JP5159831B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置に関し、特に薄膜半導体素子で構成された整流回路を有する半導
体装置に関する。また、整流回路を有する半導体装置を用いた電子機器に関する。
体装置に関する。また、整流回路を有する半導体装置を用いた電子機器に関する。
近年、通信技術の進歩に伴って、携帯電話が普及している。今後は更に動画の伝送やよ
り多くの情報伝達が予想される。一方、パーソナルコンピュータもその軽量化によって、
モバイル対応の製品が生産されている。電子手帳に始まったＰＤＡと呼ばれる情報端末も
多数生産され普及しつつある。また、表示装置の発展により、それらの携帯情報機器のほ
とんどにはフラットパネルディスプレイが装備されている。
り多くの情報伝達が予想される。一方、パーソナルコンピュータもその軽量化によって、
モバイル対応の製品が生産されている。電子手帳に始まったＰＤＡと呼ばれる情報端末も
多数生産され普及しつつある。また、表示装置の発展により、それらの携帯情報機器のほ
とんどにはフラットパネルディスプレイが装備されている。
特に最近、低温ポリシリコンと呼ばれ、主にレーザーアニールを使ってガラス上にポリ
シリコンを形成する技術を使用して、画素のみでなくドライバーを薄膜トランジスタで構
成した表示装置が普及しつつある。また、このような低温ポリシリコン技術を用いて回路
の開発が進められている。ＣＰＵやメモリ回路なども発表されている。さらにはアナログ
回路への応用も視野にはいってきている。
このようなアナログ回路では、表示装置の外部の非電気情報、たとえば、音声や、圧力
などを検出するのにも使用することができる。音声信号をマイクロホンで電気信号に変換
し、それを増幅したのち、整流回路および平滑回路で直流に変換し、その直流電位で検出
の判断をおこなうことができる。
このような場合において、整流回路が必要であり、それを絶縁基板上の薄膜トランジス
タで実現することができれば、低温ポリシリコンを用いた表示装置をよりシステマティッ
クに構成することが可能となる。
シリコンを形成する技術を使用して、画素のみでなくドライバーを薄膜トランジスタで構
成した表示装置が普及しつつある。また、このような低温ポリシリコン技術を用いて回路
の開発が進められている。ＣＰＵやメモリ回路なども発表されている。さらにはアナログ
回路への応用も視野にはいってきている。
このようなアナログ回路では、表示装置の外部の非電気情報、たとえば、音声や、圧力
などを検出するのにも使用することができる。音声信号をマイクロホンで電気信号に変換
し、それを増幅したのち、整流回路および平滑回路で直流に変換し、その直流電位で検出
の判断をおこなうことができる。
このような場合において、整流回路が必要であり、それを絶縁基板上の薄膜トランジス
タで実現することができれば、低温ポリシリコンを用いた表示装置をよりシステマティッ
クに構成することが可能となる。
一般に整流回路では図３に示すように、ダイオードとオペアンプを用いて整流回路を構
成していた。このような回路は公知のものである。このような整流回路は電子機器を構成
する上では、簡単に構成されるためよく使用されている（例えば非特許文献１参照。）。
成していた。このような回路は公知のものである。このような整流回路は電子機器を構成
する上では、簡単に構成されるためよく使用されている（例えば非特許文献１参照。）。
定本ＯＰアンプ回路の設計 ３１６ページ ＣＱ出版
図３に示す回路の動作を以下に説明する。図３の整流回路は、オペアンプ３０１、ダイ
オード３０２、ダイオード３０３、抵抗３０４、抵抗３０５、平滑回路３０６、入力端子
３０７、出力端子３０８、電源３０９で構成されている。
オード３０２、ダイオード３０３、抵抗３０４、抵抗３０５、平滑回路３０６、入力端子
３０７、出力端子３０８、電源３０９で構成されている。
まず入力端子３０７に電源３０９より高い電位の信号が入力された場合を考える。オペ
アンプ３０１の反転入力端子は、非反転入力端子と等電位であり、非反転入力端子は電源
３０９に接続されているため、反転入力端子の電位も電源３０９と等電位となる。従って
、入力端子３０７から反転入力端子に向かって電流が流れる。その電流はダイオード３０
３を介して、オペアンプ３０１の出力端子に流れる。オペアンプ３０１の出力電位は電源
３０９の電位よりダイオード３０３のＶＦ１つ分下がった電位となる。このとき抵抗３０
５には電流が流れないため、抵抗３０５の両端の電位はいずれも電源３０９と同じとなる
。
アンプ３０１の反転入力端子は、非反転入力端子と等電位であり、非反転入力端子は電源
３０９に接続されているため、反転入力端子の電位も電源３０９と等電位となる。従って
、入力端子３０７から反転入力端子に向かって電流が流れる。その電流はダイオード３０
３を介して、オペアンプ３０１の出力端子に流れる。オペアンプ３０１の出力電位は電源
３０９の電位よりダイオード３０３のＶＦ１つ分下がった電位となる。このとき抵抗３０
５には電流が流れないため、抵抗３０５の両端の電位はいずれも電源３０９と同じとなる
。
次に、入力端子３０７に電源３０９より低い電位の信号が入力された場合を考える。こ
の場合電流は、オペアンプ３０１の出力端子から、ダイオード３０２、抵抗３０５、抵抗
３０４を介して入力端子３０７に流れる。この場合抵抗３０５とダイオード３０２の接続
点には入力信号と逆相の出力が現れる。図４（Ａ）に入力信号、図４（Ｂ）に整流後の出
力を示す。
の場合電流は、オペアンプ３０１の出力端子から、ダイオード３０２、抵抗３０５、抵抗
