偏移消除裝置的製作方法

2023-09-20 06:44:45 2

專利名稱：偏移消除裝置的製作方法
技術領域：
本發明以包括增益(gain)調整用的反饋元件、基於輸入信號來輸 出規定的輸出信號的放大器為對象，涉及用於消除該放大器的偏移的偏 移消除裝置。
背景技術：
以往，通過增大構成放大器(運算放大器)的電晶體的柵面積，來 減小製造誤差值，從而抑制運算放大器的偏移。因此，作為有關偏移消除電路的現有技術，人們提出了不用增大運 算放大器的電晶體的柵面積來消除運算放大器的偏移的技術(參照專利 文獻l)。詳細而言，當向輸入端子輸入電壓時，通過切換各開關元件，在電 容元件上蓄積包含偏移的電壓。之後，通過切換各開關元件，基於蓄積 在電容元件中的電壓來施加反饋，以使運算放大器的柵電壓為同一值， 因此可消除運算放大器的偏移。專利文獻1:日本特開2001 - 292041號7>才艮然而，在設定放大率用的電容元件和電阻元件等反饋元件連接到運 算放大器的外部的情況下，需要針對該電容和電阻值所引起的偏移進行 放大率的補償，對於以往的偏移消除電路來說，難以應對。此外，對以往的偏移消除電路來說，不能在消除偏移的動作中進行 信號輸出。換言之，必須設定偏移消除模式，從而導致工作效率下降。發明內容本發明考慮到上述事實，目的在於提供一種偏移消除裝置，該偏移 消除裝置即使在電容元件和電阻元件等反饋元件連接到放大器主結構 部外部的情況下，也能夠容易地消除偏移，並且，可以同時進行偏移消除動作和通常的信號輸出動作。方案l所述的發明的特徵在於，具有多個輸出電路，其基於輸入 信號，利用由附加在放大器上的反饋元件所決定的增益來調整並輸出規 定的輸出信號；選擇電路，其從上述多個輸出電路的輸出中，選擇並輸 出規定數量的輸出信號；以及比較單元，其對上述多個輸出電路中的、進行比較；在上述輸出電路中，從上述放大器的輸出經由反饋元件連接 到上述放大器的輸入；上述反饋元件，由可分別選擇的、加權的反饋元 件組構成；上述反饋元件的選擇，根據上述比較單元的比較結果進行。方案2所述的發明，具有多個輸出電路，其基於輸入信號，利用 由附加在放大器上的反饋元件所決定的增益來調整並輸出規定的輸出 信號；利用比從上述多個輸出電路輸出的輸出信號少的輸出信號的組合 來進行動作的單元；選擇單元，其從上述單元進行動作所需的上述多個 輸出電路的輸出信號中，選擇並輸出規定數量的輸出信號；比較單元， 其對上述多個輸出電路的輸出信號中的、未被上述選擇電路選擇的輸出 電路的輸出信號和成為基準的基準信號進行比較；以及偏移消除單元， 其基於上述比較單元進行比較的結果來調整上述輸出電路的增益，消除 上述放大器的偏移；上述偏移消除單元，具有切換單元，其以不同數 量的集合體對單一反饋元件進行組合而構成反饋元件數量不同的多個 組，並且按每個上述組一齊對是否作為反饋元件起作用進行切換；組合 變更單元，其對上述切換單元所進行的組的組合進行變更，直到上述比 較單元的比較結果被判斷為正常為止。如以上說明的那樣，根據本發明，可得到以下良好效果可提供一 種偏移消除裝置，該偏移消除裝置即使在電容元件和電阻元件等反饋元 件連接在放大器的主結構部外部的情況下，也能容易地消除偏移，並且， 可以同時進行偏移消除動作和通常的信號輸出動作。


圖1是表示實施方式1所涉及的驅動LCD的液晶驅動電路的整體 概略構成的概略圖。圖2是驅動電路內的輸出電路的基本的構成圖的例子。圖3是實施方式1所涉及的輸出電路的詳細的構成圖。圖4是圖2的驅動電路內的輸出電路的基本的構成圖的例子的變形例。圖5是實施方式2所涉及的輸出電路的詳細的構成圖。 符號說明輸出選擇電路20為選擇單元，判定電路30為比較單元。16:輸出電路(l) ~輸出電路(n + l)(輸出電路)；20:輸出選 擇電路(l) 輸出選擇電路(n)(選擇電路)；30:判定電路(比較單 元)；210:運算放大器(放大器)；224、 310:開關(切換單元)；230: 增益調整用鎖存器(偏移消除單元)；230L1:鎖存器(l)(組合變更單 元)；230L2:鎖存器(latch ) ( 2 )(組合變更單元)；230L3:鎖存器(3 )(組合變更單元)；340L1A:鎖存器(1A)(組合變更單元)；340L2A: 鎖存器(2A)(組合變更單元)；340L3A:鎖存器(3A)(組合變更單 元)；340L1B:鎖存器(1B )(組合變更單元)；340L2B:鎖存器(2B)(組合變更單元)；340L3B:鎖存器(3B )(組合變更單元)；cl: CAP 組(1)(反饋元件組)；c2: CAP組(2)(反饋元件組)；c3: CAP組(3)(反饋元件組)；ral: RA (1)(反饋元件組)；ra2: RA(2)(反 饋元件組)；ra3: RA ( 3 )(反饋元件組)；rbl: RB (1)(反饋元件組)； rb2: RB ( 2 )(反饋元件組)；rb3: RB ( 3 )(反饋元件組)具體實施方式
