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反饋型放大電路及驅動電路的製作方法

2023-11-01 13:05:17 2

專利名稱:反饋型放大電路及驅動電路的製作方法
技術領域:
本發明涉及放大電路和以所希望的電壓驅動電容性負載的驅動電路,特別是涉及在有源矩陣型顯示裝置(TFT-LCD、TFT-OLED等)中能夠用低功率高速驅動電容性負載的數據線的驅動電路。
背景技術:
圖33是表示現有的最簡單的反饋型充電裝置的電路構成的圖。參照圖33(a),包括源極共同連接並連接到恆流源905的一端上,柵極分別連接在輸入端子1(Vin)、輸出端子2(Vout)上而形成為差動對的N溝道MOS電晶體903、904;源極連接在高電位側電源VDD上,柵極連接在P溝道MOS電晶體902的柵極上,漏極連接在N溝道MOS電晶體903的漏極上的P溝道MOS電晶體901(電流鏡像電路的電流輸出側電晶體);源極連接在高電位側電源VDD上,漏極和柵極連接起來並連接到N溝道MOS電晶體904的漏極上的P溝道MOS電晶體902(電流鏡像電路的電流輸入側電晶體)、把差動對的輸出(N溝道MOS電晶體903的漏極)輸入到柵極中,源極連接在高電位側電源VDD上,漏極連接在輸出端子2(Vout)和恆流源907的連接點上的P溝道MOS電晶體906。
當Vin>Vout時,提高P溝道MOS電晶體906的充電作用,能夠把輸出電壓Vout高速地提升到Vin上。而且,如果把電流源907的電流抑制得足夠小,能夠在與輸入電壓Vin相等的電壓下穩定地驅動輸出電壓Vout。
但是,當充電能力非常強時,由於反饋型的構成中的元件的寄生電容等引起的響應延遲,而產生過衝,但是,為了抑制電流源907的放電能力,從過衝恢復而到達在Vout等於Vin的電壓下進行穩定地驅動,需要花費時間(難以進行高速驅動)。
當加大電流源907的電流時,由於放電能力變強,過衝和下衝交替反覆而發生振蕩。
為了防止振蕩,如圖33(b)所示的那樣,當設置連接在輸出端子2與N溝道MOS電晶體904的柵極的連接點與P溝道MOS電晶體906的柵極端子之間的相位補償電容908時,即使在電晶體906的充電能力和電流源907的放電能力都強的情況下,也能快速並且穩定地進行高速驅動。
但是,為了使相位補償電容908高速地充放電,由於必須使足夠的電流流過差動級的電流源905,而存在消耗功率增加的問題。
下面,參照圖35來對在日本專利公開特開2000-338461號公報(特願平11-145768號)、SID00文摘,第146-149頁(00.5.14發布)中本發明人提出的技術進行說明。參照圖35,在電路1020中,包括源極連接在恆流源1001、1002的一端上的P溝道MOS電晶體1003、1004,該恆流源1001、1002的另一端連接在高電位側電源VDD上,P溝道MOS電晶體1003的柵極和漏極相連接,連接在一端連接在低電位側電源VSS上的恆流源1005的另一端上,P溝道MOS電晶體1004的柵極連接在P溝道MOS電晶體1003的柵極上,P溝道MOS電晶體1004的漏極連接在電源VSS上,P溝道MOS電晶體1003的源極連接在切換開關1011的一個輸出端上,P溝道MOS電晶體1004的源極連接在切換開關1012的一個輸入端上。在電路1030中,包括源極連接在恆流源1009、1010的一端上的N溝道MOS電晶體1007、1008,該恆流源1009、1010的另一端連接在電源VSS上,N溝道MOS電晶體1007的柵極和漏極連接在起來,並連接在一端與電源VDD相連的恆流源1006的另一端上,N溝道MOS電晶體1008的柵極連接在N溝道MOS電晶體1007的柵極上,N溝道MOS電晶體1008的漏極連接在電源VDD上,N溝道MOS電晶體1007的源極連接在切換開關1011的另一個輸出端上,N溝道MOS電晶體1008的源極連接在切換開關1012的另一個輸入端上。切換開關1011的輸入端連接在輸入端子1上,切換開關1012的輸出端連接在輸出端子2上,開關1013連接在輸出端子2與電源VDD之間,開關1014連接在輸出端子2與電源VSS之間。
該電路是利用電晶體的源極跟隨器動作來進行驅動的電路,一般,以源極跟隨器動作來進行驅動,因此,當輸出輸出電壓範圍的高電位側電壓時,通過預充電電路1040,把輸出電壓Vout預充電到高電位電源電壓VDD上,使電路1020動作,當輸出輸出電壓範圍的低電位側電壓時,通過預充電電路1040,把輸出電壓Vout預充電到低電位電源電壓VSS上,使電路1030動作。
電路1020在P溝道MOS電晶體1003、1004的各自的源極被從輸入端子1和輸出端子2切斷的狀態下,設定恆流源1001、1002、1005的電流,以使P溝道MOS電晶體1003、1004的各自的柵極·源極間電壓成為相等的,當連接到輸入端子1和輸出端子2上而使電路1020動作時,通過P溝道MOS電晶體1004的源極跟隨器動作,使預充電到電壓VDD上的輸出端子2快速進行放電,而使輸出電壓Vout降低到與輸入電壓相等的電壓上,並成為穩定的。
同樣,電路1030在N溝道MOS電晶體1007、1008的各自的源極被從輸入端子1和輸出端子2切斷的狀態下,設定恆流源1006、1009、1010的電流,以使N溝道MOS電晶體1007、1008的各自的柵極·源極間電壓成為相等的,當連接到輸入端子1和輸出端子2上而使電路1030動作時,通過N溝道MOS電晶體1008的源極跟隨器動作,使放電到電壓VSS上的輸出端子2快速進行放電,而使輸出電壓Vout提高到與輸入電壓相等的電壓上,並成為穩定的。
這樣,圖35的驅動電路根據輸入電壓而適當地控制預充電電路1040、電路1020和電路1030,由此,通過源極跟隨器動作把輸出電壓Vout快速地驅動到與輸入電壓相等的電壓上。
該電路通過在各電流源中僅流過微小的電流就能實現由源極跟隨器動作所產生的驅動,在負載電容小的情況下,能夠以低消耗功率進行驅動,而在負載電容大的情況下,由於伴隨著預充電或者放電的剩餘的充放電變大,則消耗功率增加了。
而且,由於在預充電或者放電中需要花費時間,所以難以進行高速驅動。
發明所要解決的問題在現有的運算放大器的反饋型放大電路中,由於輸出級的充電作用和放電作用較強,在驅動到所希望的電壓之後,由於反饋所產生的延遲,過衝和下衝反覆進行,如果不設置相位補償裝置(相位補償電容),就不能得到穩定的輸出。
當設置相位補償電容時,為了進行高速動作,必須流過用於使相位補償電容高速充放電的大電流,因此,消耗功率增加了。
由於相位補償電容越大,動作穩定性越好,則必須設置高速動作所需要的大容量的相位補償電容,則消耗功率進一步增加。
現有方式(運算放大器)的反饋型放大電路不能在低消耗功率下高速穩定驅動。
因此,本發明的目的是提供一種驅動電路,僅使用微小的動作維持電流,就能把輸出電壓Vout高速地驅動到與輸入電壓Vin相等的電平上,而不伴隨剩餘的充放電,因此,即使對於大容量負載,也能以低消耗功率高速地進行驅動,來實現高性能化。
本發明的另一個目的是提供一種驅動電路,抑制例如大容量負載的驅動時的驅動電路的輸出波形振蕩。
本發明的又一個目的是提供一種驅動電路,通過除源極跟隨器型構成的放電電路、充電電路之外的構成,而不需要相位補償電容。發明概述提供用於解決上述課題的措施的本發明,是把沒有相位補償電容的反饋型充電裝置(主要為電壓跟隨器電路)與源極跟隨器放電裝置進行組合的構成。
而且,本發明是沒有相位補償電容的反饋型充電裝置(主要為電壓跟隨器電路)與源極跟隨器放電裝置進行組合的構成。
在本發明中,可以在構成反饋型充電裝置的差動對的輸出與輸出端子之間設置輸出波形振蕩抑制用的電容。而且,在本發明中,可以在構成反饋型放電裝置的差動對的輸出與輸出端子之間,設置用於抑制輸出波形振蕩的電容。
而且,在本發明中,包括能夠通過輸入電壓和輸出電壓兩個輸入來產生充電作用而提高輸出電壓的反饋型充電裝置,可以用在與反饋型充電裝置相獨立地動作中根據與輸入電壓相對應的所希望的電壓與輸出電壓的電壓差而動作的非反饋型的放電裝置(不是源極跟隨器構成),來置換源極跟隨器放電裝置。同樣,在反饋型放電裝置(主要為電壓跟隨器電路)與源極跟隨器充電裝置的組合中,可以用不是源極跟隨器型構成的非反饋型的充電裝置來置換源極跟隨器充電裝置。
附圖的簡要說明

圖1是表示本發明的第一實施例的構成的方框圖;圖2是表示本發明的第二實施例的構成的方框圖;圖3是表示本發明的第一實施例的源極跟隨器放電裝置41的構成的方框圖;圖4是表示本發明的第一實施例的反饋型充電裝置11的構成的方框圖;圖5是表示本發明的第一實施例中的輸出電壓波形的圖;圖6是表示本發明的第二實施例的源極跟隨器充電裝置42的構成的方框圖;圖7是表示本發明的第二實施例的反饋型放電裝置12的構成的方框圖;圖8是表示本發明的第二實施例中的輸出電壓波形的圖;圖9是表示圖4的本發明的第一實施例的柵極偏置控制裝置51的構成的圖;圖10是表示圖7的本發明的第二實施例的柵極偏置控制裝置52的構成的圖;圖11是表示圖4的源極跟隨器放電裝置41的變形例的圖;圖12是表示圖4的充電裝置31的變形例的圖;圖13是表示圖4的反饋型充電裝置11的變形例的圖;圖14是表示本發明的第三實施例的構成圖;圖15是表示圖13的具體例子的圖;圖16是表示圖15的變形例的圖;圖17是表示圖15的源極跟隨器放電裝置41、源極跟隨器充電裝置42的變形例的圖;圖18是表示圖15的變形例的圖;圖19是表示圖14的變形例的圖;圖20是表示圖19的變形例的圖;圖21是表示圖19的具體例子的圖;圖22是表示圖21的變形例的圖;
圖23是表示圖22的變形例的圖;圖24是表示圖20的具體例子的圖;圖25是表示圖21的源極跟隨器放電裝置41、源極跟隨器充電裝置42的具體例子的圖;圖26是表示圖22的源極跟隨器放電裝置41、源極跟隨器充電裝置42的具體例子的圖;圖27是表示圖23的源極跟隨器放電裝置41、源極跟隨器充電裝置42的具體例子的圖;圖28是表示圖24的源極跟隨器充放電裝置43的具體例子的圖;圖29是表示使用圖1~圖28的驅動電路作為液晶顯示裝置的數據驅動的緩衝器時的具體構成的圖;圖30是表示圖29的變形例的圖;圖31是以表形式表示作為液晶顯示裝置的數據驅動的緩衝器而使用時的控制方法的圖;圖32是以表形式表示圖31的變形例的圖;圖33是表示現有的反饋放大電路的構成圖;圖34是表示在放電裝置中設置源極跟隨器電晶體的比較例子的構成圖;圖35是表示現有的另一個反饋放大電路的構成圖;圖36是表示用圖15的驅動電路來進行大容量負載的驅動的情況下成為最大振幅的驅動電壓0.2V~6.8V時的負載近端和負載遠端的輸出電壓波形的圖;圖37是表示圖36中的輸出延遲時間的圖;圖38是表示圖36中的驅動電路的高電位側電源VDD的消耗電流的變化的圖;圖39是表示無負載時的輸出波形的圖;圖40是表示通過圖15的驅動電路相對於大容量布線負載而輸出電源電壓範圍的中間附近電壓5V時的負載近端和負載遠端的輸出電壓波形的圖;圖41是圖40的部分放大圖;
圖42是表示本發明的實施例的變形例(圖15的變形例)的圖;圖43是表示通過圖42的驅動電路相對於大容量布線負載而輸出電源電壓範圍的中間附近電壓5V時的負載近端和負載遠端的輸出電壓波形的圖;圖44是圖43的部分放大圖;圖45是表示本發明的實施例的變形例(圖27的變形例)的圖;圖46是表示用於本發明的實施例的驅動電路的性能評價的大容量負載的等效電路的圖;圖47是表示本發明的進一步的實施例的圖;圖48是表示圖47的放電裝置61、反饋型充電裝置11的具體例子的圖;圖49是表示圖48的開關動作的一例的定時圖。
發明的實施形態下面對本發明的實施形態進行說明。參照圖1,本發明包括作為電壓跟隨器進行作用的反饋型充電裝置(11),具有將輸入端子(1)的電壓和輸出端子(2)的電壓差動輸入的差動級(21),以及根據該差動級的輸出進行輸出端子(2)的充電作用的充電裝置(31);根據輸入端子電壓和輸出端子電壓的電壓差,通過電晶體的跟隨器作用來進行輸出端子(2)的放電作用的源極跟隨器型放電裝置(41)。
參照圖3,跟隨器型放電裝置(41)包括接受上述輸入端子電壓來控制輸出偏置電壓的偏置控制裝置(51);連接在輸出端子(2)與低電位側電源(VSS)之間、並且把從上述偏置控制裝置(51)所輸出的偏置電壓作為輸入的跟隨器電晶體(412)。
參照圖2,本發明包括作為電壓跟隨器進行作用的反饋型放電裝置(12),具有將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級(22),以及根據該差動級的輸出進行輸出端子(2)的放電作用的放電裝置(32);根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過電晶體的跟隨器動作來進行上述輸出端子的充電作用的源極跟隨器充電裝置(42)。
參照圖6,源極跟隨器充電裝置(42)包括接受上述輸入端子電壓來控制輸出偏置電壓的偏置控制裝置(52);連接在高電位側電源(VDD)與上述輸出端子之間、並且把上述偏置控制裝置的偏置電壓作為輸入的跟隨器電晶體(422)。
在電容性負載的驅動中,通過反饋型充電裝置(圖1的11)對負載電容進行高速充電,但由於由反饋所產生的響應延遲而產生微小的過衝。
在本發明中,源極跟隨器放電裝置(圖1的41)以與過衝相對應的放電能力快速地把過衝的輸出電壓降低到所希望的電壓上,由此,能夠穩定地驅動所希望的電壓。通過設置源極跟隨器放電裝置,即使不設置相位補償電容,也能抑制振蕩。
而且,在電容性負載的驅動中,通過反饋型放電裝置(圖2的12)對負載電容進行高速放電,但由於由反饋所產生的響應延遲而產生微小的下衝。
在本發明中,源極跟隨器充電裝置(圖2的42)以與下衝相對應的放電能力快速地把下衝的輸出電壓提高到所希望的電壓上,由此,能夠穩定地驅動所希望的電壓。通過設置源極跟隨器充電裝置,即使不設置相位補償電容,也能抑制振蕩。
在本發明中,由於沒有相位補償電容,能夠以低消耗功率來進行高速動作。而且,通過沒有相位補償電容,由於僅由電路元件的寄生電容等所產生的微小響應延遲,則即使產生過衝和下衝,也能被抑制到足夠小的電平上。而且,通過源極跟隨器動作能夠抑制過衝和下衝,快速地驅動到所希望的電壓上。而且,為了把輸出快速地穩定在所希望的電壓上,與進行跟隨器動作的電晶體的溝道長度對溝道寬度之比越高,穩定性越好。
而且,進行源極跟隨器動作的元件並不僅限於特定的電晶體,當然可以是這樣的元件其至少具有兩個端子,具有元件電流(輸出電流)隨著兩個端子的電壓差的增加而從零增大到足夠大的水平的特性,通過元件電流,把具有充電作用或者放電作用的一端連接到輸出端子上,在所希望的電壓輸出時把另一端控制到最適當的恆定電壓上。
下面,對於設置源極跟隨器電晶體作為放電裝置的比較例子,來說明與本發明的不同點。圖34是表示設置源極跟隨器電晶體作為放電裝置的比較例子的圖。參照圖34,該比較例子在圖33所示的構成中的輸出級的放電裝置為P溝道MOS電晶體911的源極跟隨器構成。差動對的輸出(N溝道MOS電晶體903的漏極)連接在P溝道MOS電晶體906的柵極上,該P溝道MOS電晶體906的源極連接在高電位側電源VDD上,漏極連接在輸出端子2上,同時,差動對的輸出還被輸入到源極連接在高電位側電源VDD上的P溝道MOS電晶體912的柵極中,P溝道MOS電晶體912的漏極連接到恆流源913上,同時,連接到P溝道MOS電晶體911的柵極上,該P溝道MOS電晶體911的源極連接在輸出端子2上,漏極連接在低電位側電源VSS上。
在本發明中,源極跟隨器放電裝置(圖1的41)為差動級(圖1的21)和充電裝置(圖1的31)的動作獨立進行的構成,而產生獨立的作用。
在圖34所示的比較例子的構成中,成為放電裝置的電晶體911的柵極的電位,隨著差動級的輸出(N溝道MOS電晶體903的漏極與P溝道MOS電晶體901的漏極的連接點電壓)而發生較大的變動。即,在圖34所示的比較例子中,如本發明那樣,成為放電裝置的P溝道MOS電晶體911的柵極電壓沒有被控制到與輸入電壓相對應的恆定偏置上。
因此,在圖34所示的比較例子的構成中,P溝道MOS電晶體911在輸入電壓Vin>輸出電壓Vout時被關斷。即,當輸出端子2的輸出電壓Vout小於輸入端子1的輸入電壓Vin時,N溝道MOS電晶體903的漏極電壓較低,成為充電裝置的P溝道MOS電晶體906導通,對輸出端子2進行充電(輸出端子2的輸出電壓Vout上升),此時,由於P溝道MOS電晶體912也是導通的,所以P溝道MOS電晶體911的柵極成為高電位側電源VDD側,放電裝置的P溝道MOS電晶體911被關斷。
P溝道MOS電晶體911為這樣的構成在輸入電壓Vin<輸出電壓Vout時成為導通的,而具有較強的放電能力。即,在輸入電壓Vin<輸出電壓Vout時,P溝道MOS電晶體912成為關斷的,P溝道MOS電晶體911的柵極電壓成為VSS電平,成為導通的。此時,成為充電裝置的P溝道MOS電晶體906成為關斷的。
這樣,輸出電壓Vout在Vin附近充電和放電切換,P溝道MOS電晶體906的充電能力和P溝道MOS電晶體911的放電能力都強,因此,在圖34所示的比較例中,在沒有設置相位補償電容的情況下,發生振蕩。
因此,當在圖34的比較例中設置相位補償電容時,與圖33所示的電路構成相同,產生消耗功率增加的問題。
與此相對,在本發明中,源極跟隨器電晶體為這樣的構成輸入從柵極偏置控制裝置所輸出的偏置電壓,根據輸出端子電壓和偏置電壓的電壓差來控制輸出電流,由此,不需要設置相位補償電容。
而且,在本發明的實施例中,可以為這樣的構成設有差動級的輸出與輸出端子之間的負載驅動時的輸出波形振蕩抑制用(波形整形用)的足夠小的電容。例如,可以為這樣的構成在圖15的第一差動級(213、314)的輸出與輸出端子(2)之間、第二差動級(223、324)的輸出與輸出端子(2)之間設有用於抑制負載驅動時的輸出波形振蕩的電容(圖17的216、217)。
