平板显示器驱动芯片高低电压转换电路
PDP驱动芯片输入输出接口电路设计
近年来，集成低压CMOS（LVCMOS）控制电路和高压驱动电路的高压集成电路大量应用于PDP显示驱动芯片。由于高压CMOS（HVCMOS）是一种较理想的高压器件，具有开关特性好、功耗小等优点，在标准CMOS工艺中集成HVCMOS器件，即高低压混载的CMOS工艺可以实现集成电路的低成本、高性能。集成HVCMOS器件到标准CMOS工艺中时，高压器件的制作一般采用厚栅氧工艺，即HVCMOS器件的栅氧厚度比LVCMOS的厚，这样高压器件能承受高的栅源耐压，但会造成器件跨导降低，提高了工艺的复杂性以及成本，对高低压兼容制造增加了难度。国内外在这一集成技术方面已取得显著的成果。对于采用薄栅氧工艺的高压器件，即高低压CMOS器件的栅氧厚度相同，在应用于实际电路的过程中，必须在电路中控制高压器件栅源电压的波动，使其大小保持在低压控制电路工作电压范围内，针对薄栅氧高压器件的设计及其应用电路的设计，国外已进行了一些研究工作，而国内在这方面的工作却很少[8]。
1.2
PDP技术已有几十年的发展历史：1996富士通、NEC、松下等厂家的42寸PDP开始大量投放市场，那年被视为PDP时代的开端[7]。PDP的最大竞争者，LCD取得了飞速发展；在大尺寸显示领域，PDP受到了LCD的全面挑战，不仅包括图像显示、可靠性等技术方面，而且也包括价格和消费者认可度方面。PDP想要在竞争中获胜，就必须在技术和成本两方面有突破。
摘要
等离子平板显示器（PlasmaDisplayPanel，PDP）作为一种优越的大屏幕显示器，已经广泛应用于家用数字彩电、各种工业自动化监控设备、多媒体显示器及室外大型显示屏等各种领域中。随着PDP显示器的高清要求，尺寸越来越大，分辨率要求越来越高，这就要求提高PDP驱动芯片输入接口电路的工作频率，提高输出电路的耐压，增大输出电流，因此对输入输出接口电路的研究具有重要的意义。
平板显示器的双芯片显示驱动结构
平板显示器的双芯片显示驱动结构来源：EDN China[导读]本文将双芯片显示驱动结构与平板电脑显示系统中采用的定时器（T-CON）+多列驱动解决方案进行了比较，并说明了前者的成本效益。
在功耗和成本方面，本文还说明了双芯片显示驱动结构优于传统结构的原因。
关键词：平板电脑OLED智能手机随着人们对安卓系统平板电脑显示分辨率的要求越来越高，这类平板电脑的显示分辨率正快速地从WXGA（800×1280）提高至WQXGA（1600×2560）。
按照市场的要求，显示分辨率须达到300PPI（每英寸像素）及以上，因此显示器也就成为了带有高性能应用处理器（AP）的最为重要的部件之一。
为了降低平板电脑显示系统的功耗，三星在其分辨率达到WQXGA级别的非晶硅液晶显示器中引入了双芯片显示驱动结构，本文对此进行了详细介绍。
非晶硅液晶面板技术已广泛应用于平板电脑显示器的生产，其解决方案也适用于氧化物液晶显示器。
本文将双芯片显示驱动结构与平板电脑显示系统中采用的定时器（T-CON）+多列驱动解决方案进行了比较，并说明了前者的成本效益。
在功耗和成本方面，本文还说明了双芯片显示驱动结构优于传统结构的原因。
引言由于很多人都使用智能手机和平板电脑，因此显示器的好坏已成为产品是否能脱颖而出的重要因素之一。
三星Galaxy智能手机所使用的主动式有机发光二极管（AMOLED）显示器就是其中的一个例子（图1）。
用户在决定购买智能手机和平板电脑时会考虑产品的面板技术及显示器PPI，比如他们可能会选择AMOLED显示器或高PPI平面转换（IPS）液晶显示器等。
因此，显示器市场调研机构DisplaySearch在2013年开展的一项显示器调查结果显示，智能手机和平板电脑的显示器分辨率正在迅速提高，其中分辨率超过30 0PPI的显示器所占的市场份额约达24%。
由于采用了高PPI显示技术，智能手机和平板电脑显示器的分辨率已达到甚至超过电视机的分辨率。
led 驱动电源 常用芯片
led 驱动电源常用芯片1. led驱动电源的常用芯片LED（light emitting diode）在现代的照明系统中被广泛应用，因为它们具有高效节能、长寿命、低电压、高可靠性和易于调节亮度等优点。
