[发明专利]运算放大器、驱动电路以及用于驱动液晶显示装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种运算放大器、利用运算放大器的驱动电路以及利用运算放大器来驱动液晶显示装置的方法。更具体地讲，本发明涉及一种用于驱动诸如液晶面板的电容性负载的运算放大器，利用该运算放大器的驱动电路，以及利用该运算放大器来驱动液晶显示装置的方法。

背景技术

传统上，在大多数情况下已经使用双极晶体管构造运算放大器。但是，由于对于MOS电路和双极晶体管的共存以及对于低功率运行的不断的要求，与以前相比，使用MOS晶体管构造运算放大器更常见。当用MOS晶体管构造运算放大器时，存在下述情况，即通过利用MOS晶体管固有的模拟特性采用不同于用双极晶体管构造的运算放大器的电路构造。此种运算放大器的示例包括使用电子切换功能的放大器。

用MOS晶体管构造运算放大器的应用领域之一是TFT LCD(薄膜晶体管液晶显示)驱动器LSI(请参见，例如，日本专利特开No.61-35004)。该LCD驱动器LSI包括多个具有电压跟随器构造的运算放大器作为输出缓冲放大器和用于伽马校正的灰阶电源。要求LCD驱动器LSI在所述多个运算放大器中的偏移电压方面仅有小的差异。这是因为由于TFT LCD的特性，即使10mV的电压差对于人眼来说也会被识别为明显的灰阶水平。因此，在本领域中要求具有极其小的偏移电压的MOS运算放大器。

图7和8是示出用于驱动日本专利特开No.11-24923中描述的传统的液晶显示装置的运算放大器的构造示例的电路图。参考图7，传统的运算放大器包括PMOS晶体管MP1和MP2、恒流源I1、NMOS晶体管MN1、MN2和MN3、恒流源I2、相位补偿电容器C以及开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8。

两个PMOS晶体管MP1和MP2构成差分对。恒流源I1偏置该差分对并且被插入在PMOS晶体管MP1和MP2的源极被公共地连接至的点和正电源VDD之间。NMOS晶体管MN1和MN2被构造为电流镜并且也用作有源负载和差分到单端转换功能。NMOS晶体管MN3构成第二级放大器电路。将恒流源I2插入在NMOS晶体管MN3的漏极和正电源VDD之间。该恒流源I2用作NMOS晶体管MN3的有源负载。将相位补偿电容器C插入在NMOS晶体管MN3的栅极和漏极之间。

在这里，将会描述在下文中涉及的技术术语。“导通型开关(make-type switch)”是指下述类型的开关，当控制信号被输入时该开关被闭合。相反地，“断开型开关(break-type switch)”是指下述类型的开关，当输入控制信号时该开关被打开。另外，“切换型开关(transfer-type switch)”是指下述类型的开关，该开关具有公共端子和两个输出端子(导通侧和断开侧端子)，其中，当输入控制信号时，公共端子和导通侧端子进入连接的状态，而当没有输入控制信号时，公共端子和断开侧端子进入连接的状态。

将断开型开关S1插入在NMOS晶体管MN1的栅极和漏极之间。另外，将导通型开关S2插入在NMOS晶体管MN2的栅极和漏极之间。将导通型开关S3连接在NMOS晶体管MN1的漏极和NMOS晶体管MN3的栅极之间。将断开型开关S4连接在NMOS晶体管MN2的漏极和NMOS晶体管MN3的栅极之间。将导通型开关S5连接在PMOS晶体管MP2的栅极和输出端子Vout之间。将断开型开关S6连接在PMOS晶体管MP1的栅极和输出端子Vout之间。将导通型开关S7连接在PMOS晶体管MP1的栅极和输入端子Vin之间。将断开型开关S8连接在PMOS晶体管MP2的栅极和输入端子Vin之间。

将构成差分对的一个PMOS晶体管MP1的漏极连接至NMOS晶体管MN1的漏极。另外，将构成差分对的另一个PMOS晶体管MP2的漏极连接至NMOS晶体管MN2的漏极。彼此关联地来控制所有的开关S1至S8。图7中所示的放大器用于输出从VSS至VCOM(VDD/2)的电源电压(所谓的负输出)并且具有在每个帧或每个单个水平扫描期间操作开关SW1至SW8的特性。注意图7A和7B示出了操作时这些开关S1至S8所处的两种状态(状态A和状态B)。

参考图7，传统的运算放大器包括NMOS晶体管MN1和MN2、恒流源I1、PMOS晶体管MP1、MP2和MP3、恒流源I2、相位补偿电容器C以及开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8。