(57)【要約】      （修正有）【課題】２の異なる入力電圧に対して、４の異なる電圧を出力することができ、２の入力電圧の電圧差が広がっても高精度で出力することができ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入力端子（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入力端子（T1、T2）と出力端子（３）の間に接続されたスイッチ(155、156、157、158)を備え、第１の差動対の第１及び第２の入力が端子（T1）及び端子(T2）に夫々接続され、且つ、第２の差動対の第１及び第２の入力が端子(T1)及び出力端子(3)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(3)及び端子(T1)に夫々接続され、且つ、第２の差動対の第１及び第２の入力が端子(T2)及び端子（T1）に夫々接続される第２の接続状態とを切替制御する。【選択図】図１
2006310958.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の入力が第１の端子及び第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２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、
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の入力が第１の端子及び第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２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３】
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前記第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第２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２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１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、ことを特徴とする請求項１記載の差動増幅器。
【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る増幅回路と、
を備え、
前記第１の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第２の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第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一方の入力が前記第３の端子に接続され前記他方の入力が前記第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一方の入力が前記第２の端子に接続され前記他方の入力が前記第１の端子に接続された第２の接続状態と、
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一方の入力と前記第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他方の入力と、前記第２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前記一方の入力と、前記第１及び第２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他方の入力と、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７、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、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、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、
前記第１の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第２の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第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一方の入力が前記第２の端子に接続され前記他方の入力が前記第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一方の入力が前記第３の端子に接続され前記他方の入力が前記第１の端子に接続された第２の接続状態と、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一方の入力と、前記第１及び第２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他方の入力と、前記第２、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前記一方の入力と、前記第１、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他方の入力と、前記第３、第１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、前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオンとされ、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、前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオフとされ、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一方の入力が前記第１の端子に接続され前記他方の入力が第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一方の入力が前記第１の端子に接続され前記他方の入力が前記第２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一方の入力が前記第２の端子に接続され前記他方の入力が前記第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一方の入力が前記第３の端子に接続され前記他方の入力が前記第１の端子に接続された第４の接続状態と、を切替可能とし、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一方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第１、第２、第３のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記他方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第４、第５、第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記一方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第７、第８、第９のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記他方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第１０、第１１、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５、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４、第８、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１、第６、第７、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、
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２、第４、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記載の差動増幅器。
【請求項２０】
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２１】
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第３の接続点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段の入力端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８、９、１９、２０のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２２】
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２３】
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２４】
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２２又は２３に記載の差動増幅器。
【請求項２５】
前記２つの入力信号が、前記第１の端子に入力される一方の入力信号と、前記第２の端子に入力される他方の入力信号とされ、前記出力信号が前記一方の入力信号と前記他方の入力信号とを所定の比率で外挿（外分）された電圧とされることを特徴とする請求項１０乃至２４のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２６】
前記所定の比率が１対２とされることを特徴とする請求項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の入力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、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、出力端が前記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の入力端に前記第２の信号及び前記第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、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、出力端が前記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の入力端に前記第２の信号及び前記第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３３】
前記切替回路が、前記第１及び第２の状態に加え、
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前記第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力される第３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の入力端に前記第２の信号及び前記第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の入力端に前記第３の信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力される第４の状態と、
を切替制御する、ことを特徴とする請求項３１記載の差動増幅器の駆動方法。
【請求項３４】
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、出力端から差動増幅器の出力信号を出力する増幅段と、
を備え、
前記出力信号が前記第１及び第２の差動対の入力対の入力の１つに帰還入力され、前記第１及び第２の差動対の入力対の他の入力には第１及び第２の入力信号が入力され、
前記第１及び第２の差動対の入力対への信号の入力の組合わせに関して少なくとも２つの状態を切替える切替回路を備えている、ことを特徴とする差動増幅器。
【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と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３５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３５（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。
【０００４】
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。
【０００５】
図３５（Ｂ）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、等価回路によって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で構成される。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。
【０００６】
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で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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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るばかりか、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コスト高を招く要因となってきている。
【００１２】
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３６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。
【００１３】
図３６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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）。
【００２０】
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。
【００２１】