LED驱动电源是将低电压、高电流（通常是几百mAh）转化为高电压和低电流（数十mH）来驱动LED的电源。
不同的LED驱动器需要不同的控制策略和电路设计，以匹配每个LED应用的特定需要。
本文将介绍LED驱动电源的常用芯片。
2. 交流-直流转换器芯片交流-直流转换器芯片（AC-DC Converter）通常用于LED灯泡或LED应用中，将交流电源转换为稳定的直流电源。
此类芯片的特点是相对便宜，有多种模式（如锁相环模式、控制输入模式）和保护功能（如过温、过流、过压保护等）。
常见的交流-直流转换器芯片有：LM2574、LM2675、LM3445、LM3914、LTC3129和LTC3830等。
3. 单片机芯片单片机芯片可用于驱动LED显示器、LED照明和LED背光等LED应用。
它们具有速度快、灵活性高、功耗低等优点。
单片机芯片通常可以通过程序来精确控制LED亮度、开/关时间、PWM宽度等参数，而无需传统电路中的RC电路或电阻等元件。
常用的单片机芯片有：AVR、PIC、STC、STM32和Arduino等。
4. 隔离控制芯片隔离控制芯片与交流-直流转换器芯片相似，但具有更高的安全性和稳定性，可用于可以承受一定电压的LED应用。
隔离转换器通过高频变压器来隔离输入和输出，可以在引入DC-DC转换器之前隔离载荷，从而实现保护驱动器和LED的目的。
常见的隔离型控制芯片有：UC3843、FAN7380、FAN7529、LM5035和LT8315等。
5. 电压调节器芯片电压调节器（Voltage Regulator）芯片是用于调节电压输出的电路。
LED驱动电源通常需要一个稳定的、可调节的输出电压，以提供所需的高电压来驱动LED。
场发射平板显示高低压电平转换电路
栅氧化对于低压器件及高压 Ｎ管的 阈值特性影响 。 关 键 词： 场发 射 ； 电平转换 电路 ； 高压 Ｃ Ｏ ； 动电路 ； Ｍ Ｓ驱 高低压兼容
文献标识码 ： Ａ
屏技术的研究 ， 对于显示驱动电路研究比较少 ， 已 经市场化的 Ｐ Ｐ Ｌ Ｄ等的驱动芯片都是 国外 Ｄ 及 Ｃ 进 口的。所以显示驱动 电路的研究非常重要。其 中高低压电平转换电路是平板显示高压驱动电路
的重 要部 分 。本 文 主 要 对适 用 于 Ｆ Ｄ显 示 驱 动 Ｅ
的高低压电平转换 电路进行 研究 ， 提出设 计思路
维普资讯
第５ 期
宋李梅 ， ： 等 场发射平板显示高低压 电平转换电路
８３ ２
图 ３ Ｃ Ｏ 高低压电平转换 电路 Ｍ Ｓ
图 ２ ＭＯ Ｓ与 电阻 型高低压 电平转换 电路
Ｆ ｇ ２ ＭＯ ｎ ｅ ｉ ａ ｃ ｅ ｅ ｓ ｉ ｅ ｉ ｕ ｔ ｉ． Ｓ ａ ｄ ｒ ｓ ｔ ｎ ｅ ｌ ｖ ｌ ｈ ｆ ｒｃｒ ｉ ｓ ｔ ｃ ．
及性能分析 ， 并分析了高低压兼容工艺实 现过程
中 Ｈ Ｐ Ｓ（ ｉｈｖｌ ｇ －ｈ ｎ ｅ ＭＯ Ｆ Ｔ） Ｖ ＭＯ Ｈ ｇ ｏ ａｅｐｃ ａ ｎ ｌ Ｓ Ｅ 的 ｔ
厚 栅 氧工艺对 于 低压 器件 及 Ｈ Ｎ Ｓ（ ｇ ｏ— Ｖ ＭＯ Ｈｉ ｖｌ ｈ ｔｇ —ｈｎｅ ＭＯ Ｆ Ｔ 阈值 的影 响 。 ａｅｎｃａｎｌ Ｓ Ｅ ）
Ｆｇ ３ Ｃ ｉ． ＭＯＳ ｌｖ ｌｓ ｉ ｅ ｉ ｕ ｔ ｅ ｅ ｈ ｆ ｒ ｃｒ ｉ ｔ ｃ ．
Ｈ Ｎ ， Ｖ ３ 止， Ｖ ２的导通使 Ｂ点电位下 Ｖ １ ＨＮ 截 ＨＮ 降， Ｂ点电位的下降使 Ｈ Ｐ 管对 Ａ点充 电， 而 Ｖ１ 同时使 Ｈ Ｐ 对输 出端充 电， 而 Ｖ ２趋向 截止 ， 最终使 Ｈ Ｐ 截止， Ｖ １Ｈ Ｐ Ｖ２ Ｈ Ｐ ， Ｖ ３导通 ， Ａ点 及输出端电位上升为高电平 。 。从而实现低 、 。 高电平的转换功能。
TFTLCD显示驱动电路设计
TFTLCD显示驱动电路设计TFTLCD显示驱动电路设计是一种将数字信号转换为模拟信号并驱动液晶屏幕显示的电路设计。
TFTLCD显示屏是一种广泛应用于电子产品中的显示器，具有高分辨率、色彩鲜艳和快速响应的特点。
以下是关于TFTLCD显示驱动电路设计的一些关键内容。
首先，TFTLCD显示驱动电路设计需要选择适当的电源电压和电流。