如圖l所示，實施方式I所涉及的驅動電路IO,是驅動LCD的驅 動器的驅動電路的整體構成。此外，在用於驅動LCD的多個液晶驅動 用集成電路(多個輸出電路16 )中分別設置有運算放大器(圖示省略)。驅動電路10具有輸出電路(1) 16~輸出電路(n + l) 16 (以下， 統稱時稱為輸出電路16)、輸出選擇電路(1) 20~輸出選擇電路(n) 20(以下統稱時稱為輸出選擇電路20)、輸出端子(l)12 輸出端子(n) 12 (以下統稱時稱為輸出端子12)、以及判定電路30(這裡，n為自然 數)。此外，判定電路30具有比較器34和判定輸出電路42。輸出電路(1) 16~輸出電路(n + l) 16經由一方信號線14而連接 到輸出選擇電路(1) 20~輸出選擇電路(n) 20，並從該一方信號線 14向輸出選擇電路(1) 20~輸出選擇電路(n) 20輸出輸出信號。此 外，輸出電路(1) 16~輸出電路(n + l) 16經由另一方信號線18而 連接到判定電路30,並從該另一方信號線18向判定電路30輸出輸出信 號。並且，從輸出電路(1) 16~輸出電路(n + l) 16分別輸出的另一 方信號線18,全部短路(short)而成為一條布線。並且，來自鄰接的兩個輸出電路16的一方信號線14分別連接到輸 出選擇電路20。此外，輸出電路(l) 16~輸出電路(11 + 1) 16的另一方信號線18, 連接到判定電路30。輸出選擇電路(1) 20~輸出選擇電路(n) 20和 輸出端子(1) 12~輸出端子(n) 12—對一地連接。輸出選擇電路(1) 20~輸出選擇電路(n) 20選擇經由一方信號線14從相互鄰接的兩個 輸出電路16發送出的輸出信號中的任意一個。例如，如果是第k個輸 出選擇電路(k) 20，則選擇第k個輸出電路(k) 16和第k+l個輸出 電路(k+l) 16中的任意一個輸出電路16，向第k個輸出端子(k)發 送輸出信號(k為自然數)。判定電路30具有比較器34，其輸入側連接了另一方信號線18和 第1信號線32;判定輸出電路42,其以比較器34的輸出側的第2信號 線36為輸入，而輸出連接到多個輸出電路16的每一個。比較器34對由輸出電路16從另 一方信號線18輸入的輸入信號(輸 入電壓)和從第1信號線32輸入的基準信號(基準電壓)進行比較， 並經由第2信號線36向判定輸出電路42發送比較結果信號(輸出電壓)。 此外，判定輸出電路42,基於從比較器34經由第2信號線36發送來的 輸出電壓，生成判定輸出信號，在規定的時刻，經由第3信號線40，向 多個輸出電路16發送該判定輸出信號，該判定輸出信號表示判定輸出 電路的運算放大器的放大率而得到的結果。因此，形成了反饋電路，該 反饋電路向多個輸出電路16反饋作為判定結杲的判定輸出信號，並基 於判定輸出信號，再次從輸出電路16經由另一方信號線18輸出輸出信 號。另外，多個輸出電路16,不僅可以比多個輸出選擇電路20多l個， 而且還可以設置得多2個以上，所以，在此情況下，多個輸出選擇電路 20可以變更對應的輸出電路16來進行選擇。此外，在多個輸出端子12 上，例如，連接有液晶顯示面板等。另外，在圖1中，為了避免附圖的 繁雜化而未圖示出向輸出電路(1) 16~輸出電路(n + l) 16輸入的輸 入信號的輸入端子。圖2是驅動電路10內的輸出電路16的基本的構成圖的例子。輸出電路16具有運算放大器210、電容元件220、開關214、輸 入端子組200、電容式數/模轉換電路(以下，稱為CDAC。 ) 202、電容 電路222、以及增益調整電容用鎖存器230。並且，所有的輸出電路16為完全相同的結構。此外，增益調整電 容用鎖存器230為存儲單元，電容元件為反饋元件的一種。CDAC202構成為包括多個開關204和多個電容元件206。