專利名稱：差動放大器、顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及差動放大器，及使用其的顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
近年來，顯示裝置越來越普及以薄型、輕量、低功耗為特征的液晶顯示裝置(LCD)，多用于便攜電話機(jī)(移動電話，蜂窩式電話)和PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、筆記本PC等的移動機(jī)器的顯示部分中。但是，最近液晶顯示裝置的大畫面化和運(yùn)動圖像處理的技術(shù)也得到提高，不僅便攜用途，而且還也可實(shí)現(xiàn)安裝型的大畫面顯示裝置或大畫面液晶電視。作為這些液晶顯示裝置，利用可高精細(xì)顯示的有源矩陣驅(qū)動方式的液晶顯示裝置。
首先，參照圖34，對有源矩陣驅(qū)動方式的顯示裝置的典型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行概說。如果參照圖34(A)，則一般有源矩陣驅(qū)動方式的顯示裝置的顯示部960，為像素部950配置為矩陣狀(例如彩色SXGA面板的情況下，1280×3像素列×1024像素行)，還有掃描線961以及數(shù)據(jù)線962配置為柵格狀的半導(dǎo)體基板。掃描線961以及數(shù)據(jù)線962，分別與柵極驅(qū)動器970以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器980連接，柵極驅(qū)動器970介由掃描線961向像素950供給掃描信號，數(shù)據(jù)驅(qū)動器980介由數(shù)據(jù)線962向像素950供給與視頻數(shù)據(jù)對應(yīng)的灰度電壓信號。此外，柵極驅(qū)動器970以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，通過顯示控制器(未圖示)控制，通過顯示控制器供給分別需要的時(shí)鐘CLK、控制信號、電源電壓等，視頻數(shù)據(jù)被供給到數(shù)據(jù)驅(qū)動器980中。另外，目前視頻數(shù)據(jù)以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為主流。
圖34(B)中，以等效電路示意性地表示液晶顯示裝置中的像素部950(1像素)的主要的結(jié)構(gòu)。像素部950，具備TFT(薄膜晶體管)951、像素電極952、液晶(電容)953、公共電極954。TFT951，作為開關(guān)元件，連接在數(shù)據(jù)線962和像素電極952之間，其控制端與掃描線961連接。此外，液晶(電容)953為夾持在像素電極952和公共電極954之間的液晶、起到電容元件的作用。另外，公共電極954，一般在與半導(dǎo)體基板對置的相對基板的整個(gè)面上，作為一個(gè)透明的電極而形成。此外，液晶被封入到半導(dǎo)體基板和相對基板的兩個(gè)基板之間。
顯示的結(jié)構(gòu)，通過掃描信號控制具有開關(guān)功能的TFT951的導(dǎo)通/截止，在TFT951導(dǎo)通時(shí)，將與視頻數(shù)據(jù)信號對應(yīng)的灰度電壓信號供給到像素電極952，根據(jù)各個(gè)像素電極952和公共電極954之間的電位差，液晶的透射率變化，TFT951截止后，通過將該電位差在液晶電容953中保持一定期間來顯示圖像。另外，為了穩(wěn)定地保持該電位，在像素電極952和公共電極954之間設(shè)置有蓄積電容等。
一畫面量的數(shù)據(jù)的更新，通常以一幀期間(1/60·秒)進(jìn)行，由各個(gè)掃描線在每一像素行(每行)依次選擇(TFT導(dǎo)通)，在選擇期間內(nèi)通過各條數(shù)據(jù)線供給灰度電壓信號。
此外，掃描線961以及數(shù)據(jù)線962，分別具有布線電阻和由在互相的交叉部中產(chǎn)生的電容或夾持在相對基板電極之間的液晶電容等所引起的大的布線電容，因此柵極驅(qū)動器970以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，分別需要大的驅(qū)動能力，畫面大小越大或分辨率越高，需要的驅(qū)動能力越高。
柵極驅(qū)動器970，也可只供給二值的掃描信號，與此相對，數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，需要用與灰度數(shù)對應(yīng)的多值等級的灰度電壓信號驅(qū)動數(shù)據(jù)線。因此，數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，具備將視頻數(shù)據(jù)變換為灰度電壓信號的解碼器，和向數(shù)據(jù)線962放大輸出該灰度信號電壓的運(yùn)算放大器構(gòu)成的數(shù)字/模擬變換電路(DAC)。
近來，在液晶顯示裝置中，推行高畫質(zhì)化(多色化)，提高到至少26萬色(RGB各6位視頻數(shù)據(jù))，更進(jìn)一步1680萬色(RGB各8位視頻數(shù)據(jù))以上的需要。
因此，輸出與多位視頻數(shù)據(jù)對應(yīng)的灰度電壓信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，要求非常高精度的電壓輸出，此外處理視頻數(shù)據(jù)的電路部的元件數(shù)增加，數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI的芯片面積增加，其結(jié)果成為導(dǎo)致成本高的主要原因。
在后文所述的專利文獻(xiàn)1中提出了即使多位化，也可抑制數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI的芯片面積的增加的結(jié)構(gòu)。圖35為后述專利文獻(xiàn)1中提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的一例(與后述專利文獻(xiàn)1的第16圖對應(yīng))。參照圖35，該數(shù)據(jù)驅(qū)動器包括鎖存地址選擇器981、鎖存器982、灰度電壓發(fā)生電路986、解碼器987和放大電路988。
鎖存地址選擇器981，基于時(shí)鐘信號CLK，決定數(shù)據(jù)鎖存的定時(shí)。
鎖存器982，基于由鎖存地址選擇器981決定的定時(shí)，對視頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，按照STB信號(選通信號)，一齊將數(shù)據(jù)輸出給各個(gè)解碼器987。
灰度電壓發(fā)生電路986，每兩灰度生成灰度電壓，將解碼器987的灰度電壓線數(shù)減小到現(xiàn)有(后述轉(zhuǎn)利文獻(xiàn)1申請時(shí)基準(zhǔn))的約1/2。
解碼器987，按照視頻數(shù)據(jù)，選擇兩個(gè)灰度電壓并輸出到放大電路988。
放大電路988，可對所輸入的兩個(gè)灰度電壓以及兩個(gè)灰度電壓的中間的灰度電壓進(jìn)行放大輸出。
在后述專利文獻(xiàn)1中所述的結(jié)構(gòu)，通過具備輸入兩個(gè)灰度電壓、輸出兩個(gè)灰度電壓的一方和其中間電壓的放大電路988，將解碼器987的灰度電壓線數(shù)削減到一半，削減解碼器987的電路規(guī)模，以節(jié)省面積即低成本化的實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)。從而，相對視頻數(shù)據(jù)信號的多位化，能夠抑制數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI的芯片面積的增加。
另外，提出了后述專利文獻(xiàn)1的第5(b)圖中所示的結(jié)構(gòu)，作為適于放大電路988的放大器。在后述的專利文獻(xiàn)1的第5(b)圖中所示的結(jié)構(gòu)，差動對的輸出為二極管連接的電流反射鏡的輸入端，被認(rèn)為不發(fā)揮作為差動放大器功能的結(jié)構(gòu)，但放大電路988的特征，被推測為雖然晶體管極性不同，但為后述專利文獻(xiàn)3的第15圖的85-1所示的放大器(根據(jù)本發(fā)明者的研究)。
另一方面，在后述的專利文獻(xiàn)2中提出了相對多位化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出電壓的高精度化的結(jié)構(gòu)。根據(jù)后述的專利文獻(xiàn)2，在液晶顯示裝置的驅(qū)動方法中，每個(gè)周期從放大電路交互地向視頻信號線(數(shù)據(jù)線)輸出加上偏置電壓的視頻信號電壓和減去偏置電壓的視頻信號電壓，通過這樣能夠抵消由偏置產(chǎn)生的液晶顯示裝置的亮度的上升以及下降，可提高顯示品質(zhì)。
作為實(shí)現(xiàn)上述驅(qū)動方法的放大電路，在后述的專利文獻(xiàn)2中，公開了電壓跟隨電路的實(shí)施例，但電壓跟隨電路的放大電路中，不能省面積化。
在此，在后述的專利文獻(xiàn)3中提出了如下方案，在后述的專利文獻(xiàn)1中提出的、輸入兩個(gè)灰度電壓并輸出兩個(gè)灰度電壓的一方和其中間電壓的放大電路中，實(shí)現(xiàn)專利文獻(xiàn)2的驅(qū)動方法的結(jié)構(gòu)。
圖36為在后述專利文獻(xiàn)3中提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的放大電路的結(jié)構(gòu)的一例(對應(yīng)后述專利文獻(xiàn)3的第15圖)。參照圖36，由放大器85-1和開關(guān)電路42構(gòu)成。放大電路85-1，源極被連接在一起，與構(gòu)成的第1差動對的晶體管Q11、Q12各自并聯(lián)連接構(gòu)成第2差動對的晶體管Q14、Q13，第1及第2差動對由公共的電流源Q1驅(qū)動，第1及第2差動對的輸出對中，電流反射鏡(Q3、Q4)作為負(fù)載電路被連接在一起。電流反射鏡(Q3、Q4)的輸出端(晶體管Q4的漏極)與晶體管Q12、Q13之間的公共連接點(diǎn)成為差動段的輸出，輸入到放大晶體管Q5的柵極。晶體管Q12、Q13的柵極成為非反相輸入端，晶體管Q11、Q14的柵極成為反相輸入端。放大器85-1的晶體管的Q11、Q14的柵極與輸出端OUT連接，Q12、Q13的柵極中，輸入兩個(gè)灰度電壓時(shí)，通過輸出端OUT可輸出兩個(gè)灰度電壓的中間電壓。
圖36中所示結(jié)構(gòu)的放大器，·在兩個(gè)輸入灰度電壓為同一電壓時(shí)，輸出電壓與輸入灰度電壓相等，·在兩個(gè)輸入灰度電壓不同時(shí)，輸出電壓為兩個(gè)輸入灰度電壓的中間電壓。
即圖36中所示的放大器，為適于圖35的放大電路988的裝置。此外，也提出圖36中所示的放大器，在后述專利文獻(xiàn)4的第5圖(具備兩個(gè)差動對的結(jié)構(gòu)的差動放大器)。
根據(jù)后述專利文獻(xiàn)3，放大器85-1的各個(gè)差動輸入端、分別給予第1以及第2灰度電壓的端子IN1、IN2以及輸出端OUT之間的連接，通過開關(guān)電路42控制，以規(guī)定的周期切換以下四個(gè)狀態(tài)·第1狀態(tài)晶體管Q12、Q13的柵極分別與IN1、IN2連接，晶體管Q11、Q14的柵極與輸出端OUT連接，·第2狀態(tài)晶體管Q12、Q13的柵極分別與IN2、IN1連接，晶體管Q11、Q14的柵極與輸出端OUT連接，·第3狀態(tài)晶體管Q11、Q14的柵極分別與IN1、IN2連接，晶體管Q12、Q13的柵極與輸出端OUT連接，·第4狀態(tài)晶體管Q11、Q14的柵極分別與IN2、IN1連接，晶體管Q12、Q13的柵極與輸出端OUT連接，通過周期地進(jìn)行這樣的4種狀態(tài)的切換，起因于構(gòu)成放大器85-1的晶體管的閾值偏差的輸出偏置，被時(shí)間平均化并消除。
但是，第3、第4狀態(tài)中，由于在反相輸入端中輸入兩個(gè)灰度電壓，因此推測不能正確地輸出期望的電壓。圖36的情況下，推測對第1、第2狀態(tài)的切換，對輸出偏置的消除具有一定的效果。
此外，在后述專利文獻(xiàn)5中提出具有比圖36的放大器85-1更高性能的結(jié)構(gòu)。在專利文獻(xiàn)5中公開的發(fā)明，提出了改良了專利文獻(xiàn)4的結(jié)構(gòu)，尤其提高了輸出電壓精度的性能的結(jié)構(gòu)。
圖38，關(guān)于后述專利文獻(xiàn)5中提出的具備多個(gè)差動對的放大器的結(jié)構(gòu)，與放大器85-1比較，表示差動對兩個(gè)時(shí)的放大器。
如果參照圖38，則該放大器，構(gòu)成第2差動對的晶體管Q1A、Q1B分別與構(gòu)成第1差動對的晶體管Q0A、Q0B并聯(lián)，各個(gè)差動對分別由單個(gè)的電流源QI0、QI1驅(qū)動，各個(gè)差動對的輸出對連接電流反射鏡(QL1、QL2)作為負(fù)載電路。此外，電流反射鏡(QL1、QL2)的輸出對和輸出端子3之間連接有差動放大器209，電流反射鏡(QL1、QL2)的輸出對與差動放大器209的反相輸入端(-)以及非反相輸入端(+)連接，差動放大器209的輸出端與輸出端子連接。晶體管Q0B、Q1B的柵極與輸出端子3連接，晶體管Q0A、Q1A的柵極上分別輸入兩個(gè)灰度電壓IN1、IN2。
圖38的放大器，與圖36的放大器85-1同樣，可輸出兩個(gè)灰度電壓IN1、IN2的中間電壓。圖38的放大器與圖36的放大器85-1有很大不同的點(diǎn)在于，驅(qū)動兩個(gè)差動對的電流源對每個(gè)差動對而不同。由此，圖38的放大器，可大幅提高輸出電壓精度。
另外，在圖36和圖38的每一個(gè)的放大器中，放大段部分(圖36的放大器85-1的放大晶體管Q5以及圖38的差動放大器209)，也可以各種結(jié)構(gòu)的變形之一來相互置換。
上述現(xiàn)有技術(shù)可被指出以下問題圖36中所示的放大器85-1，在上述第1或第2狀態(tài)中，在輸出兩個(gè)輸入灰度電壓的中間的電壓的情況下，存在如果兩個(gè)輸入值的電壓差大，則達(dá)不到中間電壓，而接近兩個(gè)輸入電壓的一方的電壓值(第1問題)。
此外，本申請發(fā)明者，已對圖36的放大器85-1(上述專利文獻(xiàn)2等中公示的)的特性進(jìn)行了研究并對放大器85-1的問題進(jìn)行了研討，在下面進(jìn)行說明。
圖37為用于說明圖36的放大器85-1在上述第1或者第2狀態(tài)下，將兩個(gè)灰度電壓IN1、IN2的中間電壓作為Vout輸出時(shí)的作用的圖。以下，參照圖36和圖37進(jìn)行說明。
放大器85-1的兩個(gè)差動對(Q11、Q12)、(Q13、Q14)的各個(gè)晶體管分別為同一尺寸，流過晶體管Q11、Q12、Q13、Q14的電流分別為I11、I12、I13、I14。在圖37中，表示了電壓IN1、IN2為IN1＜IN2時(shí)的例子。圖37為表示電壓漏極/源極間電流Ids的絕對值(縱軸)與差動對的各個(gè)晶體管的柵極電壓V(橫軸)之間的關(guān)系的圖，表示晶體管Q11～Q14的特性曲線(|Ids|-Vg特性)。
由于兩個(gè)差動對，源極被連接在一起的晶體管大小也相同，因此兩個(gè)差動對的各個(gè)晶體管，在圖37所示的公共的特性曲線上具有動作點(diǎn)。
而且，由于電流反射鏡(Q3、Q4)的輸入電流互相相等，因此流過兩個(gè)差動對的各個(gè)晶體管的電流滿足下式的關(guān)系。
I11+I14＝I12+I13此外，由于晶體管Q11、Q14，源極、漏極被連接在一起，柵極也與輸出端OUT公共連接，因此流過它們的電流相等，下式成立。
I11＝I14根據(jù)上述兩個(gè)關(guān)系式，I11、I14為將I12和I13兩等分的大小，分別對應(yīng)的電壓為Vout。
晶體管的特性曲線，大致為二次曲線，因此由圖37可知，在電壓IN1、IN2的電壓差小時(shí)，特性曲線可近似為直線，因此電壓Vout為2等分IN1、IN2的電壓(中間電壓)。
但是，隨著電壓IN1、IN2的電壓差變大，電壓Vout轉(zhuǎn)移到靠近低電位側(cè)的電壓IN1附近。
因此，在圖36的放大器85-1中，在沒有晶體管的閾值偏差時(shí)，能高精度地輸出兩個(gè)灰度電壓的中間電壓，從而可知具有限于兩個(gè)輸入值的電壓差非常小的情況的問題。
另一方面，驅(qū)動液晶顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，按照液晶的透射率特性確定灰度電壓，一般來說可知在低位灰度或高位灰度中，灰度間的電壓差大，在中間灰度附近灰度間的電壓差小。
從而，在采用圖36的放大器85-1作為圖35的數(shù)據(jù)驅(qū)動器時(shí)，能夠減小解碼器987的灰度電壓線數(shù)，但限于中間灰度附近，因此存在減小節(jié)省面積效果的問題。
此外，本申請發(fā)明者，對上述專利文獻(xiàn)5等中公開的、圖38的放大器的特性也進(jìn)行了研究，對其問題進(jìn)行了研討，以下進(jìn)行說明。
圖39，為用于說明圖38的放大器，將兩個(gè)灰度電壓IN1、IN2的中間電壓作為Vout輸出時(shí)的作用的圖。以下，參照圖39進(jìn)行說明。另外，兩個(gè)差動對(Q0A、Q0B)、(Q1A、Q1B)的各個(gè)晶體管分別為同一尺寸，流過電流源QI0、QI1的電流分別相等。
圖39與圖37相同，表示晶體管Q0A、Q0B、Q1A、Q1B的特性曲線(|Ids|-Vg特性)。晶體管Q0A、Q0B用特性曲線A表示，晶體管Q1A、Q1B用特性曲線B表示，各個(gè)晶體管的動作點(diǎn)存在于各個(gè)特性曲線上。另外，通過使兩個(gè)差動對的每一個(gè)的源極電位分別變化，而只使兩個(gè)特性曲線只在橫軸方向交錯(cuò)。
如果設(shè)與晶體管Q0A、Q0B、Q1A、Q1B的每一個(gè)的動作點(diǎn)P0A、P0B、P1A、P1B對應(yīng)的電流分別為I0A、I0B、I1A、I1B，則圖38中的各個(gè)晶體管的電流的關(guān)系，滿足下式(1)、(2)。
I0A+I0B＝I1A+I1B…(1)I0A+I1A＝I0B+I1B…(2)在此，(1)式為根據(jù)電流源QI0、QI1流出的電流相等而導(dǎo)出的式子，(2)式為根據(jù)電流反射鏡(QL1、QL2)的輸入輸出電流相等而導(dǎo)出的式子。
如果對上述關(guān)系式進(jìn)行求解，則導(dǎo)出下式(3)。
I0A＝I1B、I1A＝I0B…(3)根據(jù)(3)式，4個(gè)動作點(diǎn)P0A、P0B、P1A、P1B如圖39那樣確定。
