特表 2024-526479 給電回路、チップおよびディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】給電回路、チップおよびディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/00 20100101AFI20240711BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20240711BHJP

   G09G 3/32 20160101ALI20240711BHJP

   G09G 3/14 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

H01L33/00 J

G09G3/20 612E

G09G3/20 612D

G09G3/20 670C

G09G3/20 611A

G09G3/20 611C

G09G3/32 A

G09G3/20 624C

G09G3/14 J

G09G3/20 622B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023528200

(86)(22)【出願日】2021-11-15

(85)【翻訳文提出日】2023-05-10

(86)【国際出願番号】 CN2021130747

(87)【国際公開番号】W WO2022127470

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】202011501641.7

(32)【優先日】2020-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517380215

【氏名又は名称】北京集創北方科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｈｉｐｏｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ） Ｃｏ．，Ｌｔｄ

【住所又は居所原語表記】Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ５６，Ｎｏ．２ Ｎｏｒｔｈ Ｊｉｎｇ Ｙｕａｎ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ａｒｅａ，Ｄａｘｉｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１７６，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】馬英杰

【テーマコード（参考）】

5C080

5C380

5F241

【Ｆターム（参考）】

5C080AA07

5C080BB01

5C080BB05

5C080DD05

5C080DD09

5C080DD12

5C080DD25

5C080DD26

5C080EE01

5C080EE17

5C080FF03

5C080FF09

5C080HH13

5C080JJ02

5C080JJ03

5C080KK34

5C080KK35

5C380AA03

5C380AB01

5C380AB05

5C380AC08

5C380AC16

5C380BA01

5C380BA08

5C380BA19

5C380CB14

5C380CE03

5C380CE04

5C380CE08

5C380CF22

5C380CF26

5C380CF27

5C380CF41

5C380CF51

5C380DA02

5C380HA06

5C380HA13

5F241BC03

5F241BC06

5F241BC10

5F241BC16

5F241BC17

5F241BC47

5F241BD02

5F241FF06

(57)【要約】

本出願は、給電回路、チップおよびディスプレイを提供する。該回路は、基準回路と、第１カレントミラーユニットと、第１スイッチと、第２カレントミラーユニットと、第２スイッチと、出力段とを備え、前記基準回路は、１次ミラー電流を生成するように構成され、前記第１カレントミラーユニットは、前記基準回路と接続され、前記第１スイッチは、前記第１カレントミラーユニットと接続され、前記第１カレントミラーユニットのオンオフを制御するように構成され、第２カレントミラーユニットは、前記第１カレントミラーユニットと接続され、前記第２スイッチは、前記第２カレントミラーユニットと接続され、前記第２カレントミラーユニットのオンオフを制御するように構成され、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオンになるとき、前記第１カレントミラーユニットと前記第２カレントミラーユニットとが、協働してカレントミラーとして形成され、前記１次ミラー電流に対してミラーリング処理を行って、出力電流を得るように構成され、前記出力段は、前記第２カレントミラーユニットと接続され、前記出力電流を出力するように構成される。本出願は、出力定電流源の全電流範囲での電流精度を効果的に高めることができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準回路と、第１カレントミラーユニットと、第１スイッチと、第２カレントミラーユニットと、第２スイッチと、出力段とを備え、
前記基準回路は、１次ミラー電流を生成するように構成され、
前記第１カレントミラーユニットは、前記基準回路と接続され、
前記第１スイッチは、前記第１カレントミラーユニットと接続され、前記第１カレントミラーユニットのオンオフを制御するように構成され、
前記第２カレントミラーユニットは、前記第１カレントミラーユニットと接続され、
前記第２スイッチは、前記第２カレントミラーユニットと接続され、前記第２カレントミラーユニットのオンオフを制御するように構成され、
前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオンになるとき、前記第１カレントミラーユニットと前記第２カレントミラーユニットとが、協働してカレントミラーとして形成され、前記１次ミラー電流に対してミラーリング処理を行って、出力電流を得るように構成され、
前記出力段は、前記第２カレントミラーユニットと接続され、前記出力電流を出力するように構成される
ことを特徴とする給電回路。

【請求項2】

前記第１カレントミラーユニットは、第１増幅器と複数の第１トランジスタとを含み、
前記第１増幅器の反転入力端子が所定電圧信号と接続し、
各前記第１トランジスタのドレインがそれぞれ前記第１増幅器の非反転入力端子と接続され、前記第１トランジスタのゲートが前記第１スイッチを介して前記第１増幅器の出力端子と接続され、前記第１トランジスタのソースが接地される
ことを特徴とする請求項１に記載の給電回路。

