[发明专利]应用于低功耗LCD的自偏置甲乙类输出缓冲放大器有效

专利信息
申请号: 201510076137.X 申请日: 2015-02-12
公开(公告)号: CN104660184B 公开(公告)日: 2017-12-15
发明(设计)人: 肖夏;张庚宇 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: H03F1/32 分类号: H03F1/32;H03F3/45
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所12201 代理人: 刘国威
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 应用于 功耗 lcd 偏置 乙类 输出 缓冲放大器
【说明书】:

技术领域

发明涉及大规模集成电路,低压低功耗电路,低压差线性稳压器(LDO),多级运算放大器。具体讲,涉及应用于低功耗LCD的自偏置甲乙类输出缓冲放大器。

背景技术

最近随着集成电路高度集成化,液晶显示阵列(LCD)面积也日益缩小。一个LCD单元由寄存器、数据存储器、数模转换器和输出缓冲器组成。在这些模块单元中,输出缓冲器直接决定整个液晶显示单元的质量,例如:整个显示器的速度、分辨率、电压摆幅和功耗,所以大带宽和大驱动负载能力的输出缓冲器对于高质量的LCD是至关重要的。为了满足高质量的液晶显示器(LCD)对大负载电容和电阻的日益增长的需求,研制大带宽和大驱动负载能力的输出缓冲器是非常关键的。

由于每一个LCD阵列有许多输出buffer集成在芯片上,所以输出buffer的静态功耗应该很小或者降低,这样可以延长电池的寿命。另外LCD buffer最好可以提供输出轨到轨的输出摆幅,并且有低的过驱动电压。然而最后的目标是高速和高线性度的输出buffer,也就是改善输出buffer的压摆率和线性度。

发明内容

为克服现有技术的不足,提供一种应用于低功耗LCD的输出buffer放大器。对于LCD阵列,该输出buffer放大器电路可以在低功耗(μW)条件下实现驱动大负载电容(数百pF),具有更高的线性度和更好的压摆率。为此,本发明采取的技术方案是,应用于低功耗LCD的自偏置甲乙类输出缓冲放大器,由两个增益放大级、两个比较器级、一个甲乙类输出级和一个乙类输出级组成;输入信号由第一增益放大级输入端输入后经两个增益放大级输出,第二增益放大级输出端与第一增益放大级反相输入端时间有反馈线相连;第一增益放大级输出端分别经一个比较器再各自连接乙类输出级。

所述放大器由第一至第十三PMOS晶体管M10、M11、M12、M20、M21、M22、M23、M24、M27、M28、MP1、MP2、MOP以及第一至第十三NMOS晶体管M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M25、M26、M29、MN1、MN2、MON共26个MOS晶体管、一个电容即补偿电容Ca构成;其中:

第一、第六至第十一、第十三PMOS晶体管M10、M22、M23、M24、M27、M28、MP1、MOP的源极共同接供电电源VDD;除了第二至第三PMOS晶体管M11、M12外,第一、第四至第十三PMOS晶体管M10、M20、M21、M22、M23、M24、M27、M28、MP1、MP2、MOP的衬底端接供电电源VDD;第三至第五、第八至第十一、第十三NMOS晶体管M15、M16、M17、M25、M26、M29、MN1、MON的源极共同接地GND;第一至第十三NMOS晶体管M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M25、M26、M29、MN1、MN2、MON的衬底端接地GND;

第一PMOS晶体管M10的栅极接第一偏置电压Vb1、漏极接第二至第三PMOS晶体管M11、M12的源极;第一至第二PMOS晶体管M11、M12、第一至第二NMOS晶体管M13、M14的栅极分别接输入电压Vin-和Vin+端;第三NMOS晶体管M15的栅极接第二偏置电压Vb2、漏极接第一至第二NMOS晶体管M13、M14的源极;

第二PMOS晶体管M11、第四NMOS晶体管M16的漏极、第四至第五NMOS晶体管M16、M17、第九至第十NMOS晶体管M26、M29的栅极共同接第六NMOS晶体管M18的源极;第三PMOS晶体管M12、第五NMOS晶体管M17的漏极、第八NMOS晶体管M25的漏极共同接第七NMOS晶体管M19的源极;第四至第五PMOS晶体管M20、M21的栅极、第六至第七NMOS晶体管M18、M19的栅极、第六NMOS晶体管M18的漏极共同接第四NMOS晶体管M20的源极;第一NMOS晶体管M13、第六PMOS晶体管M22的漏极、第四至第五PMOS晶体管M22、M23、第九至第十PMOS晶体管M27、M28的栅极共同接第四PMOS晶体管M20的源极;第二NMOS晶体管M14、第七PMOS晶体管M23的漏极共同接第五PMOS晶体管M21的源极;第七NMOS晶体管M19、第五PMOS晶体管M21的漏极共同接第五PMOS晶体管M24的栅极;

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