JPH07235844A - アナログドライバicの出力バッファ回路 - Google Patents
アナログドライバicの出力バッファ回路Info
- Publication number
- JPH07235844A JPH07235844A JP6049950A JP4995094A JPH07235844A JP H07235844 A JPH07235844 A JP H07235844A JP 6049950 A JP6049950 A JP 6049950A JP 4995094 A JP4995094 A JP 4995094A JP H07235844 A JPH07235844 A JP H07235844A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- buffer circuit
- output
- channel mos
- drain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 2
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷の電圧を速やかに立ち上がらせ、かつ速
やかに立ち下がらせることのできる出力バッファ回路を
提供する。 【構成】 前段の差動アンプ部10を差動動作のp型F
ET11、12とカレントミラー回路を形成するn型F
ET13、14によって構成し、定電流源I1によって
駆動する。後段の電流バッファ回路部20をドレインが
電源VDDに接続されたn型FET21とドレインが接
地されたp型FET22によって構成し、両FET2
1、22のソースと基板(ウェル)を共通に出力端子V
OUTに接続する。入力信号VINは、FET11のゲ
ートに接続され、FET12のゲートは出力端子VOU
Tに接続される。差動アンプ部10の出力信号は、電流
バッファ回路部20の両FET21、22のゲートに入
力される。
やかに立ち下がらせることのできる出力バッファ回路を
提供する。 【構成】 前段の差動アンプ部10を差動動作のp型F
ET11、12とカレントミラー回路を形成するn型F
ET13、14によって構成し、定電流源I1によって
駆動する。後段の電流バッファ回路部20をドレインが
電源VDDに接続されたn型FET21とドレインが接
地されたp型FET22によって構成し、両FET2
1、22のソースと基板(ウェル)を共通に出力端子V
OUTに接続する。入力信号VINは、FET11のゲ
ートに接続され、FET12のゲートは出力端子VOU
Tに接続される。差動アンプ部10の出力信号は、電流
バッファ回路部20の両FET21、22のゲートに入
力される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログドライバIC
の出力バッファ回路に関し、特に、アナログ信号を出力
して、アクティブマトリクス型液晶表示装置のドレイン
線を駆動するような用途に用いられるアナログドライバ
ICの出力バッファ回路に関する。
の出力バッファ回路に関し、特に、アナログ信号を出力
して、アクティブマトリクス型液晶表示装置のドレイン
線を駆動するような用途に用いられるアナログドライバ
ICの出力バッファ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶表示装置で
は、液晶に印加する電圧を変えて階調を表示する。そこ
で、液晶の輝度−電圧特性に従って階調輝度に対応した
電圧をドレイン線へ供給するためのソースドライバIC
が必要となる。ソースドライバICとしては、ディジタ
ル方式とアナログ方式とがあり、前者は情報機器用に、
また後者はテレビ用にと用いられてきたが、最近では情
報機器用においても、階調特性が連続的でより忠実に自
然画像を表示することのできるアナログ方式が採用され
るようになってきている。また、一方で液晶ディスプレ
イでは高精細化、大画面化が進められている。このよう
な趨勢下にあってアナログドライバには動作のより高速
化が要求されるようになってきている。
は、液晶に印加する電圧を変えて階調を表示する。そこ
で、液晶の輝度−電圧特性に従って階調輝度に対応した
電圧をドレイン線へ供給するためのソースドライバIC
が必要となる。ソースドライバICとしては、ディジタ
ル方式とアナログ方式とがあり、前者は情報機器用に、
また後者はテレビ用にと用いられてきたが、最近では情
報機器用においても、階調特性が連続的でより忠実に自
然画像を表示することのできるアナログ方式が採用され
るようになってきている。また、一方で液晶ディスプレ
イでは高精細化、大画面化が進められている。このよう
な趨勢下にあってアナログドライバには動作のより高速
化が要求されるようになってきている。
【0003】図6は、この種LCD用のアナログドライ
バICのブロック図である。最初のブロック、シフトレ
ジスタ41は、5Vのロジック用の電源VDD1により
駆動され、他のブロックは10V以上の高圧電源VDD
2によって駆動される。まず、スタートパルスSPがシ
フトレジスタ41に取り込まれ、シフトクロックCLK
により順次シフトされていく。このシフトレジスタ41
の出力信号は、次段のレベルシフタ42において、高圧
用電圧に変換される。そして、次のサンプル&ホールド
回路43においてホールドコンデンサにアナログデータ
R、G、Bがサンプルホールドされ、1ライン分のデー
タがホールドされるとこれが最終段の出力バッファ回路
44へと出力される。この1ライン分のデータは出力バ
ッファ回路を介してICより出力される。そして、この
データはLCDパネルのドレイン線に伝達され、TFT
を介して液晶を挟む電極間に書き込まれる。
バICのブロック図である。最初のブロック、シフトレ
ジスタ41は、5Vのロジック用の電源VDD1により
駆動され、他のブロックは10V以上の高圧電源VDD
2によって駆動される。まず、スタートパルスSPがシ
フトレジスタ41に取り込まれ、シフトクロックCLK
により順次シフトされていく。このシフトレジスタ41
の出力信号は、次段のレベルシフタ42において、高圧
用電圧に変換される。そして、次のサンプル&ホールド
回路43においてホールドコンデンサにアナログデータ
R、G、Bがサンプルホールドされ、1ライン分のデー
タがホールドされるとこれが最終段の出力バッファ回路
44へと出力される。この1ライン分のデータは出力バ
ッファ回路を介してICより出力される。そして、この
データはLCDパネルのドレイン線に伝達され、TFT
を介して液晶を挟む電極間に書き込まれる。
【0004】本発明は、上述したようなアナログドライ
バICの出力バッファ回路の改良に関するものである。
図7は、この種従来の出力バッファ回路の1回路分の回
路図である。出力バッファは、差動アンプ部10と電流
バッファ回路部20とにより構成される。差動アンプ部
