[发明专利]缓冲器和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及包括单极性的沟道晶体管的缓冲器。

背景技术

液晶显示装置使用变换电源电压电平的电平移位器、得到相对于输入信号等倍的输出的放大电路那样的以低输出阻抗输出广义的放大信号的所谓的缓冲器。当这种缓冲器包括CMOS晶体管时，需要分别形成p沟道和n沟道的工艺，因此为了简化工序，也有仅以n沟道等单极性的沟道晶体管来构成缓冲器的情况(例如参照专利文献1)。

图18和图19表示仅使用了n沟道晶体管的缓冲器的结构例。该缓冲器是具有输入端子In、Inb的两相输入的结构。

如图18所示，晶体管201、202、203的源极与VSS连接。因此，在输入端子In输入VDD，输入端子Inb输入VSS的情况下，具有与输入端子In连接的栅极的晶体管201、202、203成为导通状态。另外，晶体管204的漏极与VDD连接。因此，与输入端子Inb连接的晶体管204成为截止状态。随之，作为晶体管201和晶体管204的连接点的点210的电位成为VSS。点210连接到与晶体管202在VDD侧串联连接的晶体管205的栅极和与晶体管203在VDD侧串联连接的晶体管206的栅极。晶体管205、206的漏极与VDD连接。

因此，晶体管205、206成为截止状态。

晶体管206处于截止状态，晶体管203处于导通状态，因此输出端子OUT输出VSS。

如图19所示，在输入端子In输入VSS，输入端子Inb输入VDD的情况下，晶体管201、202、203成为截止状态。另外，晶体管204成为导通状态。随之，点210的电位成为VDD-晶体管204的阈值电压Vth。随着点210的电位上升，晶体管205成为导通状态，漏极电流增加。当点210的电位成为VDD-晶体管204的阈值电压Vth时，晶体管204成为截止状态。

在晶体管205的栅极与源极之间设有自举电容101。当与晶体管205的源极连接的点211的电位上升时，由于自举电容101的效应，点210的电位升压。只要设计为点210的电位由于该升压而成为VDD+晶体管205的阈值电压Vth以上，就能够使点211的电位不降低阈值电压Vth的量而上升到VDD。另外，在晶体管202的漏极与栅极之间设有电容100。

另外，晶体管206的栅极也输入有点210的电位，因此输出端子OUT也不降低阈值电压Vth的量而输出VDD。

然后，图20和图21表示仅使用了n沟道晶体管的缓冲器的另一结构例。该缓冲器是仅有输入端子In的单相输入的结构。它是去掉图18和图19的输入端子Inb，将晶体管204的栅极与漏极相互连接起来的结构。

如图20所示，在输入端子In输入VDD的情况下，晶体管201、202、203成为导通状态。因此，点210的电位成为VSS。因此，晶体管204的漏极/源极间电压即栅极/源极间电压成为VDD-VSS，晶体管204成为导通状态。晶体管204成为导通状态，因此产生流过晶体管204的直通电流。设计晶体管204与晶体管201的尺寸比，使得点210的电位接近VSS。另外，点210的电位输入到晶体管205、206的栅极，由此晶体管205、206成为截止状态。晶体管203处于导通状态、晶体管206处于截止状态，因此从输出端子OUT输出VSS。

如图21所示，在输入端子In输入VSS的情况下，晶体管201、202、203成为截止状态。晶体管204保持与图20的情况相同的导通状态。随之，点210的电位从VSS升高到VDD-晶体管204的阈值电压Vth。随着点210的电位上升，晶体管205成为导通状态，漏极电流增加。当点210的电位成为VDD-晶体管204的阈值电压Vth时，晶体管204成为截止状态。

在该状态下当点211的电位上升时，由于自举电容101的效应，点210的电位升压。只要设计为点210的电位由于该升压而成为VDD+晶体管205的阈值电压Vth以上，就能够使点211的电位不降低阈值电压Vth的量而上升到VDD。

另外，晶体管206的栅极上也输入有点210的电位，因此输出端子OUT上也不降低阈值电压Vth的量而输出VDD。

如上述图20和图21所示，在单相输入的缓冲器的情况下会产生直通电流，因此需要抑制消耗电流。实际上采用如下对策：将晶体管204的沟道宽度W设计得较小，或者用高电阻值的电阻代替晶体管204来抑制直通电流。