３０４を介して入力端子３０７に流れる。この場合抵抗３０５とダイオード３０２の接続
点には入力信号と逆相の出力が現れる。図４（Ａ）に入力信号、図４（Ｂ）に整流後の出
力を示す。
前述したような従来の整流回路を薄膜トランジスタで構成し、絶縁基板上に整流回路を
用いる場合、以下のような問題点があった。
従来の整流回路ではオペアンプを基本として、回路を組んでいるため、交流帰還をかけ
て使用する必要がある。ところが、薄膜トランジスタでは、素子の電流能力が小さいため
、電流能力を上げるには素子を大きくする必要があるが、素子を大きくすると、寄生容量
も大きくなるため、発振安定度が悪化し、交流帰還をかけられないという問題点があった
。
用いる場合、以下のような問題点があった。
従来の整流回路ではオペアンプを基本として、回路を組んでいるため、交流帰還をかけ
て使用する必要がある。ところが、薄膜トランジスタでは、素子の電流能力が小さいため
、電流能力を上げるには素子を大きくする必要があるが、素子を大きくすると、寄生容量
も大きくなるため、発振安定度が悪化し、交流帰還をかけられないという問題点があった
。
したがって、従来の薄膜トランジスタで従来の整流回路を構成した場合、発振の問題を
防ぐため、内部に発振防止容量を多く接続する必要があり、そのため周波数特性が低下す
るという問題点があった。これによって、整流波形は図４（Ｃ）のようになり、期待する
波形が得られなくなっていた。
防ぐため、内部に発振防止容量を多く接続する必要があり、そのため周波数特性が低下す
るという問題点があった。これによって、整流波形は図４（Ｃ）のようになり、期待する
波形が得られなくなっていた。
以上のような問題を解決するため、本発明者らは薄膜素子を用いて整流回路を搭載した
半導体装置を実現するために、増幅機能と、増幅された信号波形を整形する波形整形機能
と、波形整形された信号で制御可能なスイッチ機能とを備えた整流回路を備えたことを特
徴としている。
半導体装置を実現するために、増幅機能と、増幅された信号波形を整形する波形整形機能
と、波形整形された信号で制御可能なスイッチ機能とを備えた整流回路を備えたことを特
徴としている。
本発明は、絶縁基板上に薄膜トランジスタによって構成された整流回路を有する半導体
装置において、前記整流回路は増幅回路と、前記増幅回路の出力信号を波形整形する波形
整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御されるスイッチ回路とを有することを特
徴としている。
装置において、前記整流回路は増幅回路と、前記増幅回路の出力信号を波形整形する波形
整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御されるスイッチ回路とを有することを特
徴としている。
本発明は、絶縁基板上に薄膜トランジスタによって構成された整流回路を有する半導体
装置において、前記整流回路は増幅回路と、前記増幅回路の出力信号を波形整形する波形
整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御されるスイッチ回路、前記スイッチ回路
に接続された抵抗とを有することを特徴としている。
装置において、前記整流回路は増幅回路と、前記増幅回路の出力信号を波形整形する波形
整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御されるスイッチ回路、前記スイッチ回路
に接続された抵抗とを有することを特徴としている。
本発明は、絶縁基板上に薄膜トランジスタによって構成された整流回路を有する半導体
装置において、前記整流回路は入力端子と、電源と、増幅回路と、前記増幅回路の出力信
号を波形整形する波形整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御されるスイッチ回
路とバッファアンプを有し、前記電源は前記スイッチ回路の第１の端子に接続され、前記
入力端子は前記スイッチの第２の端子と、前記増幅回路に接続されることを特徴としてい
る。
装置において、前記整流回路は入力端子と、電源と、増幅回路と、前記増幅回路の出力信
号を波形整形する波形整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御されるスイッチ回
路とバッファアンプを有し、前記電源は前記スイッチ回路の第１の端子に接続され、前記
入力端子は前記スイッチの第２の端子と、前記増幅回路に接続されることを特徴としてい
る。
本発明は、絶縁基板上に薄膜トランジスタによって構成された整流回路を有する半導体
装置において、前記整流回路は第１の入力端子と、第２の入力端子と、増幅回路と、前記
増幅回路の出力信号を波形整形する波形整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御
されるスイッチ回路とバッファアンプを有し、前記第１の入力端子は前記スイッチ回路の
第１の端子と、前記増幅回路の第１の入力端子に接続され、前記第２の入力端子は前記ス
イッチ回路の第２の端子と、前記増幅回路の第２の入力端子に接続されることを特徴とし
ている。
装置において、前記整流回路は第１の入力端子と、第２の入力端子と、増幅回路と、前記
増幅回路の出力信号を波形整形する波形整形回路と、前記波形整形回路の出力信号で制御
されるスイッチ回路とバッファアンプを有し、前記第１の入力端子は前記スイッチ回路の
第１の端子と、前記増幅回路の第１の入力端子に接続され、前記第２の入力端子は前記ス
