[发明专利]运算放大器

说明书

本发明公开了一种运算放大器，包含一输入单元、一输出单元、一放大单元及一控制单元。该输入单元可用来接收一差分输入电压，以产生一偏置电流。该输出单元包含一第一晶体管及一第二晶体管，可用来产生一输出电压。该放大单元耦接于该输入单元及该输出单元之间，可用来接收该偏置电流，以根据该偏置电流控制该第一晶体管及该第二晶体管开启或关闭，进而控制该输出电压的大小。该控制单元耦接于该放大单元，可用来接收该差分输入电压，并在该差分输入电压的差异大于一临界值时，输出一增益电流到该放大单元。

技术领域

本发明涉及一种运算放大器，尤其涉及一种具有高压摆率(slew rate)的运算放大器。

背景技术

运算放大器(operational amplifier)广泛应用于各种电路中，用来实现不同功能，如信号放大、稳定输出、信号驱动等。举例来说，在液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)的源极驱动电路中，其输出端往往需使用运算放大器作为缓冲器(buffer)，以驱动面板上的数据线。随着面板分辨率愈来愈高，对画质的要求也逐渐提升，画面的帧率(frame rate)也随之而提升。在此情形下，大幅提高了缓冲器驱动数据线的速度要求，因此，运算放大器需具备高压摆率以满足此要求。

传统上，高压摆率往往是通过较大的偏置电流(bias current)来实现。在一般运算放大器中，偏置电流源所输出的偏置电流大小与压摆率成正比，当偏置电流愈大时，驱动输出端到达预定电压的速度也愈快。然而，在偏置电流较大的情况下，运算放大器的耗电也随之而增加。再者，源极驱动电路所需的运算放大器数量十分庞大，故整体增加的电源消耗相当可观。

对此，业界已提出多种同时解决运算放大器压摆率以及耗电问题的方法，例如，台湾专利第I328341号、台湾专利第I349425号及台湾专利第I344262号都提出了一种方法，其可在输出电压距离预定电压较远时提升偏置电流的大小以提高压摆率，使得输出电压加速到达预定电压，并在输出电压接近预定电压时降低偏置电流的大小以节省耗电。然而，随着液晶显示器的分辨率的提升以及高帧率的需求，上述解决方案已不敷使用。

发明内容

因此，实有必要提出另一种运算放大器结构，可同时满足高压摆率及低耗电的需求，以用于具有高分辨率与高帧率的液晶显示器的驱动电路。

本发明公开一种运算放大器，其包含一输入单元、一输出单元、一放大单元及一控制单元。该输入单元可用来接收一差分输入电压，以产生一偏置电流。该输出单元包含一第一晶体管及一第二晶体管，可用来产生一输出电压。该放大单元耦接于该输入单元及该输出单元之间，可用来接收该偏置电流，以根据该偏置电流控制该第一晶体管及该第二晶体管开启或关闭，进而控制该输出电压的大小。该控制单元耦接于该放大单元，可用来接收该差分输入电压，并在该差分输入电压的差异大于一临界值时，输出一增益电流(gaincurrent)到该放大单元。

附图说明

图1为现有一运算放大器的示意图。

图2为本发明实施例一运算放大器的示意图。

图3为图2中控制单元的一种实施方式的示意图。

图4为图2中运算放大器的一种实施方式的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、20 运算放大器

102、202 输入单元

104、204 放大单元

106、206 输出单元

108 补偿电容单元