專利名稱：電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及電路領域。同時，本發明屬于具有以源跟隨電路、差分放大器電路、檢測放大器和運算放大器、信號線驅動電路和光電轉換器為代表的電路的半導體裝置的技術領域。
背景技術：
集成電路(IC)最近已廣泛用于蜂窩電話或個人數字助理中，它由幾十萬至幾百萬那么多的晶體管或電阻在接近5mm見方的硅基上構成。這對于器件的縮小和可靠性的提高以及器件的批量制造有重要的意義。
在集成電路(IC)或類似物上使用的電路的設計中，經常設計放大器電路，其中該種放大器電路具有放大小振幅信號的電壓或電流的作用。這種放大器電路被廣泛應用，原因在于需要一種電路來減弱所出現的應力以穩定工作電路。
由此，把源跟隨電路的配置及運行來作為放大器電路的例子來進行解釋。首先，源跟隨電路的一種配置示例將在附圖5A中示出，以解釋穩態的運行。接著，所述源跟隨電路的工作點將通過附圖5B和5C來進行解釋。最后，為了解釋瞬態中的運行，與附圖5A的配置不同的源跟隨電路的一種示例將在附圖6A和6B中示出。
首先，在附圖5A中通過使用一種源跟隨電路來解釋一種穩定運行狀態。
在附圖5A中，11為一種n溝道放大器晶體管，而12為一種n溝道偏壓晶體管。需要注意的是，盡管放大器晶體管11和偏壓晶體管12在附圖5A中屬于n溝道晶體管，但配置可能使用p溝道晶體管。因而，該放大器晶體管11和偏壓晶體管12假定特性及尺寸相同，以便于簡化。還假定其電流特性是理想的。同樣假定，即使放大器晶體管11或偏壓晶體管12的源極-漏極電壓變化了，其飽和區的電流值仍不變。
同時，放大器晶體管11具有聯接到電源線13的漏極區和聯接到偏壓晶體管12的漏極區的源極區。偏壓晶體管12具有聯接到電源線14的源極區。
偏壓晶體管12的門極被供給了偏壓電位Vb。電源電位(高電位電源)Vdd施加到電源線13上，而地電位(低電位電源)Vss(＝0V)施加到電源線14上。
在附圖5A的源跟隨電路中，放大器晶體管11的門極作為一個輸入端子，如此使得輸入電位Vin可以輸入到放大器晶體管11的門極。同樣，放大器晶體管11的源極區作為輸出端子，如此使得放大器晶體管11的源極區的電位提供一個輸出電位Vout。偏壓晶體管12的門極被提供一個偏壓電壓Vb。當偏壓晶體管12運行于飽和區時，假定流過以Ib表示的電流。這時，由于放大器晶體管11和偏壓晶體管12串聯，同樣的電流流過這兩個晶體管。同樣，當電流Ib流過偏壓晶體管12時，電流Ib也流過放大器晶體管11。
由此決定了源跟隨電路的輸出電位Vout。輸出電位Vout在數值上比輸入電位Vin低出放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1。這時，輸入電位Vin、輸出電位Vout和門極-源極電壓Vgs1具有滿足以下等式(1)的關系。
Vout＝Vin-Vgs1…(1)如果放大器晶體管11運行于飽和區，以便流過放大器晶體管11的電流Ib足夠使放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1等于偏壓電位Vb(偏壓晶體管12的門極-源極電壓)。如果這樣，就得出了下面的等式(2)。然而，等式(2)只有當放大器晶體管11和偏壓晶體管12運行于飽和區時才能得出。
Vout＝Vin-Vb…(2)下面用附圖5B和5C來解釋源極跟隨電路的工作點，其中該附圖示出了放大器晶體管11和偏壓晶體管12的電壓與電流之間的關系。更確切地說，附圖5B的這種解釋是假定放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1在數值上等于偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2。接著附圖5C的解釋是假定放大器晶體管11的門極-源極晶體管電壓Vgs1在數值上不等于偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2，其中比如偏壓晶體管12運行于線性區。
在附圖5B中，虛線21示出了當放大器晶體管11具有Vb的門極-源極電壓Vgs1時的電壓與電流的關系。實線22出了當偏壓晶體管12具有Vb的門極-源極電壓Vgs2時的電壓與電流的關系。同時，在附圖5C中，虛線21示出了當放大器晶體管11具有Vb的門極-源極電壓Vgs1時的電壓與電流的關系。實線22出了當偏壓晶體管12具有Vb’的門極-源極電壓Vgs2時的電壓與電流的關系。
在附圖5B中，放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1與偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2數值相等，另外偏壓電位Vb與偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2數值相等。從而，放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1與偏壓電位Vb數值相等。也即產生了Vgs1＝Vgs2＝Vb。如附圖5B中所示，放大器晶體管11和偏壓晶體管12運行于飽和區。這時，輸入電位Vin和輸出電位Vout具有線性的關系。
另一方面，在附圖5C中，放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1與偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2數值不相等。并且，偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2與偏壓電位Vb數值相等。同時，假定放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1為偏壓電位Vb’。同樣，這產生了Vgs2＝Vb和Vgs1＝Vb’。如附圖5C所示，放大器晶體管11運行于飽和區，而偏壓晶體管12運行于線性區。這時，輸入電位Vin、輸出電位Vout和偏壓電位Vb’具有滿足以下等式(3)的關系。
Vout＝Vin-Vb’…(3)如果在偏壓晶體管12運行于線性區流過的電流為Ib’，則Ib’＜Ib。同樣，如果則Vb’＜Vb，輸入電位Vin和電流Ib’的值則下降。從而，偏壓電位Vb’也下降。這時，輸入電位Vin和輸出電位Vout具有非線性的關系。
綜上所述，為了在源跟隨電路中的穩態增加輸出電位Vout的幅值，最好降低偏壓電位Vb。這是由于以下兩個原因。
第一個原因在于，如等式(2)所示能夠在小偏壓電位Vb的情況下增加輸出電位Vout。第二個原因在于，如果偏壓電位Vb很大那么偏壓晶體管12就會在輸入電位Vin下降的情況下穩定運行于線性區。若偏壓晶體管12運行于線性區，則輸入電位Vin和輸出電位Vout將具有非線性的關系。
在偶然情況下，由于偏壓晶體管12需要運行于導通狀態，則需要提供一個比偏壓晶體管12的閾值電壓大的偏壓電位Vb。
以上所解釋的是源跟隨電路運行于穩態。接下來，借助附圖6A和6B并基于源跟隨電路運行于瞬態來進行解釋。
附圖6A和6B所示的源跟隨電路具有一種在附圖5A的電路上增加了電容元件15的一種設計配置。電容元件15具有聯接到放大器晶體管11的源極區的一個端子和聯接到電源線16的另一端子。地電位Vss施加到電源線16上。
電容元件15在其兩個電極上具有與源跟隨電路的輸出電位Vout相同的電位差。由此，借助附圖6A并假設Vout＜Vin-Vb來解釋該運行。接著將借助附圖6B并假設Vout＞Vin-Vb來解釋該運行。
首先，借助附圖6A并假設Vout＜Vin-Vb來解釋源跟隨電路在瞬態的運行。
在附圖6A中，當t＝0時，放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1具有比偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2大的值。所以，在放大器晶體管11上流過大的電流來給電容元件15及時充電。從而，輸出電位Vout增加，使得放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1的值下降。
隨著時間的繼續(t＝t1，t1＞0)，當放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1等于偏壓電位Vb時，它進入穩定運行狀態。這時，輸出電位Vout、輸入電位Vin和偏壓電位Vb具有滿足前述等式(2)的關系。
綜上所述，如果Vout＜Vin-Vb，那么放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1的值大于偏壓電位Vb。所以，在放大器晶體管11上流過大的電流，來給電容元件15及時充電。由此，使電容元件15保持預定電荷所需的時間將比較短，也即把信號寫入到電容元件15所需的時間較短。
接著，借助附圖6B，并假設Vout＞Vin-Vb來解釋源跟隨電路在瞬態的運行。
在附圖6B中，放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1具有比放大器晶體管11的閾值電壓小的值。所以，放大器晶體管11處于不導通狀態。電容元件15所充的電通過偏壓晶體管12流向地電位Vss，最終被放電。這時，由于偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2與偏壓電位Vb相同，故流經偏壓晶體管12的電流為Ib。
隨時間的繼續(t＝t1，t1＞0)，輸出電位Vout下降，而放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1下降。當放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1等于偏壓電位Vb時，就進入穩態。這時，輸出電位Vout、輸入電位Vin和偏壓電位Vb具有滿足上述等式(2)的關系。需要注意的是，在穩態，輸出電位Vout保持為恒定值，并且電容元件15不充電。從而，電流Ib流經放大器晶體管11和偏壓晶體管12。
綜上所述，如果Vout＞Vin-Vb，電容元件15保持預定電荷的時間，也即電容元件15的信號寫入時間取決于流經偏壓晶體管12的電流Ib。電流Ib取決于偏壓電位Vb的值。從而，為了增加電流Ib并縮短電容元件15的信號寫入時間，必需增加偏壓電位Vb。
在偶然情況下，作為修正晶體管閾值電壓變化的方法，有一種方法是通過在電路的輸出上觀察其變化，當一個信號被輸入，然后該變化被輸入并反饋以由此來進行修正(比如參見非專利文獻1)。
