(57)【要約】      （修正有）【課題】第１、第２の端子の入力電圧の電位差が大きくても高精度に電圧出力し、オフセットをキャンセルする差動増幅器の提供。【解決手段】電流源(113、114)で駆動される第１、第２の差動対(101、102)、(103、104)と、第１の差動対の入力対と端子（T1、T2）と出力端子(3)間に接続されたスイッチ(151、152、153、154)と、第２の差動対の入力対と端子（T1、T2）と出力端子の間に接続されたスイッチ(155、156、157、158)を備え、第１の差動の第１及び第２の入力が端子（T1）及び出力端子に夫々接続され、第２の差動対の第１及び第２の入力が端子（T2）及び出力端子に夫々接続される第１の接続状態と、第１の差動対の第１及び第２の入力が出力端子及び端子（T2）に夫々接続され、第２の差動対の第１及び第２の入力が出力端子及び端子（T1）に夫々接続される第２の接続状態を切替制御する。【選択図】図１
2006310959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を入力する第１及び第２の端子と、
信号を出力する第３の端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
を備え、さらに、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、
を切替制御する接続切替回路を備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項２】
信号を入力する第１及び第２の端子と、
信号を出力する第３の端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、
を切替制御する接続切替回路を備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項３】
信号を入力する第１及び第２の端子と、
信号を出力する第３の端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により個別に駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第３の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続される第４の接続状態と、
を切替制御する接続切替回路を備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項４】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記増幅段の入力端に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記増幅段の入力端に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の差動増幅器。
【請求項５】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅段が、差動増幅段で構成され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態では、前記第１及び第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の一方及び他方にそれぞれ接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１及び前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の前記他方及び前記一方にそれぞれ接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の差動増幅器。
【請求項６】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態と前記第３の接続状態では、前記第１の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力として、前記増幅段の入力端に接続され、
前記第２の接続状態と前記第４の接続状態では、前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力として、前記増幅段の入力端に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項３記載の差動増幅器。
【請求項７】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅段が、差動増幅段で構成され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態と前記第３の接続状態では、前記第１及び第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の一方及び他方にそれぞれ接続され、
前記第２の接続状態と前記第４の接続状態では、前記第１及び前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の前記他方及び前記一方にそれぞれ接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項３記載の差動増幅器。
【請求項８】
前記負荷回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに、前記増幅段の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅段の入力に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の差動増幅器。
【請求項９】
前記負荷回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態と前記第３の接続状態では、前記第１の接続点が、前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅段の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は、前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２の接続状態と前記第４の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅段の入力端に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項３記載の差動増幅器。
【請求項１０】
２つの信号電圧がそれぞれ入力される第１、第２の端子と、
出力信号を出力する第３の端子と、
第１の電源に一端が接続された第１、第２の電流源によりそれぞれ駆動される第１、第２の差動対と、
前記第１、第２の差動対の出力対と第２の電源間に接続され、前記第１、第２の差動対の出力電流を合成し、その合成電流に基づいた電圧を出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路の出力端と前記第３の端子との間に接続された増幅回路と、
を備え、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子と前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子と前記第３の端子にそれぞれ接続された第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子と前記第２の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子と前記第１の端子にそれぞれ接続された第２の接続状態と、
の前記第１及び第２の接続状態を切り替える接続切替回路と、
を備えたことを特徴とする差動増幅器。
【請求項１１】
前記接続切替回路が、前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力と前記第１及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第１及び第２のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第３及び第２の端子との間にそれぞれ接続された第３及び第４のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第２及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第５及び第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第３及び第１の端子との間に接続された第７及び第８のスイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項１又は１０記載の差動増幅器。
【請求項１２】
前記第１の接続状態には、
前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオンとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオフとされ、
前記第２の接続状態には、
前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオフとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオンとされる、ことを特徴とする請求項１１に記載の差動増幅器。
【請求項１３】
２つの信号電圧がそれぞれ入力される第１、第２の端子と、
出力信号を出力する第３の端子と、
第１の電源に一端が接続された第１、第２の電流源によりそれぞれ駆動される第１、第２の差動対と、
前記第１、第２の差動対の出力対と第２の電源間に接続され、前記第１、第２の差動対の出力電流を合成し、その合成電流に基づいた電圧を出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路の出力端と前記第３の端子との間に接続された増幅回路と、
を備え、
前記第１の差動対の入力対の第１の入力が前記第１の端子に接続され第２の入力が前記第３の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１の入力が前記第２の端子に接続され第２の入力が前記第３の端子に接続された第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第１の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第２の端子に接続された第２の接続状態と、
の前記第１及び第２の接続状態を切り替える接続切替回路と、
を備えたことを特徴とする差動増幅器。
【請求項１４】
前記接続切替回路が、前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第１及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第１及び第２のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第３及び第１の端子との間にそれぞれ接続された第３及び第４のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の第１の入力と、前記第２及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第５及び第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第２の入力と前記第３及び第２の端子との間にそれぞれ接続された第７及び第８のスイッチと、を備えたことを特徴とする請求項２又は１３記載の差動増幅器。
【請求項１５】
前記第１の接続状態には、
前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオンとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオフとされ、
前記第２の接続状態には、前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオフとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオンとされる、ことを特徴とする請求項１４に記載の差動増幅器。
【請求項１６】
前記接続切替回路が、前記第１及び第２の接続状態に加え、さらに、
前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第２の端子に接続され前記第２の入力が前記第３の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第１の端子に接続され前記第２の入力が前記第３の端子に接続された第３の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第１の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第２の端子に接続された第４の接続状態と、
の前記第１、第２、第３、及び第４の接続状態を、所定の順序にしたがって切り替える、ことを特徴とする請求項１０記載の差動増幅器。
【請求項１７】
前記接続切替回路が、前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第１、第２、及び第３のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第４、第５、及び第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間に接続された第７、第８、及び第９のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間に接続された第１０、第１１、及び第１２のスイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項３又は１６記載の差動増幅器。
【請求項１８】
前記第１の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第１、第６、第８、及び第１２のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされ、
前記第２の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第３、第５、第９、及び第１０のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされ、
前記第３の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第２、第６、第７、及び第１２のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされ、
前記第４の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第３、第４、第９、及び第１１のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされる、ことを特徴とする請求項１７に記載の差動増幅器。
【請求項１９】
前記第１及び第２の端子へそれぞれ入力される２つの信号電圧を入れ替える入力切替回路を更に備えたことを特徴とする請求項１、２、１０乃至１５のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２０】
請求項１０乃至１５のいずれか一に記載の前記差動増幅器の前記第１の電流源及び第２の電流源が共通の電流源よりなる、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項２１】
前記電流電圧変換回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅回路の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は、前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに、前記増幅回路の入力に接続される、ことを特徴とする請求項１０又は１３に記載の差動増幅器。
【請求項２２】
前記電流電圧変換回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記第１、第３の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅回路の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は、前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２、第４の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅回路の入力に接続される、ことを特徴とする請求項１６記載の差動増幅器。
【請求項２３】
前記カレントミラーを構成する２つのトランジスタの制御端子と出力端子との間にそれぞれスイッチを備え、
前記第１、第２の接続点と前記増幅回路の入力との間に、それぞれスイッチを備えている、請求項８、９、２１、２２のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２４】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅回路が、差動増幅回路よりなり、
前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の一方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の他方に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記他方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記一方に接続される、ことを特徴とする請求項１０又は１３に記載の差動増幅器。
【請求項２５】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅回路が、差動増幅回路よりなり、
前記第１、第３の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の一方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の他方に接続され、
前記第２、第４の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記他方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記一方に接続される、ことを特徴とする請求項１６記載の差動増幅器。
【請求項２６】
前記第１の接続点と前記差動増幅回路の入力対の前記一端及び前記他端との間にそれぞれスイッチを備え、
前記第２の接続点と前記差動増幅回路の入力対の前記一端及び前記他端との間にそれぞれスイッチを備えている、ことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の差動増幅器。
【請求項２７】
入力されたデジタルデータ信号に基づきデータ線を駆動するデータドライバにおいて、
請求項１乃至２６のいずれか一に記載の前記差動増幅器を備えたことを特徴とするデータドライバ。
【請求項２８】
請求項２７記載の前記データドライバにおいて、
前記複数のデータ線を駆動する複数の前記差動増幅器と、複数の前記差動増幅器のそれぞれの前記接続切替回路を制御する接続切替信号とを備え、
複数の前記差動増幅器が２つのグループに分けられ、
前記接続切替信号は、
一のグループの前記差動増幅器を前記第１の接続状態に制御するとき、他のグループの前記差動増幅器を前記第２の接続状態に制御し、
前記一のグループの前記差動増幅器を前記第２の接続状態に制御するとき、前記他のグループの前記差動増幅器を前記第１の接続状態に制御する、ことを特徴とするデータドライバ。
【請求項２９】
請求項１乃至２６のいずれか一に記載の前記差動増幅器を含むデータドライバと、
表示パネルと、
を備え、
前記データドライバの出力信号に基づき、前記表示パネルのデータ線を駆動してなる、ことを特徴とする表示装置。
【請求項３０】
一の方向に互いに平行に延在された複数本のデータ線と、
前記一の方向に直交する方向に互いに平行に延在された複数本の走査線と、
前記複数本のデータ線と前記複数本の走査線の交差部にマトリクス状に配置された複数の画素電極と、
を備え、
前記複数の画素電極のそれぞれに対応して、ドレイン及びソースの一方が対応する前記画素電極に接続され、前記ドレイン及びソースの第２の入力が対応する前記データ線に接続され、ゲートが対応する前記走査線に接続されている、複数のトランジスタを有し、
前記複数の走査線に対して走査信号をそれぞれ供給するゲートドライバと、
前記複数のデータ線に対して入力データに対応した階調信号をそれぞれ供給するデータドライバと、
を備え、
前記データドライバは、請求項２７又は２８記載の表示装置の前記データドライバよりなる、ことを特徴とする表示装置。
【請求項３１】
第１及び第２の信号と、
出力信号を出力する出力端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が出力端子に接続されている増幅段と、
切替回路と、
を備えた差動増幅器の駆動方法であって、
前記切替回路が、前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力される第２の状態と、
を切替制御する、ことを特徴とする差動増幅器の駆動方法。
【請求項３２】
第１及び第２の信号と、
出力信号を出力する出力端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
切替回路と、
を備えた差動増幅器の駆動方法であって、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力される第２の状態と、
を切替制御する、ことを特徴とする差動増幅器の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動増幅器及びそれを用いた表示装置のデータドライバ、差動増幅器の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、表示装置は、薄型、軽量、低消費電力を特徴とする液晶表示装置（ＬＣＤ）が幅広く普及し、携帯電話機（モバイルフォン、セルラフォン）やＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、ノートＰＣ等のモバイル機器の表示部に多く利用されてきた。しかし最近では液晶表示装置の大画面化や動画対応の技術も高まり、モバイル用途だけでなく据置型の大画面表示装置や大画面液晶テレビも実現可能になってきている。これらの液晶表示装置としては、高精細表示が可能なアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置が利用されている。
【０００３】
はじめに、図３４を参照して、アクティブマトリクス駆動方式の表示装置の典型的な構成について概説しておく。図３４（Ａ）を参照すると、一般に、アクティブマトリクス駆動方式の表示装置の表示部９６０は、画素部９５０がマトリックス状に配置され（例えばカラーＳＸＧＡパネルの場合、１２８０×３画素列×１０２４画素行）、また走査線９６１及びデータ線９６２が格子状に配線された半導体基板よりなる。走査線９６１及びデータ線９６２はそれぞれゲートドライバ９７０及びデータドライバ９８０に接続され、ゲートドライバ９７０は走査線９６１を介して画素９５０へ走査信号を供給し、データドライバ９８０はデータ線９６２を介して画素９５０へ映像データに対応した階調電圧信号を供給する。また、ゲートドライバ９７０及びデータドライバ９８０は、表示コントローラー（不図示）によって制御され、それぞれ必要なクロックCLK、制御信号、電源電圧等が表示コントローラーより供給され、映像データはデータドライバ９８０に供給される。なお現在では、映像データはデジタルデータが主流となっている。