イッチ回路の第２の端子と、前記増幅回路の第２の入力端子に接続されることを特徴とし
ている。
本発明は、上記において、前記スイッチ回路はアナログスイッチ回路であることを特徴
としている。
としている。
本発明は、上記において、前記アナログスイッチ回路はＮ型薄膜トランジスタとＰ型薄
膜トランジスタを組み合わせたものであり、且つ、前記Ｎ型薄膜トランジスタと前記Ｐ型
薄膜トランジスタのゲート幅は概ね等しいことを特徴としている。
膜トランジスタを組み合わせたものであり、且つ、前記Ｎ型薄膜トランジスタと前記Ｐ型
薄膜トランジスタのゲート幅は概ね等しいことを特徴としている。
本発明は、上記において、前記波形整形回路はインバータ回路であることを特徴としてい
る。
る。
本発明は、上記の半導体装置を備える電子機器である。
前述したように、本発明の半導体装置では、絶縁基板上に薄膜トランジスタを用い、且
つ入力信号を増幅し、波形整形した信号によって、スイッチを制御し、入力信号をスイッ
チングすることによって、周波数特性に優れた整流回路を形成することが可能である。
つ入力信号を増幅し、波形整形した信号によって、スイッチを制御し、入力信号をスイッ
チングすることによって、周波数特性に優れた整流回路を形成することが可能である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１に本発明の第１の実施形態を示す。図１に示す実施形態は増幅回路１０１、波形整
形回路１０２、抵抗１０３、スイッチ１０４、バッファアンプ１０５、平滑回路１０６、
入力端子１０７、出力端子１０８によって構成されている。この回路は薄膜トランジスタ
（以下、「ＴＦＴ」と記す。）によって形成されている。以下本実施形態の動作について
説明をおこなう。
図１に本発明の第１の実施形態を示す。図１に示す実施形態は増幅回路１０１、波形整
形回路１０２、抵抗１０３、スイッチ１０４、バッファアンプ１０５、平滑回路１０６、
入力端子１０７、出力端子１０８によって構成されている。この回路は薄膜トランジスタ
（以下、「ＴＦＴ」と記す。）によって形成されている。以下本実施形態の動作について
説明をおこなう。
まず、入力端子１０７に入力された信号は増幅回路１０１によって増幅される。増幅回
路１０１の出力は波形整形回路１０２に入力され、波形整形回路１０２によって、論理信
号に整形される。波形整形された信号はスイッチ１０４の制御信号として入力され、スイ
ッチ１０４をオンオフする。一方、入力端子１０７に入力された信号は、増幅回路１０１
とともに抵抗１０３に入力される。
路１０１の出力は波形整形回路１０２に入力され、波形整形回路１０２によって、論理信
号に整形される。波形整形された信号はスイッチ１０４の制御信号として入力され、スイ
ッチ１０４をオンオフする。一方、入力端子１０７に入力された信号は、増幅回路１０１
とともに抵抗１０３に入力される。
スイッチ１０４がオフのときは、信号は抵抗１０３を介して、バッファアンプ１０５に
入力される。このとき、バッファアンプの入力インピーダンスを抵抗１０３の抵抗値より
十分高く設定しておけば、抵抗でのロスはほとんど発生しないため、入力信号はバッファ
アンプ１０５を経て平滑回路１０６に入力される。
入力される。このとき、バッファアンプの入力インピーダンスを抵抗１０３の抵抗値より
十分高く設定しておけば、抵抗でのロスはほとんど発生しないため、入力信号はバッファ
アンプ１０５を経て平滑回路１０６に入力される。
スイッチ１０４がオンのときはバッファアンプ１０５の入力は電源１０９に接続される
ため、バッファアンプ１０５の出力は直流電位のみが出力される。これは図４（Ｂ）相当
になる。整流された波形は、平滑回路で平滑されたのち、出力端子１０８に出力される。
ため、バッファアンプ１０５の出力は直流電位のみが出力される。これは図４（Ｂ）相当
になる。整流された波形は、平滑回路で平滑されたのち、出力端子１０８に出力される。
このように本実施形態では、帰還をかけない増幅回路、波形整形回路、抵抗およびスイ
ッチという構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上に
ＴＦＴを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
ッチという構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上に
ＴＦＴを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
（実施形態２）
図２に本発明の第２の実施形態を示す。図２に示す実施形態は増幅回路２０１、波形整
形回路２０２、スイッチ２０４、バッファアンプ２０５、平滑回路２０６、入力端子２０
７、出力端子２０８によって構成されている。以下本実施形態の動作について説明をおこ
なう。
図２に本発明の第２の実施形態を示す。図２に示す実施形態は増幅回路２０１、波形整
形回路２０２、スイッチ２０４、バッファアンプ２０５、平滑回路２０６、入力端子２０
７、出力端子２０８によって構成されている。以下本実施形態の動作について説明をおこ
なう。
まず、入力端子２０７に入力された信号は増幅回路２０１によって増幅される。増幅回
路２０１の出力は波形整形回路２０２に入力され、波形整形回路２０２によって、論理信
号に整形される。波形整形された信号はスイッチ２０４の制御信号として入力され、スイ
ッチ２０４の接続を切り換える。一方、入力端子２０７に入力された信号は、増幅回路２
０１とともにスイッチ２０４に入力される。