10は、差動動作の一対のpチャネルMOSトランジス
タ(以下、pMOSと記す)11、12と、カレントミ
ラーを形成するnチャネルMOSトランジスタ(以下、
nMOSと記す)13、14と、これらトランジスタに
定電流を供給する定電流源I1によって構成されてい
る。
バICの出力バッファ回路の改良に関するものである。
図7は、この種従来の出力バッファ回路の1回路分の回
路図である。出力バッファは、差動アンプ部10と電流
バッファ回路部20とにより構成される。差動アンプ部
10は、差動動作の一対のpチャネルMOSトランジス
タ(以下、pMOSと記す)11、12と、カレントミ
ラーを形成するnチャネルMOSトランジスタ(以下、
nMOSと記す)13、14と、これらトランジスタに
定電流を供給する定電流源I1によって構成されてい
る。
【0005】電流バッファ回路部20は、出力電圧立ち
下げ用のnMOS21と、このトランジスタと出力負荷
Co(出力端子VOUTに接続されるドレイン線および
ドレイン線に接続されたTFT等の負荷)に電流を供給
する定電流源I2から構成される。差動アンプ部10の
pMOS12のゲートに入力信号VINが与えられてお
り、差動アンプ部の出力端子は電流バッファ回路部20
のnMOS21のゲートに、そして電流バッファ回路部
20の出力端子VOUTは、差動アンプ部のpMOS1
1のゲートに接続されている。
下げ用のnMOS21と、このトランジスタと出力負荷
Co(出力端子VOUTに接続されるドレイン線および
ドレイン線に接続されたTFT等の負荷)に電流を供給
する定電流源I2から構成される。差動アンプ部10の
pMOS12のゲートに入力信号VINが与えられてお
り、差動アンプ部の出力端子は電流バッファ回路部20
のnMOS21のゲートに、そして電流バッファ回路部
20の出力端子VOUTは、差動アンプ部のpMOS1
1のゲートに接続されている。
【0006】この出力バッファにおいて、入力信号VI
Nの電圧が上昇するとpMOS12がオフの方向に動
き、一方、nMOS13、14がカレントミラーを構成
しているため、nMOS14は一定電流(I1/2)を
流すように動作してnMOS21のゲートの電荷を引き
抜きこのトランジスタをオフさせる。よって、定電流源
I2の電流は出力負荷Coに流入し、出力端子VOUT
の電位を上昇させる。出力端子VOUTはpMOS11
のゲートに接続されているため、このフィードバックル
ープにより出力電圧は入力信号VINに等しくなって安
定する。逆に、VINが下降すると、pMOS12がオ
ンの方向に動き、過剰となった電流はnMOS21のゲ
ートに流入してこのトランジスタを導通させる。オンし
たnMOS21は、出力負荷Coの蓄積電荷を引き抜い
て出力電圧を低下させる。この場合も上記のフィードバ
ックループにより出力電圧が入力信号VINと等しくな
って安定する。
Nの電圧が上昇するとpMOS12がオフの方向に動
き、一方、nMOS13、14がカレントミラーを構成
しているため、nMOS14は一定電流(I1/2)を
流すように動作してnMOS21のゲートの電荷を引き
抜きこのトランジスタをオフさせる。よって、定電流源
I2の電流は出力負荷Coに流入し、出力端子VOUT
の電位を上昇させる。出力端子VOUTはpMOS11
のゲートに接続されているため、このフィードバックル
ープにより出力電圧は入力信号VINに等しくなって安
定する。逆に、VINが下降すると、pMOS12がオ
ンの方向に動き、過剰となった電流はnMOS21のゲ
ートに流入してこのトランジスタを導通させる。オンし
たnMOS21は、出力負荷Coの蓄積電荷を引き抜い
て出力電圧を低下させる。この場合も上記のフィードバ
ックループにより出力電圧が入力信号VINと等しくな
って安定する。
【0007】図7に示したこの従来例回路では、電圧立
ち下がり時にはnMOS21の電荷引き抜き能力のため
速やかに立ち下がるが、立ち上がりは定電流源I2に依
存しているため遅い。立ち上がりを速くするにはI2の
電流供給能力を高めればよいのであるが、回路に常時大
きい定電流I2が流れることになって消費電流が増加す
る。
ち下がり時にはnMOS21の電荷引き抜き能力のため
速やかに立ち下がるが、立ち上がりは定電流源I2に依
存しているため遅い。立ち上がりを速くするにはI2の
電流供給能力を高めればよいのであるが、回路に常時大
きい定電流I2が流れることになって消費電流が増加す
る。
【0008】図7の従来例の立ち下がり特性のよい点を
利用し、立ち上がり特性を改善した方法に図8に示すプ
リチャージ方式がある。これは、プリチャージ制御信号
により信号切り替わり時のある期間だけ、セレクタS
1、S2を切り換えて入力および出力端子を電源VDD
の電圧にまで引き上げ、そこから本来のデータにしたが
ったレベルにまで引き下げるものである。この方法は、
立ち上がりを速める効果はあるものの、一旦、入力・出
力端子をVDDレベルにまでつり上げるものであるた
め、データに関係のない無駄な電流を消費することにな
る。
利用し、立ち上がり特性を改善した方法に図8に示すプ
リチャージ方式がある。これは、プリチャージ制御信号
により信号切り替わり時のある期間だけ、セレクタS
1、S2を切り換えて入力および出力端子を電源VDD
の電圧にまで引き上げ、そこから本来のデータにしたが
ったレベルにまで引き下げるものである。この方法は、
立ち上がりを速める効果はあるものの、一旦、入力・出
力端子をVDDレベルにまでつり上げるものであるた
め、データに関係のない無駄な電流を消費することにな
る。
【0009】実開平4−46713号公報には、図9に
示すように、図7に示した立ち下げ能力の高いオペアン
プAMP1と、逆に立ち上げ能力の高いオペアンプAM
P2とを並列に使用する方法が開示されている。これ
は、セレクタS3により、入力信号が正に変化するとき
は立ち上がりの速いオペアンプAMP1を、負に変化す
るときは立ち下がりの速いオペアンプAMP2を選択す
るものである。ここで、図7の定電流源I2に相当する
定電流源は、直接立ち上がり、立ち下がり動作に関係し
ていないので小容量のもので済ますことができ、場合に
よっては省略することもできる。この方式によれば、立
ち上がり、立ち下がりとも高速となり、出力負荷を充放
電する電流が必要なだけであるので、動消費電流を最小
限に抑えることができる。しかし、一つの出力バッファ
回路に二つのオペアンプが必要になるため占有面積が増
え、コストアップにつながる。また差動アンプ部の消費
電流は2倍となる。
示すように、図7に示した立ち下げ能力の高いオペアン
プAMP1と、逆に立ち上げ能力の高いオペアンプAM
P2とを並列に使用する方法が開示されている。これ
は、セレクタS3により、入力信号が正に変化するとき
は立ち上がりの速いオペアンプAMP1を、負に変化す
るときは立ち下がりの速いオペアンプAMP2を選択す
るものである。ここで、図7の定電流源I2に相当する