H.Sekine等的“用一種集成數據驅動器用于Poly-Si TFT LCLV的放大器補償方法”，IDRC’97，頁45-48。
源跟隨電路的前述運行是在以下基礎上實施的，即假定放大器晶體管11和偏壓晶體管12具有相同的特性。但是，對于這兩個晶體管，在閾值電壓或移動性經常會發生變化，這是由于比如門極長度(L)、門極寬度(W)和門極絕緣薄膜厚度的變化，或者由于制造過程或所使用的基片的差別而導致溝道區晶體狀態變化的這些綜合因素而造成的。
比如，假定在附圖5A中，并假定放大器晶體管11具有3V的閾值，而偏壓晶體管12具有4V的閾值，則具有1V的變化。如果這樣，為了流過電流Ib，施加給放大器晶體管11的門極-源極電壓Vgs1的電壓需要比偏壓晶體管12的門極-源極電壓Vgs2小1V。也即，Vgs1＝Vgs2-1。如果這樣，Vout＝Vin-Vgs1＝Vin-Vb+1。就是說，如果在放大器晶體管11和偏壓晶體管12的閾值電壓中只產生了1V的變化，那么在輸出電位Vout中也會產生變化。
本發明是針對于上述問題的。問題是提供一種抑制晶體管特性變化的電路。更明確地說，問題是在具有電流放大功能的電路中，提供一種能夠提供期望的電壓且抑制晶體管的特性變化效應。
發明內容
本發明采用一種如下配置的電路，以解決前述的問題。
附圖3A中所示的電路配置有一個參考恒流源21、一個具有開關功能的開關元件22(此后標為SW22)、一個n溝道晶體管23和一個電容元件24。晶體管23具有聯接到電源線25的源極區和聯接到參考恒流源21的漏極區。晶體管23具有聯接到電容元件24的一個端子上的門極。電容元件24的另一端子聯接到電源線25。電容元件24具有保持晶體管23的門極-源極電壓Vgs的作用。同時，電源線25被施加了地電位Vss。
在附圖3A-3C中，晶體管23假定為n溝道型。然而這里是不受限制的，比如，也可以配置p溝道型。
附圖3A的電路在電容元件的兩個電極之間具有一個電位差，也即晶體管的門極-源極電壓，如此使得在晶體管的源極和漏極之間流過的電流等于由參考恒流源所產生的信號電流Idata(也稱為參考電流)。
在附圖3A中，SW22導通。這時，由參考恒流源21所產生的信號電流Idata流向電源線25。這時，電流Idata分支為I1和I2。順便提一句，電流Idata滿足Idata＝I1+I2。
電流迅速地開始從參考恒流源21流來，在電容元件24上沒有電荷。所以，晶體管23關斷。所以，使得I2＝0和Idata＝I1。
然后，在電容元件24上逐漸開始充電，開始在電容元件24的兩個電極上產生電位差。當這兩個電極上的電位差變成晶體管23的閾值電壓時，晶體管23導通，使得I2＞0。由于前述的Idata＝I1+I2，所以盡管電流I1逐漸下降，但仍保持流過電流。(A點，附圖3C和3D)。
電容元件24的兩個電極之間的電位差給晶體管23提供了一個門極-源極電壓。所以，電容元件24繼續充電，直到晶體管23達到-個能夠流過象期望電流那樣的信號電流的電壓(VCS)。當充電結束(B點，附圖3C和3D)，電流I1終止流過。另外，由于晶體管23導通，使得Idata＝I2。
然后，如附圖3B中所示，SW22關斷。由于在前述過程中寫入的VGS保持在電容元件24上，所以晶體管23導通。另外，一個等于信號電流Idata的電流流過晶體管2 3的漏極區。這時，通過使晶體管23運行于飽和區，即使在晶體管23的源極-漏極電壓中有變化，但晶體管23的漏極電流可以保持其值不變地流過。
如前所述，為了使如同在參考恒流源中所確定的信號電流的電流流到一個特定的晶體管，可以把一個門極-源極電壓設為該晶體管的值。在本發明中，可以通過聯接到該晶體管的電容元件保持該晶體管的門極-源極電壓來進行設定。通過使用保持在該電容元件上的電壓，能夠抑制晶體管特性變化的效應。
使電壓保持在電容元件上這種方法可以采用下文所示的方法。電容上所保持的電壓保持不變，并且信號電壓(比如視頻信號電壓)輸入到電容元件的一個端子上。如果這樣，晶體管的門極輸入了電容元件上所保持的電壓加上信號電壓后的一個電壓。結果，晶體管的門極輸入了電容元件所保持的電壓加上信號電壓后的一個值。也即，在本發明中，即使在晶體管之間產生了特性變化，信號電壓要輸入的晶體管被輸入了每個晶體管所聯接的每個電容元件上所保持的電壓加上信號電壓的一個值。所以，能夠提供一種抑制晶體管之間特性變化效應的電路。
要注意的是，把電容元件上所保持的電壓加上信號電壓的過程必需由電荷轉換定律來解釋。電荷轉換定律表示這樣一個事實，即在全部的電量中，正電荷和負電荷數量的數學總和保持恒定。
本發明可以使用采用任何材料的晶體管、或者通過任何方法或制造方法處理的晶體管、或任何類型的晶體管。比如，一種薄膜晶體管(TFT)可以被使用。這種TFT可以使用由任何非晶體、多晶體和單晶體構成的半導體層。另一種晶體管可能是在單晶基片上制造的或在一種SOI基片上制造的晶體管。另外，該晶體管可以由有機材料或碳纖維管來制造。另外，也可以使用MOS晶體管或雙向晶體管。
附圖1為用于解釋本發明的一種源極跟隨電路的運行的圖；附圖2A和2B為用于解釋本發明的所述源極跟隨電路的運行的圖；附圖3A至3D為用于解釋本發明電路的運行及配置的圖；附圖4A至4H為用于實施本發明的電子裝置的圖；附圖5A至5C為用于解釋所述源跟隨電路的運行的圖；附圖6A和6B為用于解釋所述源跟隨電路的運行的圖；附圖7A和7B為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；
附圖8A和8B為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖9為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖10為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖11為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖12A和12B為示出本發明的一種運算放大器的圖；附圖13A和13B為示出本發明的一種運算放大器的圖；附圖14A至14C為示出本發明的一種半導體裝置的圖；附圖15為示出本發明的所述半導體裝置的像素電路和偏壓電路的圖；附圖16A和16B為用于解釋本發明的所述電路的配置的圖；附圖17為本發明的一種信號線驅動電路的圖；附圖18為本發明的所述信號線驅動電路的圖；附圖19為用于解釋本發明的所述信號線驅動電路的運行的圖；附圖20A和20B為示出一種參考恒流源的圖；附圖21A至21F為示出一種參考恒流源的圖；附圖22A至22E為示出一種參考恒流源的圖；附圖23A和23B為示出一種參考恒流源的圖；附圖24為本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖25A和25B為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖26A和26B為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖27為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖28A和28B為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖29為示出本發明的一種源跟隨電路的圖；附圖30為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖31為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖32為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖33為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖34為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖35為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖36為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖37為示出本發明的一種差分放大器電路的圖；附圖38A和38B為示出本發明的一種運算放大器的圖；
附圖39A和39B為示出本發明的一種運算放大器的圖；附圖40為本發明的一種信號線驅動電路的圖；附圖41為本發明的一種信號線驅動電路的圖；以及附圖42為用于解釋本發明的所述信號線驅動電路的圖。
具體實施例方式本實施方案示出了一種作為本發明的一種電路的例子的源跟隨電路，其配置和運行將用附圖1、2A和2B來進行解釋。
首先用附圖1、2A和2B來解釋本發明的所述源跟隨電路的一種配置。
在附圖1、2A和2B中，111為一種n溝道放大器晶體管，而112為一種n溝道偏壓晶體管。113和114為電容元件。同時，115-118、120、127、128為具有開關功能的元件，這些元件優先使用由晶體管配置的半導體元件，比如模擬開關。如果這樣，這些半導體元件僅僅是開關，而且由此特別不局限于它們的極性。
126是一種能夠流過恒定電流的參考恒流源。該參考恒流源126由一種晶體管半導體或與其類似的器件來配置。在本說明中，一種由晶體管配置的參考恒流源126將在實施方案6的例子中進行解釋。這可以便于參考。
123-125為電源線，也即，電源線123被供給了電源電位Vdd1，而電源線124具有地電位Vss。電源線125被供給了電源電位Vdd2。施加給電源線123的電源電位Vdd1和施加給電源線125的電源電位Vdd2可能值相同或不同。然而，施加給電源線125的電源電位Vdd2需要設定為能夠使參考恒流源126作為恒流源來正常運行的一個值。比如，當該參考恒流源126使用晶體管的飽和區來配置該恒流源，那么就需要設定一個使晶體管在飽和區運行的范圍中的值。
盡管該實施方案示出了放大器晶體管111和偏壓晶體管112是n溝道型的情況，當時本發明并不局限于此，也即，這兩個晶體管可能為p溝道型的。否則，這兩個晶體管可能極性不同地配置一個推挽電路。需要注意的是，如果配置推挽電路，則這兩個晶體管用作附圖24中所示的放大器晶體管。所以，信號輸入到這兩個晶體管中。
所述的放大器晶體管111具有通過開關127而聯接到電源線123的漏極區，以及聯接到開關117、118和晶體管112的漏極區的源極區。該放大器晶體管111具有聯接到電容元件113的一個端子上的門極。該電容元件113的另一端子通過開關117聯接到晶體管111的源極區。該電容元件113具有保持所述放大器晶體管111的門極-源極電壓的作用。需要注意的是，此后，該放大器晶體管111標為晶體管111。