在本發明的另一個實施例中,在跟隨器型放電裝置的構成之外,通過幾乎沒有響應延遲的非反饋構成,能夠實現不需要相位補償電容的反饋型放大電路和驅動電路。作為該實施例的一例,參照圖47,包括將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級(21),和根據上述差動級(21)的輸出來進行上述輸出端子的充電作用的充電裝置(311),還包括作為上述輸出端子電壓與上述輸入端子電壓成為同相的電壓跟隨器而起作用的反饋型充電裝置(11;與圖1的11相同的構成),取代跟隨器型放電裝置,設有放電裝置(61),該放電裝置(61)具有連接在上述輸出端子與低電位側電源之間的電晶體(601)、在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置(62)。該放電裝置(61)的偏置控制裝置(62)設有給上述電晶體(601)的控制端子提供預定的偏置電壓(Vref)的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述電晶體的控制端子之間。或者,作為上述電壓保持裝置,放電裝置(61)的偏置控制裝置(62)設有電容,在輸出期間的開始期間,向上述電晶體(601)的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子和上述偏置電壓被分別施加在一端和另一端上,保持上述輸入端子電壓和上述偏置電壓的電壓差,接著上述期間,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
更詳細地說,參照圖48,放電裝置(61)包括漏極連接在輸出端子(2)上,源極連接在低電位側電源間的MOS電晶體(601);連接在MOS電晶體(601)的柵極與柵極偏置電壓輸入端(Vref)之間的第一開關(612);一端連接在MOS電晶體(601)的柵極上的電容(602);連接在輸入端子(1)與電容(602)的另一端之間的第二開關(611);連接在輸出端子(2)與電容(602)的另一端之間的第三開關(613)。在驅動電路輸出期間,首先,第一、第二開關(612、611)接通,第三開關(613)斷開,接著,第一、第二開關(612、611)斷開,第三開關(613)接通。取代該電容元件(602),可以設置電壓保持裝置作為提供相同作用的電壓保持裝置,該電壓保持裝置抽樣並鎖存輸入電壓Vin和電壓Vref的電壓差,把鎖存的電壓差保持在輸出端子(2)與MOS電晶體(601)的柵極之間。
同樣,可以設置除跟隨器型充電裝置之外的構成。即,包括差動輸入輸入端子電壓和輸出端子電壓的差動級、根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的放電作用的放電裝置,還包括作為上述輸出端子電壓成為與上述輸入端子電壓成為同相的電壓跟隨器而起作用的反饋型放電裝置和充電裝置,該充電裝置具有連接在上述輸出端子與高電位側電源之間的電晶體、在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置電壓控制裝置。在上述充電裝置中,設有給上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述電晶體的控制端子之間。或者,在上述充電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始期間,向上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子和上述偏置電壓被分別施加在一端和另一端上,保持上述輸入端子電壓和上述偏置電壓的電壓差。接著上述期間,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。實施例為了對上述的本發明的實施例更詳細地進行說明,下面參照附圖對本發明的實施例進行說明。
圖1是表示本發明的第一實施例的構成圖。參照圖1,本發明的第一實施例的電路包括反饋型充電裝置11,能夠通過輸入電壓Vin和輸出電壓Vout兩個輸入而產生充電作用來提高輸出電壓Vout;源極跟隨器放電裝置41,通過與反饋型充電裝置11獨立地進行動作,根據輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的電壓差來產生由電晶體的源極跟隨器動作所引起的放電作用。
反饋型充電裝置11包括根據輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的兩個的電壓差而動作的差動級21;根據差動級21的輸出而產生充電作用的充電裝置31。
本實施例為不設置相位補償裝置(相位補償電容)的構成,由此,能夠以低消耗功率進行高速驅動。
在根據輸入電壓Vin而使輸出電壓Vout輸出所希望的電壓的驅動電路中,反饋型充電裝置11根據Vin和Vout的電壓差而動作,當輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,通過充電作用把輸出電壓Vout提升到所希望的電壓上。
反饋型充電裝置11不設置相位補償裝置,由此,能夠在低消耗功率下實現高速動作,但是,在反饋型的構成中,通過電路元件的寄生電容,而存在輸出電壓Vout的變化反映給充電作用所需要的微小的響應延遲,而存在產生過衝(過充電)的情況。
另一方面,源極跟隨器放電裝置41具有適合於輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的電壓差的放電能力,當輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,通過由電晶體的源極跟隨器動作所產生的放電作用,能夠使輸出電壓Vout下降到所希望的電壓的上。
在輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的電壓差大時,源極跟隨器放電裝置41放電能力高,隨著電壓差變小,放電能力變小,因此,由放電能力所引起的輸出電壓Vout的變化隨著接近於所希望的電壓而變得緩和。因此,源極跟隨器放電裝置41使輸出電壓Vout快速地變化到所希望的電壓上,同時,具有穩定到所希望的電壓上的作用。
因此,在輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,輸出電壓Vout通過反饋型充電裝置11而高速地提升到所希望的電壓上,此時,即使產生過衝(過充電),通過源極跟隨器放電裝置41,而快速地降低到所希望的電壓上,而成為穩定的輸出。
另一方面,在輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,反饋型充電裝置11的充電作用不動作,輸出電壓Vout通過源極跟隨器放電裝置41,由於對應於Vin和Vout的電壓差的源極跟隨器放電作用而降低到所希望的電壓上,而成為穩定的輸出。
而且,反饋型充電裝置11沒有相位補償電容,因此,僅有由電路元件的寄生電容等所引起的微小的響應延遲,即使在產生過衝的情況下,也被抑制在足夠小的電平上。因此,容易實現輸出電壓的穩定化。
這樣,通過反饋型充電裝置11和源極跟隨器放電裝置41的組合,在充電時,能夠在高速充電的同時,高速穩定在所希望的電壓上。
下面對本發明的第二實施例進行說明。圖2是表示本發明的第二實施例的構成的圖。參照圖2,本發明的第二實施例包括反饋型放電裝置12,能夠通過輸入電壓Vin和輸出電壓Vout兩個輸入而產生放電作用來降低輸出電壓Vout;源極跟隨器充電裝置42,通過與反饋型放電裝置12獨立地進行動作,根據輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的電壓差來產生由電晶體的源極跟隨器動作所引起的充電作用。
反饋型放電裝置12包括根據輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的兩個的電壓差而動作的差動級22;根據差動級22的輸出而產生放電作用的放電裝置32。在該第二實施例中,不設置相位補償裝置,由此,能夠以低消耗功率進行高速驅動。
在根據輸入電壓Vin而使輸出電壓Vout輸出所希望的電壓的驅動電路中,反饋型放電裝置12根據Vin和Vout的電壓差而動作,當輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,通過放電作用把輸出電壓Vout降低到所希望的電壓上。
反饋型放電裝置12不設置相位補償裝置,由此,能夠在低消耗功率下實現高速動作,但是,在反饋型的構成中,通過電路元件的寄生電容等,而存在輸出電壓Vout的變化反映給充電作用所需要的微小的響應延遲,而存在產生下衝(過放電)的情況。
另一方面,源極跟隨器充電裝置42具有適合於輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的電壓差的放電能力,當輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,通過由電晶體的源極跟隨器動作所產生的充電作用,能夠使輸出電壓Vout上升到所希望的電壓的上。
源極跟隨器充電裝置42的源極跟隨器充電能力,在輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的電壓差大時,充電能力高,隨著電壓差變小,充電能力變小,因此,由充電能力所引起的輸出電壓Vout的變化隨著接近於所希望的電壓而變得緩和。即,源極跟隨器放電裝置41使輸出電壓Vout快速地變化到所希望的電壓上,同時,具有穩定到所希望的電壓上的作用。
因此,在輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,輸出電壓Vout通過反饋型放電裝置12而高速地降低到所希望的電壓上,此時,即使產生下衝(過放電),通過源極跟隨器充電裝置42,而快速地上升到所希望的電壓上,而成為穩定的輸出。
另一方面,在輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,反饋型放電裝置12的放電作用不動作,輸出電壓Vout通過源極跟隨器充電裝置42,由於對應於Vin和Vout的電壓差的源極跟隨器放電作用而上升到所希望的電壓上,而成為穩定的輸出。
而且,反饋型放電裝置12沒有相位補償電容,因此,僅有由電路元件的寄生電容等所引起的微小的響應延遲,即使在產生下衝的情況下,也被抑制在足夠小的電平上。因此,容易實現輸出電壓的穩定化。
這樣,通過反饋型放電裝置12和源極跟隨器充電裝置42的組合,在放電時,能夠在高速放電的同時,高速穩定在所希望的電壓上。
圖3是表示圖1的源極跟隨器放電裝置41的構成的一個具體例子的圖。在根據輸入電壓Vin而使輸出電壓Vout輸出所希望的電壓的驅動電路中,源極跟隨器放電裝置41包括源極連接在輸出端子2上,漏極連接在低電位電源電壓VSS上的P溝道MOS電晶體412;接受輸入電壓Vin並把P溝道MOS電晶體412的柵極控制在恆定的電壓上的柵極偏置控制裝置51。
柵極偏置控制裝置51,在驅動所希望的輸出電壓期間,當P溝道MOS電晶體412的源極為所希望的電壓時,把P溝道MOS電晶體412的柵極控制在恆定的電壓上,以使柵極·源極間電壓為閾值電壓附近。
下面對源極跟隨器放電裝置41的作用進行說明。在輸出電壓Vout變化到所希望的電壓的過程中,當輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,輸出電壓Vout與所希望的電壓的電壓差越大,P溝道MOS電晶體412的柵極·源極間電壓越大,則放電能力變高。另一方面,輸出電壓Vout降低,隨著接近於所希望的電壓,柵極·源極間電壓變小,放電能力變小。
因此,輸出電壓Vout不會振蕩,而能夠實現穩定的輸出。另一方面,當輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,P溝道MOS電晶體412的柵極·源極間電壓為閾值電壓以下,P溝道MOS電晶體412關斷,放電作用不產生。
為了使輸出電壓Vout快速地穩定在所希望的電壓上,而提高P溝道MOS電晶體412的溝道寬度W對溝道長度L之比(W/L),由此,提高了穩定性。
P溝道MOS電晶體412並不僅限於特定的電晶體,可以是這樣的元件在至少具有兩端子的元件中,具有隨著兩端子的電壓差的增加、元件電流從零增大到足夠大的電平上的特性(參照圖3(b)),通過元件電流,把具有放電作用的一端連接到輸出端子上,通過柵極偏置控制裝置51在所希望的電壓時把另一端控制在最適當的恆定電壓上。
圖4是表示圖1的反饋型充電裝置11的一個具體例子的圖。參照圖4,在構成把輸出電壓Vout驅動為與輸入電壓Vin相等的電壓上的驅動電路的反饋型充電裝置11中,差動級21由N溝道MOS電晶體213、214所形成的差動輸入對和作為其有源負載而具有由P溝道MOS電晶體212、211組成的電流鏡像電路的差動級所構成,是把輸出電壓Vout反饋給輸入的反饋型的構成。
輸入電壓Vin,在低電位電源電壓VSS附近,在N溝道MOS電晶體213關斷的電壓範圍內,不會正常工作。
充電裝置31由P溝道MOS電晶體311組成,其柵極上接受差動級的輸出,漏極連接在輸出端子2上,而源極則連接在高電位側電源VDD上。
構成反饋型充電裝置11的差動級21和充電裝置31,當Vout<Vin時,產生由電晶體311所產生的充電作用,把輸出電壓Vout提升到Vin上,在Vout>Vin下,電晶體311成為關斷的,不產生充電作用。但是,在Vout<Vin下,當輸出電壓Vout高速變化到Vin時,存在輸出電壓Vout的變化反映到充電作用上所需要的微小響應延遲,而產生過衝(過充電)。
另一方面,在源極跟隨器放電裝置41中,柵極偏置控制裝置51的輸出連接在P溝道MOS電晶體412的柵極上,當P溝道MOS電晶體412的源極成為Vin時,當控制柵極以使柵極·源極間電壓成為閾值電壓Vth附近時,在Vout>Vin下,產生放電作用,通過與Vin和Vout的電壓差相對應的電晶體412的源極跟隨器放電作用,能夠把輸出電壓Vout降低到與輸入電壓Vin相等的電壓上。
反饋型充電裝置11不設置相位補償裝置,由此,即使減小抑制差動級21的電流源215的電流,也能使充電裝置31的電晶體311的柵極電壓快速地變動,因此,能夠以低消耗功率進行高速充電。而且,通過不設置相位補償電容,而僅存在由電路元件的寄生電容等所引起的微小的響應延遲,因此,即使產生過衝,也能抑制到足夠小的電平上。因此,即使在產生過衝的情況下,通過源極跟隨器型放電裝置,能夠快速穩定地輸出與輸入電壓Vin相等的電壓。
通過反饋型充電裝置11的充電作用,在輸出電壓Vout非常高速地變化時,過衝稍稍變大,因此,電晶體412的柵極·源極間電壓變大,源極跟隨器放電裝置41高速進行放電作用。
因此,當從過衝的電壓降低到輸入電壓Vin時,通過柵極·源極間電容,電晶體412的柵極電壓瞬時地稍稍降低,由此,存在輸出電壓Vout瞬時地下降到電壓Vin以下的情況。這樣一來,重複進行以下過程反饋型充電裝置11再次動作而產生充電作用,再次產生較小的過衝,源極跟隨器放電裝置41再次動作。但是,在此情況下,控制電晶體412的柵極,以使源極跟隨器放電裝置41的放電能力隨著接近電壓Vin而變小,因此,輸出電壓Vout經過幾次衰減振蕩而最終地收斂在電壓Vin上,成為穩定的。
為了進一步提高輸出穩定性,提高源極跟隨器放電裝置41的電晶體412的溝道寬度W對溝道長度L之比W/L。
而且,在源極跟隨器放電裝置41中,通過柵極偏置裝置51,在輸出電壓Vout成為輸入電壓Vin的穩定狀態下,當電晶體412的漏極電流被設定為微小地流過時,在相同大小的電流流過電晶體311中的狀態下,成為穩定的。
圖5是表示驅動電容性負載時的圖4的驅動電路的輸出波形的圖。實線表示從Vin=Vout的狀態,Vin變化到高電壓側時的輸出電壓Vout的波形,虛線表示Vin變化到低電壓側時的輸出電壓Vout的波形。圖5所示的Vin是變化後的電壓(恆定的)。
當Vin變化到高電壓側時,由反饋型充電裝置11以高放電能力把輸出電壓Vout高速地提升到輸入電壓Vin上。即使在產生過衝的情況下,輸出電壓Vout通過源極跟隨器放電裝置41的作用,而快速地被驅動到輸入電壓Vin上,並穩定起來。
另一方面,當Vin變化到低電壓側時,僅源極跟隨器放電裝置41動作,輸出電壓Vout在Vin和Vout的電壓差較大時以高放電能力高速地降低,但是,隨著接近於輸入電壓Vin,放電能力變低,而緩和地到達輸入電壓Vin,成為穩定的。
這樣,圖4的驅動電路,充電作用能夠高速地進行,但是,放電作用與充電作用相比,稍稍滯後。
圖6是表示圖2的源極跟隨器充電裝置42的一個具體例子的圖。參照圖6(a),在根據輸入電壓Vin使輸出電壓Vout輸出所希望的電壓的驅動電路中,源極跟隨器充電裝置42包括源極連接在輸出端子2上、漏極連接在高電位側電源VDD上的N溝道MOS電晶體422;柵極偏置控制裝置52,其接受輸入電壓Vin而把N溝道MOS電晶體422的柵極控制在恆定電壓上。
柵極偏置控制裝置52在驅動所希望的電壓期間,當N溝道MOS電晶體422的源極為所希望的電壓時,把N溝道MOS電晶體422的柵極控制在恆定的電壓下,以使柵極·源極間電壓保持在閾值電壓值的附近。
下面對源極跟隨器充電裝置42的作用進行說明。在輸出電壓Vout變化到所希望的電壓的過程中,當輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,輸出電壓Vout與所希望的電壓的電壓差越大,N溝道MOS電晶體422的柵極·源極間電壓越大,則充電能力變高。另一方面,輸出電壓Vout上升,隨著接近於所希望的電壓,柵極·源極間電壓變小,充電能力變小。
因此,輸出電壓Vout不會振蕩,而能夠實現穩定的輸出。另一方面,當輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,N溝道MOS電晶體422的柵極·源極間電壓為閾值電壓以下,N溝道MOS電晶體422關斷,充電作用不產生。
