專利名稱：正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明是有關(guān)于一種運(yùn)算放大器(operational amplifier)，且特別是有關(guān)于一種源極驅(qū)動器(source driver)中的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組。
背景技術(shù)：
請參照圖1，其所繪示為液晶顯示面板的示意圖。液晶顯示面板包括一門驅(qū)動器(gate driver) 120、源極驅(qū)動器(source driver) 110以及一薄膜晶體管數(shù)組(TFT array) 100。薄膜晶體管數(shù)組100中包括多個(gè)像素單元(Pixelunit)Pll Prm，門驅(qū)動器 120連接至薄膜晶體管數(shù)組100中的多條柵極線(gate line)，用以由上而下的依序在柵極在線產(chǎn)生門脈沖(gate pulse) 0其中，一個(gè)門脈沖信號用以開啟一整列的像素單元。再者，因應(yīng)每個(gè)門脈沖的產(chǎn)生，源極驅(qū)動器110根據(jù)圖像數(shù)據(jù)(Data)產(chǎn)生多個(gè)源信號(source signal)，經(jīng)由薄膜晶體管數(shù)組100中的多條源極線(source line)傳遞至開啟的像素單兀。請參照圖2，其所繪示為源極驅(qū)動器110的電路方塊示意圖。數(shù)字圖像信號(Data) 輸入源極驅(qū)動器110后，電平位移器(level shifter) 112改變圖像信號(Data)的邏輯電位，進(jìn)而輸入至數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC，digitalanalog converter) 114。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器114產(chǎn)生多個(gè)輸入信號至輸出緩沖單元(output buffering unit) 116后，產(chǎn)生多個(gè)源信號(01 On)至多條源極線。在某些特定的薄膜晶體管數(shù)組100中(例如，點(diǎn)轉(zhuǎn)換液晶顯示面板(Dotinversion LCD panel)),由于特殊的像素單元排列方式，需要控制源極驅(qū)動器110使得相鄰的源信號 (01 On)為相異極性，并且單個(gè)源信號的前后筆數(shù)據(jù)的極性也要相異。舉例來說，在第一個(gè)門脈沖產(chǎn)生時(shí)，多條源極線上的多個(gè)源信號(01 On)極性為(+，-，+，_，···+，_)，在第二個(gè)門脈沖產(chǎn)生時(shí)，多條源極線上的多個(gè)源信號(01 On)極性為(-，+，_，+，···_，+)，在第三個(gè)門脈沖產(chǎn)生時(shí)，多條源極線上的多個(gè)源信號(01 On)極性為(+，-，+，_，...+，_)， 并依此類推。而針對上述輸出緩沖單元116即需要利用到正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組(positive and negative voltage input operational amplifier set) 116a 116z，胃中l(wèi)^^hlE負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組可產(chǎn)生二個(gè)極性不同的輸出信號至相鄰的二個(gè)源極線。請參照圖3，其所繪示為正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組示意圖。正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組116a中包括一正運(yùn)算放大器POP、一負(fù)運(yùn)算放大器NOP和一切換單元SW。其中，正運(yùn)算放大器POP與負(fù)運(yùn)算放大器NOP均為輸入軌對軌(rail to rail)的運(yùn)算放大器，即正運(yùn)算放大器POP的輸入信號與輸出信號的范圍均在正電壓源PAVDD與接地電壓源GND之間，以及負(fù)運(yùn)算放大器NOP的輸入信號與輸出信號的范圍均在接地電壓源GND與負(fù)電壓源NAVDD 與之間。