通常，TFTLCD显示屏需要使用两种电源电压：逻辑电源电压和驱动电源电压。
逻辑电源电压一般为3.3V或5V，用于驱动显示屏的控制逻辑。
驱动电源电压一般为正负15V，用于驱动液晶屏显示像素。
电源的选取应该考虑到液晶屏的工作条件和驱动器的要求。
其次，TFTLCD显示驱动电路设计需要选择适当的驱动器芯片。
液晶屏的驱动器芯片是将数字信号转换为模拟信号并驱动液晶屏显示的核心部件。
驱动芯片的选取应该根据液晶屏的像素尺寸、分辨率和工作电压等参数进行匹配。
常见的TFTLCD显示驱动芯片有ILI9341、ILI9486、HX8357等。
第三，TFTLCD显示驱动电路设计需要实现像素点的控制和扫描。
像素的控制和扫描是通过驱动芯片的引脚与液晶屏的引脚进行连接来完成的。
通常，液晶屏的像素点是按行或按列扫描的方式进行显示。
在设计电路时，需要根据驱动芯片的扫描模式和引脚功能来确定像素点的控制和扫描方式。
第四，TFTLCD显示驱动电路设计还需要考虑接口协议和信号处理。
常见的接口协议有SPI、RGB、I2C等。
接口协议的选择应该基于具体的应用场景和驱动芯片的支持。
信号处理包括对输入信号进行滤波、放大、采样和控制等操作，以确保输入信号的质量和准确性。
第五，TFTLCD显示驱动电路设计还需要考虑电源管理和保护功能。
电源管理可以通过电源管理IC来实现，以提供电源的稳定性和效率。
保护功能包括过压保护、过流保护和短路保护等，以保护电路和液晶屏的安全性和稳定性。
最后，TFTLCD显示驱动电路设计需要进行模拟仿真和电路优化。
平板显示 LCD的驱动原理ppt
CS ON COMMON架构且COMMON电压固定不动
CS ON COMMON架构且COMMON电压固定不动
假设Cgd=0.05pF,而Clc=0.1pF, Cs=0.5pF且gate走线从打开到关闭的电压 为 –35伏特的话. 则feed through电压为 –35*0.05 / (0.05+0.1+0.5) = 2.69伏 特。而一般的一个灰阶与另一个灰阶的电压差仅仅是30-50mv。这样会造成 正极性的灰阶比原先预期的亮，负极性的灰阶比原先预期的更暗。
二阶驱动原理
二阶驱动分为四种情况
Cs on common架构且common电压固定不动 Cs on common架构且common电压变动 Cs on gate架构且common电压固定不动的 Cs on gate架构且common电压变动
CS ON COMMON架构且COMMON电压固定不动
CS ON GATE架构且COMMON电压固定不动的
Cs on gate架构且common电压变动
Cs on gate且common电压固定不动的电压波形
CS ON GATE架构且COMMON电压变动
这样子的架构,刚好有了前面3种架构的所有缺点,那就是 gate走 线经由Cgd的feed through电压,和前一条gate走线经由Cs的feed through电压,以及Common电压变化经由Clc的feed through电压。 可想而知,在实际的面板设计上几乎是没有人使用这种架构的。
CS ON GATE架构且COMMON电压固定不动的
一条gate走线打开之前,也就是前一条gate走线打开时,在 前一条gate走线的电压变化,便会经由Cs对我们的显示电极造 成feed through电压。 但是当gate走线关闭的时，这个产生的电压也会随之消失， 对于SVGA分辨率的屏幕来说gate走线打开到关闭的时间为 21.7us，相对于一个frame的时间16.67ms是很短的，所以这 对于显示的灰阶影响很小，因此对于因此对于Cs on gate且 common电压固定不动的驱动方式来说,影响最大的仍然是gate 走在线电压变化经由Cgd产生的feed through电压，而其解决 方式跟前面几个一样，只需将common电压往下调整即可。
平板显示器驱动芯片中NLDMOS寄生电容
