CN100542018C - 具有恒定偏移的运算放大器和包括这种运算放大器的设备 - Google Patents

Abstract

一种设备(80)包括输入级(61)，所述输入级具有一个NMOS晶体管偶对和一个PMOS晶体管偶对，所述NMOS晶体管偶对具有用于接收输入信号的第一差动输入端，所述PMOS晶体管偶对具有用于接收输入信号的第二差动输入端。所述设备(80)还包括用于接收模拟输入信号和将其有选择地引导到所述第一差动输入端和第二差动输入端的开关装置。该装置在某种意义上由开关信号(Φ、Φ)控制，以便令NMOS晶体管偶对的跨导和PMOS晶体管偶对的跨导的比值保持恒定。

Description

具有恒定偏移的运算放大器和包括这种运算放大器的设备

本发明涉及运算放大器和***，诸如基于其上的LCD源极驱动器。

液晶显示器(LCD)的液晶(LC)通常利用交变的驱动电压驱动，该电压被称为LC电压，其峰间电压由传输电压曲线10限定，如图1所示。在此图中，描绘了透明度与LC电压的对比。所述交变的LC电压用来避免LC的退化。为了获得期望的灰度，各正电压峰值11和负电压峰值12之间的距离被保持为恒定的电压电平，称为VCOM。在图1中，施加到LC的电压由两个箭头11和12表示，第一个箭头11指向正LC电压方向，第二个箭头12指向负LC电压方向。

LC上的LC电压遭遇两个不同的误差：差动误差，其可能造成可见的暗淡线条；共模误差，通常造成闪烁。

图2显示了在LCD的源极驱动器中对于给定的偏移，可能发生的四“对”LC电压的最坏情况。因为峰值13和14都到达各自的最大偏移17，所以输出N具有正的2*offset(偏移)的差动误差，因为峰值15和16都达到各自的最小偏移18，所以输出N+1具有负的差动误差-2*offset。如果第一条线N由Y_N驱动而第二条线N+1由Y_N+1驱动，则两条相邻的LC线N和N+1之间的总的差动误差是：

Y_{N_DIFF_BRR}-Y_{N+1_DIFF_ERR}＝4*offset    (1)

因为驱动电压13到16的平均值等于VCOM，所以对于这两个输出Y_N和Y_N+1来说公共电压误差是0。

输出N+1和N+3不具有任何差动误差。施加到LC上的驱动电压21、22的差等于两个目标电压的差，但是它们具有公共电压误差25。驱动电压23、24的差等于两个目标电压的差，但是它们具有公共电压误差26。输出N+2具有值为offset的正的公共误差25，输出N+3具有值为-offset的负的公共误差。两个公共电压误差25和26之间的差为：

Y_{N_COMM_ERR}-Y_{N+1_COMM_ERR}＝2*offset    (2)

对于给定偏移，最大差动误差电压是最大共模误差的两倍。

LC对于差动电压远比对共模误差敏感，所以需要一种能够提供精确的差动LC电压的驱动***。

如上所述，液晶(LC)需要利用具有低差动模式误差的交变LC电压驱动。减小差动模式误差的一种非常简单的方法是在P和N侧都利用相同的缓冲器驱动LC。在理想情况下，所述缓冲器将具有一个偏移，而沿着输出范围这差不多是恒定的。LC上的电压降ΔV是：

ΔV＝V_gammaP+V_Offset-(V_gammaN+V_Offset)＝V_gammaP-V_gammaN    (3)

从等式(3)可以推导出，因为项+V_Offset-V_Offset等于0，消除了对缓冲区偏移的依赖。这个策略已经实施在具有轨对轨(rail-to-rail)运算放大器的6比特驱动器中。该方法的缺点在于：接近轨道，则源极驱动器的两个输入偶对(doublet)之一的输入级关断，带来甚至更大的差动误差。在6比特驱动器上，接近轨道的比特宽度相当大。如果所述额外误差不超过比特宽度的1/3，LCD屏幕上将不会有可见影响。