正運(yùn)算放大器POP的兩個(gè)電源端分別連接至一正電壓源PAVDD和一接地電壓源 GND,第一輸入信號mi連接至正運(yùn)算放大器POP的正輸入端，正運(yùn)算放大器POP的輸出信號(第一輸出信號0UT1)回授至正運(yùn)算放大器POP的負(fù)輸入端。因此，第一輸出信號OUTl 等于第一輸入信號ml，且第一輸入信號ml的電壓輸入范圍限制在正電壓源PAVDD和接地電壓源GND之間。負(fù)運(yùn)算放大器N OP的兩個(gè)電源端分別連接至一接地電壓源GND和一負(fù)電壓源 NAVDD,第二輸入信號IN2連接至負(fù)運(yùn)算放大器NOP的正輸入端，負(fù)運(yùn)算放大器NOP的輸出信號(第二輸出信號0UT2)回授至負(fù)運(yùn)算放大器NOP的負(fù)輸入端。因此，第二輸出信號0UT2 等于第二輸入信號IN2，且第二輸入信號IN2的電壓輸入范圍限制在接地電壓源GND和負(fù)電壓源NAVDD之間。切換單元SW具有兩個(gè)狀態(tài)。切換單元SW處于第一狀態(tài)時(shí)，切換單元SW將第一輸出信號OUTl切換為正極性的第一源信號01，將第二輸出信號0UT2切換為負(fù)極性的第二源信號02。切換單元SW處于第二狀態(tài)時(shí)，切換單元SW將第一輸出信號OUTl切換為正極性的第二源信號02，將第二輸出信號0UT2切換為負(fù)極性的第一源信號01。因此，切換單元SW 在兩個(gè)狀態(tài)之間進(jìn)行切換，進(jìn)而使得相鄰的源信號(01 On)為相異極性，并且單一源信號的前后筆數(shù)據(jù)的極性也是相異的。請參照圖4A與圖4B，其所繪示為現(xiàn)有的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組中的正運(yùn)算放大器以及負(fù)運(yùn)算放大器的電路方塊圖。如圖4A所示，正運(yùn)算放大器POP中包括一第一 P型晶體管MPl和第二 P型晶體管 MP2 組成的第一差動對(first differential pair)、第一電流源(current source) II、第一工作區(qū)(active region)控制電路402、一第一 N型晶體管Mm和第二 N型晶體管MN2組成的第二差動對、第二電流源12、第二工作區(qū)控制電路404以及輸出級電路(output stage circuit)406。第一 P型晶體管MPl的柵極為該正運(yùn)算放大器POP的正輸入端(+)，接收第一輸入信號IN1，第二 P型晶體管MP2的柵極為該正運(yùn)算放大器POP的負(fù)輸入端(-)。第一 P型晶體管MPl的源極與正電壓源PAVDD之間連接第一電流源II，第一 P型晶體管MPl的源極與第二 P型晶體管MP2的源極相連接。第一工作區(qū)控制電路402的第一端連接至第一 P型晶體管MPl的漏極，第二端連接至第二 P型晶體管MP2的漏極，第三端連接至接地電壓源GND。 第一電流源Il以及第一工作區(qū)控制電路402控制第一 P型晶體管MPl和第二 P型晶體管 MP2工作在工作區(qū)內(nèi)。第一 N型晶體管麗1的柵極連接至第一 P型晶體管MPl的柵極，第二 N型晶體管麗2的柵極連接至第二 P型晶體管MP2的柵極。第一 N型晶體管麗1的源極與接地電壓源 GND之間連接第二電流源12，第一 N型晶體管麗1的源極與第二 N型晶體管麗2的源極相連接。第二工作區(qū)控制電路404的第一端連接至第一 N型晶體管MNl的漏極，第二端連接至第二 N型晶體管MN2的漏極，第三端連接至正電壓源PAVDD。第二電流源12以及第二工作區(qū)控制電路404控制第一 N型晶體管麗1和第二 N型晶體管麗2工作在工作區(qū)內(nèi)。輸出級電路406的兩個(gè)電源端分別與正電壓源PAVDD和接地電壓源GND連接，第一端連接至第二 N型晶體管MN2的漏極，第二端連接至第一 P型晶體管MPl的漏極，輸出端連接至第二 P型晶體管MP2的柵極，并且產(chǎn)生第一輸出信號OUTl。圖4B所示的負(fù)運(yùn)算放大器NOP電路與圖4A的正運(yùn)算放大器POP電路結(jié)構(gòu)完全相同。其差異僅在于，負(fù)運(yùn)算放大器NOP的正輸入端(+)接收第二輸入信號IN2，輸出級電路406的輸出端產(chǎn)生第二輸出信號OUT2，其中電源端分別為接地電壓源GND以及負(fù)電壓源 NAVDD0由圖4A和圖4B可知，一個(gè)運(yùn)算放大器中需要利用二個(gè)差動對來達(dá)到軌對軌(rail to rail)的效果，其中前述差動對分別需要一個(gè)工作區(qū)控制電路以及一電流源以控制其工作在工作區(qū)內(nèi)。