該偏壓晶體管112具有聯接到電源線124的源極區和聯接到開關117、118和120的漏極區。該偏壓晶體管112具有聯接到該電容元件114的一個端子上的門極。該電容元件114的另一端子聯接到偏壓晶體管112的源極區。該電容元件114具有保持偏壓晶體管112的門極-源極電壓的作用。需要注意的是，此后，偏壓晶體管112標為晶體管112。
開關115-118、120、127、128根據輸入信號來控制導通和不導通(通和斷)。然而，附圖1、2A和2B中，至開關115-118、120、127、128的、輸入信號的信號線或與之類似的東西被省略，以使解釋簡化。
在附圖1、2A和2B的源跟隨電路中，開關116具有用作輸入端子的一個端子。通過輸入端子，輸入電位Vin(信號電壓)輸入到電容元件113的一個端子上。同時，開關118具有用作輸出端子的一個端子。晶體管111的源極區的電位提供輸出電位Vout。
現在對附圖1、2A和2B的所述源跟隨電路的運行進行解釋。
在附圖1中，開關115、117、120和128導通。除上述開關外的其他開關關斷。在這種情況下，在參考恒流源126中所確定的信號電流Idata通過電容元件113、114流向電源線124。
隨即，從參考恒流源126中開始流出電流，而電容元件113、114上沒有電荷。所以，晶體管111、112關斷。該電流從參考恒流源126通過開關128、115、117且再通過開關120流向電源線124。
在電容元件113、114上逐漸開始充電，并開始在電容113、114的兩個電極之間形成一個電位差。當電容113的兩個電極之間的電位差達到晶體管111的閾值電壓Vth1時，晶體管111導通。同樣，當電容114的兩個電極之間的電位差達到晶體管112的閾值電壓Vth2時，晶體管112導通。
接著，電容元件113繼續充電使得晶體管111的門極-源極電壓可以流過一個預定的信號電流Idata。電容元件114也繼續充電使得晶體管112的門極-源極電壓可以流過一個預定的信號電流Idata。
如附圖2A中所示，當電容元件113、114充電結束到達一個穩態，那么開關115、117、120從導通變為關斷，而其他的開關保持在附圖1的狀態。這時，由參考恒流源126所確定的信號電流Idata流過晶體管111的漏極-源極區，而且還流過晶體管112的漏極-源極區。順便提一句，這是假定電容元件113的兩個電極之間的電位差為Va，而電容元件114的兩個電極之間的電位差為Vc。
隨后，如附圖2B中所示，開關116、118、127導通。除上述開關外的其他開關關斷。這時，一個輸入電位Vin從輸入端子通過開關116輸入到電容元件113的一個端子上。根據電荷轉換定律，晶體管111的門極被供給了輸入電位Vin與晶體管111的門極-源極電壓Va相加的一個值(Va+Vin)。
輸出電位Vout是晶體管111的源極區上的電位。也即，這對應于晶體管111的門極電位(Vin+Va)減去所述的門極-源極電壓Vgs(＝Vc)。
順便說一句，當開關128關斷且開關127導通之后，信號電流Idata也流過晶體管111。這是因為晶體管112的門極-源極電壓Vgs(＝Vc)加上了用于流過信號電流Idata所需的一個電壓。相應地，晶體管111的門極-源極電壓Vgs也加上了用于流過信號電流Idata所需的一個電壓。所需的該電壓是標為Va的電壓。所以，可以得出晶體管111的門極-源極電壓Vgs具有與Va相同的值。綜上所述，得出以下的等式。
Vout＝(Vin+Va)-Va＝Vin…(4)如等式(4)中所示，輸出電位Vout與輸入電位Vin的值相同，并且與晶體管特性無關。所以，如果在晶體管111和晶體管112中產生了特性變化，那么在輸出電位Vout上可以抑制這種效應。
盡管附圖1、2A和2B的電路是一種源跟隨電路，但是沒有用于輸入偏壓電位的輸入端子。這是因為，在晶體管112的門極-源極之間，在電容元件114上已經具有的預先充電使得流過由參考恒流源126確定的信號電流Idata。
由于本發明可以抑制晶體管111和112的特性變化的效應，所以不需要把晶體管111和112設計為具有相同的門極長度(L)和門極寬度(W)。如果發生變化也不存在問題。
在本說明中，用于在電容元件上進行預先充電的運行稱為設定運行。在本實施方案中，附圖1和2A中的運行與設定運行相對應。用于輸入一個輸入電位Vin和輸出一個輸出電位Vout的運行也稱為輸出運行。在本實施方案中，附圖2B的運行對應于輸出運行。
順便說一句，盡管附圖1、2A和2B的電路具有以電源線125、參考恒流源126和開關128為順序的一個聯接，但是本發明并不局限于此。比如，通過翻轉參考恒流源126和開關128的位置，該聯接可能以電源線125、開關128和參考恒流源126為順序。
同時，參考恒流源可能如附圖7A或7B中所示來進行布置。將在附圖7A和7B所示的配置中對該電路配置進行解釋。附圖7A和7B的電路具有與附圖1、2A和2B的電路相同的電路元件，除了沒有提供電源線125。電源線123被施加了電源電位Vdd而電源線124被施加了地電位Vss附圖7A和7B的源跟隨電路的運行與附圖1、2A和2B中的源跟隨電路的運行類似，所以在本實施方案中省略了解釋。
在附圖7A中，開關127布置在晶體管112的漏極區與電源線124之間。開關128與開關127并聯，布置在晶體管112的漏極區與電源線124之間。最后，參考恒流源126布置在晶體管112的漏極區與開關128之間或者開關128與電源線124之間。附圖7A示出了在晶體管112的漏極區與開關128之間的這種布置情況。
在附圖7A中，開關127和128都聯接到地電位Vss。然而，本發明并不局限于此。它們可能聯接到不同的電源線上，如象在附圖1中，開關127聯接到電源電位Vdd1，而開關128聯接到電源電位Vdd2。比如，象在附圖7A中，開關127可能聯接到地電位Vss，而開關128可能聯接到新設置的地電位Vss2。地電位Vss和地電位Vss2可能具有相同的值或不同的值。
在附圖7B中，開關127布置在晶體管111的源極區與晶體管112的漏極區之間。開關128與開關127并聯。最后，參考恒流源126布置在晶體管111的源極區與開關128之間或者開關128與晶體管112的漏極區之間。附圖7B示出了在晶體管111的源極區與開關128之間的這種布置情況。
盡管在附圖7B中，開關118聯接到晶體管111的源極區和通過開關127連接到晶體管112的漏極區，但是本發明并不局限于此。開關118可能聯接到晶體管112的漏極區和通過開關127連接到晶體管111的源極區。
然而，優選的是開關118聯接到晶體管111的源極區和通過開關127連接到晶體管112的漏極區。這是因為，在開關118聯接到晶體管112的漏極區和通過開關127連接到晶體管111的源極區的這種情況下，如果在開關127上具有導通電阻，那么就會使輸出電位Vout變成較低的輸出電位Vout。
同時，附圖8A示出了一種源跟隨電路，其中在晶體管111的漏極區和電源線124之間布置了開關119，而不是象在附圖1、2A和2B的電路中布置了晶體管112、電容114和開關120。附圖8A的這種源跟隨電路的運行類似于前述的附圖1、2A和2B的運行，除了開關119在設定運行期間為導通，在輸出運行期間為斷開，所以在本實施方案中省略了解釋。
在附圖8A中，開關127、128和電流源126與附圖1相類似地聯接到電源電位Vdd。然而，開關127、128和電流源126可能聯接了另一元件，比如附圖7A和7B中所示的地電位127。作為示例，附圖25A示出了開關127、128和電流源126聯接到地電位Vss的一種情況。
其中，附圖25A示出了在不提供晶體管112的情況下的一種源跟隨電路。然而，晶體管112實際上是一種作為在該源跟隨電路中提供偏壓的一種電流源來運行的電路。所以，附圖25A中的電流源126可能作為一種代替晶體管112提供偏壓的電流源來運行。也即，該電流源126可能用作一種在設定運行期間來設定晶體管111的電流源，在輸出運行期間用作在源跟隨器電路內提供偏壓的電流源，而不是在設定運行期間使用而在輸出運行期間不使用。在這種情況下，在設定運行和輸出運行之間就不需要切換，所以就不需要開關127、128。這種情況下的這種電路圖在附圖26A中示出。
同時，在附圖27中示出了一種用一個晶體管來實現附圖26A的電流源的電路圖。下面將示出這種運行。
在附圖27中，開關115、117為導通。除上述開關之外的其他開關為關斷。在這種情況下，晶體管112中所設定的信號電流Idata通過電容元件113流向電源線124。該信號電流Idata的幅度通過施加到晶體管112門極的偏壓Vb及其晶體管112的特性來進行確定。所以，如果存在多個附圖27的電路，那么在這幾個電路中就有可能存在晶體管112特性的變化。在這種情況下，即使相同的電壓Vb施加到每個晶體管112的門極，那么信號電流Idata的幅度在這些電路中是不同的。
在電流剛流出晶體管112時，在電容元件113上沒有充電。所以，晶體管111斷開。該電流通過開關115、117從晶體管112流向電源線124。
在電容元件113上逐漸開始充電，并且在電容元件113的兩個電極上開始產生電位差。當在電容元件113的兩個電極之間的該電位差變為晶體管111的閾值電位Vth1時，晶體管111導通。
然后，電容元件113繼續充電，使得晶體管111的門極-源極電壓變成能夠流過一個預定信號電流Idata的電壓。
如附圖28A中所示，當電容元件113結束充電到達穩態，開關115、117從導通變為關斷，而除此之外的其他開關保持附圖27的狀態。這時，流過晶體管112的信號電流Idata從晶體管111的漏極-源極區流過。順便說一句，這是假定電容元件113的兩個電極之間的電位差為Va。
如果附圖27的電路存在多個，那么在這些電路之間就有可能具有晶體管111、112特性的變化。在這種情況下，信號電流Idata的幅度在電路與電路之間就不相同。同樣，電容元件113的兩個電極之間的電位差Va在電路與電路之間也不相同。
接著，如附圖28B中所示，開關116、118導通。除此之外的其他開關全部關斷。這時，輸入電位Vin由輸入端子通過開關116輸入到電容元件113的一個端子上。按照電荷轉換定律，晶體管111的門極被施加了輸入電位Vin與門極-源極電壓Va相加的一個值(Va+Vin)。
輸出電位Vout為晶體管111的源極區上的電位。同樣，輸出電位Vout對應于晶體管111的門極電位(Vin+Va)減去門極-源極電壓Vgs(＝Va)后的一個值。
該信號電流Idata繼續流過晶體管111。這是因為晶體管112的門極電壓Vb保持相同的值。因此，晶體管111的門極-源極電壓Vgs也被供給了一個用于使晶體管111流過該信號電流Idata而所需的電壓。該所需的電壓用Va來標示。因此，可以看出晶體管111的門極-源極電壓Vgs與Va的值相同。綜上所述，這里也適用等式(4)。
