高压感测电路、包括其的显示驱动器集成电路和显示设备的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年12月12日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请no.10-2018-0159800的优先权，该申请的内容整体以引用方式并入本文中。

示例实施例总体上涉及半导体集成电路，更具体地，涉及高电压感测电路、包括高电压感测电路的显示驱动器集成电路以及包括显示驱动器集成电路的显示设备。

背景技术：

通常，显示设备包括用于显示图像的显示面板以及用于驱动显示面板的显示驱动电路。

技术实现要素：

本公开的至少一个示例实施例提供一种高电压感测电路，其能够在消耗较少功率并在芯片中占据较小面积的同时有效地感测相对高的电压。

本公开的至少一个示例实施例提供一种包括该高电压感测电路的显示驱动器集成电路。

本公开的至少一个示例实施例提供一种包括该显示驱动器集成电路的显示设备。

根据示例实施例，一种高电压感测电路包括在显示驱动器集成电路中。该显示驱动器集成电路包括多个通道、多个采样电容器、放大器和反馈电容器。多个通道被配置为分别接收多个输入电压。多个采样电容器分别连接到多个通道，以同时采样多个输入电压中的相应输入电压。放大器被配置为顺序地接收多个采样输入电压中的每一个以顺序地生成相应多个感测电压，相应多个感测电压中的每一个低于多个输入电压中的相应一个输入电压。反馈电容器连接在放大器的输入端子和输出端子之间，并且由多个通道共享。放大器和反馈电容器被配置为使得多个采样输入电压中的每一个通过放大器和反馈电容器被顺序地缩放成多个感测电压中的相应一个感测电压。

根据示例实施例，一种显示驱动器集成电路包括栅极驱动器、数据驱动器和高电压感测电路。栅极驱动器被配置为选择性地启用显示面板的多条栅极线。数据驱动器被配置为将多个驱动电压施加到显示面板的多条数据线。高电压感测电路被配置为感测从显示面板提供的多个输入电压。高电压感测电路被配置为感测从显示面板提供的多个输入电压。显示驱动器集成电路包括多个通道、多个采样电容器、放大器和反馈电容器。多个通道被配置为分别接收多个输入电压。多个采样电容器分别连接到多个通道，以同时采样多个输入电压中的相应输入电压。放大器被配置为顺序地接收多个采样输入电压中的每一个以顺序地生成相应多个感测电压，相应多个感测电压中的每一个低于多个输入电压中的相应一个输入电压。反馈电容器连接在放大器的输入端子和输出端子之间，并且由多个通道共享。放大器和反馈电容器被配置为使得多个采样输入电压中的每一个通过放大器和反馈电容器被顺序地缩放成多个感测电压中的相应一个感测电压。

根据示例实施例，一种显示设备包括显示面板，其包括连接到多条栅极线和多条数据线的多个像素以及显示驱动器集成电路。显示驱动器集成电路包括栅极驱动器、数据驱动器和高电压感测电路。栅极驱动器被配置为选择性地启用多条栅极线。数据驱动器被配置为将多个驱动电压施加到多条数据线。高电压感测电路被配置为感测从显示面板提供的多个输入电压。高电压感测电路包括多个通道、多个采样电容器、放大器和反馈电容器。多个通道被配置为分别接收多个输入电压。多个采样电容器分别连接到多个通道，多个采样电容器被配置为同时采样多个输入电压中的相应输入电压。放大器被配置为顺序地接收多个采样输入电压中的每一个以顺序地生成相应多个感测电压，相应多个感测电压中的每一个低于多个输入电压中的相应一个输入电压。反馈电容器连接在放大器的输入端子和输出端子之间，并且由多个通道共享。放大器和反馈电容器被配置为使得多个采样输入电压中的每一个通过放大器和反馈电容器被顺序地缩放成多个感测电压中的相应一个感测电压。

因此，根据示例实施例的高电压感测电路、显示驱动器集成电路和显示设备可包括由多个通道共享的反馈电容器，而不管多个通道的数量如何，因此，可有效地感测或检测从多个通道接收的高电压，而不会增加电容器的数量和增加电路面积。由于反馈电容器由所有通道共同使用，所以仅需要考虑采样电容器的失配以使通道之间的失配最小化，因此感测误差可减小并且感测精度和性能可改进。另外，可使用放大器和反馈电容器基本上同时执行缩放操作和保持操作。由于执行仅包括采样间隔和保持间隔的两阶段操作的感测操作，所以感测速度可改进。

此外，用于防止对作为低电压电路的保持和缩放单元的损坏的开关结构可被添加到高电压感测电路，因此高电压感测电路可具有改进或增强的可靠性。

附图说明

例示性非限制性示例实施例将从以下结合附图进行的详细描述更清楚地理解。

图1是示出根据一些示例实施例的高电压感测电路的框图。

图2是示出图1的高电压感测电路的示例的电路图。

图3是示出根据一些示例实施例的高电压感测电路的操作方法的流程图。

图4是示出图2的高电压感测电路基于图3的方法的操作的时序图。

图5和图6是示出根据其它示例实施例的图1的高电压感测电路的其它示例的电路图。

图7是示出根据示例实施例的高电压感测电路的框图。

图8、图9和图10是示出图7的高电压感测电路的其它示例实施例的电路图。

图11是示出根据一些示例实施例的包括高电压感测电路的显示设备的框图。

图12是示出根据一些示例实施例的包括在显示设备中的像素的示例的电路图。

图13是示出根据一些示例实施例的包括高电压感测电路的显示设备的框图。

图14是示出根据一些示例实施例的包括高电压感测电路的电子系统的框图。

具体实施方式

将参照示出实施例的附图更充分地描述各种示例实施例。然而，本公开可按照许多不同的形式具体实现，不应被解释为限于本文所阐述的示例实施例。在本申请全文中，相似的标号表示相似的元件。

