TW201006121A - Driving circuit for enhancing response speed and related method - Google Patents
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201006121 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係指一種可提昇反應速度之驅動電路及其相關方法, 尤指一種根據運算放大器之輸入電壓與驅動電壓的變化,動熊地 增加運算放大器偏壓電流大小,以提高反應速度之驅動電路及其 相關方法。 ❽ 【先如技術】 運算放大器是一種具有廣泛應用的電路基本構築區塊。電路 設計者常可使用運算放大器來實現許多種不同的運作功能。例 如’在液晶顯示器之驅動電路中,運算放大器可作為一輸出緩衝 器,其依據珂級數位至類比轉換器所輸出之類比訊號,對負載(即 液晶)進行充放電,以驅動液晶顯示器上相對應的晝素單元。然 而’ Ik著液晶顯TFil尺寸及解析度的提高,液晶顯示II驅動電路 ❹每單位時間所輸出的將量也越來越多,因此運算放大器的反應 速度’即迴轉率(slewRate)也必須大幅地提高。 一般來說’在傳統驅動晶片中所運用的運算放大器通常為二 儿口構的放大器’其包含有一第-級放大電路(輸入級)以及-第一級輸出電路(輸出級)。傳統運算放大器中之第一級放大電路 :系用來提向該運算放大H的增益(Gain),而第二級輸出電路則用 來,動運异放大n所連接的電容性或是電阻性負載。然而,傳統 運算放大ϋ財趣路穩定度(lgqps慮…不足關題,因此習 201006121 知運放大②會藉由—米勒補償(議erCQmpensatiGn)電容進行 頻率補償,以達到穩定迴路的效果。 請參考第1圖,第1圖係一習知運算放大器100之示意圖。 運算放大器100係一轨對軌(Railt〇Rail)運算放大器,主要包含 有一輸入級電路110及一輸出級電路12〇。輸入級電路u〇包含有 一 N型差動對112及一 P型差動對114。;^型差動對112係由一 ©對互相匹配之N型金氧半導體電晶體MN1、MN2及一偏壓電晶 體_3所組成。偏壓電晶體MN3耦接於電晶體MN1、MN2之 源極’用來提供N型差動對112 —固定大小之靜態電流(或驅動 電流)。同樣地’ P型差動對U4係由一對互相匹配之p型金氧半 導體電晶體MP1、MP2及一偏壓電晶體MP3所組成。偏壓電晶體 MP3耦接於電晶體MP1、MP2之源極,用來提供P型差動對114 一固定大小之驅動電流。此外,輸入級電路110另包含有一第一 ❹ 電流鏡130、一第二電流鏡140以及一第三電流鏡150。第一電流 鏡130及第二電流鏡140分別以電流源IP5、IP6及電流源IN5、 ΓΝ6表示’用來作為N型差動對112及P型差動對114之主動負 載,而第三電流鏡150則以電流源17、18表示,用來將N型差動 對112及P型差動對114之訊號疊加並輸出至輸出級電路120。 輸出級電路120係由電晶體MP9&_9所組成之一 AB類 推挽式輸出電路。其中,輸出級電路120之輸出端AVO另回授麵 接至輸入級電路110之一輸入端AVN,以形成單增益負回授之輪 201006121 出緩衝器。此外,運算放大器100另於輸出級電路12〇與輸入級 電路110之間設置補償電容CM1、CM2,用卩將輸入級電路11〇 及輸出級電路120之輪出訊號作極點分離(p〇le_Spiitting),以達 到系€、定迴路的效果。請注意’習知運算放大器削之詳細運作原 理係為業界所熟知,在此不贅述。 ! . -般來說’運算放大器100的反應速度取決於運算放大器内 Θ部輸入級電路之偏壓電流與輸出級電路之驅動電流兩者的大小。 然而,為了能推動外部負載,輸出級電路之驅動電流通常會大於 輸入級電路之偏壓電流。如此一來,當習知運算放大器在驅動大 負載時,驅動能力往往會被輸入級電路之偏壓電流所影響之迴轉 率給限制住。在此情形下,運算放大器100的反應速度將會由輸 入級電路之偏壓電流對補償電容CMhCM2充放電的速度決定, 其可藉由下列迴轉率方程式表示:狀。