晶體管Q0B、Q1B的動作點(diǎn)P0B、P1B，Vout相對圖39的橫軸V相同。從而連接4個(gè)動作點(diǎn)的圖形為平行四邊形，由于線段P0A·P1B與線段P0B·P1A相等，因此輸出電壓Vout為電壓IN1、IN2的中間電壓。另外，圖39中所示的作用，即使擴(kuò)大兩個(gè)電壓IN1、IN2的電壓差也成立，因此可比圖36的放大器85-1更高精度地輸出。
然而，在圖38的放大器中，在具有晶體管的閾值偏差或特性曲線的傾斜度偏差等的特性偏差的情況下，存在增加其輸出偏置，不能實(shí)現(xiàn)高的電壓精度的輸出的問題。尤其具有兩個(gè)輸入電壓的差電壓越大，輸出偏置也增加越大的問題(根據(jù)本發(fā)明者的研究)。
因此，不能直接將圖38的放大器適用于圖35的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的放大電路988等中。
專利文獻(xiàn)1特開2001-34234公報(bào)(圖5、圖16)；專利文獻(xiàn)2特開平11-249623公報(bào)；專利文獻(xiàn)3特開2001-343948公報(bào)(圖15)；專利文獻(xiàn)4美國專利第5396245號公報(bào)(圖5)；專利文獻(xiàn)5美國專利第6246351號公報(bào)(圖2)。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的在于，提供一種即使兩個(gè)輸入電壓的電壓差變大，也可以高電壓精度輸出電壓的差動放大器。
另外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種達(dá)到上述目的，同時(shí)通過時(shí)間平均化更有效地將起因于晶體管的特性偏差的輸出偏置消除的差動放大器。
還有，本發(fā)明的再一目的在于，提供一種具備本發(fā)明的差動放大器、即使灰度間的電壓差大的低位灰度或高位灰度，也削減解碼器的源極數(shù)目，節(jié)省面積的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。
本申請所公開的發(fā)明，為了解決上述問題，大致具有以下的結(jié)構(gòu)。
有關(guān)本發(fā)明的差動放大器，具備輸入信號的第1以及第2端子，和輸出信號的第3端子，具備第1以及第2差動對，其分別具有輸入對以及輸出對，通過所對應(yīng)的電流源分別被驅(qū)動；負(fù)載電路，其與所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對連接；和放大段，其接收所述負(fù)載電路和所述第1以及第2差動對的輸出對之間的連接點(diǎn)對的至少一個(gè)連接點(diǎn)的信號作為輸入，輸出與所述第3端子連接，還具備連接切換電路，其切換以下兩個(gè)連接狀態(tài)第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入分別與所述第1端子以及所述第3端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子連接；和第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第2端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第1端子連接。
有關(guān)本發(fā)明的差動放大器，具備輸入信號的第1以及第2端子，和輸出信號的第3端子，具備第1以及第2差動對，其分別具有輸入對以及輸出對，通過所對應(yīng)的電流源分別被驅(qū)動；負(fù)載電路，其與所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對連接；和放大段，其接收所述負(fù)載電路和所述第1以及第2差動對的輸出對之間的連接點(diǎn)對的至少一個(gè)連接點(diǎn)的信號作為輸入，輸出與所述第3端子連接；和連接切換電路，其切換以下兩個(gè)連接狀態(tài)第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入分別與所述第1端子以及所述第3端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第2端子以及所述第3端子連接；和第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第1端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第2端子連接。
本發(fā)明也可具備以下的結(jié)構(gòu)。另外，括號內(nèi)的參照符號用于明確本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，并不限定本發(fā)明。
有關(guān)本發(fā)明的第1方面的差動放大器(圖1、圖3的實(shí)施方式；圖1的第2差動對與圖3的第1差動對對應(yīng))，具備分別輸入兩個(gè)信號電壓的第1以及第2端子(T1、T2)；將輸出信號輸出的第3端子(3)；第1以及第2差動對，其分別由一端與第1電源連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其被連接在所述第1、第2差動對的輸出對和第2電源間，合成所述第1、第2差動對的輸出電流，輸出基于該合成電流的電壓；和放大電路(109)，其被連接在所述電流電壓變換電路的輸出端和輸出所述輸出信號(Vout)的第3端子之間。還具備連接切換電路，其切換所述第1以及第2連接狀態(tài)第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1輸入與所述第1端子連接，第2輸入與第3端子連接，所述第2差動對的輸入對的第1輸入與所述第2端子連接，第2輸入與所述第3端子連接；第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與第2端子連接，所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與第1端子連接。
在本發(fā)明中，所述連接切換電路，也可具備第1以及第2開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第1、第3端子之間；第3以及第4開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3、第2端子之間；第5以及第6開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第2、第3端子之間；和第7以及第8開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3、第1端子之間。
在本發(fā)明中，也可構(gòu)成為，所述第1連接狀態(tài)為，所述第1、第3、第5、第7的開關(guān)分別閉合，所述第2、第4、第6、第8的開關(guān)分別打開，所述第2連接狀態(tài)為，所述第1、第3、第5、第7的開關(guān)分別打開，所述第2、第4、第6、第8的開關(guān)分別閉合。
有關(guān)本發(fā)明的第2方面的差動放大器(圖5、圖7共用；圖5的第2差動對為圖7的第1差動對)，具備分別輸入兩個(gè)信號電壓的第1以及第2端子(T1、T2)；輸出輸出信號的第3端子(3)；第1以及第2差動對，其分別由一端與第1電源連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其被連接在所述第1、第2差動對的輸出對和第2電源間，合成所述第1、第2差動對的輸出電流，輸出基于該合成電流的電壓；和放大電路(109)，其被連接在所述電流電壓變換電路的輸出端和輸出所述輸出信號(Vout)的第3端子之間。還具備連接切換電路，其切換所述第1以及第2連接狀態(tài)第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1輸入與所述第1端子連接，第2輸入與第3端子連接，所述第2差動對的輸入對的第1輸入與所述第2端子連接，第2輸入與所述第3端子連接；第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與第1端子連接，所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與第2端子連接。
在本發(fā)明中，所述連接切換電路，也可具備第1以及第2開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第1以及第3端子之間；第3以及第4開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3以及第1端子之間；第5以及第6開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第2以及第3端子之間；和第7以及第8開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3以及第2端子之間。
在本發(fā)明中，也可構(gòu)成為，所述第1連接狀態(tài)為，所述第1、第3、第5、第7的開關(guān)分別閉合，所述第2、第4、第6、第8的開關(guān)分別打開，所述第2連接狀態(tài)為，所述第1、第3、第5、第7的開關(guān)分別打開，所述第2、第4、第6、第8的開關(guān)分別閉合。
有關(guān)本發(fā)明的第3方面的差動放大器(圖9、圖11)，具備分別輸入兩個(gè)信號電壓的第1以及第2端子(T1、T2)；將輸出信號輸出的第3端子(3)；第1以及第2差動對，其分別由一端與第1電源連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其被連接在所述第1、第2差動對的輸出對和第2電源間，合成所述第1、第2差動對的輸出電流，輸出基于該合成電流的電壓；和放大電路(109)，其被連接在所述電流電壓變換電路的輸出端和輸出所述輸出信號(Vout)的第3端子之間。還具備切換所述第1到第4連接狀態(tài)的連接切換電路第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1輸入與所述第1端子連接，第2輸入與第3端子連接，所述第2差動對的輸入對的第1輸入與所述第2端子連接，第2輸入與第3端子連接；第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與第2端子連接，所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與第1端子連接；第3連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第2端子連接，所述第2輸入與所述第3端子連接，所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第1端子連接，所述第2輸入與第3端子連接；和第4連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與所述第1端子連接，所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與第2端子連接。
在本發(fā)明中，所述連接切換電路，也可具備第1、第2、第3開關(guān)，其連接在所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第1、第2、第3端子之間；第4、第5、第6開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第1、第2、第3端子之間；第7、第8、第9開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第1、第2、第3端子之間；和第10、第11、第12開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第1、第2、第3端子之間。
在本發(fā)明中，也可構(gòu)成為，所述第1連接狀態(tài)為，所述第1、第6、第8、第12開關(guān)分別閉合，其他開關(guān)分別打開，所述第2連接狀態(tài)為，所述第3、第5、第9、第10開關(guān)分別閉合，其他開關(guān)分別打開；所述第3連接狀態(tài)，所述第2、第6、第7、第12開關(guān)分別閉合，其他開關(guān)分別打開；所述第4連接狀態(tài)為，所述第3、第4、第9、第11開關(guān)分別閉合，其他開關(guān)分別打開。
有關(guān)本發(fā)明的第4方面的差動放大器(圖11)，還具備輸入切換電路(170)，其調(diào)換分別向所述差動放大器的所述第1以及第2端子輸入的所述兩個(gè)信號電壓。
在本發(fā)明中，也可將有關(guān)第1以及第2方面的所述差動放大器的所述第1以及第2電流源作為公共電流源。
有關(guān)本發(fā)明的其他方面的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，在基于所輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號驅(qū)動數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器中，具備所述差動放大器。還有，在本發(fā)明中，所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器，具備驅(qū)動所述多根數(shù)據(jù)線的多個(gè)所述差動放大器和所述連接切換電路，所述多個(gè)差動放大器分為第1以及第2組，所述連接切換電路，在將所述第1組的所述差動放大器設(shè)定為所述第1連接狀態(tài)時(shí)，將所述第2組的所述差動放大器設(shè)定為所述第2連接狀態(tài)，在將所述第1組的所述差動放大器設(shè)定為所述第2連接狀態(tài)時(shí)，將所述第2組的所述差動放大器設(shè)定為所述第1連接狀態(tài)。
有關(guān)本發(fā)明的其他方面的顯示裝置，具備包括所述差動放大器的驅(qū)動器和顯示面板，基于所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出信號驅(qū)動所述顯示面板的數(shù)據(jù)線。
有關(guān)本發(fā)明的另一方面的顯示裝置，具備在一個(gè)方向互相平行延伸的多根數(shù)據(jù)線；沿與所述的一個(gè)方向垂直的方向互相平行延伸的多根掃描線；和多個(gè)像素電極，在所述多根數(shù)據(jù)線和所述多根掃描線的交叉部，配置為矩陣狀，具有多個(gè)晶體管，其與所述多個(gè)像素電極的每一個(gè)對應(yīng)，漏極以及源極的第1端子與所對應(yīng)的所述像素電極連接，所述漏極以及源極的第2端子與所對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)線連接，柵極與所對應(yīng)的所述掃描線連接，具備柵極驅(qū)動器，其對所述多根掃描線分別供給掃描信號；和數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其對所述多根數(shù)據(jù)線分別供給與輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)的灰度信號，所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器，由所述顯示裝置用的數(shù)據(jù)驅(qū)動器構(gòu)成。
有關(guān)本發(fā)明的其他方面的差動放大器，具備第1以及第2信號；將輸出信號輸出的輸出端子；第1以及第2差動對，其分別具有輸入對以及輸出對，通過所對應(yīng)的電流源被分別驅(qū)動，負(fù)載電路，其與所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對連接；放大段，其接收所述負(fù)載電路和所述第1以及第2差動對的輸出對之間的連接點(diǎn)對的至少一個(gè)連接點(diǎn)的信號作為輸入，輸出與輸出端子連接；和切換電路。所述切換電路，對以下兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行切換控制第1連接狀態(tài)，所述第1信號以及輸出信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入端，且所述第2信號以及所述輸出信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的第1以及第2輸入端；和第2連接狀態(tài)，所述輸出信號以及所述第2信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端，且所述輸出信號以及所述第1信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端?；蛘撸銮袚Q電路，也可對以下兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行切換控制第1連接狀態(tài)，所述第1信號以及所述輸出信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入端，且所述第2信號以及所述輸出信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的第1以及第2輸入端；和第2連接狀態(tài)，所述輸出信號以及所述第1信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端，且所述輸出信號以及所述第2信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，即使兩個(gè)輸入電壓的電壓差較大，也可進(jìn)行高精度的輸出。
此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠通過時(shí)間平均化有效地消除由晶體管地特性偏差引起的輸出偏置。