第26卷 第7期2005年7月半 导 体 学 报CHIN ESE J OURNAL OF SEMICONDUCTORSVol.26 No.7J uly ,20053国家高技术研究发展计划资助项目(批准号:2003AA1Z1400,2004AA1Z1060) 李海松 男,1981年出生,硕士研究生,主要从事功率器件与功率集成电路研究.Email :haisong @ 孙伟锋 男,1977年出生,博士研究生,主要从事数模混合电路、功率器件与功率集成电路、射频器件等方向的研究. 2004211226收到,2005201218定稿Ζ2005中国电子学会平板显示器驱动芯片中N LDMOS 寄生电容3李海松 孙伟锋 易扬波 俞军军 陆生礼(东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京 210096)摘要:功率器件寄生电容的大小直接关系到平板显示器驱动芯片的功耗及性能.本文利用器件的动态电流来分析NLDMOS 寄生电容特性.在不影响NLDMOS 直流特性的前提下,通过改变鸟嘴位置,得到具有低寄生电容的高性能器件.将该器件应用于平板显示器驱动芯片高低压转换电路,模拟结果证明该电路的自身功耗降低了34%,高压输出对低压控制信号的扰动减小了32%.关键词:低功耗;鸟嘴;寄生电容;高低压转换电路EEACC :2570D ;2560B中图分类号:TN710 文献标识码:A 文章编号:025324177(2005)07213792051 引言高压驱动芯片是平板显示器系统的核心部件之一,它将前级的低压控制信号转换为高压驱动信号,以实现图像显示.平板显示器高压驱动芯片输出电压一般在60～200V 范围内,单路最大驱动电流一般在几十mA 到几百mA.由于芯片的功耗大,工作时会产生大量的热,使芯片的温度升高,从而影响功率器件的各种特性[1,2].所以在芯片的设计过程中,降低功耗是提高功率器件及芯片性能的一种有效途径.目前国内外对功率器件的研究主要是针对器件的静态特性[3～5],而对动态特性,特别是从寄生电容角度对器件进行设计尚不多见.在平板显示器驱动芯片工作时,由于负载主要为容性负载,功率器件寄生电容的大小将直接决定高压电路自身功耗的大小.如果能够减小功率器件的寄生电容,便可以降低芯片功耗,减小芯片发热量,从而使功率器件及芯片的稳定性和可靠性得到提高.本文通过分析NLD 2MOS 鸟嘴位置变化对寄生电容的影响,优化器件的寄生电容,得到性能更加优越的高压NLDMOS ,并用于平板显示器驱动芯片高低压转换电路.2 N LDMOS 结构本文所研究的NLDMOS 的基本结构如图1所示.该NLDMOS 在基于115μm 的标准低压CMOS 工艺线上实现,选用1×1015cm -3的p 型硅作为衬底材料.器件栅氧厚度为25nm ;n 型漂移区长度为8μm ;采用磷注入;高温退火后,形成215μm 深的n 阱.p 阱为硼注入,高温退火后,沟道表面有效浓度为1×1017cm -3.在该器件中,p 阱一方面用于调节开启电压;另一方面用于防止器件穿通和漏电.流水试验结果表明,器件的开启电压为117V ,在V gs =0～6V 范围内,V ds 的耐压可以达到100V 以上.图1 NLDMOS 纵向剖面图Fig.1 Cross 2sectional view of the NLDMOS半 导 体 学 报第26卷3 N LDMOS 寄生电容等效模型图2给出了NLDMOS 的寄生电容等效模型.该模型主要考虑五个寄生电容:栅与源之间寄生电容C gs 、栅与衬底之间寄生电容C gb 、栅与漏之间寄生电容C gd 、漏与源之间寄生电容C ds 以及漏与衬底之间寄生电容C db .由于模型仅用于分析高低压转换电路对负载电容充放电时的功耗,此时器件的源与衬底始终同电位,为简便起见,不考虑源与衬底之间的电容C sb .在很多低压MOS 器件等效电容模型中,漏与衬底之间寄生电容C db 一般可以忽略[6],因为漏结较浅,面积也较小,所以与衬底的寄生电容相对于C gs 和C gd 非常小.而在LDMOS 中,为了使器件能够满足击穿电压的要求,存在一个漂移区,该漂移区一般结较深,面积较大,所以漏与衬底之间寄生电容C db 就变得不可忽略.此外,NLDMOS 在高低压转换电路中正常工作时,最大V gs 电压等于低压电源电压,而最大V ds 电压等于高压电源电压,所以在考虑电路功耗的时候,C gd ,C ds 和C db 的影响就要比C gs 和C gb 大得多[7,8].