路２０１の出力は波形整形回路２０２に入力され、波形整形回路２０２によって、論理信
号に整形される。波形整形された信号はスイッチ２０４の制御信号として入力され、スイ
ッチ２０４の接続を切り換える。一方、入力端子２０７に入力された信号は、増幅回路２
０１とともにスイッチ２０４に入力される。
スイッチ２０４が「Ｂ」に接続されるときは、入力信号はバッファアンプ２０５に入力
され、さらにバッファアンプ２０５を経て平滑回路２０６に入力される。
され、さらにバッファアンプ２０５を経て平滑回路２０６に入力される。
スイッチ２０４が「Ａ」に接続されるときは、バッファアンプ２０５の入力は電源２０
９に接続されるため、バッファアンプ２０５の出力は直流電位のみが出力される。これは
図４（Ｂ）相当となる。整流された波形は、平滑回路２０６で平滑されたのち、出力端子
２０８に出力される。
９に接続されるため、バッファアンプ２０５の出力は直流電位のみが出力される。これは
図４（Ｂ）相当となる。整流された波形は、平滑回路２０６で平滑されたのち、出力端子
２０８に出力される。
このように本実施形態では、帰還をかけない増幅回路、波形整形回路、およびスイッチ
という構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上にＴＦ
Ｔを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
という構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上にＴＦ
Ｔを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
図５に本発明の第１の実施例を示す。図５は図１に示した第１の実施形態を具体化した
ものである。図５に示す実施形態は増幅回路５０１、波形整形回路５０２、抵抗５０３、
アナログスイッチＴＦＴ５１７、５１８、バッファアンプ５０５、平滑回路５０６、入力
端子５０７、出力端子５０８によって構成されている。さらに、増幅回路５０１はＴＦＴ
５１０〜５１３、電流源５１４によって構成され、波形整形回路５０２はインバータ５１
５、５１６によって構成され、平滑回路５０６は抵抗５１９、容量５２０によって構成さ
れる。以下本実施例の動作について説明をおこなう。
ものである。図５に示す実施形態は増幅回路５０１、波形整形回路５０２、抵抗５０３、
アナログスイッチＴＦＴ５１７、５１８、バッファアンプ５０５、平滑回路５０６、入力
端子５０７、出力端子５０８によって構成されている。さらに、増幅回路５０１はＴＦＴ
５１０〜５１３、電流源５１４によって構成され、波形整形回路５０２はインバータ５１
５、５１６によって構成され、平滑回路５０６は抵抗５１９、容量５２０によって構成さ
れる。以下本実施例の動作について説明をおこなう。
まず、入力端子５０７に入力された信号は増幅回路５０１によって増幅される。増幅回
路５０１はＴＦＴ５１２、５１３によって構成される差動回路とＴＦＴ５１０、５１１か
ら構成されるカレントミラー回路によって構成される。入力端子５０７に電源５０９より
高い電位の信号が入力されるとＴＦＴ５１２、５１０、５１１の電流がＴＦＴ５１３の電
流より増加する。そして増幅回路５０１の出力はハイが出力される。入力端子５０７に電
源５０９より低い電位の信号が入力されるとＴＦＴ５１２、５１０、５１１の電流がＴＦ
Ｔ５１３の電流より減少する。そして増幅回路５０１の出力はロウが出力される。
路５０１はＴＦＴ５１２、５１３によって構成される差動回路とＴＦＴ５１０、５１１か
ら構成されるカレントミラー回路によって構成される。入力端子５０７に電源５０９より
高い電位の信号が入力されるとＴＦＴ５１２、５１０、５１１の電流がＴＦＴ５１３の電
流より増加する。そして増幅回路５０１の出力はハイが出力される。入力端子５０７に電
源５０９より低い電位の信号が入力されるとＴＦＴ５１２、５１０、５１１の電流がＴＦ
Ｔ５１３の電流より減少する。そして増幅回路５０１の出力はロウが出力される。
増幅回路５０１の出力は波形整形回路５０２に入力され、波形整形回路５０２によって
、論理信号に整形される。本実施例では波形整形回路はインバータを用いており、波形整
形された信号はアナログスイッチＴＦＴ５１７、５１８の制御信号として入力され、アナ
ログスイッチＴＦＴ５１７、５１８をオンオフする。
、論理信号に整形される。本実施例では波形整形回路はインバータを用いており、波形整
形された信号はアナログスイッチＴＦＴ５１７、５１８の制御信号として入力され、アナ
ログスイッチＴＦＴ５１７、５１８をオンオフする。
増幅回路５０１の出力がハイであるとき、アナログスイッチＴＦＴ５１７、５１８はオ
フとなる。増幅回路５０１の出力がロウであるとき、アナログスイッチＴＦＴ５１７、５
１８はオンになる。一方、入力端子５０７に入力された信号は、増幅回路５０１とともに
抵抗５０３に入力される。
フとなる。増幅回路５０１の出力がロウであるとき、アナログスイッチＴＦＴ５１７、５
１８はオンになる。一方、入力端子５０７に入力された信号は、増幅回路５０１とともに
抵抗５０３に入力される。
アナログスイッチＴＦＴ５１７、５１８がオフのときは、信号は抵抗５０３を介して、
バッファアンプ５０５に入力される。このとき、バッファアンプの入力インピーダンスを
抵抗５０３の抵抗値より十分高く設定しておけば、抵抗でのロスはほとんど発生しないた
め、入力信号はバッファアンプ５０５を経て平滑回路５０６に入力される。
バッファアンプ５０５に入力される。このとき、バッファアンプの入力インピーダンスを