電容電路 222構成為包括多個開關224和多個電容元件226。即，電容元件206的數量由開關204的接通/斷開來決定，電容元件 226的數量由開關224的接通/斷開來決定。但是，因為開關224 —對一 地對應於電容元件226，並且對各電容元件226進行開關控制，所以鎖 存電路越多，控制越複雜。因此，在實施方式l中，簡化了該開關224 的開關控制。圖3是實施方式1所涉及的輸出電路16的詳細構成圖。在電容電路222中，電容元件226和開關224等的結構和圖2相同， 但是，增益調整電容用鎖存器230的鎖存電路和開關224之間的連接不 同。此外，在電容電路222中，以靠CAP (0) c0由近到遠的順序，構 成CAP組(1) cl、 CAP組(2 ) c2、 CAP組(3 ) c3、 CAP組(4 ) c4…， 並且和CAP組(0) cO並聯。其中，CAP組(1) cl由一個電容元件 226和一個開關224構成，以下，CAP組(2) c2、 CAP組(3) c3、 CAP組(4) c4…構成為每組的電容元件226和開關224分別按2個、 4個、8個…的方式增加。另外，將電容元件226統稱為增益控制用電容cap。此外，增益調整用鎖存器230，由鎖存器(1 ) 230Ll、鎖存器(2) 230L2、鎖存器(3) 230L3、…、以及鎖存器控制電路230c構成。實施方式1所涉及的輸出電路16的輸入端子組200、 CDAC202、 運算放大器210以及開關214,和圖2的輸出電路16的構成圖的例子的 構成、連接、功能相同。輸入端子組200，是用於以數位訊號的輸入位的位數來輸入的端子 組。詳細而言，輸入端子組200是輸入數位訊號的多個輸入用的端子， 並按位而存在。例如，如果是輸入8位的數位訊號，則輸入端子存在8 個。CDAC202和圖2的CDAC202相同。對於運算放大器210，利用CDAC202將來自輸入端子組200的輸 入位位數的量的數位訊號轉換成模擬信號，將進行了輸入位位數的量的 轉換後的模擬信號相加，而傳輸給第4信號線208。因此，經由第4信 號線208，模擬信號作為輸入信號(輸入電壓)而輸入到運算放大器210 的一個輸入端。此外，基準信號(基準電壓)經由第5信號線212輸入 到運算放大器210的另一個輸入端。並且，根據輸入到運算放大器210 的各個輸入端的電位差，經由一方信號線14、以及開關214和另一方信 號線18輸出輸出信號(輸出電壓)。電容元件220是反饋電容。對於開關214，經由一方信號線14將來自運算放大器210的輸出輸 出為輸出電壓。因此，當開關214接通時，經由另一方信號線18輸出 輸出電壓，但是，當開關214斷開時，僅從一方信號線14輸出輸出信 號。對於開關224，通過從用於調整電容電路222的靜電電容的增益調 整用鎖存器230輸出的切換信號，來控制各CAP組(1) cl...的各個開 關224的接通/斷開。並且，對於圖2的開關224，由從增益調整電容用 鎖存器230輸出的切換信號，經由第6信號線232，來控制開關224的 接通/斷開。電容電路222，是基於判定電路30輸出的判定信號來調整增益的由 多個電容元件226構成的電路。對於CDAC202,各個開關204和電容元件206的一個端子按規定 的位串聯連接，並且串聯連接的開關204和電容元件206按照規定位數 的量並聯地連接多組。此外，CDAC202的輸出側，連接到笫4信號線 208。運算放大器210的一個輸入側連接於第4信號線208,另一個輸入 側連接到第5信號線212，而一個輸出側連接到一方信號線14。電容元件220的一端連接著一方信號線14、運算放大器210的輸出 側，電容元件220的另一端連接著第4信號線208、 CDAC202的輸出 側和運算放大器210的一個輸入端。電容電路222是對運算放大器210的增益進行調整的電路，開關224 和電容元件226串連連接，並分別和電容元件220並聯連接。判定電路30的判定輸出電路42經第3信號線40連接到鎖存器控 制電路230c。此外，來自鎖存器控制電路230c的控制信號，經由笫7信號線401， 連接到鎖存器(1) 230L1的輸入側，鎖存器(1 ) 230L1的輸出側通過 信號線連接到CAP組(1) cl唯一的開關224。