定電流源は、直接立ち上がり、立ち下がり動作に関係し
ていないので小容量のもので済ますことができ、場合に
よっては省略することもできる。この方式によれば、立
ち上がり、立ち下がりとも高速となり、出力負荷を充放
電する電流が必要なだけであるので、動消費電流を最小
限に抑えることができる。しかし、一つの出力バッファ
回路に二つのオペアンプが必要になるため占有面積が増
え、コストアップにつながる。また差動アンプ部の消費
電流は2倍となる。
【0010】また、出力バッファ回路を、一つの回路で
立ち上がり、立ち下がりの両方の能力の高い回路とする
ものとして、図10に示すように、電流バッファ部をn
MOS21、pMOS22からなるCMOS構成とした
ものがあるが、ディジタル回路と異なり、動作領域がn
MOS21およびpMOS22の双方がオンの領域にあ
るため、常時貫通電流が流れ、消費電流が極めて大きく
なってしまう。
立ち上がり、立ち下がりの両方の能力の高い回路とする
ものとして、図10に示すように、電流バッファ部をn
MOS21、pMOS22からなるCMOS構成とした
ものがあるが、ディジタル回路と異なり、動作領域がn
MOS21およびpMOS22の双方がオンの領域にあ
るため、常時貫通電流が流れ、消費電流が極めて大きく
なってしまう。
【0011】ところで、後述する本発明の出力バッファ
回路に似た構成をもつ先行技術として、特開平2−15
8213号公報には、図11に示す回路が開示されてい
る。すなわち、バッファアンプ51(これは例えば偶数
個のCMOSインバータを縦続接続して構成される)の
出力部に、通常のCMOS回路とは逆にnMOS21を
高電位電源側に、pMOS22を低電位電源側に接続し
たCMOS回路を最終段バッファとして接続している。
この最終段バッファのnMOSとpMOSの配置が本発
明の電流バッファ回路部のそれと同じであるが、回路動
作は全く異なる。つまり、本発明の回路がアナログ用で
あるのに対し、この従来例回路はディジタルの論理回路
に関するものであって、出力端子VOUTに入力信号V
INの電圧値がそのまま出力されるものではない。仮
に、この最終段バッファにアナログ信号VIN′が入力
されたものとすると、出力端子VOUTには、nMOS
21の閾値電圧VTn分低い電圧(VIN′−VT
n)、またはpMOS22の閾値電圧VTp分低い電圧
(VIN′+VTp)が出力される。また、VIN′が
変化してもVTnまたはVTpを越えるものでないとき
は出力は変化しない。
回路に似た構成をもつ先行技術として、特開平2−15
8213号公報には、図11に示す回路が開示されてい
る。すなわち、バッファアンプ51(これは例えば偶数
個のCMOSインバータを縦続接続して構成される)の
出力部に、通常のCMOS回路とは逆にnMOS21を
高電位電源側に、pMOS22を低電位電源側に接続し
たCMOS回路を最終段バッファとして接続している。
この最終段バッファのnMOSとpMOSの配置が本発
明の電流バッファ回路部のそれと同じであるが、回路動
作は全く異なる。つまり、本発明の回路がアナログ用で
あるのに対し、この従来例回路はディジタルの論理回路
に関するものであって、出力端子VOUTに入力信号V
INの電圧値がそのまま出力されるものではない。仮
に、この最終段バッファにアナログ信号VIN′が入力
されたものとすると、出力端子VOUTには、nMOS
21の閾値電圧VTn分低い電圧(VIN′−VT
n)、またはpMOS22の閾値電圧VTp分低い電圧
(VIN′+VTp)が出力される。また、VIN′が
変化してもVTnまたはVTpを越えるものでないとき
は出力は変化しない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のアナロ
グドライバの出力バッファ回路では、それぞれ以下のよ
うな問題点があった。すなわち、図7に示したような一
般的な出力バッファ回路では立ち上がりまたは立ち下が
りのどちらか一方が遅いという問題点があった。これを
補うには定電流源I2を大電流のものとすることが必要
となり、消費電流の増加を招く。
グドライバの出力バッファ回路では、それぞれ以下のよ
うな問題点があった。すなわち、図7に示したような一
般的な出力バッファ回路では立ち上がりまたは立ち下が
りのどちらか一方が遅いという問題点があった。これを
補うには定電流源I2を大電流のものとすることが必要
となり、消費電流の増加を招く。
【0013】これを改良した図8のプリチャージ方式の
ものでは、入力部、出力部を一旦VDDのレベルまで引
き上げているため、また、図10に示したCMOS回路
を用いるものでは常時貫通電流が流れるため、やはり消
費電流の増加を招くことになる。また、図9に示したよ
うに、立ち上がりの速いオペアンプと立ち下がりの速い
オペアンプを備え、いずれかに選択的に切り換えて使用
する方式では、占有面積が増大することからコストアッ
プにつながる。
ものでは、入力部、出力部を一旦VDDのレベルまで引
き上げているため、また、図10に示したCMOS回路
を用いるものでは常時貫通電流が流れるため、やはり消
費電流の増加を招くことになる。また、図9に示したよ
うに、立ち上がりの速いオペアンプと立ち下がりの速い
オペアンプを備え、いずれかに選択的に切り換えて使用
する方式では、占有面積が増大することからコストアッ
プにつながる。
【0014】本発明はこれらの問題点をすべて解決すべ
くなされたものであって、その目的とするところは、出
力電圧の立ち上げ、立ち下げのいずれの能力も高いアナ
ログドライバICの出力バッファ回路を、最小限の動消
費電流と占有面積を消費するのみで実現しうるようにす
ることである。
くなされたものであって、その目的とするところは、出
力電圧の立ち上げ、立ち下げのいずれの能力も高いアナ
ログドライバICの出力バッファ回路を、最小限の動消
費電流と占有面積を消費するのみで実現しうるようにす
ることである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、一対の入力部と出力部とを有する
差動アンプと、該差動アンプによって制御される電流バ
ッファ回路部と、を備えるアナログドライバICの出力
バッファ回路において、前記差動アンプの第1の入力部
にアナログ信号が入力され、前記電流バッファ回路部
が、ドレインが高圧側電源に接続されたnチャネルMO
Sトランジスタとドレインが低圧側電源に接続されたp
チャネルMOSトランジスタとを有しており、両トラン
ジスタのソースが共通に出力端子と前記差動アンプの第
2の入力部とに接続され、両トランジスタのゲートが共
通に前記差動アンプの出力部に接続されていることを特
徴とするアナログドライバICの出力バッファ回路が提
供される。そして、好ましくは、両トランジスタのソー
スはそれぞれのトランジスタの形成されているサブスト
レートに接続される。
め、本発明によれば、一対の入力部と出力部とを有する
