(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御可能な温度係数を有する電圧基準回路であって、
ＬＣＤパネルの第１温度係数に対応したコマンドを受信して、前記コマンドにより選択シグナルを提供する論理演算ユニットと、
前記選択シグナルを受信して、前記第１温度係数と増幅利得との比に等しい第２温度係数を有する選択電圧を生成する電圧選択回路であって、前記選択電圧は前記第２温度係数に依存する第１直流電圧を含む、電圧選択回路と、
前記論理演算ユニットにより制御される前記増幅利得を有する電圧調整回路であって、前記第１直流電圧からの第２直流電圧を調整し、前記第１温度係数から独立した前記第２直流電圧を含む基準電圧を生成する電圧調整回路と、を含む電圧基準回路。
【請求項２】
前記電圧選択回路が、
複数の出力端子を有して複数の選択可能電圧を提供する電圧回路と、
選択シグナルを受信し、複数の選択可能電圧を選択して、選択電圧を生成する第１マルチプレクサと、
を含む請求項１記載の電圧基準回路。
【請求項３】
前記電圧調整回路が、
出力端子と反転入力端子と非反転入力端子とを有する演算増幅器であって、前記選択電圧が前記非反転入力端子に適用される演算増幅器と、
接地と演算増幅器の出力端子間に直列接続される複数の抵抗であって、複数の抵抗中に複数の接続ノードを形成する複数の抵抗と、
論理演算ユニットで制御されて、前記演算増幅器の前記反転入力端子に結合した複数の接続ノードの中の一つを選択する第２マルチプレクサと、
を含む請求項１記載の電圧基準回路。
【請求項４】
前記演算増幅器が、前記第１温度係数から独立した前記第２直流電圧を含む前記基準電圧を生成する請求項３記載の電圧基準回路。
【請求項５】
前記複数の抵抗が、同じ温度係数を有する請求項３記載の電圧基準回路。
【請求項６】
前記複数の抵抗のタイプが同じである請求項５記載の電圧基準回路。
【請求項７】
前記抵抗が、ポリシリコン抵抗あるいはウェル抵抗のタイプのものである請求項６記載の電圧基準回路。
【請求項８】
基準電圧を生成する方法であって、
ＬＣＤパネルの第１温度係数に対応したコマンドを受信して、前記コマンドにより選択シグナルを提供するステップと、
各々が前記第１温度係数と増幅利得との比に等しい対応する第２温度係数を有する複数の選択可能電圧を提供するステップと、
前記選択シグナルに従って前記複数の選択可能電圧の中の一つを選択して、前記第２温度係数に依存する第１直流電圧を含む選択電圧を生成するステップと、
前記第１直流電圧からの第２直流電圧を調整し、前記第１温度係数から独立した前記第２直流電圧を含む基準電圧を生成するステップと、
を含む基準電圧を生成する方法。
【請求項９】
前記基準電圧を生成するステップは、
前記選択シグナルに従って複数の増幅利得の中の一つを選択するステップと、
選択された増幅利得に従って前記第１直流電圧からの第２直流電圧を調整し、前記第１温度係数から独立した前記第２直流電圧を含む基準電圧を生成するステップと、
を含む請求項８記載の基準電圧を生成する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基準電圧を提供する回路と方法に関し、特に制御可能な温度係数を有する基準電圧を提供する回路と方法に関する。その電圧回路は液晶表示器（ＬＣＤ）駆動の基準電圧の要求条件を満たす。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＣＤパネルを駆動する一般的な回路にはＬＣＤ駆動とＬＣＤ電圧回路が含まれていた。ＬＣＤ電圧回路は基準電圧をＬＣＤ駆動へ提供して、ＬＣＤ駆動電圧を生成させる。しかしながら、基準電圧はＬＣＤパネルの温度効果を補償するために、温度により変化した。次の方程式は、温度ｔにおける基準電圧Vfを示すものである。
【０００３】
Vf = Vd + gf x (t-T) = Vd + gf x T            （１）
【０００４】
ここに、Vdは温度ＴにおけるVfであり、gfはVfの温度係数であり、ＴはＬＣＤパネルの温度差である。理想的には、Vdはgfとは独立している。異なったＬＣＤパネルは異なったそれぞれの温度係数を有しており、それにより、基準電圧Vfの温度係数gfは、ＬＣＤパネルの温度変化を補償するために変化する。
【０００５】
図１において、バンドギャップ基準の形態としての通常の電圧基準を示す。バンドギャップ電圧基準源（ソース）はそれ自体よく知られている。基準電圧VfはVBE+VTln(m)に等しく、VBEはトランジスタQ1のベース・エミッタ間電圧、lnは自然対数、mはトランジスタQ１，Q2のエミッタ面積比率、VTはkq/T（kがボルツマン定数、qが電子電荷、Tが絶対温度）である。パラメータ“  ”（抵抗Rの乗算器）はVfの温度依存性部分の増量を示す。そしてバンドギャップ基準（レファレンス）Vfの出力をＬＣＤ駆動に与える。数式（１）により、Vfはまた下記のように示される。
【０００６】
Vf = VBE + VTln(m) = Vd(gf) +gf x T                 （２）
【０００７】