其中,7代表電晶 參體_3、MP3所提供的偏壓電流,c為補償電容CM1、CM2之 大小’而π則代表輸出端AV0之電壓變化。也就是說,當輸入級 電路110之偏壓電流越大時,其對補償電容充放電的速度越快, 而運算放大器100的反應速度也越快。 因此,習知技術一般會藉由增加輸入級電路之偏壓電流來増 加運算放大器内部的迴轉率,然而如此作法不但會增加電路面積 (例如:增加偏壓電晶體的面積),也將導致額外的功率消耗。 201006121 【發明内容】 因此本發明即在於提供一種可提昇反應速度之驅動電路及 其相關方法。 本發明係揭露—種可提昇反應速度之鶴電路,其包含有一 運算放大1§及-迴轉率提昇單元。該運算放大㈣來根據一輸入 電壓,產生-_賴。該迴轉報昇單元耦接於該放大器, ❹來於/輸人電壓變化時’根據該輸入電壓與該驅動電壓之電壓 差值,產生―補償電流至該放大ϋ,以增加該運算放大器之 一偏壓電流的大小。 本發明另揭露-種用來提昇一運算放大器之反應速度的方 法。該運算放大器用來根據一輸入電壓,產生一驅動電壓。該方 法包έ有接收該輸入電壓及該驅動電壓;以及於該輸入電壓變化 参時’根據該輸人賴與該軸龍之差值,產生—麵電流 至该運算放大器,以增加該運算放大器之一偏壓電流的大小。 【實施方式】 5月參考第2圖,第2圖為本發明用來提高運算放大器反應速 度之一流程20之示意圖。較佳地,流程2〇係應用於具回授組態 之運算放大器,其用來根據一輸入電壓,產生一驅動電壓。在 此情形下,流程20包含有下列步驟: 步驟200 :開始。 201006121 步驟210 :接收運算放大器之輸入電壓及驅動電壓。 步驟220 :於輸入電壓變化時,根據輸入電壓與驅動電壓之電 壓差值’產生i償電流级算放大器之一輸入級 f路’以增加輸錢電路之—賴電流的大小。 步驟230 :結束。 根據流程20,當運算放大器之輸入電壓發生變化時,本發明 ❹可根據輸入電壓與驅動電壓之電壓差值,產生一補償電流至運算 放大器之輸入級電路,以增加輸入級電路之偏壓電流的大小,進 而提升運算放木器内部的驅動能力。換句話說,本發明係根據運 算放大器之輸人電壓與驅動電壓之電壓差異,_地增加輸入級 電路之偏壓電流大小’啸高放較應速度。除此之外, 本發明僅在輸人賴發生變化時才產生額外_償電流,因此在 直流穩態下將不會消耗額外的功率。
H 清參考第3圖,第3圖為本發明可提昇反應速度之一驅動電 路30之示細。鶴電路3G _來實現本發明流程2G,其包含 有-運算放大器310及-迴轉率提昇單元32〇。運算放大器31〇 具^一輸出端勘回授搞接至一負輪入端綱,用來根據一正輸 入端AVP所接收之—輸入電壓vm,產生一驅動電壓ν〇υτ。迴 ,率提昇早το 32〇输於運算放大器⑽之正輸入端厦及輸出 端/〇肖來於輸入電壓VIN變化時,根據輸入電廢權與驅動 電i ν〇υτ之電壓差值’產生—補償電糾至運算放大器310之 201006121 一輸入級電路’以增加輸入級電路之偏壓電流的大小。 如習知技術所述,運算放大器的反應速度通常會被輸入級電 路之偏歷電流大小給限制住。因此,本發明驅動電路係於輸入 電壓變化時’額外產生一補償電流至運算放大器,以瞬間增加輸 入級電路之偏壓電流大小,進而加快運算放大器的反應速度。除 此之外,本發明僅在運算放大器之輸入電壓變化時才動態產生額 0 外的電流’因此在直流穩態下將不會消耗多餘的功率。 較佳地’運算放大器310可以藉由類似於第1圖中之執對軌 運算放大器實現。在此情形下’本發明驅動電路3〇可進一步地根 據輸入電壓VIN之變化情形,選擇性地將補償電流Ιτ輸出至p型 差動輸入對之偏壓電流輸入端(如第1圖中之節點 型差動輸入對之偏壓電流輸入端(如第1圖中之節點ANCOM), 以加快運算放大器的反應速度。 ❹ 舉例來說’請參考第4圖’第4圖為本發明驅動電路之一 實施例示意圖。在第4圖中,迴轉率提昇單元420包含有一電壓 比較電路41、:-第一電流運算電路42及一第二電流運算電路43。 電壓比較電路41具有一第一輸入端ND1耦接於運算放大器之正 輸入端AVP ’ 一第二輸入端ND2耦接於運算放大器之輸出端 AVO’ 一第一輸出端ND3以及一第二輸出端ND4,其用來斜運算 放大器之輸入電壓VIN與驅動電壓ν〇υτ進行比較,以於輸入電 201006121 壓VIN大於驅動電壓VOUT時,根據輸入電壓VIN與驅動電壓 VOUT之電壓差值’產生一第一控制訊號IC1至第一輸出端_3, 或者於輸入電壓VIN小於驅動電壓VOUT時,根據輸入電壓VIN 與驅動電壓VOUT之電壓差值,產生一第二控制訊號IC2至第二 輸出端ND4。