柵極端電連接第二NMOS晶體管NM2的柵極端，和第二PMOS晶體管PM2的漏極端電連接第二NMOS晶體管NM2的漏極端。第二PMOS晶體管PM2的源極端電連接電源電壓Vdd，和第二NMOS晶體管NM2的源極端電連接地電壓。
第一和第二反相器510和520通過第一開關(guān)S1和第二開關(guān)S2互相電連接在一起。詳細(xì)地說，第一PMOS晶體管PM1和第一NMOS晶體管NM1的柵極通過第一開關(guān)S1電連接第一PMOS晶體管PM1和第一NMOS晶體管NM1的漏極。第二PMOS晶體管PM2和第二NMOS晶體管NM2的柵極通過第二開關(guān)S2電連接第二PMOS晶體管PM2和第二NMOS晶體管NM2的漏極。
第一和第二反相器510和520的第一和第二PMOS晶體管PM1和PM2和第一及第二NMOS晶體管NM1和NM2工作在飽和區(qū)作為一個用于放大輸入電壓Vin的比較器。第一耦合電容Cc1位于第一和第二反相器510和520之間，第二耦合電容Cc2位于第二反相器520和驅(qū)動器TFT600之間。
第一補償電容器Cp1的第一端和第二補償電容器Cp2的第一端電連接第一PMOS晶體管PM1和第一NMOS晶體管NM1的漏極。第一補償電容器Cp1的第二端通過第三開關(guān)S3電連接輸入電壓Vin，第一補償電容器Cp1的第二端通過第四開關(guān)S4電連接地電壓Vgnd’。第二補償電容器Cp2的第二端電連接負(fù)載用于把負(fù)載電壓Vload送回第一反相器510。
驅(qū)動器TFT600包括柵極端，源極端和漏極端。驅(qū)動器TFT600的柵極端通過第二補償電容器Cc2電連接第二反相器520的輸出端。驅(qū)動器TFT600的源極端電連接電源電壓Vdd。驅(qū)動器TFT600的漏極端通過第五開關(guān)S5電連接驅(qū)動器TFT600的柵極端，通過第六開關(guān)S6電連接負(fù)載，以及通過第七開關(guān)S7電連接地電壓。負(fù)載通過第八開關(guān)S8電連接地電壓。驅(qū)動器TFT600采用第三PMOS晶體管PM3。
第一、第二、第三、第五和第八開關(guān)S1，S2，S3，S5和S8由圖6中的第一開關(guān)控制信號SC1導(dǎo)通，第四和第六開關(guān)S4和S6由圖6中的第二開關(guān)控制信號SC2導(dǎo)通，第七開關(guān)S7由圖6中的第三開關(guān)控制信號SC3導(dǎo)通。
在下文中，將會對具有以上所表示結(jié)構(gòu)的模擬緩沖器的工作進(jìn)行說明。
第一、第二、第三、第五和第八開關(guān)S1，S2，S3，S5和S8由第一開關(guān)控制信號SC1導(dǎo)通。另外，第七開關(guān)S7由第三開關(guān)控制信號SC3導(dǎo)通以對驅(qū)動器TFT600進(jìn)行初始化。第一開關(guān)控制信號SC1在第一時間周期T1內(nèi)是高電平。在第一時間周期T1內(nèi)，存儲輸入電壓Vin。
當(dāng)?shù)谌_關(guān)S3導(dǎo)通時，輸入電壓Vin存儲在第一補償電容器Cp1中，并且節(jié)點‘C’的電壓Vc通過第一和第二PMOS晶體管PM1和PM2以及第一和第二NMOS晶體管NM1和NM2充電到Vdd-Vth，來關(guān)斷驅(qū)動器TFT600。
另外，第八開關(guān)S8由第一開關(guān)控制信號SC1導(dǎo)通，用于將負(fù)載與地電連接。因此，負(fù)載放電使得電壓大概為0V。
在第一時間周期T1結(jié)束時，第二開關(guān)控制信號SC2充電到高電平。第二開關(guān)控制信號SC2在第二時間期間T2保持高電平。第四和第六開關(guān)S4和S6由第二開關(guān)控制信號SC2導(dǎo)通。在第二時間周期期間內(nèi)，驅(qū)動負(fù)載。
當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)S4導(dǎo)通時，用于存儲輸入電壓Vin的第一補償電容器Cp1的節(jié)點‘A’電連接地電壓Vgnd’以便節(jié)點‘A’的電壓低于大概0V。因此，因為節(jié)點‘B’通過第一補償電容器Cp1電耦合節(jié)點‘A’，所以節(jié)點‘B’的電壓降低。節(jié)點‘B’電壓變化由第一和第二反相器510和520放大，用來將節(jié)點‘C’的電壓降低到大概0V。因此，驅(qū)動器TFT600導(dǎo)通用來增加負(fù)載電壓Vload。
當(dāng)?shù)谒暮偷诹_關(guān)S4和S6由第二開關(guān)控制信號SC2導(dǎo)通時，第一補償電容器Cp1，第二補償電容器Cp2和負(fù)載電容Cload電耦合在一起。當(dāng)Va＝Vin-Vgnd’時，其中Va表示節(jié)點‘A’的電壓變化，以下的表達(dá)式3表示節(jié)點‘B’的電壓變化Vb。
表達(dá)式3Vb＝{[Cp1×(Cp2+Cload)]/[Cp1×(Cp2+Cload)+Cp2×Cload]}×Va＝α×Va因此，表達(dá)式3中的α由如下來表示。
表達(dá)式4α＝{[Cp1×(Cp2+Cload)]/[Cp1×(Cp2+Cload)+Cp2×Cload]}當(dāng)?shù)谝环聪嗥?10的邏輯閾值電壓是V1th時，節(jié)點‘B’的電壓Vb由以下的表達(dá)式4.1來表示。
表達(dá)式4.1Vb＝Vlth-α×Va當(dāng)α×Va高于Voffset時，其中Voffset是用于驅(qū)動驅(qū)動器TFT600的比較器500的最小電壓，節(jié)點‘B’的電壓變化(例如，α×Va)由第一和第二反相器510和520放大，以便節(jié)點‘C’的電壓Vc降低到大概0V。因此，導(dǎo)通驅(qū)動器TFT600。
當(dāng)負(fù)載電壓Vload增加時，‘B’節(jié)點電壓Vb由于第二補償電容器Cp2而增加。換句話說，‘B’節(jié)點電壓Vb最初由于第一補償電容器Cp1而降低并且由于第二補償電容Cp2而增加。當(dāng)驅(qū)動驅(qū)動器TFT600時，第一和第二補償電容器Cp1和Cp2電串聯(lián)在一起。
‘B’節(jié)點電壓Vb的變化可以由以下表達(dá)式5來表示。
表達(dá)式5Vb＝[Cp2/(Cp1+Cp2)]×Vout＝β×Vout，其中Vout將在以下說明。
