專利名稱：采樣保持電路和半導(dǎo)體設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種其中電容器與模擬開關(guān)互相組合的采樣保持電路，尤其涉及一種適合于用在LCD(液晶顯示器)驅(qū)動(dòng)電路等等之中的采樣保持電路，所述LCD驅(qū)動(dòng)電路向LCD板輸出LCD驅(qū)動(dòng)電壓。本發(fā)明還涉及一種具有采樣保持電路的半導(dǎo)體設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，注意力已經(jīng)集中到作為代替計(jì)算機(jī)和電視機(jī)中CRT(陰極射線管)的顯示設(shè)備的以低電壓、重量輕、薄結(jié)構(gòu)為特征的TFT(薄膜晶體管)LCD板上。
圖9是示出通用LCD驅(qū)動(dòng)電路(LCD驅(qū)動(dòng)器)的方框圖。
以下參考其中采用了300次輸出的LCD驅(qū)動(dòng)器的情況，一個(gè)像素的數(shù)據(jù)是由6[位]×3(相當(dāng)于紅、綠和藍(lán)(在下文中縮寫為R·G·B))＝18[位]來構(gòu)造的，并且每次由6[位]×3(R·G·B)來接收輸入。
LCD驅(qū)動(dòng)器107是由采樣每個(gè)像素的數(shù)據(jù)的第一行存儲(chǔ)器101、保持一個(gè)顯示行的數(shù)據(jù)的第二行存儲(chǔ)器102、DA轉(zhuǎn)換器(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)103、LCD驅(qū)動(dòng)輸出放大器電路104、控制部件(控制電路)105和參考電源部件106來構(gòu)造的。
像素的數(shù)據(jù)按每個(gè)像素而連續(xù)地被輸入到LCD驅(qū)動(dòng)器107。具體而言，控制部件105控制第一行存儲(chǔ)器101并且連續(xù)地將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到第一行存儲(chǔ)器101。因?yàn)橐淮斡?[位]×3(R·G·B)來接收輸入，所以要執(zhí)行100次數(shù)據(jù)輸入以便接收300次輸出的數(shù)據(jù)。
一行的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到第一行存儲(chǔ)器101中，此后，由來自控制部件105的信號(hào)將第一行存儲(chǔ)器101的數(shù)據(jù)傳遞到第二行存儲(chǔ)器102。DA轉(zhuǎn)換器103將存儲(chǔ)在第二行存儲(chǔ)器102中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)。通過基于輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從參考電源部件106所產(chǎn)生的64級(jí)電壓中選擇適當(dāng)?shù)碾妷憾鴪?zhí)行轉(zhuǎn)換。隨后，所選電壓在LCD驅(qū)動(dòng)輸出放大器104中受到阻抗變換并且從LCD驅(qū)動(dòng)器107中被輸出。該輸出被提供給LCD板的源線(X方向)，并且實(shí)現(xiàn)LCD板上的顯示。
近年來，根據(jù)更好的分辯率DA轉(zhuǎn)換器尺寸趨向增大。例如，當(dāng)把64-級(jí)DA轉(zhuǎn)換器修改為256-級(jí)灰度時(shí)會(huì)得到四倍的尺寸，而在1024-級(jí)灰度的情況下會(huì)得到十六倍的尺寸。因?yàn)樵趫D9所示構(gòu)造的LCD驅(qū)動(dòng)器中每個(gè)輸出端都具備一個(gè)DA轉(zhuǎn)換器，所以DA轉(zhuǎn)換器尺寸的增大導(dǎo)致了芯片面積的增大。
作為能夠避免芯片面積增大的方法，存在一種連續(xù)地執(zhí)行DA轉(zhuǎn)換(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)并且將結(jié)果存儲(chǔ)在采樣保持電路中的方法。
圖10是示出采樣保持電路部件的一個(gè)示例的示意圖，而圖12是具有圖10所示采樣保持電路部件的LCD驅(qū)動(dòng)器207的方框圖。
如圖10所示，采樣保持電路部件具有電容器111和113以及模擬開關(guān)110和112。在圖12中，6[位]×3(R·G·B)的輸入圖像數(shù)據(jù)被一次輸入到LCD驅(qū)動(dòng)器207中。DA轉(zhuǎn)換器120將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成由64-級(jí)電壓數(shù)據(jù)表示的模擬數(shù)據(jù)。DA轉(zhuǎn)換器120具有三個(gè)轉(zhuǎn)換電路并且能夠一次處理顏色數(shù)據(jù)(R·G·B)。
當(dāng)接收輸入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，DA轉(zhuǎn)換器120進(jìn)行操作。詳細(xì)地，DA轉(zhuǎn)換器120將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)并且將所轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)輸出到模擬S/H(采樣保持)電路部件121。