图1是示出根据示例实施例的高电压感测电路的框图。

参照图1，高电压感测电路100包括多个通道ch和采样保持放大器(sha)110。高电压感测电路100还可包括模数转换器(adc)150。

高电压感测电路100被包括在用于驱动显示设备的显示驱动器集成电路中。将参照图11至图13描述显示驱动器集成电路和显示设备的详细配置。

多个通道ch接收多个输入电压vin。例如，多个输入电压vin中的每一个可以是具有比用于驱动高电压感测电路100的驱动电压的电平更高的电平的高电压。如参照图11描述的，可从包括在显示设备中的显示面板提供多个输入电压vin。

采样保持放大器110基于多个输入电压vin来执行采样操作和保持操作以生成多个感测电压vsen。例如，多个感测电压vsen中的每一个可以是具有比多个输入电压vin中的每一个更低并与用于驱动高电压感测电路100的驱动电压的电平相似的电平的低电压。

采样保持放大器110可包括采样单元120以及保持和缩放单元130。

采样单元120可对多个输入电压vin执行采样操作，并且可包括多个采样电容器cs。多个采样电容器cs可分别连接到多个通道ch，以同时或并发地采样多个输入电压vin。例如，多个采样电容器cs的数量可基本上等于多个通道ch的数量。

保持和缩放单元130可对采样单元120的输出(例如，多个采样输入电压)执行保持操作和缩放操作，并且可生成多个感测电压vsen。如将参照图4描述的，保持操作和缩放操作可基本上同时或并发地执行。

保持和缩放单元130可包括放大器amp和反馈电容器cf。放大器amp可顺序地接收多个采样输入电压，以顺序地生成多个感测电压vsen。要重申的是，放大器amp被配置为顺序地接收多个采样输入电压中的每一个以顺序地生成相应多个感测电压vsen，相应多个感测电压vsen中的每一个低于多个输入电压中的相应一个输入电压。反馈电容器cf可连接在放大器amp的输入端子和输出端子之间，并且可由多个通道ch共享。多个采样输入电压可通过放大器amp和反馈电容器cf被顺序地缩放成多个感测电压vsen。要重申的是，放大器amp和反馈电容器cf被配置为使得多个采样输入电压中的每一个通过放大器amp和反馈电容器cf被顺序地缩放成多个感测电压vsen中的相应一个感测电压vsen。

在一些示例实施例中，缩放操作可以是用于减小电平的缩小操作。例如，作为高电压的多个输入电压vin可通过增益g缩小成作为低电压的多个感测电压vsen。增益g可由式1表示。

[式1]

g＝cs/cf

为了执行缩小操作，反馈电容器cf的电容可大于采样电容器cs的电容。

模数转换器150可执行将多个感测电压vsen转换为多个数字信号ds的模数转换操作。

图2是示出图1的高电压感测电路的示例的电路图。

参照图2，包括在图1的高电压感测电路100中的采样单元120a、保持和缩放单元130a以及模数转换器150a示出于图2中。

采样单元120a可从多个通道接收多个输入电压vip0、vin0、vip1、vin1、……、vipm和vinm。

在图2的示例中，多个通道可按照差分方案或方式实现。例如，接收一对输入电压(例如，输入电压vip0和vin0)的两条信号线可形成一个通道。该对输入电压中的一个(例如，输入电压vip0)可以是从显示面板实际提供的作为高电压的输入电压，该对输入电压中的另一个可以是用于实现差分方案的参考电压。尽管为了例示方便，图2示出(m+1)个通道，其中m是大于或等于2的自然数，但是通道的数量可根据示例实施例而改变。

采样单元120a可包括多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm，并且还可包括多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm以及多个差分开关sd0、sd1、……、sdm。

多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm可连接到多个通道。例如，采样电容器csp0和csn0可连接到接收输入电压vip0和vin0的第一通道，采样电容器csp1和csn1可连接到接收输入电压vip1和vin1的第二通道，并且采样电容器cspm和csnm可连接到接收输入电压vipm和vinm的第(m+1)通道。

多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm可被设置在或位于多个通道与多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm之间，并且可响应于第一采样信号qs而操作。例如，采样开关ssp0和ssn0可被设置在第一通道与采样电容器csp0和csn0之间，采样开关ssp1和ssn1可被设置在第二通道与采样电容器csp1和csn1之间，并且采样开关sspm和ssnm可被设置在第(m+1)通道与采样电容器cspm和csnm之间。

如将参照图4描述的，多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm可响应于第一采样信号qs而基本上同时导通，使得多个输入电压vip0、vin0、vip1、vin1、……、vipm和vinm由多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm基本上同时采样。