图2 NLDMOS 寄生电容等效模型Fig.2 Parasitical capacitance model of the NLDMOS4 N LDMOS 寄生电容优化设计在器件的工艺参数中,影响寄生电容的因素很多,如沟道的长度,栅氧化层厚度,漂移区的浓度、结深、长度,以及鸟嘴的位置等.但是在这些因素中,大部分在器件的工艺、耐压要求、电流要求确定之后就不可改变,否则将使器件的直流特性迅速变差.例如,减小漂移区长度可以减小C db ,但漂移区长度的减小将使击穿电压降低.因此在不影响NLDMOS 直流特性的前提下优化器件的寄生电容变得非常必要.在去除不可变因素之后,这里主要分析器件的鸟嘴位置对寄生电容的影响.如图3所示,定义鸟嘴与漂移区边界的距离为L b ,通过对不同L b 长度下器件直流特性和电容特性的分析,得到满足要求的器件.图3 NLDMOS 鸟嘴结构示意图Fig.3 Bird ’s beak shape of the NLDMOS4.1 不同L b 长度下器件直流特性分析这里L b 分别取1125,1100,0175,0150,0125,0100μm 六个值,在不同的L b 下分别模拟得到NLDMOS 的开态和关态I 2V 特性曲线.图4(a )为V gs =0V 、器件宽W =100μm 、温度T=300K 条件下,L b 分别取1125,1100,0100μm 三个值时的I 2V 特性曲线.由图可知,当L b ≤1μm 时,器件的I 2V 特性曲线基本重合,击穿电压都大于100V ,满足设计的耐压要求;而当L b =1125μm 时,仅在V ds =60V 左右器件就发生了击穿,因此在不降低器件击穿电压的前提下,L b 的值不得大于1μm.图4(b )为V gs =5V 、器件宽W =100μm 、温度T=300K 条件下,L b 分别取1125,0125,0100μm 三个值时的I 2V 特性曲线.由图可知,在L b ≥0125μm 时,器件的I 2V 特性曲线基本重合,耐压大于100V ,满足设计要求;而当L b =0100μm 时,虽然耐压满足要求,但器件的特征电阻变大,因此L b 的值不得小于0125μm.综合考虑上述内容,在不改变NLDMOS 直流特性的前提下,L b 的取值必须满足:0125μm ≤L b ≤1100μm.0831第7期李海松等: 平板显示器驱动芯片中NLDMOS寄生电容图4 不同L b长度下NLDMOS I2V特性比较 (a)V gs= 0V;(b)V gs=5VFig.4 I2V characteristics of the NLDMOS with differ2 ent L b values (a)V gs=0V;(b)V gs=5V4.2 不同L b长度下器件寄生电容分析通过前面对NLDMOS的分析可知,在0125μm ≤L b≤1100μm时,器件的直流特性差别不大,因此在这个范围内,对器件的寄生电容进行分析.分别在L b取1100,0175,0150,0125μm四个值时,运用Medici计算NLDMOS的等效寄生电容C gs,C gb, C gd,C ds和C db.微分电容的公式如下:C=d Qd U= d Qd td Ud t=I(t)U′(t) 根据以上公式,只要通过Medici模拟出NLD2 MOS四个电极的电流和电压随着时间的变化曲线,便可以得到电极之间的电容值.图5分别给出了L b取1100,0175,0150和0125μm时,C gb,C gs和C gd随着V gs的变化曲线,其中V ds=0V、器件宽W=100μm、温度T=300K.由图5 (a)可知,在V gs<0时,C gb的值较大,并随着L b的增大而增大;在V gs>0时,由于反型层的形成[6], C gb变得非常小,不论L b的取值,C gb都近似为0.由图5(b)和图5(c)可知,在V gs<0时,C gs和C gd的值都较小,基本不随L b的大小而变化;在V gs>0时, C gs值变大,并随L b的增大而增大,但变化的幅度较小,如图中放大部分所示.C gd的值同样变大,并随L b的增大而增大,而且变化的幅度较大.