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公開番号2025099663
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023216505
出願日2023-12-22
発明の名称差動増幅器、デジタルアナログ変換回路及び表示ドライバ
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人レクスト国際特許事務所
主分類H03F 3/45 20060101AFI20250626BHJP(基本電子回路)
要約【目的】階調逆転を抑制した差動増幅器と、それを用いたデジタルアナログ変換回路及び表示ドライバを提供することを目的とする。
【構成】本発明に係る差動増幅器は、第1の電圧及び出力電圧を差動入力する第1の差動対と、第2の電圧及び出力電圧を差動入力する第2の差動対と、デジタルデータ信号に基づき、第1及び第2の差動対のうちの一方又は双方に駆動電流を供給する制御回路と、第1及び第2の差動対各々の出力対の電圧を受けてこれを出力電圧に変換する増幅段と、上記した一方の差動対のみに駆動電流を供給する場合には、他方の差動対に所定の補助電流を供給する補助回路と、第1及び第2の差動対の双方に駆動電流を供給する場合には、両差動対の出力対同士を結合し、一方の差動対のみに駆動電流を供給する場合には出力対同士の結合を遮断する結合回路と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
互いに異なる電圧値を有する第１及び第２の電圧と共にＮ（Ｎは１以上の整数）ビットのデジタルデータ信号を受け、前記第１及び第２の電圧を２のＮ乗個に内挿した２のＮ乗個の電圧のうちの前記デジタルデータ信号に基づく１の電圧を出力電圧として増幅出力する差動増幅器であって、
前記第１の電圧及び前記出力電圧を差動入力する第１の差動対と、
前記第２の電圧及び前記出力電圧を差動入力する第２の差動対と、
前記デジタルデータ信号に基づき、前記第１の差動対及び前記第２の差動対のうちの一方の差動対、又は前記第１の差動対及び前記第２の差動対の双方に駆動電流を供給する制御回路と、
前記第１の差動対及び前記第２の差動対各々の出力対の電圧又は前記出力対のうちの一方の電圧を受けてこれを前記出力電圧に変換する増幅段と、
前記デジタルデータ信号に基づき前記制御回路が前記一方の差動対のみに前記駆動電流を供給する場合には、前記第１の差動対及び前記第２の差動対のうちの他方の差動対に所定の補助電流を供給する補助回路と、
前記デジタルデータ信号に基づき、前記制御回路が前記第１の差動対及び前記第２の差動対の双方に前記駆動電流を供給する場合には、前記第１の差動対及び前記第２の差動対各々の出力対同士を結合し、前記一方の差動対のみに前記駆動電流を供給する場合には前記出力対同士の結合を遮断する結合回路と、を有することを特徴とする差動増幅器。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記デジタルデータ信号が前記第１及び第２の電圧とは異なる電圧値の前記出力電圧を出力させることを示す場合には、前記補助回路は前記他方の差動対への前記補助電流の供給を遮断し、前記結合回路は前記第１の差動対及び前記第２の差動対の出力対同士を接続し、
前記デジタルデータ信号が前記第１又は第２の電圧と等しい電圧値の前記出力電圧を出力させることを示す場合には、前記制御回路は前記駆動電流を前記一方の差動対のみに供給し、前記補助回路は前記補助電流を前記他方の差動対に供給し、前記結合回路は前記第１の差動対及び前記第２の差動対の出力対同士の接続を遮断することを特徴とする請求項１に記載の差動増幅器。
【請求項３】
前記第１及び第２の差動対の出力対にそれぞれ個別に接続される第１及び第２の負荷回路を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の差動増幅器。
【請求項４】
前記第１及び第２の差動対の出力対に接続される第１及び第２の負荷回路を備え、
前記制御回路が前記第１の差動対及び前記第２の差動対の双方に前記駆動電流を供給する場合には、前記結合回路を介して結合された前記第１の差動対及び前記第２の差動対各々の出力対に接続される前記第２の負荷回路へ前記駆動電流が流れるように、前記第１の負荷回路は非活性とされ、
前記制御回路が前記一方の差動対のみに前記駆動電流を供給する場合には、前記一方の差動対に接続される前記第２の負荷回路へ前記駆動電流が流れるとともに、前記第１の負荷回路は活性とされ、前記所定の補助電流が前記他方の差動対に接続される前記第２の負荷回路へ流れる、ことを特徴とする請求項１に記載の差動増幅器。
【請求項５】
前記制御回路は、夫々所定の電流比を有する複数個の電流源を有し、前記デジタルデータ信号に基づき、前記複数個の電流源による２のＮ乗個の電流比の組合せのいずれかを選択し、選択された組み合わせの電流源各々の合成電流を前記駆動電流として、前記第１の差動対及び前記第２の差動対のうちの一方又は双方のテイルノードに供給されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１に記載の差動増幅器。
【請求項６】