【０００４】
図３４（Ｂ）には、液晶表示装置における画素部９５０（１画素）の主要な構成が等価回路で模式的に示されている。画素部９５０は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）９５１、画素電極９５２、液晶（容量）９５３、コモン電極９５４を備えている。ＴＦＴ９５１は、スイッチング素子として、データ線９６２と画素電極９５２との間に接続され、その制御端は走査線９６１に接続されている。また、液晶（容量）９５３は、画素電極９５２とコモン電極９５４との間に挟まれた液晶が容量素子として機能する。なお、コモン電極９５４は、一般的に半導体基板と対面する対向基板に、面全体に１つの透明な電極として形成される。また液晶は半導体基板と対向基板の２枚の基板の間に封入される。
【０００５】
表示の仕組みは、スイッチング機能を持つＴＦＴ９５１のオン・オフが走査信号により制御され、ＴＦＴ９５１がオンとなるときに、映像データ信号に対応した階調電圧信号が画素電極９５２に供給され、各画素電極９５２とコモン電極９５４との間の電位差により液晶の透過率が変化し、ＴＦＴ９５１がオフとされた後も該電位差を液晶容量９５３で一定期間保持することによって画像を表示するものである。なお、該電位を安定に保持するため、画素電極９５２とコモン電極９５４との間に蓄積容量等が設けられることもある。
【０００６】
１画面分のデータの書き換えは、通常１フレーム期間（１／６０・秒）で行われ、各走査線で１画素行毎（ライン毎）、順次、選択（ＴＦＴがオン）され、選択期間内に、各データ線より、階調電圧信号が供給される。
【０００７】
また、走査線９６１及びデータ線９６２は、それぞれの配線抵抗と、互いの交差部に生じる容量や対向基板電極との間に挟まれる液晶容量等による大きな配線容量をもつため、ゲートドライバ９７０及びデータドライバ９８０は、それぞれ、高い駆動能力が必要とされ、画面サイズや解像度が高いほど高い駆動能力が必要となる。
【０００８】
ゲートドライバ９７０は、少なくとも２値の走査信号を供給すればよいのに対し、データドライバ９８０は、データ線を、階調数に応じた多値レベルの階調電圧信号で駆動することが必要とされる。このため、データドライバ９８０は、映像データを階調電圧信号に変換するデコーダと、その階調信号電圧をデータ線９６２に増幅出力する演算増幅器よりなるデジタル・アナログ変換回路（ＤＡＣ）を備えている。
【０００９】
近時、液晶表示装置において、高画質化（多色化）が進み、少なくとも２６万色（ＲＧＢ各６ビット映像データ）、さらには、２６８０万色（ＲＧＢ各８ビット映像データ）以上の需要が高まっている。
【００１０】
このため、多ビット映像データに対応した階調電圧信号を出力するデータドライバは、極めて高精度な電圧出力が要求され、また映像データを処理する回路部の素子数が増加し、データドライバＬＳＩのチップ面積が増加し、その結果、コスト高を招く要因となってきている。
【００１１】
多ビット化しても、データドライバＬＳＩのチップ面積の増加を抑えるようにした構成が後記特許文献１に提案されている。図３５は、後記特許文献１で提案されているデータドライバの構成の一例（後記特許文献１の第１６図に対応する）である。図３５を参照すると、このデータドライバは、ラッチアドレスセレクタ９８１と、ラッチ９８２と、階調電圧発生回路９８６と、デコーダ９８７と、アンプ回路９８８を含んで構成される。
【００１２】
ラッチアドレスセレクタ９８１は、クロック信号ＣＬＫに基づき、データラッチのタイミングを決定する。
【００１３】
ラッチ９８２は、ラッチアドレスセレクタ９８１で決定されたタイミングに基づいて、映像デジタルデータをラッチし、ＳＴＢ信号（ストローブ信号）に応じて、一斉に、各デコーダ９８７にデータを出力する。
【００１４】
階調電圧発生回路９８６は、２階調おきに階調電圧を生成し、デコーダ９８７の階調電圧線数を、従来（後記特許文献１出願時基準）の約１／２に減らしている。
【００１５】
デコーダ９８７は、映像データに応じて、２つの階調電圧を選択してアンプ回路９８８に出力する。
【００１６】
アンプ回路９８８は、入力された２つの階調電圧、及び、２つの階調電圧の中間の階調電圧を増幅出力することができる。
【００１７】
後記特許文献１に記載される構成は、２つの階調電圧を入力し、２つの階調電圧の一方とその中間電圧を出力するアンプ回路９８８を具備することで、デコーダ９８７の階調電圧線数を半分に削減し、デコーダ９８７の回路規模を削減し、省面積化すなわち低コスト化の実現を目指すものである。したがって、映像データ信号の多ビット化に対して、データドライバＬＳＩのチップ面積の増加を抑えることができる。
【００１８】
なお、アンプ回路９８８に好適なアンプとして、後記特許文献１の第５（ｂ）図に示すような構成が提案されている。後記特許文献１の第５（ｂ）図に示す構成では、差動対の出力が、ダイオード接続されたカレントミラーの入力端となっており、差動増幅器として機能しない構成であると思料されるが、アンプ回路９８８の特徴は、トランジスタ極性は異なるが、後記特許文献３の第１５図の８５−１に示すようなアンプであるものと推量される（本発明者の検討による）。
【００１９】
一方、多ビット化に対してデータドライバの出力電圧の高精度化を実現する構成が後記特許文献２に提案されている。後記特許文献２によれば、液晶表示装置の駆動方法において、アンプ回路から、所定周期ごとに、オフセット電圧が加算された映像信号電圧と、オフセット電圧が減算された映像信号電圧とを、交互に映像信号線（データ線）に出力することにより、オフセットにより生じる液晶表示装置の輝度の上昇及び低下を相殺することができ、表示品質を向上することができる。
【００２０】
上記駆動方法を実現するアンプ回路として、後記特許文献２では、ボルテージフォロワ回路の実施例が開示されているが、ボルテージフォロワ回路のアンプ回路では、省面積化はできない。
【００２１】
そこで、後記特許文献１で提案されている、２つの階調電圧を入力し、２つの階調電圧の一方とその中間電圧を出力するアンプ回路において、特許文献２の駆動方法を実現する構成が、後記特許文献３に提案されている。
【００２２】
図３６は、後記特許文献３で提案されているデータドライバの出力部のアンプ回路の構成の一例（後記特許文献３の第１５図に対応する）である。図３６を参照すると、アンプ８５−１と、スイッチ回路４２で構成される。アンプ８５−１は、ソースが共通接続され第１差動対をなすトランジスタＱ１１、Ｑ１２のそれぞれと並列に、第２差動対をなすトランジスタＱ１４、Ｑ１３が並列接続されており、第１及び第２の差動対は、共通の電流源Ｑ１で駆動され、第１及び第２の差動対の出力対には、カレントミラー（Ｑ３、Ｑ４）が負荷回路として共通接続される。カレントミラー（Ｑ３、Ｑ４）の出力端（トランジスタＱ４のドレイン）とトランジスタＱ１２、Ｑ１３との共通接続点が差動段の出力とされ、増幅トランジスタＱ５のゲートに入力される。トランジスタＱ１２、Ｑ１３のゲートが非反転入力端になっており、トランジスタＱ１１、Ｑ１４のゲートが反転入力端になっている。アンプ８５−１のトランジスタＱ１１、Ｑ１４のゲートと出力端ＯＵＴが接続され、トランジスタＱ１２、Ｑ１３のゲートに、２つの階調電圧が入力されると、出力端ＯＵＴより２つの階調電圧の中間電圧が出力可能となる。
【００２３】
図３６に示した構成のアンプは、
・２つの入力階調電圧が同一電圧のときに、出力電圧は入力階調電圧と等しく、
・２つの入力階調電圧が異なるときに、出力電圧は２つの入力階調電圧の中間電圧となる。
【００２４】
すなわち、図３６に示したアンプは、図３５のアンプ回路９８８として好適なものとなっている。また、図３６に示したアンプは、後記特許文献４の第５図（差動対を２つ備えた構成の差動増幅器）においても提案されている。
【００２５】
後記特許文献３によれば、アンプ８５−１の各差動入力端と、第１及び第２階調電圧がそれぞれ与えられた端子ＩＮ１、ＩＮ２及び出力端ＯＵＴとの接続は、スイッチ回路４２によって制御され、
・トランジスタＱ１２、Ｑ１３のゲートがそれぞれＩＮ１、ＩＮ２に接続され、トランジスタＱ１１、Ｑ１４のゲートが出力端ＯＵＴに接続された第１の状態と、
・トランジスタＱ１２、Ｑ１３のゲートがそれぞれＩＮ２、ＩＮ１に接続され、トランジスタＱ１１、Ｑ１４のゲートが出力端ＯＵＴに接続された第２の状態と、
・トランジスタＱ１１、Ｑ１４のゲートがそれぞれＩＮ１、ＩＮ２に接続され、トランジスタＱ１２、Ｑ１３のゲートが出力端ＯＵＴに接続された第３の状態と、
・トランジスタＱ１１、Ｑ１４のゲートがそれぞれＩＮ２、ＩＮ１に接続され、トランジスタＱ１２、Ｑ１３のゲートが出力端ＯＵＴに接続された第４の状態と、
が所定の周期で切り替えられる。
【００２６】
このような４つの状態の切り替えを周期的に行うことにより、アンプ８５−１を構成するトランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットが、時間平均化されキャンセルされるとしている。
【００２７】
しかし、第３、第４の状態では、反転入力端に２つの階調電圧が入力されるため、所望の電圧を正しく出力することができないと推察される。図３６の場合、第１、第２の状態の切り替えに対しては、出力オフセットのキャンセルに一定の効果があると推察される。
【００２８】
また、図３６のアンプ８５−１よりも高い性能を有する構成が後記特許文献５に提案されている。特許文献５に開示された発明は、特許文献４の構成を改良したもので、特に出力電圧精度の性能を向上させる構成の提案である。
【００２９】
図３８は、後記特許文献５に提案されている複数個の差動対を備えたアンプの構成について、アンプ８５−１と比較するため、差動対が２つの場合のアンプとして示したものである。
【００３０】
図３８を参照すると、このアンプは、第１差動対をなすトランジスタＱ０Ａ、Ｑ０Ｂのそれぞれと並列に、第２差動対をなすトランジスタＱ１Ａ、Ｑ１Ｂが接続されており、各差動対は、それぞれ個別の電流源ＱＩ０、ＱＩ１で駆動され、各差動対の出力対はカレントミラー（ＱＬ１、ＱＬ２）が負荷回路として接続される。また、カレントミラー（ＱＬ１、ＱＬ２）の出力対と出力端子３との間に差動増幅器２０９が接続され、カレントミラー（ＱＬ１、ＱＬ２）の出力対は差動増幅器２０９の反転入力端（−）及び非反転入力端（＋）と接続され、差動増幅器２０９の出力端が出力端子に接続される。トランジスタＱ０Ｂ、Ｑ１Ｂのゲートは、出力端子３に接続され、トランジスタＱ０Ａ、Ｑ１Ａのゲートには２つの階調電圧ＩＮ１、ＩＮ２がそれぞれ入力される。
【００３１】
図３８のアンプは、図３６のアンプ８５−１と同様に、２つの入力階調電圧ＩＮ１、ＩＮ２の中間電圧を出力することができる。図３８のアンプが図３６のアンプ８５−１と大きく異なるのは、２つの差動対を駆動する電流源が差動対ごと個別化されている点である。これにより、図３８のアンプは、出力電圧精度を大幅に高めることができる。
【００３２】
なお、図３６と図３８のそれぞれのアンプにおいて、増幅段部分（図３６のアンプ８５−１の増幅トランジスタＱ５及び図３８の差動増幅器２０９）は様々な構成のバリエーションのひとつで、相互に置き換えも可能である。
【００３３】
【特許文献１】特開２００１−３４２３４公報（第５図、第１６図）
【特許文献２】特開平１１−２４９６２３公報
【特許文献３】特開２００１−３４３９４８公報（第１５図）
【特許文献４】米国特許第５３９６２４５号公報（第５図）
【特許文献５】米国特許第６２４６３５１号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
図３６に示したアンプ８５−１は、上記第１又は第２の状態において、２つの入力階調電圧の中間の電圧を出力する場合、２つの入力値の電圧差が大きいと、中間の電圧にならず、２つの入力電圧の一方の電圧値寄りにずれる、という課題（第１の課題）がある、ことが指摘されている（上記特許文献１の第１３頁、段落［０１１３］の記載参照）。
【００３５】
また本願発明者は、図３６のアンプ８５−１（前記特許文献２等に開示されている）の特性について調べ、アンプ８５−１の課題について検討したので以下に説明する。
【００３６】
図３７は、図３６のアンプ８５−１が、上記第１又は第２の状態において、２つの階調電圧ＩＮ１、ＩＮ２の中間電圧をＶｏｕｔとして出力するときの作用を説明するための図である。以下、図３６と図３７を参照して説明する。
【００３７】
アンプ８５−１の２つの差動対（Ｑ１１、Ｑ１２）、（Ｑ１３、Ｑ１４）の各トランジスタはそれぞれ同一サイズとし、トランジスタＱ１１、Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ１４に流れる電流をそれぞれＩ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ１４とする。図３７には、電圧ＩＮ１、ＩＮ２は、ＩＮ１＜ＩＮ２である場合の例が示されている。図３７は、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓの絶対値（縦軸）と、差動対の各トランジスタのゲート電圧Ｖ（横軸）との関係を示す図であり、トランジスタＱ１１〜Ｑ１４の特性曲線（｜Ｉｄｓ｜−Ｖｇ特性）を示している。
【００３８】
２つの差動対は、ソースが共通接続されトランジスタサイズも同一であるため、２つの差動対の各トランジスタは、図３７に示す共通の特性曲線上に、動作点を有する。
【００３９】
そして、カレントミラー（Ｑ３、Ｑ４）の入出力電流は互いに等しいことから、２つの差動対の各トランジスタに流れる電流は、次式の関係が成り立つ。
【００４０】
Ｉ１１＋Ｉ１４＝Ｉ１２＋Ｉ１３  
【００４１】
また、トランジスタＱ１１、Ｑ１４は、ソース、ドレインがそれぞれ共通で、ゲートも出力端ＯＵＴに共通接続されるため、それぞれに流れる電流は等しく、次式が成り立つ。
【００４２】
Ｉ１１＝Ｉ１４                  
【００４３】
上記２つの関係式から、Ｉ１１、Ｉ１４は、Ｉ１２とＩ１３を２等分する大きさで、それに対応する電圧がＶoutとなる。
【００４４】
トランジスタの特性曲線は、ほぼ２次曲線であるため、図３７からわかるように、電圧ＩＮ１、ＩＮ２の電圧差が小さいときに、特性曲線は直線近似できるので、電圧ＶｏｕｔはＩＮ１、ＩＮ２の２等分する電圧（中間電圧）となる。
【００４５】
しかし、電圧ＩＮ１、ＩＮ２の電圧差が大きくなるにつれて、電圧Ｖｏｕｔは低電位側の電圧ＩＮ１寄りにシフトする。
【００４６】
したがって、図３６のアンプ８５−１においては、トランジスタのしきい値ばらつきがないときでも、２つの階調電圧の中間電圧を高精度に出力できるのは、２つの入力値の電圧差が非常に小さい場合に限られるという課題があることがわかる。
【００４７】
一方、液晶表示装置を駆動するデータドライバは、液晶の透過率特性に応じて階調電圧が定まり、一般的に、低位階調や高位階調では階調間の電圧差が大きく、中間調付近では階調間の電圧差が小さくなることが知られている。
【００４８】
したがって、図３５のデータドライバとして、図３６のアンプ８５−１を用いた場合、デコーダ９８７の階調電圧線数を減らすことができるのは、中間調付近に限定され、このため、省面積効果が小さくなるという課題がある。
【００４９】
また、本願発明者は、前記特許文献５等に開示されている、図３８のアンプの特性についても調べ、その課題について検討したので、以下に説明する。
【００５０】
図３９は、図３８のアンプが、２つの階調電圧ＩＮ１、ＩＮ２の中間電圧をＶｏｕｔとして出力するときの作用を説明するための図である。以下、図３９を参照して説明する。なお、２つの差動対（Ｑ０Ａ、Ｑ０Ｂ）、（Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂ）の各トランジスタはそれぞれ同一サイズとし、電流源ＱＩ０、ＱＩ１に流れる電流を等しいとする。
【００５１】
図３９は、図３７と同様に、トランジスタＱ０Ａ、Ｑ０Ｂ、Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂの特性曲線（｜Ｉｄｓ｜−Ｖｇ特性）を示している。トランジスタＱ０Ａ、Ｑ０Ｂが特性曲線１、トランジスタＱ１Ａ、Ｑ１Ｂが特性曲線Ｂで表され、それぞれのトランジスタの動作点は、それぞれの特性曲線上に存在する。なお、２つの差動対のそれぞれのソース電位が個別に変化することにより、２つの特性曲線は、単に横軸方向にずれているだけである。
【００５２】
トランジスタＱ０Ａ、Ｑ０Ｂ、Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂのそれぞれの動作点Ｐ０Ａ、Ｐ０Ｂ、Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂに対応する電流をそれぞれＩ０Ａ、Ｉ０Ｂ、Ｉ１Ａ、Ｉ１Ｂとすると、図３８における各トランジスタの電流の関係として、次式（１）、（２）が成り立つ。
【００５３】
Ｉ０Ａ＋Ｉ０Ｂ＝Ｉ１Ａ＋Ｉ１Ｂ          …（１）
Ｉ０Ａ＋Ｉ１Ａ＝Ｉ０Ｂ＋Ｉ１Ｂ          …（２）
【００５４】
ここで、（１）式は、電流源ＱＩ０、ＱＩ１に流れる電流が等しいことにより導かれる式であり、（２）式は、カレントミラー（ＱＬ１、ＱＬ２）の入出力電流が等しいことにより導かれる式である。
【００５５】
上記関係式を解くと、次式（３）が導かれる。
【００５６】
Ｉ０Ａ＝Ｉ１Ｂ、Ｉ１Ａ＝Ｉ０Ｂ          …（３）
【００５７】
（３）式より、４つの動作点Ｐ０Ａ、Ｐ０Ｂ、Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂは、図３９のように定まる。トランジスタＱ０Ｂ、Ｑ１Ｂの動作点Ｐ０Ｂ、Ｐ１Ｂは、図３９の横軸Ｖに対してＶｏｕｔが共通である。したがって、４つの動作点を結ぶ図形は平行四辺形となり、線分Ｐ０Ａ・Ｐ１Ｂと線分Ｐ０Ｂ・Ｐ１Ａは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧ＩＮ１、ＩＮ２の中間電圧となる。なお、図３９に示す作用は、２つの電圧ＩＮ１、ＩＮ２の電圧差が広がっても成り立つので、図３６のアンプ８５−１よりも高精度出力が可能である。
【００５８】
しかしながら、図３８のアンプにおいて、トランジスタのしきい値ばらつきや特性曲線の傾きばらつきなどの特性ばらつきがある場合、その出力オフセットが増加し、高い電圧精度の出力が実現できないという課題がある。特に、２つの入力電圧の差電圧が大きいほど、出力オフセットも増加するという課題（本発明者の検討による）がある。
【００５９】
そのため、図３８のアンプを図３５のデータドライバのアンプ回路９８８等にそのまま適用することができない。
【００６０】
したがって、本発明の目的は、２つの入力電圧の電圧差が広がっても、高い電圧精度で出力電圧を出力可能とする差動増幅器及びその駆動方法を提供することにある。
【００６１】
本発明の他の目的は、上記目的を達成しながら、トランジスタの特性ばらつきに起因する出力オフセットを時間平均化により効果的にキャンセルする差動増幅器及びその駆動方法を提供することにある。
【００６２】
さらに、本発明の差動増幅器を備え、階調間の電圧差が大きい低位階調や高位階調でもデコーダの素子数を削減し、省面積のデータドライバを提供することもその目的としている。
【００６３】
さらに、低コスト化のみならずデータドライバの実装における狭額縁化を可能とする表示装置を提供することもその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００６４】
本願で開示される発明は、上記課題を解決するため、概略以下の構成とされる。
【００６５】
本発明に係る差動増幅器は、信号を入力する第１及び第２の端子と、信号を出力する第３の端子と、を備えた差動増幅器であって、出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、を備え、さらに、前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、を切替制御する接続切替回路を備えている。
【００６６】
本発明に係る差動増幅器は、信号を入力する第１及び第２の端子と、信号を出力する第３の端子と、を備えた差動増幅器であって、出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、を切替制御する接続切替回路を備えている。
【００６７】
本発明は、下記の構成を備えてもよい。なお、括弧内の参照符号は本発明の構成を明瞭とするためのものであって、本発明を限定するためのものでない。
【００６８】
本発明の第１のアスペクトに係る差動増幅器（図１、図３の実施形態；図１の第２の差動対が図３の第１の差動対に対応する）は、２つの信号電圧がそれぞれ入力される第１、第２の端子（Ｔ１，Ｔ２）と、出力信号を出力する第３の端子（３）と、第１の電源に一端が接続された第１、第２の電流源によりそれぞれ駆動される第１、第２の差動対と、前記第１、第２の差動対の出力対と第２の電源間に接続され、前記第１、第２の差動対の出力電流を合成し、その合成電流に基づいた電圧を出力する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路の出力端と前記出力信号(Vout)が出力される第３の端子との間に接続された増幅回路（１０９）と、を備え、前記第１の差動対の入力対の一方が前記第１の端子に接続され、他方が第３の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第２の端子に接続され、他方が前記第３の端子に接続された第１の接続状態と、前記第１の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第２の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第１の端子に接続された第２の接続状態と、前記第１及び第２の接続状態を交互に切り替える接続切替回路を備えている。
【００６９】
本発明において、前記接続切替回路は、前記第１の差動対の入力対の一方と、前記第１、第３の端子との間に接続された第１、第２のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の他方と、前記第３、第２の端子との間に接続された第３、第４のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の一方と、前記第２、第３の端子との間に接続された第５、第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の他方と、前記第３、第１の端子との間に接続された第７、第８のスイッチと、を備えた構成としてもよい。
【００７０】
本発明において、前記第１の接続状態に、前記第１、第３、第５、第７のスイッチがそれぞれオンとされ、前記第２、第４、第６、第８のスイッチがそれぞれオフとされ、
前記第２の接続状態に、前記第１、第３、第５、第７のスイッチがそれぞれオフとされ、前記第２、第４、第６、第８のスイッチがそれぞれオンとされる、構成としてもよい。
【００７１】
本発明の第２のアスペクトに係る差動増幅器（図５、図７共通；図５の第２の差動対が図７の第１の差動対）は、２つの信号電圧がそれぞれ入力される第１、第２の端子（Ｔ１，Ｔ２）と、出力信号を出力する第３の端子（３）と、第１の電源に一端が接続された第１、第２の電流源によりそれぞれ駆動される第１、第２の差動対と、前記第１、第２の差動対の出力対と第２の電源間に接続され、前記第１、第２の差動対の出力電流を合成し、その合成電流に基づいた電圧を出力する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路の出力端と前記出力信号(Vout)が出力される第３の端子との間に接続された増幅回路（１０９）と、を備え、前記第１の差動対の入力対の一方が前記第１の端子に接続され、他方が第３の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第２の端子に接続され、他方が第３の端子に接続された第１の接続状態と、前記第１の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第１の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第２の端子に接続された第２の接続状態と、前記第１及び第２の接続状態を交互に切り替える接続切替回路を備えた構成としてもよい。