如等式(4)中所示，該輸出電位Vout與輸入電位Vin的值相同，并且與晶體管的特性無關。所以，如果在晶體管111和112中具有特性變化，那么在輸出電位Vout上也能抑制特性變化效應。
如果存在多個附圖27的電路，那么就有可能在電路之間存在晶體管112或111的特性變化。在這種情況下，信號電流Idata的幅度以及電容元件113上的電極-電極電位差Va在這些電路中是不同的。然而，如等式(4)中所示，輸出電位Vout與輸入電位Vin的值相同，并且與信號電流Idata幅度以及電容元件113上電極-電極電位差Va無關。也即，當存在多個附圖27的電路，即使在電路之間晶體管112或111的特性變化了，那么其效應也可以減弱。
因為本發明可以抑制晶體管111和112的特性變化效應，所以就不必把晶體管111和112設計為具有相同的門極長度(L)和門極寬度(W)。即使發生了變化也沒有問題。
下面，對兩種情況進行比較，一種情況是如附圖1中所示的從源跟隨電路的外部提供一個電流，另一種情況是如附圖26A和26B中所示的通過給源跟隨電路適用一種偏壓電流源來執行一種設定運行。
就第一種電路配置而論，附圖26A和26B的布置比較簡單并從而有利。特別是在布置多個源跟隨電路的情況下，更加有利。然而，附圖26A和26B的布置在具有多個源跟隨電路的情況下，流過每個電路的電流可能由于電流源或類似物中的變化而使得其值不同。所以，輸入電壓和輸出電壓在達到穩態時在每個源跟隨電路上都是相等的。然而，也有可能存在這種情況，即源跟隨電路之間的瞬態特性不同。
另一方面，在附圖1的情況下，由于需要在源跟隨電路的外部提供一個電流而使電路配置比較復雜。特別是當布置多個源跟隨電路的時候，其電路配置會更加復雜。在附圖1的電流源126被布置一個而源跟隨電路被布置多個的情況下，那么就不可能在所有的源跟隨電路上同時進行設定運行。所以，運行定時是復雜的。否則，以與源跟隨電路相同的數量來提供附圖1的電流源126的情況下，電流源126將會理想地沒有變化。
然而，在存在多個源跟隨電路的情況下，即使該源跟隨電路在特性上存在變化，在流經電流源電路的電流值中也不會變化。這是因為該電流值是由在源跟隨電路外部提供的電流源126來確定的。從而，在這些源跟隨電路之間，在穩態特性和瞬態特性中都沒有變化。
利用本發明的這種方式，即使在晶體管之間發生了特性變化，但希望被輸入諸如輸入電位Vin或類似電位等信號電壓的晶體管可以毫無例外地被輸入一個由晶體管的門極-源極電壓加上所述信號電壓后的值。因而，有可能提供一種抑制晶體管之間特性變化效應的電路。
附圖1、2A和2B的源跟隨電路示出了具有n溝道放大器晶體管111和n溝道偏壓晶體管112的配置。下面，在附圖9中，該實施方案示出了一種配置有p溝道放大器晶體管132和p溝道偏壓晶體管131的源跟隨電路，下面對這種配置進行解釋。需要注意的是，附圖9的源跟隨電路的運行與在實施方案1中解釋的、附圖1、2A和2B的源跟隨電路的運行相類似，而因此在本實施方案中省略了解釋。
在附圖9中，131為一種p溝道偏壓晶體管，而132為一種p溝道放大器晶體管。133和134為電容元件。同時，135、136、138-142為具有開關功能的元件，該元件優選地采用比如模擬開關的、由晶體管來配置的半導體元件。
146是一種能夠流過恒定電流的參考恒流源。該參考恒流源146由諸如晶體管的半導體元件來進行配置。在本說明中，由一個晶體管配置的參考恒流源146將在實施方案6中的例子中進行解釋。這可以便于參考。
143-145為電源線。電源線143被施加了電源電位Vdd1，而電源線144被施加了地電位Vss。電源線145被施加了電源電位Vdd2。順便說一句，施加到電源線143上的電源電位Vdd1和施加到電源線145上的電源電位Vdd2可能具有相同的值或不同的值。然而施加到電源線145上的電源電位Vdd2需要被設定為能使參考恒流源146作為一個恒流源來正常運行的一個值。比如，當參考恒流源146使用晶體管的飽和區來配置電流源，那么就需要設定為一個能使該晶體管在飽和區運行的值。
盡管該實施方案示出了放大器晶體管132和偏壓晶體管131為p溝道型的這種情況，但是本發明并不局限于此。也即，這兩個晶體管可能極性不同以配置一個推挽電路。
偏壓晶體管131具有通過開關136聯接到電源線143的源極區和聯接到開關135、138、142的漏極區。偏壓晶體管131具有聯接到電容元件133的一個端子上的門極。電容元件133的另一端子通過開關136聯接到電源線143。電容元件133具有保持偏壓晶體管131的門極-源極電壓的作用。
放大器晶體管132具有聯接到電源線144的漏極和聯接到開關138、142的源極。放大器晶體管132具有聯接到電容元件134的一個端子上的門極。電容元件134的另一端子通過開關142聯接到放大器晶體管132的源極區。電容元件134具有保持放大器晶體管132的門極-源極電壓的作用。
開關135、136、138-142根據輸入信號來控制導通和不導通(通和斷)。然而在附圖9中，用于把信號輸入到開關135、136、138-142的信號線或與之類似的東西沒有示出，以簡化解釋。
在附圖9的源跟隨電路中，開關141具有用作輸入端子的一個端子。通過該輸入端子，輸入電位Vin(信號電壓)輸入到電容元件134的一個端子上。同時，開關138具有用作輸出端子的一個端子。放大器晶體管132的源極區的電位提供一個輸出電位Vout。
盡管在附圖1、2A和2B中所示出的電路是一種源跟隨電路，但是沒有提供用于輸入偏壓電位的輸入端子。這是因為在電容元件114上已經保持了預定電荷，以使信號電流Idata通過晶體管131的門極-源極，其中該信號電流由參考恒流源126來確定。
由于本發明可以抑制偏壓晶體管131和放大器晶體管132的特性變化效應，所以不需要把偏壓晶體管131和放大器晶體管132設計為具有相同值的門極長度(L)和門極寬度(W)。即使發生變化也不會有問題。
盡管附圖9中的這種聯接是以電源線145、參考恒流源146和開關139這樣的順序，但是本發明并不局限于此。該聯接通過把參考恒流源146和開關139的位置翻轉，也可能是以電源線145、開關139和參考恒流源146這樣的順序。
同時，通過參照前述實施方案1以及附圖7A和7B，該參考恒流源146可能布置在開關140和電源線144之間。另外，參考恒流源146可能布置在開關138和開關142之間。
附圖8B示出了一種不具有偏壓晶體管131、電容元件133和開關135的源跟隨電路。附圖8B的這種源跟隨電路的運行與實施方案1中附圖1、2A和2B的前述運行相類似，并從而在本實施方案中省略了解釋。
在附圖8B中，開關136、開關139和電流源146與附圖1相類似地聯接到電源電位Vdd。然而，如附圖7A或7B中所示，開關136、開關139和電源146可能聯接到另一電源線或元件，比如地電位Vss。附圖25B作為一個例子示出了開關136、開關139和電流源146聯接到地電位Vss的一種情況。
在此，附圖8B示出了在不提供晶體管131的情況下的源跟隨電路。然而，晶體管131在實質上是一種作為電流源在源跟隨電路中提供一個偏壓來運行的電路。所以，附圖8B中的源跟隨電路146可能作為電流源以替代晶體管131的位置來提供偏壓來運行。也即，電流源146可能用作電流源在設定運行期間來設定晶體管132，并且作為電流源而在輸出運行期間在該源跟隨電路中提供偏壓，而不是在設定運行期間起作用、在輸出運行期間不起作用。在這種情況下，在設定運行和輸出運行期間就不需要切換，從而就不需要開關136、139。在這種情況下的電路圖在附圖26B中示出。
在附圖29中示出了一種由晶體管來實現附圖26B的電流源146的情況下的電路圖。附圖29的源跟隨電路的運行與實施方案1中附圖27或28的前述運行相類似，并從而在本實施方案中省略了解釋。
本實施方案可以合乎需要地與實施方案1相組合。
前述實施方案1、2A和2B已經解釋了本發明所應用于的源跟隨電路。然而，本發明可以應用于多種電路，包括差分放大器電路、檢測放大器和運算放大器。本實施方案借助附圖10至13解釋了應用本發明的一種工作電路。
首先借助附圖10解釋一種本發明所涉及的差分放大器電路。附圖10所對應的情況為不僅配置有和附圖1相類似的本地電路，還配置有參考恒流源268。該差分放大器電路實施運行是基于輸入電位Vin1和輸入電位Vin2的差值來輸出一個輸出電位Vout。
在附圖10的差分放大器電路中，272、273為p溝道晶體管，而274、275和286為n溝道晶體管。276、277和278為電容元件。同時，開關265、266、278-284、288、502和503為具有開關功能的元件，這些元件優選地選用半導體元件，比如晶體管。這些半導體元件在極性上不受特別的限制。
268是一種能夠流過恒定電流的參考恒流源。該參考恒流源268由諸如晶體管的半導體元件來配置。在本說明書中，由晶體管配置的參考恒流源將在實施方案6中的例子中進行解釋。這可便于參考。
267、271和291為電源線。電源線271被供給了電源電位Vdd1，而電源線291被供給了地電位Vss。電源線267被供給了電源電位Vdd2。施加給電源線271的電源電位Vdd1和施加給電源線267的電源電位Vdd2可能為相同的值或不同的值。然而，施加給電源線267的電源電位Vdd2需要設定為能使參考恒流源268作為恒流源來正常運行的一個值。比如，當參考恒流源268使用晶體管的飽和區來配置電流源，那么就需要設定能使該晶體管在飽和區運行的一個值。
在附圖10的差分放大器電路中，開關281具有一個用作輸入端子的端子。輸入電位Vin1輸入到電容元件276的一個端子上。同時，開關284也具有一個用作輸入端子的端子。輸入電位Vin2輸入到電容元件277的一個端子上。同樣，晶體管275也具有一個用作輸出端子的漏極區，如此使得晶體管275的漏極區的電位提供一個輸出電位Vout。
晶體管272具有一個聯接到電源線271的漏極區和一個通過開關502聯接到晶體管274的漏極區的源極區。晶體管273具有一個聯接到電源線271的漏極區和一個通過開關503聯接到晶體管275的漏極區的源極區。晶體管272的門極和晶體管273的門極聯接在一起。順便說一句，在晶體管272和273的位置可能布置電阻。這是因為，在附圖10所示的差分放大器電路中，272、273是作為電阻運行的所謂有效負載部分。所以，附圖10的有效負載部分可能由如附圖30中所示的常用電阻元件來配置。
晶體管274具有一個通過開關502和晶體管272聯接到電源線271的漏極區，以及一個通過開關282聯接到電容元件276的一個端子的源極區。晶體管274具有一個聯接到電容元件276的另一端子的門極。電容元件276在執行設定運行時用于保持晶體管274的門極-源極電壓。
