(57)【要約】【課題】複数の電源電位を発生する電源回路において、これらの電源電位を出力する複数の差動増幅回路の出力段においてＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとを必要に応じて使い分けると共に、全体の消費電力を低減する。【解決手段】この電源回路は、複数の基準電位を発生する基準電位発生回路Ｒ１〜Ｒ５と、第１の基準電位に基づいて出力信号を発生する差動増幅段１と該差動増幅段の出力信号に基づいて電源電位Ｖ１を出力するＰチャネルトランジスタＱＰ１１とを含む差動増幅回路１１と、第２の基準電位に基づいて出力信号を発生する差動増幅段２と該差動増幅段の出力信号に基づいて電源電位Ｖ２を出力するＮチャネルトランジスタＱＮ１２とを含む差動増幅回路１２とを具備し、差動増幅段１が、電源電位Ｖ２を一方の電源として使用する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基準電位を発生する基準電位発生回路と、
第１の基準電位に基づいて出力信号を発生する第１の差動増幅段と、前記第１の差動増幅段の出力信号に基づいて第１の電源電位を出力する第１の導電型の第１のトランジスタとを含む第１の差動増幅回路と、
第２の基準電位に基づいて出力信号を発生する第２の差動増幅段と、前記第２の差動増幅段の出力信号に基づいて第２の電源電位を出力する第２の導電型の第２のトランジスタとを含む第２の差動増幅回路と、
を具備し、前記第１の差動増幅段が、第２の電源電位を一方の電源として使用することを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記第１のトランジスタが、前記第１の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第１の電源電位を出力するドレインとを有し、前記第１のトランジスタのドレインから出力される第１の電源電位が、前記第１の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給され、
前記第２のトランジスタが、前記第２の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第２の電源電位を出力するドレインとを有し、前記第２のトランジスタのドレインから出力される第２の電源電位が、前記第２の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給される、
請求項１記載の電源回路。
【請求項３】
前記第１のトランジスタがＰチャネルトランジスタであり、前記第２のトランジスタがＮチャネルトランジスタであり、前記第１の差動増幅段が、第２の電源電位を低電位側の電源として使用する、請求項１又は２記載の電源回路。
【請求項４】
前記第１のトランジスタに流れるバイアス電流を前記第２のトランジスタに供給する第３のトランジスタをさらに具備する請求項１〜３のいずれか１項記載の電源回路。
【請求項５】
第３の基準電位に基づいて出力信号を発生する第３の差動増幅段と、前記第３の差動増幅段の出力信号に基づいて第３の電源電位を出力する第１の導電型の第４のトランジスタとを含む第３の差動増幅回路と、
第４の基準電位に基づいて出力信号を発生する第４の差動増幅段と、前記第４の差動増幅段の出力信号に基づいて第４の電源電位を出力する第２の導電型の第５のトランジスタとを含む第４の差動増幅回路と、
をさらに具備し、前記第２及び第３の差動増幅段が、第４の電源電位を一方の電源として使用することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電源回路。
【請求項６】
前記第４のトランジスタが、前記第３の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第３の電源電位を出力するドレインとを有し、前記第４のトランジスタのドレインから出力される第３の電源電位が、前記第３の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給され、
前記第５のトランジスタが、前記第４の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第４の電源電位を出力するドレインとを有し、前記第５のトランジスタのドレインから出力される第４の電源電位が、前記第４の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給される、
請求項５記載の電源回路。
【請求項７】
前記第１及び第４のトランジスタが、Ｐチャネルトランジスタであり、前記第２及び第５のトランジスタが、Ｎチャネルトランジスタであり、前記第１の差動増幅段が、第２の電源電位を低電位側の電源として使用し、前記第２及び第３の差動増幅段が、第４の電源電位を低電位側の電源として使用する、請求項５又は６記載の電源回路。