因此，現(xiàn)有的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組共需要四個(gè)差動對、四個(gè)電流源、以及四個(gè)工作區(qū)控制電路，進(jìn)而將造成布局面積(layout area)大增，以及靜態(tài)電流太高造成更多的電能損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種正負(fù)壓輸 入運(yùn)算放大器組，其具有較少的布局面積， 以及較少的靜態(tài)電流。本發(fā)明為關(guān)于一種正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，適用于一源極驅(qū)動器，用于接收一第一電源電壓、一第二電源電壓、以及一第三電源電壓，其中，所述第一電源電壓大于第二電源電壓，第二電源電壓大于第三電源電壓，該正負(fù)壓運(yùn)算放大器組包括一正運(yùn)算放大器，用于接收一第一輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第一輸出信號，其中，該第一輸入信號和第一輸出信號工作在該第一電源電壓和第二電源電壓之間，該正運(yùn)算放大器包括一第一 N型晶體管，設(shè)有一第一柵極作為該正運(yùn)算放大器的一正輸入端，用于接收該第一輸入信號；一第二 N型晶體管，設(shè)有一第二柵極作為該正運(yùn)算放大器的一負(fù)輸入端，所述第一 N型晶體管的第一源極與該第二 N型晶體管的第二源極連接至第一節(jié)點(diǎn)；一第三N型晶體管，設(shè)有一第三漏極、一第三柵極以及一第三源極，所述第三漏極連接至所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第三柵極接收所述第二電源電壓，所述第三源極連接至一第二節(jié)點(diǎn)；一第一工作區(qū)控制電路，設(shè)有一第一端、一第二端以及一第三端，所述第一端連接至所述第一 N型晶體管的第一漏極，所述第二端連接至所述第二 N型晶體管的第二漏極，所述第三端用于接收所述第一電源電壓；一第一電流源，連接于所述第二節(jié)點(diǎn)和第三電源電壓之間，所述第一電流源和第一工作區(qū)控制電路控制所述第一N型晶體管和第二N型晶體管工作在工作區(qū)內(nèi)；以及一第一輸出級電路， 設(shè)有一第一電源端、一第二電源端、一輸入端以及一輸出端，所述第一電源端和第二電源端分別接收所述第一電源電壓和第二電源電壓，所述輸入端連接至所述第二漏極，所述輸出端連接至所述第二柵極，用于產(chǎn)生所述第一輸出信號；一負(fù)運(yùn)算放大器，用于接收一第二輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第二輸出信號，該第二輸入信號和第二輸出信號工作在所述第二電源電壓和第三電源電壓之間；以及一切換單元，當(dāng)處于一第一狀態(tài)時(shí)，將所述第一輸出信號切換為一第一源信號，將所述第二輸出信號切換為一第二源信號，以及當(dāng)處于一第二狀態(tài)時(shí)， 將所述第一輸出信號切換為該第二源信號，將所述第二輸出信號切換為該第一源信號，進(jìn)而控制該第一源信號與該第二源信號的極性變化。本發(fā)明為關(guān)于一種正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，適用于一源極驅(qū)動器，用于接收一第一電源電壓、一第二電源電壓、以及一第三電源電壓，其中所述第一電源電壓大于第二電源電壓，第二電源電壓大于第三電源電壓，該正負(fù)壓運(yùn)算放大器組包括一正運(yùn)算放大器，用于接收一第一輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第一輸出信號，其中，所述第一輸入信號和第一輸出信號作用于所述第一電源電壓和第二電源電壓之間；一負(fù)運(yùn)算放大器，用于接收一第二輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第二輸出信號，其中，所述第二輸入信號和第二輸出信號工作在所述第二電源電壓和第三電源電壓之間，所述負(fù)運(yùn)算放大器包括一第一 