【００７２】
本発明において、前記接続切替回路は、
前記第１の差動対の入力対の一方と、前記第１、第３の端子との間に接続された第１、第２のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の他方と、前記第３、第１の端子との間に接続された第３、第４のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の一方と、前記第２、第３の端子との間に接続された第５、第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の他方と、前記第３、第２の端子との間に接続された第７、第８のスイッチと、を備えた構成としてもよい。
【００７３】
本発明において、前記第１の接続状態に、前記第１、第３、第５、第７のスイッチがそれぞれオンとされ、前記第２、第４、第６、第８のスイッチがそれぞれオフとされ、
前記第２の接続状態に、前記第１、第３、第５、第７のスイッチがそれぞれオフとされ、前記第２、第４、第６、第８のスイッチがそれぞれオンとされる。
【００７４】
本発明の第３のアスペクトに係る差動増幅器（（図９、図１１）は、２つの信号電圧がそれぞれ入力される第１、第２の端子（Ｔ１，Ｔ２）と、出力信号を出力する第３の端子（３）と、
第１の電源に一端が接続された第１、第２の電流源によりそれぞれ駆動される第１、第２の差動対と、
前記第１、第２の差動対の出力対と第２の電源間に接続され、前記第１、第２の差動対の出力電流を合成し、その合成電流に基づいた電圧を出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路の出力端と前記出力信号(Vout)が出力される第３の端子との間に接続された増幅回路（１０９）と、を備え、
前記第１の差動対の入力対の一方が前記第１の端子に接続され、他方が第３の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第２の端子に接続され、他方が第３の端子に接続された第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第２の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第１の端子に接続された第２の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の一方が前記第２の端子に接続され、他方が第３の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第１の端子に接続され、他方が第３の端子に接続された第３の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第１の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の一方が前記第３の端子に接続され、他方が第２の端子に接続された第４の接続状態と、
前記第１から第４の接続状態を切り替える接続切替回路を備えた構成としてもよい。
【００７５】
本発明において、前記接続切替回路は、
前記第１の差動対の入力対の一方と、前記第１、第２、第３の端子との間に接続された第１、第２、第３のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の他方と、前記第１、第２、第３の端子との間に接続された第４、第５、第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の一方と、前記第１、第２、第３の端子との間に接続された第７、第８、第９のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の他方と、前記第１、第２、第３の端子との間に接続された第１０、第１１、第１２のスイッチと、を備えた構成としてもよい。
【００７６】
本発明において、前記第１の接続状態に、前記第１、第６、第８、第１２のスイッチがそれぞれオンとされ、他のスイッチがそれぞれオフとされ、
前記第２の接続状態に、前記第３、第５、第９、第１０のスイッチがそれぞれオンとされ、他のスイッチがそれぞれオフとされ、
前記第３の接続状態に、前記第２、第６、第７、第１２のスイッチがそれぞれオンとされ、他のスイッチがそれぞれオフとされ、
前記第４の接続状態に、前記第３、第４、第９、第１１のスイッチがそれぞれオンとされ、他のスイッチがそれぞれオフとされる。
【００７７】
本発明の第４のアスペクトに係る差動増幅器（図１１）は、前記差動増幅器の前記第１及び第２の端子へそれぞれ入力される前記２つの信号電圧を入れ替える入力切替回路（１７０）を更に備えた構成としてもよい。
【００７８】
本発明において、第１又は第２のアスペクトに係る前記差動増幅器の前記第１及び第２の電流源を共通な電流源としてもよい。
【００７９】
本発明の他のアスペクトに係るデータドライバは、入力されたデジタルデータ信号に基づきデータ線を駆動するデータドライバにおいて、前記差動増幅器を備えている。さらに、本発明において、前記データドライバが、前記複数のデータ線を駆動する複数の前記差動増幅器と前記接続切替回路を備え、前記複数の差動増幅器が２つのグループに分けられ、前記接続切替回路が、一のグループの前記差動増幅器を前記第１の接続状態に設定するとき、他のグループの前記差動増幅器を前記第２の接続状態に設定し、前記一のグループの前記差動増幅器を前記第２の接続状態に設定するとき、前記他のグループの前記差動増幅器を前記第１の接続状態に設定するようにしてもよい。
【００８０】
本発明の他のアスペクトに係る表示装置は、前記差動増幅器を含むデータドライバと、表示パネルと、を備え、前記データドライバの出力信号に基づき、前記表示パネルのデータ線を駆動する。
【００８１】
本発明の他のアスペクトに係る表示装置は、一の方向に互いに平行に延在された複数本のデータ線と、前記一の方向に直交する方向に互いに平行に延在された複数本の走査線と、前記複数本のデータ線と前記複数本の走査線の交差部にマトリクス状に配置された複数の画素電極と、を備え、前記複数の画素電極のそれぞれに対応して、ドレイン及びソースの一方が対応する前記画素電極に接続され、前記ドレイン及びソースの他方が対応する前記データ線に接続され、ゲートが対応する前記走査線に接続されている、複数のトランジスタを有し、前記複数の走査線に対して走査信号をそれぞれ供給するゲートドライバと、
前記複数のデータ線に対して入力データに対応した階調信号をそれぞれ供給するデータドライバと、を備え、前記データドライバは、前記表示装置用のデータドライバよりなる。
【００８２】
本発明の他のアスペクトに係る方法は、第１及び第２の信号を入力する端子と、出力信号を出力する出力端子と、出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が出力端子に接続されている増幅段と、切替回路と、を備えた差動増幅器の駆動方法であって、
前記切替回路が、前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力される第２の接続状態と、を切替制御する。あるいは、前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力される第２の接続状態と、を切替制御するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００８３】
本発明によれば、２つの入力電圧の電圧差が広がっても高い精度で出力可能としている。
【００８４】
また、本発明によれば、トランジスタの特性ばらつきに起因する出力オフセットを時間平均化により効果的にキャンセルすることができる。
【００８５】
さらに、本発明によれば、差動増幅器を用いることで、階調間の電圧差が大きい低位階調や高位階調でもデコーダの素子数を削減し、省面積のデータドライバを実現することができる。
【００８６】
また、本発明によれば、省面積で低コストのデータドライバを用いた表示装置では、低コスト化のみならずデータドライバの実装における狭額縁化も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施例の差動増幅器を示す図である。
【００８８】
図１を参照すると、本実施例の差動増幅器は、ソースが共通接続され第１の差動対をなすｎチャネルトランジスタ１０１、１０２と、ソースが共通接続され第２の差動対をなすｎチャネルトランジスタ１０３、１０４と、第１の差動対（１０１、１０２）の共通ソースと低電圧電源VSS間に接続された定電流源１１３と、第２の差動対（１０３、１０４）の共通ソースと低電圧電源VSS間に接続された定電流源１１４と、第１の差動対（１０１、１０２）の出力対と第２の差動対（１０３、１０４）の出力対の共通接続点にドレインが接続され、高電圧電源VDD間にソースが接続され、ゲート同士が接続されたｐチャネルトランジスタ１１１、１１２と、増幅段１０９と、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０１のゲート間に接続されたスイッチ１５１と、ｎチャネルトランジスタ１０１のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１５２と、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０２のゲート間に接続されたスイッチ１５４と、ｎチャネルトランジスタ１０２のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１５３と、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０３のゲート間に接続されたスイッチ１５５と、ｎチャネルトランジスタ１０３のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１５６と、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０４のゲート間に接続されたスイッチ１５８と、ｎチャネルトランジスタ１０４のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１５７と、ｐチャネルトランジスタ１１２のゲートとドレイン間に接続されたスイッチ１２１と、ｐチャネルトランジスタ１１１のゲートとドレイン間に接続されたスイッチ１２２と、ｎチャネルトランジスタ１０１のドレインとｎチャネルトランジスタ１０３のドレインとｐチャネルトランジスタ１１１のドレインの接続点と、増幅段１０９の入力端間に接続されたスイッチ１２３と、ｎチャネルトランジスタ１０２のドレインとｎチャネルトランジスタ１０４のドレインとｐチャネルトランジスタ１１２のドレインの接続点と、増幅段１０９の入力端間に接続されたスイッチ１２４と、を備えている。
【００８９】
図２は、図１の差動増幅器の各スイッチ１２１〜１２４、１５１〜１５８のオン・オフ制御方法を示す図である。第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。
【００９０】
図２の第１及び第２の期間における図１の差動増幅器は、それぞれ図１３、図１４に示すような等価回路となる。
【００９１】
すなわち図２の第１の期間において、図１のスイッチ１２１、１２３、１５１、１５３、１５５、１５７をオン、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５４、１５６、１５８をオフとしたとき、図１３の等価回路となる。このとき、第１の差動対のトランジスタ１０１、１０２のゲート（非反転入力、反転入力）はそれぞれ端子Ｔ１、出力端子３に接続され、第２の差動対のトランジスタ１０３、１０４のゲート（非反転入力、反転入力）はそれぞれ端子Ｔ２、出力端子３に接続され、カレントミラーを構成するトランジスタ１１１、１１２のうちトランジスタ１１２は、入力側をなし、そのゲートとドレインが接続されトランジスタ１０２、１０４のドレインの接続点に接続され、出力側のトランジスタ１１１のドレインはトランジスタ１０１、１０３のドレインの接続点に接続され、増幅段１０９の入力端に接続される。
【００９２】
一方、図２の第２の期間において、図１のスイッチ１２１、１２３、１５１、１５３、１５５、１５７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５４、１５６、１５８をオンとしたとき、図１４の等価回路となる。このとき、第１の差動対のトランジスタ１０１、１０２のゲート（反転入力、非反転入力）はそれぞれ出力端子３、端子Ｔ２に接続され、第２の差動対のトランジスタ１０３、１０４のゲート（反転入力、非反転入力）はそれぞれ出力端子３、端子Ｔ１に接続される。カレントミラーを構成するトランジスタ１１１、１１２のうち、入力側をなすトランジスタ１１１のゲートとドレインが接続されトランジスタ１０１、１０３のドレインの接続点に接続され、出力側をなすトランジスタ１１２のドレインはトランジスタ１０２、１０４のドレインの接続点に接続され、増幅段１０９の入力端に接続される。図１４は、図１３の構成とは、第１及び第２の差動対の入力対に関して、反転入力と非反転入力とが入れ替わり、第１及び第２の差動対の出力ノード（カレントミラーの出力）がトランジスタ１１１のドレインからトランジスタ１１２のドレインに切り替えられている。
【００９３】
図１３、図１４はともに、入力対の一方がそれぞれ端子Ｔ１、Ｔ２に接続された２つの差動対を有し、入力対の他方が出力端子３に共通接続された差動増幅器で、２つの差動対の各トランジスタが同一特性のときに、端子Ｔ１、Ｔ２の電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対１の比率で内分する電圧（電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧）を増幅出力することのできる差動増幅器である。
【００９４】
これは、図３８のアンプにおいて、各トランジスタの極性を入れ替え、差動増幅器２０９を増幅段１０９に置き換えた構成である。
【００９５】
なお、図１３と図１４は、第１、第２の差動対（１０１，１０２）、（１０３，１０４）がそれぞればらつきのない同一特性のトランジスタであれば互いに等価となり、出力電圧Ｖｏｕｔは次式で表される。
【００９６】
Ｖｏｕｔ＝｛Ｖ(Ｔ１)＋Ｖ（Ｔ２）｝／２    …（４）
【００９７】
しかし、トランジスタ特性にばらつきが生じた場合、図１３と図１４の作用はそれぞれ異なる。
【００９８】
トランジスタ特性のばらつきは、半導体製造プロセス等に起因して生じ、トランジスタのしきい値ばらつきや特性曲線の傾きのばらつきなどを生じる。
【００９９】
以下に、図１の差動増幅器による、トランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。なお、説明を簡単にするために、第１、第２の差動対（１０１，１０２）、（１０３，１０４）のうちトランジスタ１０４のしきい値が他のトランジスタからずれた場合の作用について説明する。また、電流源１１３、１１４及びカレントミラー（１１１、１１２）のばらつきもないものとする。以下の説明では、図３７、図３９の説明と同様に、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓとゲート電圧Ｖとの関係図を用いて作用を説明する。そしてトランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれの動作点をａ、ｂ、ｃ、ｄとし、それぞれの動作点に対応する電流（ドレイン・ソース間電流）を、それぞれＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄとし、Ｖ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合の作用について説明する。
【０１００】
図１７は、図１３の回路の作用を表す図である。図１７には、トランジスタ１０１、１０２の特性曲線１と、トランジスタ１０３の特性曲線２と、他のトランジスタよりしきい値電圧がΔＶｔだけ上昇したトランジスタ１０４の特性曲線３とが示されている。それぞれのトランジスタの動作点は、それぞれの特性曲線上に存在する。なお、特性曲線１と特性曲線２及び３は、第１、第２の差動対（１０１、１０２）、（１０３、１０４）のそれぞれのソース電位が個別に変化することにより、横軸方向にずれている。
【０１０１】
また、特性曲線２と特性曲線３は、しきい値電圧ばらつきΔＶｔだけ横軸方向にずれている。また、それぞれの特性曲線のしきい値電圧以外のばらつきはないものとする。
【０１０２】
図１３において、図３９で説明したのと同様に、電流源１１３、１１４の電流が等しく、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流が等しい場合、次式の関係が成り立つ。
【０１０３】
Ｉａ＋Ｉｂ＝Ｉｃ＋Ｉｄ            …（５）
Ｉａ＋Ｉｃ＝Ｉｂ＋Ｉｄ            …（６）
∴Ｉａ＝Ｉｄ、Ｉｃ＝Ｉｂ            …（７）
【０１０４】
（７）式より、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは図１７のように定まる。このときトランジスタ１０２、１０４の動作点ｂ、ｄは、横軸Ｖに対して共にＶｏｕｔとなり、トランジスタ１０１、１０３の動作点ａ、ｃは横軸Ｖに対してそれぞれＶ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）となる。
【０１０５】
また、動作点ａ、ｄを通る直線と特性曲線２との交点をｅとすると、線分ｄｅはΔＶｔとなる。また動作点を結んだ線分ａｅと線分ｂｃは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からΔＶｔ／２だけ増加した電圧となり、次式で表される。
【０１０６】
Vout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋ΔＶｔ｝／２    …（８）
【０１０７】
図１８は、図１４の回路の作用を表す図である。図１４においても（７）式の関係が成り立ち、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは図１８のように定まる。このときトランジスタ１０１、１０３の動作点ａ、ｃは、横軸Ｖに対して共にＶｏｕｔとなり、トランジスタ１０２、１０４の動作点ｂ、ｄは横軸Ｖに対してそれぞれＶ（Ｔ２）、Ｖ（Ｔ１）となる。また動作点ａ、ｄを通る直線と特性曲線２との交点をｅとすると、線分ｄｅはΔＶｔとなる。また動作点を結んだ線分ａｅと線分ｂｃは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からΔＶｔだけ減少した電圧となり、次式で表される。
【０１０８】
Vout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−ΔＶｔ｝／２    …（９）
【０１０９】
以上のように、図１の差動増幅器は、トランジスタ１０４がしきい値ばらつきΔＶｔを有するとき、図２の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ、（８）、（９）式のように、＋ΔＶｔ／２、及び−ΔＶｔ／２のオフセットを生じる。
【０１１０】
しかし、図２の第１及び第２の期間を、所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは、時間平均化され、実効的に、（４）式と同等となる。
【０１１１】
なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。動作点やオフセットの方向は、Ｖ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合と異なるが、第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じ、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０１１２】
また上記説明では、トランジスタ１０４のしきい値ばらつきについて説明したが、２つの差動対を構成するその他のトランジスタがしきい値ばらつきを有する場合についても同様に出力オフセットを時間平均化によりキャンセルすることができる。したがって図１の差動増幅器は、トランジスタのしきい値ばらつきがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１１３】
次に本発明の別の実施例について説明する。図３は、第２の実施例の差動増幅器を示す図である。図３を参照すると、本実施例の差動増幅器は、図１に示した前記実施例とは、ｎチャネルトランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれのゲートと端子Ｔ１、Ｔ２及び出力端子３との間に接続されるスイッチが相違している。以下では、本実施例の構成について、図１との相違点について説明する。図３を参照すると、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０１のゲート間に接続されたスイッチ１６１と、ｎチャネルトランジスタ１０１のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１６２と、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０２のゲート間に接続されたスイッチ１６４と、ｎチャネルトランジスタ１０２のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１６３と、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０３のゲート間に接続されたスイッチ１６５と、ｎチャネルトランジスタ１０３のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１６６と、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０４のゲート間に接続されたスイッチ１６８と、ｎチャネルトランジスタ１０４のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１６７と、を備えている。上記以外の構成は、図１に示した前記実施例と同様である。
【０１１４】
図４は、図３の差動増幅器の各スイッチ１２１〜１２４、１６１〜１６８のオン・オフ制御方法を示す図である。第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。図４の第１及び第２の期間における図３の差動増幅器は、それぞれ図１５、図１６に示すような等価回路となる。
【０１１５】
すなわち図４の第１の期間において、図３のスイッチ１２１、１２３、１６１、１６３、１６５、１６７をオン、スイッチ１２２、１２４、１６２、１６４、１６６、１６８をオフとしたとき、図１５の等価回路となる。このとき、第１の差動対のトランジスタ１０１、１０２のゲートはそれぞれ端子Ｔ２、出力端子３に接続され、第２の差動対のトランジスタ１０３、１０４のゲートはそれぞれ端子Ｔ１、出力端子３に接続され、カレントミラーを構成するトランジスタ１１１、１１２のうちトランジスタ１１２は、カレントミラーの入力側をなし、そのゲートとドレインが接続されトランジスタ１０２、１０４のドレインの接続点に接続され、カレントミラーの出力側のトランジスタ１１１のドレインはトランジスタ１０１、１０３のドレインの接続点に接続され、増幅段１０９の入力端に接続される。
【０１１６】
