专利名称：用于显示设备的电流控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于一显示设备的一电流控制电路，具体地说，涉及一种基于高电压设备的无源型电流控制电路。
背景技术：
近来，平面显示器市场高速发展。
由最初的液晶显示(LCD)发展而来的平面显示颇受关注。近几十年来普遍运用于显示领域的阴极射线管(CRT)最近已被诸如等离子体显示板(PDP)、可视荧光显示器(VFD)、场发射显示器(FED)、发光二极管(LED)以及电致发光(EL)的平面显示器替代。
近来，有两种驱动显示设备的方法。一种是在简单矩阵中使用的无源型驱动方法。另一种是在薄膜晶体管(TFT)-LCD中使用的有源型驱动方法。有源型驱动方法属电压驱动型，主要用于PDP和VFD。无源型驱动方法属电流驱动型，主要用于FED、LED和EL。
简单矩阵型的显示设备在扫描模式下被驱动。然而，由于显示设备具有一个有限的扫描导通时间，所以，为获得所需的亮度，需要一个高电压。
其间，TFT-LCD包括由多个选通线、多个数据线和多个位于选通线和数据线之间交叉点上的象素组成的一液晶板。TFT-LCD的驱动电路将显示信号加到液晶板上，使得每个象素发光。
每个象素包括有与一相应数据线相连的一相应选通线(或扫描线)的一TFT，一存储电容和与TFT的源极并联的一显示设备。
无源型驱动电路的相关技术将参照附图进行描述。
图1是说明无源型电流驱动电路的相关技术的框图。
参照图1，流经一个负载的电流量受一P型FET Qp1的电流-电压(I-V)特性的控制。
为控制P型晶体管Qp1的电流-电压(I-V)特性，加到P型FET Qp1栅极上的电压量受作为转换元件的一N型FET Qs电阻-电压(R-V)特性的控制。可以流经所述负载的最大电流iL也被控制。
然而，图1中的电路依靠P型晶体管Qp1和N型晶体管Qs来控制流经所述负载的电流量。因此，精确实现以上电流控制电路存在困难。例如，假如在制造集成电路型的电流控制电路存在任何偏差，将产生无法解决此偏差的问题。
换句话说，当制造集成电路时，P型晶体管Qp1和N型晶体管Qs的阈值电压和一有效沟道长度可能随着圆片的处理改变和定位而改变。既然这样，此电流控制电路不能精确实现。
图2是一个用来补偿由图1例中可能导致的偏差的电路。如图2所示，一个基于两个高电压设备的电流镜电路被用作所述电流控制电路的一个元件。
参照图2，电流控制电路包括将电源电压Vdd作为输入信号且组成电流镜电路1的第一和第二PMOS晶体管Qp1和Qp2、与第一PMOS晶体管Qp1的漏极相连的负载2、连接在第一PMOS晶体管Qp1和负载2之间的一可变电阻VR、和与第二PMOS晶体管Qp2的漏极相连的作为一转换元件的NMOS晶体管Qs。
相关技术中平面显示设备的电流控制电路的操作将参照图2进行描述。
参照图2，第一PMOS晶体管Qp1和第二PMOS晶体管Qp2彼此有相同特性。
其中，负载2中的电流iL受与第一PMOS晶体管Qp1相连的可变电阻VR的控制。
换句话说，当可变电阻VR变到一高阻值时，负载2中的电流iL变小。当可变电阻VR变到一低阻值时，负载2中的电流iL变大。
流经负载2中的电流iL表示如下iL=Vdd-Vsgp-VdssRi----(1)]]>在以上等式(1)中，Vdd是一电源电压，Vsgp是一PMOS晶体管的源极和栅极之间的一电压降，Vdss是NMOS晶体管的栅极与源极的电压差。
如上所述，NMOS晶体管Qs用作一转换元件并且受外部输入信号Con控制。
前面所提到的无源型电流控制电路存在几个问题。
电流控制电路的电流镜电路包括高电压设备。高电压设备电流电压(I-V)特性呈非线性周期。
此外，由于当低电流周期被设定或高电压设备被关断时所述高压设备的导通和关断特性，在所述电流控制电路的特性方面也可能出现问题。
换句话说，当高电压设备包括第一PMOS晶体管Qp1和第二PMOS晶体管Qp2时，用于转换的NMOS晶体管Qc应被提供高电压设备。此时，对应于用于转换的NMOS晶体管Qc的电流设定端的电压应被适当地控制以抵消预定的高电压。
