專利名稱：差動放大器及數(shù)據(jù)驅(qū)動器和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及一種差動放大器及使用它的數(shù)據(jù)驅(qū)動器和顯示裝置。
背景技術(shù)：
最近，顯示裝置中，具有薄、輕、低消耗功率特征的液晶顯示裝置(LCD)大幅普及，在移動電話機(移動電話、蜂窩式電話)與PDA(個人數(shù)字助理)、筆記本式PC等移動機器的顯示部中廣泛應用。但是，最近液晶顯示裝置的大畫面化以及動畫對應技術(shù)也提高，除了移動用途，還能夠?qū)崿F(xiàn)固定型的大畫面顯示裝置或大畫面液晶電視。這些液晶顯示裝置，使用能夠進行高精細顯示的有源矩陣驅(qū)動方式的液晶顯示裝置。
首先對照圖35，對有源矩陣驅(qū)動方式的顯示裝置的典型構(gòu)成進行說明。對照圖35(A)，一般來說，對于有源矩陣驅(qū)動方式的顯示裝置的顯示部960而言，像素部950設(shè)置為矩陣狀(例如彩色SXGA面板的情況下，為1280×3像素列×1024像素行)，另外，掃描線961以及數(shù)據(jù)線962由布線成格子狀的半導體基板構(gòu)成。掃描線961以及數(shù)據(jù)線962，分別與門驅(qū)動器以及970以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器980相連接，門驅(qū)動器970經(jīng)掃描線961向像素950供給掃描信號，數(shù)據(jù)驅(qū)動器980經(jīng)數(shù)據(jù)線962向像素950供給對應于影像數(shù)據(jù)的灰度電壓信號。
另外，柵極驅(qū)動器970以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，由顯示控制器(未圖示)進行控制，由顯示控制器分別供給需要的時鐘CLK、控制信號、電源電壓等，并且影像數(shù)據(jù)被提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動器980。另外，現(xiàn)在看來，影像數(shù)據(jù)以數(shù)字數(shù)據(jù)為主流。
圖35(B)中，用等價電路示意表示了液晶顯示裝置中的像素部950(1像素)的主要構(gòu)成。像素部950由TFT(薄膜晶體管)951、像素電極952、液晶(電容)953、以及公用電極954構(gòu)成。TFT951作為開關(guān)元件連接在數(shù)據(jù)線962與像素電極952之間，其控制端與掃描線961相連接。另外，對于液晶(電容)953，夾在像素電極952與公用電極954之間的液晶起到電容元件的功能。另外，公用電極954，一般來說位于與半導體基板相面對的對向基板上，在全表面上作為1個透明的電極形成。另外，液晶被封入在半導體基板與對向基板這兩個基板之間。
顯示的機構(gòu)如下具有開關(guān)功能的TFT951的導通·截止由掃描信號進行控制，在TFT951導通時，對應于影像數(shù)據(jù)信號的灰度電壓信號被提供給像素電極952，通過各個像素電極952與公用電極954之間的電位差來變更液晶的透射率，在TFT951截止之后，還用液晶電容953將該電位差保持一定期間，通過這樣來顯示圖像。另外，為了穩(wěn)定地保持該電位，有時在像素電極952與公用電極954之間設(shè)置積蓄電容器等。
1畫面的數(shù)據(jù)重寫，通常在1幀期間(1/60·秒)進行，由各個掃描線順次選擇(讓TFT導通)每一個像素行(每一線)，在選擇期間內(nèi)，通過各個數(shù)據(jù)線供給灰度電壓信號。
另外，由于掃描線961以及數(shù)據(jù)線962，具有各自的布線電阻、和彼此的交叉部中所產(chǎn)生的電容以及由對向基板電極之間所夾持的液晶電容等引起的大的布線電容，因此門驅(qū)動器970與數(shù)據(jù)驅(qū)動器980分別需要高驅(qū)動能力，畫面大小或分辨率越高，就需要越高的驅(qū)動能力。
門驅(qū)動器970，只要供給至少2值的掃描信號即可，與此相對，數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，需要用對應于灰度數(shù)的多值等級的灰度電壓信號來驅(qū)動數(shù)據(jù)線。因此，數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，具有由將影像數(shù)據(jù)變換成灰度電壓信號的解碼器、與將該灰度電壓信號放大并輸出給數(shù)據(jù)線962的運算放大器所構(gòu)成的數(shù)字·模擬變換電路(DAC)。
最近，液晶顯示裝置中，高像質(zhì)化(多色化)不斷發(fā)展，至少26萬色(RGB各6位影像數(shù)據(jù))、甚至2680萬色(RGB各8位影像數(shù)據(jù))以上的需要不斷高漲。
因此，輸出對應多位影像數(shù)據(jù)的灰度電壓信號的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，不但需要極高精度的電壓輸出，還成為增加處理影像數(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，導致成本增高的要因。
后述的專利文獻1中提出了即使多位化也能夠抑制數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI的芯片面積的增加的結(jié)構(gòu)。圖36為后述的專利文獻1所提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的構(gòu)成之一例(對應于后述的專利文獻1的第16圖)。
參照圖36，該數(shù)據(jù)驅(qū)動器具有鎖存器地址選擇器981、鎖存器982、灰度電壓發(fā)生電路986、解碼器987、以及放大電路988。
鎖存器地址選擇器981，根據(jù)時鐘信號CLK決定數(shù)據(jù)鎖存的定時。
鎖存器982根據(jù)由鎖存器地址選擇器981所決定的定時，鎖存影像數(shù)字數(shù)據(jù)，并對應于STB信號(選通信號)，將數(shù)據(jù)一起輸出給各個解碼器987。
灰度電壓產(chǎn)生電路986，每隔2灰度生成灰度電壓，并將解碼器987的灰度電壓線數(shù)，削減為以往(以后述的專利文獻1申請時為基準)的約1/2。
解碼器987根據(jù)影像數(shù)據(jù)，選擇兩個灰度電壓輸出給放大電路988。放大電路988能夠?qū)⑺斎氲膬蓚€灰度電壓，以及兩個灰度電壓的中間的灰度電壓放大并輸出。
后述的專利文獻1中所述的結(jié)構(gòu)，具有輸入兩個灰度電壓、并輸出兩個灰度電壓的一方及其中間電壓的放大電路988，通過這樣，能夠?qū)⒔獯a器987的灰度電壓線數(shù)削減至1半，削減解碼器987的電路規(guī)模，目的在于實現(xiàn)省面積化也即低成本化。因此，能夠針對影像數(shù)據(jù)信號的多位化，抑制數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI的芯片面積的增加。
另外，提出了如后述的專利文獻1的第5(b)圖所示的結(jié)構(gòu)，作為放大電路988中的優(yōu)選的放大器。后述的專利文獻1的第5(b)圖中所示的結(jié)構(gòu)中，差動對的輸出為被二極管連接的電流反射鏡的輸入端，可認為是不能作為差動放大器發(fā)揮功能的結(jié)構(gòu)，而放大電路988的特征在于，晶體管極性不同，推測為后述的專利文獻3的第15圖的85-1所示的放大器(根據(jù)本發(fā)明人的討論)。
另外，后述的專利文獻2提出了針對多位化實現(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2，液晶顯示裝置的驅(qū)動方法中，從放大電路中每給定周期，將加有偏移電壓的影像信號電壓、與被減去偏移電壓的影像信號電壓，交替輸出給影像信號線(數(shù)據(jù)線)，通過這樣，能夠抵消偏移所引起的液晶顯示裝置的亮度上升及下降，提高顯示品質(zhì)。
后述的專利文獻2中，公布了電壓跟隨電路的實施例來作為實現(xiàn)上述驅(qū)動方法的電路，但電壓跟隨電路的放大電路中無法實現(xiàn)省面積化。因此，后述專利文獻3中，提出了在后述專利文獻1所提出的、輸入兩個灰度電壓并輸出兩個灰度電壓的一方及其中間電壓的放大電路中，實現(xiàn)專利文獻2的驅(qū)動方法的結(jié)構(gòu)。
圖37為后述的專利文獻3所提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出部的放大電路構(gòu)成之一例(對應后述專利文獻3的第15圖)。參照圖37，構(gòu)成為具有放大器85-1與開關(guān)電路42。放大器85-1中，構(gòu)成第2差動對的晶體管Q14、Q13，與構(gòu)成第1差動對的晶體管Q11、Q12分別并聯(lián)連接，第1、第2差動對，由公共的電流源Q1驅(qū)動，各個差動對的輸出對中，公共連接有電流反射鏡(Q3、Q4)作為負載電路。電流反射鏡(Q3、Q4)的輸出端(晶體管Q4的漏極)、與晶體管Q12、Q13的公共連接點為差動段的輸出，并輸入給放大晶體管Q5的柵極。晶體管Q12、Q13的柵極為同相輸入端，晶體管Q11、Q14的柵極成為反相輸入端。這里，放大器85-1的晶體管Q11、Q14的柵極與輸出端OUT相連接，給晶體管Q12、Q13的柵極輸入兩個灰度電壓后，就能夠從輸出端OUT輸出兩個灰度電壓的中間電壓。
這樣構(gòu)成的放大器，·在兩個輸入灰度電壓為同一電壓時，輸出電壓與輸入灰度電壓相等·在兩個輸入灰度電壓不同時，輸出電壓為兩個輸入灰度電壓的中間電壓。
也即，這樣的放大器，適于作為圖36的放大電路988。
根據(jù)后述的專利文獻3，放大器85-1的各差動輸入端、與分別被輸入了第1及第2灰度電壓的端子IN1、IN2及輸出端OUT之間的連接，由開關(guān)電路42進行控制，并以給定的周期切換以下狀態(tài)·晶體管Q12、Q13的柵極分別與IN1、IN2相連接，晶體管Q11、Q14的柵極與OUT相連接的第1狀態(tài)；·晶體管Q12、Q13的柵極分別與IN2、IN1相連接，晶體管Q11、Q14的柵極與OUT相連接的第2狀態(tài)；
·晶體管Q11、Q14的柵極分別與IN1、IN2相連接，晶體管Q12、Q13的柵極與OUT相連接的第3狀態(tài)；·晶體管Q11、Q14的柵極分別與IN2、IN1相連接，晶體管Q12、Q13的柵極與OUT相連接的第4狀態(tài)。
通過周期進行這樣的4個狀態(tài)的切換，使得構(gòu)成放大器85-1的晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏移，被時間平均化從而消除。
但是，第3、第4狀態(tài)中，由于反相輸入端被輸入兩個灰度電壓，因此可以推測無法正確輸出所期望的電壓。圖37的情況下，可以推測對于第1、第2狀態(tài)的切換而言，對輸出偏移的消除有一定的效果。
專利文獻1特開2001-34234公報(第5圖，第16圖)專利文獻2特開平11-249623公報專利文獻3特開2001-343948公報(第15圖)有人指出圖37中所示的放大器85-1存在以下問題在上述第1或第2狀態(tài)中，輸出兩個輸入灰度電壓的中間電壓的情況下，若兩個輸入值的電壓差較大，則不為中間的電壓，電壓會偏向兩個輸入電壓的一方的電壓值(第1問題)(參照上述專利文獻1的第13頁，段落 的內(nèi)容)。
另外，本發(fā)明人對圖37的放大器85-1(公開在上述專利文獻3等中)的特性進行研究，并對放大器85-1的問題進行了討論，以下進行說明。
圖38為對圖37的放大器85-1在上述第1或第2狀態(tài)下，輸出兩個灰度電壓IN1、IN2的中間電壓作為Vout時的作用進行說明的圖。下面對照圖38進行說明。
設(shè)放大器85-1的兩個差動對(Q11、Q12)、(Q13、Q14)的各個晶體管，分別為相同大小，晶體管Q11、Q12、Q13、Q14中所流通的電流分別為I11、I12、I13、I14。圖38中示出了電壓IN1、IN2為IN1＜IN2的情況下的例子。圖38為表示漏極·源極間電流Ids的絕對值(縱軸)、與差動對的各個晶體管的柵極電壓V(橫軸)之間的關(guān)系的圖，示出了晶體管Q11～Q14的特性曲線(|Ids|-Vg特性)。
兩個差動對(Q11、Q12)、(Q13、Q14)，由于源極被公共連接，晶體管大小也相同，因此兩個差動對的各個晶體管，在圖38所示的公共的特性曲線上，具有動作點。而且，由于電流反射鏡(Q3、Q4)的輸入輸出電流彼此相等，因此兩個差動對的各個晶體管中所流通的電流，滿足下式的關(guān)系。
I11+I14＝I12+I13另外，晶體管Q11、Q14，由于源極、漏極為公共，且柵極也被公共連接在輸出端OUT上，因此各自中所流通的電流相等，下式成立。
I11＝I14根據(jù)上述兩個關(guān)系式，晶體管Q11、Q14中分別所流通的電流I11、I14，為將晶體管Q12、Q13中分別所流通的電流I12和I13二等分的大小，與其相對應的電壓為Vout。
由于晶體管的特性曲線基本為2次曲線，因此從圖38可以得知，在電壓IN1、IN2的電壓差較小時，特性曲線能夠近似直線，因此電壓Vout為IN1、IN2的二等分電壓(中間電壓)。
但是，隨著電壓IN1、IN2的電壓差增大，電壓Vout向低電位側(cè)的電壓IN1移位。
因此存在的問題是圖37的放大器85-1中，即使在沒有晶體管的閾值偏差時，能夠高精度輸出兩個灰度電壓的中間電壓，也僅限于兩個輸入值的電壓差非常小的情況。
另外，存在的問題是圖36的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，在使用圖37的放大器85-1的情況下，解碼器987的灰度電壓線數(shù)的削減，以以往解碼器的1/2為界限，無法削減其以上的灰度電壓線數(shù)來實現(xiàn)省面積化。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種差動放大器，能夠?qū)蓚€不同的輸入電壓，輸出4個不同的電壓，并且即使兩個輸入電壓的電壓差較大，也能夠高精度輸出。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種差動放大器及其驅(qū)動方法，能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的差動放大器，將因晶體管的特性偏差所引起的輸出偏移，通過時間平均化來有效地消除。
本發(fā)明的目的還在于，提供一種省面積的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，通過使用能夠在大電壓范圍內(nèi)高精度輸出電壓的差動放大器，能夠大幅削減灰度電壓線數(shù)，且還能夠大幅削減解碼器的元件數(shù)。
另外，本發(fā)明的目的還在于，提供一種顯示裝置，不但能夠低成本化，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動器的安裝中的窄邊化。
本申請所公布的發(fā)明，為解決上述問題，概要采用以下構(gòu)成。
本發(fā)明中的差動放大器，具有輸出對與公共的負載電路相連接，分別由對應的電流源驅(qū)動的第1及第2差動對；以及放大段，其接收上述第1及第2差動對的輸出對的連接點對的至少1個連接點的信號作為輸入，并從輸出端輸出差動放大器的輸出信號，上述輸出信號被反饋輸入給上述第1及第2差動對的輸入對的輸入之一，上述第1及第2差動對的輸入對的另一個輸入中，被輸入第1及第2輸入信號，并且具有切換電路，其關(guān)于給上述第1及第2差動對的輸入對的信號的輸入組合，切換至少兩個狀態(tài)。更詳細來說，本發(fā)明中的差動放大器，具有輸入信號的第1及第2端子；輸出信號的第3端子；第1及第2差動對，各自具有輸入對及輸出對，由對應的電流源分別驅(qū)動；與所述第1及第2差動對的各個輸出對相連接的負載電路；以及，放大段，其接收上述負載電路與上述第1及第2差動對的輸出對的連接點對的至少1個連接點的信號作為輸入，且輸出與上述第3端子相連接，還具有連接切換電路，其對第1連接狀態(tài)與第2連接狀態(tài)進行切換控制，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第2端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第3端子及上述第1端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第2端子及上述第1端子相連接。
