[发明专利]运算放大器和显示器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种运算放大器，其适用于LCD(液晶显示器)驱动器用的输出缓冲放大器，该驱动器用来驱动电容性负载如液晶面板，以及适用于决定伽玛校正的灰度电源电路。本发明还涉及使用该运算放大器的显示器件。

背景技术

通常，所谓的运算放大器一般由双极性晶体管构成。但是，近年来，在更多情况下，根据与MOS电路一起设置的需要和低功率的需求，运算放大器也由MOS晶体管构成。为了通过MOS晶体管构成运算放大器，可以通过使用MOS晶体管所特有的模拟特性，采用不同于由双极性晶体管构成的运算放大器的电路结构。例如，有一种使用电子开关功能等的放大器。

作为由MOS晶体管构成的运算放大器的应用领域之一，有TFT_LCD(薄膜晶体管液晶显示器)驱动器LSI。LCD驱动器LSI包括多个电压跟随器结构的运算放大器，作为输出缓冲放大器以及用于伽玛校正的灰度电源，特别在多个运算放大器之间必须具有小的偏移电压差。这是因为，由于TFT_LCD的特性，甚至10mV的电压差也被人眼认为是不同灰度。因此，在该领域中，需要具有非常小的偏移电压的MOS运算放大器。

图6和图7示出了被用来驱动常规视频显示器件的运算放大器的电路图(例如，参见日本专利特开No.11-249623)。如图6所示，常规运算放大器由两个P-沟道MOS晶体管MP101和MP102、恒流源I101，I102、N-沟道MOS晶体管MN101，MN102和MN103、相位补偿电容C101以及开关S101至S108构成。

两个P-沟道MOS晶体管MP101和MP102构成差分对。恒流源I101偏置该差分对，并被插入P-沟道MOS晶体管MP101和MP102的共同连接源极和正电源VDD之间。N-沟道MOS晶体管MN101和MN102用作有源负载，并构成电流镜，将差分信号转变为一个输出。N-沟道MOS晶体管MN103构成第二级放大器电路。恒流源I102作为N-沟道MOS晶体管MN103的有源负载，并被插入正电源VDD和N-沟道MOS晶体管MN103的漏极之间。相位补偿电容C101被插入N-沟道MOS晶体管MN103的栅极和漏极之间。

此外，开关S101是在N-沟道MOS晶体管MN101的栅极和漏极之间插入的断开型开关。开关S102是N-沟道MOS晶体管MN102的栅极和漏极之间插入的接通型开关。这里，断开型开关意味着当输入控制信号时开关断开(切断)。此外，接通型开关意味着当输入控制信号时开关闭合(导通)。

开关S103是N-沟道MOS晶体管MN101的漏极和N-沟道MOS晶体管MN103的栅极之间连接的接通型开关。开关S104是N-沟道MOS晶体管MN102的漏极和N-沟道MOS晶体管MN103的栅极之间连接的断开型开关。开关S105是P-沟道MOS晶体管MP102的栅极和输出端Vout之间连接的接通型开关。开关S106是P-沟道MOS晶体管MP101的栅极和输出端Vout之间连接的断开型开关。开关S107是P-沟道MOS晶体管MP101的栅极和非倒相输入端Vin之间连接的接通型开关。开关S108是P-沟道MOS晶体管MP102的栅极和非倒相输入端Vin之间连接的断开型开关。

P-沟道MOS晶体管MP101的漏极被连接到N-沟道MOS晶体管MN101的漏极，所述P-沟道MOS晶体管MP101是构成差分对的P-沟道MOS晶体管之一，而P-沟道MOS晶体管MP102的漏极被连接到N-沟道MOS晶体管MN102的漏极，所述P-沟道MOS晶体管MP102是构成差分对的另一P-沟道MOS晶体管。然后，所有开关S101至S108被互相联动控制。此外，如下描述，在奇数帧中使用图6中的放大器，其特征在于在4n-1和4n-3帧中，所述开关被切换，n是从1开始的自然数。在图6中的右图中示出了4n-1帧时的开关状态，以及在图6中的左图中示出了4n-3帧时的开关状态。

此外，如图7所示，另一常规运算放大器由两个N-沟道MOS晶体管MN201，MN202、恒流源I201、P-沟道MOS晶体管MP201，MP202以及NP203、恒流源I202、相位补偿电容C201以及开关S201至S208构成。