对于8比特装置情况彻底改变。在灰度系数(gamma)曲线(参看图1)的任何部分，比特宽度将小4倍。对于这样的8比特装置，传统的轨对轨运算放大器的精度是不够的。

图3示出了标准的轨对轨放大器30。该图示出了一个公共的轨对轨输入级30，其由两个晶体管偶对组成。第一个晶体管偶对包括两个PMOS晶体管M3、M4，第二个晶体管偶对包括两个NMOS晶体管M1、M2。利用负的和正的输入端子32、33，输入级31具有差动输入。两个晶体管偶对的输出连接到轨对轨放大器30的第二级34。在图3的右边，示出了两个晶体管偶对的动态范围。可以看出，只有在中间范围35中，两个晶体管偶对都可操作。示出的饱和电压V_sat是正常工作的电流源所需的电压降。Vgs_NMOS和Vgs_PMOS是NMOS和PMOS晶体管的栅极-源极电压。

当所有装置可操作时，轨对轨放大器30中呈现的总的偏移是：

${\mathrm{Voff}}_{\mathrm{TOT}}={\mathrm{Voff}}_P+{\mathrm{Voff}}_N+\frac{1}{2}K---\left(4\right)$

其中K是当两个晶体管偶对之一关断时，第二级34对偏移的贡献。在等式(4)中还认为Gm_{IST_STAGE}＝Gm_NMOS+Gm_PMOS，且Gm_NMOS＝Gm_PMOS。在这个等式和后面的等式中，下标N或NMOS指的是NMOS晶体管，下标P或PMOS指的是PMOS晶体管。

如果输入级31的互补晶体管偶对之一关断，第2级34对偏移的贡献加倍，因为输入跨导Gm_{IST_STAGE}减半。当输入级31的晶体管偶对之一关断并且Gm_NMOS≠Gm_PMOS时，如果当PMOS晶体管M1、M2关断时第二级34对偏移的贡献是K，则当NMOS晶体管M3、M4关断时，总的偏移是：

${\mathrm{Voff}}_{\mathrm{TOT}}={\mathrm{Voff}}_P+K\frac{{\mathrm{Gm}}_N}{{\mathrm{Gm}}_P}---\left(5\right)$

现在可以计算最大差动误差Δerr：

$\mathrm{\Δerr}={\mathrm{Voff}}_P+K\frac{{\mathrm{Gm}}_N}{{\mathrm{Gm}}_P}-({\mathrm{Voff}}_N+K)={\mathrm{Voff}}_P-{\mathrm{Voff}}_N+K(\frac{{\mathrm{Gm}}_N}{{\mathrm{Gm}}_P}-1)---\left(6\right)$

当两个输入MOS晶体管都工作时，如果Gm_N＝Gm_P，Voff_N＝Voff_P，则差动误差是0。当Voff_NMOS＝-Voff_PMOS，Gm_N≠Gm_P时，该误差最大，为：

${\mathrm{\Δerr}}_{\mathrm{MAX}}=2V{\mathrm{off}}_P+K|\frac{{\mathrm{Gm}}_N}{{\mathrm{Gm}}_P}-1|---\left(7\right)$