图6分别给出了L b取1100,0175,0150和0125μm时,C db,C ds和C gb随着V ds的变化曲线,其中V gs=5V、器件宽W=100μm、温度T=300K.由图6 (a)可知,C db的值基本不随L b变化,因为该电容主要是n2Drift与p2Sub的结电容,在漂移区和衬底的浓度及几何尺寸不变的情况下,C db不变.由图6(b)可知,C ds在器件处于线性区时,存在峰值,并随L b 的增大而增大,但变化幅度较小,如图中放大部分所示;器件进入饱和区后,由于沟道夹断,C ds近似为0.由图6(c)可知,在线性区C gd随L b的增大而增大,且幅度较大;器件进入饱和区后,C gd趋向于一个常数,不再受L b的影响.图5 不同L b长度下NLDMOS的寄生电容C gb(a),C gs(b)及C gd(c)随V gs的变化曲线Fig.5 Parasitical capacitance C gb(a),C gs(b),and C gd(c)of the NLDMOS as a f unction of V gs and for different L b values1831半 导 体 学 报第26卷图6 不同L b 长度下NLDMOS 寄生电容C db (a ),C ds (b )及C gd (c )随V ds 的变化曲线Fig.6 Parasitical capacitance C db (a ),C ds (b ),and C gd (c )of the NLDMOS as a f unction of V ds for different L b values 通过上面的分析得到结论:随着L b 的增大,C gs ,C gd ,C gb 和C ds 都会增大,且C gd 的变化幅度最大,所以在0125μm ≤L b ≤1100μm 的范围内,L b 的值越小,NLDMOS 的寄生电容越小.5 电路中的应用下面比较具有不同L b 长度的NLDMOS 在电路中的应用.图7为平板显示器驱动芯片用高低压转换电路.IN 为低压输入信号;OU T 为高压输出信号;P0为低压p MOS ;N0为低压nMOS ;P1,P2,P3为高压PLDMOS ;N1,N2,N3为高压NLDMOS.存在两个电源电压V DD 和V PP ,其中V DD 为低压电源电压,V PP 为高压电源电压.图7 平板显示器驱动芯片用高低压转化电路Fig.7 Level shifter circuit for flat panel display driver IC在电路工作的时候,主要考虑以下两个参数:(1)高压输出端OU T 对N3栅上低压控制信号的扰动,由于NLDMOS 的栅漏寄生电容C gd 的耦合作用,在N3的V gs =0V 时,OU T 由低电平变为高电平的过程中,会使V gs 升高,并且存在一个电压峰值,定义为V MAX ,如果V MAX 很大,超过了NLDMOS 的阈值电压V T ,就会使NLDMOS 导通,带来大的短路电流,在严重的时候会影响芯片的正常功能.(2)不带负载的情况下,电路在单位周期内的功耗W T .在低压电源电压V DD =5V 、高压电源电压V PP =100V 、低压输入信号频率为250k Hz 的方波、PLD 2MOS 保持不变的前提下,对使用具有不同L b 长度的NLDMOS 电路进行分析,L b 分别取0125,0150,0175和1100μm 四个值。
平板显示器驱动芯片高低电压转换电路
平板显示器驱动芯片高低电压转换电路
孙伟锋;郑凯华
【期刊名称】《液晶与显示》
【年(卷),期】2003(18)3
【摘要】LCD、PDP、VFD等各类平板显示器已越来越受到人们关注与喜爱,但大多数平板显示器需要专用的功率驱动芯片来驱动其发光显示,各类专用功率驱动芯片又离不开高低电压转换电路,高低电压转换电路性能的好坏直接影响到驱动芯片的稳定性和功耗等.通过比较平板显示器驱动芯片的几种典型高低压转换电路,设计出一种带有电流源的CMOS型高低压转换电路,它具有最佳的性能指标,该电路不但可以为平板显示器驱动芯片使用,还可以作为其他各类驱动芯片的高低压转换模块使用,最后给出一种具体的平板显示驱动芯片高压CMOS器件结构.