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。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３７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３７を参照すると、アンプ８５−１とスイッチ回路４２を備えて構成される。アンプ８５−１は、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、第２の差動対は、共通の電流源Ｑ１で駆動され、各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となっており、トランジスタＱ１１、Ｑ１４のゲートが反転入力端となっている。ここで、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】
このような構成のアンプは、
・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、このようなアンプは、図３６のアンプ回路９８８として好適なものとなっている。
【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で制御され、
・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３７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】
【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）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
図３７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）。
【００３０】
また本願発明者は、図３７のアンプ８５−１（前記特許文献３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。
【００３１】
図３８は、図３７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３８を参照して説明する。
【００３２】
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３８には、電圧ＩＮ１、ＩＮ２は、ＩＮ１＜ＩＮ２である場合の例が示されている。図３８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。
【００３３】
２つの差動対（Ｑ１１、Ｑ１２）、（Ｑ１３、Ｑ１４）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３８に示す共通の特性曲線上に、動作点を有する。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。
【００３４】
Ｉ１１＋Ｉ１４＝Ｉ１２＋Ｉ１３  
【００３５】
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あり、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。
【００３６】
Ｉ１１＝Ｉ１４                  
【００３７】
上記２つの関係式から、トランジスタＱ１１、Ｑ１４にそれぞれ流れる電流Ｉ１１、Ｉ１４は、トランジスタＱ１２、Ｑ１３にそれぞれ流れる電流Ｉ１２とＩ１３を２等分する大きさとなり、それに対応する電圧がＶoutとなる。
【００３８】
トランジスタの特性曲線はほぼ２次曲線であるため、図３８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。
【００３９】
しかしながら、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。
【００４０】
したがって、図３７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。
【００４１】
また、図３６のデータドライバは、図３７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、図３６のデコーダ９８４の１／２が限界で、それ以上階調電圧数を削減して省面積化を図ることができない、という課題がある。
【００４２】
かかる課題に鑑み、本発明の目的は、２つの異なる入力電圧に対して、４つの異なる電圧を出力することができ、２つの入力電圧の電圧差が広がっても高精度で出力することができる差動増幅器及びその駆動方法を提供することにある。
【００４３】
本発明は、上記目的を達成する差動増幅器に対して、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可能とした差動増幅器及びその駆動方法を提供することもその目的としている。
【００４４】
本発明は、広い電圧範囲で高精度に電圧出力可能な差動増幅器を用いることで、階調電圧数を大幅に削減し、デコーダの素子数も大幅に削減できる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。
【００４５】
さらに、本発明は、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した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】
【００４６】
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。
【００４７】
本発明に係る差動増幅器は、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、出力端から差動増幅器の出力信号を出力する増幅段と、を備え、前記出力信号が前記第１及び第２の差動対の入力対の入力の１つに帰還入力され、前記第１及び第２の差動対の入力対の他の入力には第１及び第２の入力信号が入力され、前記第１及び第２の差動対の入力対への信号の入力の組合わせに関して少なくとも２つの状態を切替える切替回路を備えた構成とされる。より詳しくは、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、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２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。
【００４８】
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、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２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た構成としてもよい。
【００４９】
本発明によれば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。
【００５０】
本発明の第１のアスペクトに係る差動増幅器（図１、図３共通；図１の第２の差動対が図３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１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前記一方が前記第３の端子に接続され、前記他方が前記第１の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の前記一方が前記第２の端子に接続され、前記他方が前記第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の接続状態を周期的に切り替える接続切替回路と、
を備えている。
【００５１】
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２、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１、第２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、を備えている。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明の第１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１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前記一方が前記第２の端子に接続され、前記他方が第１の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の前記一方が前記第３の端子に接続され、前記他方が第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の接続状態を周期的に切り替える接続切替回路と、
を備えている。
【００５４】
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２、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１、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、を備えている。
【００５５】
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。
【００５６】
本発明の第１のアスペクトに係る差動増幅器（図９）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１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前記一方が前記第３の端子に接続され、前記他方が前記第１の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の前記一方が前記第２の端子に接続され、前記他方が前記第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前記一方が前記第１の端子に接続され、前記他方が前記第３の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の前記一方が前記第１の端子に接続され、前記他方が前記第２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一方が前記第２の端子に接続され、前記他方が前記第１の端子に接続され、前記第２の差動対の入力対の前記一方が前記第３の端子に接続され、前記他方が前記第１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と、
を備えている。
【００５７】
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、を備えている。
【００５８】
本発明において、前記第１の接続状態に、前記第１、第５、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２の接続状態に、前記第３、第４、第８、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１、第６、第７、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、
前記第４の接続状態に、前記第２、第４、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る。
【００５９】
本発明において、前記２つの入力信号が、前記第１の端子に入力される第１の入力信号(Ｖ(Ｔ１))と、前記第２の端子に入力される第２の入力信号(Ｖ(Ｔ２))とされ、前記出力信号(Vout)が前記第１の入力信号(Ｖ(Ｔ１))と前記第２の入力信号(Ｖ(Ｔ２))とを所定の比率で外挿（外分）された電圧とされる、本発明において、前記所定の比率は、例えば１対２とされる。
【００６０】
本発明に係るデータドライバにおいて、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、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構成としてもよい。
【００６１】
本発明に係る表示装置は、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。
【００６２】
本発明に係る表示装置は、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。
【発明の効果】
【００６３】
本発明に係る差動増幅器によれば、２つの異なる入力電圧に対して、４つの異なる電圧を出力することができ、２つの入力電圧の電圧差が広がっても高精度で出力することができる。
【００６４】
本発明に係る差動増幅器によれば、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。
【００６５】
本発明によれば、広い電圧範囲で高精度に電圧出力可能な上記差動増幅器を用いることで、階調電圧数を大幅に削減し、デコーダの素子数も大幅に削減できる省面積のデータドライバを実現することができる。
【００６６】
さらに、本発明によれば、データドライバを省面積化し、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した表示装置を実現することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
本発明の実施形態について説明する。本発明の一実施形態に係る差動増幅器は、それぞれに対応する電流源（１１３、１１４）により駆動され、出力対が共通の負荷回路（１１１、１１２）に接続されてなる第１及び第２の差動対（１０１、１０２）、（１０３、１０４）と、負荷回路と第１及び第２の差動対の出力対の接続点の少なくとも１つと出力端子（３）とに、入力と出力がそれぞれ接続されている増幅段（１０９）と、を備え、第１の差動対（１０１、１０２）の第１及び第２の入力が第１及び第２の入力端子（Ｔ１、Ｔ２）にそれぞれ接続され、且つ、第２の差動対（１０３、１０４）の第１及び第２の入力が第１の入力端子及び出力端子（Ｔ１、３）にそれぞれ接続される第１の接続状態と、第１の差動対（１０１、１０２）の第１及び第２の入力が出力端子及び前記第１の入力端子（３、Ｔ１）にそれぞれ接続され、且つ、第２の差動対（１０３、１０４）の第１及び第２の入力が第２の入力端子及び前記第１の入力端子（Ｔ２、Ｔ１）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（スイッチ１５１〜１５８）を備えている。
【００６８】
本発明では、２つの異なる入力電圧に対して、４つの異なる電圧が出力可能な差動増幅器（アンプ）として、図１１に示すような差動増幅器を用いる。以下、図１１の差動増幅器について説明する。
【００６９】
図１１は、端子Ｔ１、Ｔ２にそれぞれ供給された２つの電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２の比率で外挿（外分）する電圧を増幅出力することのできる差動増幅器で（本願発明者による特願２００３−３６５６３９号；本願出願時未公開）ある。
【００７０】
