应用于低功耗lcd的自偏置甲乙类输出缓冲放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大规模集成电路，低压低功耗电路，低压差线性稳压器(LDO)，多级运算放大器。具体讲，涉及应用于低功耗IXD的自偏置甲乙类输出缓冲放大器。
【背景技术】
[0002]最近随着集成电路高度集成化，液晶显示阵列(IXD)面积也日益缩小。一个IXD单元由寄存器、数据存储器、数模转换器和输出缓冲器组成。在这些模块单元中，输出缓冲器直接决定整个液晶显示单元的质量，例如:整个显示器的速度、分辨率、电压摆幅和功耗，所以大带宽和大驱动负载能力的输出缓冲器对于高质量的LCD是至关重要的。为了满足高质量的液晶显示器(LCD)对大负载电容和电阻的日益增长的需求，研制大带宽和大驱动负载能力的输出缓冲器是非常关键的。
[0003]由于每一个IXD阵列有许多输出buffer集成在芯片上，所以输出buffer的静态功耗应该很小或者降低，这样可以延长电池的寿命。另外LCD buffer最好可以提供输出轨到轨的输出摆幅，并且有低的过驱动电压。然而最后的目标是高速和高线性度的输出buffer，也就是改善输出buffer的压摆率和线性度。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，提供一种应用于低功耗IXD的输出buffer放大器。对于LCD阵列，该输出buffer放大器电路可以在低功耗(yW)条件下实现驱动大负载电容(数百PF)，具有更高的线性度和更好的压摆率。为此，本发明采取的技术方案是，应用于低功耗IXD的自偏置甲乙类输出缓冲放大器，由两个增益放大级、两个比较器级、一个甲乙类输出级和一个乙类输出级组成；输入信号由第一增益放大级输入端输入后经两个增益放大级输出，第二增益放大级输出端与第一增益放大级反相输入端时间有反馈线相连；第一增益放大级输出端分别经一个比较器再各自连接乙类输出级。
[0005]所述放大器由第一至第十三PMOS 晶体管机0、]?11、]\112、]\120、]\121、]\122、]\123、]\124、M27、M28、MP1、MP2、MOP 以及第一至第十三 NMOS 晶体管 M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M25、M26、M29、MN1、MN2、M0N共26个MOS晶体管、一个电容即补偿电容Ca构成；其中:
[0006]第一、第六至第^^一、第十三PMOS 晶体管 M10、M22、M23、M24、M27、M28、MPU MOP的源极共同接供电电源VDD ；除了第二至第三PMOS晶体管Ml 1、M12外，第一、第四至第十三PMOS 晶体管 M10、M20、M21、M22、M23、M24、M27、M28、MP1、MP2、M0P 的衬底端接供电电源 VDD ；第三至第五、第八至第i^一、第十三NMOS晶体管M15、M16、M17、M25、M26、M29、MN1、MON的源极共同接地 GND ;第一至第十三 NMOS 晶体管 M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M25、M26、M29、MNl、MN2、MON 的衬底端接地 GND ；
[0007]第一 PMOS晶体管MlO的栅极接第一偏置电压Vbl、漏极接第二至第三PMOS晶体管M1UM12的源极；第一至第二 PMOS晶体管Mil、M12、第一至第二 NMOS晶体管M13、M14的栅极分别接输入电压Vin-和Vin+端；第三NMOS晶体管M15的栅极接第二偏置电压Vb2、漏极接第一至第二 NMOS晶体管M13、M14的源极；
[0008]第二 PMOS晶体管Mll、第四NMOS晶体管M16的漏极、第四至第五NMOS晶体管M16、M17、第九至第十NMOS晶体管M26、M29的栅极共同接第六NMOS晶体管M18的源极；第三PMOS晶体管M12、第五NMOS晶体管M17的漏极、第八NMOS晶体管M25的漏极共同接第七NMOS晶体管M19的源极；第四至第五PMOS晶体管M20、M21的栅极、第六至第七NMOS晶体管M18、M19的栅极、第六NMOS晶体管M18的漏极共同接第四NMOS晶体管M20的源极；第一 NMOS晶体管M13、第六PMOS晶体管M22的漏极、第四至第五PMOS晶体管M22、M23、第九至第十PMOS晶体管M27、M28的栅极共同接第四PMOS晶体管M20的源极；第二 NMOS晶体管M14、第七PMOS晶体管M23的漏极共同接第五PMOS晶体管M21的源极；第七NMOS晶体管M19、第五PMOS晶体管M21的漏极共同接第五PMOS晶体管M24的栅极；