一方、図４の第２の期間において、図３のスイッチ１２１、１２３、１６１、１６３、１６５、１６７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１６２、１６４、１６６、１６８をオンとしたとき、図１６の等価回路となる。このとき、第１の差動対のトランジスタ１０１、１０２のゲートはそれぞれ出力端子３、Ｔ１に接続され、第２の差動対のトランジスタ１０３、１０４のゲートはそれぞれ出力端子３、Ｔ２に接続される。カレントミラーを構成するトランジスタ１１１、１１２のうち、カレントミラーの入力側をなすトランジスタ１１１のゲートとドレインが接続されトランジスタ１０１、１０３のドレインの接続点に接続され、カレントミラーの出力側をなすトランジスタ１１２のドレインはトランジスタ１０２、１０４のドレインの接続点に接続され、増幅段１０９の入力端に接続される。
【０１１７】
図１５、図１６はともに、入力対の一方がそれぞれ端子Ｔ１、Ｔ２に接続された２つの差動対を有し、入力対の他方が出力端子３に共通接続された差動増幅器で、２つの差動対の各トランジスタが同一特性のときに、端子Ｔ１、Ｔ２の電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対１の比率で内分する電圧（電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧）を増幅出力することのできる差動増幅器である。
【０１１８】
図１５、図１６は、第１、第２の差動対（１０１，１０２）、（１０３，１０４）がそれぞればらつきのない同一特性のトランジスタであれば、それぞれ図１３と等価となるが、トランジスタ特性にばらつきが生じた場合、その作用はそれぞれ異なる。
【０１１９】
以下に、図３の差動増幅器による、トランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。なお、以下の説明では、図１の作用説明と同様に、トランジスタ１０４のしきい値のみが他のトランジスタからずれた場合の作用について説明し、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄや交点ｅの定義も同様とし、また、Ｖ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）とする。
【０１２０】
図１９は、図１５の回路の作用を表す図である。図１５において、（７）式の関係が成り立ち、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び交点ｅは図１９のように定まる。このときトランジスタ１０２、１０４の動作点ｂ、ｄは、横軸Ｖに対して共にＶｏｕｔとなり、トランジスタ１０１、１０３の動作点ａ、ｃは横軸Ｖに対してそれぞれＶ（Ｔ２）、Ｖ（Ｔ１）となる。また線分ｄｅはΔＶｔとなる。また線分ａｅと線分ｂｃは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からΔＶｔ／２だけ増加した電圧となり、（８）式で表される。
【０１２１】
図２０は、図１６の回路の作用を表す図である。図１６において、（７）式の関係が成り立ち、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは図２０のように定まる。このときトランジスタ１０１、１０３の動作点ａ、ｃは、横軸Ｖに対して共にＶｏｕｔとなり、トランジスタ１０２、１０４の動作点ｂ、ｄは横軸Ｖに対してそれぞれＶ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）となる。また線分ｄｅはΔＶｔとなる。また、線分ａｅと線分ｂｃは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からΔＶｔ／２だけ減少した電圧となり（９）式で表される。
【０１２２】
以上のように、図３の差動増幅器は、トランジスタ１０４がしきい値ばらつきΔＶｔを有するとき、図４の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔはそれぞれ（８）、（９）式のように、＋ΔＶｔ／２、または、−ΔＶｔ／２のオフセットを生じる。しかし、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。
【０１２３】
第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔはそれぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。したがって、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０１２４】
また上記説明では、トランジスタ１０４のしきい値ばらつきについて説明したが、２つの差動対を構成するその他のトランジスタがしきい値ばらつきを有する場合についても同様に、出力オフセットを時間平均化によりキャンセルすることができる。したがって図３の差動増幅器は、トランジスタのしきい値ばらつきがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１２５】
図５は、本発明の第３の実施例の差動増幅器を示す図である。図５を参照すると、本実施例の差動増幅器は、図１に示した前記実施例と、ｎチャネルトランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれのゲートと端子Ｔ１、Ｔ２及び出力端子３との間に接続されるスイッチが相違している。以下では、本実施例を、図１の前記実施例との相違点について説明する。図５を参照すると、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０１のゲート間に接続されたスイッチ１３１と、ｎチャネルトランジスタ１０１のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１３２と、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０２のゲート間に接続されたスイッチ１３４と、ｎチャネルトランジスタ１０２のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１３３と、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０３のゲート間に接続されたスイッチ１３５と、ｎチャネルトランジスタ１０３のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１３６と、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０４のゲート間に接続されたスイッチ１３８と、ｎチャネルトランジスタ１０４のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１３７と、を備えている。上記以外の構成は、図１の実施例と同様である。
【０１２６】
図６は、図５の差動増幅器の各スイッチ１２１〜１２４、１３１〜１３８のオン・オフ制御方法を示す図である。第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。図６の第１及び第２の期間における図５の差動増幅器は、それぞれ図１３、図１６に示すような等価回路となる。
【０１２７】
すなわち、図６の第１の期間において、図５のスイッチ１２１、１２３、１３１、１３３、１３５、１３７をオン、スイッチ１２２、１２４、１３２、１３４、１３６、１３８をオフとしたとき、図１３に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落［００９２］と同様）。
【０１２８】
一方、図６の第２の期間において、図５のスイッチ１２１、１２３、１３１、１３３、１３５、１３７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１３２、１３４、１３６、１３８をオンとしたとき、図１６に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落［０１１６］と同様）。
【０１２９】
図５の差動増幅器による、トランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用は、図１３、図１６の回路に関する図１７、図２０の作用と同様であり、上記に説明したように、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。したがって第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。すなわち図５の差動増幅器は、トランジスタのしきい値ばらつきがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１３０】
図７は、本発明の第４の実施例の差動増幅器を示す図である。図７を参照すると、本実施例の差動増幅器は、図１に示した前記実施例と、ｎチャネルトランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれのゲートと端子Ｔ１、Ｔ２及び出力端子３との間に接続されるスイッチが相違している。以下では、本実施例と、図１に示した前記実施例との相違点について説明する。図７を参照すると、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０１のゲート間に接続されたスイッチ１４１と、ｎチャネルトランジスタ１０１のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１４２と、端子Ｔ２とｎチャネルトランジスタ１０２のゲート間に接続されたスイッチ１４４と、ｎチャネルトランジスタ１０２のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１４３と、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０３のゲート間に接続されたスイッチ１４５と、ｎチャネルトランジスタ１０３のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１４６と、端子Ｔ１とｎチャネルトランジスタ１０４のゲート間に接続されたスイッチ１４８と、ｎチャネルトランジスタ１０４のゲートと出力端子３間に接続されたスイッチ１４７と、を備えている。これ以外の構成は、図１に示した前記実施例と同様である。
【０１３１】
図８は、図７の差動増幅器の各スイッチ１２１〜１２４、１４１〜１４８のオン・オフ制御方法を示す図である。図８の第１及び第２の期間における図７の差動増幅器は、それぞれ図１５、図１４に示すような等価回路となる。
【０１３２】
すなわち、図８の第１の期間において、図７のスイッチ１２１、１２３、１４１、１４３、１４５、１４７をオン、スイッチ１２２、１２４、１４２、１４４、１４６、１４８をオフとしたとき、図１５に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落［０１１５］と同様）。
【０１３３】
一方、図８の第２の期間において、図７のスイッチ１２１、１２３、１４１、１４３、１４５、１４７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１４２、１４４、１４６、１４８をオンとしたとき、図１４に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落［００９１］と同様）。
【０１３４】
図７の差動増幅器による、トランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用は、図１５、図１４の回路に関する図１９、図１８の作用と同様であり、上記に説明したように、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。したがって第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。すなわち図７の差動増幅器は、トランジスタのしきい値ばらつきがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１３５】
以上説明したように、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器は、２つの入力電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２の比率で外分（外挿）する電圧を増幅出力することができ、さらに、トランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットをキャンセルし、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１３６】
次に、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器において、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。なお説明を簡単にするために、同一トランジスタサイズで設計された第１、第２の差動対（１０１，１０２）、（１０３，１０４）のうち、トランジスタ１０４の特性曲線の傾きが他のトランジスタからずれた場合の作用について説明し、Ｖ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）とする。
【０１３７】
まず、図１の差動増幅器による、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図１の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法は図２と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図１の差動増幅器の等価回路も図１３、図１４である。
【０１３８】
図２１は、図１３の回路の作用を表す図である。図２１乃至図２４において、特性曲線３は、特性曲線２よりも傾きが低くなった特性曲線を示しており、しきい値ばらつきはないものとする。特性曲線１、２及び各動作点等の定義については図１７〜図２０と同様とする。
【０１３９】
したがって、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄと交点ｅは、図２１のように定まる。このとき線分ｄｅをＶｆ１とすると、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からＶｆ１／２だけ増加した電圧となり、次式で表される。
【０１４０】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋Ｖｆ１｝／２    …（１０）
【０１４１】
図２２は、図１４の回路の作用を表す図である。図２２において、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄと交点ｅは図２２のように定まる。このとき線分ｄｅはほぼＶｆ１となり、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からＶｆ１／２だけ減少した電圧となり（１１）式で表される。
【０１４２】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−Ｖｆ１｝／２    …（１１）
【０１４３】
なお、（１０）式と（１１）式の出力オフセットＶｆ１／２は、厳密には同じ値にはならない。これは図２１と図２２において、それぞれ（７）式の関係は保たれるが、各動作点のＩｄｓの値が少しずれるためである。
【０１４４】
しかし、図２１と図２２の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットほぼ同じ値Ｖｆ１とみなすことができる。
【０１４５】
以上のように、図１の差動増幅器は、トランジスタ１０４が特性曲線の傾きばらつきを有するとき、図２の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔはそれぞれ（１０）、（１１）式のように、＋Ｖｆ１／２、または、−Ｖｆ１／２のオフセットを生じる。
【０１４６】
しかし、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０１４７】
なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。動作点やオフセットの正負、オフセットの大きさはＶ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合と異なるが、第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔもそれぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。
【０１４８】
したがって、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０１４９】
また、上記説明では、トランジスタ１０４の特性ばらつきについて説明したが、２つの差動対を構成するその他のトランジスタが特性ばらつきを有する場合についても、同様に出力オフセットを時間平均化によりキャンセルすることができる。
【０１５０】
したがって、図１の差動増幅器は、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１５１】
次に、図３の差動増幅器による、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図３の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法は図４と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図３の差動増幅器の等価回路は図１５、図１６である。
【０１５２】
図２３は、図１５の回路の作用を表す図である。４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄと交点ｅは図２３のように定まる。このとき線分ｄｅをＶｆ２とすると、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からＶｆ２／２だけ増加した電圧となり、次式で表される。
【０１５３】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋Ｖｆ２｝／２    …（１２）
【０１５４】
図２４は、図１６の回路の作用を表す図である。４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄと交点ｅは図２４のように定まる。このとき線分ｄｅはほぼＶｆ２となり、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からＶｆ２／２だけ減少した電圧となり、次式で表される。
【０１５５】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−Ｖｆ２｝／２    …（１３）
【０１５６】
なお、（１２）式と（１３）式の出力オフセットＶｆ２／２は、厳密には同じ値にはならない。これは、図２３と図２４において、それぞれ（７）式の関係は保たれるが、各動作点のＩｄｓの値が少しずれるためである。
【０１５７】
しかし、図２３と図２４の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットほぼ同じ値Ｖｆ２とみなすことができる。
【０１５８】
以上のように、図３の差動増幅器は、トランジスタ１０４が特性ばらつき（特性曲線の傾きばらつき）を有するとき、図４の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ（１２）、（１３）式のように、＋Ｖｆ２／２、または−Ｖｆ２／２のオフセットを生じる。
【０１５９】
しかし、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔはそれぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。
【０１６０】
したがって、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０１６１】
また上記説明では、トランジスタ１０４の特性ばらつきについて説明したが、２つの差動対を構成するその他のトランジスタが特性ばらつきを有する場合についても同様に出力オフセットを時間平均化によりキャンセルすることができる。したがって、図３の差動増幅器は、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１６２】
次に、図５の差動増幅器による、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図５の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法は図６と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図５の差動増幅器の等価回路は図１３、図１６である。
【０１６３】
図５の差動増幅器の第１の期間の作用は、図１３の回路に関する図２１の作用と同様で、第２の期間の作用は、図１６の回路に関する図２４の作用と同様である。上記に説明したように、第１及び第２の期間において、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは、（１０）式と（１３）式でそれぞれ表される、＋Ｖｆ１／２と−Ｖｆ２／２のオフセットを生じる。
【０１６４】
ところが、図２１及び図２４から明らかなように、それぞれのオフセットの絶対値Ｖｆ１／２、Ｖｆ２／２は大きく異なる。この理由について以下に説明する。トランジスタのしきい値ばらつきの場合は、その特性曲線は横軸方向にずれるだけなので、オフセットの大きさは、そのトランジスタの動作点のドレイン・ソース間電流Ｉｄｓが変化しても変わらない。
【０１６５】
一方、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきの場合には、オフセットの大きさは、そのトランジスタの動作点のドレイン・ソース間電流に依存する。図２１と図２４において、トランジスタ１０４の動作点ｄのドレイン・ソース間電流はそれぞれの間で大きく異なっており、オフセット絶対値Ｖｆ１／２、Ｖｆ２／２も大きく異なる。
【０１６６】
また、ドレイン・ソース間電流は、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の差電圧に依存しており、オフセット絶対値Ｖｆ１／２、Ｖｆ２／２の大きさの差は、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の差電圧が大きくなるほど大きくなる。
【０１６７】
したがって、図５の差動増幅器は、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替えても、出力オフセットを十分キャンセルすることができない。
【０１６８】
次に、図７の差動増幅器による、トランジスタの特性曲線の傾きばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図７の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法は図８と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図７の差動増幅器の等価回路は図１５、図１４である。
【０１６９】
図７の差動増幅器の第１の期間の作用は、図１５の回路に関する図２３の作用と同様で、第２の期間の作用は、図１４の回路に関する図２２の作用と同様である。
【０１７０】