換句話說，‘B’節(jié)點電壓Vb首先通過第一補償電容器Cp1減少數(shù)量為α×Va，然后‘B’節(jié)點電壓Vb通過第二補償電容器Cp2增加數(shù)量為β×Vout，由以下的表達(dá)式6來表示。
表達(dá)式6Vb＝Vlth-α×Va+β×Vout。
當(dāng)‘B’節(jié)點電壓Vb的減小量等于‘B’節(jié)點電壓Vb的增加量時，‘B’節(jié)點電壓Vb由第一和第二反相器510和520放大以提高‘C’節(jié)點電壓Vc。當(dāng)提高‘C’節(jié)點電壓Vc以用于關(guān)斷驅(qū)動器TFT600時，固定負(fù)載電壓Vload。
當(dāng)‘B’節(jié)點電壓Vb高于Vlth+Voffset時，關(guān)斷驅(qū)動器TFT600。當(dāng)驅(qū)動器TFT600關(guān)斷時，關(guān)斷電壓(off-voltage)Vout由以下表達(dá)式7來表示。
表達(dá)式7
Vlth+Voffset＝Vlth-α×Va+β×Vout因此，驅(qū)動器TFT6 00的關(guān)斷電壓Vout由以下表達(dá)式8來表示。
表達(dá)式8Vout＝(Voffset+α×Va)/β當(dāng)Va等于Vin-Vgnd’時，表達(dá)式8的關(guān)斷電壓Vout可以由以下表達(dá)式9到11來表示。
表達(dá)式9Vout＝[Voffset+α×(Vin-Vgnd’)]/β表達(dá)式10Vout＝[α×Vin+(Voffset-α×Vgnd’)]/β表達(dá)式11Vout＝(α×Vin)/β+Vdc，其中Vdc對應(yīng)模擬緩沖器產(chǎn)生的誤差電壓，并且Vdc等于(Voffset-α×Vgnd’)/β。當(dāng)Vdc小的足夠可以略去時，表達(dá)式11可以由以下的表達(dá)式12來表示。
表達(dá)式12Vout≈(α×Vin)/β＝γ×Vin其中γ等于α/β。
當(dāng)將輸入電壓Vin施加到模擬緩沖器時，γ×Vin提供給負(fù)載，γ×Vin是與輸入電壓Vin直接成比例的。例如，當(dāng)γ是1時，輸入電壓Vin直接施加到負(fù)載。
當(dāng)液晶顯示器設(shè)備采用了以上所描述的模擬緩沖器時，通過調(diào)節(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓等于γ×Vin，可以來調(diào)節(jié)輸出和輸入相等。
依據(jù)本發(fā)明實施例的模擬緩沖器有‘C’節(jié)點電壓Vc(例如，Vdd-Vth)，該‘C’節(jié)點電壓Vc提供給驅(qū)動器TFT600的柵極。換句話說，通過電源電壓Vdd驅(qū)動驅(qū)動器TFT600，該電壓高于輸入電壓Vin，以便負(fù)載電壓Vload在短時間內(nèi)接近目標(biāo)電平。
另外，比較器500不受驅(qū)動器TFT600的閾值電壓的影響，其在制作過程中可以通過變化來改變。更進(jìn)一步，驅(qū)動器TFT600依據(jù)比較器500的輸出來充電或放電。因此，負(fù)載電壓Vload的閾值電壓的影響可以減到最小。
正如以上所討論的，模擬緩沖器僅僅對負(fù)載充電，并且在下文中，將會說明被配置成對負(fù)載充電和放電的模擬緩沖器。
圖7是表示依據(jù)本發(fā)明另一個實施例的模擬緩沖器的電路示意圖。參考圖7，模擬緩沖器包括一個比較器500，第一驅(qū)動器TFT700和第二驅(qū)動器TFT710。第一驅(qū)動器TFT700采用PMOS晶體管，并且第二驅(qū)動器TFT710采用NMOS晶體管。
所述比較器500包括第一反相器510和第二反相器520。第一和第二反相器510和520與圖5中第一和第二反相器510和520具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略了更進(jìn)一步的說明。
如圖7，第一補償電容器Cp1的第一端電連接第一反相器510的第一PMOS晶體管PM1和第一NMOS晶體管NM1的柵極。第一補償電容器Cp1的第二端電連接節(jié)點‘A’。
當(dāng)?shù)谌_關(guān)S3或第九開關(guān)S9導(dǎo)通時，將輸入電壓Vin提供給節(jié)點‘A’。當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)S4或第九開關(guān)S9導(dǎo)通時，將地電壓Vgnd’提供給節(jié)點‘A’。
第二補償電容器Cp2的第一端電連接第一反相器510的第一PMOS晶體管PM1和第一NMOS晶體管NM1的柵極。第二補償電容器Cp2的第二端電連接負(fù)載用來將負(fù)載電壓Vload送回到第一反相器510，以便將負(fù)載電壓Vload提供給第一反相器510。
第一驅(qū)動器TFT700包括柵極，其通過第二耦合電容器Cc2電連接第二反相器520的輸出端；源極，其電連接電源電壓Vdd；和漏極，其通過第五開關(guān)S5電連接第一驅(qū)動器TFT700的柵極。第一驅(qū)動器TFT700的漏極還通過開關(guān)S6電連接負(fù)載，以及通過第七開關(guān)S7電連接地電壓Vgnd’。當(dāng)?shù)诎碎_關(guān)S8導(dǎo)通時，負(fù)載電連接公共電壓Vcom。
第二驅(qū)動器TFT710包括柵極，其通過第二耦合電容器Cc2電連接第二反相器520的輸出端；和漏極，其通過第十三開關(guān)S13電連接電源電壓Vdd。第二驅(qū)動器TFT710的漏極還通過第十一開關(guān)S11電連接第二驅(qū)動器TFT710的柵極，以及通過第十二開關(guān)S12電連接負(fù)載。第二驅(qū)動器TFT710的源極電連接地電壓。
圖8是表示用于控制圖7中模擬緩沖器的控制信號的時序圖，和圖9是表示根據(jù)圖8中控制信號產(chǎn)生第一到第六控制信號的一個開關(guān)控制部分的原理電路示意圖。第一到第六控制信號導(dǎo)通第一到第十三開關(guān)S1，S3...S13。
參考圖8和圖9，控制信號部分包括第一與門800，第二與門810，第三與門820，第四與門830，第五與門840和第六與門850。