本發(fā)明中的差動放大器，還可構(gòu)成為，具有輸入信號的第1及第2端子；輸出信號的第3端子；第1及第2差動對，各自具有輸入對及輸出對，由對應的電流源分別驅(qū)動；與所述第1及第2差動對的各個輸出對相連接的負載電路；以及，放大段，其接收上述負載電路與上述第1及第2差動對的輸出對的連接點對的至少1個連接點的信號作為輸入，輸出與上述第3端子相連接；還具有連接切換電路，其對第1連接狀態(tài)與第2連接狀態(tài)進行切換控制，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第2端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第2端子及上述第1端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第3端子及上述第1端子相連接。
根據(jù)本發(fā)明，還可以采用下述構(gòu)成。另外，括號內(nèi)的參考符號僅僅用來讓本發(fā)明的構(gòu)成較為明確，并不對本發(fā)明進行限定。
本發(fā)明的第1方面中的差動放大器(圖1、圖3共用；圖1的第2差動對為圖3的第1差動對)具有分別輸入兩個信號電壓的第1及第2端子(T1、T2)、將輸出信號輸出的第3端子(3)；第1及第2差動對，其分別由一端與第1電源相連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其連接在上述第1、第2差動對的輸出對與第2電源之間，合成上述第1、第2差動對的輸出電流，并輸出基于該合成電流的電壓；以及，連接在上述電流電壓變換電路的輸出端與輸出上述輸出信號(Vout)的端子之間的放大電路(109)，并且具有連接切換電路，其周期性地對第1連接狀態(tài)和第2連接狀態(tài)進行切換，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第2端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第3端子和上述第1端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第2端子和上述第1端子相連接。
本發(fā)明中，上述連接切換電路具有分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第3端子之間的第1及第2開關(guān)；
分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第2及第1端子之間的第3及第4開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第2端子之間的第5及第6開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第3及第1端子之間的第7及第8開關(guān)。
本發(fā)明中，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1、第3、第5、及第7開關(guān)分別接通，上述第2、第4、第6、及第8開關(guān)分別斷開；上述第2連接狀態(tài)中，上述第1、第3、第5、及第7開關(guān)分別斷開，上述第2、第4、第6、及第8開關(guān)分別接通。
本發(fā)明的第1方面中的差動放大器(圖5、圖7共用；圖5的第2差動對為圖7的第1差動對)具有分別輸入兩個信號電壓的第1及第2端子(T1、T2)、將輸出信號輸出的第3端子(3)；第1及第2差動對，其分別由一端與第1電源相連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其連接在上述第1、第2差動對的輸出對與第2電源之間，合成上述第1、第2差動對的輸出電流，并輸出基于該合成電流的電壓；以及，連接在上述電流電壓變換電路的輸出端與輸出上述輸出信號(Vout)的端子之間的放大電路(109)，并且具有連接切換電路，其周期性地對第1連接狀態(tài)和第2連接狀態(tài)進行切換，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第2端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第2端子和上述第1端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第3端子和上述第1端子相連接。
本發(fā)明中，上述連接切換電路具有
分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第2端子之間的第1及第2開關(guān)；分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第2及第1端子之間的第3及第4開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第3端子之間的第5及第6開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第3及第1端子之間的第7及第8開關(guān)。
本發(fā)明中，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1、第3、第5、及第7開關(guān)分別接通，上述第2、第4、第6、及第8開關(guān)分別斷開；上述第2連接狀態(tài)中，上述第1、第3、第5、及第7開關(guān)分別斷開，上述第2、第4、第6、及第8開關(guān)分別接通。
本發(fā)明的第1方面中的差動放大器(圖9)具有分別輸入兩個信號電壓的第1及第2端子(T1、T2)、將輸出信號輸出的第3端子(3)；第1及第2差動對，其分別由一端與第1電源相連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其連接在上述第1、第2差動對的輸出對與第2電源之間，合成上述第1、第2差動對的輸出電流，并輸出基于該合成電流的電壓；以及，連接在上述電流電壓變換電路的輸出端與輸出上述輸出信號(Vout)的端子之間的放大電路(109)，并且具有連接切換電路，其對第1連接狀態(tài)至第4連接狀態(tài)進行切換，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第2端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第3端子和上述第1端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第2端子和上述第1端子相連接，上述第3連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第3端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第2端子相連接，上述第4連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第2端子和上述第1端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第3端子和上述第1端子相連接。
本發(fā)明中，上述連接切換電路具有分別連接在上述第1差動對的輸入對的第1輸入、與上述第1、第2、第3端子之間的第1、第2、第3開關(guān)；分別連接在上述第1差動對的輸入對的第2輸入、與上述第1、第2、第3端子之間的第4、第5、第6開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的第1輸入、與上述第1、第2、第3端子之間的第7、第8、第9開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的第2輸入，與上述第1、第2、第3端子之間的第10、第11、第12開關(guān)。
本發(fā)明中，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1、第5、第7、及第12開關(guān)分別接通，其他開關(guān)分別斷開；上述第2連接狀態(tài)中，上述第3、第4、第8、及第10開關(guān)分別接通，其他開關(guān)分別斷開；上述第3連接狀態(tài)中，上述第1、第6、第7、及第11開關(guān)分別接通，其他開關(guān)分別斷開；上述第4連接狀態(tài)中，上述第2、第4、第9、及第10開關(guān)分別接通，其他開關(guān)分別斷開。
本發(fā)明中，上述兩個輸入信號，為輸入給上述第1端子的第1輸入信號(V(T1))、和輸入給上述第2端子的第2輸入信號(V(T2))，上述輸出信號(Vout)，為以給定比率對上述第1輸入信號(V(T1))與上述第2輸入信號(V(T2))進行外插(外分)所得到的電壓。本發(fā)明中，上述給定的比率例如為1比2。
本發(fā)明中的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，根據(jù)輸入的數(shù)字數(shù)據(jù)信號對數(shù)據(jù)線進行驅(qū)動，具有上述差動放大器。還具有驅(qū)動上述多個數(shù)據(jù)線的多個上述差動放大器、以及對各個上述連接切換電路進行控制的連接切換信號，上述多個差動放大器，被分為第1及第2組；上述連接切換信號構(gòu)成為，在將上述第1組的上述差動放大器控制為上述第1連接狀態(tài)時，將上述第2組的上述差動放大器控制為上述第2連接狀態(tài)；在將上述第1組的上述差動放大器控制為上述第2連接狀態(tài)時，將上述第2組的上述差動放大器控制為上述第1連接狀態(tài)。
本發(fā)明中的顯示裝置，具有包含上述差動放大器的數(shù)據(jù)驅(qū)動器、以及顯示面板，根據(jù)上述數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出信號，驅(qū)動上述顯示面板的數(shù)據(jù)線。
本發(fā)明中的顯示裝置，具有在一個方向上互相平行延伸的多根數(shù)據(jù)線；在垂直于上述一個方向的方向上互相平行延伸的多根掃描線；以及，矩陣狀設(shè)置在上述多根數(shù)據(jù)線與上述多根掃描線的交叉部中的多個像素電極，并具有多個晶體管，其分別對應上述多個像素電極，漏極以及源極的第1輸入與對應的上述像素電極相連接，上述漏極與源極的第2輸入與對應的上述數(shù)據(jù)線相連接，柵極與對應的上述掃描線相連接，并具備將掃描信號分別提供給上述多個掃描線的門驅(qū)動器；以及，將對應于輸入數(shù)據(jù)的灰度信號分別提供給上述多個數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，上述數(shù)據(jù)驅(qū)動器，由上述顯示裝置用的數(shù)據(jù)驅(qū)動器構(gòu)成。
通過本發(fā)明中的差動放大器，能夠?qū)蓚€不同的輸入電壓，輸出4個不同的電壓，且即使兩個輸入電壓的電壓差較大，也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度輸出。
通過本發(fā)明中的差動放大器，能夠通過時間平均化，來有效地消除因晶體管的特性偏差所引起的輸出偏移。
根據(jù)本發(fā)明，通過使用能夠以大的電壓范圍高精度進行電壓輸出的上述差動放大器，能夠?qū)崿F(xiàn)一種大幅削減了參考電壓數(shù)，且能夠大幅削減解碼器的元件數(shù)的、省面積的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。
另外，通過本發(fā)明，還能夠?qū)崿F(xiàn)一種不但可節(jié)省數(shù)據(jù)驅(qū)動器的面積、實現(xiàn)低成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動器的安裝中的窄邊化的顯示裝置。


圖1為表示本發(fā)明的第1實施例的差動放大器的圖。
圖2為表示圖1的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法的圖。
圖3為表示本發(fā)明的第2實施例的差動放大器的圖。
圖4為表示圖3的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法的圖。
圖5為表示本發(fā)明的第3實施例的差動放大器的圖。
圖6為表示圖5的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法的圖。
圖7為表示本發(fā)明的第4實施例的差動放大器的圖。
圖8為表示圖7的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法的圖。
圖9為表示本發(fā)明的第5實施例的差動放大器的圖。
圖10為表示圖9的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法的圖。
圖11為表示圖2、圖6的第1期間的圖1、圖5的差動放大器的等價電路的圖。
圖12為表示圖2、圖8的第2期間的圖1、圖7的差動放大器的等價電路的圖。
圖13為表示圖4、圖8的第1期間的圖3、圖7的差動放大器的等價電路的圖。
圖14為表示圖4、圖6的第1期間的圖3、圖5的差動放大器的等價電路的圖。
圖15為表示Vt偏差的情況下的圖11的電路的作用的圖。
圖16為表示Vt偏差的情況下的圖12的電路的作用的圖。
圖17為表示Vt偏差的情況下的圖13的電路的作用的圖。
圖18為表示Vt偏差的情況下的圖14的電路的作用的圖。
圖19為表示特性曲線的斜率偏差的情況下的圖11的電路的作用的圖。
圖20為表示特性曲線的斜率偏差的情況下的圖12的電路的作用的圖。
圖21為表示特性曲線的斜率偏差的情況下的圖13的電路的作用的圖。
圖22為表示特性曲線的斜率偏差的情況下的圖14的電路的作用的圖。
圖23為表示電流源的電流偏差的情況下的圖11的電路的作用的圖。
圖24為表示電流源的電流偏差的情況下的圖12的電路的作用的圖。
圖25為表示電流源的電流偏差的情況下的圖13的電路的作用的圖。
圖26為表示電流源的電流偏差的情況下的圖14的電路的作用的圖。
圖27為表示電流反射鏡的電流偏差的情況下的圖11的電路的作用的圖。
圖28為表示電流反射鏡的電流偏差的情況下的圖12的電路的作用的圖。
圖29為表示電流反射鏡的電流偏差的情況下的圖13的電路的作用的圖。
圖30為表示電流反射鏡的電流偏差的情況下的圖14的電路的作用的圖。
圖31為表示使用本發(fā)明的差動放大器的數(shù)字·模擬變換器的實施例的結(jié)構(gòu)的圖。
圖32為表示有源矩陣驅(qū)動方式的顯示裝置的典型構(gòu)成的圖。
圖33為用于說明圖11的差動放大器的動作的圖。
圖34為表示圖11的差動放大器中的輸出輸出電平、參考電壓、輸入電平的對應的圖。
圖35為表示有源矩陣驅(qū)動方式的顯示裝置的典型結(jié)構(gòu)的圖。
圖36為專利文獻1中所提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)的一例(對應專利文獻1的第16圖)。
圖37為專利文獻3中所提出的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出部的放大電路的結(jié)構(gòu)的一例(對應專利文獻3的第15圖)。
圖38為用于說明圖37的放大器85-1在上述第1或第1狀態(tài)下，輸出兩個灰度電壓IN1、IN2的中間電壓作為Vout時的作用的圖。
圖39為通過等價電路表示EL顯示裝置中的像素部950(1像素)的主要結(jié)構(gòu)的圖。
圖40為表示為了確認本發(fā)明的效果所進行的仿真結(jié)果的圖。
圖41為表示為了確認本發(fā)明的效果所進行的仿真結(jié)果的圖。
圖42為表示圖1的變形例的圖。