【总页数】5页(P193-197)
【作者】孙伟锋;郑凯华
【作者单位】东南大学,国家ASIC系统工程技术研究中心,江苏,南京,210096;东南大学,国家ASIC系统工程技术研究中心,江苏,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TN27
【相关文献】
1.一种用于LCD源驱动芯片的数模转换电路设计 [J], 鲁聪聪;戴庆元;刘磊
2.线性好的电压／频率和频率／电压转换电路 [J], 何希才;林丽
3.平板显示器功率驱动芯片的Latch-up及克服方法 [J], 易扬波;孙伟锋;宋慧滨;唐晨
4.平板显示器驱动芯片中NLDMOS寄生电容 [J], 李海松;孙伟锋;易扬波;俞军军;陆生礼
5.用于LED驱动芯片的高低边电流检测电路 [J], 杨卫丽;赵野;黑勇
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换电路， 如图 # 所示。 +2 、 ,2 和 ,I 为低压 ()* 管， 构成了电流源， 其他结构与电路 I （ 图 I） 相同， 电流 源提供了稳定的放电回路。该电路具有电路 I 的优 点， 能与标准 $()* 工艺兼容， 功耗低， 频率高。根 据简单的公式推导就可以得到图 # 所示电路， *1 信 号非常稳定， 故 )45 输出也将十分稳定。当然它也 使电路变得更为复杂， 电流源带来一定的微功耗。 图 ! " # 电路中所用
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器需要专用的功率驱动芯片来驱动其发光显示， 各类专用功率驱动芯片又离不开高低电压转 换电路， 高低电压转换电路性能的好坏直接影响到驱动芯片的稳定性和功耗等。通过比较平 板显示器驱动芯片的几种典型高低压转换电路， 设计出一种带有电流源的 ’MNC 型高低压转 换电路， 它具有最佳的性能指标， 该电路不但可以为平板显示器驱动芯片使用， 还可以作为其 他各类驱动芯片的高低压转换模块使用， 最后给出一种具体的平板显示驱动芯片高压 ’MNC 器件结构。 关 键 词：平板显示器； 驱动芯片； 高低电压转换电路 文献标识码：B
液
晶
与
显
示
第 !O 卷
功 耗很小， 同时它的转换速度是电路 ! （ 图 !） 的 & " !6 倍。但是它没有克服逻辑高电平 ! %%的浮动而
［!6］ 带来的 )45 输出电压的摆动 。在一般情况下， 会有 的上下浮动， 这样会导致 ! %% !6J *1 信号 有
从而 )45 输 出 也 将 上 下 摆 26J 左右的上下摆动， 动。
图 2 所示的电路与图 ! 电路的工作方式相似， 但采用 $()* 工艺制作， 比图 ! 电路的转换速度高 得多， 但是功耗依然很大， 因为在 )45 为高电压输 出时，" 和 1’,2 构成电流通路。
图2 7.89 2
()* 和电阻型高低电压转换电路
()* GCH D=E.E:>D :;<= >? @=A=@ B>CA=DE.>C B.DBF.:E
（89*&:） 、 高压 （ ;9’） 和大电流 （ <92=） 的工作要求， 特别适合于 )!)、 ’>! 及 ?.! 等平板显示器的驱动 芯片。
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结
论
各类平板显示器的发展促进了驱动芯片的发
参
考
文
献：
［ / ］严国荣 0 大型彩色 )!) 的技术发展 ［ A］ （;） ： 0 显示技术， 8999， B/(;1 0 ［ C ］田民波 0 电子显示 ［*］ 北京： 清华大学出版社， 899/， /4/(/44 0 ［ C ］DEF""G% &，&"HIGIJI K0 @#L#H 6LIM2I $"M6LINM ［ A］ （<） ： 0 !"#$%%&’()* #+ ,-% ./// ，8998， ;9 1CC 0 1C; 1 ［ < ］黄锡珉 5 显示技术新进展 ［ A］ （/） ： 0 液晶与显示， 8999， /1 /(1 0 ［ 1 ］,F"3#$I K，OIH"NI O，PIG"QI3" *，%, 23 1 !%R%L#62%3Q #S LIHT% E#L#H IE 6LIM2I $"M6LIN 6I3%LM ［ =］ 0 4’)%*, #+ 5%$-(’$23 !26%"*［ @］ 0 /;;U， 81< 0 ［ U ］李文连 5 有机 ?. 产业发展的最新动态 ［ A］ （/U） ： 0 液晶与显示， 899/， /1 44(4B 0 ［ 4 ］蔡觉正， 王绪丰， 金永明 0 )!) 显示器在船舶系统中的应用 ［ A］ （89） ： 0 光电子技术，8999， /<1(/<B 0 ［ B ］凌志华 5 ,K-(.@! 技术的发展 ［ A］ （<） ： 0 液晶与显示， 899/， /4 8CC(8<8 0 ［ ; ］黄锡珉 5 平板显示技术的发展 ［ A］ （1） ： 0 液晶与显示， 899/， /4 C/4(C88 0 ［/9］&VMM%"3 WILLI3，*"EF%L !