多个差分开关sd0、sd1、……、sdm可被设置在或位于多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm之间以及多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm之间，并且可响应于多个保持信号qh0、qh1、……、qhm而操作。例如，差分开关sd0可被设置在采样开关ssp0和ssn0之间以及采样电容器csp0和csn0之间，并且可响应于第一保持信号qh0而操作。差分开关sd1可被设置在采样开关ssp1和ssn1之间以及采样电容器csp1和csn1之间，并且可响应于第二保持信号qh1而操作。差分开关sdm可被设置在采样开关sspm和ssnm之间以及采样电容器cspm和csnm之间，并且可响应于第(m+1)保持信号qhm而操作。

保持和缩放单元130a可包括放大器132a以及反馈电容器cf1和cf2，并且还可包括多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm、多个共模开关scp0、scn0、scp1、scn1、……、scpm和scnm以及复位开关sr1和sr2。

放大器132a可顺序地接收由多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm采样的多个采样输入电压，以顺序地生成多个感测电压vsen0～vsenm。

在图2的示例中，放大器132a还可按照差分方案实现。例如，放大器132a可包括两个输入端子和两个输出端子。两个输入端子中的一个可选择性地连接到包括在多个通道中的一个信号线组(例如，接收输入电压vip0、vip1、……、vipm的信号线)，并且两个输入端子中的另一个可选择性地连接到包括在多个通道中的另一信号线组(例如，接收输入电压vin0、vin1、……、vinm的信号线)。两个输出端子可顺序地输出作为差分信号的多个感测电压vsen0至vsenm。

反馈电容器cf1和cf2可连接在放大器132a的输入和输出之间。例如，反馈电容器cf1可连接在放大器132a的第一输入端子和第一输出端子之间，并且反馈电容器cf2可连接在放大器132a的第二输入端子和第二输出端子之间。反馈电容器cf1和cf2可由多个通道共享。

复位开关sr1和sr2可与反馈电容器cf1和cf2并联连接在放大器132a的输入和输出之间，并且可响应于复位信号q2而操作。例如，复位开关sr1可与反馈电容器cf1并联连接在放大器132a的第一输入端子和第一输出端子之间，并且复位开关sr2可与反馈电容器cf2并联连接在放大器132a的第二输入端子和第二输出端子之间。

多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm可被设置在或位于多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm与放大器132a之间，并且可响应于多个保持信号qh0、qh1、……、qhm而操作。例如，保持开关shp0和shn0可被设置在采样电容器csp0和csn0与放大器132a之间，并且可响应于第一保持信号qh0而操作。保持开关shp1和shn1可被设置在采样电容器csp1和csn1与放大器132a之间，并且可响应于第二保持信号qh1而操作。保持开关shpm和shnm可被设置在采样电容器cspm和csnm与放大器132a之间，并且可响应于第(m+1)保持信号qhm而操作。

如将参照图4描述的，多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm可响应于多个保持信号qh0、qh1、……、qhm而顺序地导通，使得多个采样输入电压通过放大器132a和反馈电容器cf1和cf2被顺序地缩放成多个感测电压vsen0至vsenm。

多个共模开关scp0、scn0、scp1、scn1、……、scpm和scnm可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm与多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm之间的节点。例如，共模开关scp0和scn0可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到采样电容器csp0和csn0与保持开关shp0和shn0之间的节点。共模开关scp1和scn1可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到采样电容器csp1和csn1与保持开关shp1和shn1之间的节点。共模开关scpm和scnm可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到采样电容器cspm和csnm与保持开关shpm和shnm之间的节点。

模数转换器150a可将多个感测电压vsen0至vsenm转换为多个数字信号ds0至dsm。在图2的示例中，模数转换器150a还可按照差分方案实现。

如上所述，多个通道、放大器132a和模数转换器150a可全部按照差分方案实现。因此，多个通道和放大器132a可按照差分方案彼此连接，并且放大器132a和模数转换器150a可按照差分方案彼此连接。

在一些示例实施例中，采样单元120a可包括用于高电压的元件或器件或者可利用用于高电压的元件或器件来实现，并且保持和缩放单元130a可包括用于低电压的元件或器件或者可利用用于低电压的元件或器件来实现。

例如，由于多个输入电压vip0、vin0、vip1、vin1、……、vipm和vinm是具有相对高的电平的高电压，所以包括在采样单元120a中的多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm和多个差分开关sd0、sd1、……、sdm可包括能够承受或抵御高电压(例如，不会被高电压损坏)的用于高电压的开关元件。例如，用于高电压的开关元件可包括具有相对高的阈值电压的高电压晶体管。另外，包括在采样单元120a中的多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm可包括能够承受或抵御高电压的用于高电压的电容器。在图2和后续附图中，用于高电压的元件或器件由相对粗的实线示出。

由于保持和缩放单元130a使用具有相对低的电压电平的低电压来操作，所以包括在保持和缩放单元130a中的多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm、多个共模开关scp0、scn0、scp1、scn1、……、scpm和scnm、复位开关sr1和sr2以及放大器132a可包括用于低电压的开关元件。例如，用于低电压的开关元件可包括具有相对低的阈值电压的低电压晶体管。另外，包括在保持和缩放单元130a中的反馈电容器cf1和cf2可包括用于低电压的电容器。在图2和后续附图中，用于低电压的元件或器件由相对细的实线示出。