轉(zhuǎn)換時(shí)序由控制部件205來控制?？蓪腄A轉(zhuǎn)換器120到模擬S/H電路部件121的輸出傳遞到一個(gè)關(guān)于每個(gè)顏色(R·G·B)的信號(hào)線上。因此，即使當(dāng)增大DA轉(zhuǎn)換器120的灰度級(jí)時(shí)也不會(huì)增大在DA轉(zhuǎn)換器120之后的電路規(guī)模。因?yàn)镈A轉(zhuǎn)換器120是通用的DA轉(zhuǎn)換器，所以不提供對(duì)該電路構(gòu)造的說明。
圖10所示采樣保持電路部件負(fù)責(zé)圖12所示模擬S/H電路部件121的一個(gè)輸出端。
通用的采樣保持電路部件可由模擬開關(guān)和電容器來構(gòu)造。然而，當(dāng)采樣保持電路部件用在LCD驅(qū)動(dòng)器中時(shí)，必須在由保持電壓來驅(qū)動(dòng)LCD板的同時(shí)采樣下一級(jí)的數(shù)據(jù)。在這種情況下，采樣保持電路部件由如圖10所示的模擬開關(guān)110和112以及電容器111和113來構(gòu)造。
由信號(hào)CK將來自DA轉(zhuǎn)換器120的模擬電壓保持在電容器111中，由信號(hào)LP將保持在電容器111中的電壓傳遞到電容器113中，以及電容器113保持該電壓。當(dāng)保持在電容器113中的電壓經(jīng)由LCD驅(qū)動(dòng)輸出放大器104而驅(qū)動(dòng)LCD板時(shí)，由模擬開關(guān)110和電容器111所構(gòu)造的采樣保持電路部件采樣下一級(jí)的數(shù)據(jù)。
雖然圖10的采樣保持電路部件具有串聯(lián)連接的模擬開關(guān)110和112，但是還存在一種圖11的結(jié)構(gòu)，其中由模擬開關(guān)210和電容器211所構(gòu)造的采樣保持電路部件與由模擬開關(guān)212和電容器213所構(gòu)造的采樣保持電路部件并聯(lián)連接。在圖11的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)由保持在電容器211中的電壓驅(qū)動(dòng)LCD板時(shí)，從DA轉(zhuǎn)換器向電容器213輸出的下一級(jí)的電壓被采樣并保持，相反地，當(dāng)由保持在電容器213中的電壓驅(qū)動(dòng)LCD板時(shí)，從DA轉(zhuǎn)換器向電容器211輸出的下一級(jí)的電壓被采樣并保持在電容器211中。
在圖10中，輸入電壓是由DA轉(zhuǎn)換器120轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)。模擬開關(guān)110被控制以由控制部件205所控制的信號(hào)CK來導(dǎo)通或斷開。此后，用模擬開關(guān)110處于導(dǎo)通狀態(tài)期間的模擬數(shù)據(jù)對(duì)電容器111充電。通過控制信號(hào)CK的時(shí)序，來自DA轉(zhuǎn)換器120的時(shí)間序列中所輸出的模擬數(shù)據(jù)可以按每個(gè)輸出被連續(xù)地采樣。
電容器部分111中接收的電壓稱為電壓1。模擬開關(guān)112被控制以由控制部件205所控制的信號(hào)LP來導(dǎo)通和斷開。在模擬開關(guān)112處于導(dǎo)通狀態(tài)期間，采樣電壓1被傳遞到電容器113。傳遞到電容器113的電壓稱為電壓2。
圖12中的模擬S/H電路部件121包括圖10所示的多個(gè)電路，其數(shù)目等于輸出的數(shù)目。例如，在R·G·B的三個(gè)系統(tǒng)的300次輸出的情況下，通過采樣100次來結(jié)束數(shù)據(jù)輸入。當(dāng)采樣被執(zhí)行了100次時(shí)，相對(duì)于所有輸出而形成電壓1。
隨后，由來自控制部件205的信號(hào)來傳遞電壓1并且電壓1變?yōu)殡妷?，以及電壓2受到LCD驅(qū)動(dòng)輸出放大器104的阻抗變換并且被輸出。該輸出被提供給LCD板的源線(X方向)，并且實(shí)現(xiàn)了LCD板上的顯示。
在圖12所示結(jié)構(gòu)的LCD驅(qū)動(dòng)器207中，該結(jié)構(gòu)采用了采樣保持電路部件，在每個(gè)采樣保持電路部件中電容器和模擬開關(guān)互相組合，即使根據(jù)更好的分辨率而增大了灰度級(jí)的數(shù)目，也僅僅放大了轉(zhuǎn)換輸入數(shù)據(jù)的DA轉(zhuǎn)換器120的規(guī)模，而占大部分LCD驅(qū)動(dòng)器207面積的輸出電路部分的規(guī)模不會(huì)被放大。因此，芯片面積不會(huì)根據(jù)更好的分辯率而增大。
如果如上所述采用了其中電容器和模擬開關(guān)互相組合的采樣保持電路，則可大大地降低輸出電路部分占據(jù)的面積，因此，可制造品質(zhì)優(yōu)良的高清晰度LCD驅(qū)動(dòng)電路。然而，存在這樣一個(gè)問題，即因?yàn)槟M開關(guān)擁有的寄生電容實(shí)際上是通過導(dǎo)通和斷開開關(guān)來改變的，所以不能執(zhí)行精確的采樣。因此，存在這樣一個(gè)問題，即圖10和11所示構(gòu)造的采樣保持電路不能被用于高清晰度LCD驅(qū)動(dòng)電路中。
圖14是說明傳統(tǒng)采樣保持電路部件的時(shí)序圖。如圖14所示，由模擬開關(guān)的寄生電容引起的電壓誤差ΔV發(fā)生在采樣電壓中，所述采樣電壓是輸出電壓。因此這導(dǎo)致了不能執(zhí)行精確采樣的問題。