【請求項3】

前記第１スイッチは複数の第１サブスイッチを含み、各前記第１トランジスタのゲートがそれぞれ前記第１サブスイッチの一端と接続され、前記第１サブスイッチの他端が前記第１増幅器の出力端子と接続される
ことを特徴とする請求項２に記載の給電回路。

【請求項4】

前記第２カレントミラーユニットは、第２増幅器と複数の第２トランジスタとを含み、
前記第２増幅器は、非反転入力端子が前記第１トランジスタのドレインと接続され、出力端子が前記出力段と接続され、
各前記第２トランジスタは、ドレインがそれぞれ前記第２増幅器の反転入力端子と接続され、ゲートが前記第２スイッチを介して前記第１増幅器の出力端子と接続され、ソースが接地される
ことを特徴とする請求項２または３に記載の給電回路。

【請求項5】

前記第２トランジスタは、ＮＭＯＳデバイスである
ことを特徴とする請求項４に記載の給電回路。

【請求項6】

前記第２スイッチは複数の第２サブスイッチを含み、各前記第２トランジスタのゲートがそれぞれ前記第２サブスイッチの一端と接続され、前記第２サブスイッチの他端が前記第１増幅器の出力端子と接続される
ことを特徴とする請求項４または５に記載の給電回路。

【請求項7】

前記第１カレントミラーユニットと前記第２カレントミラーユニットとの間に接続されるバッファーをさらに備える
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の給電回路。

【請求項8】

前記基準回路は、
反転入力端子が基準信号と接続する基準増幅器と、
第１端が前記基準増幅器の非反転入力端子と接続され、第２端が接地される外部抵抗と、を備える
ことを特徴とする請求項２～６のいずれか１項に記載の給電回路。

【請求項9】

前記基準回路は、
ゲートが前記基準増幅器の出力端子と接続され、ドレインが前記外部抵抗の前記第１端と接続され、ソースが接地される第３トランジスタと、
ゲートが前記基準増幅器の出力端子と接続され、ドレインがそれぞれ各前記第１トランジスタのドレインと接続され、ソースが接地される第４トランジスタと、をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の給電回路。

【請求項10】

前記出力段は、
ゲートが前記第２増幅器の出力端子と接続され、ソースがそれぞれ各前記第２トランジスタのドレインと接続され、ドレインが、駆動される回路と接続される第５トランジスタを備える
ことを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載の給電回路。

【請求項11】

前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのそれぞれと接続し、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに制御信号を送信するように構成される制御装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の給電回路。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載の給電回路を備える
ことを特徴とする駆動用チップ。

【請求項13】

前記駆動用チップは、ＬＥＤディスプレイの駆動用チップである
ことを特徴とする請求項１２に記載の駆動用チップ。

【請求項14】

ディスプレイであって、
請求項１に記載の給電回路を備え、
前記給電回路によりアノードコモンで前記ディスプレイを駆動し、
または、前記給電回路によりカソードコモンで前記ディスプレイを駆動する
ことを特徴とするディスプレイ。

【請求項15】

前記ディスプレイは、ＬＥＤディスプレイである
ことを特徴とする請求項１４に記載のディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関係出願の相互参照
本出願は、２０２０年１２月１７日に中国専利局に提出された、出願番号が２０２０１１５０１６４１７であり、名称が「給電回路、チップおよびディスプレイ」である中国出願に基づいて優先権を主張し、その内容のすべては本出願に参照として取り込まれる。

【0002】

本出願は、回路の技術分野に属し、具体的に、給電回路、チップおよびディスプレイに関する。

【背景技術】

【0003】

ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、発光ダイオード）ディスプレイは、フラットパネルディスプレイであり、複数の小さなＬＥＤモジュールパネルからなり、文字、画像、映像などのさまざまな情報を表示する機器である。ＬＥＤディスプレイは、マイクロエレクトロニクス技術、コンピューター技術、情報処理技術を統合したものであり、色鮮やかで、ダイナミックレンジが広く、輝度が高く、寿命が長く、動作が安定で、信頼性が高いなどの利点を有する。このため、ＬＥＤディスプレイは、コマーシャルメディア、文化公演、スタジアム、情報発信、プレスリリース、証券取引などの様々な場面に広く応用されており、様々な使用環境の要求を満たすことができる。