ここに、Vd(gf)は温度Tにおける基準電圧Vfであり、Vdは温度係数gfに依存する。数式（２）において、バンドギャップ電圧基準源はパラメータを調整して、異なる温度係数gfを得るよう調整することができる。そのため、それぞれのＬＣＤパネルの温度効果は、抵抗値Rを調整することによりわずかに補償される。しかしながら、温度係数gf が変化するとVd(gf)も変化する。つまり温度Tにおいて基準電圧Vfの変動がある。もし変動電圧が大きすぎてＬＣＤパネルのＬＣＤ駆動電圧の要求条件に合わない場合、電圧基準回路には互換性がないため、全体的に再設計する必要があった。言い換えると、新しい電圧基準回路で設計する場合には、ＬＣＤパネル設計会社は新しいアプリケーション回路とソフトウェアを導入しなければならなかった。しかしながら、そうすると当然、製造コストの増加と市場に売り出すタイミングに影響を与えることとなった。
【０００８】
そのため、制御可能な温度係数を有する異なる基準電圧および、温度係数に依存しない基準電圧のDC電圧Vdの発生が可能な回路が必要である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の第１の目的は制御可能な温度係数を有する電圧基準回路電圧を提供することである。
【００１０】
この発明の第２の目的は、ＬＣＤパネルに使用することができる電圧基準回路を提供することである。
【００１１】
この発明の第３の目的は、温度無依存性直流電圧を有する基準電圧を生成する電圧基準方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は制御可能な温度係数を有する電圧基準ソースを提供する回路により達成することができる。電圧基準回路は論理演算ユニットおよび電圧選択回路を含む。論理演算ユニットはＬＣＤパネルの第１温度係数に対応したコマンドを受信して、そのコマンドにより選択シグナルを提供する。電圧選択回路は次に選択シグナルを受信して第１温度係数と増幅利得との比に等しい第２温度係数を有する選択電圧を生成し、その選択電圧は第２温度係数に依存する第１直流電圧を含む。電圧基準回路はさらに論理演算ユニットにより制御された電圧調整回路を含み、第１直流電圧からの第２直流電圧を調整する。そのため、電圧基準回路は最後には、第１温度係数から独立した第２直流電圧を有する基準電圧を生成する。
【００１３】
基準電圧を生成する方法は次のステップを含む。ＬＣＤパネルの第１温度係数に対応したコマンドを受信して、コマンドにより選択シグナルを提供し、各々が第１温度係数と増幅利得との比に等しい対応する第２温度係数を有する複数の選択可能電圧を提供して、選択シグナルに従って複数の選択可能電圧の中の一つを選択し、第２温度係数に依存する第１直流電圧を含む選択電圧を生成する。更に、第１直流電圧からの第２直流電圧を調整し、第１温度係数から独立した第２直流電圧を含む基準電圧を生成する。その生成ステップが次のステップを含む。複数の増幅利得の中の一つを選択して、選択された増幅利得に従って第１直流電圧からの第２直流電圧を調整し、第１温度係数から独立した第２直流電圧を含む基準電圧を生成する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２に示すのは好適な実施形態で、制御可能な温度係数を有する電圧基準回路は論理演算ユニット１０および電圧選択回路３０を含む。また電圧基準回路はさらに電圧調整回路５０を含む。論理演算ユニット１０からの選択シグナルC1を電圧選択回路３０および電圧調整回路５０へ入力する。電圧選択回路３０からの選択電圧Vnを電圧調整回路５０に適用する。ＬＣＤパネルの温度係数が変化する時、例えば新しいＬＣＤパネルを使用して、マイクロコントローラ・インターフェイス２０はコマンドD1を論理演算ユニット１０へ出力し、続いて論理演算ユニット１０が温度係数に対応する選択シグナルC1を出力する。選択シグナルC1を受信した後、電圧選択回路３０は選択電圧Vnを電圧調整回路５０へ提供すると同時に、電圧調整回路５０は選択シグナルC1を受信する。選択電圧Vnが電圧調整回路５０により増幅および制御されて基準電圧Vfnを生成する。最後に、基準電圧VfnがＬＣＤ駆動電圧発生回路４０に入力されて、ＬＣＤ駆動電圧が生成される。
【００１５】
図３において、電圧選択回路３０は電圧回路７０および第１マルチプレクサ９０を含む。電圧回路７０が複数の出力端子７１〜７Ｎを有して複数の選択可能電圧V1〜VNを提供する。図４において、この発明で使用する電圧回路７０の回路図を示す。複数の抵抗Ｒ71〜Ｒ7Nを直列に接続して、複数の抵抗Ｒ71〜Ｒ7N中には、複数の出力端子７１〜７Ｎが形成される。複数の選択可能電圧V1〜VNは対応する出力端子７１〜７Ｎにおいて、対応する温度係数を有する。ＬＣＤパネルの温度係数gfnに対応した選択シグナルC1に合わせて、第１マルチプレクサ９０は選択電圧VNとして複数の選択可能電圧V1〜VNの中から一つを選ぶ。選択電圧VNは下記の数式より得られる。
【００１６】
Vn = Vd(gfn') + gfn' x T, n = 1 〜 N                （３）
【００１７】