圖43為表示應用于數(shù)據(jù)驅(qū)動器的圖1的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法的圖。
圖中3-輸出端子，10-放大電路，20-解碼器，30-參考電壓發(fā)生電路，40-鎖存器地址選擇器，42-開關(guān)電路，50-鎖存器，85-1-放大電路，101～104-n溝道晶體管，109-放大段，111、112-p溝道晶體管，113、114-電流源，121～123、123A、123B、124、124A、124B、131～138、141～148、151～158、161～168、172、173、176、177-開關(guān)，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-公用電極，956-EL元件(發(fā)光二極管)、957-電容器，958、959-電源端子，960-顯示部，961-掃描線，962-數(shù)據(jù)線，970-門驅(qū)動器，980-數(shù)據(jù)驅(qū)動器，981-鎖存器地址選擇器，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-輸入端子。
具體實施例方式
對本發(fā)明的實施方式進行說明。本發(fā)明的一實施方式中的差動放大器，具有由分別對應的電流源(113、114)驅(qū)動，輸出對與公共的負載電路(111、112)相連接而構(gòu)成的第1及第2差動對(101、102)、(103、104)；以及，輸入和輸出分別與負載電路、第1及第2差動對的輸出對的連接點的至少1個、以及輸出端子(3)相連接的放大段(109)，并且具有連接切換電路(開關(guān)151～158)，切換控制第1連接狀態(tài)和第2連接狀態(tài)。其中，第1連接狀態(tài)中，第1差動對(101、102)的第1及第2輸入分別與第1及第2輸入端子(T1、T2)相連接，且第2差動對(103、104)的第1及第2輸入分別與第1輸入端子及輸出端子(T1、3)相連接。第2連接狀態(tài)中，第1差動對(101、102)的第1及第2輸入分別與輸出端子及上述第1輸入端子(3、T1)相連接，且第2差動對(103、104)的第1及第2輸入分別與第2輸入端子及上述第1輸入端子(T2、T1)相連接。
本發(fā)明中，使用如圖11所示的差動放大器，作為能夠?qū)蓚€不同的輸入電壓輸出4個不同的電壓的差動放大器(放大器)。以下，對圖11的差動放大器進行說明。
圖11是能夠?qū)⒎謩e提供給端子T1、T2的兩個電壓V(T1)、V(T2)，以1比2的比率進行外插(外分)，并將所得電壓放大輸出的差動放大器(本申請發(fā)明人的特愿2003-365639號；本申請?zhí)岢鰰r尚未公開)。
圖11為示出上述第1連接狀態(tài)中的等價電路的圖，具有輸入對的一方分別與端子T1相連接的兩個差動對(101、102)、(103、104)，且輸入對的另一方分別與端子T2及輸出端子3相連接。具體的說，具有輸出對被與成為負載電路的電流反射鏡(由晶體管111、112構(gòu)成)公共連接的兩個差動對(差動晶體管對101、102、電流源晶體管113、差動晶體管對103、104、以及電流源晶體管114)，構(gòu)成差動對(101、102)的同相輸入與反相輸入的晶體管101、102的柵極，與端子T1及端子T2相連接，差動對(103、104)的同相輸入與反相輸入(晶體管103、104的柵極)，與端子T1及輸出端子3相連接，放大器109，被輸入電流反射鏡(111、112)的輸出端(晶體管111、101、103的連接點)的電壓，輸出端與輸出端子3相連接。
圖11中，兩對差動晶體管對由相同大小的晶體管構(gòu)成，在將驅(qū)動各個差動對的電流源(113、114)也設(shè)為相等的情況下，能夠?qū)﹄妷篤(T1)與V(T2)以1比2的比率進行外插，并將所得電壓作為輸出電壓Vout輸出。
對照圖33對該作用進行說明。圖33為說明V(T1)≥V(T2)的情況下的作用的圖。圖33在漏極·源極間電流Ids與柵極電壓V的關(guān)系圖中，示出了晶體管101、102的特性曲線1與晶體管103、104的特性曲線2。這些特性曲線，公知一般為近似2次曲線。而且，各個晶體管的動作點，位于各個特性曲線上。另外，通過讓兩個差動對各自的源極電位分別變化，使得兩個特性曲線只在橫軸方向上錯開。
設(shè)兩個差動對的各個晶體管101、102、103、104，分別為同一尺寸(size)，電流源113、114中流通的電流也相同。
設(shè)對應于晶體管101、102、103、104的各個動作點a、b、c、d的電流(漏極·源極間電流)，分別為Ia、Ib、Ic、Id，則作為圖11中的各個晶體管的電流的關(guān)系，下式(1)、(2)成立。
Ia+Ib＝Ic+Id…(1)Ia+Ic＝Ib+Id…(2)
這里，(1)式為根據(jù)電流源113、114中流通的電流相等所導出的式子，(2)式為根據(jù)電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流相等所導出的式子。
求解上述關(guān)系式，導出下式(3)。
Ia＝Id，Ib＝Ic…(3)根據(jù)式(3)，4個動作點a、b、c、d如圖33所示確定。
晶體管101、103的動作點a、c，相對圖33的橫軸V，V＝V(T1)是公共的。另外，由于連接動作點的線段ad與線段bc相等，因此輸出電壓Vout，成為以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)得到的電壓。
雖然圖33為示出V(T1)≥V(T2)的情況下的作用的圖，但在V(T1)≤V(T2)的情況下也一樣，輸出電壓Vout，成為以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)得到的電壓。而且，該輸入輸出電壓的關(guān)系通過下式表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2) …(4)另外，對于圖33中所示的作用而言，即使在兩個電壓V(T1)、V(T2)的電壓差較大的情況下也成立，因此圖11的差動放大器能夠?qū)崿F(xiàn)高精度輸出。
接下來，對照圖34對圖11的差動放大器的輸入輸出特性進行說明。圖34(A)，為圖11的差動放大器根據(jù)兩個不同的參考電壓輸出4個電壓電平時的輸入輸出電壓電平對應圖。
如果包括重復從兩個參考電壓中進行選擇，作為圖11的差動放大器的輸入電壓V(T1)、V(T2)，則通過式(4)能夠得到4個電壓電平。然后，將這兩個參考電壓設(shè)為第2、第3電平V2、V3后，能夠令4個電壓電平為線性輸出。兩個參考電壓的選擇，能夠根據(jù)2位數(shù)據(jù)(B2、B1)來進行。
圖34(A)示出了輸出電壓電平、2位數(shù)據(jù)(B2、B1)的數(shù)據(jù)、以及選擇為V(T1)、V(T2)的參考電壓V2、V3的組合的關(guān)系。另外，圖34的輸入輸出電平對應表中，電平欄表示輸出電平，其電壓電平通過在記號V之后添加電平數(shù)來表示。具體的說，在根據(jù)2位數(shù)據(jù)(B2、B1)分別選擇(V2、V3)、(V2、V2)、(V3、V3)、(V3、V2)作為(V(T1)、V(T2))時，根據(jù)式(4)，輸出電壓Vout分別為V1、V2、V3、V4，可以確認能夠根據(jù)兩個參考電壓V2、V3，輸出4個線性電壓。
接下來，圖34(B)為表示根據(jù)4位數(shù)據(jù)(B4、B3、B2、B1)選擇輸出16個電壓電平的情況下的輸入輸出電平的對應的輸入輸出電平對應圖。圖34(B)中，如果將4個參考電壓設(shè)為第6、第7、第10、第11電平V6、V7、V10、V11，則能夠令16個電壓電平為線性輸出。
然后，如果將包括重復從圖34(B)所示的4個參考電壓(V6、V7、V10、V11)選擇出的兩個電壓(V(T1)、V(T2))，帶入(4)式，則能夠得到V1至V16的輸出電壓Vout，可以確認能夠根據(jù)4個參考電壓(V6、V7、V10、V11)，輸出16個線性電壓。
以上，圖34(A)、圖34(B)分別示出了參考電壓為2個(2位數(shù)據(jù)輸入)、4個(4位數(shù)據(jù)輸入)的情況下的輸入輸出電平的關(guān)系，而如果將其擴展為多個參考電壓，則可通過根據(jù)2K位數(shù)據(jù)(B(2K)，B(2K-1)，…，B3，B2，B1)選擇2K個參考電壓，能夠輸出4K個電壓電平。
另外，在令這4K個電壓電平為線性輸出的情況下，2K個參考電壓VREF的設(shè)定通過下式來進行。
VRFF＝1+(ε0·40)+(ε1·41)+(ε2·42)+…+(εK-1·4K-1)=1+Σx=0K-1(ϵX·4X)]]>其中，εX＝1，2 …(5)如上所述，通過使用圖11的差動放大器，能夠相對輸出電壓數(shù)大幅削減參考電壓數(shù)(相當于由圖36的灰度電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的灰度數(shù))，從而還能夠大幅削減選擇它的解碼器的晶體管數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)大幅省面積化(關(guān)于使用這樣的圖11的差動放大器的數(shù)字·模擬變換器以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器，本發(fā)明人已在特愿2003-365640號中提出)。
本發(fā)明，由于在實用水平上實現(xiàn)了上述圖11的差動放大器的性能及效果，因此即使晶體管的特性存在偏差，也能夠得到同樣的作用效果。
圖12的電路結(jié)構(gòu)，為第2連接狀態(tài)中的等價電路，將圖11的差動對(101、102)與差動對(103、104)的輸入信號與輸出進行了交換。也即，晶體管101、102的柵極，分別作為差動對(101、102)的反相輸入與同相輸入，與輸出端子3及端子T1相連接，晶體管103、104的柵極，分別作為差動對(103、104)的反相輸入與同相輸入，與端子T2及端子T1相連接。另外，電流反射鏡(111、112)，其晶體管111、112的漏極分別作為輸入端以及輸出端，輸出端(晶體管112、102、104的連接點)的電壓被輸入給放大器109。圖12也與圖11一樣，也表示的是能以1對2的比率對端子T1、T2的電壓V(T1)、V(T2)進行外分(外插)，并將所得電壓放大輸出的差動放大器。圖12的結(jié)構(gòu)下，即使V(T1)、V(T2)的電壓差較大，也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度輸出。另外，與圖34所示的輸入輸出電平相對應。本發(fā)明的一個實施方式的差動放大器，具有對圖11與圖12的結(jié)構(gòu)進行交替切換控制的電路(開關(guān)121～124、開關(guān)151～158)。以下，按照幾個實施例進行說明。
實施例圖1為表示本發(fā)明的第1實施例的差動放大器的圖。參照圖1，本實施例的差動放大器具有源極公共連接且構(gòu)成第1差動對的n溝道晶體管101、102；源極公共連接且構(gòu)成第2差動對的n溝道晶體管103、104；連接在第1差動對(101、102)的公共源極與低電位電源VSS之間的恒流源113；連接在第2差動對(103、104)的公共源極與低電位電源VSS之間的恒流源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相連接，源極與高電壓電源VDD相連接，且柵極彼此連接的P溝道晶體管111、112；放大段109；連接在端子T1與n溝道晶體管101的柵極之間的開關(guān)151；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)152；連接在端子T2與n溝道晶體管102的柵極之間的開關(guān)153；連接在n溝道晶體管102的柵極與端子T1之間的開關(guān)154；連接在端子T1與n溝道晶體管103的柵極之間的開關(guān)155；連接在n溝道晶體管103的柵極與端子T2之間的開關(guān)156；連接在端子T1與n溝道晶體管104的柵極之間的開關(guān)158；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)157；連接在P溝道晶體管112的柵極與漏極之間的開關(guān)121；連接在P溝道晶體管111的柵極與漏極之間的開關(guān)122；連接在n溝道晶體管101的漏極、n溝道晶體管103的漏極、及P溝道晶體管111的漏極的連接點，與放大段109的輸入端之間的開關(guān)123；以及，連接在n溝道晶體管102的漏極、n溝道晶體管104的漏極、及P溝道晶體管112的漏極的連接點，與放大段109的輸入端之間的開關(guān)124。
圖2為表示圖1的差動放大器的各個開關(guān)121～124、151～158的接通·斷開(ON·OFF)控制方法的圖。以給定的周期切換第1及第2期間。圖2的第1及第2期間中的圖1的差動放大器，分別為如圖11、圖12所示的等價電路。
也即，圖2的第1期間中，將圖1的開關(guān)121、123、151、153、155、157接通，將開關(guān)122、124、152、154、156、158斷開時，成為圖11的等價電路。此時，第1差動對的晶體管101、102的柵極，分別與輸入端子T1、T2相連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極，分別與輸入端子T1、輸出端子3相連接，構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112之中，晶體管112構(gòu)成輸入側(cè)，其柵極與漏極相連接，并且連接在晶體管102、104的漏極的連接點上，輸出側(cè)的晶體管111的漏極，與晶體管101、103的漏極的連接點相連接，并與放大段109的輸入端相連接。
另外，圖2的第2期間中，將圖1的開關(guān)121、123、151、153、155、157斷開，將開關(guān)122、124、152、154、156、158接通時，成為圖12的等價電路。此時，第1差動對的晶體管101、102的柵極，分別與輸出端子3、輸入端子T1相連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極分別與T2、T1相連接。構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112之中，構(gòu)成輸入側(cè)的晶體管111的柵極與漏極相連接，并且連接在晶體管101、103的漏極的連接點上，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的漏極的連接點相連接，并與放大段109的輸入端相連接。
圖11、圖12均為如下這種差動放大器，其具有輸入對的一方分別與端子T1相連接的2個差動對，且輸入對的另一方分別與端子T2以及輸出端子相連接，并且能夠以1比2的比率對端子T1、T2的電壓V(T1)、V(T2)進行外分(外插)，并將所得電壓放大輸出。
另外，圖11、圖12中，雖然如果第1差動對(101、102)與第2差動對(103、104)，分別為沒有偏差的相同特性的晶體管，則彼此等價，但在晶體管特性中產(chǎn)生偏差的情況下，其作用各不相同。
晶體管特性的偏差，因半導體制造工序等而引起，產(chǎn)生晶體管的閾值偏差或特性曲線的偏斜等。
以下，對由圖1的差動放大器實現(xiàn)的、針對因晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏移(offset)的消除作用進行說明。另外，為了簡化說明，對第1差動對(101、102)與第2差動對(103、104)中、晶體管104的閾值，偏離其他晶體管的情況下的作用進行說明。另外，設(shè)電流源113、114以及電流反射鏡(111、112)沒有偏差。
以下的說明中，與圖33的說明相同，設(shè)晶體管101、102、103、104的各個晶體管大小相同，將對應于各個動作點a、b、c、d的電流(漏極·源極間電流)，分別設(shè)為Ia、Ib、Ic、Id，并對V(T1)≥V(T2)的情況下的作用進行說明。