JP H07-86935 A公開了由圖13所示采樣保持電路中的模擬開關(guān)的寄生電容所引起的問題以及對(duì)該問題的改進(jìn)措施。詳細(xì)地，描述了由模擬開關(guān)的寄生電容改變輸入電壓和采樣保持電壓的問題，以及公開了為了避免寄生電容問題的改進(jìn)措施。
圖15和16是用于說明該改進(jìn)措施的示意圖。
如圖15和16所示，該改進(jìn)措施是引入電容器305，與用于采樣保持的電容器301的電容相比所述電容器305具有充分大的電容，在采樣時(shí)間將大電容的電容器305與由信號(hào)SD控制的模擬開關(guān)303和304連接，并且在保持時(shí)間將電容器305與由信號(hào)SD控制的模擬開關(guān)303和304斷開。如上所述，通過暫時(shí)地增大采樣時(shí)間的電容而降低了由寄生電容影響帶來的電壓變化。
然而，該方法具有不能充分地校正誤差的問題。此外，該方法具有這樣的問題，即，雖然因?yàn)殡娙萜?01和305的合成電容被調(diào)節(jié)以便在通過切換模擬開關(guān)303和304來采樣輸入電壓之后所述合成電容被降低，所以不影響采樣保持電路之后的電路操作，但是用于在采樣操作中用電荷充電電容器305的時(shí)間(用于對(duì)電容充電的時(shí)間)變長(zhǎng)了以延長(zhǎng)采樣時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種能夠校正采樣保持電路電壓變化而不必增大采樣保持電路的電容器電容的采樣保持電路，采樣保持電路的電壓變化歸因于通過導(dǎo)通和斷開模擬開關(guān)所引起的模擬開關(guān)寄生電容變化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種采樣保持電路，其包括第一模擬開關(guān)；第一采樣電容器，其連接在第一模擬開關(guān)的輸出端和地之間；第二模擬開關(guān)，它的輸入端與第一模擬開關(guān)和第一采樣電容器之間的節(jié)點(diǎn)相連；第二采樣電容器，連接在第二模擬開關(guān)的輸出端和地之間；以及控制部件，用于執(zhí)行導(dǎo)通第一和第二模擬開關(guān)的第一控制，此后執(zhí)行用于在第一模擬開關(guān)導(dǎo)通的狀態(tài)下斷開第二模擬開關(guān)的第二控制，隨后執(zhí)行用于在第二模擬開關(guān)斷開的狀態(tài)下斷開第一模擬開關(guān)的第三控制，以及隨后執(zhí)行用于在第一模擬開關(guān)斷開的狀態(tài)下導(dǎo)通第二模擬開關(guān)的第四控制。
根據(jù)本發(fā)明，控制部件通過第一控制導(dǎo)通第一和第二模擬開關(guān)，此后通過第二控制斷開第二模擬開關(guān)，隨后通過第三控制斷開第一模擬開關(guān)以及此后通過第四控制導(dǎo)通第二模擬開關(guān)。因此，其是第二模擬開關(guān)和第二采樣電容器之間的節(jié)點(diǎn)處的電壓、并且當(dāng)通過第二控制斷開第二模擬開關(guān)時(shí)由第二模擬開關(guān)的寄生電容(雜散電容)所改變的采樣電壓的變化與當(dāng)通過第四控制導(dǎo)通第二模擬開關(guān)時(shí)由第二模擬開關(guān)的寄生電容所改變的采樣電壓的變化可以互相抵消。因此，可以校正由第一和第二模擬開關(guān)的寄生電容所帶來的采樣電壓誤差。因此可以執(zhí)行精確的采樣，以及，例如，與傳統(tǒng)情況相比較可以實(shí)現(xiàn)更加完善的LCD板上的顯示。
此外，根據(jù)本發(fā)明的采樣保持電路，可以消除模擬開關(guān)的寄生電容的影響。因此，不必要增大電容器的電容以便不象傳統(tǒng)做法那樣降低模擬開關(guān)寄生電容影響。因此，可使得電容器的采樣電容遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)情況中的采樣電容。因此，可以顯著地縮短用于對(duì)采樣電容進(jìn)行充電的時(shí)間，以及可以顯著地降低采樣時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施例中，控制部件在施加到第一模擬開關(guān)輸入端的輸入電壓基本上不改變的期間執(zhí)行第一、第二、第三和第四控制。
一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)外部輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而輸出模擬電壓，其中輸入電壓是從數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，第一采樣電容器具有與第二采樣電容器的電容相等的電容。
根據(jù)該實(shí)施例，第一電容器的電容等于第二電容器的電容。因此，當(dāng)?shù)诙M開關(guān)斷開時(shí)采樣電壓的變化與第二模擬開關(guān)導(dǎo)通時(shí)采樣電壓的變化可以互相接近，這允許增大抵消的量。因此，可以進(jìn)一步降低采樣電壓誤差。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一模擬開關(guān)由至少一個(gè)晶體管來構(gòu)成，第二模擬開關(guān)由至少一個(gè)晶體管來構(gòu)成，以及由構(gòu)成第一模擬開關(guān)的該至少一個(gè)晶體管引起的寄生電容等于由構(gòu)成第二模擬開關(guān)的該至少一個(gè)晶體管引起的寄生電容。