[0009]第八NMOS晶体管M25、第八PMOS晶体管M24、第十三NMOS晶体管Μ0Ν、第十三PMOS晶体管MOP的漏极、补偿电容Ca的右端共同接接输出端VOUT ;第九PMOS晶体管M27、第九NMOS晶体管M26的漏极共同接第i^一 NMOS晶体管MNl的栅极；第十PMOS晶体管M28、第十NMOS晶体管M29的漏极共同接第i^一 PMOS晶体管MPl的栅极；第^^一 PMOS晶体管MP1、第十二 NMOS晶体管MN2的漏极、第十二 PMOS晶体管MP2的源极共同接第十三PMOS晶体管MOP的栅极；第^^一 NMOS晶体管MN1、第十二 PMOS晶体管MP2的漏极、第十二 NMOS晶体管MN2的源极共同接第十三NMOS晶体管MON的栅极；第十二 PMOS晶体管MP2、第十二 NMOS晶体管丽2的栅极分别接第三至第四偏置电压VBP、VBNo外接的负载电容CL接V0UT。
[0010]与已有技术相比，本发明的技术特点与效果:
[0011]输出buffer放大器能够驱动大负载电容(数百pF)，同时具有高线性度和更好的摆率。
【附图说明】
[0012]图1输出buffer放大器的拓扑图。
[0013]图2输出buffer放大器的实施方式原理图。
【具体实施方式】
[0014]本发明提出了一个新的集成低功耗的轨到轨的甲乙类输出的buffer放大器。多级运算放大器可以满足大负载电容的需要，并且多级运算放大器的补偿技术还可以广泛应用于便携式电子设备，例如:手机电池和笔记本电池、LDO等设备中。于是基于多级运算放大器的工作原理，本发明采用双路甲乙类输出原理，在大负载电容条件下可以改进输出buffer的输出摆率，减少放大器的建立时间，争取在低功耗条件下，获得更好的增益带宽积和更理想的瞬态响应。
[0015]本发明提出了一种用于低功耗IXD的输出buffer放大器，所述的放大器由两个增益放大级、两个比较器级、一个甲乙类输出级和一个乙类输出级组成。两个增益放大级分别是:跨导增益输入级Avl、第二高增益级(甲乙类输出级)Av2。两个比较器级分别是:负向跨导增益级CMPl和负向跨导增益级CMP2。乙类输出级由CMOS晶体管MP1、MP2、丽1、丽2、MOP、MON 组成。
[0016]具体的实施电路原理图如下:所述放大器由第一至第十三PMOS晶体管M10、MlUM12、M20、M21、M22、M23、M24、M27、M28、MP1、MP2、MOP 以及第一至第十三 NMOS 晶体管 M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M25、M26、M29、MN1、MN2、M0N 共 26 个 MOS 晶体管、一个电容即补偿电容Ca构成；其中:
[0017]第一、第六至第^^一、第十三PMOS 晶体管 M10、M22、M23、M24、M27、M28、MPU MOP的源极共同接供电电源VDD ；除了第二至第三PMOS晶体管Ml 1、M12外，第一、第四至第十三PMOS 晶体管 M10、M20、M21、M22、M23、M24、M27、M28、MP1、MP2、M0P 的衬底端接供电电源 VDD ；第三至第五、第八至第i^一、第十三NMOS晶体管M15、M16、M17、M25、M26、M29、MN1、MON的源极共同接地 GND ;第一至第十三 NMOS 晶体管 M13、M14、M15、M16、M17、M18、M19、M25、M26、M29、MNl、MN2、MON 的衬底端接地 GND。
[0018]第一 PMOS晶体管MlO的栅极接第一偏置电压Vbl、漏极接第二至第三PMOS晶体管M1UM12的源极；第一至第二 PMOS晶体管Mil、M12、第一至第二 NMOS晶体管M13、M14的栅极分别接输入电压Vin-和Vin+端；第三NMOS晶体管M15的栅极接第二偏置电压Vb2、漏极接第一至第二 NMOS晶体管M13、M14的源极。
[0019]第二 PMOS晶体管Mll、第四NMOS晶体管M16的漏极、第四至第五NMOS晶体管M16、M17、第九至第十NMOS晶体管M26、M29的栅极共同接第六NMOS晶体管M18的源极；第三PMOS晶体管M12、第五NMOS晶体管M17的漏极、第八NMOS晶体管M25的漏极共同接第七NMOS晶体管M19的源极；第四至第五PMOS晶体管M20、M21的栅极、第六至第七NMOS晶体管M18、M19的栅极、第六NMOS晶体管M18的漏极共同接第四NMOS晶体管M20的源极；第一 NMOS晶体管M13、第六PMOS晶体管M22的漏极、第四至第五PMOS晶体管M22、M23、第九至第十PMOS晶体管M27、M28的栅极共同接第四PMOS晶体管M20的源极；第二 NMOS晶体管M14、第七PMOS晶体管M23的漏极共同接第五PMOS晶体管M21的源极；第七NMOS晶体管M19、第五PMOS晶体管M21的漏极共同接第五PMOS晶体管M24的栅极。
[0020]第八NMOS晶体管M25、第八PMOS晶体管M24、第十三NMOS晶体管Μ0Ν、第十三PMOS晶体管MOP的漏极、补偿电容Ca的右端共同接接输出端VOUT ;第九PMOS晶体管M27、第九NMOS晶体管M26的漏极共同接第i^一 NMOS晶体管MNl的栅极；第十PMOS晶体管M28、第十NMOS晶体管M29的漏极共同接第