一种采用内部电流复用技术的紧凑型Slew-Rate增强型AB类缓冲放大器，用于显示列驱动器

《IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers》：A Compact Slew-Rate-Enhanced Class-AB Buffer Amplifier Using Internal Current Reuse for Display Column Drivers

　　

摘要：

高分辨率和高帧率显示系统对列驱动器缓冲放大器的时序要求越来越严格，因为1-H（水平转换时间）大幅缩短。尽管提高转换速率（SRE）对于满足这些要求至关重要，但传统的SRE技术依赖于显式的转换速率检测电路和动态电流源（DCS），这会引入不可避免的静态电流和面积开销，严重限制了多通道列驱动器集成电路的可扩展性。本文提出了一种紧凑的SRE AB类缓冲放大器，通过仅使用内部电流重用来实现大信号转换速度的提升，而无需外部检测电路或DCS。转换速率检测和增强直接嵌入到信号路径中，仅使用两个二极管连接的晶体管，在稳态操作期间这些晶体管保持不活跃状态，从而实现了零静态电流损耗和可忽略的面积开销，同时保持了传统放大器的稳定性。该放大器采用0.18微米CMOS工艺制造，在3.3伏电源和30皮法负载条件下，转换速率提高了2.1倍（从0.8 V/μs提高到1.7 V/μs），同时保持相同的静态电流（2.2毫安）。所需额外面积仅为1.722平方微米（增加了0.3%），且整体布局尺寸没有变化。测量结果表明，所提出的放大器满足了120Hz运行时4K显示器的1-H时序要求。为了评估在高复制模拟系统中的可扩展性，本文分析了转换速率性能与实现开销之间的权衡。结果表明，所提出的设计能够在不增加额外静态电流和最小化面积开销的情况下实现足够的转换速率提升，确保了下一代高分辨率显示列驱动器集成电路的高度可扩展性。