以下，同樣地，來自鎖 存器控制電路230c的控制信號，經由各信號線(例如，第8信號線402 和笫9信號線403等)，連接到鎖存電路(例如，鎖存器(2 ) 230L2和 鎖存器(3) 230L3等)的輸入側，鎖存電路的輸出側通過信號線連接 到CAP組(例如，CAP組(2 ) c2、 CAP組(3 ) c3等)的多個開關 224 (2個、4個、8個、...)。另外，在圖2的增益調整電容用鎖存器230中存在開關224的個數 的量的鎖存電路，該鎖存電路輸出用於控制開關224的接通/斷開的信 號。內置於增益調整用鎖存器230中的多個鎖存電路，分別和多個開關 224 —對一地對應，並且利用第6信號線232從一個鎖存電路連接到一 個開關224。以下，對實施方式1所涉及的輸出電路16的作用進行說明。在此，作為例子，對增益調整用電容cap的電容元件226的數量為 7個(CAP組(1) cl、 CAP組(2 ) c2、 CAP組(3 ) c3 )的情況下的 動作進行說明。首先，在所有增益調整用鎖存電路(鎖存器(1 ) 230L1、鎖存器(2) 230L2、鎖存器(3) 230L3)中寫入斷開信號，所有開關224都斷開。 在此狀態下，使輸出電路(1) 16內的開關214接通，而使除此以外的 輸出電路(2) 16~輸出電路(n + l) 16內的開關214全部斷開。此時的開關214的控制，也是由內置於增益調整電容用鎖存器230 中的鎖存器控制電路230c控制著。並且，對於鎖存器控制電路230c的 控制而言，基於經由第3信號線40輸入來的判定輸出信號，使多個鎖 存器(1 ) 230Ll、鎖存器(2) 230L2、鎖存器(3) 230L3保持接通或 斷開信號，從而控制多個開關224。此外，輸出選擇電路(1) 20進行連接切換，該連接切換用於使 輸出電路(2) 16的輸出信號傳輸到輸出端子(1) 12，以下，同樣地， 輸出選擇電路20使輸出電路16的輸出信號傳輸到輸出端子12,最後選 擇輸出電路(n ) 20使輸出電路(n + 1) 16的輸出信號傳輸到輸出端子 U) 12。進而，進行輸出電路(1) 16的偏移消除動作。首先，在利用增益 調整電容用鎖存器230將電容電路222內的開關224全部切換為斷開狀 態的狀態下，運算放大器210輸出輸出信號，該運算放大器210由作為 反饋元件的電容元件220決定增益。該輸出的輸出信號，經由一方信號 線14和開關214，通過另一方信號線18，輸入判定電路30。然後，輸 入到判定電路30的輸出信號，被輸入到比較器34，比較器34根據比較 下述電壓而得到的差值，經由第2信號線36向判定輸出電路42輸出輸 出信號，上述電壓是經由另一方信號線18發送來的輸出信號所呈現的 電壓和經由第1信號線32而發送來的信號所呈現的基準電壓。因此， 判定輸出電路42，基於所輸入的信號，在規定時刻，向第3信號線40 輸出作為判定結果的判定輸出信號。從判定電路30輸出的判定輸出信號，經由第3信號線40，輸入到 各個輸出電路16。然後，輸入了判定輸出信號的輸出電路(1) 16，使 從判定電路30經由第3信號線40輸出的判定輸出信號保持(存儲)在ii增益調整電容用鎖存器230中。在該狀態下監視輸出，當由判定輸出電路42判定為驅動電路10的 輸出電路16的增益比理想值大時，判定輸出電路42經由笫3信號線40， 向鎖存器控制電路230c發送表示增益比理想值大的判定輸出信號。接 收到判定輸出信號的鎖存器控制電路230c，經由第9信號線403,向鎖 存器(3 ) 230L3寫入接通信號，並聯連接了 4個電容元件226的CAP 組(3 ) c3接通。因為CAP組(3 ) c3接通使得增益調整電容cap的合 成電容增大，所以，增益變小，並在該狀態下另行進行判定。處於該狀態中的判定電路30，經由第3信號線40，再次將從判定 電路30輸出的判定輸出信號存儲於增益調整電容用鎖存器230。在此，如果增益仍然比理想值大，則鎖存器(3) 230L3的值設置為 接通而CAP組(3) c3為接通的狀態不變，並向鎖存器(2) 230L2寫 入接通信號，從而CAP組(2) c2接通。因此，增益調整電容cap的合 成電容進一步變大，而增益進一步變小。相反，如果在此增益比理想值小，則向鎖存器(3) 230L3寫入斷開 信號，CAP組(3)c3斷開，並向鎖存電路(2) 230L2寫入接通信號， 從而CAP組(2) c2接通。因此，增益調整電容cap的合成電容變小， 而增益變大。