晶體管275具有一個通過開關503和晶體管273聯接到電源線272的漏極區，以及一個通過開關283聯接到電容元件277的一個端子的源極區。晶體管275具有一個聯接到電容元件277的另一端子的門極。電容元件277在實施設定運行時用于保持晶體管275的門極-源極電壓。
晶體管286具有一個聯接到晶體管274的源極區和晶體管275的源極區的漏極區。晶體管286具有一個聯接到電容元件287的一個端子的源極區。晶體管286的門極聯接到電容元件287另一端子上。電容元件287用于保持晶體管286的門極-源極電壓。
在電容元件276、277和287上通過使用參考恒流源268來保持預定電荷。然而，不能在三個電容元件276、277和287上一齊保持預定電荷。所以，預充電的實施是受控制的，如此使得開關265和266中的一個導通。比如，當開關265導通，開關266就關斷。那么就在電容元件277、287上保持預定電荷。類似地，開關265關斷而開關266導通。那么就在電容元件276、287上保持預定電荷。
順便說一句，通過使用參考恒流源268來在電容元件276、277和287上保持預定電荷期間的運行的解釋與實施方案1的解釋相類似，從而在本實施方案中省略了解釋。
在電容元件276上保持預定電荷結束之后，輸入電位Vin1輸入到電容元件276的一個端子上。同樣，在電容元件277上保持預定電荷結束之后，輸入電位Vin2輸入到電容元件277的一個端子上以進行輸出運行。在這種情況下，該運行與實施方案1的運行相類似，并從而在本實施方案中省略了解釋。
下面，通過借助附圖31來對電路所應用于的差分放大器電路進行解釋，其中通過使用由附圖26和27中的本地電路所擁有的一個電流源來實施設定運行。
附圖10采用由電流源268提供的電流來作為設定運行期間的電流。在附圖31中，通過使用晶體管286來進行設定運行。晶體管286用作一種電流源，其中該電流源根據施加給該晶體管的門極的偏壓Vb來確定電流的幅度。
下面描述該運行。首先，如附圖32中所示，開關504、279、282導通，而除此之外的其他開關關斷。從而，一個電流流向晶體管274，從而能夠使晶體管274進行設定運行。下面，如附圖33中所示，開關505、280、283導通，而除此之外的其他開關斷開。從而，一個電流流向晶體管275，從而使晶體管275進行設定運行。這樣，設定運行結束。最后，如附圖34中所示，開關502、503、281、284導通，而其他開關斷開。然后，進行正常的運行。
順便說一句，通過在晶體管274的設定運行期間使開關502導通，可以省略開關504。
同時，在設定運行與正常運行(輸出運行)之間，施加給晶體管286的門極的電壓可能變化。通常，晶體管274和晶體管275在很多情況下在該差分放大器電路中具有幾乎相同的電流值。所以，在實施設定運行的情況下，該設定運行優選地在接近于正常運行(輸出運行)的條件下來進行。這提供了較高的精度。所以，通過調節施加給晶體管286的門極的電壓，在設定運行期間優選地流過一個電流，其中該電流為正常運行(輸出運行)的電流的一半。
最后，附圖35示出了作為另一種具有類似效果的方法的、晶體管506與晶體管286并聯布置情況下的一個電路圖。晶體管506如期地具有和晶體管286相同的尺寸。在正常運行期間，晶體管506的門極被施加了與晶體管286的相同的電壓。在設定運行期間，晶體管506不流過電流。
附圖36示出了一個在一種情況下的、與附圖35的電路相類似的電路圖，該情況是指在正常運行與設定運行之間通過開關507來使電流的幅度變化。在設定運行期間，開關507關斷，從而把電流減少到一半。在正常運行期間，開關507導通。這樣可以在接近于實際運行狀態的情況下來實施設定運行，從而增強了設定運行的效果。
接著，借助附圖11來解釋在構成附圖10的差分放大器電路的晶體管具有相反的導通類型的情況。
在附圖11的差分放大器中，參考數字272、273為n溝道晶體管，而參考數字274、275和286為p溝道晶體管。開關281具有一個作為輸入端子的端子，以把一個輸入電位Vin1輸入給電容元件276的一個端子上。同樣，開關284具有一個作為輸入端子的端子，以把一個輸入電位Vin2輸入給電容元件277的一個端子上。晶體管275的源極區上的電位提供輸出電位Vout。
順便說一句，附圖11的差分放大器電路在配置和運行上與附圖10的差分放大器電路相類似，除了電源電位Vdd1施加給電源線291、電源電位Vdd2施加給電源線267以及地電位Vss施加給電源線271，從而省略了解釋。
順便說一句，附圖10或11的差分放大器電路在布置參考恒流源268的位置上是不同的。本發明不限制布置參考恒流源268的位置，但是需要滿足以下的條件。
在前文中已提到過，通過使用參考恒流源268、并在開關265和266的控制下在電容元件276、277、287上保持預定電荷。也即，當電容元件276在開關265和266的控制下保持預定電荷，那么就不需要使電容元件277和晶體管275流過電流。類似地，當電容元件277保持預定電荷，那么就不需要使電容276和晶體管274流過電流。
也即，需要設置參考恒流源268和開關265、266，以便使這兩個電容元件276、277不能同時保持預定電荷。同樣，也需要附加配置所需的開關。
考慮到以上的情況，參考恒流源268和開關265、266的布置位置并不局限于附圖10或11中所示的點。比如，在附圖11中，開關265可能布置在電源線271和晶體管272的源極區之間，而開關266可能布置在電源線271和晶體管273的源極區之間。同樣開關265可能布置在晶體管272的漏極區與開關279之間，而開關266可能布置在晶體管273的漏極區和開關280之間。
下面，附圖37示出了配置附圖31的差分放大器電路的晶體管具有具有相反的導通型的情況。這在配置和運行上與附圖31的差分放大器電路相類似，并因而這里省略了解釋。
順便說一句，在附圖37中，電流源部分的電流值可以同樣通過提供如附圖35或36中的一種配置來進行控制。
盡管本實施方案示出了作為一種差分放大器電路的、附圖10或11的電路，但是本發明并不局限于此。還可以通過適當地改變電壓來作為輸入電位Vin1和輸入電位Vin2而輸入，以把該電路用作另一種工作電路，比如檢測放大器。
下面，借助附圖12A、12B、13A和13B來對應用本發明的一種運算放大器進行解釋。附圖12A示出了運算放大器的電路符號，而附圖12B示出了該運算放大器的電路配置。
要注意的是，有多種運算放大器電路配置。所以，在附圖12A和12B中，作為最簡單的情況描述了一種結合了源跟隨電路的差分放大器電路。所以，所述的運算放大器電路配置并不局限于附圖12A和12B。
該運算放大器通過輸入電位Vin1和輸入電位Vin2與輸出電位Vout之間的關系來定義其特性。更明確地說，該運算放大器所具有的功能是把輸入電位Vin1與輸入電位Vin2之間的差值乘以放大倍數A，以輸出輸出電位Vout。
在附圖12B所示的運算放大器中，開關281具有一個作為輸入端子的端子，以把輸入電位Vin1輸入給電容元件276的一個端子上。開關284具有一個作為輸入端子的端子，以把輸入電位Vin2輸入給電容元件277的一個端子上。晶體管292的源極區上的電位提供輸出電位Vout。
在附圖12B的電路中，305所示虛線圍繞的區域具有與附圖10的差分放大器電路相同的配置。而且，306所示虛線圍繞的區域與附圖1、2A和2B的源跟隨電路相同。所以，對附圖12B的運算放大器的詳細配置省略了解釋。
在附圖12B中，電流源268由差分放大器電路305和源跟隨電路306來共同使用。
所以，附圖38A和38B示出了如下一種運算放大器，其中在虛線305所圍繞的區域使用與附圖31的差分放大器電路相同的配置，而在虛線306所圍繞的區域使用與附圖27的源跟隨電路相同的配置。
同時，附圖13A和13B示出了晶體管299是p溝道晶體管時的一種運算放大器。也即，這種情況與使用推挽電路的情況相對應。附圖13B在配置上與附圖12B的運算放大器相同，除了電容元件300的一個端子通過開關302、278聯接到晶體管275的漏極區。因而，本實施方案省略了詳細配置的解釋。
附圖39A和39B示出了在附圖13B中虛線305所圍繞的區域使用與附圖31的差分放大器電路相同的配置的情況下的一種運算放大器。在附圖39A和39B中，所述的源跟隨電路部分作為一種推挽電路并因而沒有偏壓電流源。所以，差分放大器電路的電流源的電流用作源跟隨電路(推挽電路)設定運行中所使用的電流。同樣，晶體管286可聯接到該推挽電路。
順便說一句，本實施方案可以如期地與實施方案1或2相結合。
借助附圖14A-14C和15，本實施方案解釋了具有本發明所涉及的一種光電元件的半導體裝置的配置和運行。
附圖14A中所示的這種半導體裝置具有一個像素區702，其中該像素區具有多個以矩陣形式布置在基片701上的像素。在像素區702周圍，具有一個信號線驅動電路703和第一至第四掃描線驅動電路704-707。盡管附圖14A的半導體裝置具有信號線驅動電路703和第一至第四掃描線驅動電路704-707，但本發明并不局限于此，也即，信號線驅動電路和掃描線驅動電路以根據像素配置確定的數量任意布置。同樣，信號通過FPC708從外部供給信號線驅動電路703和第一至第四掃描線驅動電路704-707。然而，本發明并不局限于此，但該電路而不是該像素區可能使用一種IC來從外部提供信號。
首先借助附圖14B來解釋第一掃描線啟動電路704和第二掃描線驅動電路705的配置。第三掃描線驅動電路706和第四掃描線驅動電路707與附圖14B的圖一致，并從而沒有示出。
第一掃描線驅動電路704具有一個移位寄存器709和一個緩沖器710。第二掃描線驅動電路705具有一個移位寄存器711和一個緩沖器712。簡要解釋一下該種運行，移位寄存器709、711根據時鐘信號(G-CLK)、啟動脈沖(SP)和時鐘翻轉信號(G-CLKb)來順序地輸出采樣脈沖。然后，由緩沖器710、712放大的脈沖輸入給掃描線，并且逐行地被置為選擇狀態。
順便說一句，形成這種配置使得一種電平移位器布置在移位寄存器709與緩沖器710之間或者移位寄存器711與緩沖器712之間。布置電平移位器電路可以增加電壓幅度。
下面借助附圖14C來解釋信號線驅動電路703的配置。
信號線驅動電路703具有一個信號輸出線驅動電路715、一個采樣保持電路716、一個偏壓電路714和一個放大器電路717。該偏壓電路714與每個像素的放大器晶體管一起成對地構成一個源跟隨電路。采樣保持電路716具有臨時保存信號、進行模數變換和降低噪聲的作用。信號輸出線驅動電路715具有信號輸出功能，來順序輸出臨時存儲的信號。放大器電路717具有一個用來對輸出自采樣保持電路716和信號輸出線驅動電路715的信號進行放大的電路。順便說一句，在不需要信號放大的地方可能就不布置放大器電路717。