根據(jù)該實(shí)施例，第一模擬開關(guān)的寄生電容等于第二模擬開關(guān)的寄生電容，因此，可以進(jìn)一步降低采樣電壓誤差。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一模擬開關(guān)由第一p溝道晶體管和第一n溝道晶體管構(gòu)成，第二模擬開關(guān)由第二p溝道晶體管和第二n溝道晶體管構(gòu)成，以及由第一p溝道晶體管和第一n溝道晶體管引起的第一模擬開關(guān)的寄生電容等于由第二p溝道晶體管和第二n溝道晶體管引起的第二模擬開關(guān)的寄生電容。
根據(jù)該實(shí)施例，第一模擬開關(guān)的寄生電容等于第二模擬開關(guān)的寄生電容，因此，可以進(jìn)一步降低采樣電壓誤差。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一采樣電容器和第二采樣電容器嵌入在同一個(gè)集成電路中，以及第一采樣電容器大致相同于第二采樣電容器。
根據(jù)該實(shí)施例，通過使第一采樣電容器的組件(電極板等等)的布局與第二采樣電容器的組件的布局大致彼此等于，可以使第一和第二電容器的電容相等，以及可以進(jìn)一步降低采樣電壓誤差。
在一個(gè)實(shí)施例中，第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)嵌入在具有第一采樣電容器和第二采樣電容器的集成電路中，并且其中，第一模擬開關(guān)由多個(gè)晶體管構(gòu)成，第二模擬開關(guān)由多個(gè)晶體管構(gòu)成，以及構(gòu)成第一模擬開關(guān)的多個(gè)晶體管的布局等于構(gòu)成第二模擬開關(guān)的多個(gè)晶體管的布局。
根據(jù)該實(shí)施例，第一模擬開關(guān)的寄生電容等于第二模擬開關(guān)的寄生電容，以及第一采樣電容器的電容和第二電容器彼此相等。因此，可以進(jìn)一步降低采樣電壓誤差。
此外，根據(jù)該實(shí)施例，可以校正由模擬開關(guān)的寄生電容所帶來的采樣電壓誤差。因此，不必要增大采樣電容器以便降低由模擬開關(guān)的寄生電容所帶來的電壓誤差，并且還產(chǎn)生了降低其芯片面積和縮短采樣保持電路中的采樣時(shí)間的效果。
一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體設(shè)備包括該采樣保持電路。
因?yàn)樵搶?shí)施例的半導(dǎo)體設(shè)備具有采樣保持電路，所以可以由該采樣保持電路準(zhǔn)確地獲得期望的采樣電壓，并且可以顯著地縮短采樣保持電路中的采樣時(shí)間。因此，可以顯著地提高半導(dǎo)體設(shè)備的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的采樣保持電路，該采樣保持電路具有控制部件、用于校正的兩個(gè)模擬開關(guān)和兩個(gè)采樣電容器并且其中由控制部件來變換兩個(gè)模擬開關(guān)的導(dǎo)通和斷開的時(shí)間，可以高精度地校正由采樣電容器與模擬開關(guān)的組合所產(chǎn)生的誤差，以及可以獲得期望的采樣電壓。
此外，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，采樣電容器被分成兩個(gè)，模擬開關(guān)插在這兩個(gè)采樣電容器之間，以及此外這兩個(gè)模擬開關(guān)和這兩個(gè)采樣電容器分別具有相同的尺寸。因此，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)通和斷開模擬開關(guān)的時(shí)間，可以校正由模擬開關(guān)的寄生電容所帶來的保持電壓中的誤差。因此，僅需要確定考慮到隨后電路的采樣率和運(yùn)算速度的電容值，并且不必要為了降低由模擬開關(guān)寄生電容所帶來的保持電壓中的誤差而設(shè)置大電容。因此，可以降低芯片面積，并且可以降低采樣時(shí)間。


根據(jù)在下文給出的詳細(xì)說明以及僅是為了說明因而不是想限制本發(fā)明而給出的附圖將更充分地理解本發(fā)明，其中圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LCD驅(qū)動(dòng)采樣保持電路的電路圖；圖2是該實(shí)施例的LCD驅(qū)動(dòng)采樣保持電路的時(shí)序圖；圖3是示出該實(shí)施例的LCD驅(qū)動(dòng)采樣保持電路的一部分的構(gòu)造的一個(gè)具體示例的示意圖；圖4是示出圖3所示第二模擬開關(guān)的具體構(gòu)造的示意圖；圖5是示出圖3所示構(gòu)造的操作的時(shí)序圖；圖6是具有該實(shí)施例的采樣保持電路的LCD驅(qū)動(dòng)器的方框圖；