上記したように、第１及び第２の期間において、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは、（１２）と（１１）式でそれぞれ表される、＋Ｖｆ２／２と−Ｖｆ１／２のオフセットを生じる。
【０１７１】
ところが、図２２及び図２３から明らかなように、トランジスタ１０４の動作点ｄのドレイン・ソース間電流はそれぞれ大きく異なり、それぞれのオフセットの絶対値Ｖｆ１／２、Ｖｆ２／２も大きく異なる。
【０１７２】
図５の差動増幅器と同様に、図７の差動増幅器も、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替えても、出力オフセットを十分キャンセルすることができない。
【０１７３】
以上説明したように、図１、図３に示した差動増幅器は、トランジスタのしきい値ばらつきだけでなく、特性曲線の傾きばらつきに起因する出力オフセットもキャンセルし、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１７４】
一方、図５、図７に示した差動増幅器は、トランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットはキャンセルできるが、特性曲線の傾きばらつきに起因する出力オフセットは十分キャンセルすることができない。
【０１７５】
図１、図３、図５、図７の各差動増幅器は、トランジスタばらつきの特性に応じて使い分けることにより、高い電圧精度での出力が可能である。
【０１７６】
なお、上記では、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器において、差動対を構成するトランジスタ１０１〜１０４にしきい値ばらつきや特性曲線の傾きばらつきが生じた場合の作用について説明したが、トランジスタで構成した電流源１１３、１１４や、カレントミラー（１１１，１１２）の特性ばらつきが生じた場合の作用についても説明する。このときのトランジスタの特性ばらつきは、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきやカレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれを生じる。
【０１７７】
したがって、以下では、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器において、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきやカレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。
【０１７８】
まず、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきが生じた場合の作用について説明する。説明を簡単にするため、電流源１１３、１１４以外のトランジスタのばらつきはないものとし、トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び電流（ドレイン・ソース間電流）Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの定義は、図３３と同様とし、各作用図は２つの電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）がＶ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合を示す。
【０１７９】
電流源１１４の電流値が、電流源１１３の電流値よりΔＩだけ大きいとすると、これによる電流の関係式は次式（１４）となる。
【０１８０】
Ｉａ＋Ｉｂ＝Ｉｃ＋Ｉｄ−ΔＩ          …（１４）
【０１８１】
また、カレントミラー（１１１、１１２）の入出力電流の関係は（６）式と同じであるため、（６）、（１４）式より、次式（１５）が導かれる。
【０１８２】
Ｉａ＝Ｉｄ−ΔＩ／２、
Ｉｂ＝Ｉｃ−ΔＩ／２          …（１５）
【０１８３】
すなわち、（１５）式の関係が、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器において成り立つ。
【０１８４】
まず、図１の差動増幅器による、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。
【０１８５】
図１の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図２と同様であり、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図１の差動増幅器の等価回路は図１３、図１４である。
【０１８６】
図２５は、図１３の回路の作用（電流源１１４の電流値が電流源１１３の電流値よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。図２５において、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは（１５）式の関係を保ち、図２５のように定まる。
【０１８７】
また、
動作点ａを通り横軸Ｖに平行な直線（Ｉｄｓ＝Ｉａ）と特性曲線２との交点をｆ、
動作点ｂを通り横軸Ｖに平行な直線（Ｉｄｓ＝Ｉｂ）と特性曲線２との交点をｇ、
とし、
動作点ｃと交点ｇとの電位差をＶｉ１、
動作点ｄと交点ｆとの電位差をＶｉ２、
とする。
【０１８８】
線分ａｆと線分ｂｇは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２だけ減少した電圧となり、次式で表される。
【０１８９】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）｝／２    …（１６）
【０１９０】
図２６は、図１４の回路の作用（電流源１１４の電流値が電流源１１３の電流値よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。図２６において、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１５）式の関係を保ち図２６のように定まる。
【０１９１】
また、
動作点ｃを通り横軸Ｖに平行な直線（Ｉｄｓ＝Ｉｃ）と特性曲線１との交点をｈ、
動作点ｄを通り横軸Ｖに平行な直線（Ｉｄｓ＝Ｉｄ）と特性曲線１との交点をｊ、
とする。
【０１９２】
このとき、
動作点ｂと交点ｈとの電位差はほぼＶｉ１、
動作点ａと交点ｊとの電位差はほぼＶｉ２、
となる。
【０１９３】
線分ｃｈと線分ｄｊは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）だけ増加した電圧となり次式で表される。
【０１９４】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）｝／２    …（１７）
【０１９５】
なお、（１６）式と（１７）式の出力オフセットの大きさ（Ｖｉ１−Ｖｉ２）は、厳密には同じ値ではない。これは、図２５と図２６において、それぞれ（１５）式の関係は保たれるが、各動作点のＩｄｓの値が少しずれるためである。しかし、図２５と図２６の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットはほぼ同じ大きさ（Ｖｉ１−Ｖｉ２）とみなすことができる。
【０１９６】
以上のように、図１の差動増幅器は、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきを有するとき、図２の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ（１６）、（１７）式のように、
−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２、及び  
＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２
のオフセットを生じる。
【０１９７】
しかし、図２の第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。動作点やオフセットの正負、オフセットの大きさは、Ｖ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合と異なるが、第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔもそれぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。
【０１９８】
しかしながら、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０１９９】
したがって、図１の差動増幅器は、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２００】
次に、図３の差動増幅器による、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図３の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法は図４と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図３の差動増幅器の等価回路は図１５、図１６である。
【０２０１】
図２７は、図１５の回路の作用（電流源１１４の電流値が電流源１１３の電流値よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。
【０２０２】
４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１５）式の関係を保ち、交点ｊ、ｈの定義は、図２６と同様とすると、各動作点及び交点は図２７のように定まる。このとき、動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｊ、ｈは、それぞれ、図２６の動作点及び交点ｂ、ａ、ｄ、ｃ、ｈ、ｊと同じ位置関係となり、図２７の動作点ａと交点ｊとの電位差はほぼＶｉ１となり、動作点ｂと交点ｈとの電位差はほぼＶｉ２となる。
【０２０３】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２６と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）だけ増加した電圧となり、（１７）式で表される。
【０２０４】
図２８は、図１６の回路の作用（電流源１１４の電流値が電流源１１３の電流値よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１５）式の関係を保ち、交点ｆ、ｇの定義は図２５と同様とすると、各動作点及び交点は図２８のように定まる。このとき、動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｆ、ｇは、それぞれ図２５の動作点及び交点ｂ、ａ、ｄ、ｃ、ｇ、ｆと同じ位置関係となり、図２８の動作点ｄと交点ｆとの電位差はＶｉ１となり、動作点ｃと交点ｇとの電位差はＶｉ２となる。
【０２０５】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２５と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）だけ減少した電圧となり、（１６）式で表される。
【０２０６】
以上のように、図３の差動増幅器は、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきを有するとき、図４の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ（１７）、（１６）式で表され、
＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２、または
−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２
のオフセットを生じる。
【０２０７】
しかし、図４の第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０２０８】
なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。
【０２０９】
したがって、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２１０】
次に、図５の差動増幅器による、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。
【０２１１】
図５の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図６と同様とされ、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図５の差動増幅器の等価回路は図１３、図１６である。
【０２１２】
図５の差動増幅器の第１の期間の作用は、図１３の回路に関する図２５の作用と同様で、第２の期間の作用は、図１６の回路に関する図２８の作用と同様である。
【０２１３】
上記に説明したように、第１及び第２の期間において、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは（１６）式で表され、
−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２
のオフセットを生じる。
【０２１４】
したがって、図５の差動増幅器は、第１及び第２の期間ともにオフセットの向き及び大きさは同じで、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替えても、出力オフセットをキャンセルすることができない。
【０２１５】
次に、図７の差動増幅器による、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきに、起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図７の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図８と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図７の差動増幅器の等価回路は、それぞれ図１５、図１４である。
【０２１６】
図７の差動増幅器の第１の期間の作用は、図１５の回路に関する図２７の作用と同様で、第２の期間の作用は、図１４の回路に関する図２６の作用と同様である。
【０２１７】
上記に説明したように、第１及び第２の期間において、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは（１７）式で表され、
＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２
のオフセットを生じる。
【０２１８】
したがって、図７の差動増幅器は、第１及び第２の期間ともにオフセットの向き及び大きさは同じで、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替えても、出力オフセットをキャンセルすることができない。
【０２１９】
次に、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれが生じた場合の作用について説明する。説明を簡単にするため、カレントミラー（１１１，１１２）以外のトランジスタのばらつきはないものとし、トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、交点ｆ、ｇ、ｈ、ｊ及び電流（ドレイン・ソース間電流）Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄの定義は、図２５乃至図２８と同様とし、各作用図は、２つの電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）がＶ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合を示す。
【０２２０】
トランジスタ１１１、１１２の少なくとも一方の特性ばらつきによって、トランジスタ１１２のドレイン・ソース電流がトランジスタ１１１のドレイン・ソース電流よりΔＩだけ大きくなるとすると、これによる電流の関係式は次式（１８）となる。
【０２２１】
Ｉａ＋Ｉｃ＝Ｉｂ＋Ｉｄ−ΔＩ          …（１８）
【０２２２】
また、電流源１１３、１１４の電流の関係は（５）式と同じであるので、（５）、（１８）式より、次式が導かれる。
【０２２３】
Ｉａ＝Ｉｄ−ΔＩ／２、
Ｉｂ＝Ｉｃ＋ΔＩ／２          …（１９）
【０２２４】
すなわち、（１９）式の関係が、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器において成り立つ。
【０２２５】
まず、図１の差動増幅器による、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図１の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図２と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図１の差動増幅器の等価回路は、図１３、図１４である。
【０２２６】
図２９は、図１３の回路の作用（トランジスタ１１２の出力電流がトランジスタ１１１の出力電流よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１９）式の関係を保つとき、各動作点及び交点は図２９のように定まる。ここで動作点ｃと交点ｇとの電位差をＶｉ３、動作点ｄと交点ｆとの電位差をＶｉ４とする。線分ａｆと線分ｂｇは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、
（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２
だけ増加した電圧となり、次式で表される。
【０２２７】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)＋Ｖ（Ｔ２）＋（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）｝／２    …（２０）
【０２２８】
図３０は、図１４の回路の作用（トランジスタ１１２の出力電流がトランジスタ１１１の出力電流よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１９）式の関係を保つとき、各動作点及び交点は図３０のように定まる。
【０２２９】
このとき、動作点ｂと交点ｈとの電位差はほぼＶｉ３、動作点ａと交点ｊとの電位差はほぼＶｉ４となる。線分ｃｈと線分ｄｊは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、
（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２
だけ減少した電圧となり次式で表される。
【０２３０】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)＋Ｖ（Ｔ２）−（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）｝／２    …（２１）
【０２３１】
なお、（２０）式と（２１）式の出力オフセットの大きさ（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）は、厳密には同じ値ではない。これは、図２９と図３０において、それぞれ（１９）式の関係は保たれるが、各動作点のＩｄｓの値が少しずれるためである。しかし、図２９と図３０の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットはほぼ同じ大きさ（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）とみなすことができる。
【０２３２】
以上のように、図１の差動増幅器は、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれを有するとき、図２の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔは、それぞれ（２０）、（２１）式のように、
＋（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２、及び
−（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２
のオフセットを生じる。
【０２３３】
しかし、図２の第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０２３４】
なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。動作点やオフセットの正負、オフセットの大きさはＶ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合と異なるが、第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔもそれぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。
【０２３５】
したがって、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。したがって図１の差動増幅器は、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれがある場合でも、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２３６】
次に、図３の差動増幅器による、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図３の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法は図４と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図３の差動増幅器の等価回路は図１５、図１６である。
【０２３７】
図３１は、図１５の回路の作用（トランジスタ１１２の出力電流がトランジスタ１１１の出力電流よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。
【０２３８】
４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１９）式の関係を保つとき、各動作点及び交点は図３１のように定まる。このとき動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｈ、ｊは、それぞれ図２９の動作点及び交点ｃ、ｄ、ａ、ｂ、ｇ、ｆと同じ位置関係となり、図３１の動作点ａと交点ｊとの電位差はＶｉ３、動作点ｂと交点ｈとの電位差はＶｉ４となる。
【０２３９】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２９と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２だけ増加した電圧となり、（２０）式で表される。
【０２４０】
図３２は、図１４の回路の作用（トランジスタ１１２の出力電流がトランジスタ１１１の出力電流よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１９）式の関係を保つとき、各動作点及び交点は図３２のように定まる。
【０２４１】