借助附圖15，將對位于像素區702第i列和第j行的像素電路713以及第i列周圍的偏壓電路714的配置及運行進行解釋。
首先解釋位于第i列和第j行的像素電路713以及第i列周圍的偏壓電路714的配置。
附圖15的像素具有第一至第四掃描線Ga(j)-Gd(j)、一個信號線S(i)和一個電源線V(i)，還具有一個n溝道晶體管255、一個光電變換器元件257和開關250-254。
盡管在本實施方案中晶體管255為n溝道型的，但是本發明并不局限于此，也即，它可以是p溝道型的。然而，由于晶體管255和晶體管260構成一個源跟隨電路，所以這兩個晶體管優選地具有相同的極性。
開關250-254是具有開關功能的半導體元件，其中該元件優選地采用晶體管。開關251和252根據從第一掃描線Ga(j)輸入的信號來控制通斷。開關250根據從第二掃描線Gb(j)輸入的信號來控制通斷。開關253根據從第三掃描線Gc(j)輸入的信號來控制通斷。開關254根據從第四掃描線Gd(j)輸入的信號來控制通斷。
晶體管255具有源極區和漏極區，其中一個聯接到電源線V(i)而另一個通過開關250聯接到信號線S(i)。晶體管255具有一個聯接到電容元件256的一個端子上的門極。電容元件256的另一端子通過開關253聯接到光電變換器元件257的一個端子上。光電變換器元件257的另一端子聯接到電源線258。電源線258被施加了地電位Vss。電容元件256具有在實施設定運行期間保持晶體管255的門極-源極電壓的作用。
偏壓晶體管714具有一個晶體管260、一個電容元件261和一個開關259。晶體管260具有一個聯接到電源線264的源極區和一個聯接到信號線S(i)的漏極區。電源線264被施加了地電位Vss。晶體管260具有一個聯接到電容元件261的一個端子上的門極。電容元件261的另一端子聯接到電源線264。電容元件261具有在進行設定運行期間保持晶體管260的門極-源極電壓的作用。
247是一個能夠流過一個恒定電流的參考恒流源。參考恒流源247由諸如晶體管的半導體來配置。在本說明中，由一個晶體管配置的參考恒流源247將在實施方案6的一個例子中進行解釋。這可方便地進行參考。
電源線V(i)通過開關248與電源線245聯接，并且通過開關249與參考恒流源247聯接。電源線245被施加了電源電位Vdd1，而電源線246被施加了電源電位Vdd2。施加給電源線245的電源電位Vdd1和施加給電源線246的電源電位Vdd2可能具有相同的值或不同的值。然而，施加給電源線246的電源電位Vdd2需要設定為能夠使參考恒流源247作為恒流源來正常運行的一個值。比如，當參考恒流源使用晶體管的飽和區來配置電流源，那么就需要設定為使該晶體管在飽和區運行的一個值。
參考恒流源247可能與一個信號線驅動電路集成在一個基片上。否則，通過使用IC或類似的東西來輸入一個恒定的電流來作為基片外部的參考電流。
開關248、249和參考恒流源247的布置位置并不局限于附圖15中所示的點。考慮到前述的實施方案1-3，可能布置在不同的位置，比如，可能合并到像素713中。
在附圖15中，由虛線719所圍繞的區域和由虛線714圍繞的區域對應于一個源跟隨電路。
下面簡要解釋位于第i列和第j行的像素電路713以及第i列周圍的偏壓電路714的運行。
首先，像素713的開關249-252和偏壓電路714的開關259變為導通狀態。除上述開關之外的其他開關斷開。由此，參考恒流源247中設定的信號電流Idata通過開關249、252、251，然后是開關250以及還有開關259流向電源線264。
隨即電流開始流動，而電容元件256、261上沒有充電。所以，晶體管255、260為斷開。
然后，在電容元件256、261上逐漸開始充電，來在電容元件256、261的兩個電極之間形成電位差。當電容元件256、261的兩個電極之間的電位差達到晶體管255、260的閾值電壓時，晶體管255、266導通。
然后，在電容元件256上繼續充電，如此使得晶體管255的門極-源極電壓變成一個能夠流過預定信號電流Idata的電壓。同樣，在電容元件261上繼續充電，如此使得晶體管260的門極-源極電壓變成一個能夠流過預定信號電流Idata的電壓。
在電容元件256、261結束充電進入穩態之后，開關251、252、259關斷。開關249、250保持為導通。除上述開關之外的其他開關全部為斷開。這時，由參考恒流源247所設定的信號電流Idata流過晶體管255的漏極-源極區，并且還流過晶體管260的漏極-源極區。
接著，在該狀態中，像素713的開關248、250和253導通，而除此之外的其他開關關斷。
由此，信號從光電變換器元件257通過電容元件256輸入到晶體管255的門極。
這時，來自光電變換器元件257的信號在加上電容元件256上所保持的電壓后的一個值輸入到晶體管255的門極。也即，輸入到晶體管255門極的信號是要輸入該晶體管門極的信號加上電容元件256上所保持的電壓。所以，它能抑制晶體管的特性變化效應。
然后，晶體管255的源極區上的電位成為輸出電位Vout。輸出電位Vout作為一個已經被光電變換器元件257讀入的一個信號而通過開關250輸出到信號線S(i)上。
接著，開關254導通而除此之外的其他開關斷開，以對光電變換器元件257初始化。更明確地說，光電變換器元件257上所保持的充電能夠通過開關254流向電源線V(i)，如此使得光電變換器元件257的n溝道端子上的電位等于電源線258上的電位。從此開始，上述運行開始重復。
具有上述配置的半導體裝置能夠抑制晶體管特性變化效應。
本發明可以如期地與實施方案1-3相結合。
本實施方案借助附圖16至19解釋了與實施方案3和4不同的、本發明所涉及的電路的一個例子。
在附圖16A中，310是附圖1、2A和2B的源跟隨電路。源跟隨電路310的電路配置和運行與附圖1、2A和2B的相類似，而在本實施方案中省略了解釋。
如前所述，源跟隨電路310的運行粗略地劃分為設定運行和輸出運行。順便說一句，設定運行是一種用于在電容元件上保持預定電荷的運行，該運行對應于附圖1和2A中的運行。同樣，輸出運行是一種輸入一個輸入電位Vin來產生一個輸出電位Vout的運行，該運行對應于附圖2B的運行。
在源跟隨電路310中，端子a對應于輸入端子，而端子b對應于輸出端子。開關127、116、118根據從端子c輸入的信號來進行控制。開關115、117、120根據從端子d輸入的信號來進行控制。開關128根據從端子e輸入的信號來進行控制。
在具有源跟隨電路310的一種電路的設計中，如附圖16B所示，優選地至少布置兩個源跟隨電路315、316。源跟隨電路315、316中的一個優選地實施設定運行，而另一個實施輸出運行。由于可以同時實施兩種運行，所以就不需要無效時間，也沒有無效運行。從而電路可以高速有效地運行。
在僅僅布置一個源跟隨電路的情況下，輸出運行在設定運行期間是無效的。這導致產生了無效時間。
順便說一句，設定運行和輸出運行在源跟隨電路315、316中不是同時有效的。所以，不需要在每個源跟隨電路315、316中布置一個電流源126。同樣，一個電流源126可以由源跟隨電路315、316來共同使用。
比如，在把源跟隨電路用于信號線驅動電路的設計中，在每個信號線上優選地布置了至少兩個源跟隨電路。在把源跟隨電路用于掃描線驅動電路的設計中，在每個掃描線上優選地布置了至少兩個源跟隨電路。在把源跟隨電路用于像素的設計中，在每個像素上優選地布置了至少兩個源跟隨電路。
在附圖16B中，311-314為開關。當開關311、312導通時，開關313、314為斷開。當開關311、312為斷開時，開關313、314為導通。以這種方式，在這兩個源跟隨電路315、316中，一個用于實施設定運行，而另一個用于實施輸出運行。順便說一句，通過控制源跟隨電路310所擁有的開關116、118，而不用布置開關311-314，就可能對這兩個源跟隨電路315、316進行控制。
盡管在本實施方案中，虛線315、316所圍繞的區域假定對應于源跟隨電路，但是，本發明并不局限于此，也即，可能采用附圖10-13中所示的差分放大器電路、運算放大器等或者其他類似的器件。
本實施方案借助附圖17至19，解釋了根據每個信號線布置有至少兩個源跟隨電路的一種信號線驅動電路的配置和運行。
附圖17示出了一種信號線驅動電路。該信號線驅動電路具有一個移位寄存器321、一個第一鎖定電路322、一個第二鎖定電路323、一個D/A變換器電路324和一個信號放大器電路325。
順便說一句，在第一鎖定電路322或第二鎖定電路323是一種能夠存儲模擬數據的電路的情況下，D/A變換器電路324在很多情況下可以省略。在輸出到信號線的數據為比特值，也即數字量時，D/A變換器電路324在很多情況下可以省略。同時，D/A變換器電路324在某一情況下內含了一種迦瑪校正電路。以這種方式，信號線驅動電路并不局限于附圖17的配置。
簡要解釋一下該運行，移位寄存器321配置為使用多列觸發電路(FF)或類似物來輸入一個輸入脈沖信號(S-CLK)、一個啟動脈沖(S-SP)和一個時鐘翻轉信號(S-CLKb)。采樣脈沖可以根據這些信號的時序來順序輸出。
從移位寄存器321輸出的采樣脈沖輸入到第一鎖定電路322中。該第一鎖定電路322被輸入了一種視頻信號，以根據采樣脈沖的輸入時序把該視頻信號保持在每一列上。
在第一鎖定電路322中，當至最后一列的視頻信號保持結束之后，在水平消隱期間，一個鎖定信號輸入到第二鎖定電路323中。從而，保持在第一鎖定電路322上的視頻信號一次傳輸到第二鎖定電路323中。然后，保持在第二鎖定電路323上的視頻信號以一行的數量一齊輸入到D/A變換器電路324。自D/A變換器電路324輸入的信號輸入給信號放大器電路325。
當保持在第二鎖定電路323上的視頻信號輸入D/A變換器電路324時，移位寄存器321再次輸出一個采樣脈沖。從此開始重復該運行。
下面借助附圖18對第i列至第(i+2)列、或三個信號線處的信號放大器電路325的配置進行解釋。
信號放大器電路325在每一列上都具有兩個源跟隨電路315、316。每個源跟隨電路315、316都具有五個端子，也即，端子a至端子e。端子a對應于源跟隨電路315、316的輸入端子，而端子b對應于源跟隨電路315、316的輸出端子。同時，開關127、116、118根據從端子c輸入的信號來進行控制，而開關115、117、120根據從端子d輸入的信號來進行控制。兩外，開關128根據從端子e輸入的信號來進行控制。
在附圖18所示的信號放大器電路325中，在兩個信號線-也即信號線326和閾值信號線327-與源跟隨電路315、316之間布置了一個邏輯運算器。329是反相器，330是與門，331和332是反相器，而333是與門。輸入給端子c至端子e的或者是從設定信號線327輸出的信號，或者是從邏輯運算器的輸出端子輸出的信號。