发明内容
因此，本发明涉及一种用于基本上能够克服由于相关元件的限制和缺点导致几个问题的显示设备的电流控制电路。
本发明的一个目的是提供用于一显示设备的可解决由于显示设备制造时处理错误所导致问题的电流控制电路。
本发明的另一目的是提供用于一显示设备的可依照一高电压设备的非线性特性精确控制负载电路中电流的一电流控制电路。
本发明的另一目的是提供用于一显示设备的采用高电压设备的一镜像结构的一电流控制电路。
本发明的其它目的是提供用于一显示设备的防止负载电路中漏电流的一电流控制电路。
本发明另外的益处、目的和特征将在以下按部分地阐明，按部分地阐明将使得本领域普通技术人员易检验且易懂，本发明的目的和其它益处可由成文的描述和权利要求以及附图中指出的结构推出并实现。
为实现这些目的和其他的优点以及根据本发明的目的，用于显示设备的一种电流控制电路包括一由高压电子设备组成并用于输出与加到一个负载上的电源电压等效的电流的一个电流镜电路；与电流镜电路相连并用来设定所述负载中电流值的一个电流设定单元、以及与电流镜电路相连的用于依据外部控制信号转换电流设定单元操作的一个转换元件。
最好，电流镜电路包括有与电源电压相连的一第一源极、一第一漏极和一第一栅极的第一PMOS晶体管以及有与电源电压相连的一第二源极、与负载相连的一第二漏极和与第一栅极相连的一第二栅极的第二PMOS晶体管。
电流控制电路最好还包括一个用于避免电源电压和所述栅极之间的漏电流的一个元件以截止流经所述负载的漏电流。
电流控制电路还最好包括一电平移位器，用于转换用于通过转换元件的控制信号来避免漏电流的元件。
本发明的最佳实施例中，电流控制电路中的电流镜电路采用高电压设备，这样施加到显示设备的电流可精确受控。
应当理解，前面的一般描述和后面的详细描述都仅仅是举例和说明性质的，在本发明的权利要求书中试图提供更进一步的解释。
附图，可促进对本发明进一步的理解并且作为本申请的一部分，说明本发明的实施例且与描述共同解释发明的原理。图中图1是说明无源型电流控制电路的一相关技术的框图；图2是说明无源型电流控制电路的另一相关技术的框图；图3是说明根据本发明的第一实施例的一电流控制电路的框图；图4是说明根据本发明的第二实施例的一电流控制电路的框图；图5是说明根据本发明的用作高电压设备的晶体管结构的截面图；图6是说明根据本发明的两个镜像晶体管的布局框图。
具体实施例方式
现在，将对本发明的最佳实施例将详细阐述，实施例将依照附图进行说明。
根据本发明的第一实施例的基于高电压设备的电流控制电路将参照图3进行描述。
参照图3，用于显示设备的电流控制电路包括一电流镜电路10、一电流设定单元Iset，和一转换元件Qc。电流镜电路10包括均为高电压电子设备的第一PMOS晶体管Qp1和第二PMOS晶体管Qp2，并且经过两个输出端与电源电压HVDD等效的电流。
电流设定单元Iset与对应于两个输出终端之一的第二PMOS FET Qp2的漏极相连，控制流经与第一PMOS FET Qp1的漏极相连的负载20的电流iL。
同时，转换元件Qc连接在第二PMOS FET Qp2的漏极和电流设定单元Iset之间，并包括通过一外部控制信号DEN来切换电流设定单元Iset操作，即导通操作和关断操作的一个转换元件。
电流镜电路10包括第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2。第一PMOS FET Qp1有与电源电压HVDD相连的一第一源极S1、一第一漏极D1和一第一栅极G1。第二PMOS FET Qp1有与电源电压HVDD相连的一第二源极S2、与负载20相连的一第二漏极D2和与第二漏极D2和第一栅极G1相连的一第二栅极G2。
如图3，第二PMOS FET Qp2中第二漏极D2与第二栅极G2互连，以获得二极管特性。因此，第一栅极G1和第二栅极G2保持一恒定电压。
以下将描述图3中电流设定单元Iset的操作。
如果电流设定单元Iset设定适量电流，对应于设定量的电流iL流入负载20。
