显示面板、源极驱动器及运算放大器技术领域
本公开涉及显示技术领域,特别涉及一种运算放大器、一种源极驱动
器以及一种显示面板。
背景技术
随着光学技术与半导体技术的发展,液晶显示器(LCD)、有机发光
二极管显示器(OLED)以及电子纸显示器(EPD)等显示装置已经广泛
应用于各类电子产品上。其中,由于OLED显示器具有高画质、体积小、
重量轻、厚度薄、低电压驱动及低消耗功率等优点,已成为目前主流的显
示装置之一。
图1为现有技术中一种OLED显示器的结构示意图。该OLED显示
器包括显示区域AA、栅极驱动器10以及源极驱动器20等组件。显示区
域AA包括多行扫描线SL、多列数据线DL以及多个像素单元P。其中,
栅极驱动器10用于依序输出扫描信号至各行扫描线SL,从而驱动各行像
素单元P依次打开。源极驱动器20在像素单元P打开后,依序/分时输出
的数据信号至各像素单元P,从而驱动像素单元P发光,实现图像的显示。
源极驱动器20包括源极驱动电路SD以及输出缓冲器BUF。运算放
大器是输出缓冲器BUF的主要部件之一。现有技术中的运算放大器通常
是由多个晶体管组成。为了减轻晶体管的应力畸变等因素对晶体管特性的
影响,会为部分晶体管相应的额外配置与其相邻的虚拟(dummy)晶体管,
利用虚拟晶体管减轻或抵消不良影响,从而避免或减轻源极驱动器20输
出的数据信号的变形,进而提升显示效果。
然而,额外设置过多的虚拟晶体管显然会增加源极驱动器20所占用
的面积,不利于显示装置周边区域体积的缩小,影响显示装置的轻薄化。
同时,额外设置过多的虚拟晶体管也会增加显示装置制备工艺的复杂程度
以及提升制备成本。
发明内容
本公开的目的在于提供一种运算放大器,用于减少额外设置的虚拟晶
体管数量,从而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致
的一个或多个问题。
本公开的其它特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地
通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面,提供一种运算放大器,包括:
一第一差动放大电路,包括:
第一电流镜单元,包括第一支路及第二支路;
第一、第二及第三N型晶体管,分别包括一源极、一漏极和一栅
极,所述第一及第二N型晶体管漏极分别对应连接至所述第一及第二
支路,所述第一及第二N型晶体管栅极分别对应接收一第一及第二偏
压,所述第三N型晶体管漏极与所述第一及第二N型晶体管的源极
连接,所述第三N型晶体管源极与一低电平连接,所述第三N型晶
体管栅极接收一第一控制信号;
其中,所述第三N型晶体管与所述第二N型晶体管相邻配置且
同时用作所述第二N型晶体管的虚拟晶体管;以及,
一第二差动放大电路,包括:
第二电流镜单元,包括第三支路及第四支路;
第一、第二及第三P型晶体管,分别包括一源极、一漏极和一栅
极,所述第一及第二P型晶体管漏极分别对应连接至所述第三及第四
支路,所述第一及第二N型晶体管栅极分别对应接收所述第一及第二
偏压,所述第三P型晶体管漏极与所述第一及第二P型晶体管的源极
连接,所述第三P型晶体管源极与一高电平连接,所述第三P型晶体
管栅极接收一第二控制信号;
其中,所述第三P型晶体管与所述第一P型晶体管相邻配置且同
时用作所述第一P型晶体管的虚拟晶体管。
本公开的一种示例性实施例中,所述第一电流镜单元以及第二电流均
为共源共栅型电流镜。
本公开的一种示例性实施例中,其中所述第一电流镜单元还包括:第
四及第五P型晶体管,分别包括一源极、一漏极和一栅极,所述第四及第
五P型晶体管源极均电性连接至所述高电平,所述第四及第五P型晶体管
漏极分别对应连接至所述第一及第二N型晶体管的漏极,而所述第四及