尽管图2中未示出，模数转换器150a也可包括用于低电压的元件或器件或者也可利用用于低电压的元件或器件来实现。

图3是示出根据示例实施例的高电压感测电路的操作方法的流程图。图4是示出图2的高电压感测电路基于图3的方法的操作的时序图。在图4的时序图中，信号q2、qs、qsp、qh0、qh1、……、qhm可全部包括具有逻辑高电平的有效时段和具有逻辑低电平的无效时段。响应于各个信号而操作的各个开关可在有效时段中导通和闭合，并且可在无效时段中截止和断开。

参照图2、图3和图4，在根据示例实施例的高电压感测电路的操作方法中，使用多个采样电容器来执行对从多个通道接收的多个输入电压同时采样的采样操作(步骤s100)。

例如，如图4所示，复位信号q2可定期切换，使得有效时段和无效时段交替地重复。在采样间隔期间，第一采样信号qs可被激活，多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm可基本上同时导通，多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm的一端可分别电连接到多个通道，因此从多个通道接收的多个输入电压vip0、vin0、vip1、vin1、……、vipm和vinm可由多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm基本上同时采样。要重申的是，多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm被配置为使得当在采样间隔期间接收到第一采样信号时，多个输入电压vip0、vin0、vip1、vin1、……、vipm和vinm由多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm基本上同时采样。

另外，在采样间隔期间，第二采样信号qsp可被激活，多个共模开关scp0、scn0、scp1、scn1、……、scpm和scnm可基本上同时导通，因此可在多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm的另一端提供共模电压cml。

在一些示例实施例中，第二采样信号qsp可与第一采样信号qs同时激活，并且第二采样信号qsp可在第一采样信号qs去激活之前去激活。在这种情况下，多个共模开关scp0、scn0、scp1、scn1、……、scpm和scnm可在多个采样开关ssp0、ssn0、ssp1、ssn1、……、sspm和ssnm之前截止，因此可防止当从采样操作切换到保持操作时在采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm处可能发生的电荷注入问题。

在执行并完成采样操作之后，使用放大器和反馈电容器同时执行将多个采样输入电压顺序地缩放成多个感测电压的缩放操作以及顺序地提供或输出多个感测电压的保持操作(步骤s200)。

例如，如图4所示，在采样间隔之后的保持间隔期间，多个保持信号qh0、qh1、……、qhm被顺序地激活，多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm和多个差分开关sd0、sd1、……、sdm可被顺序地激活，因此多个采样输入电压可被顺序地保持和缩放。要重申的是，多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm被配置为使得当在保持间隔期间顺序地接收多个保持信号qh0、qh1、……、qhm时，将多个采样输入电压中的每一个顺序地缩放成多个感测电压vsen中的相应一个感测电压vsen并且顺序地提供多个感测电压vsen，并且同时执行顺序地缩放多个采样输入电压和顺序地提供多个感测电压vsen。

当第一保持信号qh0被激活时，保持开关shp0和shn0和差分开关sd0可导通，采样电容器csp0和csn0的一端可彼此电连接，并且采样电容器csp0和csn0的另一端可电连接到放大器132a。针对从第一通道接收并采样的输入电压vip0和vin0的缩放操作和保持操作可由放大器132a和反馈电容器cf1和cf2基本上同时执行，以生成缩小的感测信号vsen0。在这种情况下，反馈电容器cf1和cf2可由第一通道使用。当在第一保持信号qh0被去激活之后立即激活复位信号q2时，反馈电容器cf1和cf2可被复位。

类似地，当第二保持信号qh1被激活时，从第二通道接收并采样的输入电压vip1和vin1的缩放操作和保持操作可由放大器132a和反馈电容器cf1和cf2基本上同时执行以生成缩小的感测信号，并且反馈电容器cf1和cf2可由第二通道使用。当第(m+1)保持信号qhm被激活时，从第(m+1)通道接收并采样的输入电压vipm和vinm的缩放操作和保持操作可由放大器132a和反馈电容器cf1和cf2基本上同时执行以生成缩小的感测信号vsenm，并且反馈电容器cf1和cf2可由第(m+1)通道使用。

如上所述，可以按照反馈电容器cf1和cf2由多个通道顺序地使用的方式，由多个通道共享反馈电容器cf1和cf2。

图5和图6是示出图1的高电压感测电路的其它示例的电路图。与图2重复的描述将被省略。

参照图5，图5示出了包括在图1的高电压感测电路100中的采样单元120b、保持和缩放单元130b以及模数转换器150a。

除了图5中的多个通道按照单端方案或方式而非差分方案或方式实现之外，图5中的采样单元120b、保持和缩放单元130b以及模数转换器150a可分别与图2中的采样单元120a、保持和缩放单元130a以及模数转换器150a基本上相同。

采样单元120b可从按照单端方案实现的多个通道接收多个输入电压vi0、vi1、……、vim。采样单元120b可包括多个采样电容器cs0、cs1、……、csm，并且还可包括多个采样开关ss0、ss1、……、ssm。

图5中的多个采样电容器cs0、cs1、……、csm和多个采样开关ss0、ss1、……、ssm的配置和操作可分别与图2中的多个采样电容器csp0、csp1、……、cspm和多个采样开关ssp0、ssp1、……、sspm的配置和操作基本上相同。

保持和缩放单元130b可包括放大器132b以及反馈电容器cf1和cf2，并且还可包括多个保持开关sh0、sh1、……、shm、多个共模开关sc0、sc1、……、scm以及复位开关sr1和sr2。

