论文摘要
随着液晶显示以井喷之势迅速发展和普及，研究液晶显示器的关键模块—驱动IC具有重要的理论意义和实用价值。本文研究并设计了用于大屏幕TFT-LCD显示驱动的Source Driver IC电路，采用0.35μm混合电压、混合信号工艺，数字部分供电电压为3.3V，模拟部分供电电压最大为13.5V。所设计的Source Driver IC支持8-bit，即1600万色全彩显示。通过外接18个基准电压，由内部D／A电路生成Gamma校正曲线，为显示屏提供驱动电压。通过采用Rail-to-Rail输入／输出缓冲放大器，输入／输出电压的动态范围可达到VSS2+0.1v至VDD2-0.1v。RSDS数据接口时钟速率可达85 MHz，满足UXGA分辨率（1600×1200）显示标准。论文的研究工作包括： 1．研究分析了TFT-LCD的显示原理，根据大屏幕液晶显示及工艺的特点，进行了Source Driver的系统设计以及数字电路和模拟电路的功能划分。根据其非线性D／A变换的特点设计了Gamma校正式D／A变换电路结构；根据点翻转的显示模式设计了支持极性翻转的输出电路结构。 2．对Source Driver的数字电路部分，采用工具自动综合的方法设计了时序控制模块；采用底层模块搭建的方法设计了其他数字模块，包括160-bit双向移位寄存器、串并转换模块、输入寄存器和数据锁存器等。 3．Source Driver IC属于数模混合信号VLSI芯片，其中模拟电路部分的设计为设计难点和本文重点。对关键的模拟电路模块，如偏置电路（高／低压），RSDS数据接口电路，电平移位电路，D／A转换电路，Rail-to-Rail输入／输出缓冲运算放大器以及失调电压消除电路，给出了详细的分析与设计以及HSPICE仿真结果。 4．以低功耗和大动态范围为设计原则，设计了一种用于Source Driver的Class-AB Rail-to-Rail输入／输出缓冲运算放大器。该放大器电路结构简单，具有驱动大容性负载的能力，不但可以用于Source Driver，也适合其他VLSI应用。 5．根据8-bit显示高输出精度的要求，设计了一种Offset averaging式失调电压消除电路，避免了电容的使用，节省了占用芯片面积。 6．根据液晶显示中图像的空间相关和点翻转的特性，提出了一种新型电荷回收电路，以节省Source Driver的AC功耗。与传统的方法相比，该电路实现简单，代价低，不仅对均匀颜色显示，对于非均匀颜色显示也有很高的功耗节省效率。