【0004】

ＬＥＤディスプレイによる表示には、駆動用チップが必要である。しかしながら、従来の駆動用チップの回路において、電流精度が一般的に高くなく、要求を満たすことができない。

【発明の概要】

【0005】

本出願の実施例は、給電回路、チップおよびディスプレイを提供することを目的とする。

【0006】

本出願の実施例は、給電回路を提供する。該給電回路は、基準回路と、第１カレントミラーユニットと、第１スイッチと、第２カレントミラーユニットと、第２スイッチと、出力段とを備え、前記基準回路は、１次ミラー電流を生成するように構成され、前記第１カレントミラーユニットは、前記基準回路と接続され、前記第１スイッチは、前記第１カレントミラーユニットと接続され、前記第１カレントミラーユニットのオンオフを制御するように構成され、前記第２カレントミラーユニットは、前記第１カレントミラーユニットと接続され、前記第２スイッチは、前記第２カレントミラーユニットと接続され、前記第２カレントミラーユニットのオンオフを制御するように構成され、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチがオンになるとき、前記第１カレントミラーユニットと前記第２カレントミラーユニットとが、協働してカレントミラーとして形成され、前記１次ミラー電流に対してミラーリング処理を行って、出力電流を得るように構成され、前記出力段は、前記第２カレントミラーユニットと接続され、前記出力電流を出力するように構成される。

【0007】

任意で、前記第１カレントミラーユニットは、第１増幅器と複数の第１トランジスタとを含み、前記第１増幅器の反転入力端子が所定電圧信号と接続し、各前記第１トランジスタのドレインがそれぞれ前記第１増幅器の非反転入力端子と接続され、前記第１トランジスタのゲートが前記第１スイッチを介して前記第１増幅器の出力端子と接続され、前記第１トランジスタのソースが接地される。

【0008】

任意で、前記第１スイッチは、複数の第１サブスイッチを含み、各前記第１トランジスタのゲートがそれぞれ前記第１サブスイッチの一端と接続され、前記第１サブスイッチの他端が前記第１増幅器の出力端子と接続される。

【0009】

任意で、前記第２カレントミラーユニットは、第２増幅器と複数の第２トランジスタとを含み、前記第２増幅器は、非反転入力端子が前記第１トランジスタのドレインと接続され、出力端子が前記出力段と接続され、各前記第２トランジスタは、ドレインがそれぞれ前記第２増幅器の反転入力端子と接続され、ゲートが前記第２スイッチを介して前記第１増幅器の出力端子と接続され、ソースが接地される。

【0010】

任意で、前記第２トランジスタは、ＮＭＯＳデバイスである。

【0011】

任意で、前記第２スイッチは、複数の第２サブスイッチを含み、各前記第２トランジスタのゲートがそれぞれ前記第２サブスイッチの一端と接続され、前記第２サブスイッチの他端が前記第１増幅器の出力端子と接続される。

【0012】

任意で、前記第１カレントミラーユニットと前記第２カレントミラーユニットとの間に接続されるバッファーをさらに備える。

【0013】

任意で、前記基準回路は、反転入力端子が基準信号と接続する基準増幅器と、第１端が前記基準増幅器の非反転入力端子と接続され、第２端が接地される外部抵抗と、を備える。

【0014】

任意で、前記基準回路は、ゲートが前記基準増幅器の出力端子と接続され、ドレインが前記外部抵抗の前記第１端と接続され、ソースが接地される第３トランジスタと、ゲートが前記基準増幅器の出力端子と接続され、ドレインがそれぞれ各前記第１トランジスタのドレインと接続され、ソースが接地される第４トランジスタと、をさらに備える。

【0015】

任意で、前記出力段は、ゲートが前記第２増幅器の出力端子と接続され、ソースがそれぞれ各前記第２トランジスタのドレインと接続され、ドレインが、駆動される回路と接続される第５トランジスタを備える。

【0016】

任意で、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチのそれぞれと接続し、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチに制御信号を送信するように構成される制御装置をさらに備える。

【0017】

本出願の実施例は、本出願の実施例による前記給電回路を備える駆動用チップをさらに提供する。

【0018】

任意で、前記駆動用チップは、ＬＥＤディスプレイの駆動用チップである。

【0019】

本出願の実施例は、本出願の実施例による前記給電回路を備えるディスプレイをさらに提供し、前記給電回路によりアノードコモンで前記ディスプレイを駆動し、または、前記給電回路によりカソードコモンで前記ディスプレイを駆動する。

