專利名稱：用于lcd面板源驅動器的amp輸出保護電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種放大器輸出電路，更具體地，涉及一種用于LCD面板源驅動器的 放大器輸出保護電路。雖然本發明適用于廣泛的應用范圍，然而本發明尤其適用于開關控 制(switching control)，其中，該開關控制用于LCD面板源驅動器的AMP (放大器)輸出電 路中的放大器保護。
背景技術：
通常，LCD面板源驅動器在相應的電平處將一組外部輸入數字信號轉換為模擬信 號，以預定的放大增益將轉換的模擬信號放大，以及然后提供放大的模擬信號作為用于驅 動顯示面板的面板源信號。 圖1是根據相關技術的用于LCD面板源驅動器的AMP輸出級電路的視圖。
參照圖l，如果AMP輸出級電路中的PAMP或NAMP的輸出變得高于或低于HVDD，則 其可能導致加載在放大器內的輸出電路中的PMOS/NMOS內的二極管102/104導通的問題。 具體地，在電荷分享(charge sharing)完成之后，如圖2所示，如果在整個電荷分享間隔期 間電路被再次激活，則可能產生這種問題。 如以上描述中所提到的，在根據相關技術的AMP輸出級電路中，由于PMOS/NMOS的 源極電壓(source voltage)高于本體電壓(body voltage)，因此帶來本體效應的閾值電壓 Vth增大。在這種情況下，加入本體偏置控制電路增大了芯片面積(die area)。
此外，如果嘗試僅使用保護二極管來保護AMP的輸出，則需要增大二極管的尺寸。 因此，也應該增大相應的芯片面積。
發明內容
因此，本發明針對一種用于LCD面板源驅動器的放大器輸出保護電路，其基本上 避免了由于相關技術的局限和缺點導致的一個或多個問題。 本發明的一個目的在于提供一種AMP輸出保護電路，通過該AMP輸出保護電路，無
需附加的本體偏置保護電路，可以降低功耗，并且可以更加安全地保護AMP電路。 本發明的其他優點、目的和特征一部分將在下文中闡述，一部分對于本領域的普
通技術人員而言通過下文的實驗將變得顯而易見或者可以從本發明的實踐中獲得。通過所
寫的說明書及其權利要求以及附圖中特別指出的結構，可以了解和獲知本發明的這些目的
和其他優點。 為了實現這些目的和其他優點以及根據本發明的目的，如在本文中所體現和概括 描述的，根據本發明的一種用于LCD面板源驅動器的放大器輸出保護電路包括第一放大 器，由第一和第二電源電壓偏置；第二放大器，由第二電源電壓和第三電源電壓偏置；輸入使能開關單元(input enable switching unit)，具有連接在第一輸入線和第一放大器的 輸入端之間以及連接在第二輸入線和第二放大器的輸入端之間的開關；輸入HVDD開關單 元，具有連接在第一放大器的所述輸入端與用來提供第二電源電壓的第二電源線之間以及 連接在第二放大器的所述輸入端與第二電源線之間的開關；以及輸出HVDD開關單元，具有 連接在第一放大器的輸出端與第二電源線之間以及連接在第二電源線和第二放大器的輸 出端之間的開關。 優選地，該AMP輸出保護電路進一步包括第一二極管，從第二電源線正向連接到
第一放大器的輸出端；第二晶體管，從第二放大器的輸出端正向連接到第二電源線。該AMP
輸出保護電路進一步包括第一輸出襯墊、第二輸出襯墊以及輸出選擇開關單元，該輸出選 擇開關單元包括切換以使得第一和第二放大器的輸出級被選擇性地分別連接到第一和第
二輸出襯墊的開關。更優選地，該AMP輸出保護電路進一步包括第一電阻器，連接在第一 輸出襯墊和輸出選擇開關單元之間；以及第二電阻器，連接在第二輸出襯墊和輸出選擇開 關單元之間。 在這種情況下，該AMP輸出保護電路進一步包括第一復位開關，連接在第一電阻 器的一端和用來提供第一復位電壓的第一復位線之間；以及第二復位開關，連接在第二電 阻器的一端和用來提供第二復位電壓的第二復位線之間。 因此，由于帶來本體效應的電壓Vth并未增大，所以不會降低速度。由于無需附加 的本體偏置控制信號，因此可以降低芯片面積和功耗。此外，通過增加輸出復位功能和AMP 保護電路，本發明能夠更加安全地保護AMP電路。 可以理解的是，本發明的上述總體描述和以下的具體描述都是示例性的和說明性 的，并且旨在提供對所要求的本發明的進一步解釋。
附圖被包括用來提供對本發明的進一步理解，并結合于此而構成本申請的一部