差動アンプと、該差動アンプによって制御される電流バ
ッファ回路部と、を備えるアナログドライバICの出力
バッファ回路において、前記差動アンプの第1の入力部
にアナログ信号が入力され、前記電流バッファ回路部
が、ドレインが高圧側電源に接続されたnチャネルMO
Sトランジスタとドレインが低圧側電源に接続されたp
チャネルMOSトランジスタとを有しており、両トラン
ジスタのソースが共通に出力端子と前記差動アンプの第
2の入力部とに接続され、両トランジスタのゲートが共
通に前記差動アンプの出力部に接続されていることを特
徴とするアナログドライバICの出力バッファ回路が提
供される。そして、好ましくは、両トランジスタのソー
スはそれぞれのトランジスタの形成されているサブスト
レートに接続される。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。本実施例の出力バッファ回路は、差動アンプ部
10と電流バッファ回路部20とにより構成される。差
動アンプ部10は、図7の従来例の場合と同様に、差動
動作を行うpMOS11、12と、カレントミラー回路
を形成するnMOS13、14と、これらのトランジス
タに電流を供給する定電流源I1とにより構成される。
て説明する。図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。本実施例の出力バッファ回路は、差動アンプ部
10と電流バッファ回路部20とにより構成される。差
動アンプ部10は、図7の従来例の場合と同様に、差動
動作を行うpMOS11、12と、カレントミラー回路
を形成するnMOS13、14と、これらのトランジス
タに電流を供給する定電流源I1とにより構成される。
【0017】電流バッファ回路部は、ドレインが電源V
DDに接続され、ソースおよび基板(ウェル)が出力端
子VOUTに接続されたnMOS21と、ドレインが接
地され、ソースおよび基板(ウェル)が出力端子VOU
Tに接続されたpMOS22により構成されている。こ
の電流バッファ回路部はソース同士が共通に出力端子に
接続されてソースフォロワ構成となっている。そして、
nMOS21とpMOS22の基板がそれぞれソースに
接続されたことにより、バックゲート効果によりnMO
S21とpMOS22のしきい値電圧をもっとも小さく
でき、電源電圧(VDD)に対する入力信号VINのダ
イナミックレンジを大きくとることができる。差動アン
プ部10において、pMOS11のゲートには、入力信
号VINが与えられ、pMOS12のゲートは出力端子
VOUTに接続されてフィードバック信号が与えられ
る。pMOS11のドレインは、nMOS13、14の
ゲートに接続され、pMOS12のドレインは電流バッ
ファ回路部20の両トランジスタのゲートに接続されて
いる。
DDに接続され、ソースおよび基板(ウェル)が出力端
子VOUTに接続されたnMOS21と、ドレインが接
地され、ソースおよび基板(ウェル)が出力端子VOU
Tに接続されたpMOS22により構成されている。こ
の電流バッファ回路部はソース同士が共通に出力端子に
接続されてソースフォロワ構成となっている。そして、
nMOS21とpMOS22の基板がそれぞれソースに
接続されたことにより、バックゲート効果によりnMO
S21とpMOS22のしきい値電圧をもっとも小さく
でき、電源電圧(VDD)に対する入力信号VINのダ
イナミックレンジを大きくとることができる。差動アン
プ部10において、pMOS11のゲートには、入力信
号VINが与えられ、pMOS12のゲートは出力端子
VOUTに接続されてフィードバック信号が与えられ
る。pMOS11のドレインは、nMOS13、14の
ゲートに接続され、pMOS12のドレインは電流バッ
ファ回路部20の両トランジスタのゲートに接続されて
いる。
【0018】図2は、図1の電流バッファ回路部20の
半導体基板上での構成を示す断面図である。p型シリコ
ン基板31内にnウェル32が形成されており、さらに
nウェル32内にpウェル33が形成されている。nM
OS21はpウェル33上に形成されており、pMOS
22はnウェル32上に形成されている。pMOS22
のドレインはp型シリコン基板31を介して接地されて
いる。
半導体基板上での構成を示す断面図である。p型シリコ
ン基板31内にnウェル32が形成されており、さらに
nウェル32内にpウェル33が形成されている。nM
OS21はpウェル33上に形成されており、pMOS
22はnウェル32上に形成されている。pMOS22
のドレインはp型シリコン基板31を介して接地されて
いる。
【0019】次に、本実施例回路の動作について説明す
る。定常状態では、出力端子VOUTの電位は入力信号
VINのレベルにあり、差動アンプ部10では、各トラ
ンジスタには定電流源I1の電流の1/2ずつが流れて
おり、電流バッファ回路部20では各トランジスタはオ
フしている。ここで、pMOS11のゲートに入力され
る入力信号VINのレベルが上昇すると、pMOS11
はオフ方向に、pMOS12は、逆に電流増加方向に動
くが、nMOS13、14がカレントミラー回路を構成
しているため、pMOS12の増加電流分は電流バッフ
ァ回路部20のゲート回路に流入しここの電位を上昇さ
せnMOS21をオンさせる。nMOS21がオンした
ことにより、出力端子VOUTの電位が上昇し出力負荷
Coの充電が始まる。出力端子VOUTの電位が上昇し
たことにより、フィードバックループを介してpMOS
12はオフ方向に動き、最終的には、出力端子VOUT
の電位は入力信号VINに落ち着く。この一連の動作の
間、pMOS22はオフしている。
る。定常状態では、出力端子VOUTの電位は入力信号
VINのレベルにあり、差動アンプ部10では、各トラ
ンジスタには定電流源I1の電流の1/2ずつが流れて
おり、電流バッファ回路部20では各トランジスタはオ
フしている。ここで、pMOS11のゲートに入力され
る入力信号VINのレベルが上昇すると、pMOS11
はオフ方向に、pMOS12は、逆に電流増加方向に動
くが、nMOS13、14がカレントミラー回路を構成
しているため、pMOS12の増加電流分は電流バッフ
ァ回路部20のゲート回路に流入しここの電位を上昇さ
せnMOS21をオンさせる。nMOS21がオンした
ことにより、出力端子VOUTの電位が上昇し出力負荷
Coの充電が始まる。出力端子VOUTの電位が上昇し
たことにより、フィードバックループを介してpMOS
12はオフ方向に動き、最終的には、出力端子VOUT
の電位は入力信号VINに落ち着く。この一連の動作の
間、pMOS22はオフしている。
【0020】逆に、入力信号VINのレベルが下降する
と、pMOS11はオン方向に、pMOS12がオフ方
向に動くが、nMOS13、14がカレントミラー回路
を構成しているため、nMOS14は、電流バッファ回
路部のゲート回路の蓄積電荷を放電し、pMOS22を