第一電流運算電路42耦接於電壓比較電路41之第 一輸出端ND3,用來根據第一控制訊號IC1,運算產生補償電流 圩,以輸出至P型差動輸入對之偏壓電流輸入端。第二電流運算電 © 路43則耦接於電壓比較電路41之第二輸出端ND4,用來根據第 一控制訊號IC2 ’運算產生補償電流Ιτ,以輸出至Ν型差動輸入 對之偏壓電流輸入端。 如此一來,當運算放大器之輸入電壓VIN變化時,本發明驅 動電路30可根據輸入電壓與驅動電壓之電壓差值,產生補償電流 It至Ρ型差動輸入對或Ν型差動輸入對之偏壓電流輸入端,以加 ❷ 快運算放大器的反應速度。關於迴轉率提昇單元420之詳細實施 方式,請繼續參考以下說明。 請參考第5圖,第5圖為本發明一迴轉率提昇單元50之實施 例示意圖。迴轉率提昇單元5〇係用來實現第4圖之迴轉率提昇單 7042(3,其包含有一電壓比較電路51、一第一電流運算電路52及 一第二電流運算電路53。電壓比較電路51係由_聯之N型金屬 氧化半導體電晶體MSRE1及P型金屬氧化半導體電晶體MSRE2 所組成。其中,N型金屬氧化半導體電晶體MSRE1與P型金屬氧 11 201006121 化半導體電晶體MSRE2之閘極透過第一輸入端職麵接於運算 放大為之正輸入端Avp ; N型金屬氧化半導體電晶體MSRE1與p 型金屬氧化半導體電晶體MSRE2之源極透過第二輸入端ND2轉 接於運算放大器之輸出端AVO ;而N型金屬氧化半導體電晶體 MSRE1與P 屬氧化半導體電㈣MSRE2之汲蝴分別辆接 於電壓比較電路51之第一輸出端ND3及第二輸出端ND4。第一 電流運算電路52及第二電流運算電路53係分別由P型金氧半導 ❹體電晶體MPP1、MPP2及N型金氧半導體電晶體MNN!、]^2 組成之電流鏡電路,用來對第一輸出端ND3及第二輸出端 所輸出之電流訊號進行r複製」運算,以分別輸出至卩型差動輸 入對之偏壓電流接收端APCOM及N型差動輸入對之偏壓電流接 收端ANCOM,如第4圖所示。 為了能清楚說明迴轉率提昇單元50之操作方式,請同時參 ,考第1圖、第4圖及第5圖。當運算放大器之輸入電壓瞬間上升 時,此時運算放大器之輸入電壓會大於驅動電壓,因此電晶體 MSRE1導通,並根據輸入電壓與驅動電壓之電壓差異,透過電晶 體MPP1汲取一電流(即第一控制訊號IC1)。在此情形下,電晶 體MHn、MPP2所形成之電流鏡可進一步根據對應於第一控制訊 號IC1之電流,運算產生補償電流Ιτ,以輸出至p型差動對之偏 壓電流輸入端APCOM。另一方面,對於運算放大器來說,由於輸 入端AVP的電位瞬間提昇,導致電晶體Μρι關閉,因此迴轉率提 昇單元5 0所產生之補償電流Ιτ將透過電晶體Μρ 2流入電流源取5 12 201006121 中。然而,由於電流源取5及取6亦為一電流鏡,因此補償電流
It亦同時提高了電流源IN6從補償電容CMt、CM2汲取電流之能 力0 在此情形下,運算放大器之反應速度可藉由下列迴轉率方程 式表示.跗=去,其中,/,為電晶體MN3、MP3所提供的偏 壓電流與迴轉率提昇單元50所產生之補償電流Ιτ的大小總和,c ®為補償電容CM1、CM2之大小,而△「'則代表輸出端AVO之電壓 變化。如本領域具通常知識者所知,電晶體的導通電阻係由其閘 源極電壓VGS決定,因此運算放大器之輸入電壓與驅動電壓之電 壓差異會決定迴轉率提昇單元5〇所產生之補償電流&的大小。 由此可知,當運算放大器之輸入電壓與驅動電壓之電壓差異 越大時,迴轉率提昇單元50所產生之補償電流Ιτ也越大,對補償 ❷電谷ανπ、CM2充放電的速度也雜,而加快運算放大器的反應 速度。相反地,當驅動電壓跟上輸入電壓的變化而使得電壓差異 變小時’迴轉率提昇單元50所產生之補償電流^也跟著變小,直 到電麗差異小於電晶體奶贈之門檻電壓而使得電晶體關閉為 止在此情形下’本發明迴轉率提昇單元50不再產生額外補償電 流進行提昇迴轉率的動作,而使得運算放大器恢復至正常的工作 狀態。 