驅動電壓控制電路的制作方法

本實用新型涉及集成電路設計技術領域，尤其涉及一種驅動電壓控制電路。

背景技術：

隨著移動智能終端的日益普及，人們對移動智能終端的液晶顯示屏（Liquid Crystal Display，LCD）的顯示效果提出了越來越高的要求，寬屏高分辨率高性能的顯示效果成為了主流。因此，對移動智能終端液晶顯示屏驅動芯片的功能和性能也提出了越來越高的挑戰。

參考圖1所示，LCD驅動芯片包括陣列分布的像素單元4，每個像素單元4包括TFT晶體管及存儲電容，柵極驅動器(Gate Driver) 2與TFT晶體管的柵極相連，用于打開每一行的TFT晶體管，使得源極驅動器(Source driver) 3將數據寫入存儲電容中，而電荷泵單元用于向柵極驅動器2和源極驅動器3提供驅動電壓。電荷泵單元通常需要產生不同電平的電源電壓提供給柵極驅動器或源極驅動器。

電荷泵單元1的電路如圖2所示，通過n級級聯的電荷泵電路11產生n倍的輸入電壓n×VIN，將該n倍的輸入電壓提供給柵極驅動器2，柵極驅動器以高壓VGH（VGH=n×VIN）逐行驅動TFT晶體管柵極。一般的，電荷泵單元需要飛電容來產生目標電壓以及較大的穩壓電容來穩定輸出電壓，因此LCD驅動芯片通常會在柔性電路板（Flexible Printed Circuit，FPC）上外置電容。隨著液晶顯示屏尺寸的增大，柵極驅動器的等效負載大幅增加。當柵極驅動器驅動一行TFT晶體管時，瞬態負載電流隨之增加。因此外置電容的電荷泵單元通常會增大輸出端的穩壓電容Cout以確保輸出的高壓VGH不會過低。由于外置電容增加了芯片成本，內置電容的電荷泵單元開始被應用于LCD 驅動芯片。

對于內置電容的電荷泵單元，有限的芯片面積不能提供足夠的存儲電容，過大的瞬態負載電流會使電荷泵單元的輸出電壓被瞬間拉低，參考圖3所示，柵極驅動電壓VGH在每行TFT晶體管開啟的時刻會產生下沖。當柵極驅動電壓VGH低于某一中壓電位(Vmv)時，會引發漏電甚至有閂鎖效應（latch up）風險。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一驅動電壓控制電路，解決現有技術中在每一行TFT晶體管開啟時柵極驅動電壓下降的技術問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種驅動電壓控制電路，包括：

主電荷泵單元，用于提供第一驅動電壓；

輔電荷泵單元，用于提供第二驅動電壓；

若干個電壓產生單元，分別產生若干個不同的驅動電壓；

選擇輸出單元，所述選擇輸出單元具有多個開關晶體管，各個開關晶體管的源極分別連接所述主電荷泵單元及所述若干個電壓產生單元，漏極均連接至輸出端，與所述主電荷泵單元對應連接的開關晶體管的襯底連接所述輔電荷泵單元；

控制單元，用于選擇各個開關晶體管的導通或關閉。

可選的，所述第一驅動電壓和所述第二驅動電壓均高于若干個電壓產生單元產生的驅動電壓。

可選的，所述第一驅動電壓和所述第二驅動電壓的電位相等。

可選的，還包括開關單元，所述開關單元的第一端連接與所述主電荷泵單元對應的開關晶體管的源極，第二端與所述主電荷泵單元連接，第三端與所述輔電荷泵單元連接。

可選的，所述控制單元控制所述開關單元的第一端向所述第二端或所述第三端閉合。

可選的，在t1時刻，所述開關單元的第一端向第二端閉合，所述第一驅動電壓為TFT晶體管的柵極驅動電壓；在t2時刻，所述開關單元的第二端向第三端閉合，所述第二驅動電壓為TFT晶體管的柵極驅動電壓，且關閉所述主電荷泵單元；t1時刻的負載電流大于t2時刻的負載電流。