圖7是示出LCD驅(qū)動(dòng)器所擁有的模擬S/H電路部件的構(gòu)造的示意圖；圖8是當(dāng)該實(shí)施例的采樣保持電路被用于LCD驅(qū)動(dòng)器上時(shí)的時(shí)序圖；圖9是示出通用LCD驅(qū)動(dòng)電路(LCD驅(qū)動(dòng)器)的方框圖；圖10是示出采樣保持電路部件的電路構(gòu)造的示意圖；圖11是示出采樣保持電路部件的電路構(gòu)造的示意圖；圖12是具有圖10和11所示采樣保持電路部件中之一的LCD驅(qū)動(dòng)器的方框圖；圖13是示出傳統(tǒng)采樣保持電路的電路構(gòu)造的示意圖；圖14是傳統(tǒng)采樣保持電路的時(shí)序圖；圖15是示出傳統(tǒng)采樣保持電路的電路構(gòu)造的示意圖；圖16是示出傳統(tǒng)采樣保持電路的電路構(gòu)造的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將通過附圖中所示的實(shí)施例來詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LCD驅(qū)動(dòng)采樣保持電路的電路圖。圖2是該實(shí)施例的LCD驅(qū)動(dòng)采樣保持電路的時(shí)序圖。在圖2中，電壓A是圖1所示輸入電壓A，電壓B是圖1所示電壓B，以及電壓C是圖1所示采樣電壓C。
如圖1所示，LCD驅(qū)動(dòng)采樣保持電路包括第一模擬開關(guān)1、第二模擬開關(guān)2、第一采樣電容器3、第二采樣電容器4以及控制部件33。第一模擬開關(guān)1和第二模擬開關(guān)2是相同尺寸且相同結(jié)構(gòu)的模擬開關(guān)。此外，第一采樣電容器3和第二采樣電容器4是相同規(guī)格和相同結(jié)構(gòu)的電容器。
輸入電壓A施加到第一模擬開關(guān)1的輸入端上。第一采樣電容器3連接在第一模擬開關(guān)1的輸出端和地之間。電纜的一端連接到第一模擬開關(guān)1和第一采樣電容器3之間的節(jié)點(diǎn)上，而電纜的另一端連接到第二模擬開關(guān)2的輸入端上。
第二采樣電容器4連接在第二模擬開關(guān)2的輸出端和地之間。在第二模擬開關(guān)2與第二采樣電容器4之間的節(jié)點(diǎn)處相對(duì)于地的電勢(shì)(節(jié)點(diǎn)電壓)被獲得以作為采樣電壓C。
例如，圖1中的輸入電壓A是由圖6的DA轉(zhuǎn)換器(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)120所產(chǎn)生的模擬電壓，等等。如圖2所示，輸入電壓A根據(jù)在時(shí)刻t1和時(shí)刻t6(＞t1)的時(shí)序而改變，并且該電壓在時(shí)刻t1到時(shí)刻t6的期間不改變。詳細(xì)地，輸入電壓A在時(shí)刻t1從電平“a”變化為電平“b”并且在時(shí)刻t6從“b”變化到“c”。
在圖2中，由t2(＞t1)表示的時(shí)刻是采樣起始時(shí)間。也就是說，在LCD驅(qū)動(dòng)采樣保持電路中，控制部件33在時(shí)刻t2執(zhí)行第一控制。具體而言，在時(shí)刻t2由來自控制部件33的控制信號(hào)同時(shí)導(dǎo)通第一模擬開關(guān)1和第二模擬開關(guān)2。雖然在該實(shí)施例中通過第一控制同時(shí)導(dǎo)通了第一模擬開關(guān)1和第二模擬開關(guān)2，但是，第一模擬開關(guān)1和第二模擬開關(guān)2并不總是需要通過第一控制來同時(shí)被導(dǎo)通。
如圖2所示，當(dāng)?shù)谝缓偷诙M開關(guān)1和2被導(dǎo)通時(shí)，即從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3(＞t2)的時(shí)間期間，向第一采樣電容器3提供處于電平b的輸入電壓A。此外，同樣向第二采樣電容器4提供處于電平b的輸入電壓B。
此外，如圖2所示，在時(shí)刻t3執(zhí)行第二控制。也就是說，在時(shí)刻t3由控制部件33的控制信號(hào)斷開第二模擬開關(guān)2。由于在時(shí)刻t3的時(shí)候第二模擬開關(guān)2被斷開，所以，第二模擬開關(guān)2的寄生電容發(fā)生改變，并且這將采樣電壓C從輸入電壓的處于電平b的電壓改變?yōu)樘幱谟呻妷害?所變換的電平e的電壓，所述采樣電壓C是第二模擬開關(guān)2和第二采樣電容器4之間的節(jié)點(diǎn)電壓。
此刻，處于電平b的輸入電壓A被施加到輸入端。因此，施加到第一采樣電容器3的電壓是處于電平b的輸入電壓A，并且第一模擬開關(guān)1和第一采樣電容器3之間的電壓B處于電平b。
接下來，在時(shí)刻t4(＞t3)執(zhí)行第三控制。也就是說，由控制部件33的控制信號(hào)斷開第一模擬開關(guān)1。因?yàn)樵跁r(shí)刻t4斷開了第一模擬開關(guān)1，所以第一模擬開關(guān)1的寄生電容發(fā)生了改變，并且這將電壓B從輸入電壓的處于電平b的電壓改變?yōu)橛呻妷害?所變換的電壓，所述電壓B是第一模擬開關(guān)1和第一采樣電容器3之間的節(jié)點(diǎn)電壓。在這種情況下，因?yàn)橛捎陔娐窐?gòu)造和時(shí)序，電壓α1和電壓α2具有相同的電壓，所以電壓B的采樣電壓具有電平e。
接下來，在時(shí)刻t5(＞t4)執(zhí)行第四控制。也就是說，由控制部件33的控制信號(hào)導(dǎo)通第二模擬開關(guān)2。因?yàn)樵跁r(shí)刻t5的時(shí)候?qū)说诙M開關(guān)2，所以第二模擬開關(guān)2的寄生電容發(fā)生了改變，并且這將電壓C從處于電平b的電壓改變?yōu)橛呻妷害?所變換的電壓，所述采樣電壓C是第二模擬開關(guān)2和第二采樣電容器4之間的節(jié)點(diǎn)電壓。此時(shí)，α2和α3的電壓具有相同的電壓。這是參考圖3來描述的。
圖3示意地舉例說明了本發(fā)明的構(gòu)造。圖4是示出圖3所示第二模擬開關(guān)2的具體構(gòu)造的示意圖。