P型晶體管，設(shè)有一第一柵極為該負(fù)運(yùn)算放大器的一正輸入端，用于接收所述第二輸入信號；一第二 P型晶體管，設(shè)有一第二柵極作為該負(fù)運(yùn)算放大器的一負(fù)輸入端，所述第一 P型晶體管的第一源極與該第二 P 型晶體管的第二源極連接至第一節(jié)點(diǎn)；一第三P型晶體管，設(shè)有一第三漏極、一第三柵 極以及一第三源極，所述第三漏極連接至所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第三柵極接收所述第二電源電壓， 所述第三源極連接至一第二節(jié)點(diǎn)；一第一工作區(qū)控制電路，具有一第一端、一第二端以及一第三端，所述第一端連接至所述第一 P型晶體管的第一漏極，所述第二端連接至所述第二 P 型晶體管的第二漏極，所述第三端接收所述第三電源電壓；一第一電流源，連接于所述第二節(jié)點(diǎn)和第一電源電壓之間，所述第一電流源和所述第一工作區(qū)控制電路控制所述第一 P型晶體管和第二 P型晶體管工作在工作區(qū)內(nèi)；以及一第一輸出級電路，設(shè)有一第一電源端、一第二電源端、一輸入端以及一輸出端，所述第一電源端和第二電源端分別接收所述第二電源電壓和第三電源電壓，所述輸入端連接至所述第一漏極，所述輸出端連接至所述第二柵極，用于產(chǎn)生所述第二輸出信號；以及一切換單元，當(dāng)處于一第一狀態(tài)時(shí)，將所述第一輸出信號切換為一第一源信號，將所述第二輸出信號切換為一第二源信號，以及當(dāng)處于一第二狀態(tài)時(shí)，將所述第一輸出信號切換為該第二源信號，將所述第二輸出信號切換為該第一源信號，進(jìn)而控制該第一源信號與該第二源信號的極性變化。


圖1為液晶顯示面板的示意圖；圖2為源極驅(qū)動器的電路方塊示意圖；圖3為正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組示意圖；圖4A為現(xiàn)有的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組中的正運(yùn)算放大器的電路方塊圖；圖4B為現(xiàn)有的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組中的負(fù)運(yùn)算放大器的電路方塊圖；圖5A為本發(fā)明正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組中的正運(yùn)算放大器的電路方塊圖；圖5B為本發(fā)明正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組中的負(fù)運(yùn)算放大器的電路方塊圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的部件如下100、薄膜晶體管數(shù)組，110、源極驅(qū)動器，112、電平位移器，114、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，116、輸出緩沖單元，116a 116z、正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組，120、門驅(qū)動器，402、第一工作區(qū)控制電路，404、第二工作區(qū)控制電路，406、輸出級電路，502、第一工作區(qū)控制電路， 504、第一輸出級電路，506、第二工作區(qū)控制電路，508、第二輸出級電路
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。由圖3的說明可知，正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組的電源電壓共包含正電壓源PAVDD、 接地電壓源GND、負(fù)電壓源NAVDD。本發(fā)明提出的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組包括一正運(yùn)算放大器POP、一負(fù)運(yùn)算放大器NOP、和一切換單元，其中，本發(fā)明主要的特征在于改進(jìn)正運(yùn)算放大器POP與負(fù)運(yùn)算放大器NOP的構(gòu)造，進(jìn)而使得布局面積小以及具有靜態(tài)電流低的優(yōu)點(diǎn)。