このとき、動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｆ、ｇは、それぞれ図３０の動作点及び交点ｃ、ｄ、ａ、ｂ、ｈ、ｊと同じ位置関係となり、図３２の動作点ｄと交点ｆとの電位差はほぼＶｉ３、動作点ｃと交点ｇとの電位差はほぼＶｉ４となる。したがって出力電圧Ｖｏｕｔは、図３０と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２だけ減少した電圧となり、（２１）式で表される。
【０２４２】
以上のように、図３の差動増幅器は、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれを有するとき、図４の第１及び第２の期間において、出力電圧Ｖｏｕｔはそれぞれ（２０）、（２１）式で表され、
＋（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２、または
−（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２
のオフセットを生じる。
【０２４３】
しかし、図４の第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となる。
【０２４４】
なお、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合の作用も、作用図より容易に導くことができる。第１及び第２の期間の出力電圧Ｖｏｕｔはそれぞれ互いに正負の異なる同じ大きさのオフセットを生じる。
【０２４５】
したがって、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２４６】
次に、図５の差動増幅器による、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図５の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法は図６と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図５の差動増幅器の等価回路は図１３、図１６である。
【０２４７】
図５の差動増幅器の第１の期間の作用は、図１３の回路に関する図２９の作用と同様で、第２の期間の作用は、図１６の回路に関する図３２の作用と同様である。上記に説明したように、第１及び第２の期間において、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは（２０）、（２１）式で表される。
【０２４８】
したがって、図５の差動増幅器は、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２４９】
次に、図７の差動増幅器による、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれに起因する出力オフセットのキャンセル作用について説明する。図７の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図８と同様で、第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。また第１及び第２の期間における図７の差動増幅器の等価回路は図１５、図１４である。
【０２５０】
図７の差動増幅器の第１の期間の作用（トランジスタ１１２の出力電流がトランジスタ１１１の出力電流よりもΔＩ大きい場合の作用）は、図１５の回路に関する図３１の作用と同様であり、第２の期間の作用は、図１４の回路に関する図３０の作用（トランジスタ１１２の出力電流がトランジスタ１１１の出力電流よりもΔＩ大きい場合の作用）と同様である。
【０２５１】
上記したように、第１及び第２の期間において、それぞれの出力電圧Ｖｏｕｔは（２０）、（２１）式で表される。
【０２５２】
したがって、図７の差動増幅器は、第１及び第２の期間を所定の周期で繰り返すことにより、上記出力オフセットは時間平均化され、実効的に（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２５３】
以上説明したように、図１、図３の差動増幅器は、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきやカレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれに起因する出力オフセットもキャンセルし、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２５４】
一方、図５、図７の差動増幅器は、カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれに起因する出力オフセットはキャンセルできるが、電流源１１３、１１４間の電流ばらつきに起因する出力オフセットはキャンセルすることができない。
【０２５５】
図１、図３、図５、図７の各差動増幅器は、トランジスタばらつきに依存した電流源１１３、１１４間の電流ばらつきやカレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれの程度に応じて使い分けることにより、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２５６】
図９は、本発明の第５の実施例の差動増幅器を示す図である。図９を参照すると、本実施例の差動増幅器は、図１の差動増幅器に、スイッチ１８１、１８４、１８５、１８８を付加した構成である。
【０２５７】
端子Ｔ２とトランジスタ１０１のゲートとの間にスイッチ１８１を備え、端子Ｔ１とトランジスタ１０２のゲートとの間にスイッチ１８４を備え、端子Ｔ１とトランジスタ１０３のゲートとの間にスイッチ１８５を備え、端子Ｔ２とトランジスタ１０４のゲートとの間にスイッチ１８８を備えている。
【０２５８】
図１０は、図９の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【０２５９】
第１の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５３、１５７をオン、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５６をオフ、スイッチ１５１、１５５をオン、スイッチ１５４、１５８、１８１、１８５、１８４、１８８をオフとする。このとき、図１３に示す等価回路となる。
【０２６０】
第２の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５３、１５７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５６をオン、スイッチ１５１、１５５をオフ、スイッチ１５４、１５８をオン、スイッチ１８１、１８５、１８４、１８８をオフとする。このとき、図１４に示す等価回路となる。
【０２６１】
第３の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５３、１５７をオン、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５６をオフ、スイッチ１５１、１５５、１５４、１５８をオフ、スイッチ１８１、１８５をオン、スイッチ１８４、１８８をオフとする。このとき、図１５に示す等価回路となる。
【０２６２】
第４の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５３、１５７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５６をオン、スイッチ１５１、１５５、１５４、１５８、１８１、１８５をオフ、スイッチ１８４、１８８をオンとする。このとき、図１６に示す等価回路となる。
【０２６３】
第１、第２、第３、第４の期間を所定の周期で切り替える。第１、第２、第３、第４の期間における図９の差動増幅器は、それぞれ、図１３、図１４、図１５、図１６に示す等価回路となる。
【０２６４】
図９の差動増幅器は、４つの等価回路が周期的に切り替えられるので、図１７乃至図３２で説明した作用により、トランジスタの特性ばらつきに起因する出力オフセットをキャンセルし、高い電圧精度での出力が可能である。なお、第１から第４の各期間の順序は任意でもよい。
【０２６５】
図９の差動増幅器は、最も高精度出力が可能であるが、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器よりスイッチ数が多く、制御信号も多くなり、回路面積も大きくなる。したがって、必要な電圧精度や面積に応じて各差動増幅器を使い分けることが好ましい。
【０２６６】
図１１は、図９の差動増幅器の変形例を示す図である。図１１の差動増幅器は、図１の差動増幅器１００の入力端子Ｔ１、Ｔ２に、入力制御回路１７０を付加したものである。入力制御回路１７０は、電圧Ｖ（Ｔ３）、Ｖ（Ｔ４）がそれぞれ与えられる端子Ｔ３、Ｔ４を備え、端子Ｔ３と、端子Ｔ１、Ｔ２間をそれぞれ接続するスイッチ１７１、１７２と、端子Ｔ４と、端子Ｔ１、Ｔ２間をそれぞれ接続するスイッチ１７４、１７３を備えている。
【０２６７】
図１２は、図１１に示した差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。第１の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５３、１５５、１５７をオン、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５４、１５８をオフ、スイッチ１７１、１７３をオン、スイッチ１７２、１７４をオフとする。第２の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５３、１５５、１５７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５４、１５８をオン、スイッチ１７１、１７３をオン、スイッチ１７２、１７４をオフとする。第３の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５３、１５５、１５７をオン、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５４、１５８をオフ、スイッチ１７１、１７３をオフ、スイッチ１７２、１７４をオンとする。第４の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５３、１５５、１５７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１５２、１５４、１５８をオン、スイッチ１７１、１７３をオフ、スイッチ１７２、１７４をオンとする。
【０２６８】
第１、第２、第３、第４の期間を所定の周期で切り替える。図１２を参照すると、差動増幅器１００の各スイッチ（スイッチ１２１〜１２４、１５１〜１５８）の第１、第２の期間及び第３、第４の期間のオン・オフ制御は、図２の第１、第２の期間のオン・オフ制御の２周期分となっている。すなわち、差動増幅器１００は図１の差動増幅器と同じ構成で同じスイッチ制御でよい。
【０２６９】
一方、入力制御回路１７０の各スイッチの制御は、第１、第２の期間でスイッチ１７１、１７３をオン、スイッチ１７２、１７４をオフとし、端子Ｔ１、Ｔ２にそれぞれ電圧Ｖ（Ｔ３）、Ｖ（Ｔ４）を供給し、第３、第４の期間でスイッチ１７１、１７３をオフ、スイッチ１７２、１７４をオンとし、端子Ｔ１、Ｔ２にそれぞれ電圧Ｖ（Ｔ４）、Ｖ（Ｔ３）を供給する。
【０２７０】
これにより、第１、第２、第３、第４の期間における図１１の差動増幅器は、それぞれＶ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）をＶ（Ｔ３）、Ｖ（Ｔ４）に置き換えた、図１３、図１４、図１５、図１６に示す等価回路となる。図１１の差動増幅器は、４つの等価回路が周期的に切り替えられるので、図１７〜図３２で説明した作用によりトランジスタの特性ばらつきに起因する出力オフセットをキャンセルし、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２７１】
図１１の差動増幅器の効果は、図９の差動増幅器に比べて、制御信号が少なくできる点である。
【０２７２】
しかし、図１１の差動増幅器においても、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器よりスイッチ数が多く、制御信号も多く、回路面積が大きい。したがって、必要な電圧精度や面積に応じて各差動増幅器を使い分けることが好ましい。
【０２７３】
なお、図１１では、差動増幅器１００として、図１の差動増幅器を用いた例を示したが、図３、図５、図７の各差動増幅器を用いることができることは勿論である。そして、各差動増幅器のスイッチ制御も、図４、図６、図８をそのまま用いることができる。
【０２７４】
上記で説明した図１、図３、図５、図７、図９、図１１の各差動増幅器は、差動対を２つ備えたｎチャネル型トランジスタの構成を用いて説明したが、差動対を２つ備えたｐチャネル型トランジスタの差動増幅器や、ｎチャネル型及びｐチャネル型それぞれ差動対を２つ備えたＲａｉｌ−ｔｏ−Ｒａｉｌ型差動増幅器についても同様の効果が得られることは勿論である。
【０２７５】
また、上記で説明した各差動増幅器は、図３５のデータドライバのアンプ回路９８８に用いることができる。
【０２７６】
本発明の差動増幅器を用いることにより、差動増幅器に入力される２つの電圧信号の電圧差が広い場合でも高い電圧精度で出力電圧を出力でき、なおかつトランジスタのしきい値や特性曲線の傾きばらつきに対しても出力オフセットをキャンセルできる。そのため階調間の電圧差が大きい低位階調や高位階調でもデコーダの素子数を削減し、省面積のデータドライバを実現することができる。
【０２７７】
以下では、比較例の切り替え方法について説明しておく。この比較例は、好ましくない切替方法である。上記差動増幅器において、２つの接続状態を、周期的に切り替える場合、例えば図１３と図１５の等価回路の切り替えは、
差動対トランジスタのしきい値ばらつき、
特性曲線の傾きばらつき、及び
カレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流間のずれが生じた場合のそれぞれで、オフセットの方向が同じとなるため、オフセットをほとんどキャンセルすることができない。
【０２７８】
図１４と図１６の等価回路の切り替えについても同様である。
【０２７９】
すなわち、２つの接続状態を周期的に切り替える場合、オフセットを効果的にキャンセルするためには、本発明で提案するような切り替えに制限される。
【０２８０】
図３３は、本発明の差動増幅器を用いたデジタル・アナログ変換器の実施例の構成を示す図であり、主要な機能ブロックの構成を示す図である。
【０２８１】
図３３を参照すると、このデジタル・アナログ変換器は、参照電圧発生回路３０と、デコーダ２０と、アンプ回路１０を含んで構成される。
【０２８２】
アンプ回路１０は、図１、図３、図５、図７、図９、図１１等のいずれかの差動増幅器を用いる。アンプ回路１０には、接続切替信号が入力され、上記各差動増幅器のスイッチを制御し、それぞれの差動増幅器に対応した図２、図４、図６、図８、図１０、図１２の各期間を所定の周期で切り替える。
【０２８３】
これにより、アンプ回路１０は、２つの入力電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対１の比率で内分する電圧を増幅出力することができ、さらに、トランジスタの特性ばらつきに起因する出力オフセットをキャンセルし、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の電圧差が大きいときも高い電圧精度での出力が可能となる。なお、アンプ回路１０が図１１の差動増幅器の場合、２つの入力電圧はＶ（Ｔ３）、Ｖ（Ｔ４）となる。
【０２８４】
参照電圧発生回路３０は、１階調おきの階調電圧に対応する（Ｋ＋１）個の参照電圧Ｖ０、Ｖ２、Ｖ４、…、Ｖ２Ｋを生成し、デコーダ２０へ出力する。
【０２８５】
デコーダ２０は、デジタルデータが入力され、そのデータに応じて２つの電圧を選択し、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）としてアンプ回路１０へ出力する。なお、デコーダ２０における２つの電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の選択は、２つの電圧が同時（パラレル）に選択されてもよく、２つの電圧が順次（シリアル）選択されても構わない。ただし、アンプ回路１０がデジタルデータに対応した電圧を出力する期間では、２つの電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）は、アンプ回路１０の２つの差動対（１０１，１０２）、（１０３，１０４）のそれぞれの非反転入力端ににそれぞれ入力されていなければならない。
【０２８６】
図３３に示したデジタル・アナログ変換器は、（Ｋ＋１）個の参照電圧に対して、デジタルデータに応じて、最大で、（２Ｋ＋１）個の電圧レベルを出力することができる。
【０２８７】
図３５と同様に、出力電圧数に対して参照電圧発生回路３０で生成する参照電圧数が少ないため、デコーダ２０のトランジスタ数は少なく、省面積のデジタル・アナログ変換器を実現することができる。
【０２８８】
また、図３３に示したデジタル・アナログ変換器を、図３５の表示装置のデータドライバに適用すれば、従来よりも、高精度電圧出力のデータドライバを実現することができる。
【０２８９】
図３３に示したデジタル・アナログ変換器を適用したデータドライバに関して、各アンプ回路１０に入力される接続切替信号の切替周期は、表示装置の１画面の書換え周期（フレーム周期）の整数倍やデータ線の書換え周期（ライン周期）の整数倍で切り替えることができる。この場合、同じ映像データに対する表示装置の輝度が１画面の書換え周期の整数倍で平均化されることにより表示品質を向上させることができる。液晶表示装置において、上記特許文献２と同様の切替を行うことが可能であるのは勿論である。
【０２９０】
また、接続切替信号の切替周期を、階調電圧信号をデータ線に駆動する１データ期間内に複数回切り替えてもよい。この場合、データ線は大きな容量性負荷であるため、比較的小さな正及び負のオフセットが交互に供給されれば、データ線内で緩和されて平均化される。これにより表示品質を向上させることもできる。
【０２９１】
なお、本発明は、液晶表示装置に限らず、データ線にレベル電圧を駆動して各画素の輝度を制御するアクティブマトリクス型表示装置に適用できることは勿論である。例えば、近年実用化が進んでいる有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置もその一つである。
【０２９２】
図４０は、ＥＬ表示装置における画素部９５０（１画素）の主要な構成が、等価回路によって模式的に示されている。図４０の画素部９５０を、図３４（Ａ）の画素部９５０へ適用すると、図３４（Ａ）はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成となる。
【０２９３】
図４０において、画素部９５０は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）９５１、９５５、電極端子９５２、ＥＬ素子（発光ダイオード）９５６、容量９５７、電源端子９５８、９５９で構成される。有機ＥＬ表示装置の表示部は、基板上に電極やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、有機材料薄膜で形成されたＥＬ素子等を積層した構造よりなる。ＴＦＴ９５１はスイッチング素子としてデータ線９６２と電極端子９５２とを接続し、その制御端はゲート線９６１に接続される。なお、図４０において、ＴＦＴ９５１及び電極端子９５２は、図３４（Ｂ）の液晶表示装置の画素部と同様の機能であるため、同じ素子番号を用いている。ＴＦＴ９５５及びＥＬ素子９５６は、２つの電源端子９５８、９５９間に直列形態で接続され、ＴＦＴ９５５の制御端に電極端子９５２が入力される。また、電極端子９５２が接続される。また電極端子９５２には電圧保持容量９５７の一端が接続され、他端はＴＦＴ９５５に流れる電流を一定に保つことのできる端子に接続され、電源端子又はＴＦＴ９５５のソース端子に接続される。
【０２９４】
表示の仕組みは、スイッチング機能を持つＴＦＴ９５１のオン・オフが走査信号により制御され、ＴＦＴ９５１がオンとなるときに、映像データ信号に対応した階調電圧信号が電極端子９５２に供給され、ＴＦＴ９５５の制御端に印加される。ＴＦＴ９５５は、階調電圧信号に応じた電流に変換し、流れる電流に応じた輝度特性をもつＥＬ素子９５６の発光輝度を制御する。保持容量９５７は、ＴＦＴ９５１がオフした後も、電極端子９５２の電位を保持し、ＥＬ素子９５６の発光輝度を一定期間保持することで、画像を表示するものである。
【０２９５】
なお、図４０では、ＴＦＴ９５１、９５５を、それぞれｎチャネル型、ｐチャネル型で構成した例を示したが、それぞれを同極性のトランジスタで構成することもできる。また、ＴＦＴ９５１、９５５に追加してスイッチングＴＦＴを備えても良い。なお性能を向上させるため、様々な構成が提案されているが、本発明の説明では、基本構成のみの説明に留める。
【０２９６】
以上のように、有機ＥＬ表示装置においても、そのデータドライバに本発明の差動増幅器を用いることができ、液晶表示装置と同様の効果を実現することができる。
【実施例】
【０２９７】
図４１、図４２は、本発明の効果を確認するために行ったシミュレーション結果を示す図である。
【０２９８】
図４１は、図１３乃至図１６の回路の、２つの差動対の各トランジスタ１０１〜１０４において、トランジスタ１０４のチャネル幅のみが２パーセント減少（例えばチャネル幅１０ミクロン設計の場合、０．２ミクロン減少）し、また、カレントミラー（１１１，１１２）において、トランジスタ１１１がトランジスタ１１２よりチャネル幅が２パーセント減少したときのシミュレーション結果である。
【０２９９】
したがって、トランジスタ１０４の特性曲線の傾きが減少し、トランジスタ１１２の電流がトランジスタ１１１の電流より増加するので、図２１乃至図２４、及び図２９乃至図３２で説明した作用を生じる。
【０３００】
図４１は、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）との電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝に対する出力オフセット特性曲線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４を示しており、それぞれ図１３、図１４、図１５、図１６の等価回路における結果である。
【０３０１】
オフセット特性曲線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４は、電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝に対して依存性をもっているが、これは図２１、図２２、図２３、図２４において、Ｖｆ１とＶｆ２の大きさが電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝に依存することや、図２９、図３０、図３１、図３２において、Ｖｉ３とＶｉ４の大きさも、電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝に依存するためである。
【０３０２】
特に、Ｖｉ３については、電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝の依存性が大きい。この理由は、電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝が大きくなると、電圧Ｖ（Ｔ２）が入力される差動トランジスタの動作点の電流値が小さくなり、その特性曲線の傾きも小さくなるため、Ｖｉ３の大きさが著しく増加するためである。
【０３０３】
なお、図４１では、トランジスタ１０４、１１１の特性ばらつきが生じた場合の結果であるが、これに加えて他のトランジスタもばらつく場合、オフセットの大きさは、最大で図４１の数倍になる場合もある。