圖15為表示圖11的電路的作用的圖。圖15在漏極·源極間電流Ids與柵極電壓V的關(guān)系圖中，示出了晶體管101、102的特性曲線1、晶體管103的特性曲線2、以及閾值電壓比其他晶體管增加了ΔVt的晶體管104的特性曲線3。各個晶體管的動作點位于各自的特性曲線上。另外，特性曲線1、特性曲線2以及3，通過分別變化兩個差動對的各個源極電位，來在橫軸方向上錯開。另外，特性曲線2與特性曲線3，在橫軸方向上錯開閾值電壓偏差ΔVt。另外，設(shè)不存在各個特性曲線的閾值電壓以外的偏差。
圖11中，對照圖33所說明的上述(1)、(2)、(3)式的關(guān)系成立，4個動作點a、b、c、d，如圖15所示確定。此時，晶體管101、103的動作點a、c，相對橫軸V均為V(T1)，晶體管102、104的動作點b、d，相對橫軸V分別為V(T2)、Vout。
另外，如果設(shè)通過動作點a、d的直線與特性曲線2的交點為e，則線段ed為ΔVt。
另外，由于連接動作點的線段ae與線段bc相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2將電壓V(T1)、V(T2)外插(外分)所得的電壓起，增加ΔVt所得到的電壓，通過下式(6)來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)+ΔVt …(6)
圖16為表示圖12的電路的作用的圖。圖12中，上述(1)、(2)、(3)式的關(guān)系成立，4個動作點a、b、c、d，如圖16所示確定。此時，晶體管102、104的動作點b、d，相對橫軸V均為V(T1)，晶體管101、103的動作點a、c，相對橫軸V分別為Vout、V(T2)。
另外，與圖15相同，如果設(shè)通過動作點a、d的直線與特性曲線2的交點為e，則線段de為ΔVt。
另外，由于連接動作點的線段ae與線段bc相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2將電壓V(T1)、V(T2)外插(外分)所得的電壓起，減少ΔVt所得到的電壓，通過下式(7)來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)-ΔVt …(7)如上所示，圖1的差動放大器，在晶體管104具有閾值偏差ΔVt時，在圖2的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(6)、(7)所示，產(chǎn)生了+ΔVt以及-ΔVt的偏移。
但是，本實施例中，通過以給定的周期重復圖2的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。雖然動作點以及偏移的方向與V(T1)≥V(T2)的情況下不同，但第1以及第2期間的輸出電壓Vout分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相等的偏移，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，雖然以上的說明中，對晶體管104的閾值偏差進行了說明，但在構(gòu)成兩個差動對的其他晶體管具有閾值偏差的情況下也一樣，能夠通過時間平均化來消除輸出偏移。
因此，圖1的差動放大器，即使在晶體管的閾值存在偏差的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)高電壓精度的輸出。
接下來，對本發(fā)明的另一實施例進行說明。圖3為表示本發(fā)明的第2實施例的差動放大器的圖。對照圖3，本實施例的差動放大器，與圖1中所示的上述實施例的差動放大器的不同點在于，連接在n溝道晶體管101、102、103、104的各個柵極與端子T1、T2及輸出端子3之間的開關(guān)不同。下面對照圖3，對與圖1中所示的差動放大器的不同點進行說明。本實施例，具有連接在端子T1與n溝道晶體管101的柵極之間的開關(guān)161；連接在端子T2與n溝道晶體管101的柵極之間的開關(guān)162；連接在端子T1與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的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)163；連接在端子T1與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的柵極與輸出端子3之間的開關(guān)166；連接在端子T1與n溝道晶體管104的柵極之間的開關(guān)168；以及，連接在n溝道晶體管104的柵極與端子T2之間的開關(guān)167，此外的結(jié)構(gòu)與圖1中所示的差動放大器相同。
圖4為表示圖3的差動放大器的各個開關(guān)121～124、161～168的接通·斷開控制方法的圖。以給定的周期切換第1及第2期間。圖4的第1及第2期間中的圖3的差動放大器，分別為如圖13、14所示的等價電路。
也即，圖4的第1期間中，將圖3的開關(guān)121、123、161、163、165、167接通，開關(guān)122、124、162、164、166、168斷開時，成為圖13的等價電路。此時，第1差動對的晶體管101、102的柵極，分別與輸入端子T1、輸出端子3相連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極，分別與輸入端子T1、T2相連接，構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112之中晶體管112，構(gòu)成輸入側(cè)，其柵極與漏極相連接，并連接在晶體管102、104的漏極的連接點上，電流反射鏡的輸出側(cè)的晶體管111的漏極，與晶體管101、103的漏極的連接點相連接，并與放大段109的輸入端相連接。
另外，圖4的第2期間中，將圖3的開關(guān)121、123、161、163、165、167斷開，開關(guān)122、124、162、164、166、168接通時成為圖14的等價電路。此時，第1差動對的晶體管101、102的柵極，分別與輸入端子T2、T1相連接，第2差動對的晶體管103、104的柵極，分別與輸出端子3、輸入端子T1相連接，構(gòu)成電流反射鏡的晶體管111、112之中，構(gòu)成輸入側(cè)的晶體管111的柵極與漏極相連接，并連接在晶體管101、103的漏極的連接點上，構(gòu)成輸出側(cè)的晶體管112的漏極與晶體管102、104的漏極的連接點相連接，并與放大段109的輸入端相連接。
圖13、圖14均為如下差動放大器，其具有輸入對的一方分別與端子T1相連接的2個差動對，且輸入對的另一方分別與端子T2以及輸出端子相連接，且能夠以1比2的比率將端子T1、T2的電壓V(T1)、V(T2)外分(外插)，并將所得電壓放大輸出。另外，圖13、圖14中，雖然如果第1差動對(101、102)與第2差動對(103、104)，分別為沒有偏差的相同特性的晶體管，則分別與圖11等價，但在晶體管特性中產(chǎn)生了偏差的情況下，其作用各不相同。
以下，對由圖3的差動放大器實現(xiàn)的、針對晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。另外，與圖1的作用說明一樣，對只有晶體管104的閾值偏離其他晶體管的情況下的作用進行說明，4個動作點a、b、c、d以及交點e的定義也相同，另外，設(shè)V(T1)≥V(T2)。
圖17為表示圖13的電路的作用的圖。圖13中，(1)、(2)、(3)式的關(guān)系成立，4個動作點a、b、c、d以及交點e如圖17所示確定。此時，晶體管101、103的動作點a、c，相對橫軸V均為V(T1)，晶體管102、104的動作點b、d，相對橫軸V分別為Vout、V(T2)。另外，線段de的長度為ΔVt。另外，由于線段ae與線段bc的長度相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2將電壓V(T1)、V(T2)外插(外分)所得的電壓起，增加ΔVt所得到的電壓，并通過式(6)來表示。
圖18為表示圖14的電路的作用的圖。圖14中，與(1)、(2)、(3)式相同的關(guān)系成立，4個動作點a、b、c、d以及交點e如圖18所示確定。此時，晶體管102、104的動作點b、d，相對橫軸V均為V(T1)，晶體管101、103的動作點a、c，相對橫軸V分別為V(T2)、Vout。另外，線段de的長度為ΔVt。另外，由于線段ae與線段bc的長度相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2將電壓V(T1)、V(T2)外插(外分)所得的電壓起，減少ΔVt所得到的電壓，并通過式(7)來表示。
如上所示，圖3的差動放大器，在晶體管104具有閾值偏差ΔVt時，在圖4的第1以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(6)、(7)所示，產(chǎn)生了+ΔVt或-ΔVt的偏移。
本實施例中，通過以給定的周期，重復交替切換圖4的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。第1以及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，雖然以上的說明中，對晶體管104的閾值偏差進行了說明，但在構(gòu)成兩個差動對的其他晶體管具有閾值偏差的情況下也一樣，能夠通過時間平均化來消除輸出偏移。
因此，圖3的差動放大器，即使在晶體管的閾值存在偏差的情況下，也能夠進行高電壓精度下的輸出。
圖5為表示本發(fā)明的第3實施例的差動放大器的圖。對照圖5，本實施例的差動放大器，與圖1中所示的差動放大器的不同在于，連接在n溝道晶體管101、102、103、104的各個柵極、端子T1、T2、及輸出端子3之間的開關(guān)不同。下面對照圖5，對與圖1中所示的差動放大器的不同點進行說明。本實施例，具有連接在端子T1與n溝道晶體管101的柵極之間的開關(guān)131；連接在n溝道晶體管101的柵極與端子T2之間的開關(guān)132；連接在端子T1與n溝道晶體管102的柵極之間的開關(guān)134；連接在n溝道晶體管102的柵極與端子T2之間的開關(guān)133；連接在端子T1與n溝道晶體管103的柵極之間的開關(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T1與n溝道晶體管104的柵極之間的開關(guān)138；以及，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，此外的結(jié)構(gòu)，與圖1中所示的差動放大器相同。
圖6為表示圖5的差動放大器的各個開關(guān)121～124、131～138的接通·斷開控制方法的圖。以給定的周期切換第1及第2期間。圖6的第1及第2期間中的圖5的差動放大器，分別為如圖11、圖14所示的等價電路。
也即，圖6的第1期間中，將圖5的開關(guān)121、123、131、133、135、137接通，開關(guān)122、124、132、134、136、138斷開時，成為圖11所示的等價電路(此時的連接狀態(tài)與說明書第20頁第9～16行相同)。
另外，圖6的第2期間中，圖5的開關(guān)121、123、131、133、135、137斷開(OFF)，開關(guān)122、124、132、134、136、138接通(ON)時成為圖14的等價電路(此時的連接狀態(tài)與說明書第23頁第20～27行相同)。
由圖5的差動放大器實現(xiàn)的、針對因晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏移的消除作用，與圖11、圖14的電路所涉及的、圖15、圖18的作用相同，如上所述，圖11、圖14的電路中，各個輸出電壓Vout，產(chǎn)生了彼此正負不同且大小相同的偏移。
因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。也即，圖5的差動放大器，即使在晶體管的閾值有偏差的情況下，也能夠進行高電壓精度的輸出。
圖7為表示本發(fā)明的第4實施例的差動放大器的圖。對照圖7，本實施例的差動放大器，與圖1中所示的差動放大器的不同在于，連接在n溝道晶體管101、102、103、104的各個柵極、端子T1、T2、及輸出端子3之間的開關(guān)不同。下面對照圖7，對與圖1中所示的差動放大器的不同點進行說明。本實施例，具有連接在端子T1與n溝道晶體管101的柵極之間的開關(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T1與n溝道晶體管102的柵極之間的開關(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與n溝道晶體管103的柵極之間的開關(guān)145；連接在n溝道晶體管103的柵極與端子T2之間的開關(guān)146；連接在端子T1與n溝道晶體管104的柵極之間的開關(guān)148；以及，連接在n溝道晶體管104的柵極與端子T2之間的開關(guān)147，此外的結(jié)構(gòu)，與圖1中所示的差動放大器相同。
圖8為表示圖7所示的差動放大器的各個開關(guān)121～124、141～148的接通·斷開控制方法的圖。以給定的周期切換第1及第2期間。圖8的第1及第2期間中的圖7的差動放大器，分別為如圖13、圖12所示的等價電路。
也即，圖8的第1期間中，將圖7的開關(guān)121、123、141、143、145、147接通，開關(guān)122、124、142、144、146、148斷開時，成為圖13所示的等價電路(此時的連接狀態(tài)與說明書第23頁第12～19行相同)。
另外，圖8的第2期間中，將圖7的開關(guān)121、123、141、143、145、147斷開，開關(guān)122、124、142、144、146、148接通時，成為圖12所示的等價電路(此時的連接狀態(tài)與說明書第20頁第17～24行相同)。
圖7所示的差動放大器中，針對因晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏移的消除作用，與圖13、圖12的電路所涉及的圖17、圖16的作用相同，如上所述，各個輸出電壓Vout，產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。
因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。也即，圖7的差動放大器，即使在晶體管的閾值有偏差的情況下，也能夠進行高電壓精度的輸出。
如上所述，圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器，能夠以1比2的比率對兩個輸入電壓V(T1)、V(T2)進行了外分(外插)，并將所得電壓放大輸出，并且能夠消除晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏移，從而能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器中，針對晶體管的特性曲線的斜率偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。另外，為了簡化說明，對以相同晶體管尺寸設(shè)計的第1差動對(101、102)與第2差動對(103、104)中，晶體管104的特性曲線的斜率偏離其他晶體管的情況下的作用進行說明，并設(shè)V(T1)≥V(T2)。
首先，對由圖1的差動放大器實現(xiàn)的、針對晶體管的特性曲線的斜率偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。圖1的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖2中所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖1的差動放大器的等價電路，也如圖11、圖12所示。
圖19為表示圖11的電路的作用的圖。圖19至圖22中，設(shè)特性曲線3，表現(xiàn)出的斜率比特性曲線2低，且沒有閾值偏差。特性曲線1、2以及各個動作點及交點等的定義，與圖15至圖18相同。