【0020】

任意で、前記ディスプレイは、ＬＥＤディスプレイである。

【0021】

本出願に係る給電回路、チップおよびディスプレイは、第１カレントミラーユニットに対応して第１スイッチを設置し、第２カレントミラーユニットに対応して第２スイッチを設置することにより、２つのカレントミラーユニットのオフオンをそれぞれ制御し、そして、第１スイッチと第２スイッチとがオンになるとき、第１カレントミラーユニットと第２カレントミラーユニットとが、協働してカレントミラーとして形成され、基準回路により生成される１次ミラー電流に対してミラーリング処理を行って、出力電流を得るように構成され、そして、出力段により出力電流を定電流源電流として出力する。このようにして、出力定電流源のオンオフによる出力電流精度への影響を低減し、内部ループの安定性を向上させ、出力定電流源の全電流範囲での電流精度を効果的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

本出願の実施例における技術案をより明瞭に説明するため、以下、本出願の実施例に用いられる図面を簡単に説明する。なお、説明する図面は、本出願のいくつかの実施例を示すものにすぎず、範囲を限定するものではない。当業者は、発明能力を用いなくても、これらの図面をもとに他の関連図面を得ることも可能である。

【0023】

【図1A】本出願の実施例による給電回路の模式的構成図である。

【図1B】本出願の実施例による給電回路の模式的構成図である。

【図1C】本出願の実施例によるカレントミラーリングの原理を示す模式図である。

【図2】本出願の実施例による給電回路の模式的構成図である。

【図3】本出願の実施例による給電回路の模式的構成図である。

【図4A】本出願の実施例による定電流源出力チャネルの回路と等価な回路の構成を示す模式図。

【図4B】本出願の実施例による定電流源出力チャネルの回路と等価な回路の構成を示す模式図。

【図4C】本出願の実施例による定電流源出力チャネルの回路と等価な回路の構成を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本出願の実施例に用いられる図面を参照しながら、本出願の実施例における技術案を説明する。本出願の説明において、「第１」、「第２」などの用語は、区別して説明するためのものにすぎず、相対重要性を明示または暗示するものではない。

【0025】

図１に示すように、本実施例は、給電回路１を提供し、該給電回路１が主に、基準回路１０と、カレントミラーリング２０と、出力回路３０との３つの部分を含む。上記の給電回路１は、定電流源発生回路としてＬＥＤディスプレイの駆動用チップに使用されることができる。基準回路１０により内部既定基準電圧ＶＲＥＦと外部抵抗Ｒｅｘｔとに基づいて基準電流Ｉ０を生成し、そして、基準電流Ｉ０をカレントミラーリング２０により処理して電流Ｉ１を得、そして、出力回路３０により、定電流源電流Ｉｏｕｔを生成し、その出力を駆動する。カレントミラーリング２０および出力回路３０は、ＬＥＤのアノードコモン構造に適応するとともに、マルチチャネル駆動能力の要求を満たす必要がある。

【0026】

図１Ｂに示すように、本実施例は、給電回路１の具体的な一回路を提供する。この回路において、チップ内部のバンドギャップ基準電圧源により基準電圧Ｖｒｅｆを生成し、誤差増幅器ＯＰ０とトランジスタＰＭ０と外部抵抗Ｒｅｘｔとにより構成される負帰還構造を利用して、下記の基準電流Ｉ０を得る。

【数1】

【0027】

トランジスタＰＭ０とトランジスタＰＭ１とにより構成されるカレントミラーにより、精確に整合する電流Ｉ１を得る。

【0028】

上記のトランジスタは、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、金属－酸化物半導体電界効果トランジスタ）デバイスを採用することができる。実際の応用において、同じ電圧バイアスである場合ＭＯＳデバイスの電流がデバイスの寸法に正比例し、同寸法のＭＯＳデバイスを採用すれば、電流比がＭＯＳデバイスの個数によって決められ、ＭＯＳデバイスの個数を調整することにより、所要の電流比を得ることができる。本実施例においてトランジスタＮＭ０とトランジスタＮＭ１とトランジスタＮＭ２とがカレントミラーとして機能することができる。以下、カレントミラーリング２０の原理を詳細に説明する。