此外，關於鎖存器(2) 230L2、鎖存器(1 ) 230L1也進行同樣的 判定，從而確定全部鎖存電路的信號。然後，依次反覆進行這些動作， 增益調整電容用鎖存器230，通過控制鎖存器(2) 230L2和鎖存器(1) 230L1的接通和斷開，來切換電容電路222的CAP組(2 ) c2和CAP 組(1) cl的接通和斷開，由此切換全部的鎖存電路的信號狀態，調整 增益。並且，在此情況下，判定電路30反覆進行下述動作(反饋動作 (feedback)):對經由另一方信號線18而發送來的輸出信號呈現的電 壓和經由第1信號線32而發送來的信號呈現的基準電壓進行比較，並 將其比較結果作為判定輸出信號，經由第3信號線40而發送給輸出電 路16。因此，在判定電路30中，當經由另一方信號線18發送來的輸出信 號呈現的電壓比經由第l信號線32發送來的信號呈現的基準電壓低時， 輸出電路(1) 16的偏移消除結束。然後，在輸出電路(1) 16的偏移消除後，輸出電路(1) 16的開 關214斷開、然後輸出電路(2) 16的開關214接通。與此同時，輸出 選擇電路(1) 20連接成向輸出端子(1) 12輸出輸出電路(1) 16的輸 出信號。利用這種連接狀態，如上所述那樣進行輸出電路(2) 16的偏 移消除動作。這樣，由輸出電路(1) 16~輸出電路(n + l) 16各自的輸出電路 16進行偏移消除，直到輸出電路(n + l) 16結束偏移消除動作，之後 再次反覆進行輸出電路(l) 16~輸出電路(11 + 1) 16的偏移消除動作。以上的依次切換全部鎖存電路、偏移消除動作、以及輸出電路16 來進行偏移消除的控制，都是由增益調整電容用鎖存器230的鎖存控制 電路230c控制的。此外，在不進行如上述那樣進行的偏移消除動作的時刻，存在幾個 輸出電路16的情況下，不進行偏移消除動作的各個輸出電路16,利用 CDAC202,將輸入到輸入端子組200的具有規定位數的數位訊號(輸 入信號)轉換成模擬信號(輸出信號)。之後，經由第4信號線208，向 增益放大器210的一個輸入端輸入該模擬信號，並基於經由第5信號線 212而輸入到增益放大器210的另一個輸入端的基準電壓，根據蓄積在 電容元件220和電容電路222中的電容來並行地進行對所輸入的模擬信 號的放大。因此，即使電容元件和電阻元件等反饋元件連接在放大器主結構部 的外部的情況下，也能容易地消除偏移，並且，能夠同時進行偏移消除 動作和通常的信號輸出動作。首先，基於增益調整用電容cap的各個CAP組的增減數或設定數 來決定增益調整量，由此進行偏移消除，這樣，可以使增益誤差低於一 個反饋電容元件的量，該反饋電容元件是反饋元件之一。詳細而言，可 以使增益誤差低於一個增益調整用電容cap的量。例如，當實施方式1的增益調整用電容cap的個數為7個的情況下， 可以利用3個鎖存電路實現，從輸出到判定的反覆次數為4次。因此， 由於可減少反覆次數而可以在短時間內來調整增益，所以，可以在短時 間內完成偏移消除。另外，電容個數為15個的情況下，鎖存器數為4 個，反覆次數為5次，電容數量越多，短時間完成偏移消除的效果越明 顯。此外，在要提高偏移消除精度時，為了減小量子化誤差，需要減小 電容元件226的增益調整用電容cap，同時需要增加電容的數量，而在 實施方式2中，即使增益調整用電容cap的數量增多，也可以以較少的 增益調整用的鎖存電路來實現，從而也可以減小電路規模。另外，在圖2和圖3中給出了可執行偏移消除的運算放大器的各構 成例子，不過，這些輸出電路內的構成，例如，也可以適用於圖l所示 的比較器34中。此外，在圖2的輸出電路16的基本構成圖的例子和實 施方式1 (圖3)中，構成為在偏移消除動作中使輸出電壓逐漸進行下 降、上升變化，但不限於此，例如，也可以應用利用折半查找(binary search)來求得電容值的最佳值的方法。並且，可以通過進一步細化增 益調整用電容元件226的電容刻度來進一步提高偏移的精度，從而所有 輸出端子12都能得到更均勻的輸出電壓。圖4是圖2的驅動電路10內的輸出電路16的基本構成圖的例子的 變形例。在輸出電路16中，第1N型場效應電晶體(以下，稱為第1NMOS 電晶體)302和第2N型場效應電晶體(以下稱為第2NMOS電晶體) 304成對兒配置，而形成差動電晶體。此外，輸出電路16由電阻元件RA1、 RA2、 RA3、 RA4、…電阻元 件RB1、 RB2、 RB3、 RB4、...