図１１は、前記第１の接続状態における等価回路を示す図であり、入力対の一方が端子Ｔ１にそれぞれ接続された２つの差動対（１０１、１０２）、（１０３、１０４）を有し、入力対の他方が端子Ｔ２及び出力端子３にそれぞれ接続された構成である。具体的には、負荷回路をなすカレントミラー（トランジスタ１１１、１１２よりなる）に出力対が共通に接続された２つの差動対（差動トランジスタ対１０１、１０２と、電流源トランジスタ１１３と、差動トランジスタ対１０３、１０４と電流源トランジスタ１１４）を備え、差動対（１０１、１０２）の非反転入力と反転入力をなすトランジスタ１０１、１０２のゲートは、端子Ｔ１と端子Ｔ２に接続され、差動対（１０３、１０４）の非反転入力と反転入力（トランジスタ１０３、１０４のゲート）は、端子Ｔ１と出力端子３に接続されており、増幅器１０９は、カレントミラー（１１１、１１２）の出力端（トランジスタ１１１、１０１、１０３の接続点）の電圧を入力し、出力端は出力端子３に接続されている。
【００７１】
図１１において、２対の差動トランジスタ対を同じサイズのトランジスタで構成し、それぞれの差動対を駆動する電流源（１１３、１１４）も等しく設定した場合、電圧Ｖ（Ｔ１）とＶ（Ｔ２）を１対２の比率で外挿する電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして出力することができる。
【００７２】
この作用について、図３３を参照して説明する。図３３は、Ｖ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合の作用を説明する図である。図３３は、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓとゲート電圧Ｖとの関係図において、トランジスタ１０１、１０２の特性曲線１とトランジスタ１０３、１０４の特性曲線２を示している。これらの特性曲線は、ほぼ２次曲線になることが一般に知られている。そして、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。
【００７３】
２つの差動対の各トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４は、それぞれ、同一サイズとし、電流源１１３、１１４に流れる電流も同一とする。
【００７４】
トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄ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とすると、図１１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。
【００７５】
Ｉａ＋Ｉｂ＝Ｉｃ＋Ｉｄ          …（１）
Ｉａ＋Ｉｃ＝Ｉｂ＋Ｉｄ          …（２）
【００７６】
ここで、（１）式は、電流源１１３、１１４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（１１１、１１２）の入出力電流が等しいことにより導かれる式である。
【００７７】
上記関係式を解くと、次式（３）が導かれる。
【００７８】
Ｉａ＝Ｉｄ、Ｉｂ＝Ｉｃ          …（３）
【００７９】
（３）式より、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、図３３のように定まる。
【００８０】
トランジスタ１０１、１０３の動作点ａ、ｃは、図３３の横軸Ｖに対して、Ｖ＝Ｖ（Ｔ１）が共通である。また、動作点を結ぶ線分ａｄと線分ｂｃは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧となる。
【００８１】
図３３は、Ｖ（Ｔ１）≧Ｖ（Ｔ２）の場合の作用を示す図であるが、Ｖ（Ｔ１）≦Ｖ（Ｔ２）の場合も同様に出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧となる。そして、この入出力電圧の関係は次式で表される。
【００８２】
Vout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）    …（４）
【００８３】
なお、図３３に示す作用は、２つの電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の電圧差が広がっても成り立つので、図１１の差動増幅器は、高精度出力が可能である。
【００８４】
次に、図１１の差動増幅器の入出力特性について、図３４を参照して説明する。図３４（Ａ）は、図１１の差動増幅器が、２つの異なる参照電圧から４つの電圧レベルを出力するときの入出力レベル対応図である。
【００８５】
図１１の差動増幅器の入力電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）として、２つの参照電圧から重複も含めて選択すると、（４）式より、４つの電圧レベルを得ることができる。そして、この２つの参照電圧を、第２、第３レベルＶ２、Ｖ３に設定すると、４つの電圧レベルをリニア出力とすることができる。２つの参照電圧の選択は、２ビットデータ（Ｂ２，Ｂ１）に基づいて選択可能である。
【００８６】
図３４（Ａ）は、出力電圧レベルと、２ビットデータ（Ｂ２，Ｂ１）のデータと、Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）として選択される参照電圧Ｖ２、Ｖ３の組合せの関係を示す。なお、図３４の入出力レベル対応図において、レベル欄が出力レベルを表し、その電圧レベルは記号Ｖの後にレベル数を付けて表す。具体的には、２ビットデータ（Ｂ２，Ｂ１）により、（Ｖ（Ｔ１），Ｖ（Ｔ２））として、（Ｖ２，Ｖ３）、（Ｖ２，Ｖ２）、（Ｖ３，Ｖ３）、（Ｖ３，Ｖ２）がそれぞれ選択されるとき、（４）式より、出力電圧ＶｏｕｔはそれぞれＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４となり、２つの参照電圧Ｖ２、Ｖ３により、４つのリニア電圧出力が可能であることが確認できる。
【００８７】
次に、図３４（Ｂ）は、４ビットデータ（Ｂ４，Ｂ３，Ｂ２，Ｂ１）により１６個の電圧レベルを選択出力する場合の入出力レベルの対応を示す入出力レベル対応図である。図３４（Ｂ）では、４個の参照電圧を、第６、第７、第１０、第１１レベルＶ６、Ｖ７、Ｖ１０、Ｖ１１に設定すると、１６個の電圧レベルをリニア出力とすることができる。
【００８８】
そして、図３４（Ｂ）に示された、４つの参照電圧（Ｖ６、Ｖ７、Ｖ１０、Ｖ１１）から重複を含めて２つ選択された（Ｖ（Ｔ１），Ｖ（Ｔ２））を、（４）式に代入すると、Ｖ１からＶ１６の出力電圧Ｖｏｕｔが得られ、４つの参照電圧（Ｖ６、Ｖ７、Ｖ１０、Ｖ１１）により、１６個のリニア電圧出力が可能であることが確認できる。
【００８９】
以上、参照電圧が２個（２ビットデータ入力）、４個（４ビットデータ入力）の場合にの入出力レベルの関係について、図３４（Ａ）、図３４（Ｂ）にそれぞれ示したが、これを、多数の参照電圧へ拡張すると、２Ｋ個の参照電圧を、２Ｋビットデータ（Ｂ（２Ｋ），Ｂ（２Ｋ−１），…，Ｂ３，Ｂ２，Ｂ１）に基づき選択することにより、４Ｋ個の電圧レベルの出力することができる。
【００９０】
なお、これら４Ｋ個の電圧レベルをリニア出力とする場合、２Ｋ個の参照電圧VREFの設定は、以下の式で設定される。
【００９１】
VREF＝１＋（ε０・４０）＋（ε１・４１）＋（ε２・４２）＋  …  ＋（εK-1・４Ｋ-1）
＝１＋ΣK-1x=0（εX・４X）
ただしεX＝１，２
…（５）
【００９２】
以上のように、図１１の差動増幅器を用いることで、出力電圧数に対して、参照電圧数（図３６の階調電圧発生回路で生成する階調数に相当）を大幅に削減することができ、それを選択するデコーダのトランジスタ数も大幅に削減され、大幅な省面積化が可能である（このような図１１の差動増幅器を用いたデジタル・アナログ変換器やデータドライバについても、本発明者が特願２００３−３６５６４０号で提案している。）。
【００９３】
本発明は、上記した図１１の差動増幅器の性能や効果を実用上で実現するために、トランジスタの特性ばらつきに対しても、同様の作用が得られるようにしたものである。
【００９４】
図１２の回路構成は、第２の接続状態における等価回路であり、図１１の差動対（１０１、１０２）と、差動対（１０３、１０４）の入力信号と出力を入れ換えたものである。すなわちトランジスタ１０１、１０２のゲートはそれぞれ、差動対（１０１、１０２）の反転入力と非反転入力とされ、出力端子３と端子Ｔ１に接続され、トランジスタ１０３、１０４のゲートはそれぞれ、差動対（１０３、１０４）の反転入力と非反転入力とされ、端子Ｔ２と端子Ｔ１に接続される。またカレントミラー（１１１、１１２）は、トランジスタ１１１、１１２のドレインがそれぞれ入力端及び出力端とされ、出力端（トランジスタ１１２、１０２、１０４の接続点）の電圧が増幅器１０９に入力される。図１２も図１１と同様に、端子Ｔ１、Ｔ２の電圧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のできる差動増幅器である。図１２の構成の、Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の電圧差が広がっても、高精度出力が可能である。また、図３４に示したような入出力レベル対応とされる。本発明の一実施形態の差動増幅器は、図１１と図１２の構成を交互に切替制御する回路（スイッチ１２１〜１２４、スイッチ１５１〜１５８）を備えている。以下、いくつかの実施例に即して説明する。
【実施例】
【００９５】
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。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位電源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位電源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１５３と、ｎチャネルトランジスタ１０２のゲートと端子Ｔ１間に接続されたスイッチ１５４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１５５と、ｎチャネルトランジスタ１０３のゲートと端子Ｔ２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。
【００９６】
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。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１１、図１２に示すような等価回路となる。
【００９７】
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１１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入力端子Ｔ１、Ｔ２に接続され、第２の差動対のトランジスタ１０３、１０４のゲートはそれぞれ入力端子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、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。
【００９８】
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１２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、入力端子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Ｔ２、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、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。
【００９９】
図１１、図１２は、ともに、入力対の一方が端子Ｔ１にそれぞれ接続された２つの差動対を有し、入力対の他方が端子Ｔ２及び出力端子にそれぞれ接続された差動増幅器で、端子Ｔ１、Ｔ２の電圧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のできる差動増幅器である。
【０１００】
なお、図１１、図１２は、第１の差動対（１０１，１０２）と第２の差動対（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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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の差動対（１０１，１０２）と第２の差動対（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。
【０１０３】
以下の説明では、図３３の説明と同様に、トランジスタ１０１、１０２、１０３、１０４のそれぞれのトランジスタサイズは同一とし、それぞれの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄ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。
【０１０４】
図１５は、図１１の回路の作用を表す図である。図１５は、ドレイン・ソース間電流Ｉｄｓとゲート電圧Ｖとの関係図において、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だけ増加したトランジスタ１０４の特性曲線３を示している。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とは、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、横軸方向にずれている。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。
【０１０５】
図１１において、図３３を参照して説明した、上記（１）、（２）、（３）式の関係が成り立ち、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、図１５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Ｖ（Ｔ１）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）、Ｖｏｕｔとなる。
【０１０６】
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ｅｄは、ΔＶｔとなる。
【０１０７】
また、動作点を結んだ線分ａｅと線分ｂｃは等しいことから、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を、１対２に外挿（外分）する電圧からΔＶｔだけ増加した電圧となり、次式（６）で表される。
【０１０８】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋ΔＶｔ    …（６）
【０１０９】
図１６は、図１２の回路の作用を表す図である。図１２において、上記（１）、（２）、（３）式の関係が成り立ち、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、図１６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Ｖ（Ｔ１）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Ｖｏｕｔ、Ｖ（Ｔ２）となる。
【０１１０】