因此，4個動作點a、b、c、d以及交點e，如圖19所示確定。此時，如果設(shè)線段de為Vf1，則輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)的電壓起，增加Vf1所得到的電壓，通過下式(8)來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)+Vf1 …(8)圖20為表示圖12的電路的作用的圖。圖20中，4個動作點a、b、c、d以及交點e，如圖20所示確定。此時，如果設(shè)線段de的長度為近似Vf1，則輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)的電壓起，減少Vf1所得到的電壓，通過下式(9)來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)-Vf1…(9)另外，式(8)與式(9)的輸出偏移Vf1，嚴格來說不是同一個值。這是由于圖19與圖20中，雖然分別都確保式(3)的關(guān)系，但各個動作點的Ids的值稍有偏差。但是，圖19與圖20的作用中的各個動作點的Ids值的偏差非常小，可以將各個輸出偏移看作是幾乎相同的值Vf1。
如上所示，圖1的差動放大器，在晶體管104具有特性偏差(特性曲線的斜率偏差)時，在圖2的第1期間以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(8)、(9)所示，產(chǎn)生+Vf1或-Vf1的偏移。但是，通過以給定的周期重復圖2的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。雖然動作點以及偏移的正負、偏移的大小，與V(T1)≥V(T2)的情況下不同，但第1及第2期間的輸出電壓Vout，還是分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。
因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，以上的說明中，對晶體管104的特性曲線的斜率偏差進行了說明，但對于構(gòu)成兩個差動對的其他晶體管具有特性偏差的情況而言也是一樣，能夠通過時間平均化來消除輸出偏移。
因此，圖1的差動放大器，即使在晶體管的特性曲線的斜率具有偏差的情況下，也能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對由圖3的差動放大器實現(xiàn)的、針對晶體管的特性曲線的斜率偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。圖3的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖4相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖3的差動放大器的等價電路，分別如圖13、圖14所示。
圖21為表示圖13的電路的作用的圖。4個動作點a、b、c、d以及交點e，如圖21所示確定。此時，如果設(shè)線段de為Vf2，則輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，增加Vf2所得到的電壓，通過下式來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)+Vf2…(10)圖22為表示圖14的電路的作用的圖。4個動作點a、b、c、d以及交點e，如圖22所示確定。
此時，線段de近似為Vf2，輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，減少Vf2所得到的電壓，通過下式(11)來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)-Vf2 …(11)另外，式(10)與式(11)的輸出偏移Vf2，嚴格來說不是同一個值。這是由于，雖然圖21與圖22中，分別都確保式(3)的關(guān)系，但各個動作點的Ids的值稍有偏差。但是，圖21與圖22的作用中的各個動作點的Ids值的偏差非常小，可以將各個輸出偏移看作是近似相同的值Vf2。
如上所示，圖3的差動放大器，在晶體管104具有特性曲線的斜率偏差時，在圖4的第1期間以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(10)、(11)所示，產(chǎn)生+Vf2或-Vf2的偏移。
但是，通過以給定的周期重復圖4的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。第1及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。
因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。另外，對于構(gòu)成兩個差動對的其他晶體管具有特性曲線的斜率偏差的情況而言也是一樣，能夠通過時間平均化來消除輸出偏移。
因此，圖3的差動放大器，即使在存在晶體管的特性曲線的斜率偏差的情況下，也能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對圖5的差動放大器中，針對晶體管的特性曲線的斜率偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
圖5的差動放大器中，各個開關(guān)121～124、131～138的接通·斷開控制，與圖6相同，以給定的周期切換第1及第2期間。
另外，第1及第2期間中的圖5的差動放大器的等價電路，分別如圖11、圖14所示。
圖5的差動放大器的第1期間的作用，與圖11的電路所涉及的圖19的作用相同，第2期間的作用，與圖14電路所涉及的圖22的作用相同。
如上所述，第1以及第2期間中，各個輸出電壓Vout如式(8)及(11)所示，產(chǎn)生+Vf1及-Vf2的偏移。
但是，從圖19及圖22可以得知，各個偏移的絕對值Vf1、Vf2有很大的不同。下面對其理由進行說明。
在晶體管存在閾值偏差的情況下，其特性曲線由于只在橫軸方向上錯開，因此即使該晶體管的動作點的漏極·源極間電流Ids發(fā)生變化，偏移的大小也不變。
另外，在特性曲線存在斜率偏差的情況下，偏移的大小依存于該晶體管的動作點的漏極·源極間電流。
圖19與圖21中，晶體管104的動作點d的漏極·源極間電流在各個期間有很大的不同，因此偏移的絕對值Vf1、Vf2也大不相同。
另外，漏極·源極間電流還與電壓V(T1)、V(T2)的電壓差有關(guān)，偏移絕對值Vf1、Vf2的大小之差，隨電壓V(T1)、V(T2)的差電壓的增大而增大。
因此，圖5的差動放大器，即使以給定周期切換圖6的第1及第2期間，也無法將輸出偏移充分消除。
接下來，對由圖7的差動放大器實現(xiàn)的、針對晶體管的特性曲線的斜率偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
圖7的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖8中所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖7的差動放大器的等價電路，分別如圖13、圖12所示。
圖7的差動放大器的第1期間的作用，與圖13電路所涉及的圖21的作用相同，第2期間的作用，與圖12的電路所涉及的圖20的作用相同。
如上所述，第1以及第2期間中，各個輸出電壓Vout，如式(10)、(9)所示，產(chǎn)生+Vf2及-Vf1的偏移。
但是，從圖20及圖21可以得知，晶體管104的動作點d的漏極·源極間電流分別很大不同，各個偏移的絕對值Vf1、Vf2也有很大不同。
與圖5的差動放大器一樣，圖7的差動放大器即使以給定周期切換第1及第2期間，也無法將輸出偏移充分消除。
如上所述，圖1、圖3的差動放大器，不但能夠消除晶體管的閾值偏差所引起的偏移，還能夠消除特性曲線的斜率偏差所引起的偏移，能夠以高電壓精度進行輸出。
另一方面，圖5、圖7的差動放大器，雖然能夠消除晶體管的閾值偏差所引起的輸出偏移，但無法充分消除特性曲線的斜率偏差所引起的輸出偏移。
通過根據(jù)晶體管偏差的特性，相應使用圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器，能夠進行高電壓精度的輸出。
另外，以上對圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器中，構(gòu)成差動對的晶體管101、102、103、104中產(chǎn)生閾值偏差或特性曲線的斜率偏差的情況下的作用進行了說明。接下來，對晶體管所構(gòu)成的電流源113、114以及電流反射鏡(111、112)產(chǎn)生特性偏差的情況下的作用進行說明。
此時的晶體管的特性偏差，導致產(chǎn)生電流源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錯位。因此，下面對圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器中，針對電流源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錯位所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
首先，對電流源113、114間產(chǎn)生電流偏差的情況下的作用進行說明。為簡化說明，設(shè)電流源113、114以外的晶體管沒有偏差，并將晶體管101、102、103、104各自的動作點a、b、c、d以及電流(漏極·源極間電流)Ia、Ib、Ic、Id的定義，設(shè)為與圖33相同，各個作用圖表示兩個電壓V(T1)、V(T2)為V(T1)≥V(T2)的情況。
若設(shè)電流源114的電流值比電流源113的電流值大ΔI，則由此決定的電流的關(guān)系式為下式(12)。
Ia+Ib＝Ic+Id-ΔI …(12)另外，由于電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流的關(guān)系，與式(2)相同，因此根據(jù)式(2)、(12)導出下式(13)Ia＝Id-ΔI/2
Ib＝Ic-ΔI/2…(13)也即，式(13)的關(guān)系，在圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器中成立。
首先，對由圖1的差動放大器實現(xiàn)的、針對因電流源113、114間的電流偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
圖1的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖2所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖1的差動放大器的等價電路，分別如圖11、圖12所示。
圖23為表示圖11的電路的作用的圖。圖23中，4個動作點a、b、c、d，保持式(13)的關(guān)系，如圖23所示確定。
另外，設(shè)通過動作點a且平行于橫軸V的直線(Ids＝Ia)與特性曲線2的交點為f，通過動作點c且平行于橫軸V的直線(Ids＝Ic)與特性曲線1的交點為h，動作點b與交點h的電位差為Vi1，動作點d與交點f的電位差為Vi2。由于線段af與線段ch相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，減少(Vi1-Vi2)所得到的電壓，通過下式來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)-(Vi1-Vi2)…(14)圖24為表示圖12的電路的作用的圖。圖24中，對于4個動作點a、b、c、d而言，各個電流保持式(13)的關(guān)系，如圖24所示確定。另外，設(shè)通過動作點b且平行于橫軸V的直線(Ids＝Ib)與特性曲線2的交點為g，通過動作點d且平行于橫軸V的直線(Ids＝Id)與特性曲線1的交點為j。
此時，動作點c與交點g的電位差約為Vi1，動作點a與交點j的電位差約為Vi2。由于線段bg與線段dj相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，增加(Vi1-Vi2)所得到的電壓，通過下式來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)+(Vi1-Vi2) …(15)另外，式(12)與式(13)的輸出偏移的大小(Vi1-Vi2)，嚴格來說不是同一個值。這是由于圖23與圖24中，雖然分別都確保式(13)的關(guān)系，但各個動作點的Ids的值稍有偏差。
但是，圖23與圖24的作用中的各個動作點的Ids值的錯位非常小，可以將各個輸出偏移看作是幾乎相同的大小(Vi1-Vi2)。
如上所示，圖1的差動放大器，在電流源113、114間具有電流偏差時，在圖2的第1期間以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(14)、(15)所示，產(chǎn)生了-(Vi1-Vi2)，以及，+(Vi1-Vi2)的偏移。
但是，通過以給定的周期重復圖2的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。雖然動作點以及偏移的正負、偏移的大小與V(T1)≥V(T2)的情況下不同，但第1及第2期間的輸出電壓Vout，還是分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。
因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。所以，圖1的差動放大器，即使在電流源113、114間存在電流偏差的情況下，也能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對由圖3的差動放大器實現(xiàn)的、針對因電流源113、114間的電流偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
圖3的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖4所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖3的差動放大器的等價電路，分別如圖13、圖14所示。
圖25為表示圖13的電路的作用的圖。對于4個動作點a、b、c、d而言，各自的電流保持式(13)的關(guān)系，若設(shè)交點f、h的定義與圖23相同，則各個動作點及交點如圖25所示確定。此時，動作點及交點a、b、c、d、f、h，分別為與圖24的動作點及交點b、a、d、c、g、j相同的位置關(guān)系，圖25的動作點d與交點f的電位差約為Vi1，動作點b與交點h的電位差約為Vi2。
因此，輸出電壓Vout與圖24一樣，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，增加(Vi1-Vi2)所得到的電壓，通過式(15)來表示。
圖26為表示圖14的電路的作用的圖。對于4個動作點a、b、c、d而言，各自的電流保持式(13)的關(guān)系，若設(shè)交點g、j的定義與圖24相同，則各個動作點及交點如圖26所示確定。
此時，動作點及交點a、b、c、d、g、j，分別為與圖23的動作點及交點b、a、d、c、f、h相同的位置關(guān)系，圖26的動作點a與交點j的電位差為Vi1，動作點c與交點g的電位差為Vi2。因此，輸出電壓Vout與圖23一樣，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，減少(Vi1-Vi2)所得到的電壓，通過式(14)來表示。
如上所示，圖3的差動放大器，在電流源113、114間具有電流偏差時，在圖4的第1期間以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(15)、(14)所示，產(chǎn)生了+(Vi1-Vi2)，或，-(Vi1-Vi2)的偏移。