為了使輸出電壓Vout快速地穩定在所希望的電壓上,而提高N溝道MOS電晶體422的溝道寬度W對溝道長度L之比(W/L),由此,提高了穩定性。
N溝道MOS電晶體422並不僅限於特定的電晶體,可以是這樣的元件其至少具有兩端子的元件,並具有隨著兩端子的電壓差的增加、元件電流從零增大到足夠大的電平上的特性(參照圖6(b)),通過元件電流,把具有放電作用的一端連接到輸出端子上,通過柵極偏置控制裝置52,在所希望的電壓時把另一端控制在最適當的恆定電壓上。
圖7是表示圖6的反饋型放電裝置12的一個具體例子的圖。參照圖7,在構成把輸出電壓Vout驅動為與輸入電壓Vin相等的電壓上的驅動電路的反饋型放電裝置12中,差動級22由P溝道MOS電晶體223、224所形成的差動輸入對、和作為其有源負載而具有由N溝道MOS電晶體222、221組成的電流鏡像電路的差動級所構成,是把輸出電壓Vout反饋給輸入的反饋型的構成。
輸入電壓Vin,在高電位電源電壓VDD附近,在P溝道MOS電晶體223關斷的電壓範圍內,不會正常工作。
放電裝置32由在柵極上接受差動級22的輸出,漏極連接在輸出端子2上,源極連接在低電位側電源VSS上的N溝道MOS電晶體321組成。
構成反饋型放電裝置12的差動級22和放電裝置32,當Vout>Vin時,產生由電晶體321所產生的放電作用,把輸出電壓Vout降低到Vin上,在Vout<Vin下,電晶體321成為關斷的,不產生放電作用。但是,在Vout>Vin下,當輸出電壓Vout高速變化到Vin時,存在輸出電壓Vout的變化反映到放電作用上所需要的微小響應延遲,而產生下衝(過放電)。
另一方面,在源極跟隨器充電裝置42中,柵極偏置控制裝置52的輸出連接在N溝道MOS電晶體422的柵極上,當N溝道MOS電晶體422的源極成為Vin時,當控制柵極以使柵極·源極間電壓成為閾值電壓Vth附近時,在Vout<Vin下,產生充電作用,通過與Vin和Vout的電壓差相對應的電晶體422的源極跟隨器充電作用,能夠把輸出電壓Vout提升到與輸入電壓Vin相等的電壓上。
反饋型放電裝置12不設置相位補償裝置,由此,即使減小抑制差動級22的電流源225的電流,也能使放電裝置32的電晶體321的柵極電壓快速地變動,因此,能夠以低消耗功率進行高速放電。而且,通過不設置相位補償電容,而僅存在由電路元件的寄生電容等所引起的微小的響應延遲,因此,即使產生下衝,也能抑制到足夠小的電平。因此,即使在產生下衝的情況下,通過源極跟隨器型充電裝置42,能夠快速穩定地輸出與輸入電壓Vin相等的電壓。
通過反饋型放電裝置12的放電作用,在輸出電壓Vout非常高速地變化時,下衝稍稍變大,因此,電晶體422的柵極·源極間電壓變大,源極跟隨器充電裝置42的充電作用高速進行。
因此,當從下衝的電壓提升到輸入電壓Vin時,通過柵極·源極間電容,電晶體422的柵極電壓瞬時地稍稍提高,由此,存在輸出電壓Vout瞬時地上升到電壓Vin以上的情況。這樣一來,重複進行以下過程反饋型放電裝置12再次動作而產生放電作用,再次產生較小的下衝,源極跟隨器充電裝置42再次動作。但是,在此情況下,控制電晶體422的柵極,以使源極跟隨器充電裝置42的充電能力隨著接近電壓Vin而變小,因此,輸出電壓Vout經過幾次衰減振蕩而最終地收斂在電壓Vin上,成為穩定的。
為了進一步提高輸出穩定性,提高源極跟隨器充電裝置42的電晶體422的溝道寬度W對溝道長度L之比W/L。
而且,在源極跟隨器充電裝置42中,通過柵極偏置裝置52,在輸出電壓Vout成為輸入電壓Vin的穩定狀態下,當電晶體422的漏極電流被設定為微小流過時,在相同大小的電流流過電晶體321中的狀態下,成為穩定的。
圖8是表示驅動電容性負載時的圖7的驅動電路的輸出波形的圖。實線表示從Vin=Vout的狀態,Vin變化到低電壓側時的輸出電壓Vout的波形,虛線表示Vin變化到高電壓側時的輸出電壓Vout的波形。圖8所示的Vin是變化後的電壓(恆定的)。
當Vin變化到低電壓側時,由反饋型放電裝置12以高放電能力把輸出電壓Vout高速地降低到輸入電壓Vin上。即使在產生下衝的情況下,輸出電壓Vout通過源極跟隨器充電裝置42的作用,而快速地被驅動到輸入電壓Vin上,並穩定起來。
另一方面,當Vin變化到高電壓側時,僅源極跟隨器充電裝置42動作,輸出電壓Vout在Vin和Vout的電壓差較大時以高充電能力高速地降低,但是,隨著接近於輸入電壓Vin,充電能力變低,而緩和地到達輸入電壓Vin,並穩定下來。
這樣,圖7的驅動電路的放電作用能夠高速地進行,但是,充電作用與放電作用相比,稍稍滯後。
圖9是表示圖4的柵極偏置裝置51的構成的一個具體例子。參照圖9,包括電晶體412和同極性的電晶體411以及兩個電流源413、414。P溝道MOS電晶體411的源極與輸入端子1相連接,同時,通過恆流源413連接到高電位電源VDD上,漏極和柵極連接在一起,通過恆流源414連接到低電位側電源VSS上。電晶體411的尺寸和恆流源414的電流設定為當電晶體412的源極為電壓Vin時,電晶體411、412的柵極·源極間電壓都相等,而成為閾值電壓附近。
由此,電晶體411的柵極·源極間電壓由恆流源414的電流來設定,因此,電晶體411、412的共同柵極電壓根據輸入電壓Vin而控制為恆定的,電晶體412在源極跟隨器放電動作時,通過把輸出電壓Vout降低到輸入電壓Vin,而成為輸出穩定狀態。而且,恆流源413設定為與恆流源414相等的電流,由此,即使在提供輸入電壓Vin的輸入端子1的電流供給能力低的情況下,也能容易地把電晶體411、412的共同柵極電壓控制為恆定的。最簡單地,用相同的尺寸來設計電晶體411、412,可以足夠小地設定電流源413、414的電流。而且,在提供輸入電壓Vin的輸入端子1的電流供給能力高的情況下,可以沒有電流源413。
源極跟隨器放電裝置41通過與反饋型充電裝置11的組合能夠實現高速驅動的新穎的效果。而且,源極跟隨器放電裝置41被設定為電流源413、414足夠小的電流,因此,消耗功率低。因此,反饋型充電裝置11和源極跟隨器放電裝置41分別是低消耗功率的,組合兩者的驅動電路為低消耗功率的。
因此,圖9所示的電路的動作範圍除了包括低電位電源電壓VSS附近之外,是從其到高電位側的高電位電源電壓VDD的電壓範圍。這是因為差動級21在輸入電壓Vin在低電位電源電壓VSS附近使電晶體213關斷的電壓範圍中不動作,並且,源極跟隨器放電裝置41僅能在從低電位電源電壓VSS到電晶體412的閾值電壓部分的高電壓之間,降低輸出電壓Vout。
圖10是表示圖7的柵極偏置裝置52的構成的一個具體例子。參照圖10,包括電晶體422和同極性的電晶體421以及兩個電流源423、424。N溝道MOS電晶體421的源極與輸入端子1相連接,同時,通過恆流源423連接到低電位側電源VSS上,漏極和柵極連接在一起,通過恆流源424連接到高電位側電源VDD上。電晶體421的尺寸和恆流源424的電流設定為當電晶體422的源極為電壓Vin時,電晶體421、422的柵極·源極間電壓都相等而在閾值電壓附近。
由此,電晶體421的柵極·源極間電壓由恆流源424的電流來設定,因此,電晶體421、422的共同柵極電壓根據輸入電壓Vin而控制為恆定的,電晶體422在源極跟隨器充電動作時通過把輸出電壓Vout提升到輸入電壓Vin,而成為輸出穩定狀態。而且,恆流源423設定為與恆流源424相等的電流,由此,即使在提供輸入電壓Vin的輸入端子1的電流供給能力低的情況下,也能容易地把電晶體421、422的共同柵極電壓控制為恆定的。最簡單地,設計電晶體421、422為相同的尺寸,可以足夠小地設定電流源423、424的電流。而且,在提供輸入電壓Vin的輸入端子1的電流供給能力高的情況下,可以沒有電流源423。
源極跟隨器充電裝置42通過與反饋型放電裝置12的組合能夠實現高速驅動的新穎的效果。而且,源極跟隨器充電裝置42被設定為電流源423、424足夠小的電流上,因此,是低消耗功率。因此,反饋型放電裝置12和源極跟隨器充電裝置42分別是低消耗功率的,組合兩者的驅動電路為低消耗功率的。
因此,圖10所示的電路的動作範圍除了包括高電位電源電壓VDD附近之外,是從其到低電位側的低電位電源電壓VSS的電壓範圍。這是因為差動級22在輸入電壓Vin在高電位電源電壓VDD附近使電晶體223關斷的電壓範圍下不動作,並且,源極跟隨器充電裝置42僅能在從高電位側電源VDD到電晶體422的閾值電壓Vth部分低的電壓之間,提升輸出電壓Vout。
圖11是表示圖4的源極跟隨器放電裝置41的變更例的圖。圖11所示的變更部分的構成能夠適用於圖7。參照圖11,在該變形例中,在圖4所示的源極跟隨器放電裝置41的P溝道MOS電晶體412的源極與輸出端子2和N溝道MOS電晶體214的柵極的連接點同高電位電源VDD之間,設有電流源415,其在輸出電壓Vout為輸入電壓Vin的穩定狀態下,提供與電晶體412的漏極電流相同的電流。通過這樣的構成,在穩定狀態下,能夠使電晶體311不流過漏極電流。
在輸出電壓Vout為輸入電壓Vin的穩定狀態下,當在電晶體311中流過漏極電流時,必須穩定差動級21的輸出。在圖11所示的構成中,在穩定狀態下,在電晶體311中不流過漏極電流,因此,穩定狀態下的差動級21的輸出可以取電晶體311成為關斷的任意的電位。因此,能夠使用將差動級輸出的穩定工作點為電晶體311作為關斷的電位的差動級。
圖12是表示圖4的充電裝置31的變更例的圖。圖12所示的變更部分的構成能夠適用於圖7。參照圖12所示,在電晶體311的柵極與高電位電源VDD之間、低電位電源VSS之間設置電流相等的電流源351、352。
在圖4的構成中,當電晶體311的尺寸大時,電晶體311的柵極電容變大,則響應延遲變大,因此,為了提高輸出電壓Vout的高速穩定性,必須增大差動級的電流源215的電流。但是,即使加大了差動級的電流源215的電流,僅給電晶體311的柵極電壓的變化提供了該電流的約二分之一。
與此相對,在圖12所示的構成中,流過電流源351、352的電流完全提供給電晶體311的柵極電壓的變化,因此,能夠用比增大差動級的電流源215時少的電流增加來使電晶體311的柵極電壓快速變動。
圖13是表示圖4的差動級21的變更例的圖。圖13所示的變更部分的構成能夠適用於圖7。
參照圖13,在圖4中,是並聯連接差動級21的電晶體211、213的構成。電晶體211A和211B、電晶體213A和213B的各自的漏極相互之間連接在一起,柵極相互之間連接在一起,源極相互之間連接在一起。這樣,就電晶體的尺寸而言,電晶體211A和211B、212相互相等,電晶體213A和213B、214相互相等。
在圖4中,差動級21為了防止由製造所產生的電晶體特性的偏差,使電晶體211、212相等,使電晶體213、214相等來進行設計。但是,在此情況下,由於在電晶體211、213側僅流過電流源215的電流的二分之一,則當電晶體311的電晶體尺寸較大時,由於由柵極電容所引起的響應延遲,而存在輸出電壓難以穩定的情況。
因此,對於電晶體211、213,如圖13那樣,當兩個相同地設置相同尺寸的電晶體211A和211B、電晶體213A和213B時,電流源215的電流的2/3提供給電晶體311的柵極電壓的變化,因此,當不使電流源215的電流增加時,能夠抑制電晶體311的響應延遲,而且,能夠防止由製造所引起的電晶體特性偏差。在此情況下,可以使電晶體211A和211B成為這樣的構成在一個電晶體下,使電流驅動能力為電晶體212的2倍;使電晶體213A和213B成為這樣的構成在一個電晶體下,使電流驅動能力為電晶體214的2倍。
圖14是把能夠進行高速充電的驅動電路10(圖1所示的電路構成)與能夠高速放電的驅動電路20(圖2所示的電路構成)進行組合的驅動電路。用開關3、4,選擇驅動電路10和驅動電路20任一方來進行驅動,由此,能夠高速進行放電、充電。
動作控制信號使未被開關3、4所選擇的電路的動作停止,抑制功率的消耗。而且,動作控制信號能夠使驅動電路10和驅動電路20的兩者停止,使輸出停止。
而且,驅動電路10是在圖9這樣的低電位電源電壓VSS附近不動作的驅動電路,驅動電路20是在圖10這樣的高電位電源電壓VDD附近不動作的驅動電路,在此情況下,根據輸出的電壓,來切換驅動驅動電路10和驅動電路20,由此,能夠實現從低電位側電源VSS到高電位電源電壓VDD的電源電壓範圍的動作。
圖15是表示圖14的電路構成的一個具體例子的圖。把圖14的驅動電路10作為圖9所示的構成,把驅動電路20作為圖10所示的構成,包含通過動作控制信號(在圖中省略其)進行接通和關斷控制的開關521、551、552、553和開關522、561、562、563。
驅動電路10在開關521、551、552、553全部接通時動作,當全部關斷時,電流全部被切斷而停止動作。驅動電路20在開關522、561、562、563全部接通時動作,當全部關斷時,電流全部被切斷而停止動作。上述各個開關包含圖14的開關3、4的切換功能。
圖15所示的電路的動作範圍能夠是由驅動電壓所產生的從低電位電源電壓VSS到高電位電源電壓VDD的電源電壓範圍中的動作。但是,不能實現低電位電源電壓VSS附近的充電作用和高電位電源電壓VDD附近的放電作用。例如,對於任意的中間電壓,當交替驅動高電位側電壓和低電位側電壓時,在驅動高電位側電壓的情況下,使驅動電路10動作,在驅動低電位側電壓的情況下,使驅動電路20動作,由此,能夠實現電源電壓範圍內的動作。
圖16是表示圖15的變更例的圖,在圖15的輸出端子2上設有預充電裝置,預充電裝置為把預充電電壓VCC通過開關599連接到輸出端子2上來構成。在使驅動電路10或者驅動電路20動作之前,使開關599接通,把輸出端子2預充電到電壓VCC上。
在使開關599分斷而結束預充電之後,使驅動電路10或驅動電路20動作。而且,預充電電壓VCC可以是多個電平電壓。
圖16所示的電路的動作範圍,通過適當地設定預充電電壓VCC,當對預充電電壓VCC驅動高電位側電壓時,使驅動電路10動作,當驅動低電位側電壓時,使驅動電路20動作,由此,對於任意驅動,能夠實現從低電位電源電壓VSS到高電位電源電壓VDD的電源電壓範圍內的動作。
圖17是表示圖15的源極跟隨器放電裝置41、源極跟隨器充電裝置42的變更例的圖。參照圖17,在該電路中,使用圖11的源極跟隨器放電裝置41的原理,在輸出電壓Vout的穩定狀態下,沒有電流從分別包含在反饋型充電裝置11、反饋型放電裝置12中的充電裝置和放電裝置向輸出端子2流動。在源極跟隨器放電裝置41中,在P溝道MOS電晶體412的源極與高電位電源VDD之間,設置開關554和恆流源415,在源極跟隨器充電裝置42中,在N溝道MOS電晶體422的源極與低電位電源VSS之間設有開關564和恆流源425。
圖18是表示圖15的變更例的圖。參照圖18,在該電路中,構成使源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42成為一體的源極跟隨器充放電裝置43,具有源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42的作用,減少了元件數量。
在源極跟隨器充放電裝置43中,原封不動地使用源極跟隨器放電裝置41的電晶體411、412、電流源414、開關553、源極跟隨器充電裝置42的電晶體421、422、電流源424、開關563。
並且,增加電晶體431、432。電晶體411、412設定各自的元件尺寸和電流源414的電流,以使各自的柵極·源極間電壓成為相等的,同樣,電晶體421、422設定各自的元件尺寸和電流源424的電流,以使各自的柵極·源極間電壓成為相等的,而且,電流源414、424設定為相等的電流。
源極跟隨器充放電裝置43是應用在日本專利公開公報特開2000-338461號公報(特願平11-145768號)中提出的技術的電路。源極跟隨器充放電裝置43的作用是當使反饋型充電裝置11動作時,使開關553接通,使電晶體412起到源極跟隨器放電作用,當使反饋型放電裝置12動作時,使開關563接通,使電晶體422起到源極跟隨器充電作用。
而且,電晶體431、432通過把各自的柵極偏置電壓BN、BP控制為最適當的電壓,即使在輸入電壓Vin在電源電壓VDD或者電壓VSS附近電晶體411或421關斷的情況下,能夠通過電晶體431、432來流通電流源414、424的電流。(段落0133)對於源極跟隨器充放電裝置43,電晶體412僅在從低電位電源電壓VSS到高出閾值電壓的電壓的範圍內能夠降低輸出電壓Vout,電晶體422僅在從高電位電源電壓VDD低下閾值電壓的電壓的範圍內能夠提升輸出電壓Vout,因此,在切換開關553、563來使源極跟隨器充電作用和源極跟隨器放電作用動作時,圖18的動作範圍與圖15的相同。
而且,源極跟隨器充放電裝置43,當使反饋型充電裝置11或者反饋型放電裝置12動作時,使開關553、563雙方都接通,而能夠使源極跟隨器充電作用和源極跟隨器放電作用都動作。在此情況下,當輸入電壓Vin高於輸出電壓Vout時,電晶體422產生源極跟隨器充電作用,當輸入電壓Vin低於輸出電壓Vout時,電晶體412產生源極跟隨器放電作用。
即使產生與反饋型充電裝置11或者反饋型放電裝置12相同的作用,由於反饋型充電裝置11或者反饋型放電裝置12的作用較強(與源極跟隨器充放電裝置43相比,輸出電流大),對輸出電壓Vout的變化幾乎沒有產生影響。
但是,在輸入電壓Vin處於低電位電源電壓VSS附近而反饋型充電裝置11未動作的電壓範圍內,能夠通過源極跟隨器充放電裝置43的電晶體422產生充電作用,同樣,在輸入電壓Vin處於高電位電源電壓VDD附近而反饋型放電裝置12未動作的電壓範圍內,通過源極跟隨器充放電裝置43的電晶體412而產生放電作用。因此,此時的圖18的電路的動作範圍,對於任意的驅動,能夠實現從低電位電源電壓VSS到高電位電源電壓VDD的電源電壓範圍的動作。
圖19是表示圖14的構成的變形例的圖,在圖14中,把差動級21、22置換成一個差動級23,用差動級23的輸出來控制充電裝置31和放電裝置32。差動級23在充電裝置31和放電裝置41任一個動作時,進行動作。