在圖3中示出了模擬開關(guān)2、第一電容器3和第二電容器4。第一電容器3是與第二電容器4相同的電容器并且具有相同的電容。
如圖4所示，模擬開關(guān)2是由Pch晶體管(P溝道晶體管)8和Nch晶體管(N溝道晶體管)9所構(gòu)造的。在圖4中，標(biāo)號(hào)10表示模擬開關(guān)2的寄生電容。在圖3和4中，S表示模擬開關(guān)2的源極，而D表示模擬開關(guān)2的漏極。此外，在圖3和4中，GP表示Pch晶體管的柵極信號(hào)，而GN表示Nch晶體管的柵極信號(hào)。
圖5是示出圖3所示構(gòu)造的操作的時(shí)序圖。在圖5中，最下面一條線表示模擬開關(guān)2的源極S和漏極D的電壓。此外，在圖5中，GP表示Pch晶體管8的柵極信號(hào)，而GN表示Nch晶體管9的柵極信號(hào)。
假定在模擬開關(guān)2處于導(dǎo)通并且模擬開關(guān)2的每一端均是電壓A的狀態(tài)下，以某種方法用電荷對(duì)圖3所示第一和第二電容器3和4進(jìn)行充電。接下來，當(dāng)斷開模擬開關(guān)2時(shí)，模擬開關(guān)2的柵極對(duì)源極S和漏極D的電壓關(guān)系發(fā)生了改變，因此模擬開關(guān)2的寄生電容發(fā)生了改變以便由電壓α3引起到電壓A的變化。
在這里應(yīng)該注意這樣的事實(shí)，因?yàn)楫?dāng)斷開模擬開關(guān)2且此后除非發(fā)生泄漏電流再次導(dǎo)通模擬開關(guān)2時(shí)恢復(fù)了柵極對(duì)模擬開關(guān)2的源極S和漏極D的電壓關(guān)系，所以也恢復(fù)了寄生電容中的變化，并且電容器的電壓被恢復(fù)到初始電壓A。因此，由于在圖3所示結(jié)構(gòu)中所執(zhí)行的導(dǎo)通和斷開狀態(tài)之間進(jìn)行切換的時(shí)候模擬開關(guān)的寄生電容中的變化，所以，雖然電容器4的充電電壓發(fā)生改變，但是仍存在如圖5所示的反復(fù)。
如果將圖3的狀態(tài)施加到圖1，則數(shù)字2相當(dāng)于第二模擬開關(guān)，數(shù)字3相當(dāng)于第一采樣電容器，以及數(shù)字4相當(dāng)于第二采樣電容器。
在圖1的電路圖和圖2的時(shí)序圖的情況下，在其中在時(shí)刻t4時(shí)第一模擬開關(guān)1處于斷開狀態(tài)的階段中，圖1的電路相當(dāng)于圖3的模擬開關(guān)2的斷開狀態(tài)。
當(dāng)圖3的電容器3和4的初始電壓等于圖1的輸入電壓A(電平b)時(shí)，施加到圖3的模擬開關(guān)2的柵極、漏極、源極和底柵極的電壓與在時(shí)刻t3和t5向模擬開關(guān)2施加的電壓以及在時(shí)刻t4向模擬開關(guān)1施加的電壓相同，因此在由圖1和2中所示的α1和α2所表示的電壓和在圖2和5中由α3表示的電壓之間，等式α1＝α2＝α3成立。
因此，在該實(shí)施例的采樣保持電路中，當(dāng)在圖2的t5時(shí)刻圖1的模擬開關(guān)2再一次被導(dǎo)通時(shí)，電壓B和電壓C預(yù)計(jì)可具有如圖3的模型中初始電壓的電平b。
實(shí)際上，當(dāng)圖3的模擬開關(guān)2斷開時(shí)，在圖2的時(shí)序圖中的時(shí)刻t4處的圖1的第二模擬開關(guān)2兩端間的電壓與圖3的模擬開關(guān)2兩端間的電壓相差電壓α1，因此電壓α1、α2與α3嚴(yán)格來說不相同，而是以所產(chǎn)生誤差略微地不同。然而，該實(shí)施例的采樣保持電路中產(chǎn)生的誤差比傳統(tǒng)采樣保持電路中產(chǎn)生的誤差少得多，與傳統(tǒng)情況相比較可更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)LCD板上的顯示。
圖6是具有該實(shí)施例的采樣保持電路的LCD驅(qū)動(dòng)器17的方框圖。采樣保持電路包括模擬S/H電路部件11、DA轉(zhuǎn)換器120和控制部件33。
6[位]×3(R·G·B)(＝18[位])的輸入圖像數(shù)據(jù)被一次輸入到LCD驅(qū)動(dòng)器17。DA轉(zhuǎn)換器120將LCD顯示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)并且向模擬S/H電路部件11輸出該模擬數(shù)據(jù)。此外，模擬S/H電路部件11采樣并保持來自DA轉(zhuǎn)換器120的該模擬數(shù)據(jù)并且輸出LCD驅(qū)動(dòng)電壓。
詳細(xì)地，DA轉(zhuǎn)換器120將該輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成由64級(jí)灰度的電壓數(shù)據(jù)所表示的模擬數(shù)據(jù)。DA轉(zhuǎn)換器120具有三調(diào)諧電路的轉(zhuǎn)換器，并且能夠一次處理顏色(R·G·B)數(shù)據(jù)。
DA轉(zhuǎn)換器120在DA轉(zhuǎn)換之后連續(xù)地向模擬S/H電路部件11傳遞所獲得的模擬值。也就是說，當(dāng)接收到輸入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，DA轉(zhuǎn)換器120促使將輸入圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)，并且向模擬S/H電路部件11輸出所轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)。