另一方面’當運算放大器之輸人電壓下降時,電晶體MSRE2 13 201006121 ^根據相同賴制產生補償電流^至N型差錄人對之偏壓電流 輸入端ANCOM ’以進行提昇迴轉率的操作,於此不再資述。 一躲意’树_群提昇單元如之競方賴縣發明之 舉例《兄明’本領域具通常知識者當可根據實際需求做適當的修 改。舉例來說,本發明亦可將迴轉率提昇單元%與傳統定轉導 (C⑽麵如)電路作結合,以節省運算放大器所需使用的電晶 ❹體數1’進而節省電路面積。首先,請參考第㈣,第6圖為一 傳統^轉導電路60之示意圖。定轉導電路6〇 一般係内建於運算 =大盗中’用來提供固定大小的轉導值,以避免運算放大器之增 盈因製程、溫度、電壓的變動而受到影響。—般來說,定轉導電 路60包含有-定轉導開關電㈣、一第一電流鏡幻及一第二電 流鏡63。其中,定轉導開關電路61係用來控制定轉導電路6〇之 運作,其詳細操作原理於此不贅述。 ❷ 請繼續參考第7圖’第7圖為本發明迴轉率提昇單元之另一 實施例示意圖。相較於傳統植導電路⑹,本發明係於第一電流 鏡72與第二電流鏡73之間增加電晶體msr£i及ms啦所組成 之電壓比較電路74,以藉由最少的電晶體數量達到提昇運算放大 器反應速度的目的,而其相_齡式仍與迴解提昇單元 似,故不再贅述。 、 此外’上述迴解提昇單元於運算放大器之輸人電壓與驅動 14 201006121 :【之電縣值小於電晶體門禮電壓時,即不再產生額外補償電 流^停止提昇迴轉率的動作。在此情形下,本發㈣可藉由基 體錢補㈣方式’使得迴轉率提昇單元*受限於電晶體的門播 電[,而於驅動電壓等於輸入電壓時,才停止提昇迴轉率的動作。 請參考$ 8 _第9 m圖與第9 _本發明迴轉率提昇單 二之其他實施例之示意圖。她於迴解提昇單元7G,電壓比較 ^元84、94分別藉由兩個閘極互相耦接之電晶體或兩個互補的金 ❹氧半V體電晶舰行基财應職,㈣免電晶體之門檻電麵 迴轉率的操作焱成影響。 ‘上所述’本發明係於輸入電壓變化時,額外產生補償電流 至運算放大II ’㈣間增加輸錢f路之偏壓電流大小,進而加 快運算放大器的反應速度。除此之外,本發明僅在運算放大器之 輸入電壓變化時才祕產生額外的電流,因此在直流穩態下將不 鲁 會消耗多餘的功率。 以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為一習知運算放大器之示意圖。 第2圖為^^發明用來提高運算放大器反應速度之一流程之示 意圖。 15 201006121 第3圖為本發明可提昇反應速度之—驅動電路之示意圖。 第4圖為本發明驅動電路之一實施例示意圖。 第5圖為本發明迴轉率提昇單元之實施例示意圖。 第6圖為一傳統定轉導電路之示意圖。 第7圖為本發明迴轉率提昇單元之另一實施例示意圖。 第8圖與第9圖為本發明迴轉率提昇單元之其他實施例之示 意圖。 ❹ 【主要元件符號說明】 100、310 110 120 112 114 運算放大器 輸入級電路 輸出級電路 N型差動輸入對 P型差動對 MN1、MN2、MN3、MN9、MSRE1、MNN1、MNN2 N型金氧半導體電晶體 MP1、MP2、MP3、MP9、MSRE2、MPP1、MPP2 P型金氧半導體電晶體 電流鏡 電流源 端點 節點 補償電容 130、140、150、62、63、72、73 IP5、IP6、IN5、IN6、17、18 AVP、AVN、AVO、ND1 〜ND4 APCOM ' ANCOM CM1、CM2 16 201006121 20 流程 200、210、220、230 步驟 30 驅動電路 320、420、50、70、80、90 迴轉率提昇單元 VIN 輸入電壓 VOUT 驅動電壓 It 補償電流 41、51、74、84、94 電壓比較電路 42、43、52、53 電流運算電路 IC1、IC2 控制訊號 60 定轉導電路 61 定轉導開關電路
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Claims (1)