第五P型晶体管栅极相互连接。
本公开的一种示例性实施例中,所述第二电流镜单元还包括:第四及
第五N型晶体管,分别包括一源极、一漏极和一栅极,所述第四及第五N
型晶体管源极均电性连接至所述低电平,所述第四及第五N型晶体管漏
极分别对应连接至所述第一及第二P型晶体管的漏极,而所述第四及第五
N型晶体管栅极相互连接。
本公开的一种示例性实施例中,所述运算放大器还包括:
第六P型晶体管,包括漏极、源极及栅极,所述第六P型晶体管的漏
极、源极及栅极均连接至所述高电平;其中,所述第六P型晶体管与所述
第五P型晶体管相邻配置且用作所述第五P型晶体管的虚拟晶体管;以及
第六N型晶体管,包括漏极、源极及栅极,所述第六N型晶体管的
漏极、源极及栅极均连接至所述低电平;其中,所述第六N型晶体管与
所述第四N型晶体管相邻配置且用作所述第四N型晶体管的虚拟晶体管。
本公开的一种示例性实施例中,其中:
所述第三P型晶体管、第一P性晶体管、第二P型晶体管、第四P
型晶体管、第五P型晶体管以及第六P型晶体管依次配置于一第一列;
所述第六N型晶体管、第四N型晶体管、第五N型晶体管、第一N
型晶体管、第二N型晶体管以及第三N型晶体管依次配置于一与所述第
一列并列的第二列。
本公开的一种示例性实施例中,各所述P型晶体管的大小相同;以及,
各所述N型晶体管的大小相同。
本公开的一种示例性实施例中,所述运算放大器还包括:
第一开关元件,包括第一极、第二极和栅极,所述第一开关元件第一
极与所述高电平连接,所述第一开关元件第二极与所述第一电流镜单元连
接,所述第一开关元件栅极接收一第一使能信号;及/或,
第二开关元件,包括第一极、第二极和栅极,所述第二开关元件第一
极与所述低电平连接,所述第二开关元件第二极与所述第二电流镜单元连
接,所述第二开关元件栅极接收一第二使能信号。
本公开的一种示例性实施例中,所述第一开关元件及所述第二开关元
件为N型晶体管或P型晶体管。
根据本公开的第二方面,提供一种源极驱动器,包括:
源极驱动电路;以及
输出缓冲器,与所述源极驱动电路连接;其中,所述输出缓冲器包括
上述任意一种运算放大器。
根据本公开的第一方面,提供一种显示面板,包括:
行列排布的多个像素单元;
多行扫描线,用于向各行所述像素单元提供扫描信号;
多列数据线,用于向各列所述像素单元提供数据信号;以及,
源极驱动器,与所述多列数据线连接;其中,所述源极驱动器为上述
任意一种源极驱动器。
本示例实施方式所提供的运算放大器、源极驱动器及显示面板中,通
过将第三N型晶体管用作第二N型晶体管的虚拟晶体管以及将第三P型
晶体管用作第一P型晶体管的虚拟晶体管,一方面可以减轻或抵消第二N
型晶体管及第一P型晶体管的应力畸变等因素对晶体管特性带来的不良
影响,从而避免或减轻源极驱动器输出的数据信号的变形,进而提升显示
效果;另一方面,无需额外设置虚拟晶体管,从而减少了源极驱动器所占
用的面积,便于显示装置的轻薄化;此外,相比于现有技术,也降低了显
示装置制备工艺的复杂程度以及制备成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本
发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地,下
面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来
讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种OLED显示面积的结构示意图。
图2是本公开示例实施方式中一种运算放大器的电路示意图。
图3是本公开示例实施方式中运算放大器的部件布局示意图。
图4是本公开示例实施方式中运算放大器的部件另一布局示意图。