【０３０４】
図４２は、図４１のオフセットをもつ図１３、図１４、図１５、図１６の等価回路において、２つの等価回路を所定期間の周期で接続切替してオフセットが平均化されたときのシミュレーション結果を示す図であり、本発明によって得られる実効的なオフセットの特性曲線を表している。
【０３０５】
特性曲線Ｌ１５は、図１３、図１４の等価回路の接続切替（特性曲線Ｌ１１、Ｌ１２の平均化）で、図１の差動増幅器の動作である。
【０３０６】
特性曲線Ｌ１６は、図１３、図１６の等価回路の接続切替（特性曲線Ｌ１１、Ｌ１４の平均化）で、図５の差動増幅器の動作である。
【０３０７】
特性曲線Ｌ１７は、図１１、図１３の等価回路の接続切替（特性曲線Ｌ１１、Ｌ１３の平均化）で、比較例の切替動作（好ましくない切替動作）の場合である。
【０３０８】
図４２より、特性曲線Ｌ１５が最もオフセットが小さく抑えられており、特性曲線Ｌ１６も比較的小さい。それに対して特性曲線Ｌ１７は、オフセットがほとんど抑制されていない。
【０３０９】
これより、図１及び図５の差動増幅器によるオフセット抑制効果が示された。
【０３１０】
なお、特性曲線Ｌ１６は、特性曲線Ｌ１５に比べてややオフセットが大きい。これは、図１９、図２２のＶｆ１とＶｆ２の差によるものである。また、図３及び図７の差動増幅器の動作による効果は、図１及び図５の差動増幅器の効果とそれぞれ同様となる。
【０３１１】
また、本発明との比較のため、図３６に示した構成のアンプ８５−１（特許文献３の第１５図の８５−１）のように、２つの差動対を駆動する電流源を共通とした場合のシミュレーション結果も示す。図４３は、図１の差動増幅器の電流源１１３、１１４を、電流源１１５に置き換え、差動対（１０１，１０２）、（１０３，１０４）を共通に駆動する構成とした差動増幅器である。シミュレーションは、図４１と同様にトランジスタ１０４、１１１のチャネル幅のみが２パーセント減少したときの４つの等価回路における出力オフセット特性を、図４４に示す。
【０３１２】
図４４の出力オフセット特性曲線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４は、それぞれ図１３、図１４、図１５、図１６で電流源１１３、１１４を、電流源１１５に置き換えた等価回路に対応している。
【０３１３】
オフセット特性曲線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４は、電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝に対して非常に大きな依存性をもち、電圧差｛Ｖ（Ｔ１）−Ｖ（Ｔ２）｝がゼロ付近以外では、オフセットが著しく大きくなる。
【０３１４】
また、オフセット特性曲線Ｌ２１、Ｌ２３と、オフセット特性曲線Ｌ２２、Ｌ２４の差はカレントミラー（１１１，１１２）の入出力電流のずれに依存するものである。
【０３１５】
図４５は、電流源１１３、１１４を、電流源１１５に置き換えた図１３〜図１６の等価回路において、２つの等価回路を所定期間の周期で接続切替してオフセットが平均化されたときの実効的なオフセットの特性曲線を表している。
【０３１６】
特性曲線Ｌ２５は、特性曲線Ｌ２１、Ｌ２２の平均化で、図４３の差動増幅器の動作である。特性曲線Ｌ２６は、特性曲線Ｌ２１、Ｌ２４の平均化である。特性曲線Ｌ２７は、特性曲線Ｌ２１、Ｌ２３の平均化である。
【０３１７】
図４５より、特性曲線Ｌ２５、Ｌ２６が、電圧差｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ(Ｔ２)｝がゼロ付近ではオフセットが小さく抑えられている。一方、特性曲線Ｌ２７は、オフセットが十分抑制されていない。
【０３１８】
以上より、２つの差動対を駆動する電流源が共通の場合、電圧差｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ(Ｔ２)｝が比較的大きくなる場合は、出力オフセットが増大し、実用的でない。
【０３１９】
したがって、図１、図３、図５、図７に示すような２つの差動対を独立に駆動する電流源を備えた構成が好ましい。ただし、２つの差動対を駆動する電流源が共通の場合でも、電圧差｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ(Ｔ２)｝がゼロ付近に限っては、図１〜図８に示す差動増幅器と同様の効果を得ることができる。
【０３２０】
すなわち、表示装置の階調数が非常に大きく、階調間の電圧差が十分小さい場合には適用することが可能である。その場合の差動増幅器の構成の一例は、図４３に示したが、図３、図５、図７の差動増幅器の電流源１１３、１１４を電流源１１５に置き換えた構成でもよい。
【０３２１】
図１、図３、図５、図７、図９、図１１に示した差動増幅器において、増幅段１０９を、差動増幅段で構成してもよい。図４６は、図１において、増幅段１０９を差動増幅段１０９とした差動増幅器の構成を示す図である。図４６を参照すると、図１のスイッチ１２３、１２４の代わりに、ｎチャネルトランジスタ１０１、１０３のドレインとＰチャネルトランジスタ１１１のドレインの接続点と、差動増幅段１０９の反転入力端（−）、非反転入力端（＋）にそれぞれ接続されたスイッチ１２３Ａ、１２４Ａと、ｎチャネルトランジスタ１０２、１０４のドレインとＰチャネルトランジスタ１１２のドレインの接続点と、差動増幅段１０９の反転入力端（−）、非反転入力端（＋）にそれぞれ接続されたスイッチ１２４Ｂ、１２３Ｂと、を備える。これ以外の構成は、図１と同じである。
【０３２２】
図４６において、スイッチ１５１〜１５８、スイッチ１２１、１２２は、図２と同様のオン、オフ制御が行われ、スイッチ１２３Ａ、１２３Ｂは、図２のスイッチ１２３と同様のオン・オフ制御が行われ（第１の期間でオン、第２の期間でオフ）、スイッチ１２４Ａ、１２４Ｂは、図２のスイッチ１２４と同様のオン・オフ制御が行われる（第１の期間でオフ、第２の期間でオン）。これにより、図１に示した差動増幅器と同様に、第１の期間と第２の期間の出力オフセットは、正負の異なる同じ大きさのオフセットとなり、第１の期間と第２の期間を周期的に切り替えることにより、出力オフセットをキャンセルすることができる。なお、差動増幅段１０９自体がトランジスタの特性ばらつきによるオフセットをもつ場合でも、第１の期間と第２の期間で、反転入力端（−）、非反転入力端（＋）のそれぞれの接続先が互いに入替わるため、図４６の差動増幅器は、差動増幅段１０９のオフセットも含めて出力オフセットをキャンセルすることができる。
【０３２３】
次に、図３３に示したデジタル・アナログ変換器を適用したデータドライバを、図３４（Ａ）の表示装置のデータドライバ９８０のアンプ回路として用いる場合の説明（段落［０２８９］参照）についてさらに説明しておく。データドライバ９８０の複数のアンプ回路１０は、接続切替信号により、接続状態の切替が制御される。このとき、最も単純には、全てのアンプ回路１０を１つのグループとして、第１の期間の接続状態と第２の期間の接続状態を周期的に切り替えることができる。
【０３２４】
一方、複数のアンプ回路１０を、いくつかのグループ、例えば２つのグループとして、グループ間で異なる切替制御を行うようにしてもよい。図４７は、図３４（Ａ）のデータドライバ９８０を構成する複数のアンプ回路１０（図３３参照）を、グループ１とグループ２に分けたときの、それぞれのグループの差動増幅器のスイッチ制御を示す図である。図４７において、アンプ回路１０は、図１の差動増幅器で構成されており、第Ｎ期間とその次の第（Ｎ＋１）期間の各スイッチのオン、オフ状態を示す。グループ１の差動増幅器は、第Ｎ及び第（Ｎ＋１）期間の制御が、それぞれ、図２の第１及び第２の期間の制御とされ、グループ２の差動増幅器は、第Ｎ及び第（Ｎ＋１）期間の制御が、それぞれ、図２の第２及び第１の期間の制御とされる。なお、グループ１とグループ２の分け方は、例えば、奇数番目のデータ線を駆動する差動増幅器をグループ１とし、偶数番目のデータ線を駆動する差動増幅器をグループ２としてもよい。
【０３２５】
図４７に示した切替制御を行うときの効果について説明する。データドライバ９８０（図３３（Ａ）参照）は、単結晶シリコン基板やガラス等の絶縁性基板上に集積化して形成され、複数のアンプ回路１０のトランジスの特性ばらつきは半導体プロセスに起因して生じる。このとき、トランジスの特性ばらつきは、局所分布と一様分布が存在する。例えば、基板へのイオン注入等で濃度分布が一定方向にわずかな傾斜を生じた場合に、トランジスの特性ばらつきは一様分布となり、その中で、特異的作用により、局所分布が発生する場合等が考えられる。特に、トランジスの特性ばらつきが一様分布の場合には、複数のアンプ回路１０に対しては、接続状態ごとに、共通の作用を及ぼし、同一接続状態のアンプ回路同士は正または負の同一方向の出力オフセットを生じる。
【０３２６】
ここで、全てのアンプ回路１０を一つのグループとして、第１の期間の接続状態と第２の期間の接続状態をフレーム周期で切り替える場合、当該データドライバを用いた表示装置は、同一走査線に接続される各画素の輝度のばらつき方向が同一となる。
【０３２７】
一方、複数のアンプ回路１０を２つのグループに分け、グループ間で異なる制御をすると、そのデータドライバを用いた表示装置は、同一走査線に接続される各画素の輝度のばらつき方向がグループ間で異なるため、同じ駆動期間の画素行内でも輝度を平均化することができる。
【０３２８】
よって、図４７の制御を行うことにより、表示装置の表示品質を向上させることができる。なお、図４７は、アンプ回路１０に図１の差動増幅器を用いた場合の例であるが、図３、図５、図７の差動増幅器を用いた場合も同様であることは勿論である。
【０３２９】
以上本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成に限定されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形修正を含むことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０３３０】
【図１】本発明の第１の実施例の差動増幅器を示す図である。
【図２】図１の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例の差動増幅器を示す図である。
【図４】図３の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例の差動増幅器を示す図である。
【図６】図５の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例の差動増幅器を示す図である。
【図８】図７の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施例の差動増幅器を示す図である。
【図１０】図９の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【図１１】図９の差動増幅器の変形例を示す図である。
【図１２】図１１の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【図１３】図２、図６の第１の期間の図１、図５の差動増幅器の等価回路である。
【図１４】図２、図８の第２の期間の図１、図７の差動増幅器の等価回路である。
【図１５】図４、図８の第１の期間の図３、図７の差動増幅器の等価回路である。
【図１６】図４、図６の第２の期間の図３、図５の差動増幅器の等価回路である。
【図１７】しきい値ばらつきの場合の図１３の回路の作用を表す図である。
【図１８】しきい値ばらつきの場合の図１４の回路の作用を表す図である。
【図１９】しきい値ばらつきの場合の図１５の回路の作用を表す図である。
【図２０】しきい値ばらつきの場合の図１６の回路の作用を表す図である。
【図２１】特性曲線の傾きばらつきの場合の図１３の回路の作用を表す図である。
【図２２】特性曲線の傾きばらつきの場合の図１４の回路の作用を表す図である。
【図２３】特性曲線の傾きばらつきの場合の図１５の回路の作用を表す図である。
【図２４】特性曲線の傾きばらつきの場合の図１６の回路の作用を表す図である。
【図２５】電流源の電流ばらつきの場合の図１３の回路の作用を表す図である。
【図２６】電流源の電流ばらつきの場合の図１４の回路の作用を表す図である。
【図２７】電流源の電流ばらつきの場合の図１５の回路の作用を表す図である。
【図２８】電流源の電流ばらつきの場合の図１６の回路の作用を表す図である。
【図２９】カレントミラーの電流ばらつきの場合の図１３の回路の作用を表す図である。
【図３０】カレントミラーの電流ばらつきの場合の図１４の回路の作用を表す図である。
【図３１】カレントミラーの電流ばらつきの場合の図１５の回路の作用を表す図である。
【図３２】カレントミラーの電流ばらつきの場合の図１６の回路の作用を表す図である。
【図３３】本発明の差動増幅器を用いたデジタル・アナログ変換器の実施例の構成を示す図である。
【図３４】アクティブマトリクス駆動方式の表示装置の典型的な構成を示す図である。
【図３５】特許文献１で提案されているデータドライバの構成の一例（後記特許文献１の第１６図に対応する）である。
【図３６】特許文献３で提案されているデータドライバの出力部のアンプ回路の構成の一例（後記特許文献３の第１５図に対応する）である。
【図３７】図３６のアンプ８５−１が上記第１又は第２の状態において、２つの階調電圧ＩＮ１、ＩＮ２の中間電圧をＶｏｕｔとして出力するときの作用を説明するための図である。
【図３８】特許文献４に提案されている複数個の差動対を備えたアンプの構成を示す図である。
【図３９】図３８のアンプが、２つの階調電圧ＩＮ１、ＩＮ２の中間電圧をＶｏｕｔとして出力するときの作用を説明するための図である。
【図４０】ＥＬ表示装置における画素部９５０（１画素）の主要な構成を、等価回路で示す図である。
【図４１】本発明の効果を確認するために行ったシミュレーション結果を示す図である。
【図４２】本発明の効果を確認するために行ったシミュレーション結果を示す図である。
【図４３】図１の差動増幅器の電流源１１３、１１４を電流源１１５に置き換え、差動対（１０１，１０２）、（１０３，１０４）を共通に駆動する構成とした差動増幅器の構成を示す図である。
【図４４】図４３のトランジスタ１０４、１１１のチャネル幅のみが２パーセント減少したときの４つの等価回路における出力オフセット特性を示す図である。
【図４５】電流源１１３、１１４を電流源１１５に置き換えた図１３〜図１６の等価回路において、２つの等価回路を所定期間の周期で接続切替してオフセットが平均化されたときの実効的なオフセットの特性曲線を表す図である。
【図４６】図１の変形例を示す図である。
【図４７】データドライバに適用した図１の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御方法を示す図である。
【符号の説明】
【０３３１】
１  ＩＮ１
２  ＩＮ２
３  出力端子
１０  アンプ回路
２０  デコーダ
３０  参照電圧発生回路
１００  差動増幅器
１０１〜１０４  ｎチャネルトランジスタ
１０９  増幅段（差動増幅段）
１１１、１１２  ｐチャネルトランジスタ
１１３、１１４、１１５  電流源
１２１〜１２３、１２３Ａ、１２３Ｂ、１２４、１２４Ａ、１２４Ｂ、１３１〜１３８、１４１〜１４８、１５１〜１５８、１６１〜１６８、１７１〜１７４、１８１、１８４、１８５、１８８  スイッチ
１７０  入力制御回路
２０９  差動増幅器
９５０  画素部
９５１、９５５  ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
９５２  画素電極（電極端子）
９５３  液晶（容量）
９５４  コモン電極  
９５６  ＥＬ素子（発光ダイオード）
９５７  容量
９５８、９５９  電源端子
９６０  表示部
９６１  走査線
９６２  データ線
９７０  ゲートドライバ
９８０  データドライバ
９８１  ラッチアドレスセレクタ
９８２  ラッチ
９８６  階調電圧発生回路
９８７  デコーダ
９８８  アンプ回路
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４  入力端子
【図１】
2006310959.tif 000003
【図２】
2006310959.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006310959.tif 000009
【図８】
2006310959.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2006310959.tif 000020
【図１９】
2006310959.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
2006310959.tif 000038
【図３７】
2006310959.tif 000039
【図３８】
2006310959.tif 000040
【図３９】
2006310959.tif 000041
【図４０】
2006310959.tif 000042
【図４１】
2006310959.tif 000043
【図４２】
2006310959.tif 000044
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月5日(2006.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を入力する第１及び第２の端子と、
信号を出力する第３の端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
を備え、さらに、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、
を切替制御する接続切替回路を備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項２】
信号を入力する第１及び第２の端子と、
信号を出力する第３の端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、
を切替制御する接続切替回路を備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項３】
信号を入力する第１及び第２の端子と、
信号を出力する第３の端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により個別に駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続される第２の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第２の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第３の端子にそれぞれ接続される第３の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第１の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子及び前記第２の端子にそれぞれ接続される第４の接続状態と、
を切替制御する接続切替回路を備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項４】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記増幅段の入力端に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記増幅段の入力端に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の差動増幅器。
【請求項５】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅段が、差動増幅段で構成され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態では、前記第１及び第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の一方及び他方にそれぞれ接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１及び前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の前記他方及び前記一方にそれぞれ接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の差動増幅器。
【請求項６】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態と前記第３の接続状態では、前記第１の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力として、前記増幅段の入力端に接続され、
前記第２の接続状態と前記第４の接続状態では、前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力として、前記増幅段の入力端に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項３記載の差動増幅器。
【請求項７】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅段が、差動増幅段で構成され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態と前記第３の接続状態では、前記第１及び第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の一方及び他方にそれぞれ接続され、
前記第２の接続状態と前記第４の接続状態では、前記第１及び前記第２の接続点が、前記第１及び第２の差動対の出力対の出力端として、前記差動増幅段の入力対の前記他方及び前記一方にそれぞれ接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項３記載の差動増幅器。
【請求項８】
前記負荷回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに、前記増幅段の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅段の入力に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の差動増幅器。
【請求項９】
前記負荷回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記接続切替回路は、前記第１の接続状態と前記第３の接続状態では、前記第１の接続点が、前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅段の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は、前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２の接続状態と前記第４の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅段の入力端に接続される、
ように切替制御する、ことを特徴とする請求項３記載の差動増幅器。
【請求項１０】
２つの信号電圧がそれぞれ入力される第１、第２の端子と、
出力信号を出力する第３の端子と、
第１の電源に一端が接続された第１、第２の電流源によりそれぞれ駆動される第１、第２の差動対と、
前記第１、第２の差動対の出力対と第２の電源間に接続され、前記第１、第２の差動対の出力電流を合成し、その合成電流に基づいた電圧を出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路の出力端と前記第３の端子との間に接続された増幅回路と、