また、図１５と同様に、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。
【０１１１】
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）を１対２に外挿（外分）する電圧から、ΔＶｔだけ減少した電圧となり、次式（７）で表される。
【０１１２】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−ΔＶｔ    …（７）
【０１１３】
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、（６）、（７）式のように、＋ΔＶｔ、及び、−ΔＶｔのオフセットを生じる。
【０１１４】
しかしながら、本実施例においては、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（４）式と同等となる。
【０１１５】
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（４）式と同等となる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
次に本発明の別の実施例について説明する。図３は、本発明の第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の差動増幅器と、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、図３を参照して、図１に示した差動増幅器との相違点について説明する。本実施例は、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１６１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１６８と、ｎチャネルトランジスタ１０４のゲートと端子Ｔ２間に接続されたスイッチ１６７と、を備え、それ以外の構成は、図１に示した差動増幅器と同様である。
【０１１９】
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１３、図１４に示すような等価回路となる。
【０１２０】
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のゲートはそれぞれ入力端子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のゲートはそれぞれ入力端子Ｔ１、Ｔ２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、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。
【０１２１】
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のゲートはそれぞれ入力端子Ｔ２、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、入力端子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。
【０１２２】
図１３、図１４はともに、入力対の一方が端子Ｔ１にそれぞれ接続された２つの差動対を有し、入力対の他方が端子Ｔ２及び出力端子にそれぞれ接続された差動増幅器であり、端子Ｔ１、Ｔ２の電圧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のできる差動増幅器である。なお、図１３、図１４は、第１の差動対（１０１，１０２）と第２の差動対（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１１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。
【０１２３】
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、説明は、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。
【０１２４】
図１７は、図１３の回路の作用を表す図である。図１３において、（１）、（２）、（３）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１７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Ｖ（Ｔ１）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Ｖｏｕｔ、Ｖ（Ｔ２）となる。また、線分ｄｅの長さは、ΔＶｔとなる。また、線分ａｅと線分ｂｃの長さは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、ΔＶｔだけ増加した電圧となり、（６）式で表される。
【０１２５】
図１８は、図１４の回路の作用を表す図である。図１４において、（１）、（２）、（３）式と同様の関係が成り立ち、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄ及び交点ｅは、図１８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Ｖ（Ｔ１）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）、Ｖｏｕｔとなる。また、線分ｄｅの長さは、ΔＶｔとなる。また、線分ａｅと線分ｂｃの長さは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧からΔＶｔだけ減少した電圧となり、（７）式で表される。
【０１２６】
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（６）、（７）式のように、＋ΔＶｔ、または−ΔＶｔのオフセットを生じる。
【０１２７】
本実施例においては、図１の差動増幅器において、図２の第１及び第２の期間を、所定の周期で、交互に切り替えて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（４）式と同等となる。
【０１２８】
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。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、（４）式と同等となる。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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に示した差動増幅器と、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、図５を参照して、図１に示した差動増幅器との相違点について説明する。本実施例は、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のゲートと端子Ｔ２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のゲートと端子Ｔ２間に接続されたスイッチ１３３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、それ以外の構成は、図１に示した差動増幅器と同様である。
【０１３２】
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１１、図１４に示すような等価回路となる。
【０１３３】
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１１に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落００９７と同様）。
【０１３４】
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１４に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落０１２１と同様）。
【０１３５】
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１１、図１４の回路に関する、図１５、図１８の作用と同様であり、上記したように、図１１、図１４の回路において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。
【０１３６】
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、（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。
【０１３７】
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に示した差動増幅器と、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、図７を参照して、図１に示したに示した差動増幅器との相違点について説明する。本実施例は、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のゲートと端子Ｔ２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のゲートと端子Ｔ２間に接続されたスイッチ１４７と、を備え、それ以外の構成は図１に示した差動増幅器と同様である。
【０１３８】
図８は、図７に示した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。第１及び第２の期間を所定の周期で切り替える。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１３、図１２に示すような等価回路となる。
【０１３９】
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１３に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落０１２０と同様）。
【０１４０】
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１２に示した等価回路となる（このときの接続状態は段落００９８と同様）。
【０１４１】
図７に示した差動増幅器において、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１２の回路に関する図１７、図１６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。
【０１４２】
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、（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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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の差動対（１０１，１０２）と第２の差動対（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。
【０１４５】
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・オフ制御は、図２に示したものと同様とされ、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１の差動増幅器の等価回路も、図１１、図１２である。
【０１４６】
図１９は、図１１の回路の作用を表す図である。図１９乃至図２２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及び各動作点及び交点等の定義については、図１５乃至図１８と同様とする。
【０１４７】
したがって、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄと交点ｅは、図１９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）を、１対２に外挿（外分）する電圧から、Ｖｆ１だけ増加した電圧となり、次式（８）で表される。
【０１４８】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋Ｖｆ１    …（８）
【０１４９】
図２０は、図１２の回路の作用を表す図である。図２０において、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄと交点ｅは、図２０のように、定まる。このとき、線分ｄｅの長さは、ほぼＶｆ１となり、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、Ｖｆ１だけ減少した電圧となり、（９）式で表される。
【０１５０】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−Ｖｆ１    …（９）
【０１５１】
なお、（８）式と（９）式の出力オフセットＶｆ１は、厳密には同じ値にはならない。これは、図１９と図２０において、それぞれ（３）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。しかしながら、図１９と図２０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、ほぼ同じ値Ｖｆ１とみなすことができる。
【０１５２】
以上のように、図１の差動増幅器は、トランジスタ１０４が特性ばらつき（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（８）、（９）式のように、＋Ｖｆ１、または−Ｖｆ１のオフセットを生じる。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（４）式と同等となる。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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（４）式と同等となる。
【０１５５】
また、上記説明では、トランジスタ１０４の特性曲線の傾き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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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、それぞれ図１３、図１４である。
【０１５８】
図２１は、図１３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２１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）を１対２に外挿（外分）する電圧からＶｆ２だけ増加した電圧となり、次式で表される。
【０１５９】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋Ｖｆ２    …（１０）
【０１６０】
図２２は、図１４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２２のように定まる。