還有，根據(jù)本發(fā)明，通過采用差動放大器，即使灰度間的電壓差較大的低位灰度或高位灰度，也可削減解碼器的元件數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)省面積的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在采用省面積且低成本的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的顯示裝置中，不僅低成本化，而且也可在數(shù)據(jù)驅(qū)動器的安裝中實(shí)現(xiàn)窄框化。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的差動放大器的圖。
圖2是表示圖1的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
圖3是表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的差動放大器的圖。
圖4是表示圖3的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
圖5是表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的差動放大器的圖。
圖6是表示圖5的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
圖7是表示本發(fā)明的第4實(shí)施例的差動放大器的圖。
圖8是表示圖7的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
圖9是表示本發(fā)明的第5實(shí)施例的差動放大器的圖。
圖10是表示圖9的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
圖11是表示圖9的差動放大器的變形例的圖。
圖12是表示圖11的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
圖13是圖2、圖6的第1期間的圖1、圖5的差動放大器的等效電路。
圖14是圖2、圖8的第2期間的圖1、圖7的差動放大器的等效電路。
圖15是圖4、圖8的第1期間的圖3、圖7的差動放大器的等效電路。
圖16是圖4、圖6的第2期間的圖3、圖5的差動放大器的等效電路。
圖17是表示閾值偏差時(shí)的圖13的電路的作用的圖。
圖18是表示閾值偏差時(shí)的圖14的電路的作用的圖。
圖19是表示閾值偏差時(shí)的圖15的電路的作用的圖。
圖20是表示閾值偏差時(shí)的圖16的電路的作用的圖。
圖21是表示特性曲線的傾斜度偏差時(shí)的圖13的電路的作用的圖。
圖22是表示特性曲線的傾斜度偏差時(shí)的圖14的電路的作用的圖。
圖23是表示特性曲線的傾斜度偏差時(shí)的圖15的電路的作用的圖。
圖24是表示特性曲線的傾斜度偏差時(shí)的圖16的電路的作用的圖。
圖25是表示電流源的電流偏差時(shí)的圖13的電路的作用的圖。
圖26是表示電流源的電流偏差時(shí)的圖14的電路的作用的圖。
圖27是表示電流源的電流偏差時(shí)的圖15的電路的作用的圖。
圖28是表示電流源的電流偏差時(shí)的圖16的電路的作用的圖。
圖29是表示電流反射鏡的電流偏差時(shí)的圖13的電路的作用的圖。
圖30是表示電流反射鏡的電流偏差時(shí)的圖14的電路的作用的圖。
圖31是表示電流反射鏡的電流偏差時(shí)的圖15的電路的作用的圖。
圖32是表示電流反射鏡的電流偏差時(shí)的圖16的電路的作用的圖。
圖33是表示采用本發(fā)明的差動放大器的數(shù)字/模擬變換器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖。
圖34是表示有源矩陣驅(qū)動方式的顯示裝置的典型的結(jié)構(gòu)的圖。
圖35是專利文獻(xiàn)1中提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的一例(與后述專利文獻(xiàn)1的第16圖對應(yīng))。
圖36是專利文獻(xiàn)3中提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出部的放大電路的結(jié)構(gòu)的一例(與后述專利文獻(xiàn)3的第15圖對應(yīng))。
圖37是說明圖36的放大器85-1在上述第1或第2狀態(tài)下，將兩個(gè)灰度電壓IN1、IN2的中間電壓作為Vout輸出時(shí)的作用的圖。
圖38是表示在專利文獻(xiàn)4中提出的具備多個(gè)差動對的放大器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖39是用于說明圖38的放大器，將兩個(gè)灰度電壓IN1、IN2的中間電壓作為Vout輸出時(shí)的作用的圖。
圖40是用等效電路表示EL顯示裝置中的像素部950(1像素)的主要的結(jié)構(gòu)。
圖41是表示為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的仿真結(jié)果的圖。
圖42是表示為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的仿真結(jié)果的圖。
圖43是表示作為將圖1的差動放大器的電流源113、114置換為電流源115，公共地驅(qū)動差動對(101、102)、(103、104)的結(jié)構(gòu)的差動放大器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖44是表示將圖43的晶體管104、111的溝道寬度減少2％時(shí)的4個(gè)等效電路的輸出偏置特性的圖。
圖45是表示在將電流源113、114置換為電流源115的圖13～圖16的等效電路中，以規(guī)定期間的周期連接切換兩個(gè)等效電路并對偏置進(jìn)行平均化時(shí)的實(shí)際的偏置的特性曲線的圖。
圖46是表示圖1的變形例的圖。
圖47是表示適用于數(shù)據(jù)驅(qū)動器的圖1的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
圖中1-IN1；2-IN2；3-輸出端子；10-放大電路；20-解碼器；30-參考電壓發(fā)生電路；100-差動放大器；101～104-n溝道晶體管；109-放大段(差動放大段)；111、112-p溝道晶體管；113、114、115-電流源；121～123、123A、123B、124、124A、124B、131～138、141～148、151～158、161～168、171～174、181、184、185、188-開關(guān)；170-輸入控制電路；209-差動放大器；950-像素部；951、955-TFT(薄膜晶體管)；952-像素電極(電極端子)；953-液晶(電容)；954-公共電極；956-EL元件(發(fā)光二極管)；957-電容；958、959-電源端子；960-顯示部；961-掃描線；962-數(shù)據(jù)線；970-柵極驅(qū)動器；980-數(shù)據(jù)驅(qū)動器；981-鎖存地址選擇器；982-鎖存器；986-灰度電壓發(fā)生電路；987-解碼器；988-放大電路；T1、T2、T3、T4-輸入端子。
具體實(shí)施例方式
對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的差動放大器的圖。
參照圖1，本實(shí)施例的差動放大器，具備構(gòu)成源極被連接在一起的第1差動對的n溝道晶體管101、102；構(gòu)成源極被連接在一起的第2差動對的n溝道晶體管103、104；連接在第1差動對(101、102)的公共源極和低電壓電源VSS間的恒流源113；連接在第2差動對(103、104)的公共源極和低電壓電源VSS間的恒流源114；漏極與第1差動對(101、102)的輸出對和第2差動對(103、104)的輸出對的公共連接點(diǎn)連接，源極連接在高電壓電源VDD間，柵極之間被連接的p溝道晶體管111、112；放大段109；連接在端子T1和n溝道晶體管101的柵極間的開關(guān)151；連接在n溝道晶體管101的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)152；連接在端子T2和n溝道晶體管102的柵極間的開關(guān)154；連接在n溝道晶體管102的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)153；連接在端子T2和n溝道晶體管103的柵極間的開關(guān)155；連接在n溝道晶體管103的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)156；連接在端子T1和n溝道晶體管104的柵極間的開關(guān)158；連接在n溝道晶體管104的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)157；連接在p溝道晶體管112的柵極與漏極間的開關(guān)121；連接在p溝道晶體管111的柵極和漏極之間的開關(guān)122；n溝道晶體管101的漏極和n溝道晶體管103的漏極和p溝道晶體管111的漏極的連接點(diǎn)；連接在放大段109的輸入端間的開關(guān)123；n溝道晶體管102的漏極和n溝道晶體管104的漏極和p溝道晶體管112的漏極的連接點(diǎn)；和連接在放大端109的輸入端間的開關(guān)124。
圖2是表示圖1的差動放大器的各個(gè)開關(guān)121～124、151～158的閉合/打開控制方法的圖。以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。
圖2的第1以及第2期間中的圖1的差動放大器，分別為圖13、圖14中所示的等效電路。
即在圖2的第1期間中，閉合圖1的開關(guān)121、123、151、153、155、157，打開開關(guān)122、124、152、154、156、158時(shí)，成為圖13的等效電路。此時(shí)，第1差動對的晶體管101、102的柵極(非反相輸入、反相輸入)分別與端子T1、輸出端子3連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極(非反相輸入、反相輸入)分別與端子T2、輸出端子3連接，構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112中晶體管112成為輸入側(cè)，其柵極和漏極連接在被連接的晶體管102、104的漏極的連接點(diǎn)上，輸出側(cè)的晶體管111的漏極與晶體管101、103的漏極的連接點(diǎn)連接，與放大段109的輸入端連接。
另一方面，在圖2的第2期間中，打開圖1的開關(guān)121、123、151、153、155、157，閉合開關(guān)122、124、152、154、156、158時(shí)，成為圖14的等效電路。此時(shí)，第1差動對的晶體管101、102的柵極(反相輸入、非反相輸入)分別與輸出端子3、端子T2連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極(反相輸入、非反相輸入)分別與輸出端子3、端子T1連接。構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112中，成為輸入側(cè)的晶體管111的柵極與漏極連接在被連接的晶體管101、103的漏極的連接點(diǎn)上，構(gòu)成輸出側(cè)的晶體管112的漏極與晶體管102、104的漏極的連接點(diǎn)連接，與放大段109的輸入端連接。圖14，相對圖13的結(jié)構(gòu)，涉及第1以及第2差動對的輸入對，交替反相輸入和非反相輸入，第1以及第2差動對的輸出節(jié)點(diǎn)(電流反射鏡的輸出)從晶體管111的漏極被切換為晶體管112的漏極。
圖13、圖14，均為具有輸入對的一方分別與端子T1、T2連接的兩個(gè)差動對，輸入對的另一方與輸出端子3公共連接的差動放大器，是在兩個(gè)差動對的各個(gè)晶體管特性相同時(shí)，能放大輸出以1對1的比率內(nèi)分端子T1、T2的電壓V(T1)、V(T2)的電壓(電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓)的差動放大器。
其結(jié)構(gòu)為，在圖38的放大器中，替換各個(gè)晶體管的極性，將差動放大器209置換為放大段109的結(jié)構(gòu)。
另外，圖13和圖14，如果第1、第2的差動對(101、102)、(103、104)分別為沒有偏差的同一特性的晶體管，則互相等效，輸出電壓Vout由下式表示。
Vout＝{V(T1)+V(T2)}/2…(4)但是，在晶體管特性產(chǎn)生偏差的情況下，圖13和圖14的作用分別不同。
晶體管特性的偏差，由于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)工藝等而引起，產(chǎn)生晶體管的閾值偏差或特性曲線的傾斜度的偏差等。
以下，根據(jù)圖1的差動放大器，對消除起因于晶體管的閾值偏差的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。另外，為了使說明簡單，對第1、第2差動對(101、102)、(103、104)中，晶體管104的閾值與其他晶體管偏離時(shí)的作用進(jìn)行說明。此外，也沒有電流源113、114以及電流反射鏡(111、112)的偏差。在以下的說明中，與圖37、圖39的說明相同，采用漏極/源極間電流Ids和柵極電壓V之間的關(guān)系圖，說明作用。而且，設(shè)晶體管101、102、103、104的各個(gè)動作點(diǎn)為a、b、c、d，設(shè)與各個(gè)動作點(diǎn)對應(yīng)的電流(漏極/源極間電流)分別為Ia、Ib、Ic、Id，對V(T1)≥V(T2)時(shí)的作用進(jìn)行說明。
圖17是表示圖13的電路的作用的圖。圖17中，表示晶體管101、102的特性曲線1、晶體管103的特性曲線2、閾值電壓比其他晶體管上升ΔVt的晶體管104的特性曲線3。各個(gè)晶體管的動作點(diǎn)，存在于各個(gè)特性曲線上。另外，特性曲線1和特性曲線2以及3，通過使第1、第2差動對(101、102)、(103、104)的各個(gè)源極電位分別變化，而向橫軸方向偏離。
此外，特性曲線2和特性曲線3，只向橫軸偏離閾值電壓偏差ΔVt。此外，各個(gè)特性曲線的閾值電壓以外的偏差也沒有。
在圖13中，與用圖39說明的內(nèi)容相同，電流源113、114的電流相等，電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流相等時(shí)，下式的關(guān)系成立。
Ia+Ib＝Ic+Id…(5)Ia+Ic＝Ib+Id…(6)∴Ia＝Id，Ic＝Ib…(7)根據(jù)(7)式，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d如圖17那樣確定。此時(shí)晶體管102、104的動作點(diǎn)b、d，對橫軸V均為Vout，晶體管101、103的動作點(diǎn)a、c對橫軸V分別為V(T1)、V(T2)。
此外，若設(shè)通過動作點(diǎn)a、d的直線與特性曲線2的交點(diǎn)為e，則線段de為ΔVt。此外，由于連接動作點(diǎn)的線段ae和線段bd相等，因此輸出電壓Vout成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓增加ΔVt/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)-V(T2)+ΔVt}/2 …(8)圖18是表示圖14的電路的作用的圖。在圖14中，(7)式的關(guān)系也成立，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d如圖18那樣確定。此時(shí)，晶體管101、103的動作點(diǎn)a、c，對橫軸V均為Vout，晶體管102、104的動作點(diǎn)b、d對橫軸V分別為V(T2)、V(T1)。此外，設(shè)通過動作點(diǎn)a、d的直線與特性曲線2之間的交點(diǎn)為e，則線段de為ΔVt。此外，由于連接動作點(diǎn)的線段ae和線段bc相等，因此輸出電壓Vout成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓減去ΔVt的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)-V(T2)-ΔVt}/2 …(9)如上所述，圖1的差動放大器，在晶體管104具有閾值偏差ΔVt時(shí)，在圖2的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如(8)、(9)式所示，產(chǎn)生+ΔVt/2以及-ΔVt/2的偏置。
但是，通過以規(guī)定周期重復(fù)圖2的第1以及第2期間，上述輸出偏置，被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。
另外，V(T1)≤V(T2)時(shí)的作用，根據(jù)作用圖容易導(dǎo)出。動作點(diǎn)和偏置的方向與V(T1)≥V(T2)時(shí)不同，但第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。
此外，在上述說明中，對晶體管104的閾值偏差進(jìn)行了說明，但對構(gòu)成兩個(gè)差動對的其他晶體管具有閾值偏差的情況，也同樣可通過將輸出偏置時(shí)間平均化而消除。從而，圖1的差動放大器，即使在具有晶體管的閾值偏差時(shí)，也可以高的電壓精度進(jìn)行輸出。
接下來，對本發(fā)明的其他實(shí)施例進(jìn)行說明。圖3是表示第2實(shí)施例的差動放大器的圖。參照圖3，本實(shí)施例的差動放大器，與圖1中所示的上述實(shí)施例相比其不同點(diǎn)在于，連接在n溝道晶體管101、102、103、104的每一個(gè)的柵極與端子T1、T2以及T3之間的開關(guān)。以下，對本實(shí)施例的構(gòu)成，與圖1的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。參照圖3，具備連接在端子T2和n溝道晶體管101的柵極之間的開關(guān)161；連接在端子T2和n溝道晶體管101的柵極之間的開關(guān)161；連接在n溝道晶體管101的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)162；連接在端子T1和n溝道晶體管102的柵極之間的開關(guān)164；連接在n溝道晶體管102的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)163；連接在端子T1和n溝道晶體管103的柵極之間的開關(guān)165；連接在n溝道晶體管103的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)166；連接在端子T2和n溝道晶體管104的柵極之間的開關(guān)168；和連接在n溝道晶體管104的柵極和輸出端子3之間的開關(guān)167。上述以外的結(jié)構(gòu)，與圖1中所示的實(shí)施例相同。