、開關310、 214和鎖存電路340構成。 並且，電阻元件全部為反饋元件的一種，鎖存電路340是和圖2的增益 調整用鎖存器230相同的結構。並且，輸出電路16是由第1P型場效應電晶體(以下，稱為第1PMOS 電晶體)330和第2P型場效應電晶體(以下，稱為第2PMOS電晶體) 332構成的電流鏡像電路。此外，輸出電路16由第3P型場效應電晶體(以下，稱為第3PMOS 電晶體)338、第3N型場效應電晶體(以下，稱為第3NMOS電晶體) 350、第4N型場效應電晶體(以下，稱為第4NMOS電晶體)352構成。即，利用開關310的接通/斷開來決定電阻元件RA2、 RA3、 ...RB2、 RB3、...的數量。但是，由於開關310—對一地對應於電阻元件RA2、 RA3、 ...RB2、 RB3、...，對每一個電阻元件進行開關控制，因此，鎖 存電路增多，控制複雜。因此，在實施方式2中，筒化了該開關310的 開關控制。圖5是實施方式2所涉及的輸出電路16的詳細構成圖。實施方式2所涉及的輸出電路16具有構成電流鏡像電路的第 1PMOS電晶體330和第2PMOS電晶體332、構成差動電晶體的第 1NMOS電晶體302和第2NMOS電晶體304,並且具有和作為圖2的 變形例的圖4的輸出電路16相同的結構、連接、以及功能。此外，輸出電路16具有第3PMOS電晶體338、第3NMOS晶體 管350、第4NMOS電晶體352、鎖存電路340、以及開關214，並且具 有和作為圖2的變形例的圖4的輸出電路16相同的結構、連接、以及 功能。並且，輸出電路16由電阻元件和開關串聯連接的RA(l) ral、 RA (2) ra2、 RA ( 3 ) ra3、…(以下，統稱時稱為RA系統)以及RB系 統的RB (1) rbl、 RB (2) rb2、 RB ( 3 ) rb3、…(以下，統稱時稱 為RA系統)構成。並且，在RA系統中，RA (1) ral由電阻元件rail 和一個開關310構成，RA (2) ra2由電阻元件ra21、 ra22和兩個開關 310構成，RA (3) ra3由電阻元件ra31、 ra32、 ra33、 ra34和四個開 關310構成。此外，RB系統也同樣構成。向第1PMOS電晶體330和第2PMOS電晶體332的源極側供給電 源電壓(源極電壓，以下稱為VDD)。同樣地，也向圖4的第15信號 線334供給VDD。連接到連接點(以下稱為節點)C (對應於圖4的節點306)的第 3NMOS電晶體350和連接到笫3PMOS電晶體338的漏極側的第4NMOS電晶體352,各自的柵極經由第11信號線354被施加偏置電壓 (BIAS),而形成電流源。鎖存電路340為存儲單元，對RA系統和RB系統各自的開關310 進行控制。並且，在圖4中，鎖存電路340從輸出側經由第IO信號線 342而向開關310發送接通/斷開信號。此外，鎖存電路340,保持經由第3信號線40輸入的判定輸出信號， 根據其保持值，通過鎖存器(1A) 340L1A、鎖存器(2A) 340L2A、... (統稱為鎖存器A系統)，鎖存器(IB )340L1B、鎖存器(2B )340L2B、 (統稱為鎖存器B系統)來使期望的開關310接通/斷開。並且，在圖4 中，鎖存電路340可以是和圖2所示的增益調整電容用鎖存器230相同 的結構，保持經由第3信號線40輸入的判定輸出信號，並根據其保持 值，通過增益調整電容用鎖存器230內的鎖存電路(圖示省略)來使期 望的開關310接通/斷開。在輸出電路16中，從圖l所示的判定電路30，經由第3信號線40， 輸出判定輸出信號，並向鎖存電路340輸入，該判定輸出信號表示對輸 出電路的運算放大器的放大率進行判定而得到的結果。形成於輸出電路16內的運算放大器的輸出，經由一方信號線14, 而輸入到第2NMOS電晶體304的柵極，而輸出電路16作為電壓隨動 器進行動作。對於各開關310，根據鎖存電路340的保持值來控制各開 關310的接通/斷開。對於實施方式2的輸出電路16，判定電路30的判定輸出電路42經 由第3信號線40而連接到鎖存器控制電路340c。並且，在作為圖2的 變形例的圖4中連接有未圖示的鎖存器控制電路。此外，作為圖2的變形例的圖4的電阻元件RA1插入在第1NMOS 電晶體302和節點306之間，在實施方式2中，電阻元件RAO插入在 節點D和節點C之間。