請參照圖5A和圖5B，其所繪示為本發(fā)明正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組中的正運(yùn)算放大器以及負(fù)運(yùn)算放大器的電路方塊圖。如圖5A所示，正運(yùn)算放大器POP包括第一電流源11、第一工作區(qū)控制電路502、一第一 N型晶體管麗1和第二 N型晶體管麗2組成的第一差動對、一第三N型晶體管麗3、以及第一輸出級電路504。第一 N型晶體管麗1的柵極為正運(yùn)算放大器POP的正輸入端(+)，用于接收第一輸入信號IN1，第二 N型晶體管MN2的柵極為正運(yùn)算放大器POP的負(fù)輸入端(-)。第一 N型晶體管麗1的源極和第二 N型晶體管麗2的源極連接于節(jié)點(diǎn)a。第三N型晶體管麗3的漏極連接至節(jié)點(diǎn)a，其柵極接收接地電壓源GND，其源極連接至節(jié)點(diǎn)b，其中節(jié)點(diǎn)b與負(fù)電壓源 NAVDD之間連接第一電流源II。第一工作區(qū)控制電 路502的第一端連接至第一 N型晶體管麗1的漏極，第二端連接至第二 N型晶體管麗2的漏極，第三端連接至正電壓源PAVDD。其中，第一電流源11和第一工作區(qū)控制電路502用于控制第一 N型晶體管MNl和第二 N型晶體管MN2工作在工作區(qū)內(nèi)。第一輸出級電路504的電源端連接于正電壓源PAVDD與接地電壓源GND之間，輸入端連接至第二 N型晶體管MN2的漏極，輸出端連接至第二 N型晶體管MN2的柵極并且產(chǎn)生第一輸出信號0UT1。在正運(yùn)算放大器(POP)正常運(yùn)行時(shí)，第一輸入信號IN1、第一輸出級電路504輸入端的信號、以及第一輸出信號OUTl均相同。圖5B所示的負(fù)運(yùn)算放大器(NOP)包括第二電流源12、第二工作區(qū)控制電路506、 一第一 P型晶體管MPl和第二 P型晶體管MP2組成的第二差動對、一第三P型晶體管MP3、 以及第二輸出級電路508。第一 P型晶體管MPl的柵極為負(fù)運(yùn)算放大器NOP的正輸入端(+)，用于接收第二輸入信號IN2，第二 P型晶體管MP2的柵極為負(fù)運(yùn)算放大器NOP的負(fù)輸入端(-)。第一 P型晶體管MPl的源極和第二 P型晶體管MP2源極連接至節(jié)點(diǎn)C。第三P型晶體管MP3的漏極連接至節(jié)點(diǎn)c，柵極連接至接地電壓源GND，源極連接至節(jié)點(diǎn)d。節(jié)點(diǎn)d與正電壓源PAVDD之間連接第二電流源12。第二工作區(qū)控制電路506的第一端連接至第一 P型晶體管MPl的漏極，第二端連接至第二 P型晶體管MP2的漏極，第三端連接至負(fù)電壓源NAVDD。其中，第二電流源12和第二工作區(qū)控制電路506用于控制第一 P型晶體管MPl和第二 P型晶體管 MP2工作在工作區(qū)內(nèi)。第二輸出級電路508的電源端分別連接于接地電壓源GND和負(fù)電壓源NAVDD之間，其輸入端連接至第一 P型晶體管MPl的漏極，其輸出端連接至第二 P型晶體管MP2的柵極并且用于產(chǎn)生第二輸出信號0UT2。在負(fù)運(yùn)算放大器NOP正常工作時(shí)，第二輸入信號IN2、 第二輸出級電路508輸入端的信號、以及第二輸出信號0UT2均相同。再者，本發(fā)明并不限定第一輸出級電路504和第二輸出級電路508的電路結(jié)構(gòu)，其僅作為一個(gè)緩沖器的用途。再者，本發(fā)明的切換單元與圖3的切換單元具有相同功效。亦即，切換單元具有二個(gè)狀態(tài)。在切換單元的第一狀態(tài)時(shí)，切換單元SW將第一輸出信號OUTl切換為正極性的第一源信號01，將第二輸出信號0UT2切換為負(fù)極性的第二源信號02。在切換單元SW的第二狀態(tài)時(shí)，切換單元SW將第一輸出信號OUTl切換為正極性的第二源信號02，以及將第二輸出信號0UT2切換為負(fù)極性的第一源信號01。由圖5A和圖5B可知，本發(fā)明的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組中僅有兩個(gè)差動對、兩個(gè)電流源、以及兩個(gè)工作區(qū)控制電路。因此，相較于現(xiàn)有的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組，本發(fā)明確實(shí)具有較小的布局面積，并且由于電流源數(shù)目的減少，使得靜態(tài)電流較低并且減少電能損耗。