轉(zhuǎn)換時(shí)序由控制部件13控制?？蓪腄A轉(zhuǎn)換器120到模擬S/H電路部件11的輸出傳遞到一個(gè)關(guān)于每個(gè)顏色(R·G·B)的信號(hào)線上。
圖7是示出圖6中的模擬S/H電路部件11的構(gòu)造的示意圖。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖7中的輸入電壓A是從圖6中的DA轉(zhuǎn)換器120中輸出的。
圖7所示模擬S/H電路部件11具有其中并聯(lián)連接了兩組圖1所示取樣保持電路部件的結(jié)構(gòu)。詳細(xì)地，模擬S/H電路部件11具有第一采樣保持電路部件12和第二采樣保持電路部件13。第一采樣保持電路12的第一和第二模擬開關(guān)1和2以及第二采樣保持電路部件13的第一和第二模擬開關(guān)6和7全部是相同的模擬開關(guān)。此外，第一采樣保持電路部件12的采樣電容器3和4以及第二采樣保持電路部件13的采樣電容器8和9全部是相同的電容器。
第一采樣保持電路部件12和第二采樣保持電路部件13連接到LCD驅(qū)動(dòng)輸出放大器104的一個(gè)輸入。這樣來構(gòu)成是為了在一個(gè)采樣保持電路通過LCD驅(qū)動(dòng)輸出放大器104來驅(qū)動(dòng)LCD板的同時(shí)，另一個(gè)采樣保持電路采樣并保持下一階段的驅(qū)動(dòng)電壓，如在圖11的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中那樣。借助于切換電路(未顯示)，執(zhí)行在保持LCD驅(qū)動(dòng)電壓和采樣下一階段的電壓之間的交替切換。
作為集成電路的一個(gè)例子(未顯示)，第一采樣保持電路部件12和第二采樣保持電路部件13被合并在同一個(gè)大規(guī)模集成電路(LSI)中。第一模擬開關(guān)1和第二模擬開關(guān)2都是用多個(gè)晶體管構(gòu)造的，并且，在大規(guī)模集成電路中，構(gòu)成第一模擬開關(guān)1的多個(gè)晶體管的布局和構(gòu)成第二模擬開關(guān)2的多個(gè)晶體管的布局是相同的。同樣，第一模擬開關(guān)6和第二模擬開關(guān)7都是用多個(gè)晶體管構(gòu)造的，并且，在大規(guī)模集成電路中，構(gòu)成第一模擬開關(guān)6的多個(gè)晶體管的布局和構(gòu)成第二模擬開關(guān)7的多個(gè)晶體管的布局是相同的。
此外，在大規(guī)模集成電路中，第一采樣電容器3的組件(電極板等等)的布局和第二采樣電容器4的組件的布局彼此一致。同樣，第一采樣電容器8的組件(電極板等等)的布局和第二采樣電容器9的組件的布局彼此一致。
此外，在大規(guī)模集成電路中，第一采樣保持電路部件12和第二采樣保持電路部件13的布局構(gòu)造也相同。
在圖7中，CK11A、CK21A、CK11B和CK21B表示由圖6中的控制部件33向第一和第二采樣保持電路部件12和13的模擬開關(guān)1、2、6和7輸出的控制信號(hào)，以及第一和第二采樣保持電路部件之一按照類似于圖2那樣的順序采樣并保持輸入電壓。不執(zhí)行采樣保持的另一個(gè)第一和第二采樣保持電路部件12和13維持電壓保持狀態(tài)。
圖8是當(dāng)實(shí)施例的采樣保持電路被用于LCD驅(qū)動(dòng)器時(shí)的時(shí)序圖。在圖8中，CK1A和CK1B是第一次輸出的模擬開關(guān)的控制信號(hào)，CK2A和CK2B是第二次輸出的模擬開關(guān)的控制信號(hào)，以及CKnA和CKnB是第n次輸出(n自然數(shù))的模擬開關(guān)的控制信號(hào)。此外，在圖8中，用圓括號(hào)括起的數(shù)字諸如(2)和(64)表示灰度電壓。此外，輸入A是所輸入的電壓，每次輸出時(shí)均輸入64級(jí)灰度的電壓的電壓數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
如圖8所示，當(dāng)控制信號(hào)CK1A和CK1B被輸出到采樣保持電路部件以便第一次輸出時(shí)，控制信號(hào)CK2A和CK2B接下來被輸出到該采樣保持電路部件以便第二次輸出。例如，在100次輸出的情況下，控制信號(hào)隨后依次被輸出到采樣保持電路部件以便第3次輸出、第4次輸出、…、第99次輸出和第100次輸出，并且控制信號(hào)CK1A和CK1B被輸出到該采樣保持電路部件以便在第100次輸出之后進(jìn)行第一次輸出。在這種情況下，當(dāng)然每次輸出操作都類似于參考圖2所描述的操作。
當(dāng)實(shí)施例的采樣保持電路是集成電路一部分時(shí)，在其中第一模擬開關(guān)1和第二模擬開關(guān)2是用相同的模擬開關(guān)構(gòu)造的并且第一采樣電容器3和第二采樣電容器4是用相同的電容器構(gòu)造的情況中，可在結(jié)構(gòu)上降低采樣保持電路的誤差。
例如，第一模擬開關(guān)1是用p溝道晶體管和n溝道晶體管構(gòu)造的。另外，第一模擬開關(guān)1的p溝道晶體管和第二模擬開關(guān)2的p溝道晶體管8(見圖4)是用相同的p溝道晶體管構(gòu)造的，而第一模擬開關(guān)1的n溝道晶體管和第二模擬開關(guān)2的n溝道晶體管9(見圖4)是用相同的n溝道晶體管構(gòu)造的。此外，使得第一采樣電容器3的上部和下部電極板的面積以及電極板之間的距離分別與第二采樣電容器4的上部和下部電極板的面積以及電極板之間的距離一致。用這個(gè)方案，晶體管的寄生電容相同，并且電容器的電容也相同。因此，可在結(jié)構(gòu)上降低采樣保持電路的誤差。
