专利名称：用于液晶显示驱动芯片的低功耗驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型电路涉及一种台式电脑用IXD (液晶显示)屏、笔记本电脑用IXD屏以 及未来的液晶电视屏用TFT-LCD (薄膜晶体管-液晶显示)的驱动芯片，尤其是指该驱动芯 片上的低功耗驱动电路。
背景技术：
驱动放大器在TFT-IXD驱动IC (集成电路)中是非常重要的部件。一个TFT-IXD 驱动IC通常有数百个输出通道。在每个通道中，IC都要用一个紧凑的驱动放大器送出一 个模拟信号到LCD屏。为了驱动大尺寸LCD屏上的电容，该驱动放大器需要有足够的驱动能力。在单个 IC中有数百个这样的部件，所以不仅需要满足驱动能力的要求而且还必须要求低功耗，不 能让IC有较大的静态功耗，为了避免消耗大的静态功耗，同时具备大驱动能力，经常会使 用A/B类放大器。如图1所示为一般的A/B类放大器结构图，它具有两个输入VIP，VIN，当VIP比VIN 高的时候，晶体管M2是开启的，而且将VOUT拉到高电压。当VIP比VIN低的时候，晶体管 Ml开启，把输出VOUT拉到低电压。因为A/B类放大器能够完全开启输出晶体管，所以能输 出大电流。但是A/B类放大器有自身的缺点，虽然Ml，M2驱动能力很大，但是A/B类放大器是 很难控制静态电流的，参见图1，这是因为节点A与B都是通过高增益，高阻抗节点来驱动 的。当半导体工艺漂移时，A/B点的电压难以控制，容易产生静态电流，流过M1，M2。另一种A类放大器，如图2所示，一个通常的A类放大器在电流源I 1与晶体管Ml 之间有一个输出。VIP比VI N低时，Ml开启并将输出拉到低，当VIP比VIN高时，Ml关闭 并通过电流源I 1将输出拉到高。该结构的优点是输出点的静态电流取决于电流源II。但是当输出需要拉高时，只 能通过电流源11，一般为了保持静态功耗，这个电流比较小，因此驱动能力有限。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种使静态电流得以有效控制、驱动能力增强的用于 液晶显示的驱动芯片的低功耗驱动电路。本实用新型提供了一种用于液晶显示驱动芯片的低功耗驱动电路，包括A类放大 器，其特征在于，所述低功耗驱动电路还包括辅助电路，所述辅助电路的输入端与A类放大 器的输入差分放大器的输出端耦接，辅助电路的输出端与A类放大器的输出端耦接，所述A 类放大器的第一输入(VIP)高于第二输入(VIN)达到设定值，所述辅助电路开启，提升A类 放大器的输出电压(VOUT)。根据本实用新型的实施例，所述辅助电路包括动态电源，具有第七(M12)、第八 (M13)、第九(MlO)和第十晶体管(Mil)；与动态电源耦接的控制输出管(M14)；并且所述辅
3助电路与A类放大器公用所述输入差分放大器。在上述实施例中，晶体管为场效应晶体管，并且，所述第七(M12)、第八晶体管 (M13)的源极接第一电位(VDD)，其栅极相连，其漏极分别连接第九(M10)、第十晶体管 (Mil)的漏极；第九(MlO)、第十晶体管(Mil)的栅极分别连接第二(M4)、第一晶体管(M3) 的漏极，其源极接第二电位(VSS)；控制输出晶体管(M14)的源极连接第一电位(VDD)，其栅 极连接第八晶体管(M13)的漏极，其漏极连接A类放大器的输出端(VOUT)。当放大器的第一输入(VIP)高于第二输入(VIN)达到设定值时开启上拉管，用于 快速提升输出端电压V0UT，上拉管能智能停止或者工作；当VIP，VIN之间的电压差小于设 定范围时上拉管停止工作，只有A类放大器工作，能控制静态功耗。采用上述技术解决方案，整合了 A类放大器与辅助电路，在静态功耗有效控制的 前提下，驱动能力与A/B类放大器一致。本实用新型比普通A/B类放大器更加容易在大规 模放大器中实现。
图1是现有一种A/B类放大器电路图；图2是现有一种A类放大器的电路图；图3是本实用新型低功耗驱动电路的功能示意图；图4是本实用新型低功耗驱动电路的原理图。
具体实施方式
本实用新型基于现有的A类放大器，通过增加一个并联的辅助电路来解决驱动能 力的问题。如图3所示，本实用新型，即用于液晶显示器驱动芯片的低功耗驱动电路，包括A 类放大器，辅助电路，其特点是在A类放大器的输入输出端并联一个辅助电路，当A类放大 器的第一输入(VIP)高于第二输入(VIN)达到设定值时开启辅助电路，用于快速提升输出 端电压VOUT。也即A类驱动放大器，有VIP，VIN两个输入，它会维持输出在一定电压。当VIP 高于VIN时，VOUT会上升，当VIP低于VIN，VOUT会降低。当VIP太高，VOUT急需提升时，A 类放大器的驱动能力不足，通过辅助电路会帮助输出电压VOUT快速提升。