オンさせる。pMOS22がオンしたことにより、出力
負荷Coの蓄積電荷が放電され、出力端子VOUTの電
位が低下する。これにより、フィードバックループを介
してpMOS12はオン方向に動き、最終的には、出力
端子VOUTの電位は入力信号VINに落ち着く。この
一連の動作の間、nMOS21はオフしている。以上の
動作はB級動作であるため、電流バッファ回路20に流
れる電流は出力負荷Coを充放電する分のみとなり、消
費電流を必要最小限に抑えることができる。
と、pMOS11はオン方向に、pMOS12がオフ方
向に動くが、nMOS13、14がカレントミラー回路
を構成しているため、nMOS14は、電流バッファ回
路部のゲート回路の蓄積電荷を放電し、pMOS22を
オンさせる。pMOS22がオンしたことにより、出力
負荷Coの蓄積電荷が放電され、出力端子VOUTの電
位が低下する。これにより、フィードバックループを介
してpMOS12はオン方向に動き、最終的には、出力
端子VOUTの電位は入力信号VINに落ち着く。この
一連の動作の間、nMOS21はオフしている。以上の
動作はB級動作であるため、電流バッファ回路20に流
れる電流は出力負荷Coを充放電する分のみとなり、消
費電流を必要最小限に抑えることができる。
【0021】次に、本実施例回路の動作シミュレーショ
ン結果を、図7の従来例のシミュレーション結果ととも
に図3に示す。シミュレーションの条件は、高圧電源電
圧VDDが13Vで、映像データとして入力される信号
VINが6.5Vを中心とした振幅10Vの方形波であ
り、これは、ノーマリホワイトの液晶ディスプレイに書
き込む黒レベルに相当しており、負荷に対する充放電が
最大となる波形である。周期は、VGA(Video Graphi
cs Array)を想定してVGAの水平同期信号の2周期分
の60μsとした。出力端子VOUTには、液晶パネル
のドレイン線の抵抗と配線容量などが負荷されるが、疑
似負荷として、図4に示すように、4.5kΩと3.3
pFの回路を10段接続したものを用いた。電圧測定点
は、疑似負荷の最後の抵抗と容量との接続点A(これは
TFTパネルのドレイン線の最遠端に相当している)で
ある。
ン結果を、図7の従来例のシミュレーション結果ととも
に図3に示す。シミュレーションの条件は、高圧電源電
圧VDDが13Vで、映像データとして入力される信号
VINが6.5Vを中心とした振幅10Vの方形波であ
り、これは、ノーマリホワイトの液晶ディスプレイに書
き込む黒レベルに相当しており、負荷に対する充放電が
最大となる波形である。周期は、VGA(Video Graphi
cs Array)を想定してVGAの水平同期信号の2周期分
の60μsとした。出力端子VOUTには、液晶パネル
のドレイン線の抵抗と配線容量などが負荷されるが、疑
似負荷として、図4に示すように、4.5kΩと3.3
pFの回路を10段接続したものを用いた。電圧測定点
は、疑似負荷の最後の抵抗と容量との接続点A(これは
TFTパネルのドレイン線の最遠端に相当している)で
ある。
【0022】図4(a)、(b)は、それぞれ図1、図
7の回路に対するシミュレーション結果を示しており、
各図において、上段に電圧波形を、下段に電流波形を示
す。図4(a)において、IUは電圧立ち上げ用トラン
ジスタ(21)を流れる電流を、IDは電圧立ち下げ用
トランジスタ(22)を流れる電流を示している。この
シミュレーション結果から明らかなように、A点の電圧
は、立ち上がり、立ち下がり時ともに1水平期間30μ
s内に十分速くVINのレベルに到達している。そし
て、電流バッファ回路部を流れる電流は出力電圧の立ち
上げ、立ち下げ時の疑似負荷に対する充放電電流のみで
ある。ここで、pMOS22を流れるIDは、出力負荷
Coに充電された電荷の引き抜き電流であるので、正味
の消費電流は充電時(立ち上げ時)のIU(6.5μ
A)のみである。よって、本実施例回路により最小限の
消費電流で負荷を駆動することができる。
7の回路に対するシミュレーション結果を示しており、
各図において、上段に電圧波形を、下段に電流波形を示
す。図4(a)において、IUは電圧立ち上げ用トラン
ジスタ(21)を流れる電流を、IDは電圧立ち下げ用
トランジスタ(22)を流れる電流を示している。この
シミュレーション結果から明らかなように、A点の電圧
は、立ち上がり、立ち下がり時ともに1水平期間30μ
s内に十分速くVINのレベルに到達している。そし
て、電流バッファ回路部を流れる電流は出力電圧の立ち
上げ、立ち下げ時の疑似負荷に対する充放電電流のみで
ある。ここで、pMOS22を流れるIDは、出力負荷
Coに充電された電荷の引き抜き電流であるので、正味
の消費電流は充電時(立ち上げ時)のIU(6.5μ
A)のみである。よって、本実施例回路により最小限の
消費電流で負荷を駆動することができる。
【0023】図4(b)に示されるように、図7に示さ
れた従来例回路ではA点の電圧立ち上がりが遅くなって
いる。破線はnMOS21に流れる電流波形を示す。こ
の回路では、定電流源I2により常時38μAの定電流
が流れており、これが消費電流となるため、本発明の実
施例回路の場合と比較して消費電流が大きくなる。
れた従来例回路ではA点の電圧立ち上がりが遅くなって
いる。破線はnMOS21に流れる電流波形を示す。こ
の回路では、定電流源I2により常時38μAの定電流
が流れており、これが消費電流となるため、本発明の実
施例回路の場合と比較して消費電流が大きくなる。
【0024】図5は、本発明の第2の実施例を示す回路
図である。本実施例回路の図1に示した第1の実施例と
相違する点は、差動アンプ部10において、カレントミ
ラー回路を構成するトランジスタがpMOSとなり、差
動動作を行うトランジスタがnMOSとなっている点で
ある。本実施例においては、カレントミラー回路を構成
するpMOS11、12のソースが電源VDDに接続さ
れ、入力信号VINの入力されるnMOS13のソース
と、フィードバック信号が入力されるnMOS14のソ
ースが定電流源I1の一方の端子に接続され、定電流源
I1の他方の端子は接地されている。
図である。本実施例回路の図1に示した第1の実施例と
相違する点は、差動アンプ部10において、カレントミ
ラー回路を構成するトランジスタがpMOSとなり、差
動動作を行うトランジスタがnMOSとなっている点で
ある。本実施例においては、カレントミラー回路を構成
するpMOS11、12のソースが電源VDDに接続さ
れ、入力信号VINの入力されるnMOS13のソース
と、フィードバック信号が入力されるnMOS14のソ
ースが定電流源I1の一方の端子に接続され、定電流源
I1の他方の端子は接地されている。
【0025】この出力バッファ回路において、入力信号
VINが上昇すると、nMOS13がオンの方向に、n
MOS14がオフの方向に動くことにより、電流バッフ
ァ回路部20のゲート回路がpMOS12を介して充電