圖4是表示圖3的差動放大器的各個(gè)開關(guān)121～124、161～168的閉合/打開控制方法的圖。以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。圖4的第1以及第2期間中的圖3的差動放大器，分別為圖15、圖16中所示的等效電路。
即在圖4的第1期間，閉合圖3的開關(guān)121、123、161、163、165、167，打開開關(guān)122、124、162、164、166、168時(shí)，成為圖15的等效電路。此時(shí)，第1差動對的晶體管101、102的柵極分別與端子T2、輸出端子3連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極分別與端子T1、輸出端子3連接，構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112中，晶體管112成為電流反射鏡的輸入側(cè)，其柵極和漏極連接在被連接的晶體管102、104的漏極的連接點(diǎn)上，電流反射鏡的輸出側(cè)的晶體管111的漏極與晶體管101、103的漏極的連接點(diǎn)連接，與放大段109的輸入端連接。
另一方面，在圖4的第2期間，打開圖3的開關(guān)121、123、161、163、165、167，閉合開關(guān)122、124、162、164、166、168時(shí)，成為圖16的等效電路。此時(shí)，第1差動對的晶體管101、102的柵極分別與輸出端子3、T1連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極分別與輸出端子3、T2連接。構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112中，構(gòu)成電流反射鏡的輸入側(cè)的晶體管111的柵極和漏極連接在被連接的晶體管101、103的漏極的連接點(diǎn)上，構(gòu)成電流反射鏡的輸出側(cè)的晶體管112的漏極與晶體管102、104的漏極的連接點(diǎn)連接，與放大段109的輸入端連接。
圖15、圖16均為具有輸入對的一方分別與端子T1、T2連接的兩個(gè)差動對，輸入對的另一方與輸出端子3連接在一起的差動放大器，是在兩個(gè)差動對的各個(gè)晶體管特性相同時(shí)，能放大輸出以1對1的比率內(nèi)分端子T1、T2的電壓V(T1)、V(T2)的電壓(電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓)的差動放大器。
圖15、16中，如果第1、第2差動對(101、102)、(103、104)分別為沒有偏差的相同特性的晶體管，則雖然分別與圖13等效，但在晶體管特性產(chǎn)生偏差時(shí)，其作用分別不同。
以下，根據(jù)圖3的差動放大器，對消除起因于晶體管的閾值偏差的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。還有，在以下的說明中，與圖1的作用說明相同，只對晶體管104的閾值偏離其他晶體管閾值時(shí)的作用進(jìn)行說明，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d和交點(diǎn)e的定義也相同，此外V(T1)≥V(T2)。
圖19是表示圖15的電路作用的圖。在圖15中，(7)式的關(guān)系成立，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d以及交點(diǎn)e如圖19那樣規(guī)定。此時(shí)，晶體管102、104的動作點(diǎn)b、d，對橫軸V都為Vout，晶體管101、103的動作點(diǎn)a、c對橫軸V分別為V(T2)、V(T1)。此外，線段de為ΔVt。此外，由于線段ae和線段bc相等，因此輸出電壓Vout為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓增加ΔVt/2的電壓，由(8)式表示。
圖20是表示圖16的電路作用的圖。在圖16中，(7)式的關(guān)系成立，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d以及交點(diǎn)e如圖20那樣規(guī)定。此時(shí)，晶體管101、103的動作點(diǎn)a、c，對橫軸V都為Vout，晶體管102、104的動作點(diǎn)b、d對橫軸V分別為V(T1)、V(T2)。此外，線段de為ΔVt。此外，由于線段ae和線段bc相等，因此輸出電壓Vout為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓減少ΔVt/2的電壓，由(9)式表示。
如上所述，圖3的差動放大器，在晶體管104具有閾值偏差時(shí)，在圖4的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如(8)、(9)式那樣，產(chǎn)生+ΔVt/2、-ΔVt/2的偏置。但是，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置，被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。另外，V(T1)≤V(T2)時(shí)的作用也能夠根據(jù)作用圖容易地導(dǎo)出。
第1以及第2期間地輸出電壓Vout分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。從而，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置，被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。
此外，在上述說明中，對晶體管104的閾值偏差進(jìn)行說明，但對構(gòu)成兩個(gè)差動對的其他的晶體管具有閾值偏差時(shí)也同樣，通過時(shí)間平均化可消除輸出偏置。從而，圖3的差動放大器，即使在有晶體管閾值偏差的情況下，也可進(jìn)行高精度的輸出。
圖5是表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的差動放大器的圖。參照圖5，本實(shí)施例的差動放大器，與圖1所示的上述實(shí)施例，連接在n溝道晶體管101、102、103、104的每一個(gè)的柵極與端子T1、T2以及輸出端子3之間的開關(guān)不同。以下，對本實(shí)施例與圖1的上述實(shí)施例不同點(diǎn)進(jìn)行說明。參照圖5，具備連接在端子T1和n溝道晶體管101的柵極間的開關(guān)131；連接在n溝道晶體管101的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)132；連接在端子T1和n溝道晶體管102的柵極間的開關(guān)134；連接在n溝道晶體管102的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)133；連接在端子T2和n溝道晶體管103的柵極間的開關(guān)135；連接在n溝道晶體管103的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)136；連接在端子T2和n溝道晶體管104的柵極間的開關(guān)138；和連接在n溝道晶體管104的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)137。上述以外的結(jié)構(gòu)，與圖1的實(shí)施例相同。
圖6是表示圖5的差動放大器的各個(gè)開關(guān)121～124、131～138的閉合/打開控制方法的圖。以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。圖6的第1以及第2期間的圖5的差動放大器，成為分別如圖13、圖16所示的等效電路。
即在圖6的第1期間，閉合圖5的開關(guān)121、123、131、133、135、137，打開開關(guān)122、124、132、134、136、138時(shí)，成為圖13所示的等效電路(此時(shí)的連接狀態(tài)與17頁第4段相同)。
另一方面，在圖6的第2期間，打開圖5的開關(guān)121、123、131、133、135、137，閉合開關(guān)122、124、132、134、136、138時(shí)，成為圖16所示的等效電路(此時(shí)的連接狀態(tài)與21頁第3段相同)。
根據(jù)圖5的差動放大器，消除由晶體管的閾值偏差引起的輸出偏置的作用，與有關(guān)圖13、圖16的電路的圖17、圖20的作用相同，如上所述，各個(gè)輸出電壓Vout產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。從而，通過以規(guī)定的周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。即圖5的差動放大器，即使在有晶體管的閾值偏差時(shí)，也可進(jìn)行高電壓精度的輸出。
圖7是表示本發(fā)明的第4實(shí)施例的差動放大器的圖。參照圖7，本實(shí)施例的差動放大器，與圖1所示的上述實(shí)施例相比，連接在n溝道晶體管101、102、103、104各自的柵極與端子T1、T2以及輸出端子3之間的開關(guān)不同。以下，對本實(shí)施例與圖1所示的上述實(shí)施例的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
參照圖7，具備連接在端子T2和n溝道晶體管101的柵極間的開關(guān)141；連接在n溝道晶體管101的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)142；連接在端子T2和n溝道晶體管102的柵極間的開關(guān)144；連接在n溝道晶體管102的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)143；連接在端子T1和n溝道晶體管103的柵極間的開關(guān)145；連接在n溝道晶體管103的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)146；連接在端子T1和n溝道晶體管104的柵極間的開關(guān)148；和連接在n溝道晶體管104的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)147。除此之外的結(jié)構(gòu)，與圖1所示的上述實(shí)施例相同。
圖8是表示圖7的差動放大器的各個(gè)開關(guān)121～124、141～148的閉合/打開控制方法的圖。圖8的第1以及第2期間的圖7的差動放大器，分別成為如圖15、圖14所示的等效電路。
即在圖8的第1期間，閉合圖7的開關(guān)121、123、141、143、145、147，打開開關(guān)122、124、142、144、146、148時(shí)，成為圖15所示的等效電路(此時(shí)的連接狀態(tài)與21頁第2段相同)。
另一方面，在圖8的第2期間，打開圖7的開關(guān)121、123、141、143、145、147，閉合開關(guān)122、124、142、144、146、148時(shí)，成為圖14所示的等效電路(此時(shí)的連接狀態(tài)與17頁最后一段相同)。
根據(jù)圖7的差動放大器，消除由晶體管的閾值偏差引起的輸出偏置的作用，與有關(guān)圖15、圖14的電路的圖19、圖18的作用相同，如上所述，各個(gè)輸出電壓Vout產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。從而，通過以規(guī)定的周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。即圖7的差動放大器，即使在有晶體管的閾值偏差時(shí)，也可進(jìn)行高電壓精度的輸出。
如上所說明的那樣，圖1、圖3、圖5、圖7的各差動放大器，能夠放大輸出以1對1的比率對兩個(gè)輸入電壓V(T1)、V(T2)進(jìn)行內(nèi)分(內(nèi)插)的電壓。還有，可消除由晶體管的閾值偏差引起的輸出偏置，進(jìn)行高電壓精度的輸出。
接下來，在圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器中，對消除由晶體管的特性曲線的傾斜度偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。另外，為了簡化說明，對以同一晶體管大小設(shè)計(jì)的第1、第2差動對(101、102)、(103、104)中、晶體管104的特性曲線的傾斜度偏離其他晶體管時(shí)的作用進(jìn)行說明，V(T1)≥V(T2)。
首先，根據(jù)圖1的差動放大器，對消除由晶體管的特性曲線的傾斜度偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖1的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法與圖2相同，以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖1的差動放大器的等效電路也為圖13、圖14。
圖21是表示圖13的電路的作用的圖。在圖21至圖24中，特性曲線3，表示比特性曲線2傾斜度低的特性曲線，沒有閾值偏差。關(guān)于特性曲線1、2及各個(gè)動作點(diǎn)等的定義，也與圖17～圖20相同。
從而，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d與交點(diǎn)e，如圖21那樣確定。此時(shí)如果設(shè)線段de為Vf1，則輸出電壓Vout為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓開始增加Vf1/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)-V(T2)+Vf1}/2…(10)圖22是表示圖14的作用的圖。在圖22中，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d與交點(diǎn)e，如圖22那樣確定。此時(shí)線段de大致為Vf1，輸出電壓Vout為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓開始減少Vf1/2的電壓，由(11)式表示。
Vout＝{V(T1)-V(T2)-Vf1}/2 …(11)另外，(10)式與(11)式的輸出偏置Vf1/2嚴(yán)格來說不是相同的值。這是因?yàn)?，在圖21和圖22中，分別保持(7)式的關(guān)系，但各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值稍微偏離的緣故。
但是，圖21和圖22的作用中，各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值的偏離非常小，可將各個(gè)輸出偏置看作大致相同的值Vf1。
如上所述，圖1的差動放大器，在晶體管104具有特性曲線的傾斜度偏差時(shí)，在圖2的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如(10)、(11)所示，產(chǎn)生+Vf1/2或者-Vf1/2的偏置。
但是，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際上與(4)相同。
另外，V (T1)≤V(T2)時(shí)的作用，根據(jù)作用圖也容易導(dǎo)出。動作點(diǎn)和偏置的正負(fù)、偏置的大小，與V(T1)≥V(T2)時(shí)不同，但第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。
從而，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。
另外，在上述說明中，對晶體管104的特性偏差進(jìn)行了說明，但構(gòu)成兩個(gè)差動對的其他的晶體管具有特性偏差時(shí)，也同樣通過將輸出偏置時(shí)間平均化，而能夠消除。
從而，圖1的差動放大器，即使在晶體管的特性曲線的傾斜度偏差存在時(shí)，也可以高電壓精度輸出。
接下來，根據(jù)圖3的差動放大器，對消除由晶體管的特性曲線的傾斜度偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖3的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法與圖4相同，以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖3的差動放大器的等效電路為圖15、圖16。
圖23為表示圖15的電路作用的圖。4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d與交點(diǎn)e如圖23那樣確定。此時(shí)，設(shè)線段de為Vf2，輸出電壓Vout為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓開始增加Vf2/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)-V(T2)+Vf2}/2 …(12)圖24為表示圖16的電路的作用的圖。4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d與交點(diǎn)e如圖24那樣確定。此時(shí)，設(shè)線段de大致為Vf2，輸出電壓Vout為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓開始減少Vf2/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)-V(T2)-Vf2}/2 …(13)另外，(12)式和(13)式的輸出偏置Vf2/2，嚴(yán)格上來說不是相同的值。這是因?yàn)?，在圖23和圖24中，分別保持(7)式的關(guān)系，但各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值稍微偏離的緣故。