並且，作為圖2的變形例的圖4的電阻元件RB1 插入在第2NMOS電晶體304和節點306之間，在實施方式2中，電阻 元件RBO插入在節點E和節點C之間。此外，控制信號從鎖存控制電路340c經由第13信號線401而連接到鎖存器(1A) 340L1A的輸入側，鎖存器(1A) 340L1A的輸出側通 過信號線連接於RA (1) ral的唯一的開關310上。以下，同樣地，來 自鎖存器控制電路340c的控制信號，經由信號線，連接到鎖存電路的 輸入側，而鎖存電路的輸出側通過信號線連接到RA系統或RB系統的 多個開關310(2個、4個、8個…)。並且，鎖存器A系統為鎖存電路，RA系統是多個電阻元件和多個 開關串聯連接而得到的。此外，電阻元件為反饋元件的一種。此外，以上對RA系統進行了說聽，不過，關於RB系統也構成為 和RA系統相同的結構，並和RA系統相對i史置。另外，在圖4中，雖然看上去是看似一條信號線的一條第10信號 線342從鎖存電路340輸入到多個開關310的所有開關，但是因為一個 鎖存電路僅連接著一個開關310，所以，實際上存在開關310的量的多 個第10信號線342和鎖存電路。此外，和電阻元件RAO並聯地i更置有由多個電阻元件和多個開關 310構成的RA系統。同樣地，和電阻元件RBO並聯地設置有由多個電 阻元件和多個開關310構成的RB系統。RA系統的開關310上連接有 傳輸鎖存器A系統的輸出的信號線。此外，同樣地，在RB系統的開關 310上也連接有和RB系統對應的、傳輸鎖存器B系統的各個輸出信號 的信號線。以下，對實施方式2所涉及的輸出電路16的作用進行說明。在此，作為例子，假設平行於RAO、 RBO的電阻元件分別為7個來 進行說明。首先，在使全部鎖存器處於斷開狀態的狀態下，將輸出信號 (輸出電壓)和理想值(規定的增益)進行比較、判定。此時，從判定 輸出電路42，經由第3信號線40，向鎖存器控制電路340c輸入判定輸 出信號。當判定輸出信號比理想值低的情況下(增益低的情況下)，向 鎖存器(3A) 340L3A寫入接通信號，RA(3)ra3接通，DC之間的電 阻值由於合成電阻而減小。由此，作為一個差動電晶體的第1NMOS晶 體管302的Vgs (柵-源間電位差)增大，因而流過更大的電流。其結 果是，輸出上升若干。將此時的輸出信號和理想值進行比較、判定，並 再次從判定輸出電路42經由第3信號線40向鎖存器控制電路340輸入判定輸出信號，在輸出仍然低的情況下，向鎖存器(2A) 340L2A寫入 接通信號，使RA (2) ra2接通。在輸出高的情況下，使鎖存器(3A) 340L3A斷開，而使鎖存器(2A )340L2A接通。對於鎖存器(1A )340L1A， 也同樣進行，從而結束偏移消除。在最初的判定時，在輸出高的情況下， 向鎖存(3B) 340L3B—側寫入接通信號，以後，同樣地進行向鎖存器 (2B) 340L2B、鎖存器(IB ) 340L1B的寫入。另外，該輸出電路16也可以被置換成運算放大器，作為INPUT的 一個輸入為第12信號線320，表示基準電壓的另一個輸入是NMOS晶 體管304的柵極部分，輸出經由一方信號線14或另一方信號線18輸出。輸出電路(1) 16中的偏移消除動作結束後，其內部的開關214被 切換為斷開狀態，然後，設置在下一級的輸出電路(2)16內的開關214 被切換為接通狀態。並且，在進行該切換時，由內置於輸出電路(l) 16的鎖存電路340中的對多個鎖存電路的接通/斷開進行控制的鎖存器 控制電路340c,在偏移消除動作結束後，將其內部的開關214切換為斷 開狀態。此外，接著，內置於輸出電路(2) 16中的對多個鎖存電路的 接通/斷開進行控制的鎖存器控制電路，還控制以下動作將設置於下 一級輸出電路(2) 16內的開關214切換成接通狀態。以後，以同樣的 順序來進行偏移消除動作。與此同時，還同時進行輸出選擇電路20的切換動作，並且向輸出 端子(1) 12傳輸來自輸出電路(1) 16的輸出信號。之後，依次進行 下一級以後的輸出電路(2) 16~輸出電路(n + l) 16中的偏移消除動 作，在輸出電路(n + l) 16的偏移消除動作結束之後，再次從輸出電 路(1) 16開始反覆進行偏移消除動作。此外，以上的依次切換全部鎖存器、偏移消除動作、以及輸出電路 16來進行偏移消除的控制，都是由鎖存電路340的鎖存器控制電路340c 控制。