【請求項８】
前記第４のトランジスタに流れるバイアス電流を前記第５のトランジスタに供給する第６のトランジスタをさらに具備する請求項５〜７のいずれか１項記載の電源回路。
【請求項９】
前記基準電位発生回路の一端を第５の電源電位に保つための第５の差動増幅回路をさらに具備する請求項５〜８のいずれか１項記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に電源回路に関し、特に、液晶パネル等を駆動するために用いる複数の電源電位を発生する電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルを駆動するためには、複数の電源電位が必要である。そのため、電源回路が複数の電源電位を発生し、液晶ドライバ回路は、それらの電源電位を利用して、液晶パネルの電極に印加する駆動電位を出力する。
【０００３】
図４に、このような従来の電源回路を示す。この電源回路は、４種類の基準電位を発生するために用いられる抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、それらの基準電位に基づいて４種類の電源電位Ｖ１〜Ｖ４を発生する４つのオペアンプ２１〜２４と、基準電位ＶＲＥＦに基づいて電源電位Ｖ５を発生するオペアンプ２５とを含んでいる。
【０００４】
ここで、オペアンプ２１は、差動増幅段１と、出力段のＰチャネルトランジスタＱＰ２１とによって構成される。トランジスタＱＰ２１には、ＮチャネルトランジスタＱＮ２１が直列に接続されている。トランジスタＱＰ２１は、差動増幅段１の出力信号を反転増幅し、トランジスタＱＮ２１は、定電流を流すために用いられる。
【０００５】
また、オペアンプ２２は、差動増幅段２と、出力段のＮチャネルトランジスタＱＮ２２とによって構成される。トランジスタＱＮ２２には、ＰチャネルトランジスタＱＰ２２が直列に接続されている。トランジスタＱＮ２２は、差動増幅段２の出力信号を反転増幅し、トランジスタＱＰ２２は、定電流を流すために用いられる。
【０００６】
このように、出力段において増幅動作を行うトランジスタとして、ＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとを使い分ける理由は、液晶パネルを駆動するために用いられる複数の電源電位の中には、電流を放出することが多い電源電位と、電流を吸収することが多い電源電位とが存在するからである。しかしながら、図４に示す電源回路においては、オペアンプ２５が高電位側の電源電位ＶＤＤと低電位側の電源電位ＶＳＳとに接続されている他に、オペアンプ２１〜２４が高電位側の電源電位ＶＤＤと電源電位Ｖ５とに接続されているので、オペアンプ２５の他にオペアンプ２１〜２４においても大きな電流が流れ、全体の消費電力が大きいという問題があった。
【０００７】
一方、日本国特許出願公開（特開）平１１−１６０６７３号公報には、複数の異なる所定の基準電圧に基づいて、単純マトリクス型液晶を駆動するための複数の異なる所定の電源電圧を生成して出力する液晶駆動用電源回路が記載されている。この液晶駆動用電源回路は、複数の異なる所定の基準電圧を生成して出力する基準電圧発生部と、該基準電圧発生部から出力された各規準電圧に基づいてそれぞれ異なる所定の電源電圧を生成して出力する、ボルテージフォロワをそれぞれ形成した各オペアンプと、各オペアンプの出力に所定のバイアス電流を流す電流源とを備え、各オペアンプの内、出力電圧が最も大きいオペアンプは、外部から入力される電源電圧を電源にして動作し、他のオペアンプは、出力電圧が大きい順に順次、他のオペアンプの出力電圧を電源にして動作する。
【０００８】
この液晶駆動用電源回路によれば、各オペアンプの電源電圧を小さくし、複数のオペアンプの出力段においてバイアス電流を共用することにより、全体の消費電力を低減することができる。しかしながら、上記公報の図２に示されているように、いずれのオペアンプの出力段にもＰチャネルトランジスタが使用されているので、電流を放出する能力は優れているが、電流を吸収する能力は劣っている。液晶パネルを駆動するために用いられる複数の電源電位の中には、電流を放出することが多い電源電位と電流を吸収することが多い電源電位とが存在するので、それに対応してＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとを使い分けることが望ましい。上記公報に記載されている液晶駆動用電源回路は、このような要請に対応していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の点に鑑み、本発明は、複数の電源電位を発生する電源回路において、これらの電源電位を出力する複数の差動増幅回路の出力段においてＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとを必要に応じて使い分けると共に、全体の消費電力を低減することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る電源回路は、複数の基準電位を発生する基準電位発生回路と、第１の基準電位に基づいて出力信号を発生する第１の差動増幅段と該第１の差動増幅段の出力信号に基づいて第１の電源電位を出力する第１の導電型の第１のトランジスタとを含む第１の差動増幅回路と、第２の基準電位に基づいて出力信号を発生する第２の差動増幅段と該第２の差動増幅段の出力信号に基づいて第２の電源電位を出力する第２の導電型の第２のトランジスタとを含む第２の差動増幅回路とを具備し、第１の差動増幅段が、第２の電源電位を一方の電源として使用する。