但是，圖23和圖24的作用中，各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值的偏離非常小，可將各個(gè)輸出偏置看作大致相同的值Vf2。
如上所述，圖3的差動放大器，在晶體管104具有特性偏差(特性曲線的傾斜度偏差)時(shí)，在圖4的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如(12)、(13)所示，產(chǎn)生+Vf2/2或者-Vf2/2的偏置。
但是，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際上與(4)式相同。另外，V(T1)≤V(T2)時(shí)的作用，根據(jù)作用圖也容易導(dǎo)出。第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。
從而，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。
另外，在上述說明中，對晶體管104的特性偏差進(jìn)行了說明，但構(gòu)成兩個(gè)差動對的其他的晶體管具有特性偏差時(shí)，也同樣通過將輸出偏置時(shí)間平均化，而能夠消除。從而，圖3的差動放大器，即使在晶體管的特性曲線的傾斜度偏差存在時(shí)，也可以高電壓精度輸出。
接下來，根據(jù)圖5的差動放大器，對消除由晶體管的特性曲線的傾斜度偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖5的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法與圖6相同，以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖5的差動放大器的等效電路為圖13、圖16。
圖5的差動放大器的第1期間的作用，與有關(guān)圖13的電路的圖21的作用相同，第2期間的作用，與有關(guān)圖16的電路的圖24的作用相同。根據(jù)上述的說明，在第1以及第2期間中，各個(gè)輸出電壓Vout，由(10)式和(13)式分別表示，產(chǎn)生+Vf1/2和-Vf2/2的偏置。
然而，由圖21以及圖24可知，各個(gè)偏置的絕對值Vf1/2、Vf2/2有很大不同。關(guān)于其理由，以下進(jìn)行說明。在晶體管有閾值偏差時(shí)，其特性曲線只向橫軸方向偏離，因此偏置的大小，即使該晶體管的動作點(diǎn)的漏極/源極間電流Ids變化，也不變。
另一方面，在存在晶體管的特性曲線的傾斜度偏差時(shí)，偏置的大小，依賴于該晶體管的動作點(diǎn)的漏極/源極間電流。在圖21和圖24中，晶體管104的動作點(diǎn)d的漏極/源極間電流在各個(gè)期間有很大不同，偏置絕對值Vf1/2、Vf2/2也有很大不同。
此外，漏極/源極間電流，依賴于電壓V(T1)、V(T2)的差電壓，電壓V(T1)、V(T2)的差電壓越大，偏置絕對值Vf1/2、Vf2/2的大小的差值也越大。
從而，圖5的差動放大器，以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間，也不能完全消除輸出偏置。
接下來，根據(jù)圖7的差動放大器，對消除由晶體管的特性曲線的傾斜度偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖7的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法與圖8相同，以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖7的差動放大器的等效電路為圖15、圖14。
圖7的差動放大器的第1期間的作用，與有關(guān)圖15的電路的圖23的作用相同，第2期間的作用，與有關(guān)圖14的電路的圖22的作用相同。
如上所述，在第1以及第2期間中，各個(gè)輸出電壓Vout分別由(12)和(11)式表示，產(chǎn)生+Vf2/2、-Vf1/2的偏置。
然而，由圖22以及圖23可明確，晶體管104的動作點(diǎn)d的漏極/源極間電流分別有很大不同，各個(gè)偏置的絕對值Vf1/2、Vf2/2也有很大不同。
與圖5的差動放大器相同，圖7的差動放大器也以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間，不能完全消除輸出偏置。
如上所述，圖1、圖3所示的差動放大器，不僅消除起因于晶體管的閾值偏差引起的輸出偏置，而且也消除起因于特性曲線的傾斜度偏差引起輸出偏置，可進(jìn)行高電壓精度的輸出。
另一方面，圖5、圖7所示的差動放大器，雖然能消除起因于晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏置，但不能完全消除起因于特性曲線的傾斜度偏差所引起的輸出偏置。
圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器，通過按照晶體管偏差的特性分開使用，可進(jìn)行高電壓精度輸出。
另外，在上述中，在圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器中，對在構(gòu)成差動對的晶體管101～104中產(chǎn)生閾值偏差或特性曲線的傾斜度偏差時(shí)的作用進(jìn)行了說明，但也應(yīng)對產(chǎn)生由晶體管構(gòu)成的電流源113、114、和電流反射鏡(111、112)的特性偏差時(shí)的作用進(jìn)行說明。此時(shí)的晶體管的特性偏差，產(chǎn)生電流源113、114間的電流偏差和電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏離。
從而，下面對在圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器中，消除由電流源113、114間的電流偏差和電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏離引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。
首先，對產(chǎn)生電流源113、114間的電流偏差時(shí)的作用進(jìn)行說明。為了簡化說明，設(shè)除電流源113、114以外的晶體管的沒有偏差，晶體管101、102、103、104的各個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d以及電流(漏極/源極間電流)Ia、Ib、Ic、Id的定義，與圖33相同，各個(gè)作用圖表示兩個(gè)電壓V(T1)、V(T2)為V(T1)≥V(T2)的情況。
電流源114的電流值比電流源113的電流值大ΔI時(shí)，這些電流的關(guān)系式如下式(14)。
Ia+Ib＝Ic+Id-ΔI …(14)此外，電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流的關(guān)系與(6)式相同，根據(jù)(6)、(14)式，導(dǎo)出下式(15)。
Ia＝Id-ΔI/2Ib＝Ic-ΔI/2 …(15)即(15)式的關(guān)系，在圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器中成立。
首先，對圖1的差動放大器，消除由電流源113、114間的電流偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。
圖1的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制，與圖2相同，以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖1的差動放大器的等效電路為圖13、圖14。
圖25，為表示圖13的電路的作用(電流源114的電流值比電流源113的電流值大ΔI時(shí)的作用)的圖。在圖25中，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d保持(15)式的關(guān)系，如圖25那樣確定。
此外，設(shè)通過動作點(diǎn)a與橫軸V平行的直線(Ids＝Ia)與特性曲線2之間的交點(diǎn)為f，設(shè)通過動作點(diǎn)b與橫軸V平行的直線(Ids＝Ib)與特性曲線2之間的交點(diǎn)為g，設(shè)動作點(diǎn)c與交點(diǎn)g之間的電位差為Vi1，設(shè)動作點(diǎn)d與交點(diǎn)f之間的電位差為Vi2。
由于線段af與線段bg相等，因此輸出電壓Vout，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓減少(Vi1-Vi2)/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)+V(T2)-(Vi1-Vi2)}/2…(16)圖26為表示圖14的電路的作用(電流源114的電流值比電流源113的電流值大ΔI時(shí)的作用)的圖。在圖26中，4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d保持(15)式的關(guān)系，如圖26那樣確定。
此外，設(shè)通過動作點(diǎn)c與橫軸V平行的直線(Ids＝Ic)與特性曲線1之間的交點(diǎn)為h，設(shè)通過動作點(diǎn)d與橫軸V平行的直線(Ids＝Id)與特性曲線1之間的交點(diǎn)為j。
此時(shí)，動作點(diǎn)b與交點(diǎn)h之間的電位差大致為Vi1，動作點(diǎn)a與交點(diǎn)j之間的電位差大致為Vi2。
由于線段ch與線段dj相等，因此輸出電壓Vout，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓增加(Vi1-Vi2)/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)+V(T2)+(Vi1-Vi2)}/2…(17)另外，(16)式與(17)式的輸出偏置的大小(Vi1-Vi2)/2，嚴(yán)格上來說不是相同的值。這是因?yàn)椋趫D25和圖26中，分別保持(15)式的關(guān)系，但各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值稍微偏離的緣故。但是，圖25和圖26的作用中，各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值的偏離非常小，可將各個(gè)輸出偏置看作大致相同大小，(Vi1-Vi2)/2。
如上所述，圖1的差動放大器，具有電流源113、114間的電流偏差時(shí)，在圖2的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如(16)、(17)式所示，產(chǎn)生-(Vi1-Vi2)/2以及+(Vi1-Vi2)/2的偏置。
但是，通過以規(guī)定周期重復(fù)圖2的第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際上與(4)式相同。另外，V(T1)≤V(T2)時(shí)的作用，根據(jù)作用圖也容易導(dǎo)出。動作點(diǎn)和偏置的正負(fù)、偏置的大小，與V(T1)≥V(T2)時(shí)不同，但第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。
從而，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。
從而，圖1的差動放大器，即使存在電流源113、114間的電流偏差時(shí)，也可以高電壓精度輸出。
接下來，對圖3的差動放大器，消除由電流源113、114間的電流偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖3的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制，與圖4相同，以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖3的差動放大器的等效電路為圖15、圖16。
圖27，為表示圖15的電路的作用(電流源114的電流值比電流源113的電流值大ΔI時(shí)的作用)的圖。
4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d，各個(gè)電流保持(15)式的關(guān)系，交點(diǎn)j、h的定義與圖26相同，各個(gè)動作點(diǎn)以及交點(diǎn)如圖27那樣確定。此時(shí)，動作點(diǎn)以及交點(diǎn)a、b、c、d、j、h具有分別處于與圖26的動作點(diǎn)以及交點(diǎn)b、a、d、c、h、j相同位置的關(guān)系，圖27的動作點(diǎn)a與交點(diǎn)j之間的電位差大致為Vi1，動作點(diǎn)b與交點(diǎn)h之間的電位差大致為Vi2。
從而，輸出電壓Vout，與圖26相同，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓開始增加(Vi1-Vi2)/2的電壓，如(17)式表示。
圖28為表示圖16的電路的作用(電流源114的電流值比電流源113的電流值大ΔI時(shí)的作用)的圖。4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d，各個(gè)電流保持(15)式的關(guān)系，交點(diǎn)f、g的定義與圖25相同，各個(gè)動作點(diǎn)以及交點(diǎn)如圖28那樣確定。此時(shí)，動作點(diǎn)以及交點(diǎn)a、b、c、d、f、g分別具有與圖25的動作點(diǎn)以及交點(diǎn)b、a、d、c、g、f相同的位置關(guān)系，圖28的動作點(diǎn)d與交點(diǎn)f之間的電位差為Vi1，動作點(diǎn)c與交點(diǎn)g之間的電位差為Vi2。
從而，輸出電壓Vout，與圖25相同，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓減少(Vi1-Vi2)/2的電壓，由(16)式表示。
如上所述，圖3的差動放大器，具有電流源113、114間的電流偏差時(shí)，在圖4的第1以及第2期間，輸出電壓Vout分別由(17)、(16)表示，產(chǎn)生+(Vi1-Vi2)/2以及-(Vi1-Vi2)/2的偏置。
但是，通過以規(guī)定周期重復(fù)圖4的第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際上與(4)式相同。
另外，V(T1)≤V(T2)時(shí)的作用，根據(jù)作用圖也容易導(dǎo)出。第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。
從而，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同，可進(jìn)行高精度的輸出。
接下來，對圖5的差動放大器的、消除由電流源113、114間的電流偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。
圖5的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制，與圖6相同，以規(guī)定周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖5的差動放大器的等效電路為圖13、圖16。
圖5的差動放大器的第1期間的作用，與有關(guān)圖13的電路的圖25的作用相同，第2期間的作用，與有關(guān)圖16的電路的圖28的作用相同。
根據(jù)上述說明，在第1以及第2期間中，各個(gè)輸出電壓Vout由(16)式表示，產(chǎn)生-(Vi1-Vi2)/2的偏置。
從而，圖5的差動放大器，第1期間以及第2期間偏置的方向以及大小均相同，即使以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間，也不能消除輸出偏置。
接下來，對圖7的差動放大器的、消除由電流源113、114間的電流偏差引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖7的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制，與圖8相同，以規(guī)定周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖7的差動放大器的等效電路為圖15、圖14。
圖7的差動放大器的第1期間的作用，與有關(guān)圖15的電路的圖27的作用相同，第2期間的作用，與有關(guān)圖14的電路的圖26的作用相同。
根據(jù)上述說明，在第1以及第2期間中，各個(gè)輸出電壓Vout由(17)式表示，產(chǎn)生+(Vi1-Vi2)/2的偏置。
從而，圖7的差動放大器，第1期間以及第2期間偏置的方向以及大小均相同，即使以規(guī)定的周期切換第1以及第2期間，也不能消除輸出偏置。
接下來，對產(chǎn)生電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差時(shí)的作用進(jìn)行說明。為了簡化說明，設(shè)電流反射鏡(111、112)以外的晶體管沒有偏差，晶體管101、102、103、104的各個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d、交點(diǎn)f、g、h、j以及電流(漏極/源極間電流)Ia、Ib、Ic、Id的定義，與圖25至圖28相同，各個(gè)作用圖表示兩個(gè)電壓V(T1)、V(T2)為V(T1)≥V(T2)的情況。
根據(jù)晶體管111、112的至少一方的特性偏差，晶體管112的漏極/源極電流比晶體管111的漏極/源極電流大ΔI時(shí)，由此得到的電流的關(guān)系式為下式(18)。
Ia+Ic＝Ib+Id-ΔI …(18)此外，電流源113、114的電流的關(guān)系與(5)式相同，根據(jù)(5)、(18)式，導(dǎo)出下式。
Ia＝Id-ΔI/2Ib＝Ic+ΔI/2 …(19)即，(19)式的關(guān)系在圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器中成立。
