[发明专利]运算放大器的偏压电流控制方法及驱动电路

说明书

本发明公开了一种用于运算放大器的偏压电流控制方法及相关驱动电路，该偏压电流控制方法包含：接收一负载输入信号并判断该负载输入信号的信号周期大小以产生一判断信号，其中该负载输入信号用以控制该运算放大器对一负载进行充放电动作；以及根据该判断信号产生一偏压电流调变信号至该运算放大器。

本申请是申请日为2010年12月30日、申请号为201010616059.5、名称为“运算放大器的偏压电流控制方法及驱动电路”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于运算放大器的偏压电流控制方法及相关驱动电路。

背景技术

运算放大器是各种电子电路中一个重要的电路组成元件。电路设计者可使用运算放大器来实现不同的运作功能。例如，在液晶显示器的驱动电路中，运算放大器常被应用为一输出缓冲器，其依据前级数字至模拟转换器所输出的模拟信号，对负载(即液晶)进行充放电，以驱动液晶显示器上相对应的像素单元。然而，随着液晶显示器尺寸及分辨率的提高，液晶显示器的驱动电路每单位时间所输出的数据量也越来越多，因此运算放大器的反应速度，即压摆率(Slew Rate)也必须大幅地提高。

一般来说，运算放大器通常为二级结构电路，主要包含一输入级电路及一输出级电路。输入级电路用来提高运算放大器的增益，而输出级电路则用来推动运算放大器所连接的电容性或是电阻性负载。由于传统运算放大器具有回路稳定度不足的问题，现有运算放大器通常会通过米勒补偿(Miller Compensation)电容进行频率补偿，以达到稳定回路的效果。现有运算放大器在驱动负载时，压摆率往往会被输入级电路的偏压电流所影响，而使驱动能力受到限制。详细来说，运算放大器的反应速度(压摆率)取决于运算放大器内部输入级电路的偏压电流与输出级电路的驱动能力，通常可通过下列压摆率方程式表示：压摆率其中，I为偏压电流，C为内部电容的大小，而ΔV则代表运算放大器所输出的电压变化，t为时间。也就是说，运算放大器的反应速度由输入级电路的偏压电流对运算放大器的内部电容的充放电速度决定。当偏压电流越大时，其对内部电容的充放电的速度相对越快，当然，运算放大器的反应速度也就越快。因此，现有技术通常会通过增加输入级电路的偏压电流来提升运算放大器内部的压摆率，以加快运算放大器驱动速度。

举例来说，请参考图1，图1为现有的具有压摆率提升功能的一驱动电路10的示意图。驱动电路10包含一运算放大器102与一偏压电流控制单元104。运算放大器102用来根据一输入电压VI，产生一输出电压VO至一负载LOAD。偏压电流控制单元104用来控制运算放大器102的一偏压电流大小，以提升运算放大器102的内部压摆率。一般来说，为了提升运算放大器102的反应速度，通常会在运算放大器102尚未开启对负载LOAD充放电时，通过偏压电流控制单元104提高运算放大器102的偏压电流I，以提升运算放大器102的内部压摆率，如此一来，当驱动负载LOAD(也即对负载LOAD进行充放电)时，才不至于受限于运算放大器102的内部压摆率过小的影响，而能达到快速驱动负载LOAD所需的驱动能力。请参考图2，图2为图1中的驱动电路10的相关信号波形图。其中一负载输入信号LD用来指示运算放大器102驱动负载LOAD，假设在负载输入信号LD的下降边缘，运算放大器102会开始对负载LOAD充放电，换句话说，在负载输入信号LD的下降边缘之前，运算放大器102的内部压摆率提升程序即必须被完成。如图2所示，在T1期间，偏压电流控制单元104将运算放大器102的偏压电流控制在一高电位，以提升其压摆率。在T2期间，由于内部压摆率已提升，因此，偏压电流控制单元104将运算放大器102的偏压电流控制在一正常操作电位。在T3期间，如图2所示，输出电压VO开始上升直至一驱动电位。由于在T2期间中，也就是说，自运算放大器102的压摆率获得提升之后，一直到运算放大器102开始驱动负载LOAD之前，运算放大器102不需进行任何操作，因此，在T2期间中，将徒使所提供的偏压电流虚耗，而导致许多额外的功率消耗，对于需要省电的电子装置来说相当不利。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于运算放大器的偏压电流控制方法及相关驱动电路，以降低额外的功率消耗。