如结合图3所描述的当前技术的源极驱动器，并非被设计为提供所需的精确的差动LC电压。例如，源极驱动器中使用的常规放大器，不提供整个输入范围上恒定的偏移。

因而本发明的目的是改善驱动器，使得它们在整个输入范围上具有恒定的偏移。

本发明的另一个目的是提供比常规放大器更适合用在液晶显示器中的放大器。

特别地，本发明涉及一种实质上避免了由于当前技术的局限性和缺点而引起的问题的LCD源极驱动器。

利用这里描述和声明的本发明，减轻或消除了已知***中如上所述的这些缺点。

权利要求1中要求保护依照本发明的一种设备。

权利要求2到9要求保护各种有利的实施例。

权利要求10中要求保护依照本发明的另一种设备。

权利要求11到13要求保护各种有利的设备。

在随后的说明中将阐述本发明另外的特点和优势，并且一部分特点和优势从所述描述中将清晰可见。

参考后面的说明，结合附图，提及了对于本发明的更详细的说明和其另外的目的和优势。

图1示出了LCD显示器中使用的典型的传输电压曲线。

图2示出了在LCD显示器的源极驱动器中可能存在的驱动电压的四种最差情况。

图3是LCD显示器中是使用的常规的轨对轨输入级的框图。

图4是常规LCD显示器的框图。

图5a是依照本发明的轨对轨输入级的示意性框图，其中使用了PMOS晶体管偶对。

图5b是依照本发明的轨对轨输入级的示意性框图，其中使用了NMOS晶体管偶对。

图6是依照本发明的另一个实施例的示意性框图。

图7是图6示出的实施例的示意性框图。

图8是依照本发明的源极驱动器的一部分的示意性框图。

图9是依照本发明的控制信号生成器的示意性框图。

在说明本发明的详细实施例之前，先说明LCD***的典型框图。

图4示出了LCD***的典型框图。使用低电压差动信令(LVDS)作为主计算机(图4中未示出)和面板模块40之间的接口。LVDS接收机的功能41通常集成在面板定时控制器42中。减小振荡差动信令(RSDS)总线43位于作为传输电路的面板定时控制器42(TCON)和作为接收电路的源极驱动器库44之间。RSDS是NationalSemiconductor Corporation(国家半导体公司)的商标。RSDS总线43通常是差动总线，其是8对宽加一个时钟对，并且可能具有多点总线配置。源极驱动器库44包括多个RSDS源极驱动器44.1。通常，源极驱动器库44的每个源极驱动器44.1通过提供模拟输出信号，服务显示器面板46的n列电极(例如，n＝384或480)。在本例中，每个源极驱动器44.1只服务n＝4列电极。存在一个栅极驱动器阵列45，包括栅极驱动器45.1的阵列。面板46的若干行由这些栅极驱动器45.1中的任何一个驱动。栅极驱动器45.1被顺序激活以便一次开启一行像素，允许逐次将所述列上驱动的模拟电压施加到每一行像素。面板46可以是例如具有640像素宽度和480像素线(行)的TFT-LCD面板。源极驱动器44.1具有使用经由RSDS总线43接收的差动时钟信号(CLK+和CLK-)的接口，以便选通视频数据。

TFT-LCD源极驱动器44.1是向LCD像素列施加LC电压的电路。参考图4解释了TFT-LCD源极驱动器44.1的这个功能。数字视频信号被输入TFT-LCD源极驱动器44.1。在构成显示装置40的有效矩阵类型的液晶显示器面板46中，在N×M矩阵中形成了源极线路O1到ON和栅极线路L1到LM。在所述线路的每个交点，设置一个薄膜晶体管。在图4中没有示出所述薄膜晶体管。源极线路O1到ON的电压通过薄膜晶体管有选择地施加到像素电极P。由半导体集成电路形成的栅极驱动器45.1将栅极信号输送到栅极线路L1到LM。在水平扫描阶段，源极驱动器44.1提供根据经由差动总线43接收的视频数据而产生的交变LC电压(也称为参考电压)。换句话说，源极驱动器是向LCD像素阵列提供视频信号的电路。

依照本发明，提供在差动输入信号的整个范围内具有恒定的偏移的电路。

在下面的章节中，介绍依照本发明的、具有轨对轨的输入级并且在整个输入级上具有恒定的偏移的运算放大器。与当前技术***类似，所述输入级包括两个晶体管偶对。依照本发明，对于给定的输入信号，只使用需要的晶体管偶对。如果输入信号接近接地，则只使用PMOS晶体管偶对；如果输入信号接近供应电压VCC，则只使用NMOS晶体管偶对。根据本发明，未使用的(空闲的)晶体管偶对被保持在活动状态。如此做的目的是保持空闲晶体管偶对的跨导(Gm)总是恒定，并且与使用的晶体管偶对的跨导的值相等。对于源极驱动器，依照本发明的一种可能解决方案如下：对于正的灰度系数数据，使用NMOS晶体管偶对，对于负的灰度系数数据，使用PMOS晶体管偶对。通过以这种方式使用输入级，只有当NMOS晶体管偶对的跨导和PMOS晶体管偶对的跨导相同，也就是说Gm_NMOS＝Gm_PMOS的时候，偏移保持恒定。