第一與門800接收充電控制信號Ch和第一開關(guān)控制信號SC1并且輸出第一控制信號CON1。第二與門810接收充電控制信號Ch和第二開關(guān)控制信號SC2并且輸出第二控制信號CON2。第三與門820接收充電控制信號Ch和第三開關(guān)控制信號SC3并且輸出第三控制信號CON3。第四與門830接收放電控制信號DisCh和第一開關(guān)控制信號SC1并且輸出第四控制信號CON4。第五與門840接收放電控制信號DisCh和第二開關(guān)控制信號SC2并且輸出第五控制信號CON5。第六與門850接收放電控制信號DisCh和第三開關(guān)控制信號SC3并且輸出第六控制信號CON6。
參考圖7和8，第一到第十三開關(guān)S1，S3...S13由第一到第六控制信號CON1...CON6導(dǎo)通。
詳細(xì)地說，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制信號SC1是高電平時，第一開關(guān)S1，第二開關(guān)S2和第八開關(guān)S8導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘朇ON1是高電平或第一開關(guān)控制信號SC1和充電控制信號Ch是高電平時，第三開關(guān)S3和第五開關(guān)S5導(dǎo)通。當(dāng)?shù)诙刂菩盘朇ON2是高電平或第二開關(guān)控制信號SC2和充電控制信號Ch是高電平時，第四開關(guān)S4和第六開關(guān)S6導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谌刂菩盘朇ON3是高電平或第三開關(guān)控制信號SC3和充電控制信號Ch是高電平時，第七開關(guān)S7導(dǎo)通。
當(dāng)?shù)谒目刂菩盘朇ON4是高電平或第一開關(guān)控制信號SC1和放電控制信號DisCh是高電平時，第十開關(guān)S10和第十一開關(guān)S11導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谖蹇刂菩盘朇ON5是高電平或第二開關(guān)控制信號SC2和放電控制信號DisCh是高電平時，第九開關(guān)S9和第十二開關(guān)S12導(dǎo)通。當(dāng)?shù)诹刂菩盘朇ON6是高電平或第三開關(guān)控制信號SC3和放電控制信號DisCh是高電平時，第十三開關(guān)S13導(dǎo)通。
在下文中，將會對具有以上所表示結(jié)構(gòu)的模擬緩沖器的工作進(jìn)行說明。
首先，將會對負(fù)載充電的工作進(jìn)行說明。
當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制信號SC1是高電平時，第一開關(guān)S1，第二開關(guān)S2和第八開關(guān)S8導(dǎo)通。另外，第三和第五開關(guān)S3和S5由第一控制信號CON1導(dǎo)通。第三控制信號CON3導(dǎo)通第七開關(guān)S7用于初始化第一驅(qū)動器TFT700。
當(dāng)?shù)谌_關(guān)S3導(dǎo)通時，第一補償電容器Cp1由輸入電壓Vin進(jìn)行充電，并且第一和第二反相器510和520放大輸入電壓Vin以便‘C’節(jié)點電壓Vc增加到Vdd-Vth的值，用來關(guān)斷第一驅(qū)動器TFT700。另外，當(dāng)?shù)诎碎_關(guān)S8導(dǎo)通時，負(fù)載電連接公共電壓Vcom。
然后，響應(yīng)于第二控制信號CON2導(dǎo)通第四和第六開關(guān)S4和S6。當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)S4導(dǎo)通時，‘A’節(jié)點電壓從Vin降低到Vgnd’。因此，‘B’節(jié)點電壓由于第一補償電容器Cp1也降低?！瓸’節(jié)點電壓Vb的變化由第一和第二反相器510和520放大，以便‘C’節(jié)點電壓降低到大概0V，用于導(dǎo)通第一驅(qū)動器TFT700。當(dāng)?shù)谝或?qū)動器TFT700導(dǎo)通時，負(fù)載電壓Vload增加。
當(dāng)負(fù)載電壓Vload增加時，‘B’節(jié)點電壓Vb由于第二補償電容器Cp2也增加。也就是說，‘B’節(jié)點電壓首先由于第一補償電容Cp1而降低，然后由于第二補償電容Cp2而增加。
當(dāng)‘B’節(jié)點電壓Vb的增量等于‘B’節(jié)點電壓Vb的減量時，‘B’節(jié)點電壓由第一和第二反相器510和520放大，以用于增加‘C’節(jié)點電壓Vc。因此，第一驅(qū)動器TFT700關(guān)斷從而負(fù)載電壓Vload變成恒定值。
在下文中，將會將負(fù)載電壓Vload放電的工作進(jìn)行說明。
當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制信號SC1是高電平時，第一，第二和第八開關(guān)S1，S2和S8導(dǎo)通。當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)控制信號SC4是高電平時，第十和第十一開關(guān)S10和S11導(dǎo)通用來初始化第二驅(qū)動器TFT710。
當(dāng)?shù)谑婚_關(guān)S11導(dǎo)通用來將‘A’節(jié)點與地電壓Vgnd’電連接時，‘A’節(jié)點電壓Va降低到地電壓Vgnd’和‘C’節(jié)點電壓Vc變成第二驅(qū)動器TFT710的閾值電壓Vlth。
然后，第五控制信號CON5導(dǎo)通第九和第十二開關(guān)S9和S12。當(dāng)?shù)诰砰_關(guān)S9導(dǎo)通時，‘A’節(jié)點電壓從地電壓Vgnd’增加到輸入電壓Vin。當(dāng)‘A’節(jié)點電壓Va增加時，‘B’節(jié)點電壓Vb也會增加由以下表達(dá)式13所表示的α×Vin’的量。
表達(dá)式13Vb＝Vlth+α×Vin’其中Vlth表示第二驅(qū)動器TFT710的邏輯閾值電壓，Vin’表示Vin-Vgnd’。
如表達(dá)式13所示，增加的‘B’節(jié)點電壓Vb通過第一和第二反相器510和520來放大以用于增加‘C’節(jié)點電壓Vc從而導(dǎo)通第二驅(qū)動器TFT710。當(dāng)?shù)诙?qū)動器TFT710導(dǎo)通時，負(fù)載電連接地從而負(fù)載電壓Vload降低。