附图标记说明:
10 栅极驱动器
20 源极驱动器
AA 显示区域
SL 扫描线
DL 数据线
SD 源极驱动电路
BUF 输出缓冲器
IM1 第一电流镜单元
IM2 第二电流镜单元
MP1 第一P型晶体管
MP2 第二P型晶体管
MP3 第三P型晶体管
MP4 第四P型晶体管
MP5 第五P型晶体管
MP6 第六P型晶体管
MN1 第一N型晶体管
MN2 第二N型晶体管
MN3 第三N型晶体管
MN4 第四N型晶体管
MN5 第五N型晶体管
MN6 第六N型晶体管
MN7 第七N型晶体管
VN 低电平
VP 高电平
INN 第一偏压
INP 第二偏压
VBL 第一控制信号
VBH 第二控制信号
EN 第二使能信号
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而,示例性实施例能
够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提
供这些实施方式使得本公开将全面和完整,并将示例性实施例的构思全面
地传达给本领域的技术人员。在图中,相同的附图标记表示相同或类似的
结构,因而将省略它们的详细描述。
此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个
或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本公开
的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本公开
的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的组
件、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构以避免模糊本公
开的各方面。
本示例实施方式中首先提供了一种运算放大器。如图2中所示,该运
算放大器主要包括一第一差动放大电路以及一第二差动放大电路。该第一
差动放大电路主要包括第一电流镜单元IM1以及第一N型晶体管MN1、
第二N型晶体管MN2和第三N型晶体管MN3。该第二差动放大电路主
要包括第二电流镜单元IM2以及第一P型晶体管MP1、第二P型晶体管
MP2和第三P型晶体管MP3。
第一电流镜单元IM1包括第一支路及第二支路。第一N型晶体管MN1
具有源极、漏极以及栅极,第一N型晶体管MN1的漏极连接至第一支路,
第一N型晶体管MN1的栅极接收一第一偏压INN;第二N型晶体管MN2
具有源极、漏极以及栅极,第二N型晶体管MN2的漏极连接至第二支路,
第二N型晶体管MN2的栅极接收一第二偏压INP;第一N型晶体管MN1
与第二N型晶体管MN2构成差动对。第三N型晶体管MN3具有源极、
漏极以及栅极,第三N型晶体管MN3的漏极与第一N型晶体管MN1及
第二N型晶体管MN2的源极连接,第三N型晶体管MN3的源极与一低
电平VN电性连接,其可以是直接连接,也可以是通过其他器件间接连接,
第三N型晶体管MN3栅极接收一第一控制信号VBL;本示例实施方式中,
第三N型晶体管MN3用作电流源。该差动对对第一偏压INN和第二偏压
INP的差值进行放大,从而生成差动电流并通过第一电流镜单元IM1输出。
第二电流镜单元IM2包括第三支路及第四支路。第一P型晶体管MP1
具有源极、漏极以及栅极,第一P型晶体管MP1的漏极连接至第三支路,
第一P型晶体管MP1的栅极接收上述第一偏压INN;第二P型晶体管MP2
具有源极、漏极以及栅极,第二P型晶体管MP2的漏极连接至第四支路,
第二P型晶体管MP2的栅极接收上述第二偏压INP;第一P型晶体管MP1
与第二P型晶体管MP2构成差动对。第三P型晶体管MP3具有源极、漏