以下詳細(xì)介紹本發(fā)明正運(yùn)算放大器POP以及負(fù)運(yùn)算放大器NOP的工作原理。假設(shè)正電壓源PAVDD為+5V、接地電壓源GND為0V、負(fù)電壓源NAVDD為-5V，其中， 正運(yùn)算放大器POP以及負(fù)運(yùn)算放大器NOP以耐壓5V的晶體管來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在正運(yùn)算放大器POP中，假設(shè)第一輸入信號mi為OV時(shí)，第一輸出信號ουτι也為 OVo 因此，節(jié)點(diǎn) a 電壓為 Vngl-Vngsl = Vng2_Vngs2 = OV-Vthn，其中，Vngl 為第一 N 型晶體 管麗1的柵極電壓、Vng2為第二 N型晶體管麗2的柵極電壓、Vngsl為第一 N晶體管麗1 的柵源極電壓、Vngs2為第二 N晶體管麗2的柵源極電壓、Vthn為N型晶體管的正值閾值電壓(threshold voltage)。節(jié)點(diǎn) b 電壓為 Vng3_Vgs3 = OV-Vthn，其中，Vng3 為第三 N 型晶體管麗3的柵極電壓、Vngs3為第三N晶體管麗3的柵源極電壓。很明顯地，此時(shí)節(jié)點(diǎn)a與節(jié)點(diǎn)b之間電壓幾乎相等，所以第三N型晶體管麗3在其耐壓(5V)范圍之內(nèi)。在正運(yùn)算放大器POP中，假設(shè)第一輸入信號mi為+5V時(shí)，第一輸出信號OUTl也為 +5V。因此，節(jié)點(diǎn) a 電壓為 Vngl-Vngsl = Vng2_Vngs2 = 5V_Vthn。節(jié)點(diǎn) b 電壓為 Vng3_Vngs3 =OV-Vthn。很明顯地，此時(shí)節(jié)點(diǎn)a與節(jié)點(diǎn)b之間電壓約為+5V，所以第三N型晶體管麗3 在其耐壓(5V)范圍之內(nèi)。由上述的說明可知，不論第一輸入信號mi在OV至+5V之間變化時(shí)，正運(yùn)算放大器POP皆可正常工作。在負(fù)運(yùn)算放大器NOP中，假設(shè)第二輸入信號IN2為-5V時(shí)，第二輸出信號0UT2也為-5V。因此，節(jié)點(diǎn) c 電壓為 Vpgl-Vpgsl = Vpg2-Vpgs2 = -5V_Vthp，其中，Vpgl 為第一 P 型晶體管MPl的柵極電壓、Vpg2為第二 P型晶體管MP2的柵極電壓、Vpgsl為第一 P晶體管 MPl的柵源極電壓、Vpgs2為第二 P晶體管MP2的柵源極電壓、Vthp為P型晶體管的負(fù)值閾值電壓。節(jié)點(diǎn)d電壓為Vpg3-Vpgs3 = OV-Vthp，其中，Vpg3為第三P型晶體管MP3柵極電壓、Vpgs3為第三P晶體管MP3的柵源極電壓。很明顯地，此時(shí)節(jié)點(diǎn)d與節(jié)點(diǎn)c之間電壓約為+5V，所以第三P型晶體管MP3在其耐壓(5V)范圍之內(nèi)。在負(fù)運(yùn)算放大器NOP中，假設(shè)第二輸入信號IN2為OV時(shí)，第二輸出信號0UT2也為 OVo 因此，節(jié)點(diǎn) C 電壓為 Vpgl-Vpgsl = Vpg2-Vpgs2 = 0V-Vthp。節(jié)點(diǎn) d 電壓為 Vpg3_Vpgs3 =OV-Vthn。很明顯地，此時(shí)節(jié)點(diǎn)d與節(jié)點(diǎn)c之間電壓幾乎相等，所以第三P型晶體管MP3 在其耐壓(5V)范圍之內(nèi)。由上述的說明可知，不論第二輸入信號IN2在-5V至OV之間變化時(shí)，負(fù)運(yùn)算放大器(NOP)皆可正常工作。由上述的說明可知，本發(fā)明的提出的正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組，其正運(yùn)算放大器 POP與負(fù)運(yùn)算放大器NOP均具有較少的布局面積，以及較少的靜態(tài)電流，進(jìn)而可有效地降低電能的損耗。