如图4所示A类放大器等效电路由晶体管M3，M4，M5，M6，输出下拉晶体管M7,电 流源负载晶体管M8，M9所组成，连接关系为晶体管M3，M4，为差分对，M5，M6为电流镜负载， 两者相联，中间点连接到输出晶体管M7的栅极；M8，M9串联，M9的漏极连M7的漏极，M8，M9 组成的电流源通常驱动能力是不足的。然而这个电路有一个辅助电路，辅助电路与A放大器公用一组输入差分放大器 M3，M4，M5，M6，管M10，Mil, M12，M13构成动态电源，控制输出管M14，连接关系为:M10, Mll 的栅极分别接M5，M6的漏极，M10, Mll的漏极分别接M12，M13的漏极，M12漏栅相连。M13 漏极连M14栅极。辅助电路的工作原理是这样的，平衡态时，M10，M11，M12，M13管将M14的 栅极电压偏置在大于(VDD-Vtp)这个电压，使输出驱动管M14关断，流过M14的静态电流接 近零。但是当VIP比VIN的电压值有一个比较大的变化的时候，M14的栅极电压能够迅速下降，最低能到VSS，M14能够完全开启，驱动能力很强。当VIP与VIN非常接近的时候，M14 关断，输出VOUT的终值电压由A类放大器的决定，稳定性分析与普通A类放大器一致。辅助电路的开启与关闭取决于VIP，VIN的电压差，当该电压差大于设定范围的时 候辅助电路开始工作，当该电压小于设定范围的时候辅助电路停止工作。综上所述，本实用新型使用了一个辅助电路，帮助增强A类放大器的驱动能力。如 此静态电流也得到了有效控制，并且驱动能力与A/B类放大器相当。本实用新型比A/B类 放大器更加容易在大规模集成电路中实现。以上实施例仅供说明本实用新型使用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域 的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变形，因 此所有等同的技术方案也应属于本实用新型的范围之内，应由各权利要求限定，而纳入权 利要求的范围之内。
权利要求一种用于液晶显示驱动芯片的低功耗驱动电路，包括A类放大器，其特征在于，所述低功耗驱动电路还包括辅助电路，所述辅助电路的输入端与A类放大器的输入差分放大器的输出端耦接，辅助电路的输出端与A类放大器的输出端耦接，所述A类放大器的第一输入(VIP)高于第二输入(VIN)达到设定值，所述辅助电路开启，提升A类放大器的输出电压(VOUT)。
2.根据权利要求1所述的低功耗驱动电路，其特征在于，所述A类放大器包括 输入差分放大器，具有一个由第一晶体管(M3)和第二晶体管(M4)构成的差分对，以及一个由第三晶体管(M6)和第四晶体管(M5)构成的电流镜负载； 输出下拉晶体管(M7)；电流源负载晶体管，具有串联的第五晶体管(M8)和第六晶体管(M9)； 所述差分对与所述电流镜负载两者耦接，且两者中间的引出线与输出下拉晶体管耦 接，电流源负载晶体管的第六晶体管与输出下拉晶体管耦接。
3.根据权利要求1所述的低功耗驱动电路，其特征在于，所述辅助电路包括 动态电源，具有第七_、第八(M13)、第九(MlO)和第十晶体管(Mil)；与动态电源耦接的控制输出管(M14)；并且所述辅助电路与A类放大器公用所述输入差分放大器。
4.根据权利要求3所述的低功耗驱动电路，其特征在于，所述晶体管为场效应晶体管， 并且，所述第七(M12)、第八晶体管(M13)的源极接第一电位(VDD)，其栅极相连，其漏极分别 连接第九(MlO)、第十晶体管(Mil)的漏极；第九(MlO)、第十晶体管(Mil)的栅极分别连接第二(M4)、第一晶体管(M3)的漏极，其 源极接第二电位(VSS)；控制输出晶体管(M14)的源极连接第一电位(VDD)，其栅极连接第八晶体管(M13)的漏 极，其漏极连接A类放大器的输出端(VOUT)。
专利摘要本实用新型提供了一种用于液晶显示驱动芯片的低功耗驱动电路，包括A类放大器，其特征在于，所述低功耗驱动电路还包括辅助电路，所述辅助电路的输入端与A类放大器的输入差分放大器的输出端耦接，辅助电路的输出端与A类放大器的输出端耦接，所述A类放大器的第一输入(VIP)高于第二输入(VIN)达到设定值，所述辅助电路开启，提升A类放大器的输出电压(VOUT)。所述辅助电路包括动态电源以及与动态电源耦接的控制输出管(M14)；并且所述辅助电路与A类放大器公用所述输入差分放大器。采用上述技术解决方案，通过使用一个辅助电路增强了A类放大器的驱动能力，在静态功耗有效控制的前提下，驱动能力与A/B类放大器一致。
文档编号G09G3/36GK201725545SQ20102003329
公开日2011年1月26日 申请日期2010年1月21日 优先权日2010年1月21日
发明者沈林峰, 肖宏, 金昕 申请人:新相微电子(上海)有限公司