されnMOS21がオンする。これにより出力端子VO
UTの電位が上昇し出力負荷Coが充電される。出力端
子VOUTの電位は、nMOS14のゲートにフィード
バックされていることにより、VOUTの電位は最終的
には入力信号VINのレベルに落ち着く。入力信号VI
Nが降下すると、上記と逆の動作が行われ、pMOS2
2がオンして出力負荷Coの充電電荷を引き抜き、出力
端子VOUTの電位はやはり入力信号VINのレベルに
落ち着く。
VINが上昇すると、nMOS13がオンの方向に、n
MOS14がオフの方向に動くことにより、電流バッフ
ァ回路部20のゲート回路がpMOS12を介して充電
されnMOS21がオンする。これにより出力端子VO
UTの電位が上昇し出力負荷Coが充電される。出力端
子VOUTの電位は、nMOS14のゲートにフィード
バックされていることにより、VOUTの電位は最終的
には入力信号VINのレベルに落ち着く。入力信号VI
Nが降下すると、上記と逆の動作が行われ、pMOS2
2がオンして出力負荷Coの充電電荷を引き抜き、出力
端子VOUTの電位はやはり入力信号VINのレベルに
落ち着く。
【0026】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本願
発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可
能である。また、本発明による出力バッファ回路は、液
晶パネルのアナログソースドライバに好適に適用される
が、この用途に限定されるものではない。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本願
発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可
能である。また、本発明による出力バッファ回路は、液
晶パネルのアナログソースドライバに好適に適用される
が、この用途に限定されるものではない。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による出力
バッファ回路は、後段の電流バッファ回路部を、高電圧
電源側に接続されたnMOSと低電圧電源側に接続され
たpMOSとからなるCMOS回路によって構成し、両
トランジスタのソースを共通に出力端子に接続したもの
であるので、本発明によれば、トランジスタを1個追加
するのみで、負荷容量の充電・放電のいずれをもB級動
作のトランジスタによって行わせることができるように
なる。よって、本発明によれば、面積の大幅な増加を招
くことなしに、消費電流を負荷の抵抗と容量で決まる最
小限に抑えつつ、負荷を十分な速度で立ち上げ、かつ立
ち下げることが可能となる。
バッファ回路は、後段の電流バッファ回路部を、高電圧
電源側に接続されたnMOSと低電圧電源側に接続され
たpMOSとからなるCMOS回路によって構成し、両
トランジスタのソースを共通に出力端子に接続したもの
であるので、本発明によれば、トランジスタを1個追加
するのみで、負荷容量の充電・放電のいずれをもB級動
作のトランジスタによって行わせることができるように
なる。よって、本発明によれば、面積の大幅な増加を招
くことなしに、消費電流を負荷の抵抗と容量で決まる最
小限に抑えつつ、負荷を十分な速度で立ち上げ、かつ立
ち下げることが可能となる。
【図1】 本発明の第1の実施例を示す回路図。
【図2】 図1の電流バッファ回路部の半導体基板上で
の構成を示す断面図。
の構成を示す断面図。
【図3】 本発明の第1の実施例と第1の従来例に対す
るシミュレーション結果を示す電圧および電流波形図。
るシミュレーション結果を示す電圧および電流波形図。
【図4】 シミュレーションを行う際に用いた疑似負荷
の回路図。
の回路図。
【図5】 本発明の第2の実施例を示す回路図。
【図6】 アナログドライバICの構成を示すブロック
図。
図。
【図7】 第1の従来例を示す回路図。
【図8】 第2の従来例を示す回路図。
【図9】 第3の従来例を示す回路図。
【図10】 電流バッファ回路部をCMOS回路構成と
した場合の回路図。
した場合の回路図。
【図11】 本発明の回路に類似した回路構成をもつ論
理回路の回路図。
理回路の回路図。
10 差動アンプ部 11、12、22 pチャネルMOSトランジスタ(p
MOS) 13、14、21 nチャネルMOSトランジスタ(n
MOS) 20 電流バッファ回路部 31 p型シリコン基板 32 nウェル 33 pウェル 41 シフトレジスタ 42 レベルシフタ 43 サンプル&ホールド回路 44 出力バッファ回路 51 バッファアンプ Co 出力負荷 I1、I2 定電流源 S1、S2、S3 セレクタ VIN 入力信号 VOUT 出力端子
MOS) 13、14、21 nチャネルMOSトランジスタ(n
MOS) 20 電流バッファ回路部 31 p型シリコン基板 32 nウェル 33 pウェル 41 シフトレジスタ 42 レベルシフタ 43 サンプル&ホールド回路 44 出力バッファ回路 51 バッファアンプ Co 出力負荷 I1、I2 定電流源 S1、S2、S3 セレクタ VIN 入力信号 VOUT 出力端子
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8238 27/092 H03K 17/687 19/0185 8839−5J H03K 19/00 101 D
Claims (5)
- 【請求項1】 第1および第2の入力部と出力部とを有
する差動アンプと、該差動アンプによって制御される電
流バッファ回路部と、を備えるアナログドライバICの
出力バッファ回路において、前記差動アンプの第1の入
力部にアナログ信号が入力され、前記電流バッファ回路
部が、ドレインが高圧側電源に接続されたnチャネルM
OSトランジスタとドレインが低圧側電源に接続された
pチャネルMOSトランジスタとを有しており、両トラ
ンジスタのソースが共通に出力端子と前記差動アンプの
第2の入力部とに接続され、両トランジスタのゲートが
共通に前記差動アンプの出力部に接続されていることを
特徴とするアナログドライバICの出力バッファ回路。 - 【請求項2】 前記nチャネルMOSトランジスタのソ
ースが該トランジスタの形成されている半導体領域に接
続され、前記pチャネルMOSトランジスタのソースが
該トランジスタの形成されている半導体領域に接続され
ていることを特徴とする請求項1記載のアナログドライ
バICの出力バッファ回路。 - 【請求項3】 前記差動アンプが、一対のMOSトラン
ジスタとカレントミラー回路とを有し、定電流源によっ
て駆動されていることを特徴とする請求項1記載のアナ
ログドライバICの出力バッファ回路。 - 【請求項4】 前記差動アンプが、ソースが定電流源を
介して電源に接続された第1および第2のpチャネルM
OSトランジスタと、ソースが接地された、カレントミ