當充電裝置31和源極跟隨器放電裝置41動作時,動作控制信號至少使放電裝置32停止,當放電裝置32和源極跟隨器充電裝置42動作時,至少使充電裝置31停止。
在圖14所示的電路中,驅動電路10和驅動電路20分別獨立動作,因此,例如在LSI工藝中,在元件特性上存在偏差的情況下,在驅動電路10和驅動電路20中,分別產生輸出偏差。因此,在根據驅動電壓來切換驅動電路10和驅動電路20而進行驅動的驅動電路中,多個驅動電壓的相對的輸出偏差變大。
另一方面,如圖19所示的構成,在從一個差動級23來控制充電裝置31和放電裝置32的動作的構成中,即使例如在LSI製造中,在元件特性上存在偏差的情況下,也能抑制充電裝置31和放電裝置32的各自的相對的輸出偏差。
源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42與差動級23、充電裝置31、放電裝置32獨立地動作,但是,在充電裝置31和放電裝置42的驅動能力與源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42相比足夠高的情況下,輸出電壓Vout幾乎不取決於充電裝置31或者放電裝置32的輸出。因此,在圖19所示的構成中,能夠抑制多個驅動電壓的相對的輸出偏差。
圖20是表示圖19的構成的變形例的圖,在圖19中,將源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42,替換為能夠進行雙方的作用的源極跟隨器充放電裝置43。
圖21是表示用一個構成差動對的圖19的構成的一個具體例子的圖。參照圖21,在該電路中,包括控制充電裝置31的動作的開關531和控制放電裝置32的動作的開關541,開關531、541進行控制,以使充電裝置31和放電裝置32的至少一方被停止。
差動級23把NMOS差動輸入電路(上側;高電位側電源VDD側)和PMOS差動輸入電路(下側;低電位側電源VSS側)進行組合而構成。
NMOS差動輸入電路(上側)包括N溝道MOS電晶體255、256,其源極共同連接,並連接在恆流源257上,把輸入電壓Vin和輸出電壓Vout輸入柵極而成為差動對;P溝道MOS電晶體252、253,其源極連接在電源VDD上,漏極和柵極連接在差動對的輸出上;P溝道MOS電晶體251、254,其源極連接在電源VDD上,柵極分別連接在P溝道MOS電晶體252、253的柵極上。P溝道MOS電晶體254的漏極連接在充電裝置31的P溝道MOS電晶體311的柵極上。
PMOS差動輸入電路(下側)包括P溝道MOS電晶體265、266,其源極共同連接,並連接在恆流源267上,把輸入電壓Vin和輸出電壓Vout輸入柵極,而成為差動對;N溝道MOS電晶體262、263,其源極連接在電源VSS上,漏極和柵極連接在差動對的輸出上;P溝道MOS電晶體261、264,其源極連接在電源VSS上,柵極分別連接在N溝道MOS電晶體262、263的柵極上。N溝道MOS電晶體263的漏極連接在放電裝置32的N溝道MOS電晶體321的柵極以及P溝道MOS電晶體254的漏極上,N溝道MOS電晶體261的漏極連接在P溝道MOS電晶體251的漏極上。
在Vin>Vout下,在N溝道MOS電晶體255、256中,通過電晶體255而起到流過大電流的作用,因此,把電晶體255、256的漏極電流作為鏡像電流而輸出的電晶體251、254的漏極電流,在電晶體251一方變大。
另一方面,在Vin<Vout下,把電晶體255、256的漏極電流作為鏡像電流而輸出的電晶體251、254的漏極電流,在電晶體254一方變大。差動對電晶體251、254的電流之和由電流源257進行設定。
同樣,在PMOS差動輸入電路(下側),在Vin>Vout下,在電晶體265、266中,通過電晶體266而起到流過大電流的作用,因此,電晶體261、264的漏極電流在電晶體264一方變大。在Vin<Vout下,在電晶體261一方變大。差動對電晶體261、264的電流之和由電流源267進行設定。
電晶體251、254的漏極端子分別連接在電晶體261、264的漏極端子上,當把電流源257、267設定為相等的電流時,電晶體251、261的共同漏極端子N14和電晶體254、264的共同漏極端子N15在Vin>Vout下,N14的端子電壓上升,N15的端子電壓降低。
另一方面,在Vin<Vout下,N14的端子電壓降低,N15的端子電壓上升。
在Vin=Vout下,電晶體251、261以及電晶體254、264分別為相等的漏極電流,因此,N15和N14的端子電壓能夠取任意的電壓。
而且,把節點N15作為差動級23的輸出端子,成為向充電裝置31的電晶體311和放電裝置32的電晶體321的柵極的共同輸出端子。
由此,在Vin>Vout下,在開關531接通的狀態下,通過降低N15的端子電壓,電晶體311的充電作用產生,輸出電壓Vout被提升,在Vin<Vout下,在開關541接通的狀態下,N15的端子電壓上升,由此,電晶體321的放電作用產生,使輸出電壓Vout被降低。
隨著Vout接近於Vin,N15的端子電壓在充電時,電晶體311的柵極·源極間電壓上升到成為閾值電壓附近的電壓電平上,放電時,電晶體321的柵極·源極間電壓降低到成為閾值電壓附近的電壓電平上。
在充電時,當輸入電壓Vin在高電位電源電壓VDD附近變化時,差動級23的電晶體265關斷,而且,電晶體261、262也成為關斷的,N14的端子電壓上升。
另一方面,N15的端子電壓在Vin<Vout下的低電壓下,使電晶體311進行充電動作,而提升輸出電壓Vout。而且,隨著輸出電壓Vout的上升,節點N15的電壓上升。
因此,當輸出電壓Vout上升到電晶體266關斷的電平時,電晶體263、264成為關斷的,N15的端子電壓上升到高電位電源電壓VDD附近,使電晶體311關斷。因此,能夠控制的輸出電壓Vout的電壓範圍是從上限為高電位電源電壓VDD到低於電晶體266的閾值電壓的電壓之間。
這是在放電時,與輸入電壓Vin變化到低電位電源電壓VSS附近的情況相同,能夠控制的輸出電壓Vout的電壓範圍是從下限為低電位電源電壓VSS到高出電晶體256的閾值電壓的電壓之間。
因此,圖21所示的電路的動作範圍除了電源電壓VDD、電壓VSS附近的一部分的電壓範圍外,在其中間的電壓範圍內動作。
圖22是表示圖21的變更例的圖。參照圖22,在差動級23中,附加漏極連接在節點N14上、柵極連接在節點N15上、源極連接在P溝道MOS電晶體266的漏極上的N溝道MOS電晶體281,和漏極連接在節點N14上、柵極連接在節點N15上、源極連接在N溝道MOS電晶體256的漏極上的P溝道MOS電晶體282,圖22的動作範圍對於任意的驅動為能夠在從低電位電源電壓VSS至高電位電源電壓VDD的電源電壓範圍內的動作。
在差動級23的正常動作中,與圖21相同,在Vin=Vout之外,N14和N15的各自的端子電壓進行相反的電位變動。
當在差動級23中設置電晶體281、282時,在充電時,當輸入電壓Vin在高電位電源電壓VDD附近變化時,輸出電壓Vout上升到電晶體266的閾值電壓電平上,N14和N15的端子電壓都上升。此時,電晶體281的漏極連接在N14上,柵極連接在N15上,源極連接在電晶體263的漏極上,當漏極成為高電位,源極成為低電位,柵極成為高電位時,電晶體281成為導通狀態,在N14與電晶體263的漏極端子之間,產生電流路徑。
由此,即使PMOS差動對電晶體265、266是關斷狀態,電晶體251的漏極電流流過電晶體263,電晶體263、264的電流鏡像電路動作。
由此,N15的端子電壓產生與NMOS差動對電晶體255、256的漏極電流的變動相對應的電位變動,電晶體311能夠進行充電動作。
即,在充電時,即使在輸入電壓Vin在高電位電源電壓VDD附近變化的情況下,差動級23通過NMOS差動輸入電路(上側)和電晶體263、264所形成的電流鏡像電路的動作,能夠使N15的端子電壓變動而把輸出電壓Vout提升到輸入電壓Vin上。
同樣,在放電時,當輸入電壓Vin在低電位電源電壓VSS附近變化時,輸出電壓Vout降低到電晶體256的閾值電壓電平上,N14和N15的端子電壓都降低。
此時,電晶體282的漏極連接在N14上,柵極連接在N15上,源極連接在電晶體253的漏極上,當漏極成為低電位、源極成為高電位、柵極成為低電位時,電晶體282成為導通狀態,在電晶體253的漏極端子與N14之間產生電流路徑。
由此,即使NMOS差動對電晶體255、256為關斷狀態,電晶體253的漏極電流流過電晶體261,電晶體253、254的電流鏡像電路動作。
由此,N15的端子電壓根據PMOS差動對電晶體265、266的漏極電流而產生電位變動,電晶體321能夠進行放電動作。
即,在放電時,在輸入電壓Vin在低電位電源電壓VSS附近變化時,差動級23通過PMOS差動輸入電路(下側)和電晶體253、254所形成的電流鏡像電路的動作,能夠使N15的端子電壓變動而把輸出電壓Vout降低到輸入電壓Vin。
電晶體281即使在進行N14、N15的端子電壓相反的電位變動的正常動作時,在N14變化為低電位、N15變化為高電位的情況下,成為導通狀態,在N14和電晶體263的漏極端子間產生過衝,但是,如果是低電位,即使發生過衝也沒有問題,由此,不會對N15的電位變動產生影響,而不產生對輸出電壓Vout的影響。
同樣,電晶體282在N14變化為高電位、N15變化為低電位的情況下,成為導通狀態,在N14和電晶體253的漏極端子間產生過衝,但是,如果是高電位,即使發生過衝也沒有問題,由此,不會對N15的電位變動產生影響,而不產生對輸出電壓Vout的影響。
如以上那樣,差動級23通過設置電晶體281、282,對於電源電壓範圍的任意的輸入電壓Vin,正常地動作,能夠使圖22所示的電路在電源電壓範圍下動作。
而且,差動級23用共同的輸出端子N15來控制電晶體311、321的柵極,因此,即使在構成差動級23的各個電晶體的特性偏差產生的情況下,充電作用和放電作用都在相同的方向上產生輸出電壓的偏差,因此,能夠把多個驅動電壓的相對的輸出電壓偏差抑制得足夠小。
圖23是表示圖22的變更例的圖,該電路構成能夠用於圖21的構成。參照圖23,設置開關532,在充電裝置31開始進行充電作用之前,使電晶體311暫時成為關斷狀態,設置開關542,其在放電裝置32開始進行放電作用之前,使電晶體312暫時成為關斷狀態。
開關532、542具有這樣的作用當由開關531、541的接通、斷開的切換所產生的充電和放電的切換時,把N15的端子電壓進行復位,當充電和放電切換時,防止輸出電壓Vout的不需要的電壓變動。
差動級23的輸出端子N15,隨著輸出電壓Vout接近電壓Vin,N15的端子電壓在充電時上升到電晶體311的柵極·源極間電壓為閾值電壓附近的電壓電平上並穩定住,在放電時,降低到電晶體321的柵極·源極間電壓為閾值電壓附近的電壓電平上並穩定住。
因此,在沒有開關532、542的情況下,在從放電向充電切換時,從充電作用強的狀態開始電晶體311的動作,當從充電向放電切換時,從放電作用強的狀態開始電晶體321的動作。由此,在充電和放電的切換時,與輸入電壓Vin無關而瞬間地產生充電和放電,則存在輸出電壓Vout變動的可能性。
因此,設置開關532、542,當從放電向充電切換時,進行控制,以使開關532僅在開關541成為斷開後的短時間內成為接通狀態,把N15的端子電壓提升到高電位電源電壓VDD上。由此,當開關531成為接通而使充電動作開始時,能夠使電晶體311從關斷狀態開始動作。
而且,當從充電向放電切換時,進行控制,以使開關542僅在開關531成為斷開後的短時間內成為接通狀態,把N15的端子電壓降低到低電位電源電壓VSS上。由此,當開關541成為接通而使放電動作開始時,能夠使電晶體321從關斷狀態開始動作。
如上述那樣,通過設置開關532、542,在充電和放電切換時,能夠防止輸出電壓Vout與輸入電壓Vin無關而進行變動。
圖24是表示圖20所示的電路的一個具體例子的圖。參照圖24,該電路是把圖23的源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42置換成源極跟隨器充放電裝置43的結構。把源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42置換成源極跟隨器充放電裝置43的構成,能夠用於圖21、圖22、圖23所示的電路。
圖25是表示圖21中的源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42的構成的一個具體例子的圖。參照圖25,源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42為與圖17所示的電路構成相同的構成,在Vout=Vin的輸出穩定狀態下,充電裝置31的電晶體311或放電裝置32的電晶體321的漏極電流幾乎不流通。
圖26是表示圖22的源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42的構成的一個具體例子的圖。在圖26中,源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42為與圖17所示的電路構成相同的構成,對於其作用,可以參照圖17的說明,因此,在此省略其說明。
圖27是表示圖23的源極跟隨器放電裝置41和圖42的構成的一個具體例子的圖。在圖27中,源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42為與圖17所示的電路相同的構成。
圖28是表示圖24的源極跟隨器充放電裝置43的具體例子的圖。源極跟隨器充放電裝置43與圖18所示的電路構成相同,對於其作用,可以參照圖18的說明,因此,在此省略其說明。
圖29是表示使用圖1至圖28所示的電路作為液晶顯示裝置的數據驅動器的緩衝放大器100時的具體例子的圖。參照圖29,該驅動器包括連接在高電位側電源VDD與低電位側電源VSS之間的電阻串200、解碼器300(選擇電路)、輸出端子群400、輸出級100。
從電阻串200的各個端子(抽頭)生成的多個階梯電壓中,在每個輸出中,根據圖象數位訊號來用解碼器300來選擇階梯電壓,用緩衝放大器100進行放大,來驅動連接在輸出端子群400上的數據線。作為緩衝放大器100可以使用參照圖1至圖28說明的本實施例的電路。
圖30是在圖29中,當緩衝放大器100中的元件的特性偏差較大時,用緩衝放大器100高速驅動到所希望的電壓附近,然後,停止緩衝放大器100,使開關101接通,從電阻串200提供直接電荷,來驅動數據線。
圖31是表示在能夠切換驅動高速充電作用和高速放電作用的圖14至圖28所示的構成中用於液晶顯示裝置的數據驅動器的緩衝放大器時的動作控制方法的具體例子的圖。對於任意的驅動電壓,能夠進行高速驅動。
高速充電作用和高速放電作用分別通過充電裝置31和放電裝置32的動作進行,在圖14至圖28的各個構成中,當至少一方動作時,另一方必須被停止。
圖31表示對於液晶顯示中的階梯電平的充電裝置31和放電裝置32的控制方法的具體例子。
圖14至圖28的差動級21、22、23、源極跟隨器放電裝置41、源極跟隨器充電裝置42、源極跟隨器充放電裝置43分別進行與充電裝置31和放電裝置32的控制相對應的控制。而且,由源極跟隨器動作所進行的驅動,當驅動大容量負載時,驅動速度降低,因此,為了進行高速驅動,必須進行控制,以使充電裝置31和放電裝置32始終動作。
圖31是在輸出給數據線的階梯電平連續的數據選擇期間中,交替輸出高電位電平和低電位電平的情況下的驅動方法,能夠適合於進行液晶顯示裝置的點反相驅動的情況。
通過對一定的公共電壓指定驅動電壓極性正負的極性反相信號,可以對多個階梯電平的高電位電平和低電位電平進行判別。而且,當高電位電平被指定時,使充電裝置31動作,進行高速充電,驅動階梯電壓,當低電位電平被指定時,使放電裝置32動作,進行高速放電,驅動階梯電壓。由此,在任意的階梯電壓的驅動中,能夠實現高速驅動。
而且,源極跟隨器放電裝置41、源極跟隨器充電裝置42、源極跟隨器充放電裝置43在各自的構成中用於抑制過衝和下衝而高速地穩定輸出電壓。
而且,在圖16所示的構成中,在具有輸出端子2的預充電裝置的構成中,當進行液晶顯示裝置的共同反相驅動時,能夠使用圖31的控制方法。
在此情況下,通過預充電裝置進行預充電而成為多個階梯電平的中央階梯電平。此時的高電位電平和低電位電平的判別能夠通過以中央階梯為界取不同的值的圖象數位訊號的最高電位比特信號和極性反相信號來進行。
而且,在1數據選擇期間,用圖31的控制方法來驅動被預充電到中央階梯電平上的數據線,由此,在任意的階梯電壓的驅動中,能夠實現高速驅動。
圖32是表示圖31的變更例的圖。圖32是在輸出給數據線的階梯電平連續的數據選擇期間中,任意輸出高電位電平和低電位電平的情況下的驅動方法,能夠適合於進行液晶顯示裝置的共同反相驅動的情況。
在共同反相驅動中,除了進行預充電到預定的電壓上的情況之外,在1數據選擇期間內,伴隨著共同電壓的變動,數據線電壓經過電容而經受變動。因此,在1數據選擇期間開始時,充電或者放電沒有被唯一地確定。
因此,把1數據選擇期間分成前半部分t0-t1區間和後半部分t1-t2區間,在驅動高電位電平的階梯電壓時,在前半部分t0-t1區間中使放電裝置32動作,在後半部分t1-t2區間中使充電裝置31動作。
同樣,當驅動低電位電平的階梯電壓時,在前半部分t0-t1區間中使充電裝置31動作,在後半部分t1-t2區間中使放電裝置32動作。而且,前半部分t0-t1區間至少為到共同電壓穩定為止的時間。
而且,高電位電平和低電位電平的判別能夠通過圖象數位訊號的多個上位比特信號和極性反相信號來進行。最簡單地,使用以中央階梯為界而取不同值的最高電位比特信號。通過這樣的控制方法,即使在由於共同電壓的變動而使數據線電壓變動的情況下,在任意的階梯電壓的驅動中,能夠實現高速驅動。