分。本發明的示例性實施例連同描述都用來解釋本發明的原理。在附圖中 圖1是根據相關技術的用于LCD面板源驅動器的AMP輸出級電路； 圖2是一般的電荷分享間隔(charge sharing interval)的圖示。 圖3是根據本發明的一個實施例的用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路的
結構圖； 圖4是根據本發明的另一實施例的用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路的 結構圖。
具體實施例方式
現在將詳細地參照本發明的優選實施方式和在附圖中示出的實施例。在所有可能 的地方，在整個附圖中使用相同的標號以表示相同或相似的部件。 本發明提供了一種用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路，通過該AMP輸出 保護電路，放大器的輸入/輸出電壓可以以在電荷分享間隔內斷開輸入使能開關(input enable switch)并閉合輸入HVDD開關和輸出HVDD開關的方式變為HVDD。
本發明提供了一種用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路，通過該AMP輸出保護電路，通過斷開輸出HVDD開關、閉合輸出選擇開關(output selection switch)以及 閉合輸出復位開關(output reset switch)的方式，將PAMP/NAMP輸出用VRST_GH/VRST_GL 線短路，同時使得用于LCD面板源驅動器的AMP輸出電路中的放大器的輸入和輸出電壓變 為HVDD。 以及，本發明提供了一種用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路，通過該AMP 輸出保護電路，可以以將AMP保護二極管加入到LCD面板源驅動器的AMP電路的方式巧妙 地保護AMP電路。 圖3是根據本發明的一個實施例的用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路的 結構圖。 參照圖3，用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路包括第一放大器PAMP、第 二放大器NAMP、輸入使能開關單元(inputenable switching unit) 302、輸入HVDD開關單 元304、 AMP輸出保護單元306、輸出HVDD開關單元308、輸出選擇開關單元310、輸出復位 開關單元(output reset switching unit) 312、第一輸出電阻器Rl、第二輸出電阻器R2、 第一輸出襯墊(first output pad)Pl、第二輸出襯墊P2以及第一至第四輸出二極管Dl至 D4。 第一放大器PAMP由第一電源電壓(power source voltage) VDD和第二電源電壓
HVDD偏置。第二放大器NAMP由第二電源電壓HVDD和第三電源電壓VSS偏置。 第一和第二放大器PAMP和NAMP的每一個可以包括增益設置為1的緩沖型放大器
(buffer type amplifier) 。 PAMP、NAMP和開關單元(302、304、306、308、310)可以使用工作
在半VDD( = 1/2*VDD)下的NM0S或PM0S。此外，電荷分享開關(chargesharing switch)
(未在圖示中示出)可以包括工作在全VDD( = VDD)下的NM0S和PMOS。 輸入使能開關單元302包括第一開關322，連接在第一輸入線INP和第一放大器
PAMP的輸入端(例如正輸入端)之間；以及第二開關324，連接在第二輸入線INN和第二放
大器NAMP的輸入端(例如正輸入端)之間。 輸入HVDD開關單元304包括第三開關332，連接在第一放大器PAMP的輸入端 (例如正輸入端)和用來提供第二電源電壓HVDD的第二電源線(second power line)之 間；以及第四開關334，連接在第二放大器NAMP的輸入端(例如正輸入端)和第二電源線 之間。 AMP輸出保護單元306包括第一二極管342，從第二電源線正向連接到第一放大 器PAMP的輸出端；以及第二晶體管344，從第二放大器NAMP的輸出端正向連接到第二電源 線。 輸出HVDD開關單元308包括第五開關352，連接在第一放大器PAMP的輸出端和 第二電源線之間；以及第六開關354，連接在第二電源線和第二放大器NAMP的輸出端之間。