ラー回路を構成する第1および第2のnチャネルMOS
トランジスタとを有し、前記第1のpチャネルMOSト
ランジスタのゲートが前記第1の入力部になされ、その
ドレインが前記第1のnチャネルMOSトランジスタの
ドレインと前記第1および第2のnチャネルMOSトラ
ンジスタのゲートに接続され、前記第2のpチャネルM
OSトランジスタのゲートが前記第2の入力部となさ
れ、そのドレインが前記出力部となされるとともに前記
第2のnチャネルMOSトランジスタのドレインに接続
されていることを特徴とする請求項1記載のアナログド
ライバICの出力バッファ回路。 - 【請求項5】 前記差動アンプが、ソースが定電流源を
介して接地された第1および第2のnチャネルMOSト
ランジスタと、ソースが電源に接続された、カレントミ
ラー回路を構成する第1および第2のpチャネルMOS
トランジスタとを有し、前記第1のnチャネルMOSト
ランジスタのゲートが前記第1の入力部になされ、その
ドレインが前記第1のpチャネルMOSトランジスタの
ドレインと前記第1および第2のpチャネルMOSトラ
ンジスタのゲートに接続され、前記第2のnチャネルM
OSトランジスタのゲートが前記第2の入力部となさ
れ、そのドレインが前記出力部となされるとともに前記
第2のpチャネルMOSトランジスタのドレインに接続
されていることを特徴とする請求項1記載のアナログド
ライバICの出力バッファ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6049950A JPH07235844A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | アナログドライバicの出力バッファ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6049950A JPH07235844A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | アナログドライバicの出力バッファ回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07235844A true JPH07235844A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12845319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6049950A Pending JPH07235844A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | アナログドライバicの出力バッファ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07235844A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990081272A (ko) * | 1998-04-28 | 1999-11-15 | 윤종용 | 액정표시장치 소스 드라이버의 출력 구동회로 |
US6727753B2 (en) | 2001-06-18 | 2004-04-27 | Hynix Semiconductor Inc. | Operational transconductance amplifier for an output buffer |
KR100531557B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2006-02-08 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 박막 트랜지스터회로와 이를 이용하는 액티브 매트릭스형 디스플레이,디스플레이장치,액정디스플레이장치,전자-발광 디스플레이장치,반도체장치 및 차동회로 |
US7042432B2 (en) | 1998-04-28 | 2006-05-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin-film transistor circuit and a semiconductor display using the same |
JP2006330228A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Renesas Technology Corp | プラズマディスプレイ装置および半導体集積回路装置 |
KR100800491B1 (ko) * | 2007-01-27 | 2008-02-04 | 삼성전자주식회사 | 업 슬루 레이트와 다운 슬루 레이트의 매칭을 위한 출력버퍼 및 이를 포함하는 소스 드라이버 |
CN102201733A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-09-28 | 昆山锐芯微电子有限公司 | 电荷泵电路 |
KR101136360B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2012-04-18 | 삼성전자주식회사 | 표시 장치 |
US8610184B2 (en) | 2010-04-22 | 2013-12-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
JP2017011396A (ja) * | 2015-06-18 | 2017-01-12 | 富士電機株式会社 | 演算増幅回路 |
JPWO2016051473A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | 演算増幅回路 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP6049950A patent/JPH07235844A/ja active Pending
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100531557B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2006-02-08 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 박막 트랜지스터회로와 이를 이용하는 액티브 매트릭스형 디스플레이,디스플레이장치,액정디스플레이장치,전자-발광 디스플레이장치,반도체장치 및 차동회로 |
US7211961B2 (en) | 1996-12-30 | 2007-05-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor circuit and display utilizing the same |