【0029】

カレントミラーリング２０の原理は、図１Ｃに示すように、トランジスタＮＭ０とトランジスタＮＭ１とのゲート電圧Ｖｇ１が同じであり、トランジスタＮＭ２のゲート電圧をＶｇ２にし、トランジスタＮＭ０、トランジスタＮＭ１、トランジスタＮＭ２のドレイン電圧をそれぞれＶｄ０、Ｖｄ１、Ｖｄ２にすると、Ｖｇ１がＶｇ２に等しくかつＶｄ１がＶｄ２に等しい場合、トランジスタＮＭ１およびトランジスタＮＭ２の２つのデバイスが同じバイアス条件にあり、したがって、電流Ｉ１が電流Ｉ２に等しく、つまり、電流Ｉ２が電流Ｉ１をミラーリングしたものである。

【0030】

上記の原理に従って、図１Ｂに示すトランジスタＰＭ１およびトランジスタＮＭ０の電流分岐回路において、

【数2】

【0031】

ここで、Ｋが、トランジスタＰＭ１とトランジスタＮＭ０とのミラー比であり、選択されるデバイスの性能によって決められる。そして、誤差増幅器ＯＰ１とトランジスタＮＭ０とにより構成される負帰還構造を利用して、トランジスタＮＭ０のドレイン電圧をＶＣＲＥＳと設定し、トランジスタＮＭ０のゲート電圧がＶＧＡＴＥとなり、そして、出力チャネル電流Ｉｏｕｔを精確にミラーリングするため、トランジスタＮＭ１のゲート電圧がＶＧＡＴＥに等しくドレイン電圧がＶＣＲＥＳに等しいようにする必要があり、増幅器ＤＲＩＶＥＲ＿ＯＰとトランジスタＮＭ２とにより構成される負帰還ループを利用して、トランジスタＮＭ１のドレイン電圧がＮＭ０のドレイン電圧に等しいように設定し、ＬＥＤアノードコモン構造の駆動用チップが２回のカレントミラーリングにより、下記の関係を満たす。

【数3】

【0032】

トランジスタＮＭ０とトランジスタＮＭ１とのミラー比がＭ：Ｎであり、このように、外部抵抗Ｒｅｘｔとカレントミラーの比率を調整することにより所要の精確な出力電流Ｉｏｕｔを得ることができる。

【0033】

上記の給電回路において、トランジスタＮＭ０とトランジスタＮＭ１とのミラー比がＭ：Ｎである。適切な比率を選択すれば、所要の電流精度を満たすとともにトランジスタＮＭ０の分岐電流を抑え、チップの静的消費電力を抑えることができる。

【0034】

図２に示すように、本実施例は、給電回路１を提供し、該給電回路１は、基準回路１０と、第１カレントミラーユニット２１と、第１スイッチ２２と、第２カレントミラーユニット２３と、第２スイッチ２４と、出力段２５とを備える。

【0035】

基準回路１０は、１次ミラー電流Ｉ１を生成するように構成される。第１カレントミラーユニット２１は、前記基準回路１０と接続される。第１スイッチ２２は、前記第１カレントミラーユニット２１と接続され、前記第１カレントミラーユニット２１のオンオフを制御するように構成される。第２カレントミラーユニット２３は、前記第１カレントミラーユニット２１と接続される。第２スイッチ２４は、前記第２カレントミラーユニット２３と接続され、前記第２カレントミラーユニット２３のオンオフを制御するように構成される。前記第１スイッチ２２および前記第２スイッチ２４がオンになるとき、前記第１カレントミラーユニット２１と前記第２カレントミラーユニット２３とが、協働してカレントミラーとして形成され、前記１次ミラー電流Ｉ１に対してミラーリング処理を行って、出力電流Ｉｏｕｔを得るように構成される。出力段２５は、前記第２カレントミラーユニット２３と接続され、前記出力電流Ｉｏｕｔを出力するように構成される。

【0036】

任意で、前記第１カレントミラーユニット２１と前記第２カレントミラーユニット２３との間に接続されるバッファー２６をさらに備える。バッファー２６は、フィードバックのノイズを低減することができ、電流精度を保証するとともに、負帰還ループの安定性を向上させることができる。

【0037】

任意で、前記第１スイッチ２２および前記第２スイッチ２４のそれぞれと接続し、前記第１スイッチ２２および前記第２スイッチ２４に制御信号を送信するように構成される制御装置２７をさらに備える。