輸出選擇開關單元310包括第一至第四輸出開關SW1至SW4。第一輸出開關SW1 連接在第一放大器PAMP的輸出端和第一電阻器R1的一端之間。第二輸出開關SW2連接在 第一放大器PAMP的輸出端和第二電阻器R2的一端之間。第三輸出開關SW3連接在第二放 大器NAMP的輸出端和第一電阻器R1的一端之間。以及，第四輸出開關SW4連接在第二放 大器NAMP的輸出端和第二電阻器R2的一端之間。 第一電阻器R1的另一端連接到第一襯墊P1，而第二電阻器R2的另一端連接到第
6二襯墊P2。 輸出復位開關單元312包括第一復位開關362和第二復位開關364。第一復位開 關362連接在第一電阻器R1的一端和用來提供第一復位電壓VRST GH的第一復位線(first reset line)之間。第二復位開關364連接在第二電阻器R2的一端和用來提供第二復位電 壓VRST GL的第二復位線之間。 第一輸出二極管Dl連接在第一電阻器Rl的另一端與用來提供第一電源電壓VDD 的VDD電源線之間。第一輸出二極管D1的正向方向從第一電阻器R1的另一端朝向VDD電 源線。 第二輸出二極管D2連接在第二電阻器R2的另一端與用來提供第一電源電壓VDD 的VDD電源線之間。第二輸出二極管D2的正向方向從第二電阻器R2的另一端朝向VDD電 源線。 第三輸出二極管D3連接在第一電阻器Rl的另一端與用來提供第三電源電壓VSS 的VSS線之間。第三輸出二極管D3的正向方向從VSS線朝向第一電阻器Rl的另一端。
第四輸出二極管D4連接在第二電阻器R2的另一端與VSS線之間。第四輸出二極 管D4的正向方向從VSS線朝向第二電阻器R2的另一端。 在以下的描述中，為了說明AMP保護電路的操作過程，假定"第一 電源電壓(VDD)
=16V"，"第二電源電壓(HVDD) = 8V"以及"第三電源電壓(VSS) = 0V"。 當電荷分享開關導通時，復位電壓VRST可以具有在最大"(16+8)/2 = 12V"和最
小"(8+0)/2 = 4V"之間的范圍。其后，如果電荷分享開關斷開并且輸出選擇開關單元310
導通時，則可以出現以下兩種情況。 1)如果VRST = 12V，由于NAMP輸出大于8. 7V( = 8V+0. 7V)，則可能導致NAMP輸 出級電路的PMOS的內部p-n 二極管導通的問題。 2)如果VRST = 4V，由于PAMP輸出大于7. 3V( = 8V-0. 7V)，則可能導致PAMP輸出 級電路的NM0S的內部p-n 二極管導通的問題。 為了解決上述兩個問題，以打開在電荷分享間隔中分別連接到第一和第二輸入線 INP和INN的輸入使能開關單元302的開關322和324并選擇性地關閉輸入HVDD開關單元 304的開關332和334以及輸出HVDD開關單元308的開關352和254的方式，將每個第一 和第二放大器PAMP和NAMP的輸入和輸出電壓兩者設置為等于第二電源電壓HVDD。
在每個第一和第二放大器PAMP和NAMP的輸入和輸出電壓兩者已經等于第二電 源電壓HVDD之后，斷開輸出HVDD開關單元308的開關352和254，閉合輸出選擇開關單元 310的開關SW1至SW4。因此，第一放大器PAMP的輸出級被第一復位電壓線短路，第二放大 器NAMP的輸出級被第二復位電壓線短路。 通過這種方式，可以使每個第一和第二放大器PAMP和NAMP的輸入和輸出電壓兩 者等于預置電壓(例如，第二電源電壓(HVDD = 8V))。 此外，在電荷分享間隔中，為了更加安全地保護第一和第二放大器PAMP和NAMP， 可以增加AMP輸出保護單元306。在這種情況下，AMP輸出保護單元306可以由肖特基勢 壘二極管(Schottkybarrier diode)(在下文中，縮寫為SBD)來實現。由于肖特基勢壘二 極管的導通電壓(0.3 0. 5V)設置為低于PM0S或NM0S中的二極管的導通電壓(0. 6 0.88V)，所以肖特基勢壘二極管在PM0S或NM0S內的二極管導通之前導通。因此，可以保護AMP電路。 圖4是根據本發明的另一實施例的用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路的 結構圖。 參照圖4，除了使用普通二極管410和412替代肖特基勢壘二極管342和244之 外，根據本發明的另一實施例的用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路與圖3中所示 的前述用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路基本相同。 用于AMP保護的電路操作與圖3中所示的電路操作相同。為了更加安全地保護電 荷分享間隔中的AMP，由于AMP輸出保護電路的二極管410和412的導通電壓小于PM0S和 NM0S的內部二極管的導通電壓，因此二極管410和412在內部二極管導通之前導通。因此， 可以保護AMP電路。 在不脫離本發明的精神和范圍內可以作各種修改及變形，這對于本領域的技術人 員而言是顯而易見的。因此，本發明意在涵蓋在所附權利要求及其等同替換的范圍內的對 本發明的修改和變形。