【０１６１】
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）を１対２に外挿（外分）する電圧から、Ｖｆ２だけ減少した電圧となり、次式（１１）で表される。
【０１６２】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−Ｖｆ２    …（１１）
【０１６３】
なお、（１０）式と（１１）式の出力オフセットＶｆ２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（３）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。しかしながら、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Ｖｆ２とみなすことができる。
【０１６４】
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（１０）、（１１）式のように、＋Ｖｆ２、または、−Ｖｆ２のオフセットを生じる。
【０１６５】
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、（４）式と同等となる。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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（４）式と同等となる。また、２つの差動対を構成するその他のトランジスタが特性曲線の傾き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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
次に、図５の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。
【０１７０】
図５の差動増幅器において、各スイッチ１２１〜１２４、１３１〜１３８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。
【０１７１】
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、それぞれ図１１、図１４である。
【０１７２】
図５の差動増幅器の第１の期間の作用は、図１１の回路に関する図１９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。
【０１７３】
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（８）及び（１１）式で表される、＋Ｖｆ１、及び、−Ｖｆ２のオフセットを生じる。
【０１７４】
ところが、図１９及び図２２から明らかなように、それぞれのオフセットの絶対値Ｖｆ１、Ｖｆ２は大きく異なる。この理由について、以下に説明する。
【０１７５】
トランジスタのしきい値ばらつきの場合には、その特性曲線は、横軸方向にずれるだけであるため、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。
【０１７６】
一方、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。
【０１７７】
図１９と図２１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、このため、オフセット絶対値Ｖｆ１、Ｖｆ２も大きく異なる。
【０１７８】
また、ドレイン・ソース間電流は、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）の差電圧にも関係しており、オフセット絶対値Ｖｆ１、Ｖｆ２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。
【０１７９】
したがって、図５の差動増幅器は、図６の第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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
図７の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図８に示したものと同様であり、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７の差動増幅器の等価回路は、それぞれ、図１３、図１２である。
【０１８２】
図７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１２の回路に関する図２０の作用と同様である。
【０１８３】
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、（１０）及び（９）式で表される、＋Ｖｆ２、及び、−Ｖｆ１のオフセットを生じる。
【０１８４】
ところが、図２０及び図２１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、Ｖｆ２も大きく異なる。
【０１８５】
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。
【０１８６】
以上説明したように、図１、図３の差動増幅器は、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。
【０１８７】
一方、図５、図７の差動増幅器は、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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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、１０２、１０３、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。次に、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。
【０１９０】
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。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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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（１２）となる。
【０１９３】
Ｉａ＋Ｉｂ＝Ｉｃ＋Ｉｄ−ΔＩ          …（１２）
【０１９４】
また、カレントミラー（１１１、１１２）の入出力電流の関係は（２）式と同じであるので、（２）、（１２）式より、次式（１３）が導かれる。
【０１９５】
Ｉａ＝Ｉｄ−ΔＩ／２、
Ｉｂ＝Ｉｃ−ΔＩ／２          …（１３）
【０１９６】
すなわち、（１３）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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
図１の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図２に示したものと同様とされ、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１の差動増幅器の等価回路は、それぞれ、図１１、図１２である。
【０１９９】
図２３は、図１１の回路の作用を表す図である。図２３において、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、（１３）式の関係を保ち、図２３のように定まる。
【０２００】
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とし、動作点ｂと交点ｈ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。線分ａｆと線分ｃｈは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）だけ減少した電圧となり、次式で表される。
【０２０１】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）    …（１４）
【０２０２】
図２４は、図１２の回路の作用を表す図である。図２４において、４つの動作点ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれの電流が（１３）式の関係を保ち、図２４のように定まる。また動作点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、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。
【０２０３】
このとき、動作点ｃと交点ｇ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。線分ｂｇと線分ｄｊは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）だけ増加した電圧となり次式で表される。
【０２０４】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）    …（１５）
【０２０５】
なお、（１２）式と（１３）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２３と図２４において、それぞれ（１３）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。
【０２０６】
しかしながら、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は、ほぼ同じ大きさ（Ｖｉ１−Ｖｉ２）とみなすことができる。
【０２０７】
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（１４）、（１５）式のように、
−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）、及び、
＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）
のオフセットを生じる。
【０２０８】
しかしながら、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（４）式と同等となる。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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（４）式と同等となる。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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
図３の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、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１３、図１４である。
【０２１３】
図２５は、図１３の回路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（１３）式の関係を保ち、交点ｆ、ｈの定義は、図２３と同様とすると、各動作点及び交点は、図２５のように定まる。このとき、動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｆ、ｈは、それぞれ図２４の動作点及び交点ｂ、ａ、ｄ、ｃ、ｇ、ｊと同じ位置関係となり、図２５の動作点ｄと交点ｆとの電位差はほぼＶｉ１、動作点ｂと交点ｈとの電位差はほぼＶｉ２となる。
【０２１４】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２４と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）だけ増加した電圧となり、（１５）式で表される。
【０２１５】
図２６は、図１４の回路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（１３）式の関係を保ち、交点ｇ、ｊの定義は図２４と同様とすると、各動作点及び交点は、図２６のように定まる。
【０２１６】
このとき、動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｇ、ｊは、それぞれ図２３の動作点及び交点ｂ、ａ、ｄ、ｃ、ｆ、ｈと同じ位置関係となり、図２６の動作点ａと交点ｊとの電位差はＶｉ１、動作点ｃと交点ｇとの電位差はＶｉ２となる。したがって出力電圧Ｖｏｕｔは、図２３と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、（Ｖｉ１−Ｖｉ２）だけ減少した電圧となり、（１４）式で表される。
【０２１７】
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（１５）、（１４）式で表され、
＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）、または、
−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）
のオフセットを生じる。
【０２１８】
したがって、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、（４）式と同等となる。
【０２１９】
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。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、（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２２０】
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。
【０２２１】
図５の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図６に示したものと同様とされ、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、それぞれ、図１１、図１４である。
【０２２２】
図５の差動増幅器の第1の期間の作用は、図１１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２６の作用と同様である。
【０２２３】
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（１４）式で表され、
−（Ｖｉ１−Ｖｉ２）
のオフセットを生じる。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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に示したものと同様とされ、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７の差動増幅器の等価回路は、それぞれ、図１３、図１２である。