首先，對圖1的差動放大器的、消除由電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差所引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖1的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制，與圖2相同，以規(guī)定周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖1的差動放大器的等效電路為圖13、圖14。
圖29為表示圖13的電路的作用(晶體管112的電流值比晶體管111的電流值大ΔI時(shí)的作用)的圖。4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d，各個(gè)電流保持(19)式的關(guān)系，各個(gè)動作點(diǎn)以及交點(diǎn)如圖29那樣確定。在此，動作點(diǎn)c和交點(diǎn)g之間的電位差為Vi3，動作點(diǎn)d與交點(diǎn)f之間的電位差為Vi4。由于線段af和線段bg相等，因此輸出電壓Vout，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓增加(Vi3+Vi4)/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)+V(T2)+(Vi3+Vi4)}/2 …(20)圖30為表示圖14的電路的作用(晶體管112的輸出電流比晶體管111的輸出電流大ΔI時(shí)的作用)的圖。4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d，各個(gè)電流保持(19)式的關(guān)系，各個(gè)動作點(diǎn)以及交點(diǎn)如圖30那樣確定。
此時(shí)，動作點(diǎn)b和交點(diǎn)h之間的電位差大致為Vi3，動作點(diǎn)a與交點(diǎn)j之間的電位差大致為Vi4。由于線段ch和線段dj相等，因此輸出電壓Vout，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓減少(Vi3+Vi4)/2的電壓，由下式表示。
Vout＝{V(T1)+V(T2)-(Vi3+Vi4)}/2 …(21)還有，(20)式與(21)式的輸出偏置的大小(Vi3+Vi4)/2，嚴(yán)格上來說不是相同的值。這是因?yàn)?，在圖29和圖30中，分別保持(19)式的關(guān)系，但各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值稍微偏離的緣故。但是，圖29和圖30的作用中，各個(gè)動作點(diǎn)的Ids的值的偏離非常小，可將各個(gè)輸出偏置看作大致相同大小，(Vi3+Vi4)/2。
如上所述，圖1的差動放大器，具有電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差時(shí)，在圖2的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如(20)、(21)式所示，產(chǎn)生+(Vi3+Vi4)/2以及-(Vi3+Vi4)/2的偏置。
但是，通過以規(guī)定的周期重復(fù)圖2的第1以及第2期間，上述的輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際上與(4)式相同。
還有，V(T1)≤V(T2)時(shí)的作用，根據(jù)作用圖容易導(dǎo)出。動作點(diǎn)和偏置的正負(fù)、偏置的大小與V(T1)≥V(T2)時(shí)不同，但第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。
從而，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同。因此，圖1的差動放大器，即使在有電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差時(shí)，也可以高電壓精度輸出。
接下來，對圖3的差動放大器的、消除由電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差所引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖3的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法，與圖4相同，以規(guī)定周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖3的差動放大器的等效電路為圖15、圖16。
圖31為表示圖15的電路的作用(電流源112的輸出電流比晶體管111的電流值大ΔI時(shí)的作用)的圖。
4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d，各個(gè)電流保持(19)式的關(guān)系，各個(gè)動作點(diǎn)以及交點(diǎn)如圖31那樣確定。在此，動作點(diǎn)和交點(diǎn)a、b、c、d、h、j分別具有與圖29的動作點(diǎn)以及交點(diǎn)c、d、a、b、g、f相同位置的關(guān)系，圖31的動作點(diǎn)a和交點(diǎn)j之間的電位差為Vi3，動作點(diǎn)b與交點(diǎn)h之間的電位差為Vi4。
從而，輸出電壓Vout，與圖29相同，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓增加(Vi3+Vi4)/2的電壓，由(20)式表示。
圖32為表示圖16的電路的作用(晶體管源112的輸出電流比晶體管111的輸出電流大ΔI時(shí)的作用)的圖。4個(gè)動作點(diǎn)a、b、c、d，各個(gè)電流保持(19)式的關(guān)系，各個(gè)動作點(diǎn)以及交點(diǎn)如圖32那樣確定。
此時(shí)，動作點(diǎn)和交點(diǎn)a、b、c、d、f、g分別具有與圖30的動作點(diǎn)以及交點(diǎn)c、d、a、b、h、j相同位置的關(guān)系，圖32的動作點(diǎn)d和交點(diǎn)f之間的電位差大致為Vi3，動作點(diǎn)c與交點(diǎn)g之間的電位差大致為Vi4。從而，輸出電壓Vout，與圖30相同，成為從電壓V(T1)、V(T2)的中間電壓減少(Vi3+Vi4)/2的電壓，由(21)式表示。
如上所述，圖3的差動放大器，具有電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差時(shí)，在圖4的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如(20)、(21)式所示，產(chǎn)生+(Vi3+Vi4)/2以及-(Vi3+Vi4)/2的偏置。
但是，通過以規(guī)定的周期重復(fù)圖4的第1以及第2期間，上述的輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際上與(4)式相同。
還有，V(T1)≤V(T2)時(shí)的作用，根據(jù)作用圖容易導(dǎo)出。第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生互相正負(fù)不同、大小相同的偏置。
從而，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同，可高電壓精度輸出。
接下來，對圖5的差動放大器的、消除由電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差所引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖5的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法，與圖6相同，以規(guī)定周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖5的差動放大器的等效電路為圖13、圖16。
圖5的差動放大器的第1期間的作用，與有關(guān)圖13的電路的圖29的作用相同，第2期間的作用與有關(guān)圖16的電路的圖32的作用相同。如上所述，在第1以及第2期間中，各個(gè)輸出電壓Vout由(20)、(21)式表示。
因此，圖5的差動放大器，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同，可高電壓精度輸出。
接下來，對圖7的差動放大器的、消除由電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差所引起的輸出偏置的作用進(jìn)行說明。圖7的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法，與圖8相同，以規(guī)定周期切換第1以及第2期間。此外，第1以及第2期間中的圖7的差動放大器的等效電路為圖15、圖14。
圖7的差動放大器的第1期間的作用(晶體管112的輸出電流比晶體管111的輸出電流大ΔI時(shí)的作用)，與有關(guān)圖15的電路的圖31的作用相同，第2期間的作用與有關(guān)圖14的電路的圖30的作用(晶體管112的輸出電流比晶體管111的輸出電流大ΔI時(shí)的作用)相同。
如上所述，在第1以及第2期間中，各個(gè)輸出電壓Vout由(20)、(21)式表示。
因此，圖7的差動放大器，通過以規(guī)定周期重復(fù)第1以及第2期間，上述輸出偏置被時(shí)間平均化，實(shí)際與(4)式相同，可高電壓精度輸出。
根據(jù)以上說明，圖1、圖3的差動放大器也可消除由電流源113、114間的電流偏差或電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差引起的輸出偏置，可進(jìn)行高電壓精度的輸出。
另一方面，圖5、圖7的差動放大器，可消除由電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差引起的輸出偏置，但不能消除由電流源113、114間的電流偏差引起的輸出偏置。
圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器，通過按照依賴于晶體管偏差的電流源I13、I14間的電流偏差或電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差程度而分開使用，可進(jìn)行高電壓精度的輸出。
圖9是表示本發(fā)明的第5實(shí)施例的差動放大器的圖。參照圖9，本實(shí)施例的差動放大器的結(jié)構(gòu)為，在圖1的差動放大器中添加開關(guān)181、184、185、188。
在端子T2和晶體管101的柵極之間具備開關(guān)181，在端子T1和晶體管102的柵極之間具備開關(guān)184，在端子T1和晶體管103的柵極之間具備開關(guān)185，在端子T2和晶體管104的柵極之間具備開關(guān)188。
圖10是表示圖9的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。
在第1期間，閉合開關(guān)121、123、153、157，打開開關(guān)122、124、152、156，閉合開關(guān)151、155，打開開關(guān)154、158、181、185、184、188。此時(shí)，成為圖13所示的等效電路。
在第2期間，打開開關(guān)121、123、153、157，閉合開關(guān)122、124、152、156，打開開關(guān)151、155，閉合開關(guān)154、158，打開開關(guān)181、185、184、188。此時(shí)，成為圖14所示的等效電路。
在第3期間，閉合開關(guān)121、123、153、157，打開開關(guān)122、124、152、156，打開開關(guān)151、155、154、158，閉合開關(guān)181、185，打開開關(guān)184、188。此時(shí)，成為圖15所示的等效電路。
在第4期間，打開開關(guān)121、123、153、157，閉合開關(guān)122、124、152、156，打開開關(guān)151、155、154、158、181、185，閉合開關(guān)184、188。此時(shí)，成為圖16所示的等效電路。
以規(guī)定的周期切換第1、第2、第3、第4期間。第1、第2、第3、第4的期間中的圖9的差動放大器，分別為圖13、圖14、圖15、圖16所示的等效電路。
圖9的差動放大器，周期性地切換4個(gè)期間，因此根據(jù)圖17至圖32所說明的作用，可消除因晶體管的特性偏差所引起的輸出偏置，進(jìn)行高電壓精度的輸出。另外，第1至第4期間的順序也可是任意的。
圖9的差動放大器，可進(jìn)行最高精度輸出，但與圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器相比，開關(guān)數(shù)增多，控制信號也增多，電路面積也增大。因此，優(yōu)選按照必要的電壓精度和面積分開使用各個(gè)差動放大器。
圖11是表示圖9的差動放大器的變形例的圖。圖11的差動放大器，在圖1的差動放大器100的輸入端子T1、T2上添加輸入控制電路170。輸入控制電路170，具備分別付與電壓V(T3)、V(T4)的端子T3、T4，具備分別連接端子T3、端子T1、T2之間的開關(guān)171、172，和分別連接端子T4、端子T1、T2之間的開關(guān)174、173。
圖12是表示圖11所示的差動放大器的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開控制方法的圖。在第1期間，閉合開關(guān)121、123、151、153、155、157，打開開關(guān)122、124、152、154、158，閉合開關(guān)171、173，打開開關(guān)172、174。在第2期間，打開開關(guān)121、123、151、153、155、157，閉合開關(guān)122、124、152、154、158，閉合開關(guān)171、173，打開開關(guān)172、174。在第3期間，閉合開關(guān)121、123、151、153、155、157，打開開關(guān)122、124、152、154、158，打開開關(guān)171、173，閉合開關(guān)172、174。在第4期間，打開開關(guān)121、123、151、153、155、157，閉合開關(guān)122、124、152、154、156，打開開關(guān)171、173，閉合開關(guān)172、174。
以規(guī)定的周期切換第1、第2、第3、第4期間。參照圖12，差動放大器100的各個(gè)開關(guān)(開關(guān)121～124、151～158)的第1、第2期間以及第3、第4期間的閉合/打開控制，具有圖2的第1、第2期間的閉合/打開控制的兩個(gè)周期量。即差動放大器100也可由與圖1的差動放大器相同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相同開關(guān)控制。
另一方面，輸入控制電路170的各個(gè)開關(guān)控制，在第1、第2期間閉合開關(guān)171、173，打開開關(guān)172、174，向端子T1、T2分別供給電壓V(T3)、V(T4)，在第3、第4期間，打開開關(guān)171、173，閉合開關(guān)172、174，向端子T1、T2分別供給電壓V(T4)、V(T3)。
由此，第1、第2、第3、第4期間中的圖11的差動放大器，分別將V(T1)、V(T2)置換為V(T3)、V(T4)，成為圖13、圖14、圖15、圖16中所示的等效電路。圖11的差動放大器，周期性地切換4個(gè)等效電路，因此通過采用圖17～圖32所說明的作用，消除因晶體管的特性偏差所引起的輸出偏置，可進(jìn)行高電壓精度的輸出。
圖11的差動放大器的效果，與圖9的差動放大器相比，可減少控制信號。
但是，在圖11的差動放大器中，與圖1、圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器相比，開關(guān)數(shù)增多，控制信號也增多，電路面積也增大。因此，優(yōu)選按照必要的電壓精度和面積分開使用各個(gè)差動放大器。
還有，在圖11中，作為差動放大器100，顯示了采用圖1的差動放大器的例子，但當(dāng)然也可采用圖3、圖5、圖7的各個(gè)差動放大器。而且，各個(gè)差動放大器的開關(guān)控制也可直接采用圖4、圖6、圖8。
上述說明的圖1、圖3、圖5、圖7、圖9、圖11的各個(gè)差動放大器，采用具備兩個(gè)差動對的n溝道型晶體管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，當(dāng)然對具備兩個(gè)差動對的p溝道型晶體管的差動放大器或分別具備一個(gè)n溝道型以及一個(gè)p溝道型的兩個(gè)差動對的Rail-to-Rail型差動放大器來說也可得到同樣的效果。
此外，上述說明的各個(gè)差動放大器，可用于圖35的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的放大電路988中。
通過采用本發(fā)明的差動放大器，即使在輸入到差動放大器的兩個(gè)電壓信號的電壓差較大時(shí)，也可以高精度輸出輸出電壓，而且也可消除由晶體管的閾值或特性曲線傾斜度偏差引起的輸出偏差。因此，即使灰度間的電壓差大的低位灰度或高位灰度，也可削減解碼器的元件數(shù)目，實(shí)現(xiàn)省面積的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。
以下，對比較例的切換方法進(jìn)行說明。該比較例，是不優(yōu)選的切換方法。在上述差動放大器中，周期性地切換兩個(gè)連接狀態(tài)時(shí)，例如圖13和圖15的等效電路的切換，在差動對晶體管的閾值偏差、特性曲線的傾斜度偏差以及電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的偏差產(chǎn)生時(shí)的每一種情況下，由于偏置的方向相同，因此幾乎不能消除偏置。
對圖14和圖16的等效電路的切換也相同。
即為了在周期性地切換兩個(gè)連接狀態(tài)時(shí)，有效地消除偏置，需要采用本發(fā)明所提出的切換方法。