當(dāng)負(fù)載電壓的降低值由Vfall表示時，‘V’節(jié)點電壓Vb由于第二補償電容器Cp2而降低數(shù)量β×Vfall，該數(shù)量由以下表達(dá)式14所示。
表達(dá)式14Vb＝Vlth+o×Vin’-β×Vfall當(dāng)‘B’節(jié)點電壓Vb等于Vlth-Voffset時，第二驅(qū)動器TFT710關(guān)斷。因此，降低的負(fù)載電壓Vfall可以如下表示。
表達(dá)式15Vlth+α×Vin’-β×Vfall＝Vlth-Voffset，Vfall＝(α×Vin’+Voffset)/β當(dāng)每次關(guān)斷第二驅(qū)動器TFT710時，負(fù)載的輸出電壓Vout是Vcom-Vfall。因此，輸出電壓Vout可以如下表示。
表達(dá)式16Vout＝Vcom-(α×Vin’+Voffset)/β，＝Vcom-(α/β×Vin+Vdc當(dāng)通過調(diào)節(jié)地電壓Vgnd’，誤差電壓Vdc被調(diào)節(jié)到很小時，表達(dá)式16中的Vout可以如下表示。
表達(dá)式17Vout≈Vcom-(α/β)×Vin＝Vcom-γ×Vin如表達(dá)式17所示，依據(jù)本發(fā)明實施例的模擬緩沖器可以將輸入電壓Vin與公共電壓Vcom相加或從公共電壓Vcom中減去輸出電壓Vin。詳細(xì)地說，當(dāng)輸入電壓Vin高于公共電壓Vcom時，模擬緩沖器對負(fù)載進(jìn)行放電。當(dāng)輸入電壓Vin低于共公電壓Vcom時，模擬緩沖器對負(fù)載進(jìn)行充電。
以上所說明的，負(fù)載被預(yù)先充電到例如Vcom。做為選擇，負(fù)載可以充電到地電壓(例如，0V)。因此，模擬緩沖器可以將輸入電壓Vin與地電壓相加和/或從地電壓中減去輸入電壓Vin。
圖10是表示依據(jù)本發(fā)明一個實施例的液晶顯示器設(shè)備的方塊圖，和圖11是表示圖10中模擬緩沖器的電路示意圖。
參考圖10，液晶顯示器設(shè)備包括液晶顯示控制板900，柵極驅(qū)動部分910，源極驅(qū)動部分920和時序控制器930。所述的液晶顯示控制板900顯示圖像。柵極驅(qū)動部分910提供柵極驅(qū)動信號給液晶顯示控制板900。源極驅(qū)動部分920提供數(shù)據(jù)信號給液晶顯示控制板900。時序控制器930根據(jù)來自外部設(shè)備的原始圖像信號和原始控制信號來控制柵極驅(qū)動部件910和源極驅(qū)動部件920。
源極驅(qū)動部分920包括鎖存器部分922，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器924，模擬緩沖器926和開關(guān)控制部分928。鎖存器部分922鎖存來自時序控制器930的紅，綠和藍(lán)(RGB)數(shù)據(jù)信號，以用來將點序列型時序系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成線序列型時序系統(tǒng)。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器924接收來自鎖存器部分922的具有線序列型時序系統(tǒng)的RGB數(shù)據(jù)信號，以用來將RGB數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓。模擬緩沖器926接收來自數(shù)/模轉(zhuǎn)換器924的模擬電壓并且將模擬電壓提供給液晶顯示控制板900。開關(guān)控制部分928根據(jù)時序控制器930提供的控制信號來控制模擬緩沖器926。
參考圖11，模擬緩沖器926包括第一反相器510，第二反相器520，第一驅(qū)動器TFT700，第二驅(qū)動器710，第一補償電容器Cp1，第二補償電容器Cp2，第一耦合電容器Cc1和第二耦合電容器Cc2。
用于驅(qū)動紅色(R)像素的R-源極線SL-R，用于驅(qū)動綠色(G)像素的G-源極線SL-G，和用于驅(qū)動藍(lán)色(B)像素的B-源極線SL-B電連接模擬緩沖器926的輸出端。例如，在圖11中，三個源極線電連接模擬緩沖器926的輸出端。作為選擇，多于三個源極線可以電連接模擬緩沖器926的輸出端。
詳細(xì)地說，R-源極線SL-R通過第十四開關(guān)S14電連接模擬緩沖器926的輸出端，G-源極線SL-G通過第十五開關(guān)S15電連接模擬緩沖器926的輸出端，B-源極線SL-B通過第十六開關(guān)S16電連接模擬緩沖器926的輸出端。
另外，R-源極線SL-R通過第十七開關(guān)S17電連接公共電壓Vcom，G-源極線SL-G通過第十八開關(guān)S18電連接公共電壓Vcom，并且B-源極線SL-B通過第十九開關(guān)S19電連接公共電壓Vcom。
圖12是表示模擬緩沖器點反相的控制信號的時序圖，和圖13是表示用于根據(jù)圖12中控制信號產(chǎn)生第一到第九控制信號的開關(guān)控制部分928的原理電路示意圖。第一到第九控制信號導(dǎo)通第一到第十九開關(guān)S1，S2…S19中的一個。
參考圖12和13，開關(guān)控制部分928包括第一與門800，第二與門810，第三與門820，第四與門830，第五與門840，第六與門850，第七與門860，第八與門870和第九與門880。第一，第二，第三，第四，第五和第六與門800，810，820，830，840和850與圖9中的這些與門相同。因此略去進(jìn)一步的說明。
第七與門860接收第一開關(guān)控制信號SC1和R-控制信號‘R’并且輸出第七控制信號CON7。第八與門870接收第一開關(guān)控制信號SC1和G-控制信號‘G’并且輸出第八控制信號CON8。第九與門880接收第一開關(guān)控制信號SC1和B-控制信號‘B’并且輸出第九控制信號CON9。
再次參考圖11，第一到第九控制信號CON1，CON2...CON9中的一個控制信號導(dǎo)通第一到第十九開關(guān)S1，S2...S19。
同樣參考以上圖7所示由第一到第六控制信號CON1，CON2...CON6中的一個控制信號導(dǎo)通第一到第十三開關(guān)S1，S2...S13。因此，略去進(jìn)一步的說明。