%EL%HEX0 &"TF ’#LQIT% !%R"E%M I3$ @"HEV"QM "3 ,QI3$IH$ @*+, K%EF3#L#T"%M ［*］ 0 O.DP?Y =EI$%2"E )VZL"MF%HM， /;;;： /B8(/BU 0 ［//］*#H" O， ［ =］ ［ @］ KI3IGI O，O#ZINIMF" O，%, 23 0 = 1 Q# /C9 ’ L%R%L MF"SQ%H E#26#M%$ #S QF"3 TIQ% #["$% $VIL Q%H2"3IL $HI"3 )*+,>?K, 0 .7!74 8 ;4 0 /;;4， C<1(C<B 0 ［/8］陆生礼，孙伟锋，易扬波， 等 0 )!) 选址驱动芯片的 &’(@*+, 器件设计 ［ A］ ［*］ （/） ：48(44 0 0 固体电子学研究与进展 0 8998，
随着信息社会的高速发展， 显示器己成为人们 工作、 学习和生活的亲密伙伴。人们最熟悉的显示 器件是阴极射线管 （ ’QO） ， 因为迄今为止大多数家 用电视机及台式 K’ 的显示屏都是这种类型的显示 器。然而， 随着人们对大屏幕、 小体积显示器需求的 增加， 色彩丰富、 发光 ’QO 显示器尽管具有亮度高、 效率好、 响应速度快、 视角宽、 价廉等优点， 但其体积 笨重、 耗能大、 图像易扭曲、 有 R 射线等致命弱点阻 碍了它的发展。而平板显示器 （ LK9） 以其体积小、 厚度薄、 重量轻、 功耗低、 无辐射、 不闪烁、 抗震性能 好、 抗干扰能力强、 有效显示面积大、 易于实现全色 显示等一系列突出优点， 逐渐引起众多显示器厂商 及广大用户的关注， 无论是技术还是市场都有了长 足进步， 应用领域覆盖了大、 中、 小显示器应用的方 方面面， 家庭、 医院、 商场、 广场、 公司等地方越来越 多地出现了各类平板显示器
沟道长度为 @ ) !9， "#$% 采用了偏置栅结构， L<漂移 区长度为 J ) !9，:;<C’/7+ 的结构与 :;<"#$% 的结 构相似，只是少制备一个源区， 并把衬底和多晶硅 栅连 接 在 一 起， 采 用 这 种 >#$% 结 构 可 以 使 :;<
/;U 而且在工艺上比较 !"#$% 和 &’()*+, 的耐压相同， 容易实现； 沟道 &’(!-*+, 采用了类 .!*+, 结构， 长度为 / 0 12， 3(漂 移 区 长 度 为 4512。 &’()*+, 的 6 型阱是用来刻蚀厚栅氧化层； &’(!-*+, 的 6 型 阱是用来提高穿通电压。这种结构可以满足高频
的制备与刻蚀将影响到芯片的成品率和可靠性。为 此， 有人提出了如图 ! 所示的双漏极高压 "#$% （CD<
［@@］ 结构的高低电压转换电路 ， 它和传统 C"#$%） 但是它的高 >#$% 结构高低电压转移的原理一样，
压 "#$% 是采用双漏极结构， 这样与高压 "#$% 的 栅相连的漏极为其第二漏极， 它的电压变化范围为 （;） （ ;） ， 这样不但高压 "#$% 可以正 ! CC: ! CC: E ! 常工作 （其开启电压为 E @F!;） ， 同时高压 "#$% 的 栅源之间的相对电压又不大于 !;， 故其栅氧化层只 需采用标准低压 >#$% 的栅氧化层， 减少了生长和 降 刻蚀传统高压 "#$% 的厚栅氧化层这两步工艺， 低了生产成本， 提高了产品的成品率。图 = 为双漏
图= &’() =
双漏极高压 "#$% 剖视图
>1/22<2+.4’/0 ,’+5 /? 46+ 738- 4+19’08- 718’0 :;<"#$%
小的功耗、 负温度系数及易于兼容标准低压 >#$% 工艺等优点， 高压 >#$% 器件结构越来越多地被各 类平板显示器驱动芯片所采用。 图 J 为 &"C 驱 动 芯 片 版 图 的 纵 向 剖 视 图 。
。随着我国显示技
［@］
术和半导体技术的不断发展， 各类平板显示器都得 到了大量研究， 并取得了可喜的成果 。目前平板
收稿日期：$%%$?!$?$%；修订日期：$%%#?%$?$& 基金项目： 国家 “"&#” 超大规模集成电路设计专项资助项目 （ =N< $%%$BB!P!AA%）
万方数据
!N# 转移的电路形式也有多种， 各有自己的优缺点。图 （&’） ， ! " # 中， ! $$为高电压电平， ! %%为逻辑高电平 低压 ()* 管 +! 和 ,! 组成倒向器。 图 ! 为 -.$()* 型高低电压转换电路， 它主要 采用 -.$()* 工艺实现的。 /, 为逻辑控制信号， 当 /, 0 ! %% 时， 1’,2 、 1’3! 及 ,’32 导通， )45 得到高 电压， 当 /, 0 6 时， )45! ! $$； 1’,! 导通， )45 通过 1’% 和 1’,! 放电， )45! 6’。由于此电路存在高 压三极管， 因此它的缺点在于功耗较大； 少数载流子 的存储效应导致转换速度慢、 频率低。