[发明专利]输出缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于源极驱动器的输出缓冲器，且特别涉及一种输出缓冲器，其可减少开环回路的寄生电容，以及采用较少元件来补偿相位容限。

背景技术

随着光电与半导体元件的进步，平面显示器诸如液晶显示器(liquid crystal display，LCD)在近几年蓬勃地发展。液晶显示器因具有多项优点，例如低功率消耗、无辐射与高空间利用率，而逐渐地成为市场的主流。源极驱动器为液晶显示器中相当重要的元件，其能转换显示图像的数字数据信号为模拟信号，且输出此模拟信号至显示面板的每个像素。一般来说，源极驱动器包含多个驱动通道来传送模拟信号至每一数据线上的像素，且其亦包含多个输出缓冲器来提升信号传输强度。

图1为传统输出缓冲器的电路图。请参照图1，输出缓冲器100的非反相端、反相端以及输出端分别标示为节点A、B与C。此输出缓冲器100为轨对轨(rail-to-rail)的运算放大器，其包括P型差动对110与N型差动对120，用以增加输出缓冲器100运作的输入电压范围，以及避免差动输入信号衰减。输出缓冲器100包括两个电流镜电路130及140，二者分别提供偏压电流至差动对110及120。其中，P型晶体管P3及N型晶体管N3可视为电流源，用以驱动电流镜电路130及140，而P型晶体管P8～P9及N型晶体管N8～N9为用以控制偏压电流。另外，输出缓冲器100包括输出电路150，其产生输出信号到显示面板上的像素。

电流镜电路130所包含的P型晶体管P6～P7，以及电流镜电路140所包含的N型晶体管N6～N7可以用来提升输出缓冲器100的增益及提供偏压电流。但是，在输出缓冲器100电路中，这些晶体管很有可能会产生寄生电容效应，导致输出缓冲器100的运作不稳定，因此通常会采用耦接输出电路150的电容器的C1～C2，来补偿输出缓冲器100的相位容限(phasemargin)，其中电容器的C1～C2其亦可称之为米勒(miller)电容。由于电容器C1～C2会降低输出缓冲器100的回转率(slew rate)，必须对应增加输出缓冲器100的偏压电流来提高回转率(slew rate)但也相对地提高了功率的消耗。而且，在输出缓冲器100中，电容器C1～C2会占用较大的布局面积。

发明内容

本发明提供一种输出缓冲器，其采用较少的元件来减少寄生电容效应的影响，且其无需米勒电容即可利用面板负载来补偿相位容限。因此，不但能减少布局面积与成本，也能以低偏压电流来达到高回转率。

本发明提供一种输出缓冲器，适用于源极驱动器。输出缓冲器包括输入模块、第一及第二电流镜模块、开关控制模块以及输出级模块。输入模块的第一端及第二端分别接收第一信号及第二信号。输入模块包括第一差动对及第二差动对。第一电流镜模块的第一节点及第二节点耦接第一差动对。第一电流镜模块经由第一节点提供第一偏压电流至第一差动对，且经由第二节点输出第一镜像电流。第一镜像电流为经由镜像第一偏压电流所产生的。第二电流镜模块的第三节点及第四节点耦接第二差动对。第二电流镜模块经由第三节点接收第二差动对的第二偏压电流，且经由第四节点接收第二镜像电流。第二镜像电流为经由镜像第二偏压电流所产生的。

另外，开关控制模块耦接第一电流镜模块的第一及第二节点，以及耦接第二电流镜模块的第三及第四节点。开关控制模块调整第一及第二偏压电流，并据以调整第一及第二镜像电流。输出级模块依据第一及第二镜像电流，在其输出端产生输出电压信号至面板负载。输出级模块包括第一及第二晶体管，其中第一及第二镜像电流控制第一及第二晶体管导通与否。第一晶体管的栅极及源极和漏极中的一个分别耦接第一电流镜模块的第二节点及第一电压，且第一晶体管的源极和漏极中的另一个产生输出电压信号。第二晶体管的栅极、源极和漏极中的一个及源极和漏极中的另一个分别耦接第二电流镜模块的第四节点、第一晶体管的源极和漏极中的另一个及第二电压。

上述输出缓冲器，在一实施例中第一电流镜模块包括第九及第十晶体管。第九晶体管的源极和漏极中的一个耦接第一电压，且第九晶体管的栅极耦接其源极和漏极中的另一个，其中第九晶体管的源极和漏极中的另一个为第一电流镜模块的第一节点。第十晶体管的栅极及源极和漏极中的一个分别耦接第九晶体管的栅极及第一电压，且第十晶体管的源极和漏极中的另一个为第一电流镜模块的第二节点。