而且,在上述實施例中,雖然以MOS電晶體為例進行了說明,但是,不言而喻,對於由雙極電晶體所形成的驅動電路(緩衝器電路)也能適用,把沒有相位補償電容的電壓跟隨器型構成的反饋型充電(放電)裝置和發射極跟隨器放電(充電)裝置進行組合來構成。
當本發明用於作為電壓跟隨器所使用的OP放大器(運算放大器)時,不需要防止振蕩用的相位補償用電容,來實現低消耗功率。作為放大率為1的同相放大器的電壓跟隨器,向OP放大器的同相輸入端子輸入輸入信號,把輸出信號反饋輸入到反相輸入端子中,而輸出與輸入信號同相的電壓。當使用OP放大器作為電壓跟隨器時,需要最大地增大相位補償電容的電容值,通過率變低,但是,本發明不需要相位補償電容,而能夠實現通過率的高速化,而且,能夠適應於大振幅的輸入電壓。在OP放大器的差動級的基礎上,進一步包括根據輸入信號和輸出信號的電壓差來對輸出端子進行充電的充電裝置(圖3的31);根據輸入信號來控制輸出偏置電壓的偏置控制裝置(圖3的51) 具有插入OP放大器的輸出端子(圖3的2)的放電路徑中、把從上述偏置控制裝置(圖3的51)所輸出的偏置電壓作為輸入的源極跟隨器型構成的電晶體(圖3的412)的源極跟隨器放電裝置(圖3的41)。而且,包括根據輸入信號和輸出信號的電壓差來對輸出端子進行放電的放電裝置(圖6的32);根據輸入信號來控制輸出偏置電壓的偏置控制裝置(圖6的52);源極跟隨器充電裝置(圖6的42),其具有插入到輸出端子(圖6的2)的充電路徑中,把從上述偏置控制裝置(圖6的52)所輸出的偏置電壓作為輸入的源極跟隨器型構成的電晶體(圖6的422)。如圖14、圖19等所示的那樣,反饋型充電裝置11和反饋型放電裝置12或者充電裝置31和放電裝置32由通過動作控制信號被接通和斷開的開關進行控制,以使當其一方被激活時,另一方成為非激活狀態,對於源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42都是相同的。而且,這些電路可以為全部內置於OP放大器中的構成。與此不同,可以用OP放大器構成差動級,用外加電路來構成充電裝置31和放電裝置32、源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42。
如上述那樣,在本發明中,跟隨器放電裝置(圖1的41)包括差動級(圖1的21),當與成為電壓跟隨器型構成的反饋型充電裝置(圖1的11)相組合時,就不需要相位補償電容,因此,適合於低消耗功率、高速化和電路規模的縮減,但是,跟隨器型放電裝置(圖1的41)的適用對象並不僅限於所述的差動構成的反饋型放大電路。例如,當在從輸入端子接受輸入信號而驅動輸出端子的緩衝器電路(也可以是不採取差動輸入構成的緩衝器電路)的輸出端子上連接上述的跟隨器型放電裝置(圖1的41)時,具有能夠抑制輸出端子的阻尼振蕩發生、而使輸出信號被高速地穩定下來的效果。同樣,即使當在該緩衝放大器電路的輸出端子上連接跟隨器型充電裝置(圖2的42)時,也具有高速地使輸出信號穩定下來的效果。自然也可以在緩衝放大器電路的輸出端子上連接跟隨器型放電裝置(圖1的41)和跟隨器型充電裝置(圖2的42)。跟隨器型放電裝置和跟隨器型充電裝置可以原封不動地使用圖3、圖6所示的電路構成。
而且,如果在上述段落0133上附加內容,電晶體431、432可以分別置換為進行與開關563、553的通、斷控制相同的控制的開關。
下面根據模擬結果具體地表示本發明的效果。在該模擬中,為了表示本發明的驅動電路的低功率性能和高速性能,進行圖46所示那樣的對顯示面板的數據線等的大容量布線負載(1數據線負載60kΩ,60pF)的評價。如圖46所示的那樣,大容量布線負載由把電阻和電容的積分電路連接成5段分叉串聯形態的等效電路所構成,在負載近端上連接驅動電路的輸出端Vout。用於模擬的驅動電路作為圖15的構成,電源電壓為高電位電源電壓VDD=7V,低電位電源電壓VSS=0V。
圖36是表示成為相當於最大振幅的驅動電壓0.2V-6.8V時的負載近端和負載遠端的輸出電壓波形的圖。在圖37中表示了此時的輸出延遲時間。輸出延遲時間為振幅電壓的3τ(95%變化)所需要的時間。而且,τ是CR電路的時間常數,在指數函數的脈衝響應曲線1-exp(-t/τ)中,t=3τ為0.95(滿振幅的95%)。0.2V-6.8V驅動時的負載近端的輸出延遲時間是上升沿=0.34μs,下降沿=0.42μs,在負載遠端的輸出延遲時間是上升沿=5.83μs,下降沿=5.88μs。驅動電路的負載驅動速度能夠用負載近端的電壓變化的速度來進行判斷。
根據圖37,負載近端的電壓變化的速度是上升沿(充電)和下降沿(放電)都為0.5μs以下,而極其高速,本發明的實施例所涉及的驅動電路的高速性能得到了證明。
而且,圖38是表示圖36的驅動中的驅動電路的高電位側電源VDD的消耗電流的變化的圖。在圖38中,時間0μs~10μs的消耗電流表示驅動電路的動作維持所需要的靜態消耗電流,時間10μs~20μs的消耗電流表示在靜態消耗電流上加上負載電容的充電電路的動態消耗電流。在設有相位補償電容的現有的反饋型放大電路中,為了實現圖36這樣的高速驅動,需要幾十μA的靜態消耗電流。從圖38可以看出,在本發明的實施例所涉及的驅動電路的動作維持中所需要的靜態消耗電流為約2μA,足夠小,本發明的驅動電路的低功率性能得到了證明。而且,當負載電容與圖46所示的相比足夠小時,能夠進一步減小本發明的驅動電路的動作維持所需要的靜態消耗電流。
在圖39中表示無負載時的輸出波形。根據圖39,即使在無負載時,本發明的驅動電路呈現出即使沒有相位補償電容,通過由源極跟隨器動作所產生的輸出穩定作用,而沒有振蕩。而且,上面是對大容量負載進行模擬的結果,但是,在負載電容小的情況下,能夠用幾百nA(納安)級的小靜態消耗電流來足夠高速地進行驅動。
按上述說明的那樣,本發明所涉及的驅動電路,從小容量負載到大容量負載都能實現低功率高速驅動。而且,即使對於作為本發明的實施例來說明的圖16至圖18所示的各個驅動電路,也具有與圖15相同的性能。而且,對於圖21至圖28分別表示的驅動電路,當與圖15相比時,差動電路的構成複雜,電流路徑較多,因此,與圖15所示的構成相比,靜態消耗電流稍稍增加,但是,由於沒有設置相位補償電容,而能夠用充分低的消耗電流來實現高速驅動。
下面,在本發明的驅動電路中,對於驅動大容量負載時的特有的現象,參照模擬結果進行說明。負載條件和電源電壓條件與上述模擬相同。
圖40、圖41是通過成為本發明的實施例的圖15的驅動電路,對於圖46所示的大容量布線負載,輸出電源電壓範圍中間附近電壓5V時的負載近端和負載遠端的輸出電壓波形。圖40是波形全體圖,圖41是放大圖。在圖40和圖41中表示了上升沿之後的負載近端的電壓衰減振蕩的樣子。而且,雖然省略了圖示,但是,在下降沿之後的負載近端附近同樣產生了衰減振蕩。該現象是大容量布線負載特有的,在布線電阻足夠小時和布線電容小的情況下、或者是在布線電阻小的情況下,不產生該現象。該衰減振蕩是由從負載近端到負載遠端的電荷的緩和現象和驅動電路的反饋型充電(放電)裝置所產生的高速動作而產生的現象。
參照圖40、圖41,在時間10μs以後,大容量布線負載由驅動電路的反饋型充電裝置進行高速充電,負載近端電壓被一直迅速充電到所希望的驅動電壓(5V)。此時,產生抑制過衝、降低到所希望的驅動電壓上的作用。此時,如果負載電容小,而快速地穩定在所希望的電壓上,但是,在大容量布線負載的情況下,即使負載近端被充電到所希望的驅動電壓上,負載遠端也不會迅速跟隨。因此,通過從負載近端到負載遠端的電荷的緩和,負載近端電壓降到所希望的驅動電壓以下(下衝)。由此,再次進行由反饋型充電裝置所進行的高速充電。這樣,通過高速地重複進行由高速充電所產生的過衝和由電荷的緩和所產生的下衝,而產生振蕩。這樣,當負載遠端電壓接近負載近端電壓時,由於由電荷的緩和所產生的下衝變小,則由高速充電所產生的過衝變小,振蕩衰減,而穩定在所希望的驅動電壓上。
大容量布線負載驅動中的上述那樣的負載近端的衰減振蕩與振蕩不同,迅速收斂,因此,在實用上沒有特別的問題。
但是,在得到平滑的輸出波形的情況下,可以在驅動電路的內部設置抑制振蕩用的電容值足夠小的電容。圖42是表示本發明的實施例的變形例。在圖42中,在圖15所示的驅動電路中,在差動級(213、214)、差動級(223、224)的輸出與輸出端子2之間分別設置0.1pF的振蕩抑制電容216、226。
通過圖42的驅動電路,對於圖46所示的大容量布線負載,輸出電源電壓範圍的中間附近電壓5V時的負載近端和負載遠端的輸出電壓波形表示在圖43中。圖43是全體波形圖,圖44是圖43的部分放大圖。根據圖43、圖44,設置0.1pF程度的電容,由此,能夠除去圖40、圖41的衰減振蕩。而且,由於設在驅動電路中的振蕩抑制電容的電容值可以足夠小,則幾乎沒有對驅動速度的影響和消耗電流的增加,而且,能夠使用電晶體電容而容易地形成。
對於成為本發明的各個實施例的圖16至圖18、圖21至圖28所示的各驅動電路,與圖15相同,通過在差動對的輸出與輸出端子之間附加振蕩抑制電容,在驅動大容量布線負載時,能夠得到平滑的輸出電壓波形。
圖45是在圖27所示的驅動電路上附加振蕩抑制電容的構成。在圖45中,振蕩抑制電容268設在差動電路23的輸出端子N15與輸出端子2之間。在圖21至圖28所示的驅動電路中,差動電路23在充電動作和放電動作上是共同的,因此,振蕩抑制電容可以設置一個。
而且,通過進一步的研究結果,得到以下進一步的認識本發明為了實現低消耗功率的反饋型放大電路和驅動電路,提供不需要設置相位補償電容來實現輸出穩定化的構成。因此,具有隨著輸出成為所希望的電壓,電流驅動能力成為足夠小的充電裝置和放電裝置的反饋型放大電路中,把充電裝置或者放電裝置的一方作為反饋型構成,把另一方作為幾乎沒有響應延遲的非反饋構成。該電路的原理·作用是在使輸出變化到所希望的電壓上的動作中,當充電裝置或者放電裝置的一方是反饋型構成時,產生響應延遲而發生過衝和下衝,但是,充電裝置或者放電裝置的另一方是非反饋構成,而幾乎沒有響應延遲,由此,迅速地抑制了過衝和下衝,能夠使輸出穩定化。因此,不需要相位補償電容,或者,能夠把相位補償電容抑制得足夠小,能夠抑制在相位補償電容的充放電中所需要的電流,削減消耗功率。
圖1至圖32所示的構成、以及圖36至圖46表示了使用源極跟隨器充電裝置或者源極跟隨器放電裝置作為非反饋構成的充電裝置或者放電裝置的實施例。
例如,在圖4和圖9所示的例子中,充電裝置是反饋型構成的電壓跟隨器電路11,放電裝置是非反饋型構成的源極跟隨器放電裝置41。反饋型構成的電壓跟隨器電路11接受輸出電壓Vout的變化,差動級21動作,接受差動級21的輸出的變化,充電裝置31動作,因此,在輸出電壓Vout的變化反映到充電作用之前,必然包含差動級21的動作延遲(響應延遲),因此,輸出電壓Vout發生過衝。而且,差動級21的構成越複雜,響應延遲越大,而過衝越大。另一方面,源極跟隨器放電裝置41是電晶體412為源極跟隨器構成,柵極被控制為與輸入電壓Vin相對應的電壓上,當輸出變為所希望的電壓(Vin)以上時,電晶體412的柵極·源極間電壓增加,而產生放電作用。在源極跟隨器放電裝置41中,輸出電壓的變化即電晶體412的柵極·源極間電壓的變化瞬時反映到放電能力上,因此,幾乎不發生響應延遲。
因此,即使由電壓跟隨器電路11產生了過衝,通過源極跟隨器放電裝置41能夠使發生過衝的輸出電壓迅速放電而穩定在所希望的電壓上。該原理在使用源極跟隨器充電裝置或者源極跟隨器放電裝置的其他實施例的構成中是相同的。
但是,在本發明中,除了源極跟隨器構成之外,如果是幾乎沒有響應延遲的非反饋構成,就能實現不需要相位補償電容的反饋型放大電路和驅動電路。圖47是表示該例的圖。
圖47是表示本發明的另一個實施例的構成的圖。參照圖47,該實施例的電路包括反饋型充電裝置11,能夠通過輸入電壓Vin和輸出電壓Vout兩個輸入而產生充電作用,提升輸出電壓Vout;放電裝置61,通過與反饋型充電裝置11獨立的動作,根據與輸入電壓Vin相對應的所希望的電壓與輸出電壓Vout的電壓差來動作。圖47是用放電裝置61置換圖3所示的源極跟隨器放電裝置41的構成,對於相同的構成部分,使用相同的標號。
反饋型充電裝置11包括差動級21,根據輸入電壓Vin和輸出電壓Vout的兩個的電壓差而動作;充電裝置31,根據差動級21的輸出而產生充電作用。本實施例為不設置相位補償裝置(相位補償電容)的構成,或者需要足夠小的相位補償電容,由此,能夠用低消耗功率來進行高速驅動。
在根據輸入電壓Vin而使輸出電壓Vout輸出所希望的電壓的驅動電路中,反饋型充電裝置11根據Vin和Vout的電壓差而動作,當輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,通過其充電作用,把輸出電壓Vout提升到所希望的電壓上。反饋型充電裝置11不設置相位補償裝置,由此,能夠以低功率消耗高速進行動作,但是,在反饋型的構成中,由於電路元件的寄生電容等,輸出電壓Vout的變化反映到充電作用會存在微小的響應延遲,而存在產生過衝(過充電)的情況。
另一方面,放電裝置61包括漏極連接在輸出端子2上,源極連接在低電位側電源VSS上的N溝道MOS電晶體601;柵極偏置控制裝置62,把與輸入電壓Vin相對應的所希望的電壓作為參照電壓,根據輸出電壓Vout,來控制N溝道MOS電晶體601的柵極電壓。
具體地說,柵極偏置控制裝置62在驅動所希望的輸出電壓期間,控制柵極偏置,以使輸出電壓Vout與N溝道MOS電晶體601的柵極偏置的電壓差相對於輸出電壓的變化幾乎沒有延遲地保持為恆定。
而且,柵極偏置控制裝置62控制柵極偏置,以使輸出電壓與N溝道MOS電晶體601的柵極偏置的電壓差在當輸出電壓為所希望的電壓時,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓為閾值電壓附近。由此,放電裝置61具有適應於所希望的電壓與輸出電壓Vout的電壓差的放電能力,當輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,通過電晶體的放電作用,把輸出電壓Vout降低到所希望的電壓上。
下面對放電裝置61的作用進一步進行說明。在放電裝置61中,由於輸出電壓Vout與N溝道MOS電晶體601的柵極偏置的電壓差幾乎保持恆定,當輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,N溝道MOS電晶體601的柵極偏置被提升,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓變大,而以適應於輸出電壓Vout與所希望的電壓的電壓差的放電能力來產生放電作用。
當輸出電壓Vout降低到所希望的電壓時,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓處於閾值電壓附近,放電作用幾乎停止。
另一方面,當輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓成為閾值電壓以下,不產生放電作用。
放電裝置61,由柵極偏置控制裝置62所產生的N溝道MOS電晶體601的柵極偏置控制相對於輸出電壓的變化沒有延遲地進行,由此,能夠把高於所希望的電壓的輸出電壓Vout迅速地降低到所希望的電壓上並穩定下來。
而且,在柵極偏置控制裝置62中,當輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,如果N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓為閾值電壓以下,此時,輸出電壓Vout與柵極偏置的電壓差發生變化也沒有關係。
如上述那樣,本實施例的驅動電路,在輸出電壓Vout低於所希望的電壓時,能夠通過反饋型充電裝置11把輸出電壓Vout高速提升到所希望的電壓上。此時,即使產生微小的過衝(過充電),通過放電裝置61而迅速地降低到所希望的電壓上而成為穩定的輸出。
另一方面,在輸出電壓Vout高於所希望的電壓時,通過放電裝置61降低到所希望的電壓上,成為穩定的輸出。
而且,反饋型充電裝置11不設置相位補償電容,由此,僅有由電路元件的寄生電容等所產生的微小響應延遲。因此,即使在發生過衝的情況下,也被抑制到足夠小的電平上。因此,通過反饋型充電裝置11和放電裝置61的組合,在充電時,能夠在高速充電的同時,高速穩定到所希望的電壓上。
圖48表示圖47的一個具體例子。圖48是把圖9的源極跟隨器放電裝置41變更為放電裝置61的構成,對於相同的構成部分,使用相同的標號。圖48是把輸出電壓Vout驅動到與輸入電壓Vin相等的電壓上的驅動電路。
參照圖48,在反饋型充電裝置11中,差動級21由具有N溝道MOS電晶體213、214所形成的差動輸入對和作為其有源負載而具有由P溝道MOS電晶體212、211組成的電流鏡像電路的差動級所構成,是把輸出電壓Vout反饋給輸入的反饋型的構成。
構成反饋型充電裝置11的差動級21和充電裝置31,當Vout<Vin時,發生由電晶體311所產生的充電作用,把輸出電壓Vout提升到Vin上,在Vout>Vin下,電晶體311成為關斷的,從而不產生充電作用。
但是,在Vout<Vin中,當輸出電壓Vout高速變化到Vin時,輸出電壓Vout的變換反映到充電作用會存在微小的響應延遲,而產生過衝(過充電)。
另一方面,放電裝置61的構成是把日本專利公開公報特開平11-259052號的構成進行部分變更來應用的方案,包括N溝道MOS電晶體601,其漏極連接在輸出端子2上,源極連接在低電位電源電壓VSS上;柵極偏置控制裝置62,以輸入電壓Vin作為參考電壓,根據輸出電壓Vout來控制N溝道MOS電晶體601的柵極電壓。柵極偏置控制裝置62包括電容元件602,一端連接在N溝道MOS電晶體601的柵極上;連接在輸入端子1與電容元件602的另一端之間的開關611;連接在輸出端子2與電容元件602的另一端之間的開關613;以及對N溝道MOS電晶體601的柵極控制電壓Vref的供給、切斷進行控制的開關612。提供該電壓Vref來作為N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓處於閾值電壓附近這樣的柵極偏置電壓。