其中，当用作开关的NMOS FET关断时，通常高电压设备，即组成电流镜电路的第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2也关断。然而，众所周知，由于高电压设备具有差的关断特性，负载20中将产生漏电流。
当用作开关NMOS FET Qc导通时，由于电流镜电路10的特性，电流设定单元Iset设定的电流iL无变化的流入负载20。
根据本发明的第二实施例的基于高电压设备的一电流控制电路将参照图4进行描述。
参照图4，用于一显示设备的一电流控制电路包括一电流镜电路10、一电流设定单元Iset，一转换元件Qc。一第三PMOS FET Qp3，和一电平移位器30。第三PMOS FET Qp3用来防止产生漏电流。电平移位器30控制第三PMOS FET Qp3，即第三PMOS FET Qp3的导通和关断。
第三PMOS FET Qp3连接在第一、第二PMOS FET Qp1、Qp2的栅极G1、G2与电源电压HVDD之间，并且受电平移位器30输出信号的控制以截止流入负载20的漏电流。
如上所述，第三PMOS FET Qp3依据电平移位器30输出信号导通或关断，而且电平移位器30的开或关由转换元件Qc，即NMOS FET的一外部控制信号DEN控制。
电流镜电路10包括高电压电子设备，即第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2，并且其输出电流等效于通过两个输出终端的电源电压HVDD，与图3中相同。
其中，电流设定单元Iset与对应于两个输出终端之一的第二PMOS FETQp2的漏极相连，并且设定流入与对应于两个输出终端中另一个的第一PMOS FET Qp1漏极相连的负载20的电流iL。
其中，转换元件Qc连接在第二PMOS FET Qp2的漏极和电流设定单元Iset之间，通过外部控制信号DEN来控制电流设定单元Iset的操作，即导通操作和关断操作。
电流镜电路10包括第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2。第一PMOS FET Qp1有与电源电压HVDD相连的一第一源极S1，作为第一输出终端的一第一漏极D1，和一第一栅极G1。第二PMOS FET Qp2与电源电压HVDD相连的一第二源极S2，作为第二输出终端的一第二漏极D2，和与第二漏极D2和第一栅极G1相连的一第二栅极G2。
第二PMOS FET Qp2中的第二漏极D2和第二栅极G2互连，以获得二极管特性。因此，第一栅极G1和第二栅极G2保持一恒定电压。
以下将描述图4中电流设定单元Iset的操作。
如果电流设定单元Iset设定适量电流，对应于设定量的电流iL流入负载20。
同时，当用作开关NMOS FET Qc导通时，由于电流镜电路10的特性，电流设定单元Iset设定的电流iL无变化的流入负载20。
然而，当用作开关的NMOS FET关断时，由于高电压设备的关断特性，负载20可能产生漏电流。
为防止漏电流产生，在高电压设备，即第一和第二PMOS FET Qp1和Qp2的栅极G1和G2以及电源电压HVDD之间加入第三PMOS FET Qp3。这样，可防止漏电流流入负载20。
同时，第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2，和转换元件Qc即NMOS FET，和第三PMOS FET均属于扩展漏极MOS FET(ED MOSFET)型。
图4中电流控制电路的操作将作更详细的描述。
首先，流入负载20的电流iL由电流设定单元Iset确定的。一旦控制信号DEN使转换元件Qc即NMOS FET导通，第三PMOS FET Qp3将关断。
此时，由于第二PMOS FET Qp2的二极管特性，组成电流镜电路的第一和第二PMOS FET Qp1和Qp2的栅极G1和G2保持在一恒定电压电平。因此，恒定电压电平使第一PMOS FET Qp1导通，而且由电流设定单元Iset设定的电流流入负载20。