響應(yīng)R-控制信號‘R’導(dǎo)通第十四開關(guān)S14，響應(yīng)G-控制信號‘G’導(dǎo)通第十五開關(guān)S15，和響應(yīng)B-控制信號‘B’導(dǎo)通第十六開關(guān)S16。
當(dāng)?shù)谄呖刂菩盘朇ON7是高電平或R-控制信號和第一開關(guān)控制信號SC1都是高電平時，第十七開關(guān)S17導(dǎo)通。當(dāng)?shù)诎丝刂菩盘朇ON8是高電平或G-控制信號和第一開關(guān)控制信號SC1都是高電平時，第十八開關(guān)S18導(dǎo)通。當(dāng)?shù)诰趴刂菩盘朇ON9是高電平或B-控制信號和第一開關(guān)控制信號SC1都是高電平時，第十九開關(guān)S19導(dǎo)通。
第一和第二反相器51O和520，第一和第二驅(qū)動器TFT700和710，第一和第二補償電容器Cp1和Cp2，以及第一和第二耦合電容器Cc1和Cc2與圖7中的內(nèi)容相同。因此，略去進(jìn)一步的說明。
用于控制第一到第十九開關(guān)S1，S2...S19的控制信號由圖9中時序控制器930所提供。作為選擇，用于控制第一到第十九開關(guān)S1，S2...S19的控制信號可以由外部設(shè)備所提供。
在下文中，將會對具有以上所描述結(jié)構(gòu)的液晶顯示器設(shè)備的工作進(jìn)行說明。
首先，將會對液晶顯示器設(shè)備的點反相工作進(jìn)行說明。
再次參考圖12和13，當(dāng)?shù)贜柵極線被驅(qū)動時，第N線時間被分成三個時間區(qū)間，即第一時間周期T1-1，第二時間周期T1-2和第三時間周期T1-3。在第N線時間的第一時間周期T1-1的期間內(nèi)，R-控制信號‘R’和充電控制信號Ch是高電平狀態(tài)，從而第一驅(qū)動器TFT700由第一控制信號CON1導(dǎo)通。因此，由圖10中數(shù)/模轉(zhuǎn)換器924所提供的模擬數(shù)據(jù)電壓(或輸入電壓)Vin施加到R-源極線SL-R。
在第N線時間的第二時間周期T1-2的期間內(nèi)，G-控制信號‘G’和放電控制信號DisCh是高電平狀態(tài)，從而第二驅(qū)動器TFT71O由第四控制信號CON4導(dǎo)通用來對G-源極線SL-G進(jìn)行放電。
在第N線時間的第三時間周期T1-3的期間內(nèi)，B-控制信號‘B’和充電控制信號Ch是高電平狀態(tài)，從而第一驅(qū)動器TFT700由第一控制信號CON1導(dǎo)通。因此，模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到B-源極線SL-B。
當(dāng)?shù)?N+1)柵極線被驅(qū)動時，第(N+1)線時間被分成三個時間區(qū)間，即第一時間周期T2-1，第二時間周期T2-2和第三時間周期T2-3。在第(N+1)線時間的第一時間周期T2-1的期間內(nèi)，R-控制信號‘R’和放電控制信號Di sCh是高電平狀態(tài)，從而第二驅(qū)動器TFT710導(dǎo)通用來對R-源極線SL-R進(jìn)行放電。
在第(N+1)線時間的第二時間周期T2-2的期間內(nèi)，G-控制信號‘G’和充電控制信號Ch是高電平狀態(tài)，從而第一驅(qū)動器TFT700導(dǎo)通。因此，模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到放電G-源極線SL-G中，該放電G-源極線SL-G在第N線時間的第二時間周期T1-2的期間內(nèi)被放電。
在第(N+1)線時間的第三時間周期T2-3的期間內(nèi)，B-控制信號‘B’和放電控制信號DisCh是高電平狀態(tài)，從而第二驅(qū)動器TFT710導(dǎo)通以用來對B-源極線SL-B進(jìn)行放電。
因此，模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到每個點(或像素)中從而一個點的模擬數(shù)據(jù)電壓Vin與施加到沿著經(jīng)度和緯度方向的附近點的模擬數(shù)據(jù)電壓Vin是相反的。
圖14是表示用于圖11中模擬緩沖器列反相的控制信號的時序圖。
參考圖14，當(dāng)?shù)贜柵極線被驅(qū)動時，第N線時間被分成三個時間區(qū)間，即第一時間周期T1-1，第二時間周期T1-2和第三時間周期T1-3。在第N線時間的第一時間周期T1-1的期間內(nèi)，R-控制信號‘R’和充電控制信號Ch是高電平狀態(tài)，從而第一驅(qū)動器TFT700由第一控制信號CON1導(dǎo)通。因此，由圖10中數(shù)/模轉(zhuǎn)換器924所提供的模擬數(shù)據(jù)電壓(或輸入電壓)Vin施加到R-源極線SL-R。
在第N線時間的第二時間周期T1-2的期間內(nèi)，G-控制信號‘G’和放電控制信號DisCh是高電平狀態(tài)，從而第二驅(qū)動器TFT710由第四控制信號CON4導(dǎo)通用來對G-源極線SL-G進(jìn)行放電。
在第N線時間的第三時間周期T1-3的期間內(nèi)，B-控制信號‘B’和充電控制信號Ch是高電平狀態(tài)，從而第一驅(qū)動器TFT700由第一控制信號CON1導(dǎo)通。因此，模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到B-源極線SL-B。
當(dāng)?shù)?N+1)柵極線被驅(qū)動時，第(N+1)線時間被分成三個時間區(qū)間，即第一時間周期T2-1，第二時間周期T2-2和第三時間周期T2-3。在第(N+1)線時間的第一時間周期T2-1的期間內(nèi)，R-控制信號‘R’和充電控制信號Ch是高電平狀態(tài)，從而第一驅(qū)動器TFT700導(dǎo)通。因此，模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到R-源極線SL-R。
在第(N+1)線時間的第二時間周期T2-2的期間內(nèi)，G-控制信號‘G’和放電控制信號DisCh是高電平狀態(tài)，從而第二驅(qū)動器TFT710導(dǎo)通用來對G-源極線SL-G進(jìn)行放電。