下面借助附圖19，對從兩個信號線-也即設定信號線326和閾值信號線327-輸出的信號和通過源跟隨電路315、316的端子c至端子e輸入給開關的信號進行解釋。
需要注意的是，信號通過端子c至端子e所要輸入的開關在輸入高信號時導通，而在輸入低信號時關斷。
如附圖19中所示，信號通過兩個信號線，也即設定信號線326和閾值信號線328來輸入。而且，從設定信號線326輸出的信號沒有變化地輸入源跟隨電路315的端子c。從與門330的輸出端子輸出的信號輸入給端子d，而從反相器331的輸出端子輸出的信號輸入給端子e。通過這樣，源跟隨電路315能夠為設定運行和輸出運行中的任一種運行來進行控制。
同樣，從反相器332的輸出端子輸出的信號輸入給源跟隨電路316的端子c上。從與門333的輸出端子輸出的信號輸入給端子d，而從設定信號線326輸出的信號沒有變化地輸入給端子e。通過這樣，源跟隨電路316能夠為設定運行和輸出運行中的任一種運行來進行控制。
順便說一句，在附圖16A和16B中，電流源126布置在每個源跟隨電路中。所以，希望從布置在信號線驅動電路中的多個電流源126中流出的電流值沒有發生變化。為此，通過給每個電流源126實施設定運行，使得電流值中不能發生變化。這種技術在日本專利申請號2002-287997、2002-288104、2002-28043、2002-287921、2002-287948等中進行了描述。所以，通過把該技術應用于本發明，布置在信號線驅動電路中的多個電流源126之間的特性變化能夠得到校正。
到目前為止，在附圖16A、16B、18和19中已經描述了把布置有電流源的源跟隨電路以及附圖1中所示的本地電路一起使用的情況。下面示出了使用一種如在附圖27或29中所示的源跟隨電路的例子。
在附圖40中，示出了與附圖16A相對應的電路圖。與附圖18相對應的電路圖在附圖41中示出，而對應于附圖19的電路圖在附圖42中示出。其運行等與前述的那些相類似，從而被省略。與附圖16、18和19的情況相比較，在附圖16A中布置了電流源126，而在附圖40中沒有布置。所以，電路布置能夠容易地在狹窄的面積內進行布局。同時，如上所述，附圖16A如期地還具有一種輔助電路，以便在電流源126之間的電流值中不產生變化。然而，這在附圖40的電路中不是必需的。所以，電路布置能夠容易地在狹窄的面積內進行布局。另外，提供驅動時序也比較容易。
順便說一句，信號線驅動電路在很多情況下具有多個像素聯接在它的每個信號線的末端。在很多情況下，像素根據從信號線輸入的電壓來改變其狀態。比如這可能是LCD或有機EL。此外，多個元件能夠聯接在一起。
本實施方案能夠如期地與實施方案1-4相結合。
本發明的前述電路或半導體與能夠流過恒定電流的參考恒流源布置在一起，以通過參考恒流源來實施設定運行。該參考恒流源由諸如晶體管的半導體元件來進行配置。所以，本實施方案借助附圖20-23對配置了一個晶體管和一個電容元件的參考恒流源的配置進行解釋。
首先借助附圖20A和20B來解釋參考恒流源的概況。在附圖20A中，401是一種參考恒流源。該參考恒流源401具有一個端子A、一個端子B和一個端子C。端子A被輸入了設定信號。端子B被供給了來自電流供給線405的一個電流。通過端子C，由參考恒流源401設定的電流供給外部。也即，參考恒流源401在輸入給端子A的設定信號的控制下，在端子B處提供了一個電流，以便通過端子C來提供一個電流。
在附圖20B中，404是一個參考恒流源。參考恒流源404具有多個參考恒流源。這里假定有兩個參考恒流源402、403。參考恒流源402、403具有端子A-D。端子A被輸入了設定信號。端子B被供給了來自電流供給線405的一個電流。由參考恒流源401所設定的一個電流通過端子C供給外部。端子D被輸入了由控制線406輸出的控制信號402。也即，參考恒流源402、403受控于在端子A輸入的設定信號和端子D輸入的控制信號，并且在端子B上被供給了一個電流以在端子C上提供一個電流。
下面借助附圖21A-21F和22A-22E來對附圖20A的參考恒流源401的配置進行解釋。
在附圖21A-21F中所示出的每個電路都對應于參考恒流源401。
在附圖21A和21B中，具有開關54-56、一個n溝道晶體管52和一個用于在設定運行期間保持晶體管52的門極-源極電壓的電容元件53的所述電路對應于參考恒流源401。附圖21A和21B的電路具有相同的電路元件，但是電路元件的聯接關系不相同。
在附圖21C中，具有開關74、75、n溝道晶體管72、76和一個用于在設定運行期間保持晶體管72的門極-源極電壓的電容元件73的所述電路對應于參考恒流源401。
在附圖21D-21F中，具有開關68、70、n溝道晶體管65、66和一個用于在設定運行期間保持晶體管65、66的門極-源極電壓的電容元件67的所述電路對應于參考恒流源401。附圖21D-21F的電路具有相同的電路元件，但是電路元件的聯接關系不相同。
接著，簡要解釋一下附圖12A和21B的參考恒流源401以及附圖21D-21F的參考恒流源401的運行。附圖21C的參考恒流源401的運行與附圖21A和21B的運行相類似，因而在本實施方案中省略了解釋。
首先解釋附圖21A和21B的參考恒流源401的運行。在附圖21A和21B的電路中，開關54、55根據通過端子A輸入的信號來導通。這時，開關56為斷開。從而，由電流供給線405通過端子B來提供一個電流，由此在電容元件53上保持預定電荷。
然后，開關54、55斷開。這時，由于在電容元件53上保持了預定電荷，所以晶體管52能夠流過信號電流Idata幅度的電流。
然后，開關54、55保持斷開狀態，并且開關56導通。由此，在端子C上流過一個預定電流。這時，由于晶體管52的門極-源極電壓保持于預定門極-源極電壓，所以與信號電流Idata相同的漏極電流流過晶體管52的漏極區。
順便說一句，在附圖21A和21B的電路的情況下，不可能同時實施在電容元件53上保持預定電荷的運行和流過預定電流的運行。所以，在電容元件53上保持預定電荷的時序和流過預定電流的時序是通過開關54-56來進行控制。
下面解釋一下附圖21D-21F的參考恒流源401的運行。在附圖21D-21F的電路中，開關68、70根據通過端子A輸入的信號來導通。由此，從電流供給線405通過端子B供給了一個電流，來在電容元件67上存儲預定充電。這時，由于晶體管65的門極與晶體管66的門極相聯接，所以晶體管65和66的門極-源極電壓由電容元件67來保持。
接著，開關68、70斷開。這時，由于在電容元件67上保持了預定電荷，所以晶體管65、66能夠流過信號電流Idata幅度的電流。也即由于晶體管66的門極-源極電壓由電容元件67而保持于預定門極-源極電壓，所以與信號電流Idata相同的漏極電流流過晶體管66的漏極區。
順便說一句，在附圖21D-21F的電路的情況下，不能同時實施用于在電容元件67上進行預定充電的運行和用于流過預定電流的運行。
同時，在附圖21D-21F的電路情況下，晶體管65、66的尺寸是很重要的。如果晶體管65和晶體管66具有相同的尺寸，那么流過端子C的電流與從電流供給線405所供給的電流值相同。另一方面，如果晶體管65和晶體管66尺寸不同，也即，如果晶體管65和晶體管66在W(門極寬度)/L(門極長度)的值不同，那么從電流供給線405所供給的電流值與流過端子C的電流值是不同的。這種差別依賴于相關晶體管的W/L值。
順便說一句，在附圖21A-21F的電路中，一個電流從端子C流向地電位Vss。附圖22示出了晶體管52、65、66具有p溝道型極性的、其中一個電流從端子C流向地電位Vss的情況下的一種電路配置。
順便說一句，電流的方向并不局限于如附圖21A-21F和22A-22E所示的從端子C至地電位Vss。如果附圖21A-21F的電路的地電位Vss處于電源電位Vdd，并且具有p溝道型的晶體管52、65、66、72，那么電流從電源電位Vdd流向端子C。同時，在附圖22的電路中，如果地電位Vss處在電源電位Vdd上，并且晶體管52、65、66是n溝道型的，那么電流從電源電位Vdd流向端子C。
下面結合附圖23A和23B解釋附圖20B的參考恒流源402、403。在附圖21A或21B的電路的情況中，前文已經提到過，在電容元件上保持預定電荷和流過一個預定電流不可能同時運行。所以，如附圖20B所示，優選地布置了多個參考恒流源，其中一個參考恒流源用于在電容元件上保持預定電荷，而另一參考恒流源用于流過一個預定電流。也即，附圖20B的參考恒流源402、403優選地采用附圖21A或21B的電路。
在附圖23A中，具有開關84-89、n溝道晶體管82和用于在設定運行期間保持晶體管的門極-源極電壓的電容元件83的電路對應于參考恒流源402或403。附圖23A的電路是附圖21A或21B的電路。
在附圖23B中，具有開關94-97、晶體管92、98和用于在設定運行期間保持晶體管92的門極-源極電壓的電容元件93的電路對應于參考恒流源402或403。附圖23B的電路是附圖21C的電路。
順便說一句，附圖23A或23B的電路的運行與附圖21A或21B的電路的運行相類似，因而在本實施方案中省略了解釋。
本實施方案可以如期地與實施方案1-5相結合。
采用本發明電路的電子設備包括視頻相機、數字相機、眼鏡型顯示器(頭盔顯示器)、導航系統、音頻播放設備(汽車音響單元、音頻元件等)、筆記本個人計算機、游戲設備、PDA(移動計算機、蜂窩電話、袖珍游戲機或電子書)、和具有記錄介質的圖像播放設備(明確地說，用于播放比如數字多用途光盤(DVD)的記錄介質并且具有一個顯示器來顯示其中的圖像的設備)。附圖4A-4H示出了這些電子設備的詳細例子。
附圖4A是一種發光設備，其中該設備包括一個外殼3001、一個支撐底座3002、一個顯示部分3003、一個揚聲器部分3004和一個視頻輸入端子3005。本發明可以用于配置顯示部分3003的電路中。同樣，附圖4A的發光設備可以由本發明來實現。由于發光設備是自發光型的，所以不需要背景光。從而，該顯示部分可以造得比液晶顯示屏的厚度小。順便說一句，該發光設備包括用于為個人計算機顯示所有信息、TV廣播接收、顯示廣告等的一種顯示屏。
附圖4B是一種數字靜態攝像機，它包括一個主體3101、一個顯示部分3102、一個圖像接收部分3103、一個操作鍵盤3104、一個外部聯接口3105和一個快門3106。本發明可以應用于配置所述顯示部分3102的電路中。同樣，附圖4B的數字靜態攝像機可以由本發明來實現。
附圖4C是一種筆記本個人計算機，它包含一個主體3201、一個外殼3202、一個顯示部分3203、一個鍵盤3204、一個外部聯接口3205和一個觸摸鼠標3206。本發明可以應用于配置所述顯示部分3203的電路中。同樣，附圖3C的發光裝置可以由本發明來實現。