當(dāng)實(shí)施例的采樣保持電路嵌入在諸如LCD驅(qū)動(dòng)設(shè)備或模擬信號(hào)處理器之類的半導(dǎo)體設(shè)備中時(shí)，可在諸如LCD驅(qū)動(dòng)設(shè)備或模擬信號(hào)處理器之類的半導(dǎo)體設(shè)備的采樣保持電路中校正并降低由寄生電容引起的采樣電壓誤差，并且不需要由于校正影響而增大采樣保持電路中的采樣電容。因此，可降低芯片尺寸，并且可降低采樣時(shí)間。因此，可顯著地改善半導(dǎo)體設(shè)備的性能。
因此，描述了本發(fā)明的實(shí)施例，很顯然在許多方面可對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行改變。這種變化不被認(rèn)為是偏離本發(fā)明的精神和范圍，并且對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的所有這些修改被認(rèn)為是包括在下列權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種采樣保持電路，包括第一模擬開關(guān)；第一采樣電容器，其連接在第一模擬開關(guān)的輸出端和地之間；第二模擬開關(guān)，其輸入端與第一模擬開關(guān)和第一采樣電容器之間的節(jié)點(diǎn)相連；第二采樣電容器，連接在第二模擬開關(guān)的輸出端和地之間；以及控制部件，用于執(zhí)行導(dǎo)通第一和第二模擬開關(guān)的第一控制，此后執(zhí)行用于在第一模擬開關(guān)導(dǎo)通的狀態(tài)下斷開第二模擬開關(guān)的第二控制，隨后執(zhí)行用于在第二模擬開關(guān)斷開的狀態(tài)下斷開第一模擬開關(guān)的第三控制，以及隨后執(zhí)行用于在第一模擬開關(guān)斷開的狀態(tài)下導(dǎo)通第二模擬開關(guān)的第四控制。
2.如權(quán)利要求1的采樣保持電路，其中控制部件在其中施加到第一模擬開關(guān)的輸入端的輸入電壓大致不變期間，執(zhí)行第一、第二、第三和第四控制。
3.如權(quán)利要求2的采樣保持電路，包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其根據(jù)外部輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出模擬電壓，其中輸入電壓是從數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓。
4.如權(quán)利要求1的采樣保持電路，其中第一采樣電容器具有與第二采樣電容器的電容相等的電容。
5.如權(quán)利要求1的采樣保持電路，其中第一模擬開關(guān)是用至少一個(gè)晶體管構(gòu)成的，第二模擬開關(guān)是用至少一個(gè)晶體管構(gòu)成的，以及由構(gòu)成第一模擬開關(guān)的至少一個(gè)晶體管引起的寄生電容等于由構(gòu)成第二模擬開關(guān)的至少一個(gè)晶體管引起的寄生電容。
6.如權(quán)利要求1的采樣保持電路，其中第一模擬開關(guān)是用第一p溝道晶體管和第一n溝道晶體管構(gòu)成的，第二模擬開關(guān)是用第二p溝道晶體管和第二n溝道晶體管構(gòu)成的，以及由第一p溝道晶體管和第一n溝道晶體管引起的第一模擬開關(guān)的寄生電容等于由第二p溝道晶體管和第二n溝道晶體管引起的第二模擬開關(guān)的寄生電容。
7.如權(quán)利要求1的采樣保持電路，其中第一采樣電容器和第二采樣電容器嵌入在同一個(gè)集成電路中，以及第一采樣電容器大致與第二采樣電容器相同。
8.如權(quán)利要求7的采樣保持電路，其中第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)嵌入在具有第一采樣電容器和第二采樣電容器的集成電路中，其中，第一個(gè)模擬開關(guān)是由多個(gè)晶體管構(gòu)成的，第二模擬開關(guān)是由多個(gè)晶體管構(gòu)成的，以及構(gòu)成第一模擬開關(guān)的多個(gè)晶體管的布局等于構(gòu)成第二模擬開關(guān)的多個(gè)晶體管的布局。
9.一種包含如權(quán)利要求1的采樣保持電路的半導(dǎo)體設(shè)備。
全文摘要
第一采樣電容器3連接在第一模擬開關(guān)1的輸出端和地之間，并且第二模擬開關(guān)2的輸入端連接到第一模擬開關(guān)1和第一采樣電容器3之間的節(jié)點(diǎn)。第二采樣電容器4連接在第一模擬開關(guān)1的輸出端和地之間。在輸入電壓被施加到第一模擬開關(guān)1的輸入端的狀態(tài)下，控制部件導(dǎo)通第一和第二模擬開關(guān)1和2，此后斷開第二模擬開關(guān)2，隨后斷開第一模擬開關(guān)1以及隨后導(dǎo)通第二模擬開關(guān)2。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1841490SQ20061007398
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者平島博之 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社