因此，模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到每個列(或沿著列線排列的像素)從而列的模擬數(shù)據(jù)電壓Vin與施加到沿著行方向的附近列的模擬數(shù)據(jù)電壓Vin是相反的。
圖15是表示用于圖11中模擬緩沖器線反相的控制信號的時序圖。
參考圖15，當(dāng)?shù)贜柵極線被驅(qū)動時，第N線時間被分成三個時間區(qū)間，即第一時間周期T1-1，第二時間周期T1-2和第三時間周期T1-3。當(dāng)?shù)?N+1)柵極線被驅(qū)動時，第(N+1)線時間被分成第一時間周期T2-1，第二時間周期T2-2和第三時間周期T2-3三個時間區(qū)間。在第N線時間的期間內(nèi)，公共電壓Vcom是低電平(Vcom-L)，且在第(N+1)線時間的期間內(nèi)，公共電壓Vcom是高電平(Vcom-H)。
在第N線時間的第一時間周期T1-1的期間內(nèi)，R-控制信號‘R’和充電控制信號Ch是高電平狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制信號SC1是高電平時，第十七開關(guān)S17導(dǎo)通以用來將R-源極線與低電平(Vcom-L)的公共電壓Vcom電連接在一起。因此，R-源極線被放電。當(dāng)?shù)诙_關(guān)控制信號SC2是高電平時，第一驅(qū)動器TFT700導(dǎo)通，從而來自圖10中數(shù)/模轉(zhuǎn)換器924的模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到R-源極線SL-R中，該R-源極線SL-R在先前的步驟的中被放電。
在第N線時間的第二時間周期T1-2的期間內(nèi)，G-源極線SL-G被放電以等于低電壓(Vcom-L)的公共電壓Vcom，然后第一驅(qū)動器TFT700導(dǎo)通從而模擬數(shù)據(jù)電壓Vin施加到G-源極線SL-G。
在第N線時間的第三時間周期T1-3的期間內(nèi)，B-源極線SL-B被放電以等于低電壓(Vcom-L)的公共電壓Vcom，然后第一驅(qū)動器TFT700導(dǎo)通從而模擬數(shù)據(jù)電壓V in施加到B-源極線SL-B。
在第(N+1)線時間的第一時間周期T2-1的期間內(nèi)，R-控制信號‘R’和放電控制信號DisCh是高電平狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)控制信號SC1是高電平時，R-th數(shù)據(jù)線DL-R由高電平(Vcom-H)的公共電壓Vcom進(jìn)行充電，并且當(dāng)?shù)诙_關(guān)控制信號SC2是高電平時，第二驅(qū)動器TFT710導(dǎo)通用來對R-源極線SL-R進(jìn)行放電，從而R-源極線SL-R的電壓從高電平(Vcom-H)的公共電壓Vcom降低到模擬數(shù)據(jù)電壓Vin。
在第(N+1)線時間的第二時間周期T2-2的期間內(nèi)，G-源極線SL-G由高電平(Vcom-H)的公共電壓Vcom進(jìn)行充電，然后G-源極線SL-G由模擬數(shù)據(jù)電壓Vin進(jìn)行放電。在第(N+1)線時間的第三時間周期T2-3的期間內(nèi)，B-源極線SL-B由高電平(Vcom-H)的公共電壓Vcom進(jìn)行充電，然后B-源極線SL-B由模擬數(shù)據(jù)電壓Vin進(jìn)行放電。
依據(jù)本實施例，模擬緩沖器如以上描述進(jìn)行放電和充電，從而相反的模擬數(shù)據(jù)電壓施加到彼此臨近的源極線。因此，執(zhí)行線反相。
圖16是表示用于圖11中模擬緩沖器幀反相的控制信號的時序圖。
參考圖16，在第N幀期間內(nèi)，公共電壓Vcom處于低電平(Vcom-L)并且在第(N+1)電平期間內(nèi)，公共電壓Vcom處于高電平(Vcom-H)。在第N幀期間內(nèi)，充電控制信號Ch處于高電平并且在第(N+1)幀期間內(nèi)，放電控制信號DisCh處于高電平。
因此，在第N幀期間內(nèi)，第一驅(qū)動器TFT700導(dǎo)通以用來連續(xù)地將模擬數(shù)據(jù)電壓Vin提供給R-源極線SL-R，G-源極線SL-G和B-源極線SL-B，然后，在第(N+1)電平期間內(nèi)，第二驅(qū)動器TFT710被導(dǎo)以通用來對R-源極線SL-R，G-源極線SL-G和B-源極線SL-B進(jìn)行放電。
依據(jù)本實施例，模擬緩沖器926如以上描述進(jìn)行放電和充電，從而依據(jù)幀來施加相反的模擬數(shù)據(jù)電壓。因此，執(zhí)行幀反相。
當(dāng)源極驅(qū)動部分920沒有調(diào)制公共電壓Vcom并且液晶顯示器設(shè)備沒有采用倍增結(jié)構(gòu)時，每個源極線使用兩個電阻線和兩個解碼器用來產(chǎn)生高電壓電平和低電壓電平。
當(dāng)源極驅(qū)動部分920調(diào)制公共電壓Vcom時，每個源極線使用一個解碼器，但是每個源極線使用兩個電阻線用于伽馬(灰度系數(shù))校正。
然而，依據(jù)本發(fā)明的一個實施例，負(fù)載預(yù)先由公共電壓Vcom進(jìn)行充電并且模擬輸入電壓Vin施加到第一補償電容器Cp1中，然后第一補償電容器Cp1放電到大概為0V。接著模擬緩沖器926執(zhí)行放電直到對第一補償電容器Cp1進(jìn)行補償從而負(fù)載電壓Vload變成Vcom-Vin。因此，模擬緩沖器926輸出一個低于公共電壓Vcom的電壓。
依據(jù)本實施例，模擬緩沖器926由公共電壓Vcom對第一補償電容器Cp1進(jìn)行充電，然后輸出一個高電平電壓和一個低電平電壓。因此，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和電阻線的數(shù)量可能被減少到不具有公共電壓Vcom反向的傳統(tǒng)設(shè)備的一半。
圖17是表示圖11中模擬緩沖器926輸出的曲線圖，其在表1的狀態(tài)下執(zhí)行點反相。
參考圖17，當(dāng)模擬緩沖器926在表1的狀態(tài)下執(zhí)行點反相時，輸出電壓的速度變化不會減少，即使當(dāng)輸出電壓達(dá)到大概9V或1V時，其是符合目標(biāo)電壓的。因此，負(fù)載的驅(qū)動速度增加從而RGB源極線可以在大概51μs中被驅(qū)動，當(dāng)驅(qū)動一個柵極線時，其是符合柵極線時間。