图5中的放大器132b、反馈电容器cf1和cf2、多个保持开关sh0、sh1、……、shm、多个共模开关sc0、sc1、……、scm以及复位开关sr1和sr2的配置和操作可分别与图2中的放大器132a、反馈电容器cf1和cf2、多个保持开关shp0、shp1、……、shpm、多个共模开关scp0、scp1、……、scpm以及复位开关sr1和sr2的配置和操作基本上相同。

在图5的示例中，多个通道可按照单端方案来实现，因此多个通道和放大器132b可按照单端方案彼此连接。然而，由于放大器132b按照差分方案来实现，所以多个通道可选择性地连接到放大器132b的第一输入端子，并且用于差分方案的参考电压vref可被施加到放大器132b的第二输入端子。

参照图6，包括在图1的高电压感测电路100中的采样单元120b、保持和缩放单元130c以及模数转换器150c示出于图6中。

除了包括在保持和缩放单元130c中的放大器132c以及模数转换器150c按照单端方案而非差分方案实现之外，图6中的采样单元120b、保持和缩放单元130c以及模数转换器150c可分别与图5中的采样单元120b、保持和缩放单元130b以及模数转换器150a基本上相同。

保持和缩放单元130c可包括放大器132c和反馈电容器cf1，并且还可包括多个保持开关sh0、sh1、……、shm、多个共模开关sc0、sc1、……、scm和复位开关sr1。

除了图6中的放大器132c按照单端方案实现之外，图6中的放大器132c可与图5中的放大器132b基本上相同。反馈电容器cf1可连接在放大器132c的输入端子和输出端子之间，并且复位开关sr1可与反馈电容器cf1并联连接在放大器132c的输入端子和输出端子之间。图6中的多个保持开关sh0、sh1、……、shm和多个共模开关sc0、sc1、……、scm的配置和操作可分别与图5中的多个保持开关sh0、sh1、……、shm和多个共模开关sc0、sc1、……、scm的配置和操作基本上相同。

除了图6中的模数转换器150c按照单端方案实现之外，图6中的模数转换器150c可与图5中的模数转换器150a基本上相同。

在图6的示例中，多个通道、放大器132c和模数转换器150c可全部按照单端方案实现。因此，多个通道和放大器132c可按照单端方案彼此连接，并且放大器132c和模数转换器150c可按照单端方案彼此连接。

根据示例实施例的高电压感测电路100可包括由多个通道ch共享的反馈电容器cf，而不管所述多个通道ch的数量如何，因此可有效地感测或检测从多个通道ch接收的高电压，而不会增加电容器的数量和增加电路面积。由于反馈电容器cf由所有通道ch共同使用，所以仅需要考虑采样电容器cs的失配以使通道之间的失配最小化，因此感测误差可减小并且感测精度和性能可改进。另外，根据示例实施例的高电压感测电路100可使用放大器amp和反馈电容器cf基本上同时执行缩放操作和保持操作。由于执行仅包括采样间隔和保持间隔的两阶段操作的感测操作，所以感测速度可改进。

图2的示例中使用的电容器的总数n1、图5的示例中使用的电容器的总数n2以及图6的示例中使用的电容器的总数n3可分别由式2、式3和式4表示。

[式2]

n1＝2*k*cs+2*cf

[式3]

n2＝k*cs+2*cf

[式4]

n3＝k*cs+cf

在式2、式3和式4中，k表示多个通道ch的数量。

图7是示出根据示例实施例的高电压感测电路的框图。与图1重复的描述将被省略。

参照图7，高电压感测电路200包括多个通道ch和采样保持放大器210。高电压感测电路200还可包括模数转换器250。

除了图7中的采样保持放大器210还包括开关结构230之外，图7的高电压感测电路200可与图1的高电压感测电路100基本上相同。

采样保持放大器210可包括采样单元220以及保持和缩放单元240，并且还可包括开关结构230。

开关结构230可被设置在或位于采样单元220与保持和缩放单元240之间，并且可防止对包括在保持和缩放单元240中的元件或器件的损坏。换言之，可添加开关结构230以确保保持和缩放单元240的可靠性。将参照图8、图9和图10详细描述开关结构230。

图7中的采样单元220以及保持和缩放单元240可分别与图1中的采样单元120以及保持和缩放单元130基本上相同。图7中的多个通道ch和模数转换器250可分别与图1中的多个通道ch和模数转换器150基本上相同。

图8、图9和图10是示出图7的高电压感测电路的示例的电路图。与图2、图5和图6重复的描述将被省略。

参照图8，图8中示出了包括在图7的高电压感测电路200中的采样单元220a、开关结构230a、保持和缩放单元240a和模数转换器250a。

除了开关结构230a被添加到图8的示例之外，图8中的采样单元220a、保持和缩放单元240a以及模数转换器250a可分别与图2中的采样单元120a、保持和缩放单元130a以及模数转换器150a基本上相同。

开关结构230a可被设置在或位于采样单元220a与保持和缩放单元240a之间，并且可包括多个附加保持开关ashp0、ashn0、ashp1、ashn1、……、ashpm和ashnm以及多个附加共模开关ascp0、ascn0、ascp1、ascn1、……、ascpm和ascnm。