【００１１】
ここで、第１のトランジスタが、第１の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第１の電源電位を出力するドレインとを有し、第１のトランジスタのドレインから出力される第１の電源電位が、第１の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給され、第２のトランジスタが、第２の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第２の電源電位を出力するドレインとを有し、第２のトランジスタのドレインから出力される第２の電源電位が、第２の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給されるようにしても良い。
【００１２】
また、第１のトランジスタがＰチャネルトランジスタであり、第２のトランジスタがＮチャネルトランジスタであり、第１の差動増幅段が、第２の電源電位を低電位側の電源として使用するようにしても良い。電源回路は、第１のトランジスタに流れるバイアス電流を第２のトランジスタに供給する第３のトランジスタをさらに具備しても良い。
【００１３】
また、本発明に係る電源回路は、第３の基準電位に基づいて出力信号を発生する第３の差動増幅段と該第３の差動増幅段の出力信号に基づいて第３の電源電位を出力する第１の導電型の第４のトランジスタとを含む第３の差動増幅回路と、第４の基準電位に基づいて出力信号を発生する第４の差動増幅段と該第４の差動増幅段の出力信号に基づいて第４の電源電位を出力する第２の導電型の第５のトランジスタとを含む第４の差動増幅回路とをさらに具備し、第２及び第３の差動増幅段が、第４の電源電位を一方の電源として使用するようにしても良い。
【００１４】
その場合に、第４のトランジスタが、第３の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第３の電源電位を出力するドレインとを有し、第４のトランジスタのドレインから出力される第３の電源電位が、第３の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給され、第５のトランジスタが、第４の差動増幅段の出力信号が供給されるゲートと、第４の電源電位を出力するドレインとを有し、第５のトランジスタのドレインから出力される第４の電源電位が、第４の差動増幅回路の反転入力に負帰還信号として供給されるようにしても良い。
【００１５】
また、第１及び第４のトランジスタがＰチャネルトランジスタであり、第２及び第５のトランジスタがＮチャネルトランジスタであり、第１の差動増幅段が第２の電源電位を低電位側の電源として使用し、第２及び第３の差動増幅段が第４の電源電位を低電位側の電源として使用するようにしても良い。電源回路は、第４のトランジスタに流れるバイアス電流を第５のトランジスタに供給する第６のトランジスタをさらに具備しても良い。以上において、電源回路は、基準電位発生回路の一端を第５の電源電位に保つための第５の差動増幅回路をさらに具備するようにしても良い。
【００１６】
本発明によれば、複数の電源電位を発生する電源回路において、第１の電源電位を出力する第１の導電型（例えばＰチャネル）の第１のトランジスタに出力信号を供給する第１の差動増幅段が、第２の差動増幅段の出力信号に基づいて第２の導電型（例えばＮチャネル）の第２のトランジスタが出力する第２の電源電位を一方の電源として使用するようにしたので、複数の差動増幅回路の出力段においてＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとを必要に応じて使い分けると共に、全体の消費電力を低減することができる。ここで、第１のトランジスタに流れるバイアス電流を第２のトランジスタに供給することにより、消費電力をさらに低減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。図１に示すように、この電源回路は、第１〜第４の基準電位を発生するために用いられる抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、それらの基準電位に基づいて４種類の電源電位Ｖ１〜Ｖ４を発生する４つの差動増幅回路１１〜１４と、基準電位ＶＲＥＦに基づいて電源電位Ｖ５を発生する差動増幅回路１５とを含んでいる。なお、本実施形態においては、差動増幅回路としてオペアンプを用い、トランジスタとしてＭＯＳトランジスタを用いている。