【0038】

図３に示すように、本実施例による給電回路１は、前記第１カレントミラーユニット２１が第１増幅器ＯＰ１と複数の第１トランジスタＮＭ０とを含む。前記第１増幅器ＯＰ１の反転入力端子が所定電圧信号と接続し、各前記第１トランジスタＮＭ０のドレインがそれぞれ前記第１増幅器ＯＰ１の非反転入力端子と接続され、前記第１トランジスタＮＭ０のゲートが前記第１スイッチ２２を介して前記第１増幅器ＯＰ１の出力端子と接続され、前記第１トランジスタＮＭ０のソースが接地される。図３において、４つの第１トランジスタＮＭ０で例示する。

【0039】

任意で、前記第１スイッチ２２は、複数の第１サブスイッチＫ０を含み、各前記第１トランジスタＮＭ０のゲートがそれぞれ前記第１サブスイッチＫ０の一端と接続され、前記第１サブスイッチＫ０の他端が前記第１増幅器ＯＰ１の出力端子と接続される。

【0040】

任意で、前記第２カレントミラーユニット２３は、第２増幅器ＤＲＩＶＥＲ＿ＯＰと複数の第２トランジスタＮＭ１とを含む。前記第２増幅器ＤＲＩＶＥＲ＿ＯＰは、非反転入力端子が前記第１トランジスタＮＭ０のドレインと接続され、出力端子が前記出力段２５と接続される。各前記第２トランジスタＮＭ１は、ドレインがそれぞれ前記第２増幅器ＤＲＩＶＥＲ＿ＯＰの反転入力端子と接続され、ゲートが前記第２スイッチ２４を介して前記第１増幅器ＯＰ１の出力端子と接続され、ソースが接地される。図３において、４つの第２トランジスタＮＭ１で例示する。

【0041】

任意で、前記第２スイッチ２４は、複数の第２サブスイッチＫ１を含み、各前記第２トランジスタＮＭ１のゲートがそれぞれ前記第２サブスイッチＫ１の一端と接続され、前記第２サブスイッチＫ１の他端が前記第１増幅器ＯＰ１の出力端子と接続される。

【0042】

任意で、バッファー２６は、前記第１カレントミラーユニット２１と前記第２カレントミラーユニット２３との間に接続される。

【0043】

任意で、前記基準回路１０は、基準増幅器ＯＰ０と外部抵抗Ｒｅｘｔとを備え、前記基準増幅器ＯＰ０の反転入力端子が基準信号と接続し、基準信号が基準電圧Ｖｒｅｆであり、前記外部抵抗Ｒｅｘｔの第１端が前記基準増幅器ＯＰ０の非反転入力端子と接続され、前記外部抵抗Ｒｅｘｔの第２端が接地される。

【0044】

任意で、前記基準回路１０は第３トランジスタＰＭ０と第４トランジスタＰＭ１とをさらに備える。前記第３トランジスタＰＭ０は、ゲートが前記基準増幅器ＯＰ０の出力端子と接続され、ドレインが前記外部抵抗Ｒｅｘｔの前記第１端と接続され、ソースが接地される。前記第４トランジスタＰＭ１は、ゲートが前記基準増幅器ＯＰ０の出力端子と接続され、ドレインがそれぞれ各前記第１トランジスタＮＭ０のドレインと接続され、ソースが接地される。

【0045】

任意で、前記出力段２５は第５トランジスタＮＭ２を備える。前記第５トランジスタＮＭ２は、ゲートが前記第２増幅器ＤＲＩＶＥＲ＿ＯＰの出力端子と接続され、ソースがそれぞれ各前記第２トランジスタＮＭ１のドレインと接続され、ドレインが、駆動される回路と接続される。

【0046】

図３に示すように、本実施例による給電回路１の原理をより明瞭に説明するため、第１トランジスタＮＭ０がトランジスタＮＭ０：１～トランジスタＮＭ０：４の４つあり、第２トランジスタＮＭ１がトランジスタＮＭ１：１～トランジスタＮＭ１：４の４つあり、第１スイッチ２２が第１サブスイッチＫ０：１～第１サブスイッチＫ０：４の４つあり、第２スイッチ２が第２サブスイッチＫ１：１～第２サブスイッチＫ１：４の４つあると仮定する。これを例にして原理を詳細に説明する。

【0047】

まず、第１カレントミラーユニット２１と第２カレントミラーユニット２３とのミラー比Ｎ／Ｍの範囲を４～８にし、その目的は、デバイスの性能を満たすとともに、チップの消費電力を抑えるためである。