- 201006121 十、申請專利範圍: 1. 一種可提昇反應速度之驅動電路,包含有: 一運算放大器’用來根據一輸入電壓,產生一驅動電壓;以及 一迴轉率提昇單元,耦接於該運算放大器,用來於該輸入電壓 變化時,根據該輸入電壓與該驅動電壓之電壓差值,產生 一補償電流至該運算放大器,以增加該運算放大器之一偏 壓電流的大小。 2. 如請求項1所述之驅動電路,其中該運算放大器係一執對轨 (Rail to Rail)運算放大器,其包含有一 ρ型差動輸入對及 一N型差動輸入對。 3. 如請求項2所述之驅動電路,其中該迴轉率提昇單元係於該 輸入電壓上升時,根據該輸入電壓與該驅動電壓之電壓差 ❹值’產生該補償電流至該P型差動輸入對,以增加該P型差 動輸入對之偏壓電流的大小。 4. 如請求項2所述之驅動電路,其中該迴轉率提昇單元係於該 輸入電壓下降時,根據該輸入電壓與該驅動電壓之電壓差 值’產生該補償電流至該N型差動輸入對,以增加該N型差 動輸入對之偏壓電流的大小。 5. 如請求項2所述之驅動電路,其中該迴轉率提昇單元包含有: 201006121 一電壓比較電路,具有一第一輸入端耦接於該輸入電壓,一第 二輸入端耦接於該驅動電壓,一第一輸出端以及一第二輸 出端,用來對該輸入電壓與該驅動電壓進行比較,以於該 輸入電壓大於該驅動電壓時’根據該輸入電壓與該驅動電 壓之電壓差值,產生一第一控制訊號至該第一輸出端,或 者於該輸入電壓小於該驅動電壓時,根據該輸入電壓與該 驅動電壓之電壓差值,產生一第二控制訊號至該第二輸出 ❹ 端; 一第一電流運算電路,耦接於該電壓比較電路之該第一輸出 端’用來根據該第一控制訊號,運算產生該補償電流至該 P型差動輸入對,以增加該P型差動輸入對之偏壓電流的 大小;以及 一第二電流運算電路’耦接於該電壓比較電路之該第二輸出 端’用來根據該第二控制訊號,運算產生該補償電流至該 • N型差動輸入對,以增加該n型差動輸入對之偏壓電流的 大小。 6. 如請求項5所述之驅動電路,其中該電壓比較電路包含有: Nt金屬氧化半導體電晶體,包含有一閘極輛接於該第一 輸入端’ 一源極耦接於該第二輸入端,以及一汲極耦接於 該第一輸出端;以及 一 P型金屬氧化半導體電晶體,包含有一閘極耦接於該第一輸 入端,一源極耦接於該第二輸入端,以及一汲極耦接於該 19 201006121 第二輸出端。 如請求項5所述之驅動電路,其中該第一電流運算電路係一 電流鏡電路,其包含有: ί -輸入端’耦接於該電壓比較電路之該第一輸出端; 輸出端’耦接於該p型差動輸入對之一偏壓電流接收端; 第一 p型金氧半導體電晶體,包含有一源極耦接於—電源電 壓,一汲極耦接於該輪入端,以及一閘極耦接於該輸入 端;以及 '第二p型金氧半導體電晶體,包含有一源極耦接於該電源電 壓,一汲極耦接於該輸出端,以及一閘極耦接至該輸入端。 如睛求項5所述之鶴電路,其中該第二電流運算電路係一 電流鏡電路’其包含有: 、輪入端,__電壓比較電路之該第二輸出端; 端’轉接於該_差動輸人對之一偏壓電流接收端; 二,型金氧半導體電晶體,包含有u亟輕接於一地端 電® ’-汲極输於該輪人端,以及—閘極輪於該輸入 端;以及 N型金氧半導體電晶體’包含有_源極鳩於該地端 電唇’-祕输於該輸出端,以及__閘極_至該輸入 端。 20 201006121 如明求項5所述之驅動電路,其中該運算放大 一 定轉導電路,該定轉導f路包含有—第三電 =3' 四電流鏡電路及—定轉導開關電路,該第=、一第 第四電流鏡電料職P型金職料物路及該 氧半導體電晶斷成。 _體及N型金 10. ❹ 如請求項9所述之軸電路,其找迴轉率提昇單 -電流運算财及_二電流運算電路相_定轉導餅 之a亥第二電流鏡電路及該第四電流鏡電路。 11.如請求項1所述之軸電路,其找迴轉率提昇料係於該 輸入電壓與該驅動電壓之電壓差值小於―,電壓時,停止/ 產生該補償電流。 12. 如明求項1所述之驅動電路,其中該迴轉率提昇單元係於該 驅動電壓等於該輸入電壓時,停止產生該補償電流。 13. 如請求項1所述之驅動電路,其中該運算放大器具有一回授 組態。 14. 如請求項1所述之驅動電路,其中該運算放大器包含有一輸 入級以及一輪出級,以及該補償電流係輸入至該運算放大器 之該輸入級’以提升該輸入級的迴轉率(slew rate)。 