抵抗５０３の抵抗値より十分高く設定しておけば、抵抗でのロスはほとんど発生しないた
め、入力信号はバッファアンプ５０５を経て平滑回路５０６に入力される。
アナログスイッチＴＦＴ５１７、５１８がオンのときはバッファアンプ５０５の入力は
電源５０９に接続されるため、バッファアンプ５０５の出力は直流電位のみが出力される
。これは図４（Ｂ）相当になる。整流された波形は、抵抗５１９、容量５２０よりなる平
滑回路５０６で平滑されたのち、出力端子５０８に出力される。
電源５０９に接続されるため、バッファアンプ５０５の出力は直流電位のみが出力される
。これは図４（Ｂ）相当になる。整流された波形は、抵抗５１９、容量５２０よりなる平
滑回路５０６で平滑されたのち、出力端子５０８に出力される。
ここで、スイッチＴＦＴのゲート容量による制御信号の影響を防止するため、アナログ
スイッチを構成するＰ型ＴＦＴ５１８、Ｎ型ＴＦＴ５１７のゲート幅は概ね等しいことが
望ましい。
スイッチを構成するＰ型ＴＦＴ５１８、Ｎ型ＴＦＴ５１７のゲート幅は概ね等しいことが
望ましい。
このように本実施形態では、帰還をかけない増幅回路、波形整形回路、抵抗およびスイ
ッチという構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上に
ＴＦＴを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
ッチという構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上に
ＴＦＴを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
図１０に図５の第１の実施例に示す回路の動作を検証するために入力された正弦波と半
波整流された出力波を示す。入力波は入力端子５０７に入力された１ｋＨｚ，１Ｖｐｐの
正弦波の信号であり、出力波は出力端子５０８から出力された信号である。
出力波は、正弦波の半サイクルおきに一定電位となり、正弦波が正の半サイクルのとき
は同様の波形を出力し、正弦波が負の半サイクルのときは一定電位を出力している。
このように、出力波形を鈍らせることなく周波数特性に優れた整流回路が得られ、本発
明の効果を確認することができた。
波整流された出力波を示す。入力波は入力端子５０７に入力された１ｋＨｚ，１Ｖｐｐの
正弦波の信号であり、出力波は出力端子５０８から出力された信号である。
出力波は、正弦波の半サイクルおきに一定電位となり、正弦波が正の半サイクルのとき
は同様の波形を出力し、正弦波が負の半サイクルのときは一定電位を出力している。
このように、出力波形を鈍らせることなく周波数特性に優れた整流回路が得られ、本発
明の効果を確認することができた。
図６に本発明の第２の実施例を示す。図６は図２に示した第２の実施形態を具体化した
ものである。図６に示す実施形態は増幅回路６０１、波形整形回路６０２、アナログスイ
ッチＴＦＴ６１７〜６２０、バッファアンプ６０５、平滑回路６０６、入力端子６０７、
出力端子６０８によって構成されている。さらに、増幅回路６０１はＴＦＴ６１０〜６１
３、電流源６１４によって構成され、波形整形回路６０２はインバータ６１５、６１６に
よって構成され、平滑回路６０６は抵抗６２１、容量６２２によって構成される。以下本
実施例の動作について説明をおこなう。
ものである。図６に示す実施形態は増幅回路６０１、波形整形回路６０２、アナログスイ
ッチＴＦＴ６１７〜６２０、バッファアンプ６０５、平滑回路６０６、入力端子６０７、
出力端子６０８によって構成されている。さらに、増幅回路６０１はＴＦＴ６１０〜６１
３、電流源６１４によって構成され、波形整形回路６０２はインバータ６１５、６１６に
よって構成され、平滑回路６０６は抵抗６２１、容量６２２によって構成される。以下本
実施例の動作について説明をおこなう。
まず、入力端子６０７に入力された信号は増幅回路６０１によって増幅される。増幅回
路６０１はＴＦＴ６１２、６１３によって構成される差動回路とＴＦＴ６１０、６１１か
ら構成されるカレントミラー回路によって構成される。入力端子６０７に電源６０９より
高い電位の信号が入力されるとＴＦＴ６１２、６１０、６１１の電流がＴＦＴ６１３の電
流より増加する。そして増幅回路６０１の出力はハイが出力される。入力端子６０７に電
源６０９より低い電位の信号が入力されるとＴＦＴ６１２、６１０、６１１の電流がＴＦ
Ｔ６１３の電流より減少する。そして増幅回路６０１の出力はロウが出力される。
路６０１はＴＦＴ６１２、６１３によって構成される差動回路とＴＦＴ６１０、６１１か
ら構成されるカレントミラー回路によって構成される。入力端子６０７に電源６０９より
高い電位の信号が入力されるとＴＦＴ６１２、６１０、６１１の電流がＴＦＴ６１３の電
流より増加する。そして増幅回路６０１の出力はハイが出力される。入力端子６０７に電
源６０９より低い電位の信号が入力されるとＴＦＴ６１２、６１０、６１１の電流がＴＦ
Ｔ６１３の電流より減少する。そして増幅回路６０１の出力はロウが出力される。
増幅回路６０１の出力は波形整形回路６０２に入力され、波形整形回路６０２によって
、論理信号に整形される。本実施例では波形整形回路はインバータを用いており、波形整
形された信号はアナログスイッチＴＦＴ６１７〜６２０の制御信号として入力され、アナ
ログスイッチＴＦＴ６１７〜６２０をオンオフする。
、論理信号に整形される。本実施例では波形整形回路はインバータを用いており、波形整
形された信号はアナログスイッチＴＦＴ６１７〜６２０の制御信号として入力され、アナ