极以及栅极,第三P型晶体管MP3的漏极与第一P型晶体管MP1及第二
P型晶体管MP2的源极连接,第三P型晶体管MP3的源极与一高电平VP
电性连接,其可以是直接连接,也可以是通过其他器件间接连接,第三P
型晶体管MP3栅极接收一第二控制信号VBH,本示例实施方式中,第三
P型晶体管MP3用作电流源。该差动对对第一偏压INN和第二偏压INP
的差值进行放大,从而生成差动电流并通过第二电流镜单元IM2输出。
本示例实施方式中,第三N型晶体管MN3与第二N型晶体管MN2
相邻配置且同时用作第二N型晶体管MN2的虚拟晶体管;如此,则可以
无需为第二N型晶体管MN2额外设置虚拟晶体管。第三P型晶体管MP3
与第一P型晶体管MP1相邻配置且同时用作第一P型晶体管MP1的虚拟
晶体管;如此,则可以无需为第一P型晶体管MP1额外设置虚拟晶体管。
通过将第三N型晶体管MN3用作第二N型晶体管MN2的虚拟晶体管以
及将第三P型晶体管MP3用作第一P型晶体管MP1的虚拟晶体管,一方
面可以减轻或抵消第二N型晶体管MN2及第一P型晶体管MP1的应力
畸变等因素对晶体管特性带来的不良影响,从而避免或减轻源极驱动器输
出的数据信号的变形,进而提升显示效果;另一方面,无需额外设置虚拟
晶体管,从而减少了源极驱动器所占用的面积,便于显示装置的轻薄化;
此外,相比于现有技术,也降低了显示装置制备工艺的复杂程度以及制备
成本。
本示例性实施例中,第一电流镜单元IM1以及第二电流可以均为共
源共栅型电流镜。例如,参考图2中所示,第一电流镜单元IM1可以包
括第四P型晶体管MP4及第五P型晶体管MP5。第四P型晶体管MP4
具有源极、漏极以及栅极,第四P型晶体管MP4的源极电性连接至高电
平VP,其可以是直接连接,也可以是通过其他器件间接连接,第四P型
晶体管MP4的漏极连接至第一N型晶体管MN1的漏极,第五P型晶体管
MP5具有源极、漏极以及栅极,第五P型晶体管MP5的源极电性连接至
高电平VP,其可以是直接连接,也可以是通过其他器件间接连接,第五
P型晶体管MP5的漏极连接至第二N型晶体管MN2的漏极,第四P型晶
体管MP4的栅极和第五P型晶体管MP5的栅极相互连接。第二电流镜单
元IM2可以包括第四N型晶体管MN4及第五N型晶体管MN5。第四N
型晶体管MN4具有源极、漏极以及栅极,第四N型晶体管MN4的源极
电性连接至低电平VN,其可以是直接连接,也可以是通过其他器件间接
连接,第四N型晶体管MN4的漏极连接至第一P型晶体管MP1的漏极,
第五N型晶体管MN5具有源极、漏极以及栅极,第五N型晶体管MN5
的源极电性连接至低电平VN,其可以是直接连接,也可以是通过其他器
件间接连接,第五N型晶体管MN5的漏极连接至第二P型晶体管MP2
的漏极,第四N型晶体管MN4的栅极和第五N型晶体管MN5的栅极相
互连接。
继续参考图2中所示,为了减轻或抵消第五P型晶体管MP5及第四
N型晶体管MN4的应力畸变等因素对晶体管特性带来的不良影响,本公
开的一种示例性实施例中,运算放大器还可以包括第六P型晶体管MP6
及第六N型晶体管MN6。第六P型晶体管MP6具有源极、漏极以及栅极,
第六P型晶体管MP6的漏极、源极及栅极均连接至高电平VP,第六P型
晶体管MP6与第五P型晶体管MP5相邻配置且用作第五P型晶体管MP5
的虚拟晶体管。第六N型晶体管MN6具有源极、漏极以及栅极,第六N
型晶体管MN6的漏极、源极及栅极均连接至低电平VN,第六N型晶体
管MN6与第四N型晶体管MN4相邻配置且用作第四N型晶体管MN4
的虚拟晶体管。
此外,本示例性实施例中的运算放大器还可以包括一第一开关元件或
一第二开关器件,从而便于控制运算放大器。例如,第一开关元件具有第
一极、第二极以及栅极,第一开关元件的第一极与高电平VP连接,第一