21 201006121 15_ —種用來提昇一運算放大器之反應速度的方法,該運算放大 器用來根據一輸入電壓,產生一驅動電壓,該方法包含有: 接收該輸入電壓及該驅動電壓;以及 於该輸入電壓變化時’根據該輸入電壓與該驅動電壓之電麗差 值’產生一補償電流至該運算放大器,以增加該運算放大 器之一偏壓電流的大小。 16. 如請求項15所述之方法,其中該運算放大器係一軌對軌(Rail to Rail)運算放大器,其包含有一 p型差動輸入對及一 n型 差動輸入對。 17. 如請求項16所述之方法,其另包含: 於該輸入電壓上升時,根據該輸入電壓與該驅動電壓之電壓差 值,產生該補償電流至該P型差動輸入對,以增加該P型 差動輸入對之偏壓電流的大小。 18. 如請求項16所述之方法,其另包含: 於該輸入電壓下降時,根據該輸入電壓與該驅動電壓之電壓差 值,產生該補償電流至該^^型差動輸入對,以增加該N型 差動輸入對之偏壓電流的大小。 19. 如請求項15所述之方法,其另包含: 22 201006121 於該輸入電壓與該驅動電壓之該電壓差值小於一門檻電壓 時,停止產生該補償電流。 20. 如請求項15所述之方法,其另包含: 於該驅動電壓等於該輸入電壓時,停止產生該補償電流。 21. 如請求項15所述之方法,其中該運算放大器包含有一輸入級 ^ 以及一輸出級,以及該方法另包含: Θ . 將補償電流輸入至該運算放大器之該輸入級,以增加該輸入級 的迴轉率。 十一、圖式: 23
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|---|---|---|---|---|
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| TWI639993B (zh) * | 2013-09-23 | 2018-11-01 | 南韓商三星電子股份有限公司 | 具有強化轉動率之緩衝電路以及具有該電路的源極驅動電路 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8089314B2 (en) * | 2010-03-02 | 2012-01-03 | Indian Institute Of Technology-Bombay | Operational amplifier having improved slew rate |
| JP5719269B2 (ja) * | 2010-11-29 | 2015-05-13 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 演算増幅回路、液晶パネル駆動装置 |
| US9196207B2 (en) * | 2011-05-03 | 2015-11-24 | Apple Inc. | System and method for controlling the slew rate of a signal |
| CN103368558B (zh) * | 2012-04-10 | 2016-04-27 | 中国科学院电子学研究所 | 针对大电容的高速低功耗sre电路 |
| TWI484752B (zh) | 2012-07-24 | 2015-05-11 | Orise Technology Co Ltd | 具增強迴轉率的單增益緩衝器 |
| US8866554B2 (en) * | 2013-03-14 | 2014-10-21 | Linear Technology Corporation | Translinear slew boost circuit for operational amplifier |
| TWI530087B (zh) * | 2013-08-06 | 2016-04-11 | 瑞鼎科技股份有限公司 | 高速運算放大器及其運作方法 |
| TWI547074B (zh) * | 2014-09-25 | 2016-08-21 | 力智電子股份有限公司 | 電源轉換器、電壓調整單元及電壓調整方法 |
| CN104570431B (zh) * | 2015-01-29 | 2017-06-27 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶显示面板及液晶显示装置 |