因此，通過以給定的周期重復圖4的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。第1及第2期間的輸出電壓Vout，分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同，從而能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對由圖5的差動放大器實現(xiàn)的、針對因電流源113、114間的電流偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
圖5的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖6所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖5的差動放大器的等價電路，分別如圖11、圖14所示。
圖5的差動放大器的第1期間的作用，與圖11的電路所涉及的圖23的作用相同，第2期間的作用，與圖14的電路所涉及的圖26的作用相同。
如上所述，第1及第2期間中，各個輸出電壓Vout通過式(14)來表示，產(chǎn)生-(Vi1-Vi2)的偏移。
因此，圖5的差動放大器，由于第1與第2期間中，偏移的方向與大小均相同，因此即使以給定的周期切換第1及第2期間，也無法消除輸出偏移。
接下來，對由圖7的差動放大器實現(xiàn)的、針對因電流源113、114間的電流偏差所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。圖7的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖8所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖7的差動放大器的等價電路，分別如圖13、圖12所示。
圖7的差動放大器的第1期間的作用，與圖13的電路所涉及的圖25的作用相同，第2期間的作用，與圖12的電路所涉及的圖24的作用相同。
如上所述，第1及第2期間中，各個輸出電壓Vout通過式(15)來表示，產(chǎn)生+(Vi1-Vi2)的偏移。
因此，圖7的差動放大器，由于第1與第2期間中，偏移的方向與大小均相同，因此即使以給定的周期切換第1及第2期間，也無法消除輸出偏移。
接下來，對電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間產(chǎn)生錯位的情況下的作用進行說明。以下為簡化說明，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各自的動作點a、b、c、d、交點f、g、h、j以及電流(漏極·源極間電流)Ia、Ib、Ic、Id的定義，與圖23至圖26相同，各個作用圖表示兩個電壓V(T1)、V(T2)為V(T1)≥V(T2)的情況。
如果設(shè)因為晶體管111、112的至少一方的特性偏差，導致晶體管112的漏極·源極電流比晶體管111的漏極·源極電流大ΔI，則由此決定的電流的關(guān)系式變?yōu)橄率?16)。
Ia+Ic＝Ib+Id-ΔI …(16)
另外，由于電流源113、114的電流的關(guān)系，與式(1)相同，因此根據(jù)式(1)、(16)導出下式(17)。
Ia＝Id-ΔI/2Ib＝Ic+ΔI/2…(17)也即，式(17)的關(guān)系，在圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器中成立。
首先，對由圖1的差動放大器實現(xiàn)的、針對電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的錯位所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。圖1的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖2所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。
另外，第1及第2期間中的圖1的差動放大器的等價電路，分別如圖11、圖12所示。
圖27為表示圖11的電路的作用的圖。如果設(shè)對于4個動作點a、b、c、d而言，各自的電流保持式(17)的關(guān)系，交點f、h與圖23相同，則各個動作點及交點如圖27所示確定。
這里，設(shè)動作點b與交點h的電位差為Vi3，設(shè)動作點d與交點f的電位差為Vi4。
由于線段af與線段ch的長度相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，增加(Vi3+Vi4)所得到的電壓，通過下式(18)來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)+(Vi3+Vi4) …(18)圖28為表示圖12的電路的作用的圖。如果設(shè)對于4個動作點a、b、c、d而言，各個電流保持式(17)的關(guān)系，交點g、j的定義與圖24相同，則如圖28所示確定。此時，動作點c與交點g的電位差約為Vi3，動作點a與交點j的電位差約為Vi4。由于線段bg與線段dj相等，因此輸出電壓Vout，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，減少(Vi3+Vi4)所得到的電壓，通過下式(19)來表示。
Vout＝2·V(T1)-V(T2)-(Vi3+Vi4) …(19)另外，式(18)與式(19)的輸出偏移的大小(Vi3+Vi4)，嚴格來說不是同一個值。這是由于圖27與圖28中，雖然分別都確保式(17)的關(guān)系，但各個動作點的Ids的值稍有錯位。
但是，圖27與圖28的作用中的各個動作點的Ids值的錯位非常小，可以將各個輸出偏移看作是幾乎相同的大小(Vi3+Vi4)。
如上所示，圖1的差動放大器，在電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間具有錯位時，在圖2的第1期間以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(18)、(19)所示，產(chǎn)生了+(Vi3+Vi4)，以及，-(Vi3+Vi4)的偏移。
但是，通過以給定的周期重復圖2的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。雖然動作點以及偏移的正負、偏移的大小，與V(T1)≥V(T2)的情況下不同，但第1及第2期間的輸出電壓Vout，還是分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。
因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
所以，圖1的差動放大器，即使在電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間存在錯位的情況下，也能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對由圖3的差動放大器實現(xiàn)的、針對因電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的錯位所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
圖3的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制，與圖4所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖3的差動放大器的等價電路，分別如圖13、圖14所示。
圖29為表示圖13的電路的作用的圖。如果設(shè)對于4個動作點a、b、c、d而言，各個電流保持式(17)的關(guān)系，交點f、h的定義與圖23相同，則各個動作點及交點如圖29所示確定。此時，動作點及交點a、b、c、d、f、h，分別為與圖27的動作點及交點c、d、a、b、h、f相同的位置關(guān)系，圖29的動作點d與交點f的電位差為Vi3，動作點b與交點h的電位差為Vi4。
因此，輸出電壓Vout與圖27一樣，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，增加(Vi3+Vi4)所得到的電壓，通過式(18)來表示。
圖30為表示圖14的電路的作用的圖。如果設(shè)對于4個動作點a、b、c、d而言，各個電流保持式(17)的關(guān)系，交點g、j的定義與圖24相同，則各個動作點及交點如圖30所示確定。此時，動作點及交點a、b、c、d、g、j，分別與圖28的動作點及交點c、d、a、b、j、g為相同的位置關(guān)系，圖30的動作點a與交點j的電位差約為Vi3，動作點c與交點g的電位差約為Vi4。
因此，輸出電壓Vout與圖28一樣，為從以1比2對電壓V(T1)、V(T2)進行外插(外分)所得的電壓起，減少(Vi3+Vi4)所得到的電壓，通過式(19)來表示。
如上所示，圖3的差動放大器，在電流反射鏡(111，112)的輸入輸出電流間具有錯位時，在圖4的第1期間以及第2期間中，輸出電壓Vout分別如式(18)、(19)所示，產(chǎn)生了+(Vi3+Vi4)，或，-(Vi3+Vi4)的偏移。
但是，通過以給定的周期重復圖4的第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同。
另外，V(T1)≤V(T2)的情況下的作用，也能夠容易地通過作用圖來導出。第1及第2期間的輸出電壓Vout，還是分別產(chǎn)生彼此正負不同且大小相同的偏移。
因此，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同，從而能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對由圖5的差動放大器實現(xiàn)的、針對因電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的錯位所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。
圖5的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法，與圖6所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖5的差動放大器的等價電路，分別如圖11、圖14所示。
圖5的差動放大器的第1期間的作用，與圖11的電路所涉及的圖27的作用相同，第2期間的作用，與圖14的電路所涉及的圖30的作用相同。
如上所述，第1及第2期間中，各個輸出電壓Vout通過式(18)、(19)來表示。
因此，圖5的差動放大器，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同，從而能夠進行高電壓精度的輸出。
接下來，對圖7的差動放大器中的、針對電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的錯位所引起的輸出偏移的消除作用進行說明。圖7的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制方法，與圖8所示的相同，以給定周期切換第1及第2期間。另外，第1及第2期間中的圖7的差動放大器的等價電路，分別如圖13、圖12所示。
圖7的差動放大器的第1期間的作用，與圖13的電路所涉及的圖29的作用相同，第2期間的作用，與圖12的電路所涉及的圖28的作用相同。
如上所述，第1及第2期間中，各個輸出電壓Vout通過式(18)、(19)來表示。因此，圖7的差動放大器中，通過以給定的周期重復第1及第2期間，使得上述輸出偏移被時間平均化，變得與式(4)等同，從而能夠進行高電壓精度的輸出。
如上所述，圖1、圖3的差動放大器，還能夠?qū)㈦娏髟?13、114間的電流偏差以及電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的錯位所引起的輸出偏移消除，從而能夠進行高電壓精度輸出。
另外，圖5、圖7的差動放大器，雖然能夠?qū)⒁螂娏鞣瓷溏R(111、112)的輸入輸出電流間的錯位所引起的輸出偏移消除，但無法將電流源113、114間的電流偏差所引起的輸出偏移消除。
通過根據(jù)依存于晶體管偏差的電流源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錯位程度，來相應使用圖1、圖3、圖5、圖7的各個差動放大器，能夠得到高電壓精度的輸出。
圖9為表示本發(fā)明的第5實施例的差動放大器的圖。參照圖9，本實施例的差動放大器，是在圖1的差動放大器中，添加開關(guān)172、173、176、177的結(jié)構(gòu)。也即，具有連接在n溝道晶體管101的柵極與端子T2之間的開關(guān)172；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)173；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)173；以及，連接在n溝道晶體管104的柵極與端子T2之間的開關(guān)177。
圖10為表示圖9的差動放大器的各個開關(guān)的接通·斷開控制的圖。如圖10所示，第1期間中，開關(guān)121、123、151、155接通，開關(guān)122、124、154、158斷開，開關(guān)153、157接通，開關(guān)152、156斷開，開關(guān)173、177斷開，開關(guān)172、176斷開，成為圖11的構(gòu)成。
另外，第2期間中，開關(guān)121、123、151、155斷開，開關(guān)122、124、154、158接通，開關(guān)153、157斷開，開關(guān)152、156接通，開關(guān)173、177斷開，開關(guān)172、176斷開，成為圖12的構(gòu)成。
第3期間中，開關(guān)121、123、151、155接通，開關(guān)122、124、154、158斷開，開關(guān)153、157斷開，開關(guān)152、156斷開，開關(guān)173、177接通，開關(guān)172、176斷開，成為圖13的構(gòu)成。
第4期間中，開關(guān)121、123、151、155斷開，開關(guān)122、124、154、158接通，開關(guān)153、157斷開，開關(guān)152、156斷開，開關(guān)173、177斷開，開關(guān)172、176接通，成為圖14的構(gòu)成。以給定周期切換第1至第4期間。圖9的差動放大器，由于周期性切換4個等價電路，因此通過圖15至圖30所說明的作用，能夠消除晶體管的特性偏差所引起的輸出偏移，從而能夠以高電壓精度輸出。另外，第1至第4期間的順序可以是任意的。
圖9的差動放大器，在上述實施例中，能夠得到最高精度的輸出，但與圖1、圖3、圖5、圖7的差動放大器相比，開關(guān)數(shù)較多，控制信號也較多，電路面積增大。因此，可以根據(jù)必要的電壓精度與面積，靈活使用各個差動放大器。
上述圖1、圖3、圖5、圖7、圖9的各個差動放大器，雖然以使用具有兩個差動對的n溝道型晶體管的結(jié)構(gòu)為例進行了說明，但對于具有兩個差動對的p溝道型晶體管的差動放大器、以及n溝道型與p溝道型分別具有兩個差動對的Rail-to-Rail型差動放大器而言，當然也能夠得到同樣的效果。
另外，對不優(yōu)選的連接切換進行說明，作為本發(fā)明的比較例。在將兩個連接狀態(tài)以第1期間與第2期間周期切換的情況下，例如圖11與圖13的等價電路間的切換，即分別在產(chǎn)生·差動對晶體管的閾值偏差；·特性曲線的斜率偏差；以及·電流反射鏡(111、112)的輸入輸出電流間的錯位的情況下，由于偏移的方向相同，因此偏移幾乎無法消除。
另外，圖12與圖14的等價電路間的切換也一樣。即，在周期切換兩個連接狀態(tài)的情況下，為了有效地消除偏移，必須采用本發(fā)明所提出的切換方法。
圖31為表示使用本發(fā)明的差動放大器的數(shù)字·模擬變換器的實施例，是表示主要的功能塊的構(gòu)成的圖。參照圖31，本實施例的數(shù)字·模擬變換器，具有參考電壓發(fā)生電路30、解碼器20、以及放大電路10。