圖49是表示該實施例的驅動電路中在把輸出電壓Vout驅動到與輸入電壓Vin相等的電壓的1輸出期間的開關611、612、613的控制的定時圖。參照圖48和圖49來說明該實施例中的柵極偏置控制裝置62的作用。
在1輸出期間的開始,在期間t0-t1間,使開關611和開關612都導通。此時,給N溝道MOS電晶體601提供電壓Vref作為柵極偏置,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓處於閾值電壓附近,從輸出端子2向低電位電源電壓VSS的放電電流被抑制得足夠小。
當開關611和開關612都導通時,電容元件602的一端被提供給電壓Vref,另一端提供輸入電壓Vin,保持Vin與Vref的電壓差。
而且,在期間t1,在開關611和開關612成為關斷之後,使開關613導通,在期間t1-t2間保持該狀態。此時,電容元件602的一端連接在N溝道MOS電晶體601的柵極上,另一端通過導通狀態的開關613連接在輸出端子2上,進行作用,以便於保持在電容元件602的兩端所保持的輸入電壓Vin和電壓Vref的電壓差。
因此,當開關613成為導通時,在輸出電壓Vout高於Vin的情況下,N溝道MOS電晶體601的柵極偏置被提升,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓變大,以對應於輸出電壓Vout與Vin的電壓差的放電能力而產生放電作用。
而且,當輸出電壓Vout降低到Vin時,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓處於閾值電壓附近,放電作用幾乎停止,輸出電壓Vout穩定下來。
另一方面,當開關613成為接通時,在輸出電壓Vout低於Vin的情況下,N溝道MOS電晶體601的柵極·源極間電壓處於閾值電壓以下,N溝道MOS電晶體601的放電作用不發生。
柵極偏置控制裝置62能夠使輸出電壓的變化經過電容元件602而幾乎沒有延遲地反映到N溝道MOS電晶體601的柵極偏置上,因此,放電裝置61能夠把高於Vin的輸出電壓Vout快速地放電到Vin上並穩定下來。
而且,可以用提供相同作用的電壓保持裝置,來取代電容元件602。即,可以是電壓保持裝置,其取樣並鎖存輸入電壓Vin與電壓Vref的電壓差,把鎖存的電壓差保持在輸出端子與N溝道MOS電晶體601的柵極之間。
如以上那樣,本實施例的驅動電路,在輸出電壓Vout低於輸入電壓Vin時,能夠通過反饋型充電裝置11把輸出電壓Vout高速地提升到Vin,此時,即使產生微小的過衝(過充電),通過放電裝置61而快速地降低到Vin,成為穩定的輸出。另一方面,在輸出電壓Vout高於輸入電壓Vin的情況下,通過放電裝置61而降低到Vin,成為穩定的輸出。
而且,由於用N溝道MOS電晶體來進行放電動作,圖48所示的驅動電路的動作範圍可以為從低電位電源電壓VSS到高電位電源電壓VDD的電源電壓範圍。
而且,在本實施例的驅動電路中,對把反饋型充電裝置11和放電裝置61進行組合的驅動電路進行了說明,但是,對於把反饋型放電裝置和充電裝置進行組合的構成,也能容易實現。
在此情況下,與圖48所示的放電裝置61相對應的相同構成的充電裝置(不是源極跟隨器型),除了與放電裝置61的構成極性為對稱的之外,具有相同的構成。即,充電裝置包括連接在高電位側電源與輸出端子(2)之間的P溝道MOS電晶體,在P溝道MOS電晶體的柵極與提供電壓Vref的電壓輸入端子之間插入的第一開關。還包括一端連接在P溝道MOS電晶體的柵極上的電容;連接在該電容的另一端與輸入端子之間的第二開關;連接在輸出端子與電容的另一端之間的第三開關。放電裝置61除了放電、充電不同之外,開關的控制與圖49所示的相同。
在驅動電路的1輸出期間的開始,在期間t0-t1間(參照圖49),使第一、第二開關都接通。此時,給P溝道MOS電晶體提供電壓Vref作為柵極偏置,P溝道MOS電晶體的柵極·源極間電壓處於閾值電壓附近,從高電位電源電壓VDD向輸出端子2的充電電流被抑制得足夠小。
當第一、第二開關都接通時,電容元件的一端被提供電壓Vref,另一端被提供輸入電壓Vin,Vin和Vref的電壓差被保持。在圖49的期間t1中,在使第一、第二開關斷開之後,使第三開關接通,在期間t1-t2間保持該狀態。此時,電容元件的一端連接在P溝道MOS電晶體的柵極上,另一端則通過接通狀態的第三開關連接在輸出端子上,保持在電容元件的兩端上所保持的輸入電壓Vin與電壓Vref的電壓差。
因此,當第三開關成為接通時,在輸出電壓Vout低於Vin的情況下,P溝道MOS電晶體的柵極偏置被降低,P溝道MOS電晶體的柵極·源極間電壓變大,以適應於輸出電壓Vout與Vin的電壓差的充電能力而產生充電作用。
接著,當輸出電壓Vout上升到Vin時,P溝道MOS電晶體的柵極·源極間電壓處於閾值電壓附近,充電作用幾乎停止,輸出電壓Vout穩定下來。
另一方面,當第三開關成為接通時,在輸出電壓Vout高於Vin的情況下,P溝道MOS電晶體的柵極·源極間電壓成為閾值電壓以下,P溝道MOS電晶體的充電作用不發生。
在此情況下,充電裝置的柵極偏置控制裝置能夠把輸出電壓的變化通過電容元件幾乎沒有延遲地反映到P溝道MOS電晶體的柵極偏置上,因此,充電裝置把低於Vin的輸出電壓Vout快速地充電至Vin,並穩定下來。
在此情況下,可以取代電容元件而使用提供相同作用的電壓保持裝置。即,可以是電壓保持裝置,其抽樣並鎖存輸入電壓Vin和電壓Vref的電壓差,並把鎖存的電壓差保持在輸出端子與進行充電作用的P溝道MOS電晶體的柵極之間。
不言而喻,可以把圖48所示的放電裝置61和上述充電裝置分別置換為上述本發明的各個實施例的驅動電路的源極跟隨器放電裝置41和源極跟隨器充電裝置42,本發明包含它們的所有組合。發明的效果如上述那樣,根據本發明,通過把沒有相位補償電容的電壓跟隨器型構成的反饋型充電(放電)裝置和源極跟隨器放電(充電)裝置進行組合,能夠達到比具有相位補償電容的運算放大器更高速的穩定動作,而謀求低消耗功率化。
而且,本發明具有輸出波形振蕩抑制用電容,由此,在大容量負載的驅動中,可抑制振蕩,使輸出波形成為平滑的。
根據本發明,也能用源極跟隨器之外的構成,來實現不需要相位補償電容的反饋型放大電路和驅動電路。
權利要求
1.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級,以及根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的充電作用的充電裝置,作為使上述輸出端子電壓成為與上述輸入端子電壓同相的電壓跟隨器而起作用;跟隨器型放電裝置,根據上述輸入端子電壓與上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作來進行上述輸出端子的放電作用。
2.根據權利要求1所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述跟隨器型放電裝置包括偏置控制裝置,接受上述輸入端子電壓來控制輸出偏置電壓;跟隨器電晶體,連接在上述輸出端子與低電位側電源之間,輸入從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓,根據上述輸出端子電壓和上述偏置電壓的電壓差,來控制輸出電流。
3.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級,以及根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的放電作用的放電裝置,作為使上述輸出端子電壓成為與上述輸入端子電壓同相的跟隨器而起作用;跟隨器型充電裝置,根據上述輸入端子電壓與上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作來進行上述輸出端子的充電作用。
4.根據權利要求3所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述跟隨器型充電裝置包括偏置控制裝置,接受上述輸入端子電壓來控制輸出偏置電壓;跟隨器電晶體,連接在高電位側電源與上述輸出端子之間,輸入從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓,根據上述輸出端子電壓和上述偏置電壓的電壓差,來控制輸出電流。
5.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,分別連接在上述差動對的輸出對上的負載元件,把上述差動對的一個輸出和上述負載元件的連接點電壓作為控制端子的輸入並連接在上述輸出端子的充電路徑上的電晶體;跟隨器型放電裝置,具有連接在上述輸出端子與低電位側電源間的跟隨器型構成的電晶體,插入上述輸入端子與上述低電位側電源間並由恆流源所驅動的電晶體,其控制端子與連接在跟隨器型構成的電晶體的控制端子上的二極體連接。
6.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,分別連接在上述差動對的輸出對上的負載元件,把上述差動對的一個輸出和上述負載元件的連接點電壓作為控制端子的輸入並連接在上述輸出端子的放電路徑上的電晶體;跟隨器型充電裝置,具有連接在上述輸出端子與高電位側電源間的跟隨器型構成的電晶體,插入上述高電位側電源與上述輸入端子間並由恆流源所驅動的電晶體,其控制端子與連接在跟隨器型構成的電晶體的控制端子上的二極體連接。
7.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有差動級,包含輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,輸入端和輸出端分別連接在上述差動對的輸出對上而成為負載的電流鏡像電路;充電電路,包含連接在高電位側電源與上述輸出端子之間的與上述電流鏡像電路相同導電類型的電晶體,其把上述電流鏡像電路的輸出端與上述差動對的輸出的連接點電壓輸入到控制端子;跟隨器型放電裝置,具有連接在上述輸出端子與低電位側電源間的跟隨器型構成的電晶體,插入上述輸入端子與上述低電位側電源間並由恆流源所驅動的電晶體,其控制端子與連接在跟隨器型構成的電晶體的控制端子上的二極體連接。
8.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有差動級,包含輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,輸入端和輸出端分別連接在上述差動對的輸出對上而成為負載的電流鏡像電路;放電電路,包含連接在高電位側電源與上述輸出端子之間的與上述電流鏡像電路相同導電類型的電晶體,其把上述電流鏡像電路的輸出端與上述差動對的輸出的連接點電壓輸入到控制端子;跟隨器型充電裝置,具有連接在上述輸出端子與高電位側電源間的跟隨器型構成的電晶體,插入上述高電位側電源與上述輸入端子間並由恆流源所驅動的電晶體,其控制端子與連接在跟隨器型構成的電晶體的控制端子上的二極體連接。
9.根據權利要求7所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述跟隨器型放電裝置中,在上述二極體連接的電晶體和上述輸入端子的連接點與高電位側電源之間設置恆流源。
10.根據權利要求8所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述跟隨器型充電裝置中,在上述二極體連接的電晶體和上述輸入端子的連接點與低電位側電源之間設置恆流源。
11.根據權利要求7所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述跟隨器型放電裝置中,在上述跟隨器型構成的電晶體和上述輸出端子的連接點與高電位側電源之間設置恆流源。
12.根據權利要求8所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述跟隨器型充電裝置中,在上述跟隨器型構成的電晶體和上述輸出端子的連接點與低電位側電源之間設置恆流源。
13.根據權利要求7所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述反饋型充電裝置的上述充電電路的上述電晶體的控制端子與高電位側電源之間,以及上述充電電路的上述電晶體的控制端子與低電位側電源之間,分別設置恆流源。
14.根據權利要求8所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述反饋型放電裝置的上述放電電路的上述電晶體的控制端子與高電位側電源之間,以及上述放電電路的上述電晶體的控制端子與低電位側電源之間,分別設置恆流源。
15.根據權利要求7或8所述的反饋型放大電路,其特徵在於,成為上述差動對的電晶體對中,把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的輸出連接在上述電流鏡像電路的輸入端上,把上述輸入端子電壓作為輸入的電晶體的輸出連接在上述電流鏡像電路的輸出端上。
16.根據權利要求7所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述差動級中,設置多個把上述輸入端子電壓作為共同輸入的電晶體,上述差動級的上述電流鏡像電路的輸入端連接在把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的輸出上,並且具有多個輸出端,上述差動級的上述電流鏡像電路的多個輸出端共同地與把上述輸入端子電壓作為共同輸入的電晶體的共同連接的多個輸出相連接,同時,連接在上述充電電路的電晶體的控制端子上。
17.根據權利要求7所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述差動級中,在成為上述差動對的電晶體對中,把上述輸入端子電壓作為輸入的電晶體的電流驅動能力為把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的預定倍,上述差動級的上述電流鏡像電路,其輸入端連接在把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的輸出上,並且成為輸出端的電晶體的電流驅動能力為成為輸入端的電晶體的預定倍,上述差動級的上述電流鏡像電路的輸出端與把上述輸入端子電壓作為輸入的電晶體的輸出的連接點連接在上述充電電路的電晶體的控制端子上。
18.根據權利要求8所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述差動級中,設置多個把上述輸入端子電壓作為共同輸入的電晶體,上述差動級的上述電流鏡像電路的輸入端連接在把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的輸出上,並且具有多個輸出端,上述差動級的上述電流鏡像電路的多個輸出端共同地與把上述輸入端子電壓作為共同輸入的電晶體的共同連接的多個輸出相連接,同時,連接在上述放電電路的電晶體的控制端子上。
19.根據權利要求8所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述差動級中,在成為上述差動對的電晶體對中,把上述輸入端子電壓作為輸入的電晶體的電流驅動能力為把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的預定倍,上述差動級的上述電流鏡像電路,其輸入端連接在把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的輸出上,並且成為輸出端的電晶體的電流驅動能力為成為輸入端的電晶體的預定倍,上述差動級的上述電流鏡像電路輸出端與把上述輸入端子電壓作為輸入的電晶體的輸出的連接點連接在上述放電電路的電晶體的控制端子上。
20.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括第一反饋型放大電路,具有第一差動級,將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入;反饋型充電裝置,具有根據上述第一差動級的輸出來進行上述輸出端子的充電作用的充電裝置,作為電壓跟隨器而起作用;跟隨器型放電裝置,根據上述輸入端子電壓與上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作來進行上述輸出端子的放電作用;第二反饋型放大電路,具有反饋型放電裝置,具有將上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓差動輸入的第二差動級,以及根據上述第二差動級的輸出來進行上述輸出端子的放電作用的放電裝置,該反饋型放電裝置作為電壓跟隨器而起作用;跟隨器型充電裝置,根據上述輸入端子電壓與上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作來進行上述輸出端子的充電作用,上述輸入端子經過由動作控制信號來控制切換的第一切換開關而連接在上述第一、第二的反饋型放大電路的一方上,上述輸出端子經過由上述動作控制信號來控制切換的第二切換開關而連接在上述第一、第二的反饋型放大電路上。
21.根據權利要求20所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述跟隨器型放電裝置包括第一偏置控制裝置,接受上述輸入端子電壓來控制輸出偏置電壓;跟隨器電晶體,連接在上述輸出端子與低電位側電源之間,把從上述第一偏置控制裝置所輸出的偏置電壓作為輸入,上述跟隨器型充電裝置包括第二偏置控制裝置,接受上述輸入端子電壓來控制輸出偏置電壓;跟隨器電晶體,連接在高電位側電源與上述輸出端子之間,把從上述第二偏置控制裝置的偏置電壓作為輸入。