多个附加保持开关ashp0、ashn0、ashp1、ashn1、……、ashpm和ashnm可被设置在或位于多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm与多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm之间，并且可响应于多个保持信号qh0、qh1、……、qhm而操作。例如，附加保持开关ashp0和ashn0可被设置在采样电容器csp0和csn0与保持开关shp0和shn0之间，并且可响应于第一保持信号qh0而操作。附加保持开关ashp1和ashn1可被设置在采样电容器csp1和csn1与保持开关shp1和shn1之间，并且可响应于第二保持信号qh1而操作。附加保持开关ashpm和ashnm可被设置在采样电容器cspm和csnm与保持开关shpm和shnm之间，并且可响应于第(m+1)保持信号qhm而操作。

多个附加共模开关ascp0、ascn0、ascp1、ascn1、……、ascpm和ascnm可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm与多个附加保持开关ashp0、ashn0、ashp1、ashn1、……、ashpm和ashnm之间的节点。例如，附加共模开关ascp0和ascn0可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到采样电容器csp0和csn0与附加保持开关ashp0和ashn0之间的节点。附加共模开关ascp1和ascn1可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到采样电容器csp1和csn1与附加保持开关ashp1和ashn1之间的节点。附加共模开关ascpm和ascnm可响应于第二采样信号qsp将共模电压cml选择性地连接到采样电容器cspm和csnm与附加保持开关ashpm和ashnm之间的节点。

在一些示例实施例中，包括在开关结构230a中的多个附加保持开关ashp0、ashn0、ashp1、ashn1、……、ashpm和ashnm以及多个附加共模开关ascp0、ascn0、ascp1、ascn1、……、ascpm和ascnm的配置可与包括在保持和缩放单元240a中的放大器242a的前端处设置的多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm和多个共模开关scp0、scn0、scp1、scn1、……、scpm和scnm的配置基本上相同。换言之，相同的结构可重复地布置。与包括用于低电压的元件或器件的保持和缩放单元240a不同，开关结构230a可包括用于高电压的元件或器件或者可利用用于高电压的元件或器件来实现。

例如，当在图2的示例中接收作为高电压的多个输入电压vip0、vin0、vip1、vin1、……、vipm和vinm时，多个采样电容器csp0、csn0、csp1、csn1、……、cspm和csnm与多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm之间的节点处的电压可瞬时增加至使得保持和缩放单元130a的可靠性变得受损的电平。然而，由于包括用于高电压的元件或器件并具有与多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm和多个共模开关scp0、scn0、scp1、scn1、……、scpm和scnm相同的配置的多个附加保持开关ashp0、ashn0、ashp1、ashn1、……、ashpm和ashnm和多个附加共模开关ascp0、ascn0、ascp1、ascn1、……、ascpm和ascnm被添加到图8的示例，所以可防止对多个保持开关shp0、shn0、shp1、shn1、……、shpm和shnm、放大器242a和反馈电容器cf1和cf2中的至少一个的损坏，因此可解决内部可靠性问题。

参照图9，图9中示出了包括在图7的高电压感测电路200中的采样单元220b、开关结构230b、保持和缩放单元240b以及模数转换器250a。

除了开关结构230b被添加到图9的示例之外，图9中的采样单元220b、保持和缩放单元240b以及模数转换器250a可分别与图5中的采样单元120b、保持和缩放单元130b以及模数转换器150a基本上相同。除了图9中的多个通道按照单端方案，而非按照差分方案实现之外，图9中的采样单元220b、开关结构230b、保持和缩放单元240b以及模数转换器250a可分别与图8中的采样单元220a、开关结构230a、保持和缩放单元240a以及模数转换器250a基本上相同。

开关结构230b可被设置在或位于采样单元220b与保持和缩放单元240b之间，并且可包括多个附加保持开关ash0、ash1、……、ashm和多个附加共模开关asc0、asc1、……、ascm。

图9中的多个附加保持开关ash0、ash1、……、ashm和多个附加共模开关asc0、asc1、……、ascm的配置和操作可分别与图8中的多个附加保持开关ashp0、ashp1、……、ashpm和多个附加共模开关ascp0、ascp1、……、ascpm的配置和操作基本上相同。

参照图10，图10中示出包括在图7的高电压感测电路200中的采样单元220b、开关结构230b、保持和缩放单元240c以及模数转换器250c。

除了开关结构230b被添加到图10的示例之外，图10中的采样单元220b、保持和缩放单元240c以及模数转换器250c可分别与图6中的采样单元120b、保持和缩放单元130c以及模数转换器150c基本上相同。除了包括在保持和缩放单元240c中的放大器242c以及模数转换器250c按照单端方案而非差分方案实现之外，图10中的采样单元220b、开关结构230b、保持和缩放单元240c以及模数转换器250c可分别与图9中的采样单元220b、开关结构230b、保持和缩放单元240b以及模数转换器250a基本上相同。

图9和图10的示例中包括了包括用于高电压的元件或器件并具有与放大器242b和242c的前端处设置的多个保持开关sh0、sh1,……、shm和多个共模开关sc0、sc1、……、scm相同的配置的多个附加保持开关ash0、ash1、……、ashm和多个附加共模开关asc0、asc1、……、ascm，因此可解决内部可靠性问题。