放大電路10，使用圖1、圖3、圖5、圖7、圖9等的任意一個差動放大器。給放大電路10輸入連接切換信號，控制上述各個差動放大器的開關(guān)，以給定的周期切換對應于各個差動放大器的圖2、圖4、圖6、圖8、圖10的各個期間。
通過這樣，放大電路10能夠?qū)蓚€輸入電壓V(T1)、V(T2)以1對2的比率進行外插(外分)的電壓放大輸出，并且能夠消除晶體管的特性偏差所引起的輸出偏移，即使在電壓V(T1)、V(T2)的電壓差較大時，也能夠?qū)崿F(xiàn)高電壓精度下的輸出。
參考電壓發(fā)生電路30，生成2K個參考電壓V(1)、V(2)、…、V(2K)，并輸出給解碼器20。解碼器20，被輸入2K位的數(shù)字數(shù)據(jù)，對應于該數(shù)據(jù)，包括重復從2K個參考電壓中選擇兩個電壓，作為電壓V(T1)、V(T2)輸出給放大電路10。
另外，解碼器20中的兩個電壓V(T1)、V(T2)的選擇，構(gòu)成為可同時(并行)選擇兩個電壓，也可以順次(串行)選擇兩個電壓。但是，在放大電路10輸出對應于數(shù)字數(shù)據(jù)的電壓的期間，兩個電壓V(T1)、V(T2)需要分別提供給放大電路10的2個差動對(101、102)、(103、104)的4個輸入端子中、與輸出端子反饋連接的端子之外的其他3個輸入端中。
圖31中所示的數(shù)字·模擬變換器，能夠?qū)?K個參考電壓，根據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)最多輸出4K個電壓電平。
如對照圖34所述的那樣，在2K個參考電壓通過式(5)進行設(shè)定時，能夠線性輸出4K個電壓電平。
另外，由于相對輸出電壓數(shù)而言，參考電壓發(fā)生電路30所生成的參考電壓的數(shù)目較少，因此解碼器20的晶體管數(shù)較少，從而能夠?qū)崿F(xiàn)省面積的數(shù)字·模擬變換器。
圖32為表示使用本發(fā)明的差動放大器的顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的實施例的圖，是表示主要部分的功能塊的圖。參照圖32，該數(shù)據(jù)驅(qū)動器包括鎖存器地址選擇器40、鎖存器50、參考電壓發(fā)生電路30、解碼器20、以及放大電路10。
鎖存器地址選擇器40以及鎖存器50，能夠使用與圖36的鎖存器地址選擇器981以及鎖存器982相同的電路。
參考電壓發(fā)生電路30、解碼器20、以及放大電路10，能夠使用圖31的數(shù)字·模擬變換器。此時，解碼器20、放大電路10，對數(shù)據(jù)驅(qū)動器的每一個輸出設(shè)置，參考電壓發(fā)生電路30，能夠?qū)Χ鄠€解碼器20共用。另外，連接切換控制信號，被對多個放大電路10公共輸入。
另外，對于參考電壓發(fā)生電路30、解碼器20、以及放大電路10而言，在數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出特性為線性(linear)輸出的情況下，能夠直接應用圖31的結(jié)構(gòu)。
另外，在數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出特性為非線性輸出的情況下，參考電壓發(fā)生電路30以及解碼器20，將對2K個參考電壓線性輸出4K個電壓電平的電路作為1個塊，并將任意正數(shù)K的多個塊組合來構(gòu)成，通過這樣，也能夠使其適用于非線性的輸出特性。
圖32中所示的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，由于包含有圖31的數(shù)字·模擬變換器，因此與由圖36的電路構(gòu)成的情況相比，參考(灰度)電壓數(shù)較少，解碼器的元件數(shù)也能夠大幅削減，從而能夠省面積且實現(xiàn)高電壓輸出精度。因此，降低了芯片尺寸，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的數(shù)據(jù)驅(qū)動器LSI。另外，如果取代影像數(shù)據(jù)，輸入與用途相應的數(shù)字數(shù)據(jù)，則還能夠用作顯示裝置以外的裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。
另外，圖32中所示的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，適于圖35(A)的顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器980。通過將圖32的數(shù)據(jù)驅(qū)動器應用于數(shù)據(jù)驅(qū)動器980，非常有助于顯示裝置的低成本化。另外，在使用多晶硅(非結(jié)晶硅)等薄膜半導體，來一體化形成顯示部、門驅(qū)動器、數(shù)據(jù)驅(qū)動器等的顯示裝置中，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動器的省面積化，能夠?qū)崿F(xiàn)窄邊化。
另外，輸入給圖32的數(shù)據(jù)驅(qū)動器的各個放大電路10的連接切換信號的切換周期，能夠以顯示裝置的1畫面的重寫周期(幀周期)的整數(shù)倍或數(shù)據(jù)線的重寫周期(線周期)的整數(shù)倍進行切換。這種情況下，相同的影像數(shù)據(jù)所對應的顯示裝置的亮度，通過被以1畫面的重寫周期的整數(shù)倍平均化，能夠提高顯示品質(zhì)。液晶顯示裝置中，當然也能夠與上述專利文獻2同樣地進行切換。
另外，可將連接切換信號的切換周期，在將灰度電壓信號驅(qū)動至數(shù)據(jù)線的1數(shù)據(jù)期間內(nèi)切換多次。這種情況下，由于數(shù)據(jù)線為大的電容性負載，因此如果交替供給較小的正以及負的偏移，則能夠在數(shù)據(jù)線內(nèi)緩和并平均化。通過這樣，也能夠提高顯示品質(zhì)。
本發(fā)明當然并不僅限于液晶顯示裝置，還能夠適用于對數(shù)據(jù)線驅(qū)動電壓電平，來控制各個像素的亮度的有源矩陣式顯示裝置。例如，近年來實用化不斷發(fā)展的有機EL(Electroluminescence)顯示裝置也是其中之一。
圖39中，用等價電路示意表示EL顯示裝置中的像素部950(1像素)的主要構(gòu)成。若將圖39的像素部950應用于圖35(A)的像素部950，則圖35(A)就成為有源矩陣式EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
參照圖39，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、電容器957、電源端子958、969構(gòu)成。
有機EL顯示裝置的顯示部，采用在基板上疊層電極或TFT(薄膜晶體管)、由有機材料薄膜形成的EL元件等的構(gòu)造。TFT951作為開關(guān)元件連接數(shù)據(jù)線962與電極端子952，其控制端與門線961相連接。另外，圖39中，TFT951以及電極端子952，與圖35(B)的液晶顯示裝置的像素部功能相同，因此使用相同的元件編號。TFT955以及EL元件956，串聯(lián)連接在兩個電源端子958、959之間，TFT955的控制端與電極端子952相連接。另外，電極端子952與電壓保持電容器957的一端相連接，另一端與能夠確保TFT955中所流通的電流為一定的端子相連接，并與電源端子或TFT955的源極端子相連接。
顯示的機構(gòu)如下具有開關(guān)功能的TFT951的導通·截止(ON·OFF)由掃描信號控制，在TFT951導通時，對應于影像數(shù)據(jù)信號的灰度電壓信號被提供給電極端子952，并加載給TFT955的控制端。TFT955，變換成對應于灰度電壓信號的電流，對具有與所流通電流相對應的亮度特性的EL元件956的發(fā)光亮度進行控制。保持電容器957，在TFT951截止之后仍保持電極端子952的電位，通過將EL元件956的發(fā)光亮度保持一定期間，來顯示圖像。
另外，雖然圖39中，以令TFT951、955分別由n溝道型、p溝道型構(gòu)成為例進行了說明，但也可以分別由相同極性的晶體管構(gòu)成。另外，還可以對TFT951、955添加開關(guān)TFT。另外，雖然為了提高性能還提出有各種構(gòu)成，但本發(fā)明中僅僅保留基本構(gòu)成的說明。
如上所述，有機EL顯示裝置中，也能夠在該數(shù)據(jù)驅(qū)動器中使用本發(fā)明的差動放大器，并實現(xiàn)與液晶顯示裝置相同的效果。
圖40、圖41，為表示為了確認本發(fā)明的效果而進行的仿真結(jié)果的圖。圖40為在圖11～圖14的電路中，在兩個差動對的各個晶體管101、102、103、104中，只將晶體管104的溝道寬度減少2％，另外，在電流反射鏡(111、112)中，讓晶體管111的溝道寬度比晶體管112減少2％時的仿真結(jié)果。從而，由于晶體管104的特性曲線的斜率減少，晶體管112的電流比晶體管111的電流增加，因此產(chǎn)生了圖19至圖22以及圖27至圖30所說明的作用。
圖40中表示的是，電壓V(T1)、V(T2)的電壓差{V(T1)-V(T2))所對應的輸出偏移特性曲線(1)、(2)、(3)、(4)，分別為圖11～圖14的電路中的結(jié)果。偏移特性曲線(1)、(2)、(3)、(4)，依存于電壓差{V(T1)-V(T2))。
這是由于，圖19至圖22中，Vf1與Vf2的大小依存于電壓差{V(T1)-V(T2))，圖27至圖30中，Vi3與Vi4的大小也依存于電壓差{V(T1)-V(T2))。
特別是，Vi3對電壓差{V(T1)-V(T2))的依賴性較大。其原因是，電壓差{V(T1)-V(T2))越大，被輸入電壓V(T2)的差動晶體管的動作點的電流值就越小，其特性曲線的斜率也越小，因此Vi3的大小顯著增加。
另外，雖然圖40中，是產(chǎn)生了晶體管104、111的特性偏差的情況下的結(jié)果，但除此之外其他晶體管也發(fā)生偏差的情況下，偏移的大小最大會達到圖40的數(shù)倍。
圖41為在具有圖40的偏移的圖11至圖14的電路中，以給定期間的周期切換連接兩個電路來使偏移被平均化時的仿真結(jié)果。
特性曲線(5)，為圖11、圖12的電路的連接切換(特性曲線(1)、(2)的平均化)，是圖1的差動放大器的動作。特性曲線(6)，為圖11、圖14的電路的連接切換(特性曲線(1)、(4)的平均化)，是圖5的差動放大器的動作。
特性曲線(7)，為圖11、圖13的電路的連接切換(特性曲線(1)、(3)的平均化)，是不理想的切換動作。
根據(jù)圖41，特性曲線(5)中偏移被抑制得最小，特性曲線(6)中也比較小。
與此相對，特性曲線(7)中，偏移幾乎未被抑制。
以上，表示由圖1及圖5的差動放大器實現(xiàn)的偏移抑制效果。
另外，特性曲線(6)與特性曲線(5)相比，偏移稍大。這是由于圖19、圖22的Vf1與Vf2的差造成的。
另外，由圖3以及圖7的差動放大器的動作實現(xiàn)的效果，分別與圖1以及圖5的差動放大器的效果相同。
如果對本發(fā)明進一步進行補充，則圖1、圖3、圖5、圖7、圖9的放大段109，可以采用差動放大段。圖42，為令圖1的放大段109為差動放大段109的差動放大器。參照圖42，取代圖1的開關(guān)123、124，具有分別與n溝道晶體管101、103的漏極與P溝道晶體管111的漏極的連接點，及差動放大段109的反相輸入端(-)、同相輸入端(+)分別相連接的開關(guān)123A、124A；以及，分別與n溝道晶體管102、104的漏極與P溝道晶體管112的漏極的連接點，以及差動放大段109的反相輸入端(-)、同相輸入端(+)分別相連接的開關(guān)124B、123B。其他構(gòu)成與圖1相同。
圖42中，開關(guān)151～158、121、122，被實施與圖2相同的接通、斷開控制，開關(guān)123A、123B進行與圖2的開關(guān)123相同的開、關(guān)控制(第1期間接通，第2期間斷開)，開關(guān)124A、124B，被實施與圖2的開關(guān)124相同的接通、斷開控制(第1期間接通，第2期間斷開)。通過這樣，與圖1的差動放大器一樣，第1期間與第2期間的輸出偏移為正負不同且大小相同的偏移，通過周期切換第1期間與第2期間，能夠消除輸出偏移。另外，即使在差動放大段109自身具有因晶體管的特性偏差引起的偏移的情況下，由于第1期間與第2期間中，反相輸入端(-)與同相輸入端(+)的各自的連接目的地彼此切換，因此圖42的差動放大器，能夠還包括差動放大段109的偏移地將輸出偏移消除。
另外，對將圖32的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用作圖35的顯示裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動器980的情況進行補充(第43頁第5～10行)。圖32的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，具有用來驅(qū)動數(shù)據(jù)線的多個放大電路10，多個放大電路10的各個連接切換電路，由連接切換信號實施連接切換控制。此時，最簡單的是，能夠?qū)⑺械姆糯箅娐?0作為1個組，周期性切換第1期間的連接狀態(tài)與第2期間的連接狀態(tài)。
另外，可以將多個放大電路10作為幾個組，例如兩個組，在組之間實施不同的控制。圖43，為表示將多個放大電路10分為組1與組2時的、各個組的差動放大器的控制的圖。圖43中，多個放大電路10，由圖1的差動放大器構(gòu)成，并表示第N期間與接下來的第(N+1)期間的各個開關(guān)的接通、斷開狀態(tài)。對于組1的差動放大器，第N、第(N+1)期間的控制，分別為圖2的第1、第2期間的控制，對于組2的差動放大器，第N、第(N+1)期間的控制，分別為圖2的第2、第1期間的控制。另外，組1與組2的分法，可以是例如將驅(qū)動第奇數(shù)個數(shù)據(jù)線的差動放大器作為組1，將驅(qū)動第偶數(shù)個數(shù)據(jù)線的差動放大器作為組2。
對實施圖43中所示的控制時的效果進行說明。對于圖32中所示的數(shù)據(jù)驅(qū)動器而言，被在單晶硅基板或玻璃等絕緣性基板上疊層形成，因半導體過程會產(chǎn)生多個放大電路10的晶體管的特性偏差。此時，晶體管的特性偏差，存在局部分布與均勻分布。例如，在通過對基板進行離子注入等，使?jié)舛确植荚谝欢ǚ较蛏袭a(chǎn)生些許傾斜的情況下，晶體管的特性偏差為均勻分布，還考慮到其中因特殊的作用而產(chǎn)生局部分布的等情況。特別是在晶體管的特性偏差為均勻分布的情況下，對于多個放大電路10而言，對每個連接狀態(tài)產(chǎn)生公共的作用，同一連接狀態(tài)的放大電路彼此產(chǎn)生正或負的同一方向的輸出偏移。
這里，在設(shè)所有的放大電路10為1個組，以幀周期切換第1期間的連接狀態(tài)與第2期間的連接狀態(tài)的情況下，使用該數(shù)據(jù)驅(qū)動器的顯示裝置中，與同一個掃描線相連接的各個像素的亮度的偏差方向相同。
另一方面，如果將多個放大電路10分成兩個組，并在組間進行不同的控制，則使用該數(shù)據(jù)驅(qū)動器的顯示裝置，由于與同一個掃描線相連接的各個像素的亮度的偏差方向在組間不同，因此即使在同一個驅(qū)動期間的像素行內(nèi)，也能夠讓亮度平均化。所以，通過進行圖43的控制，能夠提高顯示裝置的品質(zhì)。另外，雖然圖43為在放大電路10中使用圖1的差動放大器的情況的例子，但對于使用圖3、圖5、圖7的差動放大器的情況而言當然也是一樣。
以上雖然按照上述實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明當然并不僅限于上述實施例的構(gòu)成，還包括本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)所可能進行的各種變形修正。
權(quán)利要求