22.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括第一反饋型放大電路,包括反饋型充電裝置,具有第一差動級,包含將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入並由第一恆流源進行驅動的第一差動對,以及第一電流鏡像電路,其輸出端和輸入端分別連接在上述第一差動對中把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的輸出端和把上述輸入端子作為輸入的電晶體的輸出端上;充電電路,包含連接在高電位側電源與上述輸出端子之間的與上述第一電流鏡像電路相同導電類型的第一電晶體,其把上述第一電流鏡像電路的輸出端與上述第一差動對的輸出的連接點電壓輸入控制端子;跟隨器型放電裝置,具有連接在上述輸出端子與低電位側電源間的跟隨器型構成的第二電晶體;插入上述輸入端子與上述低電位側電源間並由第二恆流源所驅動的第三電晶體,其控制端子與連接在上述跟隨器型構成的電晶體的控制端子上的二極體連接;第二反饋型放大電路,包括反饋型放電裝置,具有第二差動級,包含將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入並由第三恆流源進行驅動的第二差動對,以及第二電流鏡像電路,其輸出端和輸入端分別連接在上述第二差動對中把上述輸出端子電壓作為輸入的電晶體的輸出端和把上述輸入端子作為輸入的電晶體的輸出端上;放電電路,包含連接在低電位側電源與上述輸出端子之間的與上述第二電流鏡像電路相同導電類型的第四電晶體,其把上述第二電流鏡像電路的輸出端與上述第二差動對的輸出的連接點電壓輸入控制端子;跟隨器型充電裝置,具有連接在上述輸出端子與高電位側電源間的跟隨器型構成的第五電晶體;插入上述高電位側電源與上述輸入端子間並由第四恆流源所驅動的第六電晶體,其控制端子與連接在跟隨器型構成的第五電晶體的控制端子上的二極體連接;控制裝置,把上述反饋型充電裝置和反饋型放電裝置的至少一方控制為非激活,同時,分別控制上述第一差動級,上述跟隨器型放電裝置,上述第二差動級以及上述跟隨器型充電裝置的激活和非激活。
23.根據權利要求22所述的反饋型放大電路,其特徵在於,包括連接在上述第一差動對與上述低電位側電源間並與上述第一恆流源串聯的第一開關;連接在上述輸出端子與上述低電位側電源間並與上述第二電晶體串聯的第二開關;連接在上述第三電晶體與上述低電位側電源間並與上述第二恆流源串聯的第三開關;連接在上述第二差動對與上述高電位側電源間並與上述第三恆流源串聯的第四開關;連接在上述輸出端子與上述高電位側電源間並與上述第五電晶體串聯的第五開關;連接在上述第六電晶體與上述高電位側電源間並與上述第四恆流源串聯的第六開關,上述第一至第三開關和上述第四至第六開關通過動作控制信號分別控制導通、關斷,使上述第一電晶體和上述第四電晶體的至少一方被關斷。
24.根據權利要求23所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述第三電晶體和上述輸入端子的連接點與上述高電位側電源之間,串聯連接第五恆流源和第七開關,在上述第六電晶體和上述輸入端子的連接點與上述低電位側電源之間,串聯連接第六恆流源和第八開關,通過上述動作控制信號,上述第七開關與上述第二和上述第三開關同步導通或關斷,上述第八開關與上述第五和上述第六開關同步導通或關斷。
25.根據權利要求22至24任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述輸出端子與預充電用電源之間設置第九開關。
26.根據權利要求22或23所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述跟隨器型放電裝置中,在上述跟隨器型構成的第二電晶體和上述輸出端子的連接點與上述高電位側電源之間,設置串聯連接的第七電流源和第九開關,在上述跟隨器型充電裝置中,在上述跟隨器型構成的第五電晶體和上述輸出端子的連接點與上述低電位側電源之間,設置串聯連接的第八電流源和第十開關。
27.根據權利要求22或23所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述跟隨器型放電裝置包括第七電晶體,其在上述輸入端子與上述第二恆流源之間與上述第三電晶體並聯連接,由預定的偏置電壓進行偏置,上述跟隨器型充電裝置包括第八電晶體,在上述輸入端子與上述第四恆流源之間與上述第六電晶體並聯連接,由預定的偏置電壓進行偏置。
28.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級;充電裝置,根據上述差動級的輸出進行上述輸出端子的充電作用;跟隨器型放電裝置,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作進行上述輸出端子的放電作用;放電裝置,根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的放電作用;跟隨器型充電裝置,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作進行上述輸出端子的充電作用,通過所輸入的動作控制信號的值,來控制上述充電裝置和上述放電裝置、上述跟隨器型放電裝置和上述跟隨器型充電裝置的動作。
29.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級;充電裝置,根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的充電作用;放電裝置,根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的放電作用;跟隨器型充放電裝置,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作,進行上述輸出端子的放電作用,同時,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過有源元件的跟隨器動作,進行上述輸出端子的充電作用,通過所輸入的動作控制信號的值,來控制上述充電裝置和上述放電裝置、上述跟隨器型充放電裝置的動作。
30.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括第一差動級,包含將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入並由第一恆流源所驅動的第一差動對,輸入端分別連接在上述第一差動對的輸出對上的第一、第二電流鏡像電路;充電電路,包含連接在高電位側電源與上述輸出端子之間,把上述第二電流鏡像電路的輸出端輸入控制端子的與上述第二電流鏡像電路相同導電類型的第一電晶體;第二差動對,包含差動輸入輸入端子電壓和輸出端子電壓並由第二恆流源所驅動的第二差動對,輸入端分別連接在上述第二差動對的輸出對上的第三、第四電流鏡像電路;放電電路,包含連接在低電位側電源與上述輸出端子之間,把上述第四電流鏡像電路的輸出端輸入控制端子的與上述第四電流鏡像電路相同導電類型的第二電晶體,上述第一和第三電流鏡像電路的輸出端相互連接,上述第二和第四電流鏡像電路的輸出端相互連接,還包括跟隨器型放電裝置,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過第三電晶體的跟隨器動作來進行上述輸出端子的放電作用;跟隨器型充電裝置,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過第四電晶體的跟隨器動作來進行上述輸出端子的充電作用;控制裝置,把上述放電電路和上述充電電路的至少一方控制為非激活,同時,控制上述跟隨器型放電裝置和上述跟隨器型充電裝置的激活和非激活。
31.根據權利要求30所述的反饋型放大電路,其特徵在於,包括在上述高電位側電源與上述輸出端子之間與上述第一電晶體串聯連接的第一開關;在上述低電位側電源與上述輸出端子之間與上述第二電晶體串聯連接的第二開關,通過動作控制信號,上述第一、第二開關至少一方被進行關斷控制。
32.根據權利要求30或31所述的反饋型放大電路,其特徵在於,包括與上述第二電流鏡像電路相同導電類型的第五電晶體,被插入上述第二電流鏡像電路的輸入端同上述第一差動對的輸出的連接點與上述第一和第三電流鏡像電路的輸出端的連接點之間,並把上述第二和第四電流鏡像電路的輸出端的連接點的電壓作為控制端子的輸入;與上述第四電流鏡像電路相同導電類型的第六電晶體,被插入上述第四電流鏡像電路的輸入端同上述第二差動對的輸出的連接點與上述第一和第三電流鏡像電路的輸出端的連接點之間,並把上述第二和第四電流鏡像電路的輸出端的連接點的電壓作為控制端子的輸入。
33.根據權利要求30至32任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,包括在上述充電電路中,在上述第一電晶體的控制端子與上述高電位側電源之間設置第三開關,在上述放大電路中,在上述第二電晶體的控制端子與上述低電位側電源之間設置第四開關。
34.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括第一差動級,包含將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入並由第一恆流源所驅動的第一差動對,輸入端分別連接在上述第一差動對的輸出對上的第一、第二電流鏡像電路;充電電路,包含連接在高電位側電源與上述輸出端子之間,把上述第二電流鏡像電路的輸出端輸入控制端子的與上述第二電流鏡像電路相同導電類型的第一電晶體;第二差動級,包含將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入並由第二恆流源所驅動的第二差動對,輸入端分別連接在上述第二差動對的輸出對上的第三、第四電流鏡像電路;放電電路,包含連接在低電位側電源與上述輸出端子之間,把上述第四電流鏡像電路的輸出端輸入控制端子的與上述第四電流鏡像電路相同導電類型的第二電晶體,上述第一和第三電流鏡像電路的輸出端相互連接,上述第二和第四電流鏡像電路的輸出端相互連接,還包括與上述第二電流鏡像電路相同導電類型的第三電晶體,被插入上述第二電流鏡像電路的輸入端同上述第一差動對的輸出的連接點與上述第一和第三電流鏡像電路的輸出端的連接點之間,把上述第二和第四電流鏡像電路的輸出端的連接點的電壓作為控制端子的輸入;與上述第四電流鏡像電路相同導電類型的第四電晶體,被插入上述第四電流鏡像電路的輸入端同上述第二差動對的輸出的連接點與上述第一和第三電流鏡像電路的輸出端的連接點之間,把上述第二和第四電流鏡像電路的輸出端的連接點的電壓作為控制端子的輸入;還包括跟隨器型充放電裝置,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過第五電晶體的跟隨器動作來進行上述輸出端子的放電作用,同時,根據上述輸入端子電壓和上述輸出端子電壓的電壓差,通過第六電晶體的跟隨器動作來進行上述輸出端子的充電作用;控制裝置,把上述放大電路和上述充電電路的至少一方控制為非激活,同時,控制上述跟隨器型充放電裝置的激活和非激活。
35.根據權利要求34所述的反饋型放大電路,其特徵在於,包括在上述高電位側電源與上述輸出端子之間與上述第一電晶體串聯連接的第一開關;在上述低電位側電源與上述輸出端子之間與上述第二電晶體串聯連接的第二開關;插入上述第一電晶體的控制端子與上述高電位側電源之間的第三開關;插入上述第二電晶體的控制端子與上述低電位側電源之間的第三開關。
36.根據權利要求30至32任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述跟隨器型放電裝置包括插入上述輸入端子與上述低電位側電源之間的第七電晶體,其控制端子與上述跟隨器型構成的第三電晶體的控制端子相連接的二極體連接,在上述第七電晶體與上述低電位側電源之間串聯連接第三恆流源和第五開關,在上述第三電晶體與上述低電位側電源之間連接第六開關,在上述第三電晶體同上述輸出端子的連接點與上述高電位側電源之間串聯連接第四恆流源和第七開關,在上述第七電晶體同上述輸入端子的連接點與上述高電位側電源之間串聯連接第五恆流源和第八開關,上述跟隨器型充電裝置包括插入上述輸入端子與上述高電位側電源之間的第八電晶體,其控制端子與連接在上述跟隨器型構成的第四電晶體的控制端子上的二極體連接,在上述第八電晶體與高電位側電源之間串聯連接第六恆流源和第九開關,在上述第四電晶體與上述高電位側電源之間連接第十開關,在上述第三電晶體同上述輸出端子的連接點與上述低電位側電源之間串聯連接第七恆流源和第十一開關,在上述第八電晶體同上述輸入端子的連接點與上述低電位側電源之間串聯連接第八恆流源和第十二開關。
37.根據權利要求34或36所述的反饋型放大電路,其特徵在於,包括在上述充電電路中,在上述第一電晶體的控制端子與高電位側電源之間設置第十三開關;在上述放電電路中,在上述第二電晶體的控制端子與低電位側電源之間設置第十四開關。
38.根據權利要求32所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述跟隨器型放電裝置包括插入上述輸入端子與上述低電位側電源之間的第七電晶體,其控制端子與上述跟隨器型構成的第三電晶體的控制端子相連接的二極體連接,在上述第七電晶體與低電位側電源之間連接第三恆流源,在上述輸出端子與上述低電位側電源之間與第三電晶體串聯連接第五開關,在上述輸入端子和上述第三恆流源之間設置與上述第七電晶體並聯連接的,由預定偏置電壓所偏置的第九電晶體,上述跟隨器型充電裝置包括插入上述輸入端子與上述高電位側電源之間的第八電晶體,其控制端子連接在上述跟隨器型構成的第四電晶體的控制端子上的二極體連接,在上述第八電晶體與高電位側電源之間連接第四恆流源,在上述輸出端子與上述高電位側電源之間與上述第四電晶體串聯連接第六開關,在上述輸入端子與上述第四恆流源之間設置與上述第八電晶體並聯連接的,由預定偏置電壓所偏置的第十電晶體。
39.一種反饋型放大電路,其特徵在於,為在權利要求1至38任一項的反饋型放大電路中不包含由電容元件組成的相位補償裝置的構成。
40.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,其在輸出端子上輸出與輸入端子同相的電壓,並且由沒有相位補償電容的電壓跟隨器電路組成;放電裝置,連接在上述輸出端子上,通過由恆定電壓所偏置的源極跟隨器或者射極跟隨器型構成的電晶體,來使上述輸出端子進行放電。
41.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,其在輸出端子上輸出與輸入端子同相的電壓,並且由沒有相位補償電容的電壓跟隨器電路組成;連接在上述輸出端子上的充電裝置,通過由恆定電壓所偏置的源極跟隨器或者射極跟隨器型構成的電晶體,來使上述輸出端子進行充電。
42.一種驅動電路,其特徵在於,權利要求1至41任一項所述的上述反饋型放大電路為這樣的輸出電路把由選擇電路從連接在第一、第二基準電壓之間的電阻串的多個抽頭所取出的多個電壓中所選擇的電壓作為輸入。
43.根據權利要求42所述的驅動電路,其特徵在於,上述輸出電路包含原封不動地輸出上述輸入電壓或者將其關斷的開關。
44.根據權利要求42或43所述的驅動電路,其特徵在於,驅動連接在上述輸出端子上的上述電容性負載。
45.一種液晶顯示裝置,其特徵在於,液晶顯示裝置的驅動電路包括權利要求42至44任一項所述的驅動電路。
46.一種OP放大器,輸入信號被輸入同相輸入端,輸出信號被反饋輸入反相輸入端,作為電壓跟隨器電路使用,其特徵在於,包括充電裝置,根據上述輸入信號和上述輸出信號的差動輸入的差動級的輸出,來對上述OP放大器的輸出端子進行充電;根據上述輸入信號來控制輸出偏置電壓的偏置控制裝置;放電裝置,包括插入上述OP放大器的輸出端子的放電路徑中的源極跟隨器或者射極跟隨器型構成的電晶體,把從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓作為輸入。
47.一種OP放大器,輸入信號被輸入同相輸入端,輸出信號被反饋輸入反相輸入端,作為電壓跟隨器電路使用,其特徵在於,包括放電裝置,根據上述輸入信號和上述輸出信號的差動輸入的差動級的輸出,來對上述OP放大器進行的輸出端子進行放電;偏置控制裝置,根據上述輸入信號來控制輸出偏置電壓;充電裝置,包括插入上述OP放大器的輸出端子的充電路徑中的源極跟隨器或者射極跟隨器型構成的電晶體,把從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓作為輸入。
48.一種OP放大器,輸入信號被輸入同相輸入端,輸出信號被反饋輸入反相輸入端,作為電壓跟隨器電路使用,其特徵在於,包括充電裝置,根據上述輸入信號和上述輸出信號的差動輸入的差動級的輸出,來對上述OP放大器進行的輸出端子進行充電;放電裝置,根據上述輸入信號和上述輸出信號的差動輸入的差動級的輸出,來對上述OP放大器進行的輸出端子進行放電;根據上述輸入信號來控制輸出偏置電壓的第一偏置控制裝置;跟隨器型放電裝置,包括插入上述OP放大器的輸出端子的放電路徑中的源極跟隨器或者射極跟隨器型構成的電晶體,把從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓作為輸入;根據上述輸入信號來控制輸出偏置電壓的第二偏置控制裝置;跟隨器型充電裝置,包括插入上述OP放大器的輸出端子的充電路徑中的源極跟隨器或者射極跟隨器型構成的電晶體,把從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓作為輸入,還包括控制裝置,把上述充電裝置和上述放電裝置的至少一方控制為非激活。