權利要求
一種用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路，包括第一放大器，由第一和第二電源電壓偏置；第二放大器，由所述第二電源電壓和第三電源電壓偏置；輸入使能開關單元，具有連接在第一輸入線和所述第一放大器的輸入端之間以及連接在第二輸入線和所述第二放大器的輸入端之間的開關；輸入HVDD開關單元，具有連接在所述第一放大器的所述輸入端與用來提供所述第二電源電壓的第二電源線之間以及連接在所述第二放大器的所述輸入端與所述第二電源線之間的開關；以及輸出HVDD開關單元，具有連接在所述第一放大器的輸出端與所述第二電源線之間以及連接在所述第二電源線和所述第二放大器的輸出端之間的開關。
2. 根據權利要求1所述的AMP輸出保護電路，進一步包括第一二極管，從所述第二電源線正向連接到所述第一放大器的所述輸出端；以及 第二晶體管，從所述第二放大器的所述輸出端正向連接到所述第二電源線。
3. 根據權利要求1所述的AMP輸出保護電路，進一步包括 第一輸出襯墊；第二輸出襯墊；以及輸出選擇開關單元，包括切換以使得所述第一和第二放大器的輸出級被選擇性地分別 連接到所述第一和第二輸出襯墊的開關。
4. 根據權利要求3所述的AMP輸出保護電路，進一步包括 第一電阻器，連接在所述第一輸出襯墊和所述輸出選擇開關單元之間；以及 第二電阻器，連接在所述第二輸出襯墊和所述輸出選擇開關單元之間。
5. 根據權利要求4所述的AMP輸出保護電路，所述輸出選擇開關單元包括 第一輸出開關，連接在所述第一放大器的所述輸出端和所述第一電阻的一端之間； 第二輸出開關，連接在所述第一放大器的所述輸出端和所述第二電阻的一端之間； 第三輸出開關連接在所述第二放大器的所述輸出端和所述第一電阻的所述一端之間；以及第四輸出開關連接在所述第二放大器的所述輸出端和所述第二電阻的所述一端之間。
6. 根據權利要求5所述的AMP輸出保護電路，進一步包括第一復位開關，連接在所述第一電阻器的所述一端和用來提供第一復位電壓的所述第 一復位線之間；以及第二復位開關，連接在所述第二電阻器的所述一端和用來提供第二復位電壓的所述第 二復位線之間。
7. 根據權利要求6所述的AMP輸出保護電路，其中，在電荷分享間隔中為了使每個所述 第一和所述第二放大器的輸入和輸出電壓兩者等于所述第二電源電壓 所述輸入使能開關 單元的所述開關斷開并且所述輸入和所述輸出HVDD開關單元的所述開關閉合。
8. 根據權利要求7所述的AMP輸出保護電路，其中，在每個所述第一和所述第二放大器 的輸入和輸出電壓已經等于所述第二電源電壓之后，所述輸出HVDD開關單元的所述開關 斷開，所述輸出選擇開關單元的所述輸出開關選擇性地閉合，所述輸出復位開關閉合。
9. 根據權利要求2所述的AMP輸出保護電路，其中，每個所述第一和第二二極管的導通電壓小于包含在所述第一或第二放大器的輸出級中的PMOS或NMOS的內部二極管的導通電 壓。
10.根據權利要求1所述的AMP輸出保護電路，其中，所述第一放大器、所述第二放大 器、所述輸入使能開關單元、所述輸入HVDD開關單元以及所述輸出HVDD開關單元的每一個 使用能夠在等于第一電源電壓一半的電壓處工作的NM0S和/或PM0S。
全文摘要
本發明披露了一種用于LCD面板源驅動器的AMP輸出保護電路。為了解決AMP輸出保護電路的PMOS/NMOS的內部二極管導通的問題，本發明的特征為使電荷分享間隔中的AMP的輸入和輸出電壓等于HVDD，并分別用VRST_GH和VRST_GL將PAMP和NAMP的輸出短路。因此，由于帶來本體效應的電壓(Vth)未增大，因此不會降低速度。無需附加的本體偏置控制電路。可以降低功耗。通過增加輸出復位功能和AMP保護電路可以更加安全地保護AMP電路。
文檔編號H03F1/52GK101794561SQ200910247089
公開日2010年8月4日 申請日期2009年12月25日 優先權日2008年12月26日
發明者金鍾哲, 金鍾基 申請人:東部高科股份有限公司