ここに、Vd(gfn')（以下では第１直流電圧と記す。）は温度Tにおける選択電圧Vnであり温度係数gfn'に依存し、gfn'はVnの温度係数であり、TはＬＣＤパネルの温度差である。温度係数gfn'がgfn/Anに等しく、Anは増幅利得である。増幅利得Anを次に詳しく述べる。
【００１８】
選択電圧はコマンドD1により制御された温度係数を有するが、温度係数が変化した場合、第１直流電圧もまた変化する。上記の問題を同時に解決するために、電圧基準回路はさらにこの発明が提供する電圧調整回路５０を含む。図５において、電圧調整回路５０は演算増幅器１１０および第２マルチプレクサ１３０を含む。複数の抵抗R1〜RN+1を接地と演算増幅器１１０の出力端子１１１の間で直列に接続し、複数の抵抗R1〜RN+1中に接続ノード１３１〜１３Ｎを形成し、ここに、複数の抵抗R1〜RN+1は同じ温度係数を有する。第１マルチプレクサ９０の出力端子９１を演算増幅器１１０の非反転入力端子＋に接続する。第２マルチプレクサ１３０は論理演算ユニット１０により制御されて、複数の接続ノード１３１〜１３Ｎの中から一つを選択して、演算増幅器１１０の反転入力端子−に結合する。演算増幅器１１０が電圧選択回路３０からの選択電圧Vn を受信した時、第２マルチプレクサ１３０は同時に、選択信号C1に従って、複数の選択ノード１３１〜１３Ｎの中から一つを選択する。負帰還増幅回路は演算増幅器１１０と、接続ノード１３１〜１３Ｎの中から選択された選択ノードと、関連する抵抗とによりつくられる。その数式は次の通りである。
【００１９】
0003764377.tif 000002
【００２０】
An = RT / (R1+…+Rn)、ここに、RT = R1+…+RN+1およびn = 1〜Nは基準電圧Vfnを示す。Vd(gfn')xAnの値が定数値Vddに設計される。つまり、温度Tにおいて、Vd(gf1') x A1 = … = Vd(gfn') x An = … = Vd(gfN') x AN = Vddである。数式（４）は下記の如くなる。
Vfn = Vdd + gfn x T, n = 1〜N                       （５）
【００２１】
数式（５）の特徴は、温度係数gfNから独立した第２直流電圧である。そのため、もしＬＣＤパネルの温度係数が変化した場合、対応するコマンドD1を電圧基準回路へ送信して、ＬＣＤパネルの温度効果を補償することができる基準電圧Vfnを得て、Vfnの値は温度Tにおいて所定値Vddとなる。
【００２２】
電圧調整回路５０中の直列抵抗R1〜RN+1は同じタイプに製作されて、それは例えば、ポリシリコン抵抗あるいはウェル抵抗のタイプである。増幅利得Anの分母と分子の両方が同じ温度係数を有し、それは実質的に温度無依存性増幅利得を発生する。
【００２３】
以上のごとく、この発明を好適な実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、同業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【００２４】
【発明の効果】
上記構成により、この発明は、下記のような長所を有する。
この実施形態では従来のマイクロコントローラ・インターフェイス２０を使用して電圧基準回路を制御するため、他のピンを必要としない。つまり、この発明はユーザの便利性のために、従来と同様のマイクロコントローラ・インターフェイスを提供する。
【００２５】
この実施形態は様々なタイプのＬＣＤパネルに対して、制御可能な温度係数を有した同じ電圧基準回路を使用しており、これにより、製造工程を簡素化すると共に製造コストを削減する。
【００２６】
この発明では制御可能な温度係数を有する電圧基準回路の初期設定として共通の温度係数を使用するため、この実施形態は大部分のＬＣＤパネルに直接適用することができる。もしＬＣＤパネルが異なる温度係数を有する場合、それは簡単にコマンドD1を変えて、ＬＣＤパネルのＬＣＤ駆動電圧の必要条件にマッチする、対応した基準電圧を生成することができる。そのため産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の技術にかかるバンドギャップ基準回路の回路図である。
【図２】この発明にかかる制御可能な温度係数を有する電圧基準回路を示すブロック図である。
【図３】  図２の電圧選択回路図である。
【図４】  図３の複数の出力を有する電圧回路図である。
【図５】  図２の電圧調整回路図である。
【符号の説明】
１０    論理演算ユニット２０    マイクロコントローラ・インターフェイス
３０    電圧選択回路
４０    ＬＣＤ駆動電圧発生回路
５０    電圧調整回路
７０    電圧回路
９０    第１マルチプレクサ
９１    出力端子
１１１  出力端子
１１０  演算増幅器
１３０  第２マルチプレクサ
【図１】
0003764377.tif 000003
【図２】
0003764377.tif 000004
【図３】
0003764377.tif 000005
【図４】
0003764377.tif 000006
【図５】
0003764377.tif 000007