附圖4D是一種移動計算機，它包括一個主體3301、一個顯示部分3302、一個開關3303、一個操作鍵盤3304和一個紅外線接口3305。本發明可以應用于配置所述顯示部分3302的電路中。同樣，附圖4D的移動計算機可以由本發明來實現。
附圖4E是一種具有記錄介質的袖珍圖像播放設備(明確地說，DVD播放設備)，它包括一個主體3401、一個外殼3402、一個顯示部分A3403、一個顯示部分B3404、一個記錄介質(DVD等)讀出部分3405、一個操作鍵盤3406和一個揚聲器部分3407。所述顯示部分A3403主要用來顯示圖像信息，而所述顯示部分B3404主要用于顯示字符信息。本發明可以應用于配置所述顯示部分A和B3403、3404的電路中。順便說一句，具有記錄介質的所述圖像播放設備包括家用游戲設備。同樣，附圖4E的DVD播放設備可以由本發明來實現。
附圖4F是一種眼鏡型顯示器(頭盔顯示器)，它包括一個主體3501、一個顯示部分3502和一個鏡腿部分3503。本發明可以應用于配置所述顯示部分3502的電路中。同樣，附圖4F的眼鏡型顯示器可以由本發明來實現。
附圖4G是一種視頻攝像機，它包括一個主體3601、一個顯示部分3602、一個外殼3603、一個外部聯接口3604、一個遙控接收部分3605、一個圖像接收部分3606、一個電池3607、一個聲音輸入部分3608、一個操作鍵盤3609和一個視窗3610。本發明可以應用于配置所述顯示部分3602的電路中。同樣，附圖4G的視頻攝像機可以由本發明來實現。
附圖4H是一種蜂窩電話，它包括一個主體3701、一個外殼3702、一個顯示部分3703、一個聲音輸入部分3704、一個聲音輸出部分3705、一個操作鍵盤3706、一個外部聯接口3707和一個天線3708。本發明可以應用于配置所述顯示部分3703的電路中。順便說一句，該顯示部分3703可以通過在黑背景上顯示白字符來減少蜂窩電話的電流消耗。同樣，附圖4H的蜂窩電話可以由本發明來實現。
順便說一句，如果將來發光材料會增加發光亮度，那么包含輸出圖像信息的光就能夠通過透鏡等來進行放大和投影而被用在正投影機或背投影機上。
同時，關于上述的電子設備，對通過諸如因特網或CATV(有線電視)的電子通信線路所傳輸的信息進行顯示的情況開始增多。顯示移動圖像信息的機會尤其增多。由于發光材料具有非常快的響應速度，所以所述的發光裝置優選地用于顯示移動圖像。
同時，期望所述的發光裝置對信息進行顯示，如此使得發光面積減少到盡可能小的程度，其原因在于發光面積消耗電能。因此，在把發光裝置用于個人數字助理以及特別是蜂窩電話或音響播放設備的顯示部分的情況下-其中主要是顯示字符信息，期望實施驅動使得字符信息由發光部分構成，而把不發光部分作為背景來提供。
如上所述，具有尤其廣闊的應用范圍的本發明能夠應用于每個領域的電子設備上。同樣，該實施方案的所述電子設備能夠使用實施方案1-6中所示的所述電路和半導體裝置的任意配置。
為了使一個特定的晶體管流過一個與參考恒流源中所設定的信號電流相同的電流，可能對所述晶體管的門極-源極電壓進行設定。在本發明中，能夠由聯接到所述晶體管的電容通過保持該晶體管的門極-源極電壓來進行設定。通過利用保持在電容元件上的電壓，能夠抑制晶體管的特性變化效應。
對保持在電容元件上的電壓進行利用的方式可以采用以下所示的方式。保持在電容元件上的電壓保持不變，一個信號電壓(也即視頻信號電壓)輸入到該電容元件的一個端子上。如果這樣，那么所述晶體管的門極被輸入了一個電壓，其中該電壓是保持在電容元件上的電壓與信號電壓相加之和。因此，晶體管的門極輸入了如下一個值，該值等于保持在電容元件上的電壓加上信號電壓。也即，在本發明中，即使當晶體管之間發生了特性變化，要輸入信號電壓的晶體管也會被輸入每個晶體管所聯接的電容元件上所保持的電壓與該信號電壓相加的一個值。所以，能夠提供一種電路來抑制晶體管之間的特性變化效應。
權利要求
1.用于根據輸入端子上輸入的一個輸入電位來在輸出端子上輸出一個輸出電位的一種電路，該電路包括用于把從恒流源供給的電流轉變成電壓的一個電容元件；用于根據轉變的電壓來提供一個電流的一個晶體管；聯接在所述輸入端子與所述晶體管的門極之間的一個第一開關；聯接在所述晶體管的源極與所述輸出端子之間一個第二開關，其中所述電容元件聯接在所述晶體管的門極與源極之間。
2.如權利要求1所述的電路，其中所述輸入電壓是由一個光電變換器元件所提供的一個信號的電位。
3.如權利要求1所述的電路，其中在所述晶體管的源極和漏極之間流過的電流與所述恒流源提供的電流的值相等。
4.如權利要求1所述的電路，其中所述電路從源跟隨電路、差分放大器、運算放大器和放大器電路中選擇其一來進行配置。
5.用于根據輸入端子上輸入的一個輸入電位來在輸出端子上輸出一個輸出電位的一種電路，該電路包括用于把從恒流源供給的電流轉變成電壓的第一和第二電容元件；用于根據轉變的電壓來提供一個電流的、并且串聯的第一和第二晶體管；聯接在所述輸入端子與所述第一晶體管的門極之間的一個第一開關；聯接在所述第一晶體管的源極與所述輸出端子之間一個第二開關，其中所述第一電容元件聯接在所述第一晶體管的門極與源極之間，而第二電容元件聯接在所述第二晶體管的門極與源極之間。
6.如權利要求5所述的電路，其中所述輸入電壓是由一種光電變換器元件提供的信號的電位。
7.如權利要求5所述的電路，其中在所述第一和第二晶體管的源極和漏極之間流過的電流與所述恒流源提供的電流的值相等。
8.如權利要求5所述的電路，其中所述第一和第二晶體管是相同導通類型的。
9.如權利要求5所述的電路，其中所述電路從源跟隨電路、差分放大器、運算放大器和放大器電路中選擇其一來進行配置。
10.用于根據輸入端子上輸入的一個輸入電位來在輸出端子上輸出一個輸出電位的一種電路，該電路包括布置在第一和第二電源線之間的并且串聯的第一和第二晶體管；用于把一個電流變換為一個電壓的一個電容元件，其中該電流通過把一個偏壓電位輸入到所述第二晶體管的門極上而產生，并且在所述第一和第二電源線之間流過；聯接在所述輸入端子與所述第一晶體管的門極之間的第一開關；聯接在所述第一晶體管的源極與所述輸出端子之間的第二開關，其中在所述第一晶體管的源極和漏極之間流過一個電流，其值是由所述電容元件的兩個電極之間所保持的電荷來決定的。
11.如權利要求10所述的電路，其中所述輸入電壓是由一種光電變換器元件提供的信號的電位。
12.如權利要求10所述的電路，其中所述第一和第二晶體管是相同導通類型的。
13.如權利要求10所述的電路，其中所述電路從源跟隨電路、差分放大器、運算放大器和放大器電路中選擇其一來進行配置。
14.一種顯示裝置，其包括用于根據在輸入端子上輸入的一個輸入電位來在輸出端子上輸出一個輸出電位的一個驅動電路；用于把一個從恒流源供給的電流變換為一個電壓的一個電容元件；用于根據經過變換的電壓來提供一個電流的一個晶體管；聯接在所述輸入端子與所述晶體管的門極之間的第一開關；聯接在所述晶體管的源極與所述輸出端子之間第二開關，其中所述電容元件聯接在所述晶體管的門極與源極之間。
15.如權利要求14所述的顯示裝置，其中所述輸入電壓是由一種光電變換器元件提供的信號的電位。
16.如權利要求14所述的顯示裝置，其中在所述晶體管的源極和漏極之間流過的電流與所述恒流源提供的電流的值相等。
17.如權利要求14所述的顯示裝置，其中所述驅動電路從源跟隨電路、差分放大器、運算放大器和放大器電路中選擇其一來進行配置。
18.如權利要求14所述的顯示裝置，其中所述顯示裝置應用于取自下述設備組的一種電子設備中，該設備組包括視頻攝像機、數字攝像機、眼鏡型顯示器、導航系統、音頻播放設備、筆記本個人計算機、游戲設備、個人數字助理和圖像播放設備。
19.一種顯示裝置，其包括用于根據在輸入端子上輸入的一個輸入電位來在輸出端子上輸出一個輸出電位的一個驅動電路；用于把一個從恒流源供給的電流變換為一個電壓的第一和第二電容元件；用于根據經過變換的電壓來提供一個電流的并且串聯的第一和第二晶體管；聯接在所述輸入端子與所述第一晶體管的門極之間的第一開關；聯接在所述第一晶體管的源極與所述輸出端子之間的第二開關，其中所述第一電容元件聯接在所述第一晶體管的門極與源極之間，而所述第二電容元件聯接在所述第二晶體管的門極與源極之間。
20.如權利要求19所述的顯示裝置，其中所述輸入電壓是由一種光電變換器元件提供的信號的電位。
21.如權利要求19所述的顯示裝置，其中在所述第一和第二晶體管的源極和漏極之間流過的電流與所述恒流源提供的電流的值相等。
22.如權利要求19所述的顯示裝置，其中所述第一和第二晶體管是相同導通型的。
23.如權利要求19所述的顯示裝置，其中所述驅動電路從源跟隨電路、差分放大器、運算放大器和放大器電路中選擇其一來進行配置。
24.如權利要求19所述的顯示裝置，其中所述顯示裝置應用于取自下述設備組的一種電子設備中，該設備組包括視頻攝像機、數字攝像機、眼鏡型顯示器、導航系統、音頻播放設備、筆記本個人計算機、游戲設備、個人數字助理和圖像播放設備。
25.一種顯示裝置，其包括用于根據在輸入端子上輸入的一個輸入電位來在輸出端子上輸出一個輸出電位的一個驅動電路；布置在第一和第二電源線之間并且串聯的第一和第二晶體管；用于把一個電流變換為一個電壓的一個電容元件，其中該電流通過把一個偏壓電位輸入到所述第二晶體管的門極上而產生，并且在所述第一和第二電源線之間流過；聯接在所述輸入端子與所述第一晶體管的門極之間的第一開關；聯接在所述第一晶體管的源極與所述輸出端子之間的第二開關，其中在所述第一晶體管的源極和漏極之間流過一個電流，其值是由所述電容元件的兩個電極之間所保持的電荷來決定的。
26.如權利要求25所述的顯示裝置，其中所述輸入電壓是由一種光電變換器元件提供的信號的電位。
27.如權利要求25所述的顯示裝置，其中所述第一和第二晶體管是相同導通型的。
28.如權利要求25所述的顯示裝置，其中所述驅動電路從源跟隨電路、差分放大器、運算放大器和放大器電路中選擇其一來進行配置。
29.如權利要求25所述的顯示裝置，其中所述顯示裝置應用于取自下述設備組的一種電子設備中，該設備組包括視頻攝像機、數字攝像機、眼鏡型顯示器、導航系統、音頻播放設備、筆記本個人計算機、游戲設備、個人數字助理和圖像播放設備。
全文摘要
由于制造過程或所采用的基片中的差別而引起的門極絕緣薄膜中的變化，以及溝道區域晶體狀態中的變化，這兩種因素的結合產生的閾值電壓的變化或變動性困擾著晶體管。本發明提供了一種電路，該電路具有一種配置，使得電容元件的兩個電極能夠保持一個特定晶體管的門極－源極電壓。本發明提供了一種電路，該電路能夠通過使用一種恒流源來在所述電容元件的兩個電極之間設定一個電位差。
文檔編號H03K19/003GK1433144SQ0310079
公開日2003年7月30日 申請日期2003年1月17日 優先權日2002年1月17日
發明者木村肇, 渡邊康子 申請人:株式會社半導體能源研究所