前記制御回路は、電流比が１の電流源、及び電流比が２のｋ乗（ｋは０～Ｎ－１の整数）のＮ個の電流源からなる（Ｎ＋１）個の電流源を有し、前記デジタルデータ信号に基づき、前記（Ｎ＋１）個の電流源による２のＮ乗個の組合せのいずれかを選択し、選択された組み合わせの電流源各々の合成電流を前記駆動電流として、前記第１の差動対及び前記第２の差動対のうちの一方又は双方のテイルノードに供給されることを特徴とする請求項１～４のいずれか１に記載の差動増幅器。
【請求項７】
前記第１の差動対及び前記第２の差動対の各々に供給される前記駆動電流の電流比の前記２のＮ乗個の組合せは、前記第１及び第２の電圧を２のＮ乗個に内挿した２のＮ乗個に１を加えた数の電圧のうちの連続する２のＮ乗個の電圧と対応しており、
前記デジタルデータ信号に基づき、前記２のＮ乗個の電圧のうちの１つを有する前記出力電圧が前記増幅段から増幅出力されることを特徴とする請求項５に記載の差動増幅器。
【請求項８】
前記Ｎは１であることを特徴とする請求項６に記載の差動増幅器。
【請求項９】
前記Ｎは２であることを特徴とする請求項６に記載の差動増幅器。
【請求項１０】
Ｍビット（Ｍは２以上の整数）のデジタルデータ信号をアナログの電圧値を有する出力電圧に変換するデジタルアナログ変換回路であって、
異なる電圧値を有する複数の電圧を生成する電圧生成回路と、
前記Ｍビットのデジタルデータ信号中の下位Ｎ（Ｎは１以上の整数）ビットを除く上位ビット群からなる上位デジタルデータ信号を受け、前記上位デジタルデータ信号に基づき、前記複数の電圧のうちから電圧値が異なる第１及び第２の電圧を選択するデコーダと、
請求項１～４のいずれか１に記載の差動増幅器と、を備え、
前記差動増幅器は、前記デコーダで選択された前記第１及び第２の電圧と、前記Ｍビットのデジタルデータ信号中の前記下位Ｎビットからなるデジタルデータ信号を受けることで、前記Ｍビットのデジタルデータ信号に対応したアナログの電圧値を有する前記出力電圧を増幅出力することを特徴とするデジタルアナログ変換回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動増幅器、この差動増幅器を含むデジタルアナログ変換回路、及び当該デジタルアナログ変換回路を含む表示ドラバに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、表示装置として、アクティブマトリクス型の液晶表示装置、或いは有機ＥＬ表示装置等が主流となっている。このような表示装置には、複数のデータ線に接続されている表示セルがマトリクス状に配列された表示パネルと共に、表示パネルの複数のデータ線を駆動するデータドライバが搭載されている。データドライバには、映像デジタル信号を輝度レベルに対応したアナログの電圧に変換し、これを増幅した電圧信号を表示パネルの各データ線に供給する差動増幅器を含むデジタルアナログ変換回路が備えられている。
【０００３】
以下に、データドライバの概略構成について説明する。
【０００４】
データドライバは、例えばシフトレジスタ、データレジスタラッチ、レベルシフタ、ＤＡ（digital to analog）変換部を含む。シフトレジスタは、表示コントローラから供給されたスタートパルスに応じて、クロック信号に同期してラッチの選択を行う為の複数のラッチタイミング信号を生成し、データレジスタラッチに供給する。データレジスタラッチは、シフトレジスタから供給されたラッチタイミング信号の各々に基づき、表示コントローラから供給された映像デジタルデータを所定個（例えばｎ個）毎に取り込み、各映像デジタルデータを表すｎ個の映像デジタルデータ信号をレベルシフタに供給する。レベルシフタは、データレジスタラッチから供給されたｎ個の映像デジタルデータ信号の各々に対して、その信号振幅を増加するレベルシフト処理を施して得たｎ個のレベルシフト後の映像デジタルデータ信号をＤＡ変換部に供給する。
【０００５】
ＤＡ変換部は、参照電圧生成回路、デコーダ部及び増幅部を含む。
【０００６】
参照電圧生成回路は、互いに電圧値が異なる複数の参照電圧を生成してデコーダ部に供給する。例えば、参照電圧生成回路は、電源電圧及び基準電圧間をラダー抵抗で分圧した複数の分圧電圧を参照電圧群としてデコーダ部に供給する。尚、このようなラダー抵抗によって生成された複数の参照電圧を用いたデジタルアナログ変換をＲＤＡＣ方式と称する。
【０００７】
デコーダ部は、データドライバの各出力に夫々対応して設けられているｎ個のデコーダ回路を有する。デコーダ回路の各々は、レベルシフタから供給された映像デジタルデータ信号を受け、この映像デジタルデータ信号に対応した異なる２つの参照電圧を、複数の参照電圧のうちから選択し、選択した２つの参照電圧を増幅部に供給する。
【０００８】
増幅部は、夫々が、デコーダ部から供給された２つの参照電圧を増幅して出力するｎ個の差動増幅器を有する。
【０００９】
ところで、上記したＤＡ変換部では、参照電圧生成回路で生成する参照電圧の数を多くするほど、表現できる輝度レベルの階調数（色数）を増やすことができる。しかしながら、参照電圧生成回路で生成する参照電圧の数を増やすとその分だけデータドライバのチップサイズが大きくなり、製造コストが増加する。
【００１０】
そこで、上記した差動増幅器として、異なる２つの入力電圧を重み付けして平均化することで、２つの入力電圧間の電圧値を有する電圧を出力電圧として生成することが可能な、いわゆる内挿演算を行う差動増幅器が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
（【００１１】以降は省略されています）

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