圖33是表示采用本發(fā)明的差動放大器的數(shù)字/模擬變換器的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的圖，表示主要的功能模塊的結(jié)構(gòu)。
參照圖33，該數(shù)字/模擬變換器，包括參考電壓發(fā)生電路30、解碼器20和放大電路10。
放大電路10，采用圖1、圖3、圖5、圖7、圖9、圖11等的任一個(gè)差動放大器。在放大電路10中，輸入連接切換信號，控制上述各個(gè)差動放大器的開關(guān)，以規(guī)定的周期切換與各個(gè)差動放大器對應(yīng)的圖2、圖4。圖6、圖8、圖10、圖12的各個(gè)期間。
由此，放大電路10，能夠放大輸出以1對1的比率內(nèi)分兩個(gè)輸入電壓V(T1)、V(T2)的電壓，還有可消除由晶體管的特性偏差引起的輸出偏置，在電壓V(T1)、V(T2)的電壓差較大時(shí)，也可進(jìn)行高電壓精度的輸出。另外，放大電路10為圖11的差動放大器時(shí)，兩個(gè)輸入電壓為V(T3)、V(T4)。
參考電壓發(fā)生電路30，生產(chǎn)與每隔一個(gè)灰度的灰度電壓對應(yīng)的(K+1)個(gè)參考電壓V0、V2、V4、…、V2K，向解碼器20輸出。
解碼器20，輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，按照該數(shù)據(jù)選擇兩個(gè)電壓，作為電壓V(T1)、V(T2)向放大電路10輸出。另外，解碼器20中的兩個(gè)電壓V(T1)、V(T2)的選擇，也可同時(shí)(均衡)選擇兩個(gè)電壓，當(dāng)然也可依次(按順序)選擇兩個(gè)電壓。但是，在放大電路10輸出與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的電壓期間，兩個(gè)電壓V(T1)、V(T2)，必須分別輸入到放大電路10的兩個(gè)差動對(101、102)、(103、104)的各個(gè)非反相輸入端。
圖33所示的數(shù)字/模擬變換器，相對(K+1)個(gè)的參考電壓，按照數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，可輸出最大(2K+1)個(gè)電壓等級。
與圖35相同，由于相對輸出電壓數(shù)目，由參考電壓發(fā)生電路30生成的參考電壓數(shù)目減少，因此解碼器20的晶體管數(shù)目減少，能夠?qū)崿F(xiàn)省面積的數(shù)字/模擬變換器。
另外，如果將圖33所示的數(shù)字/模擬變換器，適用于圖35的顯示裝置的數(shù)字驅(qū)動器中，則可實(shí)現(xiàn)高精度電壓輸出的數(shù)字驅(qū)動器。
關(guān)于適用圖33所示的數(shù)字/模擬變換器的數(shù)字驅(qū)動器，輸入到各個(gè)放大電路10的連接切換信號的切換周期，以顯示裝置的1個(gè)畫面的刷新周期(幀周期)的整數(shù)倍或數(shù)據(jù)線的更新周期(行l(wèi)ine周期)的整數(shù)倍進(jìn)行切換。此時(shí)，通過對相同視頻數(shù)據(jù)的顯示裝置的亮度以一個(gè)畫面的刷新周期的整數(shù)倍被平均化，而能提高顯示品質(zhì)。在液晶顯示裝置中，當(dāng)然也可進(jìn)行與上述專利文獻(xiàn)2相同的切換。
此外，也可在對數(shù)據(jù)線驅(qū)動灰度電壓信號的一個(gè)數(shù)據(jù)期間內(nèi)多次切換連接切換信號的切換周期。此時(shí)，由于數(shù)據(jù)線為大電容性負(fù)載，因此如果供給比較小的正以及負(fù)的偏置，則在數(shù)據(jù)線內(nèi)被緩和并被平均化。由此也能夠提高顯示品質(zhì)。
另外，本發(fā)明不限于液晶顯示裝置，當(dāng)然也可適用于對數(shù)據(jù)線驅(qū)動等級電壓并控制各個(gè)像素的亮度的有源矩陣型顯示裝置。例如，近年來逐漸實(shí)用化的有機(jī)EL(electroluminescence)顯示裝置也是其中之一。
圖40通過等效電路示意性地表示EL顯示裝置中的像素部950(1個(gè)像素)的主要結(jié)構(gòu)。如果將圖40的像素部950適用于圖34(A)的像素部950，則圖34(A)成為有源矩陣型顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
在圖40中，像素部950，由TFT(薄膜晶體管)951、955、電極端子952、EL元件(發(fā)光二極管)956、電容957、電源端子958、959構(gòu)成。有機(jī)EL顯示裝置的顯示部，由在基板上層疊電極、TFT(薄膜晶體管)、和由有機(jī)材料薄膜形成的EL元件的構(gòu)造構(gòu)成。TFT951連接作為開關(guān)元件的數(shù)據(jù)線962和電極端子952，其控制端與柵極線961連接。另外，在圖40中，TFT951以及電極端子952，具有與圖34(B)的液晶顯示裝置的像素部相同的功能，因此采用相同的元件號碼。TFT955以及EL元件956，以串聯(lián)方式連接在兩個(gè)電源端子958、959之間，電極端子952與TFT955的控制端連接。還有，電壓保持電容957的一端連接電極端子952，另一端與能夠?qū)⒘鬟^TFT955的電流保持為一定的端子，與電源端子或TFT955的源極端子連接。
顯示的結(jié)構(gòu)為，通過掃描信號控制具有開關(guān)功能的TFT951的導(dǎo)通/截止，在TFT951導(dǎo)通時(shí)，將對應(yīng)視頻數(shù)據(jù)信號的灰度電壓信號供給到電極端子952，施加在TFT955的控制端。TFT955，將該電壓信號變換為對應(yīng)于灰度電壓信號的電流，控制具有對應(yīng)流過電流的亮度特性的EL元件956的發(fā)光亮度。保持電容957，在TFT951截止后，還保持電極端子952的電位，通過將EL元件956的發(fā)光亮度保持一定期間，顯示圖像。
另外，在圖40中，表示了分別以n溝道型、p溝道型構(gòu)成TFT951、955的例子，但也可用相同極性的晶體管構(gòu)成TFT951、955。此外，也可具備追加在TFT951、955中的開關(guān)TFT。另外，為了提高性能，提出各種各樣的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明的說明中，只限于基本結(jié)構(gòu)的說明。
如上所述，在有機(jī)EL顯示裝置中，也可在其數(shù)據(jù)驅(qū)動器中采用本發(fā)明的差動放大器，能夠?qū)崿F(xiàn)與液晶顯示裝置相同的效果。
(實(shí)施例)圖41、圖42，是表示為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的仿真結(jié)果。
圖41是，在圖13至圖16的電路的、兩個(gè)差動對的各個(gè)晶體管101～104中，減少晶體管104的溝道寬度的2％(例如溝道寬度設(shè)計(jì)為10微米時(shí)，減少0.2微米)，此外，電流反射鏡(111、112)中，晶體管111比晶體管112的溝道寬度減少2％時(shí)的仿真結(jié)果。
從而，晶體管104的特性曲線的傾斜度減小，晶體管112的電流因?yàn)榫w管111的電流而增加，因此產(chǎn)生圖21至24以及圖29至圖32所說明的作用。
圖41表示與電壓V(T1)、V(T2)之間的電壓差{V(T1)-V(T2)}對應(yīng)的輸出偏置特性曲線L11、L12、L13、L14，各個(gè)圖13、圖14、圖15、圖16的等效電路的結(jié)果。
偏置特性曲線L11、L12、L13、L14，具有對電壓差{V(T1)-V(T2)}的依賴性，但這是因?yàn)?，在圖21、圖22、圖23、圖24中，Vf1和Vf2的大小依賴于電壓差{V(T1)-V(T2)}，或在圖29、圖30、圖31、圖32中，Vi3和Vi4的大小依賴于電壓差{V(T1)-V(T2)}。
尤其，Vi3對電壓差{V(T1)-V(T2)}的依賴性變大。其理由在于，在圖29至圖32中，如果電壓差{V(T1)-V(T2)}變大，則輸入電壓V(T2)的差動晶體管的動作點(diǎn)的電流值變小，其特性曲線的傾斜度也變小，因此Vi3的大小顯著增加。
另外，在圖41中，表示產(chǎn)生晶體管104、111的特性偏差時(shí)的結(jié)果，但除此之外，在其他晶體管也產(chǎn)生偏差時(shí)，也會有偏置的大小最大為圖41的數(shù)倍的情況。
圖42是表示，在具有圖41的偏置的圖13、圖14、圖15、圖16的等效電路中，以規(guī)定期間的周期連接切換兩個(gè)等效電路并平均化偏置時(shí)的仿真結(jié)果的圖，表示由本發(fā)明得到的實(shí)際的偏置的特性曲線。
特性曲線L15，表示在圖13、圖14的等效電路的連接切換(特性曲線L11、L12的平均化)中圖1的差動放大器的動作。
特性曲線L16，表示在圖13、圖16的等效電路的連接切換(特性曲線L11、L14的平均化)中圖5的差動放大器的動作。
特性曲線L17，表示在圖11、圖13的等效電路的連接切換(特性曲線L11、L13的平均化)中比較例的切換動作(非優(yōu)選的切換動作)的情況。
根據(jù)圖42，特性曲線L15將偏置抑制到最小，特性曲線L1也將偏置抑制到較小。與此相對，特性曲線L17幾乎沒有抑制偏置。
由此，表示了圖1以及圖5的差動放大器的偏置抑制效果。
另外，特性曲線L16與特性曲線L15相比，偏置稍微大一些。這是因?yàn)閳D19、圖22的Vf1和Vf2的差引起的。此外，圖3以及圖7的差動放大器的動作的效果，分別與圖1以及圖5的差動放大器的效果相同。
此外，為了與本發(fā)明進(jìn)行比較，還表示了，如圖36所示的結(jié)構(gòu)的放大器85-1(專利文獻(xiàn)3的第15圖的85-1)那樣，使驅(qū)動兩個(gè)差動對的電流源共用時(shí)的仿真結(jié)果。圖43表示，具有將圖1的差動放大器的電流源113、114置換為電流源115，一起驅(qū)動差動對(101、102)、(103、104)的結(jié)構(gòu)的差動放大器。仿真，與圖41相同，在圖44中表示只將晶體管104、111的溝道寬度減少2％時(shí)的4個(gè)等效電路中的輸出偏置特性。
圖44的輸出偏置特性曲線L21、L22、L23、L24分別與在圖13、圖14、圖15、圖16中將電流源114置換為115的等效電路對應(yīng)。
偏置特性曲線L21、L22、L23、L24，對電壓差{V(T1)-V(T2)}具有非常大的依賴性，除了電壓差{V(T1)-V(T2)}處于0附近以外，偏置顯著變大。
此外，偏置特性曲線L21、L23和偏置特性曲線L22、L24的差也依賴于電流反射鏡(111，112)的輸入輸出電流的偏差。
圖45表示，在將電流源113、114置換為電流源115的圖13～圖16的等效電路中，以規(guī)定期間的周期連接切換兩個(gè)等效電路并平均化偏置時(shí)的實(shí)際的偏置的特性曲線。
特性曲線L25表示，在特性曲線L21、L22的平均化中，圖43的差動放大器的動作。特性曲線L26表示，特性曲線L21、L24的平均化。特性曲線L27表示特性曲線L21、L23的平均化。
根據(jù)圖45，特性曲線L25、L26，在電壓差{V(T1)-V(T2)}處于零附近，將偏置抑制為較小。另一方面，特性曲線L27不能充分抑制偏置。
根據(jù)上述，驅(qū)動兩個(gè)差動對的電流源為共用時(shí)，電壓差{V(T1)-V(T2)}較大時(shí)，輸出偏置增大，不實(shí)用。
從而，優(yōu)選圖1、圖3、圖5、圖7所示的具備獨(dú)立地驅(qū)動兩個(gè)差動對的電流源的結(jié)構(gòu)。但是，即使在驅(qū)動兩個(gè)差動對的電流源共用時(shí)，僅在電壓差{V(T1)-V(T2)}為0附近，可得到與圖1～圖8所示的差動放大器相同的效果。
即可適用于顯示裝置的灰度數(shù)非常大，灰度間的電壓差非常小的情況。這種情況的差動放大器的構(gòu)成的一例，如圖43所示，但也可為將圖3、圖5、圖7的差動放大器的電流源113、114置換為電流源115的結(jié)構(gòu)。
在圖1、圖3、圖5、圖7、圖9、圖11中所示的差動放大器中，也可由差動放大段構(gòu)成放大段109。圖46是表示，在圖1中，將放大段109作為差動放大段109的差動放大器的結(jié)構(gòu)的圖。參照圖46，代替圖1的開關(guān)123、124，而具備n溝道晶體管101、103的漏極和p溝道晶體管111的漏極的連接點(diǎn)；分別連接差動放大段109的反相輸入端(-)、非反相輸入端(+)的開關(guān)123A、124A；n溝道晶體管102、104的漏極和p溝道晶體管112的漏極的連接點(diǎn)；分別連接差動放大段109的反相輸入端(-)、非反相輸入端(+)的開關(guān)124B、123B。除此以外的結(jié)構(gòu)與圖1相同。
在圖46中，開關(guān)151～158、開關(guān)121、122，進(jìn)行與圖2相同的閉合/打開控制，開關(guān)123A、123B進(jìn)行與圖2的開關(guān)123相同的閉合/打開控制(第1期間閉合、第2期間打開)，開關(guān)124A、124B進(jìn)行與圖2的開關(guān)124相同的閉合/打開控制(第1期間打開、第2期間閉合)。由此，與圖1所示的差動放大器相同，第1期間和第2期間的輸出偏置，為正負(fù)不同、大小相同的偏置，通過周期性地切換第1期間和第2期間，能夠消除輸出偏置。另外，即使在差動放大段109自身具有因晶體管特性偏差引起的偏置時(shí)，由于在第1期間和第2期間互相替換反相輸入端(-)、非反相輸入端(+)的各個(gè)連接目標(biāo)，因此圖46的差動放大器，能夠消除包括差動放大段109的偏置的輸出偏置。
接下來，對將適用圖33所示的數(shù)字/模擬變換器的數(shù)字驅(qū)動器用作圖34(A)的顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器980的放大電路時(shí)的說明進(jìn)一步進(jìn)行說明。數(shù)據(jù)驅(qū)動器980的多個(gè)放大電路10，通過連接切換信號，控制連接狀態(tài)的切換。此時(shí)，最簡單地將所有的放大電路10作為一個(gè)組，可周期性地切換第1期間的連接狀態(tài)和第2期間的連接狀態(tài)。
另一方面，也可將多個(gè)放大電路10作為幾個(gè)組例如兩個(gè)組，在組間進(jìn)行不同的切換控制。圖47是表示，在將構(gòu)成圖34(A)的數(shù)據(jù)驅(qū)動器980的多個(gè)放大電路10(參照圖33)分為組1和圖2時(shí)的、各個(gè)組的差動放大器的開關(guān)控制的圖。在圖47中，放大電路10，由圖1的差動放大器構(gòu)成，表示第N期間和其次的第(N+1)期間的各個(gè)開關(guān)的閉合/打開狀態(tài)。組1的差動放大器，第N以及第(N+1)期間的控制，分別為圖2的第1以及第2期間的控制，組2的差動放大器，第N以及第(N+1)期間的控制，分別為圖2的第2以及第1期間的控制。另外，組1和組2的分組方法，也可是將驅(qū)動奇數(shù)編號的數(shù)據(jù)線的差動放大器作為組1，將驅(qū)動偶數(shù)編號的數(shù)據(jù)線的差動放大器作為組2。
對進(jìn)行圖47所示的切換控制時(shí)的效果進(jìn)行說明。數(shù)據(jù)驅(qū)動器980(參照圖33(A))，在單結(jié)晶硅基板或玻璃等的絕緣性基板上集成化而形成，多個(gè)放大電路10的晶體管特性偏差因半導(dǎo)體工藝而產(chǎn)生。此時(shí)，晶體管的特性偏差，存在局部分布和均勻分布。例如，在通過向基板的粒子注入等而濃度分布向一定方向稍微產(chǎn)生傾斜時(shí)，晶體管的特性偏差為均勻分布，其中，也考慮通過特殊的作用，產(chǎn)生局部分布的情況等。尤其，在晶體管特性偏差為均勻分布時(shí)，對多個(gè)放大電路10的每個(gè)連接狀態(tài)帶來公共作用，相同連接狀態(tài)的放大器電路之間產(chǎn)生正或負(fù)的同一方向的輸出偏置。
在此，將所有的放大電路10作為一組，以幀周期切換第1期間的連接狀態(tài)和第2期間的連接狀態(tài)時(shí)，采用該數(shù)據(jù)驅(qū)動器的顯示裝置，與相同掃描線連接的各個(gè)像素的亮度的偏差方向相同。
另一方面，將多個(gè)放大電路10分為兩個(gè)組，在組間進(jìn)行不同的控制時(shí)，采用該數(shù)據(jù)驅(qū)動器的顯示裝置，由于連接在相同掃描線上的各個(gè)像素的亮度的偏差方向在組間不同，因此即使在相同驅(qū)動期間的像素行內(nèi)也可對亮度平均化。
因此，通過進(jìn)行圖47的控制，能夠提高顯示裝置的顯示品質(zhì)。另外，圖47表示了在放大電路10中采用了圖1的差動放大器時(shí)的例子，但當(dāng)然在采用圖3、圖5、圖7的差動放大器時(shí)也相同。
以上雖然按照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然在本發(fā)明的范圍內(nèi)包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可得到的各種變形修正例。
權(quán)利要求
1.一種差動放大器，具備輸入信號的第1以及第2端子；輸出信號的第3端子；第1以及第2差動對，其分別具有輸入對以及輸出對，通過所對應(yīng)的電流源分別被驅(qū)動；負(fù)載電路，其與所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對連接；和放大段，其接收所述負(fù)載電路和所述第1以及第2差動對的輸出對之間的連接點(diǎn)對的至少一個(gè)連接點(diǎn)的信號作為輸入，輸出與所述第3端子連接，還具備連接切換電路，其對以下兩個(gè)連接狀態(tài)進(jìn)行切換第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入分別與所述第1端子以及所述第3端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子連接；和第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第2端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第1端子連接。