ログスイッチＴＦＴ６１７〜６２０をオンオフする。
増幅回路６０１の出力がハイであるとき、アナログスイッチＴＦＴ６１７、６１８はオ
フ、６１９、６２０はオンとなる。増幅回路６０１の出力がロウであるとき、アナログス
イッチＴＦＴ６１７、６１８はオン、６１９、６２０はオフになる。一方、入力端子６０
７に入力された信号は、増幅回路６０１とともにアナログスイッチＴＦＴ６１７、６１８
に入力される。
フ、６１９、６２０はオンとなる。増幅回路６０１の出力がロウであるとき、アナログス
イッチＴＦＴ６１７、６１８はオン、６１９、６２０はオフになる。一方、入力端子６０
７に入力された信号は、増幅回路６０１とともにアナログスイッチＴＦＴ６１７、６１８
に入力される。
アナログスイッチＴＦＴ６１７、６１８がオン、６１９、６２０がオフのときは、バッ
ファアンプ６０５に入力され、バッファアンプ６０５を経て平滑回路６０６に入力される
。アナログスイッチＴＦＴ６１７、６１８がオフ、６１９、６２０がオンのときはバッフ
ァアンプ６０５の入力は電源６０９に接続されるため、バッファアンプ６０５の出力は直
流電位のみが出力される。これは図４（Ｂ）相当になる。整流された波形は、抵抗６２１
、容量６２２よりなる平滑回路６０６で平滑されたのち、出力端子６０８に出力される。
ファアンプ６０５に入力され、バッファアンプ６０５を経て平滑回路６０６に入力される
。アナログスイッチＴＦＴ６１７、６１８がオフ、６１９、６２０がオンのときはバッフ
ァアンプ６０５の入力は電源６０９に接続されるため、バッファアンプ６０５の出力は直
流電位のみが出力される。これは図４（Ｂ）相当になる。整流された波形は、抵抗６２１
、容量６２２よりなる平滑回路６０６で平滑されたのち、出力端子６０８に出力される。
ここで、スイッチＴＦＴのゲート容量による制御信号の影響を防止するため、アナログ
スイッチを構成するＰ型ＴＦＴ６１８、６１９、Ｎ型ＴＦＴ６１７、６２０のゲート幅は
概ね等しいことが望ましい。
スイッチを構成するＰ型ＴＦＴ６１８、６１９、Ｎ型ＴＦＴ６１７、６２０のゲート幅は
概ね等しいことが望ましい。
このように本実施形態では、帰還をかけない増幅回路、波形整形回路、抵抗およびスイ
ッチという構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上に
ＴＦＴを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
ッチという構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上に
ＴＦＴを用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
図８に本発明の第３の実施形態を示す。図８は全波整流回路の実施例である。図８に示
す実施形態は増幅回路８０１、波形整形回路８０２、スイッチ８０４、バッファアンプ８
０５、平滑回路８０６、入力端子８０７、８０９、出力端子８０８によって構成されてい
る。以下本実施形態の動作について説明をおこなう。
す実施形態は増幅回路８０１、波形整形回路８０２、スイッチ８０４、バッファアンプ８
０５、平滑回路８０６、入力端子８０７、８０９、出力端子８０８によって構成されてい
る。以下本実施形態の動作について説明をおこなう。
入力端子８０７、８０９にはそれぞれ逆相の信号が入力され、入力端子８０７、８０９
に入力された信号は増幅回路８０１によって増幅される。ここで増幅回路８０１は差動入
力の増幅回路である。増幅回路８０１の出力は波形整形回路８０２に入力され、波形整形
回路８０２によって、論理信号に整形される。波形整形された信号はスイッチ８０４の制
御信号として入力され、スイッチ８０４の接続を切り換える。一方、入力端子８０７、８
０９に入力された信号は、増幅回路８０１とともにスイッチ８０４に入力される。
に入力された信号は増幅回路８０１によって増幅される。ここで増幅回路８０１は差動入
力の増幅回路である。増幅回路８０１の出力は波形整形回路８０２に入力され、波形整形
回路８０２によって、論理信号に整形される。波形整形された信号はスイッチ８０４の制
御信号として入力され、スイッチ８０４の接続を切り換える。一方、入力端子８０７、８
０９に入力された信号は、増幅回路８０１とともにスイッチ８０４に入力される。
スイッチ８０４が「Ａ」に接続されるときは、入力端子８０７の入力信号がバッファア
ンプ８０５に入力され、バッファアンプ８０５を経て平滑回路８０６に入力される。
ンプ８０５に入力され、バッファアンプ８０５を経て平滑回路８０６に入力される。
スイッチ８０４が「Ｂ」に接続されるときは、入力端子８０９の入力信号がバッファア
ンプ８０５に入力され、バッファアンプ８０５を経て平滑回路８０６に入力される。全波
整流された波形は、平滑回路８０６で平滑されたのち、出力端子８０８に出力される。
ンプ８０５に入力され、バッファアンプ８０５を経て平滑回路８０６に入力される。全波
整流された波形は、平滑回路８０６で平滑されたのち、出力端子８０８に出力される。
このように本実施形態では、帰還をかけない増幅回路、波形整形回路およびスイッチと
いう構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上にＴＦＴ
を用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
いう構成を用いることによって、周波数特性を劣化させることなく、絶縁基板上にＴＦＴ
を用いて整流回路を構成できる。