可選的，所述主電荷泵單元的負載大于所述輔電荷泵單元，且所述主電荷泵單元的輸出端連接有片內穩壓電容。

可選的，所述開關晶體管為PMOS晶體管。

相對于現有技術，本實用新型的驅動電壓控制電路具有以下有益效果：

本實用新型中，主電荷泵單元提供第一驅動電壓，輔電荷泵單元提供第二驅動電壓，主電荷泵單元連接一開關晶體管的源極，輔電荷泵單元連接該開關晶體管的襯底，第一驅動電壓為TFT晶體管的柵極驅動電壓，當第一驅動電壓由于瞬態負載增大而產生下沖時，第二驅動電壓依然能保證該開關晶體管的襯底有穩定的電位，不會產生漏電等影響，提高芯片性能。由于輔電荷泵單元的負載比主電荷泵單元的負載小的多，因此輔電荷泵單元僅需小面積的飛電容和小尺寸的開關晶體管，從而節約芯片面積。

此外，驅動電壓控制電路的開關單元分時控制主電荷泵單元和輔電荷泵單元向TFT晶體管提供柵極驅動電壓，TFT晶體管穩定開啟后，提供較小的驅動電流給TFT晶體管，并關閉主電荷泵單元，從而降低驅動芯片的功耗。

附圖說明

圖1為現有技術中液晶顯示面板的電路示意圖；

圖2為現有技術中電荷泵單元的電路示意圖；

圖3為現有技術中柵極驅動器的時序控制圖；

圖4為本實用新型一實施例中的驅動電壓控制電路的示意圖；

圖5為本實用新型另一實施例中的驅動電壓控制電路的示意圖；

圖6為本實用新型另一實施例中的柵極驅動電壓的波形圖。

具體實施方式

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。

其次，本實用新型利用示意圖進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應限制本實用新型保護的范圍。

為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，以下結合附圖對本實用新型的驅動電壓控制電壓進行詳細描述。

參考圖4中所示，本實用新型提供的驅動電壓控制電路包括主電荷泵單元10、輔電荷泵單元20、若干個電壓產生單元（圖中未示出）、選擇輸出單元30及控制單元40。

具體的，主電荷泵單元10包括n級級聯的電荷泵電路，用于產生第一驅動電壓VGH，同樣的，輔電荷泵單元20用于提供第二驅動電壓VGHs，其中，第一驅動電壓VGH作為柵極驅動器提供給TFT晶體管的柵極驅動電壓，由于所述主電荷泵單元10的負載遠大于所述輔電荷泵單元20，從而所述主電荷泵單元10的輸出端連接有穩壓電容C_OUT，并且，穩壓電容C_OUT為主電荷泵單元10的片內電容。

LCD驅動芯片具有多個不同的電源域，LCD驅動芯片中還包括若干個電壓產生單元分別產生若干個不同的驅動電壓，例如，本實施例中，還包括兩個電壓產生單元，分別用于產生驅動電壓VCI和AVDD，本實施例中，所述第一驅動電壓VGH和所述第二驅動電壓VGHs相等，為LCD驅動芯片中的最高電壓，所述第一驅動電壓VGH和所述第二驅動電壓VGHs均高于該些電壓產生單元產生的驅動電壓VCI、AVDD。