图5a和5b示出了如何利用轨对轨输入级50获得恒定的偏移。

根据CMOS技术，所述设备包括多个NMOS和PMOS类型的MOS晶体管。在附图和说明中，NMOS晶体管被设计为具有词头N，PMOS晶体管被设计为具有词头P。

在图5a和5b中描绘了依照本发明的第一设备。在这些图中，描绘了源极驱动器的输入级50。输入级50包括NMOS晶体管偶对N1、N2，其具有用于接收模拟输入信号In+、In-的第一差动输入端52.1、53.1。输入级50还包括PMOS晶体管偶对P3、P4，其具有用于接收模拟输入信号In+、In-的第二差动输入端52.2、53.2。为了能够将输入信号In+、In-引导到第一晶体管偶对N1、N2或第二晶体管偶对P3、P4，使用有选择地将模拟输入信号In+、In-引导到第一差动输入端52.1、53.1或第二差动输入端52.2、53.2的开关装置。使用开关信号，优选的是数字开关信号，控制所述开关功能。为简明起见，在图5a和5b中没有绘出开关装置。有关开关装置的更多细节将结合图6给出。

图5a示出了差动输入信号In+、In-被引导到PMOS晶体管偶对P3、P4的情况，图5b示出了差动输入信号In+、In-被引导到NMOS晶体管偶对N1、N2的情况。四个晶体管N1、N2、P3、P4的漏极55.1到55.4连接到第二级54。第二级54通常包括一个放大器。为了确保NMOS晶体管偶对的跨导Gm_NMOS和PMOS晶体管偶对的跨导Gm_PMOS相同，不管正的灰度系数数据或负的灰度系数数据都施加到差动输入端52.1、52.2、53.1、53.2上，并且空闲的晶体管偶对即未使用的晶体管偶对保持活动状态。换句话说，当第一个晶体管偶对处理输入信号的时候，另一个晶体管偶对的跨导保持恒定。

使用本发明的任何放大器的精确性取决于晶体管偶对N1、N2和P3、P4的Gm_NMOS和Gm_PMOS匹配得如何。下面描述了在处理扩散的过程中哪些参数能够影响Gm精确率。Gm可以利用下面的公式计算：

$\mathrm{Gm}=\sqrt{2\mathrm{\μ}{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W}{L}{I}_D}---\left(8\right)$

两个Gm之间的比值：

$\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}=\frac{\sqrt{2{\mathrm{\μ}}_P{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W_P}{L_P}{I}_D}}{\sqrt{2{\mathrm{\μ}}_N{C}_{\mathrm{OX}}\frac{W_N}{L_N}{I}_D}}=\frac{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_P\frac{W_P}{L_P}}}{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_N\frac{W_N}{L_N}}}=\frac{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_P}}{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_N}}\frac{\sqrt{\frac{W_P}{L_P}}}{\sqrt{\frac{W_N}{L_N}}}---\left(10\right)$

C_OX和I_D相同。如果为了简明起见假定晶体管在W和L上的几何误差很小(通常输入晶体管相当大)，那么误差的主要来源是在NMOS和PMOS的移动性上展开的过程，所述晶体管或多或少相互独立。

所述移动性相对于典型值可以在+/-15％的范围内变化。因此前面的比率将等于：

$0.86=\sqrt{\frac{0.85}{1.15}}\≤\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}\≤\sqrt{\frac{1.15}{0.85}}=1.16---\left(11\right)$

在所述Gm不相等的情况下，偏移不会保持恒定。可以计算第一级51和第二级54的贡献是多大。可以开始计算第一级51对偏移的贡献。对于正的灰度系数曲线，所述偏移将等于：

${\mathrm{Voff}}_{1\mathrm{ST}\_P}={\mathrm{Voff}}_N+{\mathrm{Voff}}_P\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}---\left(12\right)$