| KR20170005291A (ko) * | 2015-07-02 | 2017-01-12 | 삼성전자주식회사 | 슬루 슬로프를 제어하는 출력 버퍼 회로 및 그것을 포함하는 소스 드라이버 및 그것의 소스 구동 신호 생성 방법 |
| US11082012B2 (en) * | 2019-05-10 | 2021-08-03 | Cirrus Logic, Inc. | Highly linear input and output rail-to-rail amplifier |
| KR102805633B1 (ko) | 2020-07-23 | 2025-05-13 | 주식회사 엘엑스세미콘 | 디스플레이 구동 장치 |
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| KR20240059152A (ko) * | 2022-10-27 | 2024-05-07 | 주식회사 엘엑스세미콘 | 차동증폭기 및 디스플레이패널 구동을 위한 데이터구동장치 |
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| CN120811294B (zh) * | 2025-09-12 | 2026-01-16 | 深圳市微源半导体股份有限公司 | 摆率提升电路及运算放大器 |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP3534233B2 (ja) * | 1999-01-08 | 2004-06-07 | 松下電器産業株式会社 | 自動利得制御方法及びその装置、自動利得制御機能を持った無線通信装置 |
| US6593812B2 (en) * | 2001-04-23 | 2003-07-15 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Automatic optimization of linearity for envelope feedback RF amplifier linearization |
| US6683496B2 (en) * | 2001-08-20 | 2004-01-27 | Harris Corporation | System and method for minimizing dissipation in RF power amplifiers |
| US7372329B1 (en) * | 2006-02-08 | 2008-05-13 | Marvell International Ltd. | Method and apparatus to remove the DC component of a feedback signal |
| US7339430B2 (en) * | 2006-07-26 | 2008-03-04 | Aimtron Technology Corp. | Rail-to-rail operational amplifier with an enhanced slew rate |
-
2008
- 2008-07-18 TW TW097127320A patent/TWI349425B/zh active
- 2008-11-30 US US12/325,251 patent/US7863982B2/en active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102881267A (zh) * | 2011-07-15 | 2013-01-16 | 索尼公司 | 放大器、液晶显示驱动电路和液晶显示装置 |
| TWI639993B (zh) * | 2013-09-23 | 2018-11-01 | 南韓商三星電子股份有限公司 | 具有強化轉動率之緩衝電路以及具有該電路的源極驅動電路 |
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