所述選擇輸出單元30具有多個開關晶體管，開關晶體管的數量與LCD驅動芯片中所需要的驅動電壓的數量一致，例如，本實施例中，具有三個開關晶體管P1、P2、P3，所述控制單元40用于選擇各個開關晶體管P1、P2、P3的導通或關閉。各個開關晶體管P1、P2、P3的源極分別連接主電荷泵單元10及各個電壓產生單元，漏極均連接至輸出端G_OUT，與所述主電荷泵單元10對應的開關晶體管P3的襯底連接所述輔電荷泵單元20。本實施例中，所述開關晶體管P1、P2、P3均為PMOS晶體管，控制單元40控制各個開關晶體管P1、P2、P3的打開和關閉。可以理解的是，當開關晶體管P3打開時，主電荷泵單元10輸出第一驅動電壓VGH給柵極驅動器，用于打開一行的TFT晶體管，在TFT晶體管剛開啟的時刻，瞬態負載較大，而當第一驅動電壓VGH由于瞬態負載增大而產生下沖時，第二驅動電壓VGHs依然能保證該開關晶體管P3的襯底有穩定的電位，不會產生漏電等影響，提高驅動芯片的性能。

此外，由于主電荷泵單元10作為柵極驅動電壓，其負載較大，從而輔電荷泵單元20的負載比主電荷泵單元10的負載小的多，因此輔電荷泵單元20僅需小面積的飛電容和小尺寸的開關晶體管，能夠節約芯片面積。

繼續參考圖4所示，本實用新型中的選擇輸出單元30還包括若干個另一開關晶體管，用于向輸出端G_OUT提供關斷電壓，另一開關晶體管為NMOS晶體管N1、N2，NMOS晶體管N1、N2的源極分別連接電源端VGL、VSSB，漏極均連接輸出端G_OUT，控制單元40用于選擇、控制NMOS晶體管N1、N2的導通和關閉，使得輸出端G_OUT提供不同的電壓。

參考圖5所示，在本實用新型的另一實施例中，所述驅動電壓控制電路還包括開關單元50，所述開關單元50為多項選擇開關，其第一端S1連接與所述主電荷泵單元10對應的開關晶體管P3的源極，第二端S2與所述主電荷泵單元10連接，第三端S3與所述輔電荷泵單元20連接。所述控制單元40控制所述開關單元的第一端S1分別向所述第二端S2或所述第三端S3閉合，使得開關晶體管P3的源極連接第一驅動電壓VGH或第二驅動電壓VGHs，分時控制主電荷泵單元10或輔電荷泵單元20向TFT晶體管的柵極提供驅動電壓。

具體的，參考圖6所示，在t1時刻，某一行的TFT晶體管即將打開時，開關單元50的第一端S1向第二端S2閉合，使得開關晶體管P3的源極與第一驅動電壓VGH連接，該行的TFT晶體管的供電電源為第一驅動電壓VGH，第一驅動電壓VGH能夠為TFT晶體管提供瞬態大電流。在TFT晶體管打開后的t2時刻，開關單元50的第一端S1向第三端S3閉合，該行的TFT晶體管的供電電源為第二驅動電壓VGHs，第二驅動電壓VGHs為TFT晶體管提供穩定的電源。本實施例中，在一行TFT晶體管開啟的時間內，分時切換主電荷泵單元10和輔電荷泵單元20，主電荷泵單元10和輔電荷泵單元20分別為TFT晶體管柵極提供驅動電壓，由于t2時刻后，第二驅動電壓VGHS只需提供很小的負載電流給TFT晶體管，從而能夠較大的降低芯片的功耗。進一步的，在t2時刻后可以關閉主電荷泵單元10，從而大幅減少驅動芯片的功耗。

綜上所述，本實用新型提供的驅動電壓控制電路中，當第一驅動電壓由于瞬態負載增大而產生下沖時，第二驅動電壓依然能保證該開關晶體管襯底有穩定的電位，不會產生漏電等影響。由于輔電荷泵單元的負載比主電荷泵單元的負載小的多，因此輔電荷泵單元僅需小面積的飛電容和小尺寸的開關晶體管，從而節約芯片面積。此外，在一行時間內，分時切換主電荷泵單元和輔電荷泵單元，較大的節省了芯片功耗。

本實用新型雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本實用新型技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本實用新型技術方案的保護范圍。