49.一種緩衝器電路,其特徵在於,包括根據輸入端子電壓和輸出端子電壓的電壓差來進行上述輸出端子的放電作用的放電裝置。
50.一種緩衝器電路,其特徵在於,包括根據輸入端子電壓和輸出端子電壓的電壓差來進行上述輸出端子的充電作用的充電裝置。
51.一種緩衝器電路,其特徵在於,包括根據輸入端子電壓和輸出端子電壓的電壓差來進行上述輸出端子的放電作用的放電裝置,和根據輸入端子電壓和輸出端子電壓的電壓差來進行上述輸出端子的充電作用的充電裝置。
52.根據權利要求49或51所述的緩衝器電路,其特徵在於,上述放電裝置包括偏置控制裝置,接受上述輸入端子電壓並控制輸出偏置電壓;跟隨器電晶體,連接在上述輸出端子與低電位側電源之間,輸入從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓,根據上述輸出端子電壓和上述偏置電壓的電壓差來控制輸出電流。
53.根據權利要求50或51所述的緩衝器電路,其特徵在於,上述充電裝置包括偏置控制裝置,接受上述輸入端子電壓並控制輸出偏置電壓;跟隨器電晶體,連接在上述輸出端子與高電位側電源之間,輸入從上述偏置控制裝置所輸出的偏置電壓,根據上述輸出端子電壓和上述偏置電壓的電壓差來控制輸出電流。
54.根據權利要求1至4、28、29任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述差動級的輸出與上述輸出端子之間,設置負載驅動時的輸出波形振蕩抑制用電容。
55.根據權利要求5至19任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述差動對的輸出與上述輸出端子之間設置負載驅動時的輸出波形振蕩抑制用電容。
56.根據權利要求20、21、30至35任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在上述第一差動級的輸出與上述輸出端子之間,以及上述第二差動級的輸出與上述輸出端子之間,設置用於抑制負載驅動時的輸出波形振蕩的電容。
57.根據權利要求22至27任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,在把上述第一差動對的上述輸入端子電壓作為輸入的電晶體的輸出端與上述輸出端子之間,以及把上述第二差動對的上述輸入端子電壓作為輸入的電晶體的輸出端與上述輸出端子之間,設置用於抑制負載驅動時的輸出波形振蕩的電容。
58.根據權利要求47所述的OP放大器,其特徵在於,在上述差動級的輸出與上述輸出端子之間,設置用於抑制負載驅動時的輸出波形振蕩的電容。
59.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級,以及根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的充電作用的充電裝置,該充電裝置作為上述輸出端子電壓成為與上述輸入端子電壓同相的電壓跟隨器而起作用;放電裝置,具有連接在上述輸出端子與低電位側電源之間的電晶體,以及在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述放電裝置中,設有給上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述電晶體的控制端子之間。
60.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,分別連接在上述差動對的輸出對上的負載元件,充電電路,包含把上述差動對的一個輸出和上述負載元件的連接點電壓作為控制端子的輸入的電晶體,該電晶體連接在上述輸出端子的充電路徑上;放電裝置,具有連接在上述輸出端子的放電路徑上的電晶體,以及偏置控制裝置,對連接在上述放電路徑上的電晶體的控制端子控制偏置電壓,在上述放電裝置中,設有給連接在上述放電路徑上的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與連接在上述放電路徑上的上述電晶體的控制端子之間。
61.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有差動級,包含輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,輸入端和輸出端分別連接在上述差動對的輸出對上而成為負載的電流鏡像電路;充電電路,包含連接在高電位側電源與上述輸出端子之間的與上述電流鏡像電路相同導電類型的第一導電類型的電晶體,其把上述電流鏡像電路的輸出端與上述差動對的輸出的連接點電壓輸入控制端子;放電裝置,具有連接在上述輸出端子與低電位側電源之間的第二導電類型的電晶體,以及在上述第二導電類型的電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述放電裝置中,設有給上述放電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述電晶體的控制端子之間。
62.一種反饋型放大電路,其特徵在於,在權利要求20、22、28、30任一項所述的反饋型放大電路中,取代上述跟隨器型放電裝置而設有放電裝置,該放電裝置具有連接在上述輸出端子與低電位側電源之間的電晶體,以及控制上述電晶體的控制端子上的偏置電壓的偏置控制裝置,上述放電裝置的偏置控制裝置設有給上述放電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述放電裝置的上述電晶體的控制端子之間。
63.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級,以及根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的充電作用的充電裝置,作為上述輸出端子電壓成為與上述輸入端子電壓同相的電壓跟隨器而起作用;放電裝置,具有連接在上述輸出端子與低電位側電源之間的電晶體、在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述放電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
64.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,分別連接在上述差動對的輸出對上的負載元件,充電電路,包含連接在上述輸出端子的充電路徑上的電晶體,把上述差動對的一個輸出和上述負載元件的連接點電壓作為控制端子的輸入;放電裝置,具有連接在上述輸出端子的放電路徑上的電晶體,以及偏置控制裝置,對連接在上述放電路徑上的電晶體的控制端子控制偏置電壓,在上述放電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和連接在上述放電路徑上的上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
65.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型充電裝置,具有差動級,包含輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,輸入端和輸出端分別連接在上述差動對的輸出對上而成為負載的電流鏡像電路;充電電路,包含連接在高電位側電源與上述輸出端子之間的與上述電流鏡像電路相同導電類型的第一導電類型的電晶體,其把上述電流鏡像電路的輸出端與上述差動對的輸出的連接點電壓輸入控制端子;放電裝置,具有連接在上述輸出端子與低電位側電源之間的第二導電類型的電晶體,以及在上述第二導電類型的電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述放電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述放電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述放電裝置的上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
66.一種反饋型放大電路,其特徵在於,在權利要求20、22、28、30任一項所述的反饋型放大電路中,取代上述跟隨器型放電裝置而設有放電裝置,該放電裝置具有連接在上述輸出端子與低電位側電源之間的電晶體,以及在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述放電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述放電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述放電裝置的上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
67.根據權利要求63至66任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述放電裝置的上述電晶體由漏極連接在輸出端子上,源極連接在低電位側電源上的MOS電晶體組成,上述偏置控制裝置包括第一開關,連接在上述MOS電晶體的柵極與柵極偏置電壓輸入端之間;電容,一端連接在上述MOS電晶體的柵極上;第二開關,連接在上述輸入端子與上述電容的另一端之間;第三開關,連接在上述輸出端子與上述電容的另一端之間,在上述輸出期間的開始,使上述第一和第二開關導通,同時,使上述第三開關關斷,接著,使上述第一和第二開關關斷,同時,使上述第三開關導通。
68.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級,以及根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的放電作用的放電裝置,作為使上述輸出端子電壓成為與上述輸入端子電壓同相的電壓跟隨器而起作用;充電裝置,具有連接在上述輸出端子與高電位側電源之間的電晶體,以及在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述充電裝置中,設有給上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述電晶體的控制端子之間。
69.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,分別連接在上述差動對的輸出對上的負載元件,放電電路,包含連接在上述輸出端子的放電路徑上的電晶體,把上述差動對的輸出和負載元件的連接點電壓作為控制端子的輸入;充電裝置,具有連接在上述輸出端子的充電路徑上的電晶體,以及對連接在上述充電路徑上的電晶體的控制端子控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述充電裝置中,設有給連接在上述充電路徑上的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與連接在上述充電路徑上的上述電晶體的控制端子之間。
70.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有差動級,包含輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,以及輸入端和輸出端分別連接在上述差動對的輸出對上而成為負載的電流鏡像電路;放電電路,包含連接在低電位側電源與上述輸出端子之間的與上述電流鏡像電路相同導電類型的第一導電類型的電晶體,把上述電流鏡像電路的輸出端與上述差動對的輸出的連接點電壓輸入控制端子;充電裝置,具有連接在上述輸出端子與高電位側電源之間的第二導電類型的電晶體,以及在上述第二導電類型的電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述充電裝置中,設有給上述充電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述電晶體的控制端子之間。
71.一種反饋型放大電路,其特徵在於,在權利要求20、22、28、30任一項所述的反饋型放大電路中,取代上述跟隨器型充電裝置而設有充電裝置,該充電裝置具有連接在上述輸出端子與高電位側電源之間的電晶體,以及在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,上述充電裝置的偏置控制裝置設有給上述充電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓的偏置電壓供給端子,還設有電壓保持裝置,其抽樣並鎖存上述輸入端子電壓與來自上述偏置電壓供給端子的上述偏置電壓的電壓差,把鎖存的電壓差保持在上述輸出端子與上述充電裝置的上述電晶體的控制端子之間。
72.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有將輸入端子電壓和輸出端子電壓差動輸入的差動級,以及根據上述差動級的輸出來進行上述輸出端子的放電作用的放電裝置,作為上述輸出端子電壓成為與上述輸入端子電壓同相的電壓跟隨器而起作用;充電裝置,具有連接在上述輸出端子與高電位側電源之間的電晶體,以及在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述充電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
73.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,分別連接在上述差動對的輸出對上的負載元件,放電電路,包含連接在上述輸出端子的放電路徑上的電晶體,把上述差動對的輸出和上述負載元件的連接點電壓作為控制端子的輸入;充電裝置,具有連接在上述輸出端子的充電路徑上的電晶體,以及對連接在上述充電路徑上的電晶體的控制端子控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述充電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和連接在上述充電路徑上的上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
74.一種反饋型放大電路,其特徵在於,包括反饋型放電裝置,具有差動級,包含輸入端子和輸出端子連接在差動輸入端上的差動對,輸入端和輸出端分別連接在上述差動對的輸出對上而成為負載的電流鏡像電路;放電電路,包含連接在低電位側電源與上述輸出端子之間的與上述電流鏡像電路相同導電類型的第一導電類型的電晶體,把上述電流鏡像電路的輸出端與上述差動對的輸出的連接點電壓輸入控制端子;充電裝置,具有連接在上述輸出端子與高電位側電源之間的第二導電類型的電晶體,以及在上述第二導電類型的電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述充電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述充電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述充電裝置的上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
75.一種反饋型放大電路,其特徵在於,在權利要求20、22、28、30任一項所述的反饋型放大電路中,取代上述跟隨器型充電裝置而設有充電裝置,該充電裝置具有連接在上述輸出端子與高電位側電源之間的電晶體,以及在上述電晶體的控制端子上控制偏置電壓的偏置控制裝置,在上述充電裝置中,設有電容,在輸出期間的開始,給上述充電裝置的上述電晶體的控制端子提供預定的偏置電壓,同時,通過成為接通狀態的開關,上述輸入端子電壓和上述偏置電壓被分別施加在該電容的一端和另一端上,從而保持上述輸入端子電壓與上述偏置電壓的電壓差,接著,用開關進行切換,以使上述輸出端子和上述充電裝置的上述電晶體的控制端子連接到上述電容的一端和另一端上。
76.根據權利要求72至75任一項所述的反饋型放大電路,其特徵在於,上述充電裝置的上述電晶體由漏極連接在輸出端子上,源極連接在高電位側電源上的MOS電晶體組成,上述偏置控制裝置包括第一開關,連接在上述MOS電晶體的柵極與柵極偏置電壓輸入端之間;電容,一端連接在上述MOS電晶體的柵極上;第二開關,連接在上述輸入端子與上述電容的另一端之間;第三開關,連接在上述輸出端子與上述電容的另一端之間,在上述輸出期間的開始,使上述第一和第二開關導通,同時,使上述第三開關關斷,接著,使上述第一和第二開關關斷,同時,使上述第三開關導通。
全文摘要
本發明提供一種電路,把輸出電壓Vout高速驅動到充分接近於輸入電壓Vin的電平上,由於不伴隨過度的充放電,而能夠對大容量負載進行高速驅動,來實現高性能化。本發明包括:反饋型充電裝置11,具有將輸入端子1的電壓和輸出端子2的電壓差動輸入的差動級21,和根據差動級21的輸出進行輸出端子2的充電作用的充電裝置31,作為電壓跟隨器而起作用;跟隨器型放電裝置41,經過輸入端子1的電壓和輸出端子2的電壓的電壓差,通過電晶體的跟隨器動作而進行輸出端子2的放電作用。
文檔編號H03F3/50GK1365185SQ0113869
公開日2002年8月21日 申請日期2001年12月28日 優先權日2000年12月28日
發明者土弘 申請人:日本電氣株式會社

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