【００１８】
オペアンプ１１は、差動増幅段１と、出力段のＰチャネルトランジスタＱＰ１１とによって構成される。差動増幅段１は、第１の基準電位に基づいて出力信号を発生する。トランジスタＱＰ１１は、差動増幅段１の出力信号を反転増幅する。トランジスタＱＰ１１のドレインから出力される電源電位Ｖ１は、オペアンプ１１の反転入力に負帰還信号として供給される。これにより、電源電位Ｖ１は、第１の基準電位とほぼ等しい値となるように制御される。
【００１９】
オペアンプ１２は、差動増幅段２と、出力段のＮチャネルトランジスタＱＮ１２とによって構成される。差動増幅段２は、第２の基準電位に基づいて出力信号を発生する。トランジスタＱＮ１２は、差動増幅段２の出力信号を反転増幅する。トランジスタＱＮ１２のドレインから出力される電源電位Ｖ２は、オペアンプ１２の反転入力に負帰還信号として供給される。これにより、電源電位Ｖ２は、第２の基準電位とほぼ等しい値となるように制御される。
【００２０】
オペアンプ１３は、差動増幅段３と、出力段のＰチャネルトランジスタＱＰ１２とによって構成される。差動増幅段３は、第３の基準電位に基づいて出力信号を発生する。トランジスタＱＰ１２は、差動増幅段３の出力信号を反転増幅する。トランジスタＱＰ１２のドレインから出力される電源電位Ｖ３は、オペアンプ１３の反転入力に負帰還信号として供給される。これにより、電源電位Ｖ３は、第３の基準電位とほぼ等しい値となるように制御される。
【００２１】
オペアンプ１４は、差動増幅段４と、出力段のＮチャネルトランジスタＱＮ１４とによって構成される。差動増幅段４は、第４の基準電位に基づいて出力信号を発生する。トランジスタＱＮ１４は、差動増幅段４の出力信号を反転増幅する。トランジスタＱＮ１４のドレインから出力される電源電位Ｖ４は、オペアンプ１４の反転入力に負帰還信号として供給される。これにより、電源電位Ｖ４は、第４の基準電位とほぼ等しい値となるように制御される。
【００２２】
オペアンプ１５は、差動増幅段５と、出力段のＮチャネルトランジスタＱＮ１５とによって構成される。差動増幅段５は、基準電位ＶＲＥＦに基づいて出力信号を発生する。トランジスタＱＮ１５は、差動増幅段５の出力信号を反転増幅する。トランジスタＱＮ１５のドレインから出力される電源電位Ｖ５は、オペアンプ１５の反転入力に負帰還信号として供給される。これにより、電源電位Ｖ５は、基準電位ＶＲＥＦとほぼ等しい値となるように制御される。
【００２３】
これらのオペアンプ１１〜１５において、差動増幅段１〜５は、電源電位ＶＤＤを高電位側の電源として使用している。一方、オペアンプ１１において、差動増幅段１は、電源電位Ｖ２を低電位側の電源として使用している。また、オペアンプ１２と１３において、差動増幅段２と３は、第４の電源電位Ｖ４を低電位側の電源として使用している。このように接続することにより、差動増幅段の電源電圧を小さくして消費電力を低減することができる。なお、オペアンプ１４において、差動増幅段４は、第５の電源電位Ｖ５を低電位側の電源として使用しており、オペアンプ１５において、差動増幅段５は、電源電位ＶＳＳを低電位側の電源として使用している。
【００２４】
また、オペアンプ１１の出力段のトランジスタＱＰ１１と、オペアンプ１２の出力段のトランジスタＱＮ１２との間には、定電流を流すためのＮチャネルトランジスタＱＮ１１が直列に接続されている。このようにして、トランジスタＱＰ１１のバイアス電流をトランジスタＱＮ１２に供給することにより、出力段の消費電流を小さくして消費電力を低減することができる。
【００２５】
同様に、オペアンプ１３の出力段のトランジスタＱＰ１２と、オペアンプ１４の出力段のトランジスタＱＮ１４との間には、定電流を流すためのＮチャネルトランジスタＱＮ１３が直列に接続されている。さらに、オペアンプ１２の出力段のトランジスタＱＮ１２のバイアス電流をオペアンプ１４の出力段のトランジスタＱＮ１４に供給することによっても、消費電力を低減することができる。
【００２６】
次に、出力段において増幅動作を行うトランジスタとして、ＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとを使い分ける理由について説明する。
図２は、液晶パネルにおける信号配線を説明するための図である。図２に示すように、液晶パネルは、セグメント方向において複数の電極を有し、それらの電極には、セグメント信号ＳＥＧ０、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２、・・・が印加される。また、液晶パネルは、コモン方向においても複数の電極を有し、それらの電極には、コモン信号ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２、・・・が印加される。ここで、セグメント方向の１つの電極（セグメント電極）とコモン方向の１つの電極（コモン電極）とを特定することにより、１つの画素（ドット）が特定される。