2.一種差動放大器，具備輸入信號的第1以及第2端子；輸出信號的第3端子；第1以及第2差動對，其分別具有輸入對以及輸出對，通過所對應(yīng)的電流源分別被驅(qū)動；負(fù)載電路，其與所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對連接；和放大段，其接收所述負(fù)載電路和所述第1以及第2差動對的輸出對之間的連接點(diǎn)對的至少一個(gè)連接點(diǎn)的信號作為輸入，輸出與所述第3端子連接；和連接切換電路，其對以下兩個(gè)連接狀態(tài)進(jìn)行切換第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入分別與所述第1端子以及所述第3端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第2端子以及所述第3端子連接；和第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第1端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子以及所述第2端子連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動放大器，其特征在于，所述連接切換電路，除了所述第1以及第2連接狀態(tài)外，還有第3連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第2端子連接，所述第2輸入與所述第3端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第1端子連接，所述第2輸入與所述第3端子連接；和第4連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與所述第1端子連接，且所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與所述第2端子連接，根據(jù)規(guī)定的順序切換所述第1、第2、第3以及第4連接狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的差動放大器，其特征在于，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第1輸出之間，用第1連接點(diǎn)連接，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第2輸出之間，用第2連接點(diǎn)連接，所述連接切換電路，按照下述方式進(jìn)行切換控制在所述第1連接狀態(tài)下，所述第1連接點(diǎn)作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，與所述放大段的輸入端連接；在所述第2連接狀態(tài)下，所述第2連接點(diǎn)作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，與所述放大段的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的差動放大器，其特征在于，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第1輸出之間，用第1連接點(diǎn)連接，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第2輸出之間，用第2連接點(diǎn)連接，所述放大段，由具有輸入對的差動放大段構(gòu)成，所述連接切換電路，按照下述方式進(jìn)行連接切換在所述第1連接狀態(tài)下，所述第1以及第2連接點(diǎn)作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與所述差動放大段的輸入對的第1以及第2輸入連接；在所述第2連接狀態(tài)下，所述第1以及第2連接點(diǎn)作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與所述差動放大段的輸入對的所述第2以及所述第1輸入連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差動放大器，其特征在于，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第1輸出之間，用第1連接點(diǎn)連接，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第2輸出之間，用第2連接點(diǎn)連接，所述連接切換電路，按照下式方式進(jìn)行切換控制在所述第1連接狀態(tài)和所述第3連接狀態(tài)下，所述第1連接點(diǎn)作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，與所述放大段的輸入端連接；在所述第2連接狀態(tài)和所述第4連接狀態(tài)下，所述第2連接點(diǎn)作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，與所述放大段的輸入端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差動放大器，其特征在于，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第1輸出之間，用第1連接點(diǎn)連接，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第2輸出之間，用第2連接點(diǎn)連接，所述放大段，由具有輸入對的差動放大段構(gòu)成，所述連接切換電路，按照下述方式進(jìn)行連接切換在所述第1連接狀態(tài)和所述第3連接狀態(tài)下，所述第1連接點(diǎn)以及第2連接點(diǎn)，作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與所述差動放大段的輸入對的第1以及第2輸入連接；在所述第2連接狀態(tài)和所述第4連接狀態(tài)下，所述第1以及第2連接點(diǎn)作為所述第1以及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與所述差動放大段的輸入對的所述另一方以及所述第1輸入連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的差動放大器，其特征在于，所述負(fù)載電路由電流反射鏡構(gòu)成，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第1輸出之間，用第1連接點(diǎn)連接，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第2輸出之間，用第2連接點(diǎn)連接，所述連接切換電路，按照下述方式進(jìn)行切換控制在所述第1連接狀態(tài)下，所述第1連接點(diǎn)與所述電流反射鏡的輸出連接，同時(shí)與所述放大段的輸入連接，并且所述第2連接點(diǎn)與所述電流反射鏡的輸入連接；在所述第2連接狀態(tài)下，所述第1連接點(diǎn)與所述電流反射鏡的輸入連接，并且所述第2連接點(diǎn)，與所述電流反射鏡的輸出連接，同時(shí)與所述放大段的輸入連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的差動放大器，其特征在于，所述負(fù)載電路由電流反射鏡構(gòu)成，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第1輸出之間，用第1連接點(diǎn)連接，所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對的第2輸出之間，用第2連接點(diǎn)連接，所述連接切換電路，按照下述方式進(jìn)行切換控制在所述第1連接狀態(tài)和所述第3連接狀態(tài)下，所述第1連接點(diǎn)與所述電流反射鏡的輸出連接，同時(shí)與所述放大段的輸入連接，并且所述第2連接點(diǎn)與所述電流反射鏡的輸入連接；在所述第2連接狀態(tài)和所述第4連接狀態(tài)下，所述第1連接點(diǎn)與所述電流反射鏡的輸入連接，并且所述第2連接點(diǎn)，與所述電流反射鏡的輸出連接，同時(shí)與所述放大段的輸入端連接。
10.一種差動放大器，具備分別輸入兩個(gè)信號電壓的第1以及第2端子；輸出輸出信號的第3端子；第1、第2差動對，具有輸入對和輸出對，通過一端與第1電源連接的第1、第2電流源分別被驅(qū)動；電流電壓變換電路，其被連接在所述第1、第2差動對的輸出對和第2電源之間，合成所述第1、第2差動對的輸出電流，輸出基于該合成電流的電壓；和放大電路，其被連接在所述電流電壓變換電路的輸出端與所述第3端子之間，還具備連接切換電路，其切換所述第1以及第2連接狀態(tài)所述第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1以及第2的輸入分別與所述第1端子和所述第3端子連接，并且所述第2差動對的輸入對的第1以及第2輸入分別與所述第2端子和所述第3端子連接；和所述第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2的輸入分別與所述第3端子和所述第2端子連接，并且所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入分別與所述第3端子和所述第1端子連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的差動放大器，其特征在于，所述連接切換電路，具備第1以及第2開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第1以及第3端子之間；第3以及第4開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3以及第2端子之間；第5以及第6開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第2以及第3端子之間；第7以及第8開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3以及第1端子之間。
12.一種差動放大器，具備分別輸入兩個(gè)信號電壓的第1以及第2端子；輸出輸出信號的第3端子；第1、第2差動對，具有輸入對和輸出對，通過一端與第1電源連接的第1、第2電流源分別被驅(qū)動；電流電壓變換電路，其被連接在所述第1、第2差動對的輸出對和第2電源之間，合成所述第1、第2差動對的輸出電流，輸出基于該合成電流的電壓；和放大電路，其被連接在所述電流電壓變換電路的輸出端與所述第3端子之間，還具備連接切換電路，其切換所述第1以及第2連接狀態(tài)所述第1連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的第1輸入與所述第1端子連接，第2輸入與所述第3端子連接，并且所述第2差動對的輸入對的第1輸入與所述第2端子連接，所述第2輸入與所述第3端子連接；和所述第2連接狀態(tài)，所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與所述第1端子連接，并且所述第2差動對的輸入對的所述第1輸入與所述第3端子連接，所述第2輸入與所述第2端子連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求2或12所述的差動放大器，其特征在于，所述連接切換電路，具備第1以及第2開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第1輸入和所述第1以及第3端子之間；第3以及第4開關(guān)，其分別連接在所述第1差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3以及第1端子之間；第5以及第6開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的第1輸入和所述第2以及第3端子之間；和第7以及第8開關(guān)，其分別連接在所述第2差動對的輸入對的所述第2輸入和所述第3以及第2端子之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動放大器，其特征在于，還具備輸入切換電路，其調(diào)換分別向所述第1以及第2端子輸入的兩個(gè)信號電壓。
15.一種數(shù)據(jù)驅(qū)動器，基于被輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號驅(qū)動數(shù)據(jù)線，具備權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的所述差動放大器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其特征在于，具備驅(qū)動所述多根數(shù)據(jù)線的多個(gè)所述差動放大器；和控制多個(gè)所述差動放大器的每一個(gè)的所述連接切換電路的連接切換信號，多個(gè)所述差動放大器被分為第1以及第2組，所述連接切換信號，在將所述第1組的所述差動放大器控制為所述第1連接狀態(tài)時(shí)，將所述第2組的所述差動放大器控制為所述第2連接狀態(tài)，在將所述第1組的所述差動放大器控制為所述第2連接狀態(tài)時(shí)，將所述第2組的所述差動放大器控制為所述第1連接狀態(tài)。
17.一種顯示裝置，具備數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其包括權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的所述差動放大器；和顯示面板，基于所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出信號，驅(qū)動所述顯示面板的數(shù)據(jù)線。
18.一種顯示裝置，具備在一個(gè)方向互相平行延伸的多根數(shù)據(jù)線；沿與所述的一個(gè)方向垂直的方向互相平行延伸的多根掃描線；和多個(gè)像素電極，在所述多根數(shù)據(jù)線和所述多根掃描線的交叉部，矩陣狀地配置，具有多個(gè)晶體管，其與所述多個(gè)像素電極的每一個(gè)對應(yīng)，漏極以及源極的第1端子與所對應(yīng)的所述像素電極連接，所述漏極以及源極的第2端子與所對應(yīng)的所述數(shù)據(jù)線連接，柵極與所對應(yīng)的所述掃描線連接，具備柵極驅(qū)動器，其對所述多根掃描線分別供給掃描信號；和數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其對所述多根數(shù)據(jù)線分別供給與輸入數(shù)據(jù)對應(yīng)的灰度信號，所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器，由權(quán)利要求15或16所述的顯示裝置的所述數(shù)據(jù)驅(qū)動器構(gòu)成。
19.一種差動放大器，具備第1以及第2信號；將輸出信號輸出的輸出端子；第1以及第2差動對，其分別具有輸入對以及輸出對，通過所對應(yīng)的電流源被分別驅(qū)動，負(fù)載電路，其與所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對連接；放大段，其接收所述負(fù)載電路和所述第1以及第2差動對的輸出對之間的連接點(diǎn)對的至少一個(gè)連接點(diǎn)的信號作為輸入，輸出與輸出端子連接；和切換電路，其對以下兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行切換控制第1狀態(tài)，所述第1信號以及輸出信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入端，且所述第2信號以及所述輸出信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的第1以及第2輸入端；和第2狀態(tài)，所述輸出信號以及所述第2信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端，且所述輸出信號以及所述第1信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端。
20.一種差動放大器，具備第1以及第2信號；將輸出信號輸出的輸出端子；第1以及第2差動對，其分別具有輸入對以及輸出對，通過所對應(yīng)的電流源被分別驅(qū)動，負(fù)載電路，其與所述第1以及第2差動對的各個(gè)輸出對連接；放大段，其接收所述負(fù)載電路和所述第1以及第2差動對的輸出對之間的連接點(diǎn)對的至少一個(gè)連接點(diǎn)的信號作為輸入，輸出與所述第3端子連接；和切換電路，其對以下兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行切換控制第1狀態(tài)，所述第1信號以及所述輸出信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的第1以及第2輸入端，且所述第2信號以及所述輸出信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的第1以及第2輸入端；和第2狀態(tài)，所述輸出信號以及所述第1信號分別被輸入到所述第1差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端，且所述輸出信號以及所述第2信號分別被輸入到所述第2差動對的輸入對的所述第1以及第2輸入端。
全文摘要
一種差動放大器，具備由第1、第2差動對；分別與第1差動對連接的開關(guān)(151、152)、開關(guān)(153、154)；分別連接在第2差動對的輸入對的一方和端子(T2)、輸出端子之間的開關(guān)(155、156)；分別連接在第2差動對的輸入對的另一方與輸出端子、端子(T1)之間的開關(guān)(157、158)，切換控制第1連接狀態(tài)和第2連接狀態(tài)。該第1連接狀態(tài)為第1差動對的第1以及第2輸入分別與端子(T1)以及輸出端子連接，第2差動對的第1以及第2輸入分別與端子(T2)以及輸出端子連接；該第2連接狀態(tài)為第1差動對的第1以及第2輸入分別與輸出端子以及端子(T2)連接，第2差動對的第1以及第2輸入分別與輸出端子以及端子(T1)連接。
文檔編號G09G3/20GK1855701SQ20061007515
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者土弘 申請人:日本電氣株式會社