1.一種差動放大器，其中，具有輸入信號的第1及第2端子；輸出信號的第3端子；第1及第2差動對，各自具有輸入對及輸出對，由對應的電流源分別驅(qū)動；與所述第1及第2差動對的各個輸出對相連接的負載電路；以及，放大段，其接收上述負載電路與上述第1及第2差動對的輸出對的連接點對的至少1個連接點的信號作為輸入，且輸出與上述第3端子相連接，還具有連接切換電路，其對第1連接狀態(tài)與第2連接狀態(tài)進行切換控制，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第2端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第3端子及上述第1端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第2端子及上述第1端子相連接。
2.一種差動放大器，其中，具有輸入信號的第1及第2端子；輸出信號的第3端子；第1及第2差動對，各自具有輸入對及輸出對，由對應的電流源分別驅(qū)動；與所述第1及第2差動對的各個輸出對相連接的負載電路；以及，放大段，其接收上述負載電路與上述第1及第2差動對的輸出對的連接點對的至少1個連接點的信號作為輸入，輸出與上述第3端子相連接；還具有連接切換電路，其對第1連接狀態(tài)與第2連接狀態(tài)進行切換控制，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1及第2輸入分刑與上述第1端子及上述第2端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第2端子及上述第1端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第3端子及上述第1端子相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的差動放大器，其特征在于上述連接切換電路，除了上述第1及第2連接狀態(tài)之外，還對第3連接狀態(tài)與第4連接狀態(tài)進行切換控制，上述第3連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第3端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第1端子及上述第2端子相連接，上述第4連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第2端子及上述第1端子相連接，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入分別與上述第3端子及上述第1端子相連接。
4.如權(quán)利要求1或2所述的差動放大器，其特征在于上述第1及第2差動對的各個輸出對的第1輸出彼此，在第1連接點相連接，上述第1及第2差動對的各個輸出對的第2輸出彼此，在第2連接點相連接，上述連接切換電路如下進行切換控制，在上述第1連接狀態(tài)中，上述第1連接點被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出端，與上述放大段的輸入端相連接；在上述第2連接狀態(tài)中，上述第2連接點被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出端，與上述放大段的輸入端相連接。
5.如權(quán)利要求1或2所述的差動放大器，其特征在于上述第1及第2差動對的各個輸出對的第1輸出彼此，在第1連接點相連接，上述第1及第2差動對的各個輸出對的第2輸出彼此，在第2連接點相連接，上述放大段，由具有輸入對的差動放大段構(gòu)成；上述連接切換電路如下進行切換控制，在上述第1連接狀態(tài)中，上述第1及第2連接點，被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與上述差動放大段的輸入對的第1及第2輸入相連接；在上述第2連接狀態(tài)中，上述第1及上述第2連接點，被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與上述差動放大段的輸入對的上述第2及上述第1輸入相連接。
6.如權(quán)利要求3所述的差動放大器，其特征在于上述第1及第2差動對的各個輸出對的第1輸出彼此，在第1連接點相連接，上述第1及第2差動對的各個輸出對的第2輸出彼此，在第2連接點相連接，上述連接切換電路如下進行切換控制，在上述第1連接狀態(tài)與上述第3連接狀態(tài)中，上述第1連接點被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出，與上述放大段的輸入端相連接；在上述第2連接狀態(tài)與上述第4連接狀態(tài)中，上述第2連接點被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出，與上述放大段的輸入端相連接。
7.如權(quán)利要求3所述的差動放大器，其特征在于上述第1及第2差動對的各個輸出對的第1輸出彼此，在第1連接點相連接，上述第1及第2差動對的各個輸出對的第2輸出彼此，在第2連接點相連接，上述放大段，由具有輸入對的差動放大段構(gòu)成，上述連接切換電路如下進行切換控制，在上述第1連接狀態(tài)與上述第3連接狀態(tài)中，上述第1及第2連接點被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與上述差動放大段的輸入對的第1及第2輸入相連接；在上述第2連接狀態(tài)與上述第4連接狀態(tài)中，上述第1及上述第2連接點被作為上述第1及第2差動對的輸出對的輸出端，分別與上述差動放大段的輸入對的上述第2及上述第1輸入相連接。
8.如權(quán)利要求1或2所述的差動放大器，其特征在于上述負載電路由電流反射鏡構(gòu)成；上述第1及第2差動對的各個輸出對的第1輸出彼此，在第1連接點相連接，上述第1及第2差動對的各個輸出對的第2輸出彼此，在第2連接點相連接，上述連接切換電路如下進行切換控制，在上述第1連接狀態(tài)中，上述第1連接點被與上述電流反射鏡的輸出相連接，同時被與上述放大段的輸入相連接，并且上述第2連接點被與上述電流反射鏡的輸入相連接；在上述第2連接狀態(tài)中，上述第1連接點被與上述電流反射鏡的輸入相連接，并且上述第2連接點被與上述電流反射鏡的輸出相連接，同時被與上述放大段的輸入相連接。
9.如權(quán)利要求3所述的差動放大器，其特征在于上述負載電路由電流反射鏡構(gòu)成；上述第1及第2差動對的各個輸出對的第1輸出彼此，在第1連接點相連接，上述第1及第2差動對的各個輸出對的第2輸出彼此，在第2連接點相連接，上述連接切換電路如下進行切換控制，在上述第1連接狀態(tài)與上述第3連接狀態(tài)中，上述第1連接點被與上述電流反射鏡的輸出相連接，同時被與上述放大段的輸入相連接，并且上述第2連接點被與上述電流反射鏡的輸入相連接；在上述第2連接狀態(tài)與上述第4連接狀態(tài)中，上述第1連接點被與上述電流反射鏡的輸入相連接，并且上述第2連接點被與上述電流反射鏡的輸出相連接，同時被與上述放大段的輸入端相連接。
10.一種差動放大器，其中，具有分別被輸入兩個信號電壓的第1、第2端子；將輸出信號輸出的第3端子；第1、第2差動對，其具有輸入對和輸出對，分別由一端與第1電源相連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其連接在上述第1、第2差動對的輸出對與第2電源之間，合成上述第1、第2差動對的輸出電流，并輸出基于該合成電流的電壓；以及，連接在上述電流電壓變換電路的輸出端與上述第3端子之間的放大電路，并且具有連接切換電路，其對第1連接狀態(tài)和第2連接狀態(tài)進行切換，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第2端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第3端子和上述第1端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第2端子和上述第1端子相連接。
11.如權(quán)利要求1或10所述的差動放大器，其特征在于上述連接切換電路具有分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第3端子之間的第1及第2開關(guān)；分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第2及第1端子之間的第3及第4開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第2端子之間的第5及第6開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第3及第1端子之間的第7及第8開關(guān)。
12.一種差動放大器，其中，具有分別被輸入兩個信號電壓的第1、第2端子；將輸出信號輸出的第3端子；第1、第2差動對，其具有輸入對和輸出對，分別由一端與第1電源相連接的第1、第2電流源驅(qū)動；電流電壓變換電路，其連接在上述第1、第2差動對的輸出對與第2電源之間，合成上述第1、第2差動對的輸出電流，并輸出基于該合成電流的電壓；連接在上述電流電壓變換電路的輸出端與上述第3端子之間的放大電路；以及，連接切換電路，其對第1連接狀態(tài)和第2連接狀態(tài)進行切換，上述第1連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第2端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的第1和第2輸入分別與上述第1端子和上述第3端子相連接，上述第2連接狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第2端子和上述第1端子相連接，并且，上述第2差動對的輸入對的上述第1和第2輸入分別與上述第3端子和上述第1端子相連接。
13.如權(quán)利要求2或12所述的差動放大器，其特征在于上述連接切換電路具有分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第2端子之間的第1及第2開關(guān)；分別連接在上述第1差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第2及第1端子之間的第3及第4開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第1輸入、與上述第1及第3端子之間的第5及第6開關(guān)；分別連接在上述第2差動對的輸入對的上述第2輸入、與上述第3及第1端子之間的第7及第8開關(guān)。
14.如權(quán)利要求10～13的任一項所述的差動放大器，其特征在于設(shè)上述兩個輸入信號，為輸入給上述第1端子的第1輸入信號、與輸入給上述第2端子的第2輸入信號，設(shè)上述輸出信號，為以給定比率對上述第1輸入信號與上述第2輸入信號進行外插(外分)所得到的電壓。
15.一種數(shù)據(jù)驅(qū)動器，根據(jù)輸入的數(shù)字數(shù)據(jù)信號對數(shù)據(jù)線進行驅(qū)動，其特征在于具有權(quán)利要求1～14的任一項所述的差動放大器。
16.如權(quán)利要求15所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，其特征在于具有驅(qū)動上述多個數(shù)據(jù)線的多個上述差動放大器、以及對多個上述差動放大器的各個上述連接切換電路進行控制的連接切換信號，多個上述差動放大器，被分為第1及第2組；上述連接切換信號，在將上述第1組的上述差動放大器控制為上述第1連接狀態(tài)時，將上述第2組的上述差動放大器控制為上述第2連接狀態(tài)；在將上述第1組的上述差動放大器控制為上述第2連接狀態(tài)時，將上述第2組的上述差動放大器控制為上述第1連接狀態(tài)。
17.一種顯示裝置，其特征在于，具有包含權(quán)利要求1～14的任一項所述的差動放大器的數(shù)據(jù)驅(qū)動器；以及，顯示面板；根據(jù)上述數(shù)據(jù)驅(qū)動器的輸出信號，驅(qū)動上述顯示面板的數(shù)據(jù)線。
18.一種顯示裝置，其特征在于，具有在一個方向上互相平行延伸的多根數(shù)據(jù)線；在垂直于上述一個方向的方向上互相平行延伸的多根掃描線；以及，矩陣狀設(shè)置在上述多根數(shù)據(jù)線與上述多根掃描線的交叉部中的多個像素電極，并具有多個晶體管，其分別對應上述多個像素電極，漏極以及源極的第1輸入與對應的上述像素電極相連接，上述漏極與源極的第2輸入與對應的上述數(shù)據(jù)線相連接，柵極與對應的上述掃描線相連接，并具備將掃描信號分別提供給上述多個掃描線的門驅(qū)動器；以及，將對應于輸入數(shù)據(jù)的灰度信號分別提供給上述多個數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，上述數(shù)據(jù)驅(qū)動器，由權(quán)利要求17所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動器構(gòu)成。
19.一種差動放大器，其中，具有第1、第2信號；將輸出信號輸出的輸出端子；第1及第2差動對，各自具有輸入對及輸出對，由對應的電流源分別驅(qū)動；與所述第1及第2差動對的各個輸出對相連接的負載電路；以及，放大段，其接收上述負載電路與上述第1及第2差動對的輸出對的連接點對的至少1個連接點的信號作為輸入，輸出端與上述輸出端子相連接；以及，切換電路，其對第1狀態(tài)與第2狀態(tài)進行切換控制，上述第1狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1及第2輸入端分別被輸入上述第1信號及上述第2信號，且上述第2差動對的輸入對的第1及第2輸入端分別被輸入上述第1信號及上述輸出信號，上述第2狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入端分別被輸入上述輸出信號及上述第1信號，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入端分別被輸入上述第2信號及上述第1信號。
20.一種差動放大器，其中，具有第1、第2信號；將輸出信號輸出的輸出端子；第1及第2差動對，各自具有輸入對及輸出對，由對應的電流源分別驅(qū)動；與所述第1及第2差動對的各個輸出對相連接的負載電路；以及，放大段，其接收上述負載電路與上述第1及第2差動對的輸出對的連接點對的至少1個連接點的信號作為輸入，輸出端與上述輸出端子相連接；以及，切換電路，其對第1狀態(tài)與第2狀態(tài)進行切換控制，上述第1狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的第1及第2輸入端分別被輸入上述第1信號及上述第2信號，且上述第2差動對的輸入對的第1及第2輸入端分別被輸入上述第1信號及上述輸出信號，上述第2狀態(tài)中，上述第1差動對的輸入對的上述第1及第2輸入端分別被輸入上述第2信號及上述第1信號，且上述第2差動對的輸入對的上述第1及第2輸入端分別被輸入上述輸出信號及上述第1信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)蓚€不同的輸入電壓，輸出4個不同電壓，且即使兩個輸入電壓的電壓差較大，也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度輸出的差動放大器，其具有第1、第2差動對(101、102)(103、104)、開關(guān)(151、152)、開關(guān)(153、154)、開關(guān)(155、156)、開關(guān)(157、158)。切換控制第1差動對的第1及第2輸入與端子(T1)及端子(T2)分別相連接，且第2差動對的第1及第2輸入與端子(T1)及輸出端子(3)分別相連接的第1連接狀態(tài)，與第1差動對的第1及第2輸入與輸出端子(3)及端子(T1)分別相連接，且第2差動對的第1及第2輸入與端子(T2)及端子(T1)分別相連接的第2連接狀態(tài)。
文檔編號H03F1/34GK1855700SQ20061007515
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