如上所述，依据本发明的第二实施例，在电流控制电路中，组成电流镜电路的第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2具有匹配特性。当第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2制造在一芯片上时，可能导致一些处理改变，阈值电压和有效沟道长度可能随着圆片定位的改变而改变。
然而，从第一PMOS FET Qp1流入负载20的电流iL与电流设定单元Iset设定值相同。
因此，为达到匹配特性，当它们制造在一芯片上时，第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2的布局很重要。
图5是说明根据本发明的高电压设备，即，MOS FET结构的截面图，而且图6是说明根据本发明的两个镜像型MOS FET的布局框图。
参照图5，漏区60比源区70长。漏区60有比源区70离子注入密度小的漂移区20以防止施加到此处的高电压。
换句话说，图5中的MOS FET为不对称结构而非软校准结构。因此，由于在圆片上制造MOS FET的处理过程中掩膜的非对准性，漏区60可能更长或更短。这样MOS FET的有效沟道长度可改变并且MOS FET的电压电流特性也是可变的。
因此，第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2的匹配特性很重要。
如图6所示，为使PMOS FET Qp1和Qp2的漏区D1和D2平行安置以获得PMOS晶体管的匹配特性，对电流镜电路布局是必要的。
这样，在制造电流镜电路的处理过程中掩膜的非对准使得尺寸相同的MOS FET的有效沟道长度是可变的。从而，不存在由于有效沟道长度的改变而导致的MOS FET电压电流特性的改变。
同时，有效沟道长度与流入沟道的电流量成正比，而沟道宽度与流入沟道的电流量成反比。
例如，在第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2的沟道长度比为1∶1时，它们的沟道宽度比为1/N∶1。可选择地，在第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FET Qp2的沟道宽度比相同时，它们的沟道长度比为1∶1/N。这样，电流控制电路的能源消耗较之第一PMOS FET Qp1和第二PMOS FETQp2的沟道长度比和沟道宽度比均为1∶1时显著减少。
如前所述，根据本发明的基于高电压设备的电流控制电路有如下优点。
首先，由于组成电流镜电路的晶体管有匹配特性，即使在芯片的制造处理过程中阈值电压和有效沟道长度随圆片处理改变和定位而改变，流入负载的电流也可设定为与电流控制电路设定的电流相等。
由于组成电流镜电路的高电压设备的沟道长度或沟道宽度是可控制的，电流控制电路的能耗能够显著减少。
此外，考虑到高电压设备的非线性特性，精确控制流入负载电路的电流是完全可能的。
最后，整个制造电流镜电路的处理过程中掩膜的非对准使得尺寸相同的高压设备的有效沟道长度是可变的。这样，电流控制电路的电压电流特性是不变的。
如前的实施例仅仅是解释性的，不构成对本发明的限制。本教导能够很容易地被应用于其他类型的装置。本发明的描述仅仅是用于说明的目的，而不构成对权利要求范围的限制。本领域普通技术人员可作相应的选择、修改和变化。
权利要求
1.一种电流控制电路，包括一个由多个高电压电子设备组成的电流镜电路，用于向一个负载输出与一个电源电压等效的电流；一个与电流镜电路相连的电流设定单元，用于设定流入负载电路的电流值；以及连接在电流镜电路和电流设定单元之间的一个转换元件，用于通过一外部控制信号来转换电流设定单元的操作。
2.根据权利要求1所述的电流控制电路，其中组成电流镜电路的高电压设备的沟道长度比和沟道宽度比中至少有一个可控比。
3.根据权利要求1所述的电流控制电路，其中组成电流镜电路的高电压设备包括两个PMOS FET，两个FET中的第一PMOS FET包括与所述电源电压相连的第一源极，与所述负载相连的第一漏极，和与第一漏极相连以实现二极管功能的第一栅极以及两个PMOS FET中的第二PMOS FET包括和第一源极共同与电源电压相连的一第二源极，与转换元件相连的第二漏极，和通常与第一栅极相连的第二栅极。