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，適用于一源極驅(qū)動器，用于接收一第一電源電壓、一第二電源電壓、以及一第三電源電壓，其中，所述第一電源電壓大于第二電源電壓，第二電源電壓大于第三電源電壓，其特征在于所述正負(fù)壓運(yùn)算放大器組包括一正運(yùn)算放大器，用于接收一第一輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第一輸出信號，其中，所述第一輸入信號和第一輸出信號工作在所述第一電源電壓和第二電源電壓之間，所述正運(yùn)算放大器包括一第一 N型晶體管，設(shè)有一第一柵極作為該正運(yùn)算放大器的一正輸入端，用于接收所述第一輸入信號；一第二 N型晶體管，設(shè)有一第二柵極作為該正運(yùn)算放大器的一負(fù)輸入端，所述第一 N型晶體管的第一源極與該第二 N型晶體管的第二源極連接至第一節(jié)點(diǎn)；一第三N型晶體管，設(shè)有一第三漏極、一第三柵極以及一第三源極，所述第三漏極連接至所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第三柵極接收所述第二電源電壓，所述第三源極連接至一第二節(jié)點(diǎn)；一第一工作區(qū)控制電路，設(shè)有一第一端、一第二端以及一第三端，所述第一端連接至所述第一 N型晶體管的第一漏極，所述第二端連接至所述第二 N型晶體管的第二漏極，所述第三端用于接收所述第一電源電壓；一第一電流源，連接于所述第二節(jié)點(diǎn)和第三電源電壓之間，所述第一電流源和第一工作區(qū)控制電路控制所述第一 N型晶體管和第二 N型晶體管工作在工作區(qū)內(nèi)；以及一第一輸出級電路，設(shè)有一第一電源端、一第二電源端、一輸入端以及一輸出端，所述第一電源端和第二電源端分別接收所述第一電源電壓和第二電源電壓，所述輸入端連接至所述第二漏極，所述輸出端連接至所述第二柵極，用于產(chǎn)生所述第一輸出信號；一負(fù)運(yùn)算放大器，用于接收一第二輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第二輸出信號，所述第二輸入信號和第二輸出信號工作在所述第二電源電壓和第三電源電壓之間；以及一切換單元，當(dāng)處于一第一狀態(tài)時(shí)，將所述第一輸出信號切換為一第一源信號，將所述第二輸出信號切換為一第二源信號，以及當(dāng)處于一第二狀態(tài)時(shí)，將所述第一輸出信號切換為該第二源信號，將所述第二輸出信號切換為該第一源信號，進(jìn)而控制該第一源信號與該第二源信號的極性變化。
2.如權(quán)利要求1所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述負(fù)運(yùn)算放大器包括 一第一 P型晶體管，設(shè)有一第四柵極為該負(fù)運(yùn)算放大器的一正輸入端，用于接收所述第二輸入信號；一第二 P型晶體管，設(shè)有一第五柵極作為該負(fù)運(yùn)算放大器的一負(fù)輸入端，所述第一 P型晶體管的第四源極與該第二 P型晶體管的第五源極連接至第三節(jié)點(diǎn)；一第三P型晶體管，設(shè)有一第六漏極、一第六柵極以及一第六源極，所述第六漏極連接至所述第三節(jié)點(diǎn)，所述第六柵極接收所述第二電源電壓，所述第六源極連接至一第四節(jié)點(diǎn)；一第二工作區(qū)控制電路，包括一第一端、一第二端以及一第三端，所述第一端連接至所述第一 P型晶體管的第四漏極，所述第二端連接至所述第二 P型晶體管的第五漏極，所述第三端接收所述第三電源電壓；一第二電流源，連接于所述第四節(jié)點(diǎn)和第一電源電壓之間，所述第二電流源和第二工作區(qū)控制電路控制所述第一 P型晶體管和第二 P型晶體管工作在工作區(qū)內(nèi)；以及一第二輸出級電路，設(shè)有一第三電源端、一第四電源端、一輸入端以及一輸出端，所述第三電源端和第四電源端分別接收所述第二電源電壓和第三電源電壓，所述輸入端連接至所述第四漏極，所述輸出端連接至所述第五柵極，用于產(chǎn)生所述第二輸出信號。
3.如權(quán)利要求2所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述第一輸出級電路與第二輸出級電路均為緩沖器。
4.如權(quán)利要求1所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述第一電源電壓為5V，所述第二電源電壓為0V，所述第三電源電壓為-5V。