例如，具有四分之一視頻圖形陣列(QVGA)分辨率的液晶顯示控制板900使用模擬緩沖器926，并且在線時間期間內(nèi)，一個柵極線在大概51μs中被驅(qū)動。R-源極線SL-R，G-源極線SL-G和B-源極線SL-B在大概51μs中被驅(qū)動。因此，模擬緩沖器926具有大概17μs的工作時間。
表1

表2


表3

表2和3顯示了當(dāng)一個閾值電壓施加到模擬緩沖器926中驅(qū)動器TFTs700和710之一的一個柵極端時的狀態(tài)。驅(qū)動器TFT700或710閾值電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差大概是200mV。依據(jù)表2和3，閾值電壓改變了大概1V或1000mV，其是標(biāo)準(zhǔn)偏差的5倍。
接下來討論依據(jù)表2和3中所示閾值電壓的改變的模擬緩沖器926的輸出。
圖18和19是表示根據(jù)在表2或3的狀態(tài)下對點反相或列反相期間充電的誤差電壓的曲線圖，并且圖20和21是表示根據(jù)在表2或3的狀態(tài)下對線反相或幀反相期間充電的誤差電壓的曲線圖。
參考圖18和19，在表2和3的狀態(tài)下點反相或列反相的期間內(nèi)，模擬緩沖器926的輸出電壓大概有28mV的最大偏差。參考圖20和21，在表2和3的狀態(tài)下線反相或幀反相的期間內(nèi)，模擬緩沖器926的輸出電壓大概有28mV的最大偏差。
如圖18到21所示，即使當(dāng)閾值電壓有大概1000mV的偏差，模擬緩沖器926的輸出有大概22mV或28mV的偏差。因此，顯示質(zhì)量可以得到提高。
圖22是表示由圖15中控制信號所控制的模擬緩沖器926的輸出的曲線圖。
參考圖22，R-源極線SL-R，G-源極線SL-G和B-源極線SL-B由低電平(Vcom-L)的公共電壓Vcom預(yù)先進(jìn)行放電，然后R-源極線SL-R，G-源極線SL-G和B-源極線SL-B由負(fù)載電壓Vload進(jìn)行充電，該負(fù)載電壓是在第一線時間預(yù)先設(shè)定的。
R-源極線SL-R，G-源極線SL-G和B-源極線SL-B由高電平(Vcom-H)的公共電壓Vcom預(yù)先進(jìn)行充電，然后R-源極線SL-R，G-源極線SL-G和B-源極線SL-B由負(fù)載電壓Vload進(jìn)行放電，該負(fù)載電壓是在第一線時間預(yù)先設(shè)定的。
依據(jù)本發(fā)明一個實施例中的模擬緩沖器包括一個比較器和一個驅(qū)動器TFT。驅(qū)動器TFT由比較器進(jìn)行驅(qū)動并且包括第一和第二反相器。驅(qū)動器TFT的閾值電壓受驅(qū)動器TFT制造過程所影響。然而，模擬緩沖器的工作與驅(qū)動器TFT制造過程無關(guān)，因此，最小化輸出電壓的變化。
此外，依據(jù)本發(fā)明一個實施例的模擬緩沖器在短時間內(nèi)執(zhí)行充電和放電，從而當(dāng)驅(qū)動一個柵極線時，可以驅(qū)動大量的源極線。因此，當(dāng)模擬緩沖器被用于高分辨率液晶顯示控制板的源極驅(qū)動電路或具有多路輸出選擇結(jié)構(gòu)的源極驅(qū)動電路中時，可以實現(xiàn)高分辨率的應(yīng)用。
此外，依據(jù)本發(fā)明一個實施例，通過公共電壓進(jìn)行充電的負(fù)載，進(jìn)一步通過輸入電壓進(jìn)行充電或通過輸入電壓進(jìn)行放電，以減少源極驅(qū)動器中使用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，編碼器和電阻線的數(shù)量。因此，可以減小源極驅(qū)動器電路的面積。
雖然已經(jīng)描述的本發(fā)明實施例，但是值得注意的是在不脫離本發(fā)明所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，能夠進(jìn)行不同的改變、代替和修改。
權(quán)利要求
1.一種模擬緩沖器，用于將模擬電壓施加到負(fù)載，包括比較器，用于從外部設(shè)備接收的輸入電壓與施加到負(fù)載的模擬電壓進(jìn)行比較；和晶體管，用于當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓時，晶體管導(dǎo)通用來對負(fù)載進(jìn)行充電，和當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓時，晶體管導(dǎo)通用來對負(fù)載進(jìn)行放電；以及當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，用于關(guān)斷晶體管。
2.如權(quán)利要求1中所述的模擬緩沖器，其特征在于，晶體管是PMOS晶體管，具有電連接電源電壓的第一電極和電連接負(fù)載的第二電極。
3.如權(quán)利要求2中所述的模擬緩沖器，其特征在于，所述比較器包括第一電容器，首先由輸入電壓進(jìn)行充電然后進(jìn)行放電；第二電容器，當(dāng)所述PMOS晶體管導(dǎo)通時，用于反饋施加到負(fù)載的模擬電壓；和反相器部分，當(dāng)?shù)谝浑娙萜鞣烹姇r，用于導(dǎo)通所述PMOS晶體管并且當(dāng)反饋的模擬電壓基本上和輸入電壓相同時，用于關(guān)斷所述PMOS晶體管。
4.如權(quán)利要求3中所述的模擬緩沖器，其特征在于，所述反相器部分包括第一反相器，具有一個電連接輸入電壓的輸入端和一個輸出端；和第二反相器，具有一個電連接第一反相器輸出端的輸入端，和一個電連接所述PMOS晶體管的輸出端。
5.如權(quán)利要求1中所述的模擬緩沖器，其特征在于，所述晶體管是NMOS晶體管，具有一個電連接地電壓的第一電極和電連接負(fù)載的第二電極。
6.如權(quán)利要求5中所述的模擬緩沖器，其特征在于，所述比較器包括第一電容器，首先由地電壓進(jìn)行放電然后由輸入電壓進(jìn)行充電；第二電容器，當(dāng)所述NMOS晶體管導(dǎo)通時，用于反饋施加到負(fù)載的模擬電壓；和反相器部分，當(dāng)?shù)谝浑娙萜鞒潆姇r，用于導(dǎo)通所述NMOS晶體管并且當(dāng)反饋的模擬電壓基本上和輸入電壓相同時，用于關(guān)斷所述NMOS晶體管。