图8、图9和图10的示例中的信号和开关的操作定时可与参照图3和图4描述的基本上相同。

在根据示例实施例的高电压感测电路200中，可使用反馈电容器cf有效地感测或检测从多个通道ch接收的高电压，而不会增加电容器的数量和增加电路面积。另外，仅需要考虑采样电容器cs的失配以使通道之间的失配最小化，因此感测误差可减小并且感测精度和性能可改进。另外，可执行仅包括采样间隔和保持间隔的两阶段操作的感测操作，因此感测速度可改进。此外，用于防止对作为低电压电路的保持和缩放单元240的损坏的开关结构230可被添加到高电压感测电路200，因此高电压感测电路200可具有改进或增强的可靠性。

图11是示出根据示例实施例的包括高电压感测电路的显示设备的框图。

参照图11，显示设备1000包括显示面板1100以及用于驱动显示面板1100的显示驱动器集成电路(ddi)。显示驱动器集成电路包括栅极驱动器1300、数据驱动器1400和高电压感测电路1500。显示驱动器集成电路还可包括定时控制器1200和存储器1600。

显示面板1100基于图像数据din来操作(例如，显示图像)。显示面板1100包括多个像素px、多条栅极线gl1至gln以及多条数据线dl1至dlm。多条栅极线gl1至gln可在第一方向dr1上延伸，并且多条数据线dl1至dlm可在与第一方向dr1交叉(例如，基本上垂直)的第二方向dr2上延伸。多个像素px中的每一个可电连接到多条栅极线gl1至gln中的相应一条和多条数据线dl1至dlm中的相应一条。显示面板1100可包括显示区域和外围区域。多个像素px可被设置或布置在显示区域中，并且外围区域可围绕显示区域。多个像素px可按照矩阵布置以形成像素阵列。

在一些示例实施例中，显示面板1100可包括例如液晶显示器(lcd)面板、发光二极管(led)面板、有机led(oled)面板、场发射显示(fed)面板等的各种类型的显示面板中的一种。

定时控制器1200控制显示设备1000的总体操作。定时控制器1200从外部装置(例如，主机或图形处理器)接收数据信号dat和系统控制信号scon。数据信号dat可包括用于多个像素px的多个像素数据。系统控制信号scon可包括主时钟信号、数据使能信号、垂直同步信号、水平同步信号等。定时控制器1200可在显示设备1000内作为硬件或软件或者按照硬件和软件的组合的形式实现。

定时控制器1200基于数据信号dat来生成图像数据din。定时控制器1200基于系统控制信号scon来生成用于控制栅极驱动器1300的栅极驱动器控制信号gcon以及用于控制数据驱动器1400的数据驱动器控制信号dcon。栅极驱动器1300可在显示设备1000内作为硬件或软件或者按照硬件和软件的组合的形式实现。

栅极驱动器1300基于栅极驱动器控制信号gcon来选择性地启用显示面板1100的多条栅极线gl1至gln以选择像素阵列的行。数据驱动器1400基于数据驱动器控制信号dcon和图像数据din将多个驱动电压施加到显示面板1100的多条数据线dl1至dlm。显示面板1100可由栅极驱动器1300和数据驱动器1400驱动。与数据信号dat和图像数据din对应的图像可显示在显示面板1100上。数据驱动器1400可在显示设备1000内作为硬件或软件或者按照硬件和软件的组合的形式实现。

高电压感测电路1500感测或检测从显示面板1100提供的多个输入电压vin，并且输出指示感测结果的多个数字信号ds。高电压感测电路1500可形成模拟前端(afe)，并且可以是根据参照图1至图10描述的示例实施例的高电压感测电路。例如，高电压感测电路1500可包括由多个通道ch共享的反馈电容器cf，因此可有效地感测或检测从多个通道ch接收的高电压，而不会增加电容器的数量和增加电路面积。另外，可执行仅包括采样间隔和保持间隔的两阶段操作的感测操作，因此感测速度可改进。此外，用于防止对低电压电路的损坏的开关结构230可被添加到高电压感测电路1500，因此高电压感测电路1500可具有改进或增强的可靠性。

存储器1600可基于多个数字信号ds来存储感测结果。感测结果可被提供给数据驱动器1400并且可用于驱动显示面板1100。

在一些示例实施例中，存储器1600可包括诸如动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)等的各种易失性存储器中的至少一个和/或诸如闪存、相变随机存取存储器(pram)、电阻随机存取存储器(rram)、磁随机存取存储器(mram)、铁电随机存取存储器(fram)、纳米浮栅存储器(nfgm)、聚合物随机存取存储器(poram)等的各种非易失性存储器中的至少一个。

根据示例实施例，包括在显示驱动集成电路中的所有元件(例如，定时控制器1200、栅极驱动器1300、数据驱动器1400、高电压感测电路1500和存储器1600)可被实现为一个芯片，或者定时控制器1200和其它元件(例如，栅极驱动器1300、数据驱动器1400、高电压感测电路1500和存储器1600)可被实现为单独的芯片。

图12是示出根据示例实施例的显示设备中所包括的像素的示例的电路图。

参照图12，像素px1可连接到栅极线gl1和数据线dl1，并且可包括有机发光二极管el、电容器cst以及多个晶体管t1、t2和t3。

晶体管t1可经由数据线dl1接收数据信号，并且可将数据信号发送到晶体管t2。晶体管t2可将与经由晶体管t1提供的数据信号对应的驱动电流供应给有机发光二极管el。电容器cst可连接在晶体管t2的栅电极与施加有电源电压elvdd的晶体管t2的一端之间，并且可将晶体管t2的导通状态维持一帧，使得有机发光二极管el将发光状态维持一帧。有机发光二极管el可连接在晶体管t2的另一端与地电压elvss之间。