このようにして、表示部分と整流回路を絶縁基板上に一体形成した半導体装置を形成す
ることが可能になる。
図９は液晶表示部を備えた半導体装置９０１である。半導体装置９０１はＴＦＴ基板９
０７、対向基板９０８、ＴＦＴ基板上に形成されたソース信号線駆動回路９０２、ゲート
信号線駆動回路９０３、画素部９０４、音声信号回路９０５、ＦＰＣ９０６からなってい
る。音声信号回路はスピーカーを駆動するためのものでメインアンプ９０９、プリアンプ
９１０、整流回路９１１よりなっている。
０７、対向基板９０８、ＴＦＴ基板上に形成されたソース信号線駆動回路９０２、ゲート
信号線駆動回路９０３、画素部９０４、音声信号回路９０５、ＦＰＣ９０６からなってい
る。音声信号回路はスピーカーを駆動するためのものでメインアンプ９０９、プリアンプ
９１０、整流回路９１１よりなっている。
音声信号回路は外部より小さな音声信号を入力し、増幅をおこないスピーカーを駆動す
るものである。ここで、整流回路９１１は入力された音声信号を整流しその信号レベルを
検出するものである。このようにして、たとえば、音量を自動調整することができる。
このように、本発明を用いることにより、絶縁基板上に、ＴＦＴを用いて周波数特性の
良好な整流回路を構成することが可能となる。以上において、音声信号を整流する例を説
明したが、本発明は音声信号に限定されず他の信号を整流することも可能であり、センサ
ーなどを構成することも可能である。
るものである。ここで、整流回路９１１は入力された音声信号を整流しその信号レベルを
検出するものである。このようにして、たとえば、音量を自動調整することができる。
このように、本発明を用いることにより、絶縁基板上に、ＴＦＴを用いて周波数特性の
良好な整流回路を構成することが可能となる。以上において、音声信号を整流する例を説
明したが、本発明は音声信号に限定されず他の信号を整流することも可能であり、センサ
ーなどを構成することも可能である。
以上のようにして構成される本発明の半導体装置は各種電子機器の用いることができる
。以下に、本発明の半導体装置を組み込んだ電子機器について説明する。
。以下に、本発明の半導体装置を組み込んだ電子機器について説明する。
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプ
レイ（ゴーグル型ディスプレイ）、ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュ
ータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、テレビなど
が挙げられる。
レイ（ゴーグル型ディスプレイ）、ゲーム機、カーナビゲーション、パーソナルコンピュ
ータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）、テレビなど
が挙げられる。
図７（Ａ）はノートパソコンであり、本体３２０１、筐体３２０２、表示部３２０３、
キーボード３２０４、外部接続ポート３２０５、ポインティングマウス３２０６等を含ん
でおり、本発明の半導体装置は前記表示部などに使用することが可能である。本発明の整
流回路を有する半導体装置を用いることにより、よりシステマティックな電子機器を構成
することができる。
キーボード３２０４、外部接続ポート３２０５、ポインティングマウス３２０６等を含ん
でおり、本発明の半導体装置は前記表示部などに使用することが可能である。本発明の整
流回路を有する半導体装置を用いることにより、よりシステマティックな電子機器を構成
することができる。
図７（Ｂ）は携帯情報端末であり、本体３３０１、表示部３３０２、スイッチ３３０３
、操作キー３３０４、赤外線ポート３３０５等を含んでおり、本発明の半導体装置は前記
表示部などに使用することが可能である。本発明の整流回路を有する半導体装置を用いる
ことにより、よりシステマティックな電子機器を構成することができる。
、操作キー３３０４、赤外線ポート３３０５等を含んでおり、本発明の半導体装置は前記
表示部などに使用することが可能である。本発明の整流回路を有する半導体装置を用いる
ことにより、よりシステマティックな電子機器を構成することができる。
本発明の適用範囲は極めて広く、上記のノートパソコン、携帯情報端末に限定されず、
あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施
形態１、２、実施例１〜３のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現すること
ができる。
あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施
形態１、２、実施例１〜３のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現すること
ができる。
１０１ 増幅回路
１０２ 波形整形回路
１０３ 抵抗
１０４ スイッチ
１０５ バッファアンプ
１０６ 平滑回路
１０７ 入力端子
１０８ 出力端子
１０９ 電源
１０２ 波形整形回路
１０３ 抵抗
１０４ スイッチ
１０５ バッファアンプ
１０６ 平滑回路
１０７ 入力端子
１０８ 出力端子
１０９ 電源
Claims (8)
- 絶縁基板上の整流回路を有し、
前記整流回路は、
第１の信号が入力される第１の入力端子と、
第２の信号が入力される第２の入力端子と、
前記第１の信号と前記第２の信号を比較する増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号の波形を整形するための波形整形回路と、