对于负的灰度系数曲线，所述偏移将等于：

${\mathrm{Voff}}_{1\mathrm{ST}\_N}={\mathrm{Voff}}_P+{\mathrm{Voff}}_N\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}---\left(13\right)$

如果对于正的灰度系数曲线第二级54对偏移的贡献是Voff_{2ND_P}＝K，那么对于负的灰度系数曲线贡献是：

${\mathrm{Voff}}_{2\mathrm{ND}\_N}=K\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}---\left(14\right)$

差动误差是当驱动正的灰度系数曲线的值时和驱动负的灰度系数曲线的值时所述偏移之间的差：

Δerr＝Voff_{1ST_N}+Voff_{2ND_N}-(Voff_{1ST_P}+Voff_{2ND_P})    (15)

如果在表达式(15)中***之前在等式(14)中计算的内容，则获得：

$\mathrm{\Δerr}=V{\mathrm{off}}_P(1-\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}})+{\mathrm{Voff}}_N(\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}-1)+K(\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}-1)---\left(16\right)$

如果 $|\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}-1|<<1,$ 那么 $|\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}-1|\&cong;|1-\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NPMOS}}}|,$ 所以前面的等式(16)变为：

$\mathrm{\&Delta;err}=|1-\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}|({\mathrm{Voff}}_P+{\mathrm{Voff}}_N+K)=|1-\frac{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{PMOS}}}{{\mathrm{Gm}}_{\mathrm{NMOS}}}|{\mathrm{Voff}}_{\mathrm{TOT}}---\left(17\right)$

结果最大差动误差将是第二级54的运算放大器的最大偏移的大约15％。还存在一个不明显的优点。如果仔细观察差动误差的最终表达式(17)：

表达式(18)由两个因子组成，一个因子主要取决于移动性，另一因子取决于随机偏移，因而主要取决于表面上呈现的杂质和两个晶体管偶对的晶体管氧化物内的杂质。这两个因子在统计学上彼此独立，因而误差的产生是单个事件的概率的积。

利用实际例子很容易解释这一点。可以看出：

$0.86\&le;\frac{{\mathrm{Gm}}_P}{{\mathrm{Gm}}_N}\&le;1.16---\left(19\right)$

基于最大偏移总量是V_offTOT＝30mV，且所述给定的值是4σ的假设，最大差动误差将是：

Δerr＝±0.15·30＝±4.5mV    (20)

因为两个因子彼此独立，这个事件的发生将是概率的乘积，因而是8σ的值。这有助于增加在当前和未来IC中多次出现的输入级的收益。

从以上等式能够推导出依照本发明的***的差动误差(如等式(18)所示)明显小于当前技术***的最大差动误差(如等式(7)所示)。

图6中描绘了另一个实施例。在该图中，显示的设备包括折叠式栅地阴地放大器(cascode)的轨对轨输入级61和包括轨对轨输出级放大器的第二级64。为了更好地说明图6中的输出级放大器，请参考下面的文献：de Langen K.J.等在IEEE的期刊Solid-State Circuit的第29卷，即1998年第10期上第1482-1496页发表的“CompactLow-Voltage Power-Efficient Operational Amplifier Cells forVLSI”。

输入级61包括NMOS晶体管偶对N1、N2，其具有接收输入信号IN+、IN-的第一差动输入端62.1、63.1。输入级61还包括PMOS晶体管偶对P3、P4，其具有接收输入信号IN+、IN-的第二差动输入端62.2、63.2。晶体管P7、P8、P9和N11、N12、NN13实现所述的折叠式栅地阴地放大器输入级61。晶体管对P9、N11用作固定偏流的电压源，所述偏流是折叠分支中(P7到N11和P8到N12)和在两个晶体管对P3、P4和N1、N2中通过P5和P6的偏流。第二级64是由晶体管P10、N14、P16、N15组成的AB类输出级。晶体管P10和N14作为电压电平移位器，用于适当地偏置两个输出晶体管P16和N15的栅极以便控制它们的稳定态偏流。