を備え、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第１の端子と前記第３の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力が前記第２の端子と前記第３の端子にそれぞれ接続された第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子と前記第２の端子にそれぞれ接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力が前記第３の端子と前記第１の端子にそれぞれ接続された第２の接続状態と、
の前記第１及び第２の接続状態を切り替える接続切替回路と、
を備えたことを特徴とする差動増幅器。
【請求項１１】
前記接続切替回路が、前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力と前記第１及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第１及び第２のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第３及び第２の端子との間にそれぞれ接続された第３及び第４のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第２及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第５及び第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第３及び第１の端子との間に接続された第７及び第８のスイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項１又は１０記載の差動増幅器。
【請求項１２】
前記第１の接続状態には、
前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオンとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオフとされ、
前記第２の接続状態には、
前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオフとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオンとされる、ことを特徴とする請求項１１に記載の差動増幅器。
【請求項１３】
２つの信号電圧がそれぞれ入力される第１、第２の端子と、
出力信号を出力する第３の端子と、
第１の電源に一端が接続された第１、第２の電流源によりそれぞれ駆動される第１、第２の差動対と、
前記第１、第２の差動対の出力対と第２の電源間に接続され、前記第１、第２の差動対の出力電流を合成し、その合成電流に基づいた電圧を出力する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路の出力端と前記第３の端子との間に接続された増幅回路と、
を備え、
前記第１の差動対の入力対の第１の入力が前記第１の端子に接続され第２の入力が前記第３の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１の入力が前記第２の端子に接続され第２の入力が前記第３の端子に接続された第１の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第１の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第２の端子に接続された第２の接続状態と、
の前記第１及び第２の接続状態を切り替える接続切替回路と、
を備えたことを特徴とする差動増幅器。
【請求項１４】
前記接続切替回路が、前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第１及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第１及び第２のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第３及び第１の端子との間にそれぞれ接続された第３及び第４のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の第１の入力と、前記第２及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第５及び第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第２の入力と前記第３及び第２の端子との間にそれぞれ接続された第７及び第８のスイッチと、を備えたことを特徴とする請求項２又は１３記載の差動増幅器。
【請求項１５】
前記第１の接続状態には、
前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオンとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオフとされ、
前記第２の接続状態には、前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオフとされ、且つ、前記第２、第４、第６、及び第８のスイッチがオンとされる、ことを特徴とする請求項１４に記載の差動増幅器。
【請求項１６】
前記接続切替回路が、前記第１及び第２の接続状態に加え、さらに、
前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第２の端子に接続され前記第２の入力が前記第３の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第１の端子に接続され前記第２の入力が前記第３の端子に接続された第３の接続状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第１の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力が前記第３の端子に接続され前記第２の入力が前記第２の端子に接続された第４の接続状態と、
の前記第１、第２、第３、及び第４の接続状態を、所定の順序にしたがって切り替える、ことを特徴とする請求項１０記載の差動増幅器。
【請求項１７】
前記接続切替回路が、前記第１の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第１、第２、及び第３のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間にそれぞれ接続された第４、第５、及び第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第１の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間に接続された第７、第８、及び第９のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記第２の入力と、前記第１、第２、及び第３の端子との間に接続された第１０、第１１、及び第１２のスイッチと、
を備えたことを特徴とする請求項３又は１６記載の差動増幅器。
【請求項１８】
前記第１の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第１、第６、第８、及び第１２のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされ、
前記第２の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第３、第５、第９、及び第１０のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされ、
前記第３の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第２、第６、第７、及び第１２のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされ、
前記第４の接続状態には、前記第１乃至第１２のスイッチのうち前記第３、第４、第９、及び第１１のスイッチがオンとされ、残りのスイッチはオフとされる、ことを特徴とする請求項１７に記載の差動増幅器。
【請求項１９】
前記第１及び第２の端子へそれぞれ入力される２つの信号電圧を入れ替える入力切替回路を更に備えたことを特徴とする請求項１、２、１０乃至１５のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２０】
請求項１０乃至１５のいずれか一に記載の前記差動増幅器の前記第１の電流源及び第２の電流源が共通の電流源よりなる、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項２１】
前記電流電圧変換回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅回路の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は、前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに、前記増幅回路の入力に接続される、ことを特徴とする請求項１０又は１３に記載の差動増幅器。
【請求項２２】
前記電流電圧変換回路がカレントミラーよりなり、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記第１、第３の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅回路の入力に接続され、且つ、前記第２の接続点は、前記カレントミラーの入力に接続され、
前記第２、第４の接続状態では、前記第１の接続点が前記カレントミラーの入力に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記カレントミラーの出力に接続されるとともに前記増幅回路の入力に接続される、ことを特徴とする請求項１６記載の差動増幅器。
【請求項２３】
前記カレントミラーを構成する２つのトランジスタの制御端子と出力端子との間にそれぞれスイッチを備え、
前記第１、第２の接続点と前記増幅回路の入力との間に、それぞれスイッチを備えている、請求項８、９、２１、２２のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２４】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅回路が、差動増幅回路よりなり、
前記第１の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の一方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の他方に接続され、
前記第２の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記他方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記一方に接続される、ことを特徴とする請求項１０又は１３に記載の差動増幅器。
【請求項２５】
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第１の出力同士が、第１の接続点で接続され、
前記第１及び第２の差動対の各出力対の第２の出力同士が、第２の接続点で接続され、
前記増幅回路が、差動増幅回路よりなり、
前記第１、第３の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の一方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の他方に接続され、
前記第２、第４の接続状態では、前記第１の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記他方に接続され、且つ、前記第２の接続点が前記差動増幅回路の入力対の前記一方に接続される、ことを特徴とする請求項１６記載の差動増幅器。
【請求項２６】
前記第１の接続点と前記差動増幅回路の入力対の前記一端及び前記他端との間にそれぞれスイッチを備え、
前記第２の接続点と前記差動増幅回路の入力対の前記一端及び前記他端との間にそれぞれスイッチを備えている、ことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の差動増幅器。
【請求項２７】
入力されたデジタルデータ信号に基づきデータ線を駆動するデータドライバにおいて、
請求項１乃至２６のいずれか一に記載の前記差動増幅器を備えたことを特徴とするデータドライバ。
【請求項２８】
請求項２７記載の前記データドライバにおいて、
前記複数のデータ線を駆動する複数の前記差動増幅器と、複数の前記差動増幅器のそれぞれの前記接続切替回路を制御する接続切替信号とを備え、
複数の前記差動増幅器が２つのグループに分けられ、
前記接続切替信号は、
一のグループの前記差動増幅器を前記第１の接続状態に制御するとき、他のグループの前記差動増幅器を前記第２の接続状態に制御し、
前記一のグループの前記差動増幅器を前記第２の接続状態に制御するとき、前記他のグループの前記差動増幅器を前記第１の接続状態に制御する、ことを特徴とするデータドライバ。
【請求項２９】
請求項１乃至２６のいずれか一に記載の前記差動増幅器を含むデータドライバと、
表示パネルと、
を備え、
前記データドライバの出力信号に基づき、前記表示パネルのデータ線を駆動してなる、ことを特徴とする表示装置。
【請求項３０】
一の方向に互いに平行に延在された複数本のデータ線と、
前記一の方向に直交する方向に互いに平行に延在された複数本の走査線と、
前記複数本のデータ線と前記複数本の走査線の交差部にマトリクス状に配置された複数の画素電極と、
を備え、
前記複数の画素電極のそれぞれに対応して、ドレイン及びソースの一方が対応する前記画素電極に接続され、前記ドレイン及びソースの第２の入力が対応する前記データ線に接続され、ゲートが対応する前記走査線に接続されている、複数のトランジスタを有し、
前記複数の走査線に対して走査信号をそれぞれ供給するゲートドライバと、
前記複数のデータ線に対して入力データに対応した階調信号をそれぞれ供給するデータドライバと、
を備え、
前記データドライバは、請求項２７又は２８記載の表示装置の前記データドライバよりなる、ことを特徴とする表示装置。
【請求項３１】
第１及び第２の信号と、
出力信号を出力する出力端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が出力端子に接続されている増幅段と、
切替回路と、
を備えた差動増幅器の駆動方法であって、
前記切替回路が、前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力される第２の状態と、
を切替制御する、ことを特徴とする差動増幅器の駆動方法。
【請求項３２】
第１及び第２の信号と、
出力信号を出力する出力端子と、
出力対が共通の負荷回路に接続され、それぞれが対応する電流源により駆動される第１及び第２の差動対と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
切替回路と、
を備えた差動増幅器の駆動方法であって、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力される第２の状態と、
を切替制御する、ことを特徴とする差動増幅器の駆動方法。
【請求項３３】
第１及び第２の信号と、
出力信号を出力する出力端子と、
各々が入力対及び出力対を有し、対応する電流源によりそれぞれ駆動される第１及び第２の差動対と、
前記第１及び第２の差動対の各出力対に接続される負荷回路と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が出力端子に接続されている増幅段と、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力される第２の状態と、
を切替制御する、切替回路とを備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【請求項３４】
第１及び第２の信号と、
出力信号を出力する出力端子と、
各々が入力対及び出力対を有し、対応する電流源によりそれぞれ駆動される第１及び第２の差動対と、
前記第１及び第２の差動対の各出力対に接続される負荷回路と、
前記負荷回路と前記第１及び第２の差動対の出力対との接続点対の少なくとも１つの接続点の信号を入力として受け、出力が前記第３の端子に接続されている増幅段と、
前記第１の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の第１及び第２の入力端に前記第２の信号及び前記出力信号がそれぞれ入力される第１の状態と、
前記第１の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力され、且つ、前記第２の差動対の入力対の前記第１及び第２の入力端に前記出力信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力される第２の状態と、
を切替制御する切替回路とを備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
図２０は、図１６の回路の作用を表す図である。図１６において、（７）式の関係が成り立ち、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び交点ｅは図２０のように定まる。このときトランジスタ１０１、１０３の動作点ａ、ｃは、横軸Ｖに対して共にＶｏｕｔとなり、トランジスタ１０２、１０４の動作点ｂ、ｄは横軸Ｖに対してそれぞれＶ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）となる。また線分ｄｅはΔＶｔとなる。また、線分ａｅと線分ｂｃは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧からΔＶｔ／２だけ減少した電圧となり（９）式で表される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
すなわち、図６の第１の期間において、図５のスイッチ１２１、１２３、１３１、１３３、１３５、１３７をオン、スイッチ１２２、１２４、１３２、１３４、１３６、１３８をオフとしたとき、図１３に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落［００９１］と同様）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
一方、図８の第２の期間において、図７のスイッチ１２１、１２３、１４１、１４３、１４５、１４７をオフ、スイッチ１２２、１２４、１４２、１４４、１４６、１４８をオンとしたとき、図１４に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落［００９２］と同様）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
以上説明したように、図１、図３、図５、図７の各差動増幅器は、２つの入力電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対１の比率で内分（内挿）する電圧を増幅出力することができ、さらに、トランジスタのしきい値ばらつきに起因する出力オフセットをキャンセルし、高い電圧精度での出力が可能である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
しかし、図２１と図２２の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットほぼ同じ値Ｖｆ１／２とみなすことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５７】
しかし、図２３と図２４の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットほぼ同じ値Ｖｆ２／２とみなすことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８９】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)＋Ｖ（Ｔ２）−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）｝／２    …（１６）
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９３】
線分ｃｈと線分ｄｊは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２だけ増加した電圧となり次式で表される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９４】
Ｖout＝｛Ｖ(Ｔ１)＋Ｖ（Ｔ２）＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）｝／２    …（１７）
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９５】
なお、（１６）式と（１７）式の出力オフセットの大きさ（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２は、厳密には同じ値ではない。これは、図２５と図２６において、それぞれ（１５）式の関係は保たれるが、各動作点のＩｄｓの値が少しずれるためである。しかし、図２５と図２６の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットはほぼ同じ大きさ（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２とみなすことができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０３】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２６と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２だけ増加した電圧となり、（１７）式で表される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０５】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２５と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の中間電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）／２だけ減少した電圧となり、（１６）式で表される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３１】
なお、（２０）式と（２１）式の出力オフセットの大きさ（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２は、厳密には同じ値ではない。これは、図２９と図３０において、それぞれ（１９）式の関係は保たれるが、各動作点のＩｄｓの値が少しずれるためである。しかし、図２９と図３０の作用における、各動作点のＩｄｓの値のずれは十分小さく、それぞれの出力オフセットはほぼ同じ大きさ（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）／２とみなすことができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４０】
図３２は、図１６の回路の作用（トランジスタ１１２の出力電流がトランジスタ１１１の出力電流よりもΔＩ大きい場合の作用）を表す図である。４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１９）式の関係を保つとき、各動作点及び交点は図３２のように定まる。