【0048】

そして、電圧ＶＧＡＴＥをバッファー２６を介してチャネルにおける第２トランジスタＮＭ１のゲートに送る方式は、電圧ＶＧＡＴＥをチャネルにおける第２トランジスタＮＭ１のゲートに直接送る方式に対して、バッファー２６により定電流源発生回路と定電流源出力チャネルとが隔てられ、これによって繰り返してオンオフする定電流源出力チャネルに発生するノイズの定電流源への影響が避けられる。マルチチャネル構造において、第１増幅器ＯＰ１が複数の第２トランジスタＮＭ１を駆動し、第２トランジスタＮＭ１が、ＮＭＯＳ（Ｎ－Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、Ｎ型金属－酸化物－半導体）であり得、第１増幅器ＯＰ１の出力ノードにおいて非常に大きな寄生容量を提供し、したがって、バッファー２６により、電圧ＶＧＡＴＥの駆動能力を高めるとともに、第１増幅器ＯＰ１の設計の難易度を低減することができる。

【0049】

また、第１カレントミラーユニット２１における第１トランジスタＮＭ０およびそのチャネルにおけるミラー電流を４組に分け、第１サブスイッチＫ０：１と第２サブスイッチＫ１：１の制御信号が同じであり、第１サブスイッチＫ０：２と第２サブスイッチＫ１：２の制御信号が同じであり、第１サブスイッチＫ０：３と第２サブスイッチＫ１：３の制御信号が同じであり、第１サブスイッチＫ０：４と第２サブスイッチＫ１：４の制御信号が同じである。上記のスイッチの制御信号が制御装置２７により提供される。異なる場面において、電流に対する要求が異なり、各サブスイッチにより異なる組数の第１トランジスタＮＭ０と第２トランジスタＮＭ１とをオンにして組み合わせさせれば、異なるカレントミラーを構成することができ、出力電流Ｉｏｕｔの範囲が比較的大きい前提で定電流源の精度を高めることができる。容易に理解するため、以下で原理を説明する。

【0050】

図４Ａ～図４Ｃは、本実施例による給電回路１における出力定電流源チャネル回路の等価回路を示す模式図である。図４Ａは、定電流源出力チャネルと発光ダイオードＬＥＤとが接続されるときの回路図である。デバイスのミスマッチに起因した誤差だけを定電流源の主な誤差源とした場合、出力定電流源チャネルにおいて主にＶｏｆｆ１（カレントミラーを構成するＮＭＯＳトランジスタの閾値電圧の等価オフセット電圧）およびＶｏｆｆ２（ＤＲＩＶＥＲ＿ＯＰ１の等価入力オフセット電圧）の２つの誤差源がある。図４Ａに示す回路に対して、図４Ｂに示す等価回路を構成することができ、さらに、図４Ｃに示す等価回路を構成することができ、このとき、図４Ａに示す出力定電流源の電流が図４Ｃに示すバイアスするＮＭＯＳトランジスタの電流と等価である。

【0051】

実際の応用において、ＮＭＯＳトランジスタの電流とそのゲート電圧、ドレイン電圧との関係（一部の二次効果を無視）が下記の式で示される。

【数4】

【0052】

μがチャンネルキャリア移動度であり、Ｃ_ＯＸが単位面積あたりのゲート酸化膜容量であり、Ｗ／ＬがＭＯＳトランジスタのアスペクト比であり、Ｖ_ＧＳがＭＯＳデバイスのゲート－ソース間の電圧であり、Ｖ_ＤＳがＭＯＳデバイスのドレイン－ソース間の電圧であり、Ｖ_ＴＨがＭＯＳデバイスの閾値電圧である。

【0053】

電圧Ｖｏｆｆ１および電圧Ｖｏｆｆ２に起因した電流誤差と、ゲートソース電流Ｉ_ＤＳとの比であるΔI₁/I_DSおよびΔI₂/I_DSをそれぞれ計算し、式（２）および式（３）を得ることができる。その計算は、下記のとおりである。

【数5】

【0054】

ゆえに

【数6】

となる。

【0055】

式（２）および式（３）から分かるように、第２トランジスタＮＭ１のゲート－ソース電圧が大きいほど、オフセットに起因した誤差源の、出力電流Ｉｏｕｔへの影響が小さくなる。