【０２２６】
図７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１２の回路に関する図２４の作用と同様である。
【０２２７】
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（１５）式で表され、
＋（Ｖｉ１−Ｖｉ２）
のオフセットを生じる。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。以下では、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２３乃至図２６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。
【０２３０】
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（１６）となる。
【０２３１】
Ｉａ＋Ｉｃ＝Ｉｂ＋Ｉｄ−ΔＩ          …（１６）
【０２３２】
また、電流源１１３、１１４の電流の関係は、（１）式と同じであることから、（１）、（１６）式より、次式（１７）が導かれる。
【０２３３】
Ｉａ＝Ｉｄ−ΔＩ／２、
Ｉｂ＝Ｉｃ＋ΔＩ／２          …（１７）
【０２３４】
すなわち、（１７）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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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、それぞれ、図１１、図１２である。
【０２３７】
図２７は、図１１の回路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、（１７）式の関係を保ち、交点ｆ、ｈは、図２３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。
【０２３８】
ここで、動作点ｂと交点ｈ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。
【０２３９】
線分ａｆと線分ｃｈの長さは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）だけ増加した電圧となり、次式（１８）で表される。
【０２４０】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）＋（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）    …（１８）
【０２４１】
図２８は、図１２の回路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（１７）式の関係を保ち、交点ｇ、ｊの定義は図２４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ｃと交点ｇ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ｂｇと線分ｄｊは等しいので、出力電圧Ｖｏｕｔは、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、
（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）
だけ減少した電圧となり、次式（１９）で表される。
【０２４２】
Ｖout＝２・Ｖ(Ｔ１)−Ｖ（Ｔ２）−（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）    …（１９）
【０２４３】
なお、（１８）式と（１９）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２７と図２８において、それぞれ（１７）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。
【０２４４】
しかしながら、図２７と図２８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。
【０２４５】
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（１８）、（１９）式のように、
＋（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）、及び、
−（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）
のオフセットを生じる。
【０２４６】
しかしながら、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、（４）式と同等となる。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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、（４）式と同等となる。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
図３の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御は、図４に示したものと同様とされ、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３の差動増幅器の等価回路は、それぞれ、図１３、図１４である。
【０２５２】
図２９は、図１３の回路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（１７）式の関係を保ち、交点ｆ、ｈの定義は図２３と同様とすると、各動作点及び交点は、図２９のように定まる。このとき、動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｆ、ｈは、それぞれ図２７の動作点及び交点ｃ、ｄ、ａ、ｂ、ｈ、ｆと同じ位置関係となり、図２９の動作点ｄと交点ｆ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。
【０２５３】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２７と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）だけ増加した電圧となり、（１８）式で表される。
【０２５４】
図３０は、図１４の回路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（１７）式の関係を保ち、交点ｇ、ｊの定義は、図２４と同様とすると、各動作点及び交点は、図３０のように定まる。このとき、動作点及び交点ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｇ、ｊは、それぞれ図２８の動作点及び交点ｃ、ｄ、ａ、ｂ、ｊ、ｇと同じ位置関係となり、図３０の動作点ａと交点ｊ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。
【０２５５】
したがって、出力電圧Ｖｏｕｔは、図２８と同様に、電圧Ｖ（Ｔ１）、Ｖ（Ｔ２）を１対２に外挿（外分）する電圧から、
（Ｖｉ３＋Ｖｉ４）
だけ減少した電圧となり、（１９）式で表される。
【０２５６】
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（１８）、（１９）式で表され、
＋（Ｖｉ１＋Ｖｉ２）、または
−（Ｖｉ１＋Ｖｉ２）
のオフセットを生じる。
【０２５７】
しかしながら、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、（４）式と同等となる。
【０２５８】
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。
【０２５９】
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（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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、それぞれ、図１１、図１４である。
【０２６２】
図５の差動増幅器の第1の期間の作用は、図１１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３０の作用と同様である。
【０２６３】
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（１８）、（１９）式で表される。
【０２６４】
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（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２６５】
次に、図７の差動増幅器における、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１３、図１２である。
【０２６６】
図７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１２の回路に関する図２８の作用と同様である。
【０２６７】
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、（１８）、（１９）式で表される。したがって、図７の差動増幅器において、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（４）式と同等となり、高い電圧精度での出力が可能である。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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１７２、１７３、１７６、１７７を付加した構成である。すなわち、ｎチャネルトランジスタ１０１のゲートと端子Ｔ２間にスイッチ１７２を備え、ｎチャネルトランジスタ１０２のゲートと出力端子３間にスイッチ１７３を備え、ｎチャネルトランジスタ１０３のゲートと出力端子３間にスイッチ１７３を備え、ｎチャネルトランジスタ１０４のゲートと端子Ｔ２間にスイッチ１７７を備えている。
【０２７２】
図１０は、図９の差動増幅器の各スイッチのオン・オフ制御を示す図である。図１０に示すように、第１の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５５がオン、スイッチ１２２、１２４、１５４、１５８がオフ、スイッチ１５３、１５７がオン、スイッチ１５２、１５６がオフ、スイッチ１７３、１７７がオフ、スイッチ１７２、１７６がオフとされ、図１１の構成とされる。
【０２７３】
また、第２の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５５がオフ、スイッチ１２２、１２４、１５４、１５８がオン、スイッチ１５３、１５７がオフ、スイッチ１５２、１５６がオン、スイッチ１７３、１７７がオフ、スイッチ１７２、１７６がオフとされ、図１２の構成とされる。
【０２７４】
第３の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５５がオン、スイッチ１２２、１２４、１５４、１５８がオフ、スイッチ１５３、１５７がオフ、スイッチ１５２、１５６がオフ、スイッチ１７３、１７７がオン、スイッチ１７２、１７６がオフとされ、図１３の構成とされる。
【０２７５】
第４の期間では、スイッチ１２１、１２３、１５１、１５５がオフ、スイッチ１２２、１２４、１５４、１５８がオン、スイッチ１５３、１５７がオフ、スイッチ１５２、１５６がオフ、スイッチ１７３、１７７がオフ、スイッチ１７２、１７６がオンとされ、図１４の構成とされる。第１から第４の期間を所定の周期で切り替える。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１５乃至図３０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、任意であってもよい。
【０２７６】
図９の差動増幅器は、前記実施例の中で、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も、スイッチの数が多く、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ようにしてもよい。
【０２７７】
上記した図１、図３、図５、図７、図９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。
【０２７８】
なお、本発明の比較例として、好ましくない、接続切り替えについて説明しておく。２つの接続状態を第１及び第２の期間で周期的に切り替える場合、例えば図１１と図１３の等価回路間での切り替えは、
・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
のそれぞれにおいて、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。
【０２７９】
また、図１２と図１４の等価回路間での切り替えについても同様である。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の仕方に限定される。
【０２８０】
図３１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で、主要な機能ブロックの構成を示す図である。図３１を参照すると、本実施例のデジタル・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とを含んで構成される。
【０２８１】
アンプ回路１０は、図１、図３、図５、図７、図９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の各期間を、所定の周期で切り替える。
【０２８２】
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。
【０２８３】
参照電圧発生回路３０は、２Ｋ個の参照電圧Ｖ（１）、Ｖ(２)、…、Ｖ（２Ｋ）を生成し、デコーダ２０へ出力する。デコーダ２０は、２Kビットのデジタルデータが入力され、そのデータに応じて２Ｋ個の参照電圧から重複も含めて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。
【０２８４】
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）選択される構成としてもよい。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４つの入力端のうち、出力端子が帰還接続された端子を除く３つの入力端にそれぞれ供給されていることが必要とされる。
【０２８５】
図３１に示したデジタル・アナログ変換器は、２Ｋ個の参照電圧に対して、デジタルデータに応じて最大で４Ｋ個の電圧レベルの出力することができる。
【０２８６】
図３４を参照して説明したように、２Ｋ個の参照電圧が（５）式で設定されるとき、４Ｋ個の電圧レベルをリニア出力することができる。