为了能够将模拟输入信号IN+、IN-引导到第一晶体管偶对N1、N2或第二晶体管偶对P3、P4，使用有选择地将模拟输入信号引导到第一差动输入端62.1、33.1或第二差动输入端62.2、63.2的开关装置。由施加到输入端65.1、65.2的开关信号(优选地是数字开关信号)控制所述开关功能。在本例中，开关信号有两个状态，Φ或Φ。开关装置包括八个开关S1到S8。可以用晶体管实现所述八个开关S1到S8。如果施加开关信号Φ，则开关S1、S3、S5和S7闭合，而S2、S4、S6和S8保持开路。如果向开关S2、S4、S6和S8施加信号Φ，则这些开关闭合并且开关S1、S3、S5和S7打开。也就是说，如果Φ有效，PMOS晶体管偶对P3、P4处理输入信号IN+、IN-。同时，NMOS晶体管偶对N1、N2保持活动状态，因为第一差动输入端63.1、62.1被连接到参考电压REF_HIGH(在节点66.1可用)。如果Φ有效，NMOS晶体管偶对N1、N2处理输入信号IN+、IN。同时，PMOS晶体管偶对P3、P4保持活动状态，因为第二差动输入端63.2、62.2被连接到参考电压REF_LOW。所述参考电压REF_LOW在节点66.2可用。

正的电源导轨可以是例如V_DD，负的电源导轨可以是例如V_SS。设备的输出OUT经由反馈环路68和开关S1、S2被连接回负的差动输入端子61.2、62.2，这取决于相位Φ和Φ。

如图7所示，图6的设备70可以被简化。它包括差动输入IN+、IN-和输出OUT。在输出OUT和负的输入IN-之间存在反馈环路68。输入级61以放大器64中的矩形框表示。在该图中还可见的是相位输入端65.1、65.2。施加到这些相位输入端65.1、65.2的控制信号控制输入级61中的晶体管偶对的操作。

图8中示意性示出了具有n个设备70的源极驱动器库80的一部分。差动输入信号IN1+、IN2+、IN3+到INn+和IN1-、IN2-、IN3-到INn-被提供给n个设备70的差动输入端。经由总线81接收所述差动输入信号。该总线81例如可以同图4中的总线43相同。这些差动信号用来控制LCD显示屏的各列。每个设备70包括以三角形表示的放大器64和以三角形中的矩形框表示的输入级61。输入级61具有两个晶体管偶对(图8中不可见)，其可替换地处理差动输入信号。如图8所示，控制信Φ和Φ施加到设备70的各端子。取决于这些控制信号的状态，差动输入信号被引导到输入级的NMOS晶体管偶对或PMOS晶体管偶对。为了使空闲的晶体管偶对保持活动状态，经由两条电源线66.1、66.2向输入级61提供两个参考电压REF_HIGH和REF_LOW。

如图9所示，依照本发明的设备可以包括控制信号发生器90。控制信号发生器90经由总线91接收数据。所述数据例如由显示器控制器发送。总线91可以与图4中的总线43相同。设备90包括生成两个相位信号Φ和Φ的逻辑电路。这些相位信号被提供给n个设备70。

如同上面所解释的，以及从图中推断的，本发明提供一种设备，其中输入级的晶体管偶对都不允许关断。当差动输入信号由两个晶体管偶对之一处理的时候，令称为空闲晶体管偶对的另一个晶体管偶对保持活动状态。空闲晶体管偶对暂时连接到相应的参考电压(HIGH_REF或LOW_REF)，并且另一个晶体管偶对暂时连接到差动输入端。

本发明能够在整个输入/输出范围内提供恒定的偏移。一种本发明的设备提供高精确度的差动电压。

依照本发明的设备很适合用在例如薄膜晶体管液晶显示器(TFT_LCD)的源极驱动器中，因为这些驱动器为了驱动平板显示以避免可见缺陷或假象而要求高精度的差动电压。

发明电路很适合用在利用当前(VGA和UXGA)和未来的解决方案的显示应用的源极驱动器中。

应理解，为简明起见，在独立实施例的上下文中描述的本发明的各种特征在单个实施例的组合中也予以提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以分别提供或以任何合适的子组合的形式提供。