开关元件的第二极与上述第一电流镜单元IM1连接,第一开关元件的栅
极接收一第一使能信号。第二开关元件具有第一极、第二极以及栅极,第
二开关元件的第一极与低电平VN连接,第二开关元件的第二极与第二电
流镜单元IM2连接,第二开关元件的栅极接收一第二使能信号。如图2
中所示,所述第二开关元件可以包括第七N型晶体管MN7,第七N型晶
体管MN7具有源极、漏极以及栅极,第七N型晶体管MN7的栅极接收
第二使能信号EN。但容易理解的是,在本公开的其他示例性实施例中,
第一开关元件及第二开关元件也可以P型晶体管。
参考图3中所示,其为本示例实施方式中上述运算放大器各器件在电
路板或阵列基板上的布局示意图。其中,第三P型晶体管MP3、第一P
性晶体管、第二P型晶体管MP2、第四P型晶体管MP4、第五P型晶体
管MP5以及第六P型晶体管MP6依次配置于一第一列;第六N型晶体管
MN6、第四N型晶体管MN4、第五N型晶体管MN5、第一N型晶体管
MN1、第二N型晶体管MN2以及第三N型晶体管MN3依次配置于一与
第一列并列的第二列,第二开关器件配置于第二列的侧边。此外,本示例
性实施例中,各P型晶体管的大小相同;以及,各N型晶体管的大小相
同。通过将相同类型的晶体管设置在同一列以及设置相同大小的面积,一
方面可以简化工艺;另一方面,可以抑制制备工艺造成的不均匀性,减轻
或抵消晶体管的应力畸变等因素对晶体管的特性带来的不良影响
参考图4中所示,其为未将第三N型晶体管MN3用作第二N型晶体
管MN2的虚拟晶体管以及未将第三P型晶体管MP3用作第一P型晶体管
MP1的虚拟晶体管时的运算放大器的各器件在电路板或阵列基板上的布
局示意图。对比图3与图4可以看出,通过本示例性实施例中的运算放大
器,其占用的面积显然更小。
本示例性实施例还提供了一种源极驱动器。该源极驱动器包括源极驱
动电路以及与源极驱动电路连接的输出缓冲器,此外还可以包括多路选择
器等其他部件。其中,输出缓冲器包括上述任意一种运算放大器,由于本
示例实施方式中的运算放大器占用的面积更小,本示例实施方式中源极驱
动器所占用的面积自然也可以得以减少。
进一步的,本示例性实施例中还提供了一种显示面板。该显示面板包
括行列排布的多个像素单元、多行扫描线、多列数据线以及源极驱动器;
此外,还可以包括栅极驱动器、触控模块等其他部件。其中,多行扫描线
用于向各行像素单元提供扫描信号;多列数据线用于向各列像素单元提供
数据信号;源极驱动器,与多列数据线连接,用于输出数据信号。其中,
源极驱动器为上述任意一种源极驱动器。该显示面板可以为OLED显示面
板、液晶显示面板、EPD显示面板等等,本示例性实施例对此不做特殊限
定。
本示例实施方式所提供的运算放大器、源极驱动器及显示面板中,通
过将第三N型晶体管MN3用作第二N型晶体管MN2的虚拟晶体管以及
将第三P型晶体管MP3用作第一P型晶体管MP1的虚拟晶体管,一方面
可以减轻或抵消第二N型晶体管MN2及第一P型晶体管MP1的应力畸
变等因素对晶体管特性带来的不良影响,从而避免或减轻源极驱动器输出
的数据信号的变形,进而提升显示效果;另一方面,无需额外设置虚拟晶
体管,从而减少了源极驱动器所占用的面积,便于显示装置的轻薄化;此
外,相比于现有技术,也降低了显示装置制备工艺的复杂程度以及制备成
本。
本公开已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本公
开的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反
地,在不脱离本公开的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本公开的专
利保护范围。