【０２８７】
また、出力電圧数に対して、参照電圧発生回路３０で生成される参照電圧の数が少ないため、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】
図３２は、本発明の差動増幅器を用いた表示装置のデータドライバの実施例を示す図であり、要部の機能ブロックを示す図である。図３２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４０と、ラッチ５０と、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。
【０２８９】
ラッチアドレスセレクタ４０及びラッチ５０は、図３６のラッチアドレスセレクタ９８１及びラッチ９８２と同様の回路を用いることができる。
【０２９０】
参照電圧発生回路３０、デコーダ２０、アンプ回路１０は、図３１のデジタル・アナログ変換器を適用することができる。このとき、デコーダ２０、アンプ回路１０は、データドライバの各出力毎に設け、参照電圧発生回路３０は複数個のデコーダ２０に対して共有することができる。また、接続切替制御信号が、複数個のアンプ回路１０に対して共通に入力される。
【０２９１】
なお、参照電圧発生回路３０、デコーダ２０及びアンプ回路１０について、データドライバの出力特性を線形出力（リニア出力）とする場合には、図３１の構成をそのまま適用することができる。
【０２９２】
一方、データドライバの出力特性を非線形出力とする場合には、参照電圧発生回路３０及びデコーダ２０は、２Ｋ個の参照電圧に対して４Ｋ個の電圧レベルをリニア出力する回路を１ブロックとし、任意の正数のＫによる複数個のブロックを組み合わせて構成することで、非線形の出力特性にも適用させることができる。
【０２９３】
図３２に示したデータドライバは、図３１のデジタル・アナログ変換器を含んでいるため、図３６の回路で構成した場合よりも、参照（階調）電圧数が少なく、デコーダの素子数も大幅に削減されており、省面積で高い電圧出力精度を実現することができる。このため、チップサイズが低減され、低コストのデータドライバＬＳＩが実現できる。なお、映像データの代わりに用途に応じたデジタルデータを入力すれば、表示装置以外の装置のデータドライバとして用いることもできる。
【０２９４】
また図３２に示したデータドライバは、図３５（Ａ）の表示装置のデータドライバ９８０に好適である。図３２のデータドライバをデータドライバ９８０に適用することで、表示装置の低コスト化に大きく寄与する。また、ポリシリコン（非結晶性シリコン）など薄膜半導体を用いて、表示部、ゲートドライバ、データドライバ等を一体で形成する表示装置においては、データドライバの省面積化により狭額縁化が実現できる。
【０２９５】
なお、図３２のデータドライバの各アンプ回路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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
図３９には、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３９の画素部９５０を、図３５（Ａ）の画素部９５０へ適用すれば、図３５（Ａ）は、アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成となる。
【０２９９】
図３９を参照すると、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。
【０３００】
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３９において、ＴＦＴ９５１及び電極端子９５２は、図３５（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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
なお、図３９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、本発明では基本構成のみの説明に留める。
【０３０３】
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。
【０３０４】
図４０、図４１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。図４０は、図１１〜図１４の回路において、２つの差動対の各トランジスタ１０１、１０２、１０３、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。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１９乃至図２２及び図２７乃至図３０で説明した作用を生じる。
【０３０５】
図４０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（１）、（２）、（３）、（４）を示しており、それぞれ図１１〜図１４の回路における結果である。オフセット特性曲線（１）、（２）、（３）、（４）は、電圧差｛Ｖ(Ｔ１)−Ｖ(Ｔ２)｝に対して依存性をもっている。
【０３０６】
これは、図１９乃至図２２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２７乃至図３０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。
【０３０７】
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いため、Ｖｉ３の大きさが著しく増加するためである。
【０３０８】
なお、図４０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４０の数倍になる場合もある。
【０３０９】
図４１は、図４０のオフセットをもつ図１１乃至図１４の回路において、２つの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るときのシミュレーション結果である。
【０３１０】
特性曲線（５）は、図１１、図１２の回路の接続切替（特性曲線（１）、（２）の平均化）で、図１の差動増幅器の動作である。特性曲線（６）は、図１１、図１４の回路の接続切替（特性曲線（１）、（４）の平均化）で、図５の差動増幅器の動作である。
【０３１１】
特性曲線（７）は、図１１、図１３の回路の接続切替（特性曲線（１）、（３）の平均化）であり、好ましくない切替動作である。
【０３１２】
図４１より、特性曲線（５）が最もオフセットが小さく抑えられており、特性曲線（６）も比較的小さい。
【０３１３】
これに対して特性曲線（７）は、オフセットがほとんど抑制されていない。
【０３１４】
以上、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。
【０３１５】
なお、特性曲線（６）は、特性曲線（５）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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
本発明に関して更に補足すれば、図１、図３、図５、図７、図９の増幅段１０９は、差動増幅段としてもよい。図４２は、図１の増幅段１０９を差動増幅段１０９とした差動増幅器である。図４２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。その他の構成は図１と同じである。
【０３１８】
図４２において、スイッチ１５１〜１５８、１２１、１２２は図２と同様のオン、オフ制御がなされ、スイッチ１２３Ａ、１２３Ｂは図２のスイッチ１２３と同じオン、オフ制御がされ（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と同じオン、オフ制御がされる（第１の期間でオフ、第２の期間でオン）。これにより図１の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４２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。
【０３１９】
また、図３２のデータドライバを、図３５の表示装置のデータドライバ９８０として用いる場合の説明（段落［０２９５］）について補足する。図３２のデータドライバは、データ線を駆動するための複数のアンプ回路１０を備え、複数のアンプ回路１０の各接続切替回路は接続切替信号により接続切替制御される。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の期間の期間の接続状態を周期的に切り替えることができる。
【０３２０】
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制御をしてもよい。図４３は、複数のアンプ回路１０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制御を示す図である。図４３において、複数のアンプ回路１０は図１の差動増幅器で構成され、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、第（Ｎ＋１）期間の制御が、それぞれ図２の第１、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、第（Ｎ＋１）期間の制御が、それぞれ図２の第２、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に分け方は、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。
【０３２１】
図４３に示した制御を行うときの効果について説明する。図３２に示したデータドライバは、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、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。
【０３２２】
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、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同一となる。
【０３２３】
一方、複数のアンプ回路１０を二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。したがって、図４３の制御を行うことにより、表示装置の品質を向上させることができる。なお、図４３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。
【０３２４】
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のみ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】
【０３２５】
【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】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２、図６第１の期間の図１、図５の差動増幅器の等価回路を示す図である。
【図１２】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を示す図である。
【図１３】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を示す図である。
【図１４】図４、図６の第１の期間の図３、図５差動増幅器の等価回路を示す図である。
【図１５】Vtばらつきの場合の図１１の回路の作用を表す図である。
【図１６】Vtばらつきの場合の図１２の回路の作用を表す図である。
【図１７】Vt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】Vt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】特性曲線の傾きばらつきの場合の図１１の回路の作用を表す図である。
【図２０】特性曲線の傾きばらつきの場合の図１２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】電流源の電流ばらつきの場合の図１１の回路の作用を表す図である。
【図２４】電流源の電流ばらつきの場合の図１２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】カレントミラーの電流ばらつきの場合の図１１の回路の作用を表す図である。
【図２８】カレントミラーの電流ばらつきの場合の図１２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】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３２】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３３】図１１の差動増幅器の動作を説明するための図である。
【図３４】図１１の差動増幅器における、出力レベル、参照電圧、入力レベルの対応を示す図である。
【図３５】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３６】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（特許文献１の第１６図に対応する）である。
【図３７】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（特許文献３の第１５図に対応する）である。
【図３８】図３７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３９】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４０】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】図１の変形例を示す図である。
【図４３】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】
【０３２６】
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
４０  ラッチアドレスセレクタ
４２  スイッチ回路
５０  ラッチ
８５−１  アンプ回路
１０１〜１０４  ｎチャネルトランジスタ
１０９  増幅段
１１１、１１２  Ｐチャネルトランジスタ
１１３、１１４  電流源
１２１〜１２３、１２３Ａ、１２３Ｂ、１２４、１２４Ａ、１２４Ｂ、１３１〜１３８、１４１〜１４８、１５１〜１５８、１６１〜１６８、１７２、１７３、１７６、１７７  スイッチ
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  入力端子
【図１】
2006310958.tif 000003
【図２】
2006310958.tif 000004
【図３】
2006310958.tif 000005
【図４】
2006310958.tif 000006
【図５】
2006310958.tif 000007
【図６】
2006310958.tif 000008
【図７】
2006310958.tif 000009