5.如權(quán)利要求1所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述第一電源電壓為正電壓，所述第二電源電壓為接地電壓，所述第三電源電壓為負(fù)電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述正運(yùn)算放大器和負(fù)運(yùn)算放大器為輸入軌對軌的運(yùn)算放大器。
7.—種正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，適用于一源極驅(qū)動器，用于接收一第一電源電壓、一第二電源電壓、以及一第三電源電壓，其中所述第一電源電壓大于第二電源電壓，第二電源電壓大于第三電源電壓，其特征在于所述正負(fù)壓運(yùn)算放大器組包括一正運(yùn)算放大器，用于接收一第一輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第一輸出信號，其中，所述第一輸入信號和第一輸出信號作用于所述第一電源電壓和第二電源電壓之間；一負(fù)運(yùn)算放大器，用于接收一第二輸入信號，進(jìn)而產(chǎn)生一第二輸出信號，其中，所述第二輸入信號和第二輸出信號工作在所述第二電源電壓和第三電源電壓之間，所述負(fù)運(yùn)算放大器包括一第一 P型晶體管，設(shè)有一第一柵極為該負(fù)運(yùn)算放大器的一正輸入端，用于接收所述第二輸入信號；一第二 P型晶體管，設(shè)有一第二柵極作為該負(fù)運(yùn)算放大器的一負(fù)輸入端，所述第一 P型晶體管的第一源極與該第二 P型晶體管的第二源極連接至第一節(jié)點(diǎn)；一第三P型晶體管，設(shè)有一第三漏極、一第三柵極以及一第三源極，所述第三漏極連接至所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第三柵極接收所述第二電源電壓，所述第三源極連接至一第二節(jié)占.^ w\ 一第一工作區(qū)控制電路，具有一第一端、一第二端以及一第三端，所述第一端連接至所述第一 P型晶體管的第一漏極，所述第二端連接至所述第二 P型晶體管的第二漏極，所述第三端接收所述第三電源電壓；一第一電流源，連接于所述第二節(jié)點(diǎn)和第一電源電壓之間，所述第一電流源和所述第一工作區(qū)控制電路控制所述第一 P型晶體管和第二 P型晶體管工作在工作區(qū)內(nèi)；以及一第一輸出級電路，設(shè)有一第一電源端、一第二電源端、一輸入端以及一輸出端，所述第一電源端和第二電源端分別接收所述第二電源電壓和第三電源電壓，所述輸入端連接至所述第一漏極，所述輸出端連接至所述第二柵極，用于產(chǎn)生所述第二輸出信號；以及一切換單元，當(dāng)處于一第一狀態(tài)時(shí)，將所述第一輸出信號切換為一第一源信號，將所述第二輸出信號切換為一第二源信號，以及當(dāng)處于一第二狀態(tài)時(shí)，將所述第一輸出信號切換為該第二源信號，將所述第二輸出信號切換為該第一源信號，進(jìn)而控制該第一源信號與該第二源信號的極性變化。
8.如權(quán)利要求7所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述第一輸出級電路為一緩沖器。
9.如權(quán)利要求7所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述第一電源電壓為5V，所述第二電源電壓為0V，所述第三電源電壓為-5V。
10.如權(quán)利要求7所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述第一電源電壓為正電壓，第二電源電壓為接地電壓，第三電源電壓為負(fù)電壓。
11.如權(quán)利要求7所述的正負(fù)壓運(yùn)算放大器組，其特征在于所述正運(yùn)算放大器與負(fù)運(yùn)算放大器為輸入軌對軌的運(yùn)算放大器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正負(fù)壓輸入運(yùn)算放大器組，包括一正運(yùn)算放大器與一負(fù)運(yùn)算放大器，其中，正運(yùn)算放大器與負(fù)運(yùn)算放大器皆具有較少的布局面積，以及較少的靜態(tài)電流，從而降低了電能的損耗。
文檔編號H03F3/34GK102386861SQ20111035269
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者鄭彥誠, 鄭皓元 申請人:旭曜科技股份有限公司