【００２７】
図３は、液晶パネルを駆動する信号のレベルを示す図である。図３に示すように、液晶パネルは、フレームパルスＦＲに同期したコモン信号ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２、・・・とセグメント信号ＳＥＧ０、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２、・・・とによって駆動される。これらの信号は、電源電位ＶＤＤ〜Ｖ５の内の１つを用いて作成され、図３に示すように、電源電位ＶＤＤ〜Ｖ５の内の１つと等しいレベルを有する。従って、コモン電極とセグメント電極との間の電位差は、（ＶＤＤ−Ｖ５）〜（Ｖ５−ＶＤＤ）の範囲となる。ここで、簡単のためにＶＤＤ＝０とすると、コモン電極とセグメント電極との間の電位差は、−Ｖ５〜Ｖ５の範囲となる。
【００２８】
図３には、コモン信号ＣＯＭ０とセグメント信号ＳＥＧ０との間の電位差（ＣＯＭ０−ＳＥＧ０）、及び、コモン信号ＣＯＭ０とセグメント信号ＳＥＧ１との間の電位差（ＣＯＭ０−ＳＥＧ１）も示されている。この例によれば、図２に示す液晶パネルにおける第０行第０列の画素（０，０）を走査する際に、信号電位差（ＣＯＭ０−ＳＥＧ０）は、−Ｖ３までしか低下しておらず、画素（０，０）の液晶はオフ状態となっている。一方、図２に示す液晶パネルにおける第０行第１列の画素（０，１）を走査する際に、信号電位差（ＣＯＭ０−ＳＥＧ１）は、−Ｖ５まで低下しており、画素（０，１）の液晶はオン状態となっている。
【００２９】
ここで、コモン信号ＣＯＭ０、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２、・・・の大きな電位変化に注目すると、Ｖ５→Ｖ１、ＶＤＤ→Ｖ４、Ｖ４→Ｖ１、Ｖ１→Ｖ５、Ｖ１→Ｖ４、Ｖ４→ＶＤＤの定形的な変化が見られる。コモン電極の電位を低い電源電位Ｖ５又はＶ４から高い電源電位Ｖ１に変化させるためには、コモン電極に大きな電流を供給しなければならない。そのためには、電源電位Ｖ１を出力するオペアンプの出力段において、Ｐチャネルトランジスタを用いることが適している。一方、コモン電極の電位を高い電源電位ＶＤＤ又はＶ１から低い電源電位Ｖ５又はＶ４に変化させるためには、コモン電極から大きな電流を吸収しなければならない。そのためには、電源電位Ｖ５又はＶ４を出力するオペアンプの出力段において、Ｎチャネルトランジスタを用いることが適している。
【００３０】
一方、セグメント信号ＳＥＧ０、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２、・・・の大きな電位変化に注目すると、Ｖ２→ＶＤＤ、ＶＤＤ→Ｖ２、Ｖ３→Ｖ５、Ｖ５→Ｖ３、Ｖ３→ＶＤＤ、Ｖ２→Ｖ５の変化が見られる。セグメント電極の電位を低い電源電位Ｖ５から中程度の電源電位Ｖ３に変化させるためには、セグメント電極に電流を供給しなければならない。そのためには、電源電位Ｖ３を出力するオペアンプの出力段において、Ｐチャネルトランジスタを用いることが適している。一方、セグメント電極の電位を高い電源電位ＶＤＤから中程度の電源電位Ｖ２に変化させるためには、セグメント電極から電流を吸収しなければならない。そのためには、電源電位Ｖ２を出力するオペアンプの出力段において、Ｎチャネルトランジスタを用いることが適している。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、複数の電源電位を発生する電源回路において、これらの電源電位を出力する複数の差動増幅回路の出力段においてＰチャネルトランジスタとＮチャネルトランジスタとを必要に応じて使い分けると共に、全体の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電源回路の構成を示す図である。
【図２】液晶パネルにおける信号配線を説明するための図である。
【図３】液晶パネルを駆動する信号のレベルを示す図である。
【図４】従来の電源回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１〜５　差動増幅段
１１〜１５　差動増幅回路（オペアンプ）
ＱＰ１１〜ＱＰ１２　Ｐチャネルトランジスタ
ＱＮ１１〜ＱＮ１５　Ｎチャネルトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ５　抵抗
【図１】
2004085962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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