バッファアンプと、
前記第１の入力端子と前記バッファアンプの入力部との間に電気的に接続される第１のスイッチ回路と、
前記第２の入力端子と前記バッファアンプの入力部との間に電気的に接続される第２のスイッチ回路と、を有し、
前記第１のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第２のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路の動作により前記第１の信号または前記第２の信号が前記バッファアンプの入力部に出力され、
前記増幅回路、前記波形整形回路、前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路は薄膜トランジスタを含むことを特徴とする半導体装置。 - 基板上にソース信号線駆動回路、ゲート信号線駆動回路、画素部、音声信号回路、及びＦＰＣを有し、
前記音声信号回路はメインアンプ、プリアンプ及び整流回路を有し、
前記整流回路は、
第１の信号が入力される第１の入力端子と、
第２の信号が入力される第２の入力端子と、
前記第１の信号と前記第２の信号を比較する増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号の波形を整形するための波形整形回路と、
バッファアンプと、
前記第１の入力端子と前記バッファアンプの入力部との間に電気的に接続される第１のスイッチ回路と、
前記第２の入力端子と前記バッファアンプの入力部との間に電気的に接続される第２のスイッチ回路と、を有し、
前記第１のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第２のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路の動作により前記第１の信号または前記第２の信号が前記バッファアンプの入力部に出力され、
前記増幅回路、前記波形整形回路、前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路は薄膜トランジスタを含むことを特徴とする半導体装置。 - 第１の信号が入力される第１の入力端子と、
第２の信号が入力される第２の入力端子と、
前記第１の信号と前記第２の信号を比較する増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号の波形を整形するための波形整形回路と、
バッファアンプと、
前記第１の入力端子と前記バッファアンプの入力部との間に電気的に接続される第１のスイッチ回路と、
前記第２の入力端子と前記バッファアンプの入力部との間に電気的に接続される第２のスイッチ回路と、を有し、
前記第１のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第２のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路の動作により前記第１の信号または前記第２の信号が前記バッファアンプの入力部に出力され、
前記増幅回路、前記波形整形回路、前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路は薄膜トランジスタを含むことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１乃至３のいずれか一において、
前記バッファアンプの出力部に平滑回路が電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項４において、
前記平滑回路は、抵抗と容量を有することを特徴とする半導体装置。 - 第１の信号が入力される第１の入力端子と、
第２の信号が入力される第２の入力端子と、
前記第１の信号と前記第２の信号を比較する増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号の波形を整形するための波形整形回路と、
出力端子と、
第１のスイッチ回路と、
第２のスイッチ回路と、を有し、
前記第１の信号は、前記第１のスイッチ回路を介して前記出力端子に出力され、
前記第２の信号は、前記第２のスイッチ回路を介して前記出力端子に出力され、
前記第１のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第２のスイッチ回路は、前記波形整形回路の出力信号によって制御され、
前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路の動作により前記第１の信号または前記第２の信号が前記出力端子に出力され、
前記増幅回路、前記波形整形回路、前記第１のスイッチ回路及び前記第２のスイッチ回路は薄膜トランジスタを含むことを特徴とする半導体装置。 - 請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第２の信号は、前記第１の信号の逆相の信号であることを特徴とする半導体装置。 - 請求項１乃至７のいずれか一において、
前記波形整形回路はインバータ回路であることを特徴とする半導体装置。
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| JP2003310767 | 2003-09-02 | ||
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