有机发光二极管el可能随着使用时间过去而劣化或变差，并且有机发光二极管el的阈值电压可改变。因此，即使相同的驱动电流被供应给有机发光二极管el，亮度可改变并且画面的颜色可改变。因此，需要一种周期性地感测或检测有机发光二极管el的阈值电压并供应适当或优化的驱动电流的系统。

例如，在显示设备1000通电之后并且在图像显示在显示面板1100上之前，或者在阈值电压感测模式下，可供应控制信号con1并且晶体管t3可响应于控制信号con1而导通。可经由数据线dl1感测或检测有机发光二极管el的阈值电压。

在一些示例实施例中，根据示例实施例的高电压感测电路1500可用于感测或检测有机发光二极管el的阈值电压。换言之，从显示面板1100提供给高电压感测电路1500的多个输入电压vin中的每一个可以是有机发光二极管el的阈值电压。

如上所述，在感测有机发光二极管el的阈值电压并将指示阈值电压的阈值存储在存储器1600中之后，可通过考虑阈值电压相对于存储在存储器1600中的阈值的改变(例如，原始阈值电压与当前阈值电压之差)来补偿数据信号，并且可在图像显示在显示面板1100上的图像显示模式下将其输出到有机发光二极管el。因此，有机发光二极管el可以恒定亮度发射光，而不管阈值电压的改变。

尽管图12中示出包括在显示面板1100中的像素px1的示例，但是示例实施例不限于此。例如，像素结构可根据示例实施例而改变。

尽管示出了其中显示面板1100是包括有机发光二极管el的oled面板并且使用高电压感测电路1500来感测有机发光二极管el的阈值电压的示例，但是示例实施例不限于此。例如，显示面板1100可以是诸如lcd面板、oled面板、fed面板等的各种类型的显示面板中的一种，并且高电压感测电路1500可用于感测在显示面板1100中使用或用于驱动显示面板1100的各种类型的高电压中的至少一个。

图13是示出根据示例实施例的包括高电压感测电路的显示设备的框图。与图11重复的描述将被省略。

参照图13，显示设备1000a包括显示面板1100和显示驱动器集成电路。显示驱动器集成电路包括栅极驱动器1300、数据驱动器1400a和高电压感测电路1500a。显示驱动器集成电路还可包括定时控制器1200和存储器1600。

除了高电压感测电路1500a被设置在或位于图13中的数据驱动器1400a中之外，图13的显示设备1000a可与图11的显示设备1000基本上相同。

如参照图12描述的，当经由数据线dl1感测有机发光二极管el的阈值电压时和/或当经由数据线dl1感测在显示面板1100中使用或用于驱动显示面板1100的各种类型的高电压中的至少一个时，高电压感测电路1500a可包括在数据驱动器1400a中。

数据驱动器1400a可生成和/或提供第一采样信号qs、多个保持信号qh0、qh1、……、qhm、第二采样信号qsp和复位信号q2给高电压感测电路1500a。

尽管图11和图13中未示出，但是当经由栅极线感测在显示面板1100中使用或用于驱动显示面板1100的各种类型的高电压中的至少一个时，高电压感测电路可包括在栅极驱动器1300中。

图14是示出根据示例实施例的包括高电压感测电路的电子系统的框图。

参照图14，电子系统2000可包括处理器2100、存储器装置2200、显示装置2300、存储装置2400、输入/输出(i/o)装置2500和电源2600。

处理器2100可执行各种计算功能或任务。处理器2100可经由诸如地址总线、控制总线、数据总线等的总线连接到存储器装置2200、显示装置2300、存储装置2400和i/o装置2500。

存储器装置2200和存储装置2400可存储用于电子系统2000的操作的数据。i/o装置2500可包括诸如键盘、键区、鼠标等的输入装置以及诸如打印机等的输出装置。电源2600可为电子系统2000的操作提供电力。

显示装置2300可显示图像，并且可以是参照图11至图13描述的显示设备。显示装置2300可包括根据示例实施例的高电压感测电路2310。因此，可有效地感测用于驱动的各种高电压，并且可靠性特性和性能可改进。

本发明构思可应用于包括显示设备和系统的各种电子装置和系统。例如，本发明构思可被应用于诸如移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、数字相机、便携式游戏机、音乐播放器、摄像机、视频播放器、导航装置、可穿戴装置、物联网(iot)装置、万物互联网(ioe)装置、电子书阅读器、虚拟现实(vr)装置、增强现实(ar)装置、机器人装置等的系统。

前面是示例实施例的例示，不应被解释为其限制。尽管描述了一些示例实施例，本领域技术人员将容易地理解，在不实质上脱离示例实施例的新颖教导和优点的情况下，可在示例实施例中进行许多修改。因此，所有这些修改旨在包括在如权利要求中限定的示例实施例的范围内。因此，将理解，前面是各种示例实施例的例示，不应被解释为限于所公开的特定示例实施例，对所公开的示例实施例的修改以及其它示例实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。