因此，即使在電容元件和電阻元件等反饋元件連接到放大器主結構 的外部的情況下，也能容易地消除偏移，並且，能同時進行偏移消除動 作和通常的信號輸出動作。此外，以往的開關和鎖存器是一對一的，而通過使用本申請的發明，可以大幅度地減少鎖存器數量，從而縮小電路規模。此外，反饋次數也 可以大幅度減少，從而可以以短時間完成偏移消除。例如，在平行地插入7個電阻元件的情況下，通常，成對的差動晶 體管兩側，合計需要14個鎖存電路，反饋次數為15次，不過，如果應 用實施方式2，則可以使鎖存電路數為6個、反饋次數為4次。如果電 阻元件為15個，則通常鎖存電路為30個、反饋次數為31次，但如果 使用實施方式2，則可以使鎖存器數為8個、反饋次數為5次。並且，通過利用折半查找來決定增益調整中的調整元件、偏移消除 中的調整元件的數量，可以削減鎖存器的個數和反饋的次數。此外，在實施方式2中，示出了可執行偏移消除的運算放大器的 各構成例子，不過，這些輸出電路內的構成，例如也適用於圖l的比較 器34。此外，在實施方式2中，構成為在偏移消除動作中使輸出電壓逐 漸下降、上升地進行變化，但並不限於此，例如，也可以應用利用折半 查找法來求得電阻值的最佳值的方法。例如，對於在LCD驅動裝置中所使用的電壓跟隨器的偏移，不必 使用電容元件也能消除偏移。此外，通過提高比較器的精度、並將電阻 元件單元RA系統和RB系統的電阻元件的刻度設定為更精細的幅度， 能夠進行高精度的偏移消除。另外，在本實施方式中，通過變更同一靜電電容的數量來進行加 權，但是，並不限於通過數量進行的加權，也可以準備多個各不相同的 靜電電容的電容器，並從中選擇一個或多個來選擇權重。
權利要求
1.一種偏移消除裝置，其特徵在於，具有多個輸出電路，其基於輸入信號，利用由附加在放大器上的反饋元件所決定的增益來調整並輸出規定的輸出信號；選擇電路，其從上述多個輸出電路的輸出中，選擇並輸出規定數量的輸出信號；以及比較單元，其對上述多個輸出電路中的、未被上述選擇電路選擇的輸出電路的輸出信號和成為基準的基準信號進行比較；在上述輸出電路中，從上述放大器的輸出經由反饋元件連接到上述放大器的輸入；上述反饋元件由可分別選擇的、加權的反饋元件組構成；上述反饋元件組的選擇，根據上述比較單元的比較結果來進行。
2. —種偏移消除裝置，其特徵在於，具有多個輸出電路，其基於輸入信號，利用由附加在放大器上的反饋元件 所決定的增益來調整並輸出規定的輸出信號；利用比從上述多個輸出電路輸出的輸出信號少的輸出信號的組合來 動作的單元；選擇單元，其從上述單元進行動作所需的上述多個輸出電路的輸出信 號中，選擇並輸出規定數量的輸出信號；比較單元，其對上述多個輸出電路的輸出信號中的、未淨皮上述選擇電 路選擇的輸出電路的輸出信號和成為基準的基準信號進行比較；以及偏移消除單元，其基於由上述比較單元進行比較而得到的結果來調整 上述輸出電路的增益，消除上逸故大器的偏移；上述偏移消除單元，具有切換單元，其以不同數量的集合體對單一反饋元件進行組合而構成 反饋元件數量不同的多個組，並且按每個上述組一齊對是否作為反饋元 件起作用進行切換；組合變更單元，其對由上述切換單元進行的組的組合進行變更，直 到上述比較單元的比較結果被判斷為正常為止。
3.根據權利要求1或2所述的偏移消除裝置，其特徵在於，上述選擇單元，使用折半查找功能，全部上述放大器都可成為不被 上述選擇單元選擇的對象。
全文摘要
本發明提供一種偏移消除裝置，該偏移消除裝置具有利用比從多個輸出電路(16)輸出的輸出信號少的輸出信號的組合來進行動作的器件，在該多個輸出電路(16)中，向運算放大器(210)輸入輸入信號並進行增益調整。選擇輸出電路20選擇並輸出進行動作所需要的、多個輸出電路(16)的規定數量的輸出信號，同時，判定電路(30)對未被選擇的輸出信號和基準信號進行比較，進行輸出電路(16)的增益調整，消除運算放大器(210)的偏移。在運算放大器(210)中，利用不同數量的集合體組合反饋元件(226)，而構成多個CAP組，並對每個CAP組是否發揮作用進行切換，直到判定電路(30)判定為正常為止。
文檔編號G09G3/36GK101282109SQ20081008450
公開日2008年10月8日 申請日期2008年3月21日 優先權日2007年4月2日
發明者樋口鋼兒 申請人:衝電氣工業株式會社