在附图和说明书中以已经阐述了本发明的优选实施例，尽管使用了特定的术语，但是如此给出的描述使用了普遍性术语，是说明性而不是限制性的。

Claims (15)

1.包括输入级(50；61)的设备(80)，所述输入级具有：NMOS晶体管偶对(N1、N2)，其具有用于接收输入信号的第一差动输入端(52.1、53.1；62.1、63.1)：PMOS晶体管偶对(P3、P4)，其具有用于接收输入信号的第二差动输入端(52.2、53.2；62.2、63.2)；开关装置，用于接收模拟检入信号和有选择地将模拟输入信号引导到所述第一差动输入端(52.1，53.1；62.1，63.1)或第二差动输入端(52.2、53.2；62.2、63.2)，所述开关装置由开关信号(Φ，Φ)控制，从而令NMOS晶体管偶对(N1、N2)的跨导和PMOS晶体管偶对(P3、P4)的跨导的比值保持恒定。

2.如权利要求1所述的设备(80)，其中所述输入信号包括具有正和负的灰度系数的LC电压，其中如果输入信号具有正的灰度系数数据，则所述开关装置将输入信号引导到第一差动输入端(52.1、53.1；62.1、63.1)，并且如果输入信号具有负的灰度系数数据，则所述开关装置将输入信号引导到第二差动输入端(52.2、53.2；62.2、63.2)。

3.如权利要求1或2所述的设备，其中：NMOS晶体管偶对(N1、N2)包括两个NMOS晶体管，每个晶体管具有一个栅极，因而两个NMOS晶体管中第一个的栅极可连接到第一输入节点(IN+)，两个NMOS晶体管中第二个的栅极可以连接到第二输入节点(IN-)；PMOS晶体管偶对(P3、P4)包括两个PMOS晶体管，每个晶体管具有一个栅极，因而两个PMOS晶体管中第一个的栅极可连接到第一输入节点(IN+)，两个PMOS晶体管中第二个的栅极可以连接到第二输入节点(IN-)。

4.如权利要求3所述的设备，其中：两个NMOS晶体管中第一个的栅极可连接到利用第一参考电压(REF_HIGH)偏置的第一参考节点(66.1)，两个NM此晶体管中第二个的栅极可连接到利用第二参考电压(REF_LOW)偏置的第一参考节点(66.1)；两个PMOS晶体管中第一个的栅极可连接到利用第二参考电压(REF_LOW)偏置的第二参考节点(66.2)，两个PMOS晶体管中第二个的栅极可连接到第二参考节点(66.2)。

5.如权利要求3所述的设备，其中所述开关装置包括开关(S1到S8)，并且晶体管用作所述开关(S1到S8)。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述输入级(50；61)是轨对轨输入极。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述开关装置包括多个开关(S1到S8)，以便有选择地将输入信号引导到所述第一差动输入端(52.1、53.1；62.1、63.1)或所述第二差动输入端(52.2、53.2；62.2、63.2)。

8.如权利要求1或2所述的设备，其中所述开关信号(Φ，Φ)是数字开关信号。

9.如权利要求1、2、或4中任何一个所述的设备，其中所述开关装置包括开关(S1到S8)，并且晶体管用作所述开关(S1到S8)。

10.如权利要求1或2所述的设备，其中NMOS晶体管偶对(N1、N2)和PMOS晶体管偶对(P3、P4)是折叠式栅地放大器的轨对轨输入级(61)的一部分，其中所述折叠式栅地阴地放大器的轨对轨输入级(61)连接到包括轨对轨输出级放大器的第二级(64)。

11.一种包括源极驱动器库(80)和用于接收输入信号总线(43；91)的设备，所述源极驱动器库(80)具有多个依照前述权利要求之一的设备。

12.如权利要求11所述的设备，进一步包括栅极驱动器库(45)和LCD面板(46)。

13.如权利要求11或12所述的设备，进一步包括用于产生开关信号(Φ，Φ)的控制信号发生器(90)。

14.如权利要求13所述的设备是面板模块(40)的一部分。

15.如权利要求11、12所述的设备是面板模块(40)的一部分。

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