【0056】

実際の応用において、チャネル電流が数ミリアンペアから数十ミリアンペアになり、図３に示す給電回路１が正常に作動するときの回路の接続状態から分かるように、Ｖ_ＤＳが、一定に保たれかつ内部で設定した電圧ＶＣＲＥＳに等しい。式（１）によれば、Ｗ／Ｌを小さくすること（すなわち、第２トランジスタＮＭ１の個数を減らすことに等しい）がＶ_ＧＳ電圧を大きくすることに相当し、したがって、出力電流Ｉｏｕｔが比較的小さいとき、第１サブスイッチＫ０：１および第２サブスイッチＫ１：１だけをオンにし、このときの給電回路１の精度が最適である。第１トランジスタＮＭ０：１、第２トランジスタＮＭ１：１の能力を超えるほど出力電流Ｉｏｕｔが増大するときにさらに第１サブスイッチＫ０：２および第２サブスイッチＫ１：２をオンにし、このように、設定する出力電流Ｉｏｕｔの増大に従って、第１サブスイッチＫ０：１～Ｋ０：４および第２サブスイッチＫ１：１～Ｋ１：４を順次にオンにし、すなわち、出力電流Ｉｏｕｔが比較的小さいときに比較的少ないＮＭＯＳデバイスをオンにし、チップの電流精度を高めることができる。

【0057】

一般的に、定電流源の電流範囲が数ミリアンペアから数十ミリアンペアまでとても大きく、このような大きい範囲に対して、同じ寸法のＭＯＳデバイスを使用する場合、電流精度の変化がとても大きい。これに鑑みて、本実施例では組分けの概念を提案し、異なる出力電流の設定に対応して、異なる数のＭＯＳトランジスタをオンにし、このように、異なる組合せが異なる電流に対応し、電流の変化が比較的大きいときのチップの電流精度を高めることができる。

【0058】

上記の給電回路１は、第１トランジスタＮＭ０と第２トランジスタＮＭ１とのミラー比Ｍ：Ｎを適宜に選択することにより、電流精度を保証する前提で、チップの静的消費電力を抑えることができる。カレントミラーＮＭＯＳトランジスタのゲート電圧ＶＧＡＴＥのチャネルにバッファー２６を追加することにより、第１増幅器ＯＰ１の駆動能力に対する要求が下がり、フィードバックノイズが低減され、電流精度が保証されるとともに、第１増幅器ＯＰ１と第１トランジスタＮＭ０とにより構成される負帰還ループの安定性が向上する。定電流源は、組分けの形態を採用することにより、出力定電流源の全電流範囲での電流精度を効果的に保証することができる。本出願の実施例は、上記の実施例による給電回路１を備える駆動用チップをさらに提供する。該駆動用チップが上記の実施例による給電回路１のすべての有益な効果を有するため、その詳細について上記の実施例の説明を参照でき、ここで説明を省略する。任意で、該駆動用チップは、ＬＥＤディスプレイの駆動用チップである。

【0059】

本出願の実施例は、上記の実施例による給電回路１を備えるディスプレイをさらに提供する。前記給電回路によりアノードコモンで前記ディスプレイを駆動し、または、前記給電回路によりカソードコモンで前記ディスプレイを駆動する。該ディスプレイは、上記の実施例による給電回路１のすべての有益な効果を有するため、その詳細について上記の実施例における説明を参照でき、ここで説明を省略する。任意で、該ディスプレイは、ＬＥＤディスプレイである。

【0060】

図面を参照しながら本発明の実施例を説明したが、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱しない限り各種の変更や変化を行ってもよく、これらの変更や変化も特許請求の範囲に属する。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本出願に係る技術案によれば、出力定電流源のオンオフによる出力電流精度への影響を抑え、内部ループの安定性を向上させ、出力定電流源の全電流範囲での電流精度を効果的に高めることができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 給電回路
１０ 基準回路
２０ カレントミラーリング
３０ 出力回路
２１ 第１カレントミラーユニット
２２第１スイッチ
２３ 第２カレントミラーユニット
２４第２スイッチ
２５ 出力段
２６ バッファー
２７ 制御装置
ＯＰ１ 第１増幅器
ＮＭ０ 第１トランジスタ
Ｋ０ 第１サブスイッチ
ＮＭ１ 第２トランジスタ
Ｋ１ 第２サブスイッチ
ＯＰ０ 基準増幅器
Ｒｅｘｔ 外部抵抗
ＰＭ０ 第３トランジスタ
ＰＭ１ 第４トランジスタ
ＤＲＩＶＥＲ＿ＯＰ 第２増幅器
ＮＭ２ 第５トランジスタ
Ｉ０ 基準電流
Ｉ１ １次ミラー電流
Ｉｏｕｔ 出力電流
Ｖｒｅｆ 基準電圧
ＬＥＤ 発光ダイオード

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【国際調査報告】