7.一種模擬緩沖器，用于將模擬電壓施加到具有參考電壓的負(fù)載，包括比較器，用于將從外部設(shè)備接收的輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較；第一晶體管，當(dāng)輸入電壓低于參考電壓時，該晶體管導(dǎo)通提供一個電壓給負(fù)載，其中該電壓比參考電壓高出一輸入電壓幅值；和第二晶體管，當(dāng)輸入電壓高于參考電壓時，該晶體管導(dǎo)通提供一個電壓給負(fù)載，其中該電壓比參考電壓低一輸入電壓幅值。
8.如權(quán)利要求7所述的模擬緩沖器，其特征在于，第一晶體管是PMOS晶體管，具有電連接電源電壓的第一電極，和第二晶體管是NMOS晶體管，具有電連接地的第一電極。
9.如權(quán)利要求7所述的模擬緩沖器，其特征在于，參考電壓是公共電壓和地電壓其中的一種。
10.如權(quán)利要求7所述的模擬緩沖器，其特征在于，預(yù)先設(shè)定參考電壓。
11.一個顯示設(shè)備包括顯示板，用于顯示圖像，該顯示板具有大量的柵極線和與柵極線基本上正交的數(shù)據(jù)線；和控制部分，用于接收用于顯示圖像的第一圖像信號和控制顯示板的控制信號，所述控制部分具有模擬緩沖器，其接收一個輸入電壓并且產(chǎn)生一個施加到顯示板數(shù)據(jù)線的模擬電壓，所述模擬緩沖器包括比較器，用于將輸入電壓與模擬電壓進(jìn)行比較；第一晶體管，用于當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓時導(dǎo)通對數(shù)據(jù)線進(jìn)行充電，和當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，用于晶體管關(guān)斷；和第二晶體管，用于當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓時導(dǎo)通對數(shù)據(jù)線進(jìn)行放電，和當(dāng)模擬電壓基本上與輸入電壓相同時，用于晶體管關(guān)斷。
12.如權(quán)利要求11中所述的顯示設(shè)備，其特征在于，第一晶體管是PMOS晶體管，具有電連接電源電壓的第一電極，和第二晶體管是NMOS晶體管，具有電連接地電壓的第一電極。
13.如權(quán)利要求11中所述的顯示設(shè)備，其特征在于，當(dāng)驅(qū)動其中一個柵極線時，數(shù)據(jù)線進(jìn)行充電，并且當(dāng)驅(qū)動其中一個柵極線時，第一和第二晶體管交替工作以將模擬電壓施加到數(shù)據(jù)線。
14.如權(quán)利要求11中所述的顯示設(shè)備，其特征在于，當(dāng)驅(qū)動其中一個柵極線時，數(shù)據(jù)線進(jìn)行充電，當(dāng)驅(qū)動?xùn)艠O線的第N柵極線時，第一和第二晶體管交替地工作，并且當(dāng)驅(qū)動第(N+1)柵極線時，第一和第二晶體管將模擬電壓施加到數(shù)據(jù)線從而當(dāng)驅(qū)動第N柵極線時，在第一和第二晶體管之間的第一柵極線首先工作。
15.如權(quán)利要求11中所述的顯示設(shè)備，其特征在于，當(dāng)驅(qū)動第N柵極線時，首先將數(shù)據(jù)線充電到具有第一電壓電平的第一參考電壓，當(dāng)驅(qū)動第(N+1)柵極線時，將數(shù)據(jù)線充電到第二參考電壓，該第二參考電壓具有比第一電壓電平高的第二電壓電平，并且當(dāng)驅(qū)動第N柵極線時，僅僅第一晶體管工作和當(dāng)驅(qū)動第(N+1)柵極線時，僅僅第二晶體管工作從而將模擬電壓施加到數(shù)據(jù)線。
16.如權(quán)利要求11中所述的顯示設(shè)備，其特征在于，在第N幀的期間內(nèi)，數(shù)據(jù)線充電到具有第一電壓電平的第一參考電壓，在第(N+1)幀的期間內(nèi)，數(shù)據(jù)線充電到第二參考電壓，該第二參考電壓具有比第一電壓電平高的第二電壓電平，并且在第N幀的期間內(nèi)，僅僅第一晶體管工作和在第(N+1)幀的期間內(nèi)，僅僅第二晶體管工作從而將模擬電壓施加到數(shù)據(jù)線。
17.如權(quán)利要求11中所述的顯示設(shè)備，其特征在于，第一圖像信號是原始圖像信號。
18.如權(quán)利要求11中所述的顯示設(shè)備，其特征在于，控制信號是原始控制信號。
19.一種驅(qū)動模擬緩沖器的方法，該模擬緩沖器用于將模擬電壓施加到負(fù)載，包括從外部設(shè)備接收的輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較；當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓時，用第一電壓對負(fù)載進(jìn)行充電直到模擬電壓基本上與輸入電壓相同；和當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓時，用第二電壓對負(fù)載進(jìn)行放電直到模擬電壓基本上與輸入電壓相同。
20.如權(quán)利要求19中所述的方法，其特征在于，第一電壓是電源電壓和第二電壓是地電壓。
全文摘要
提供一種模擬緩沖器，具有模擬緩沖器的顯示設(shè)備和驅(qū)動模擬緩沖器的方法。模擬緩沖器將模擬電壓施加到負(fù)載。模擬緩沖器包括一個比較器和一個晶體管。所述比較器配置成將從外部設(shè)備接收的輸入電壓與施加到負(fù)載的模擬電壓進(jìn)行比較。當(dāng)模擬電壓低于輸入電壓時，晶體管導(dǎo)通以對負(fù)載進(jìn)行充電或當(dāng)模擬電壓高于輸入電壓時，晶體管導(dǎo)通以對負(fù)載進(jìn)行放電，和當(dāng)模擬電壓變成基本上與輸入電壓相同時，晶體管被關(guān)斷。
文檔編號H03K19/00GK1722212SQ20051007889
公開日2006年1月18日 申請日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者金哲民, 權(quán)五敬, 金縣裁, 金一坤, 文國哲, 金喆鎬, 樸基燦, 崔晉榮, 李秀卿, 樸泰炯, 沈鉉淑 申請人:三星電子株式會社