4.根据权利要求3所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET属于扩展漏极MOS FET(ED-MOS FET)。
5.根据权利要求3所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET的漏区平行安置以具有匹配特性。
6.根据权利要求3所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET的沟道长度比为1∶1且沟道宽度比为1/N∶1。
7.根据权利要求3所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET的沟道宽度比为1∶1且沟道长度比为1∶1/N。
8.根据权利要求1所述的电流控制电路，其中转换元件是一NMOSFET。
9.根据权利要求8所述的电流控制电路，其中NMOS FET是ED-MOSFET。
10.一电流控制电路包括一个由多个高电压电子设备组成的电流镜电路，用于向一个负载输出与所述电源电压等效的电流；一个与电流镜电路相连的电流设定单元，用于设定流入负载电路的电流值；一个连接在电流镜电路和电流设定单元之间的第一转换元件，用于通过一外部控制信号来转换电流设定单元的操作。连接在电源电压与电流镜电路之间的防漏的元件，用于防止负载电路中漏电流的产生；以及用于通过外部控制信号来切换防漏元件的一第二转换元件。
11.根据权利要求10所述的电流控制电路，其中组成电流镜电路的高电压设备的沟道长度比和沟道宽度比中至少有一个可控比。
12.根据权利要求10所述的电流控制电路，其中组成电流镜电路的高电压设备包括两个PMOS FET，两个FET中的第一PMOS FET包括与所述电源电压相连的第一源极，与所述负载相连的第一漏极，和与第一漏极相连以实现二极管功能的第一栅极，以及两个PMOS FET中的第二PMOS FET包括和第一源极共同与电源电压相连的第二源极，与第一转换元件相连的第二漏极，和通常与第一栅极相连的第二栅极。
13.根据权利要求12所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET属于ED-MOS FET。
14.根据权利要求12所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET的漏区平行安置以具有匹配特性。
15.根据权利要求12所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET的沟道长度比为1∶1且沟道宽度比为1/N∶1。
16.根据权利要求12所述的电流控制电路，其中第一PMOS FET和第二PMOS FET的沟道宽度比为1∶1且沟道长度比为1∶1/N。
17.根据权利要求10所述的电流控制电路，其中第一和第二转换元件是NMOS FET。
18.根据权利要求17所述的电流控制电路，其中NMOS FET是ED-MOSFET。
19.根据权利要求10所述的电流控制电路，其中用于防漏的元件是一第三PMOS FET，并且第二转换元件是用于通过第一转换元件的外部控制信号来切换防漏的元件的一电平移位器。
全文摘要
本发明涉及用于显示设备的一个电流控制电路。用于显示设备的电流控制电路包括由多个高电压电子设备组成并用于向负载输出与电源电压等效的电流的一个电流镜电路,与电流镜电路相连的用于设定流入负载电路的电流值的一电流设定单元,以及与电流镜电路相连的用于通过一外部控制信号来转换电流设定单元操作的一转换元件。由于高电压设备的非线性特性,流入负载电路的电流量可精确受控。
文档编号G09G3/36GK1335587SQ0112538
公开日2002年2月13日 申请日期2001年7月26日 优先权日2000年7月26日
发明者金学洙, 罗永宣 申请人:Lg电子株式会社