US7517236B2 (en) | 1996-12-30 | 2009-04-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film transistor circuit and display utilizing the same |
US7042432B2 (en) | 1998-04-28 | 2006-05-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin-film transistor circuit and a semiconductor display using the same |
KR19990081272A (ko) * | 1998-04-28 | 1999-11-15 | 윤종용 | 액정표시장치 소스 드라이버의 출력 구동회로 |
US7746311B2 (en) | 1998-04-28 | 2010-06-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin-film transistor circuit and a semiconductor display using the same |
US6727753B2 (en) | 2001-06-18 | 2004-04-27 | Hynix Semiconductor Inc. | Operational transconductance amplifier for an output buffer |
KR101136360B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2012-04-18 | 삼성전자주식회사 | 표시 장치 |
JP2006330228A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Renesas Technology Corp | プラズマディスプレイ装置および半導体集積回路装置 |
KR100800491B1 (ko) * | 2007-01-27 | 2008-02-04 | 삼성전자주식회사 | 업 슬루 레이트와 다운 슬루 레이트의 매칭을 위한 출력버퍼 및 이를 포함하는 소스 드라이버 |
CN102201733A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-09-28 | 昆山锐芯微电子有限公司 | 电荷泵电路 |
US8610184B2 (en) | 2010-04-22 | 2013-12-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device |
JPWO2016051473A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | 演算増幅回路 |
US9953980B2 (en) | 2014-09-29 | 2018-04-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Operational amplifier circuit |
JP2017011396A (ja) * | 2015-06-18 | 2017-01-12 | 富士電機株式会社 | 演算増幅回路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10304399B2 (en) | Pulse output circuit, shift register, and display device | |
US8531376B2 (en) | Bootstrap circuit, and shift register, scanning circuit, display device using the same | |
US6567327B2 (en) | Driving circuit, charge/discharge circuit and the like | |
KR100375259B1 (ko) | 출력 회로 | |
EP0731441B1 (en) | A liquid crystal display driver with threshold voltage drift compensation | |
US7825888B2 (en) | Shift register circuit and image display apparatus containing the same | |
US7336254B2 (en) | Shift register that suppresses operation failure due to transistor threshold variations, and liquid crystal driving circuit including the shift register | |
US8102357B2 (en) | Display device | |
JPH08263027A (ja) | シフトレジスタ | |
EP0731442B1 (en) | Signal disturbance reduction arrangement for a liquid crystal display | |
JPH07235844A (ja) | アナログドライバicの出力バッファ回路 | |
US8310428B2 (en) | Display panel driving voltage output circuit | |
US7573451B2 (en) | Sample hold circuit and image display device using the same | |
JP3228411B2 (ja) | 液晶表示装置の駆動回路 | |
US8294653B2 (en) | Display panel driving voltage output circuit | |
US12198654B2 (en) | Output amplifier, source driver, and display apparatus | |
JPH11296143A (ja) | アナログバッファおよび表示装置 | |
US7050033B2 (en) | Low power source driver for liquid crystal display | |
JPH09230829A (ja) | ソースドライバの出力回路 | |
US6876254B2 (en) | Dual amplifier circuit and TFT display driving circuit using the same |