【図８】
2006310958.tif 000010
【図９】
2006310958.tif 000011
【図１０】
2006310958.tif 000012
【図１１】
2006310958.tif 000013
【図１２】
2006310958.tif 000014
【図１３】
2006310958.tif 000015
【図１４】
2006310958.tif 000016
【図１５】
2006310958.tif 000017
【図１６】
2006310958.tif 000018
【図１７】
2006310958.tif 000019
【図１８】
2006310958.tif 000020
【図１９】
2006310958.tif 000021
【図２０】
2006310958.tif 000022
【図２１】
2006310958.tif 000023
【図２２】
2006310958.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2006310958.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
2006310958.tif 000030
【図２９】
2006310958.tif 000031
【図３０】
2006310958.tif 000032
【図３１】
2006310958.tif 000033
【図３２】
2006310958.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2006310958.tif 000036
【図３５】
2006310958.tif 000037
【図３６】
2006310958.tif 000038
【図３７】
2006310958.tif 000039
【図３８】
2006310958.tif 000040
【図３９】
2006310958.tif 000041
【図４０】
2006310958.tif 000042
【図４１】
2006310958.tif 000043
【図４２】
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【図４３】
2006310958.tif 000045
【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２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、
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２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３】
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前記第１及び第２の入力が前記第１の端子及び前記第２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２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１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、ことを特徴とする請求項１記載の差動増幅器。
【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る増幅回路と、
を備え、
前記第１の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第２の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第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一方の入力が前記第３の端子に接続され前記他方の入力が前記第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一方の入力が前記第２の端子に接続され前記他方の入力が前記第１の端子に接続された第２の接続状態と、
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一方の入力と前記第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他方の入力と、前記第２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前記一方の入力と、前記第１及び第２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他方の入力と、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７、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、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、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、
前記第１の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第２の端子に接続され、且つ、前記第２の差動対の入力対の一方の入力が前記第１の端子に接続され他方の入力が前記第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一方の入力が前記第２の端子に接続され前記他方の入力が前記第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一方の入力が前記第３の端子に接続され前記他方の入力が前記第１の端子に接続された第２の接続状態と、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一方の入力と、前記第１及び第２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他方の入力と、前記第２、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前記一方の入力と、前記第１、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他方の入力と、前記第３、第１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、前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオンとされ、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、前記第１、第３、第５、及び第７のスイッチがオフとされ、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一方の入力が前記第１の端子に接続され前記他方の入力が第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一方の入力が前記第１の端子に接続され前記他方の入力が前記第２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一方の入力が前記第２の端子に接続され前記他方の入力が前記第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一方の入力が前記第３の端子に接続され前記他方の入力が前記第１の端子に接続された第４の接続状態と、を切替可能とし、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一方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第１、第２、第３のスイッチと、
前記第１の差動対の入力対の前記他方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第４、第５、第６のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記一方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第７、第８、第９のスイッチと、
前記第２の差動対の入力対の前記他方の入力と、前記第１、第２、第３の端子との間にそれぞれ接続された第１０、第１１、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５、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４、第８、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１、第６、第７、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、
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２、第４、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記載の差動増幅器。
【請求項２０】
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２１】
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第３の接続点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段の入力端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８、９、１９、２０のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２２】
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２３】
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２４】
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２２又は２３に記載の差動増幅器。
【請求項２５】
前記２つの入力信号が、前記第１の端子に入力される一方の入力信号と、前記第２の端子に入力される他方の入力信号とされ、前記出力信号が前記一方の入力信号と前記他方の入力信号とを所定の比率で外挿（外分）された電圧とされることを特徴とする請求項１０乃至２４のいずれか一に記載の差動増幅器。
【請求項２６】
前記所定の比率が１対２とされることを特徴とする請求項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の入力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、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、出力端が前記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の入力端に前記第２の信号及び前記第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、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、出力端が前記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の入力端に前記第２の信号及び前記第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３３】
前記切替回路が、前記第１及び第２の状態に加え、
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前記第１及び第２の入力端に前記第１の信号及び前記第２の信号がそれぞれ入力される第３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の入力端に前記第２の信号及び前記第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の入力端に前記第３の信号及び前記第１の信号がそれぞれ入力される第４の状態と、
を切替制御する、ことを特徴とする請求項３１記載の差動増幅器の駆動方法。
【請求項３４】
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、出力端から差動増幅器の出力信号を出力する増幅段と、
を備え、
前記出力信号が前記第１及び第２の差動対の入力対の入力の１つに帰還入力され、前記第１及び第２の差動対の入力対の他の入力には第１及び第２の入力信号が入力され、
前記第１及び第２の差動対の入力対への信号の入力の組合わせに関して少なくとも２つの状態を切替える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３５】
第１、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、出力端が前記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の入力端に前記第２の信号及び前記第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３６】
第１、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、出力端が前記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の入力端に前記第２の信号及び前記第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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、図３６のデータドライバは、図３７のアンプ８５−１を用いた場合、デコーダ９８７の階調電圧線数の削減は従来デコーダの１／２が限界で、それ以上階調電圧線数を削減して省面積化を図ることができない、という課題がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
本発明によれば、広い電圧範囲で高精度に電圧出力可能な上記差動増幅器を用いることで、参照電圧数を大幅に削減し、デコーダの素子数も大幅に削減できる省面積のデータドライバを実現することができる。
【手続補正４】
【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】
本実施例においては、図４の第１及び第２の期間を、所定の周期で、交互に切り替えて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（４）式と同等となる。
【手続補正５】
【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】
なお、（１４）式と（１５）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２３と図２４において、それぞれ（１３）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。