供电电路以及显示装置的制作方法

1.本技术涉及集成电路技术领域，特别涉及一种供电电路以及显示装置。


背景技术：

2.在led(light emitting diode，发光二极管)显示驱动芯片中，大多数采用图1所示结构作为恒流源产生电路，恒流源产生电路分成三个部分，首先基准电流产生电路101，利用内置基准电压vref与外置电阻rext产生基准电流i0，第二部分，通过电流镜像电路102(mos金属氧化物半导体器件个数比为m:n)将电流镜像得到电流i1；第三部分，电流输出电路103 (mos器件个数比为j:k)产生并驱动输出恒流源iout。其中，第二、三部分是为了适应led共阳极结构，并满足多通道驱动能力需求。
3.对于输出恒流源电流iout需要较大的情况下，由于k：j的比例固定，需使电流i1很大，进而增大了芯片功耗。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种供电电路，用于降低功耗。
5.本技术实施例提供了一种供电电路，包括：
6.基准电流产生电路，用于产生基准电流；
7.驱动电路，连接所述基准电流产生电路，用于根据所述基准电流，产生镜像比例可调的镜像电流，并输出偏置电压以及栅极驱动电压；
8.通道电流输出电路，连接所述驱动电路，用于接收所述偏置电压以及栅极驱动电压，并根据所述镜像电流，产生镜像比例可调的通道电流。
9.在一实施例中，所述基准电流产生电路包括：
10.第一放大器，反向输入端用于输入基准电压；
11.电阻，第一端接地，第二端连接所述第一放大器的正向输入端；
12.多组第一p型场效应管，源极接电源，栅极分别连接所述第一放大器的输出端，漏极连接所述电阻的第二端，向所述电阻输出所述基准电流；
13.第一开关，连接所述多组第一p型场效应管，用于独立控制每组的第一p型场效应管的导通与否。
14.在一实施例中，所述驱动电路包括：
15.第二p型场效应管，源极接电源，栅极连接所述多组第一p型场效应管的栅极，漏极用于输出所述镜像电流；
16.第二放大器，反向输入端用于输入参考电压，输出端用于提供所述栅极驱动电压；
17.第一n型场效应管，栅极连接所述第二放大器的输出端，源极接地，漏极连接所述第二p型场效应管的漏极以及所述第二放大器的正向输入端，用于提供与所述参考电压相同的所述偏置电压。
18.在一实施例中，所述通道电流输出电路包括：
19.第三放大器，正向输入端连接所述第一n型场效应管的漏极；
20.第三n型场效应管，栅极连接所述第三放大器的输出端；源极连接所述第三放大器的反向输入端，漏极用于输出所述通道电流；
21.多组第二n型场效应管，漏极分别连接所述第三放大器的反向输入端；栅极分别连接所述第二放大器的输出端；源极接地；
22.第二开关，连接多组所述第二n型场效应管，用于独立控制每组的第二n型场效应管的导通与否。
23.在一实施例中，所述驱动电路还包括：
24.驱动缓冲器，连接所述第二放大器的输出端和所述多组第二n型场效应管的栅极，用于增大所述栅极驱动电压。
25.在一实施例中，所述第一开关包括多个第一子开关，分别独立控制多组所述第一p型场效应管的导通与否；
26.第二开关包括多个第二子开关，分别独立控制多组所述第二n型场效应管的导通与否。
27.在一实施例中，所述多组第一p型场效应管之间的个数比与所述多组第二n型场效应管之间的个数比相同。
28.在一实施例中，所述多组第一p型场效应管的导通个数调整比例与所述多组第二n型场效应管的导通个数调整比例相同。
29.在一实施例中，所述第一开关和第二开关的开关控制信号相同。
30.本技术实施例还提供了一种显示装置，包括：
31.led显示面板，所述led显示面板为共阴极或共阳极结构；
32.驱动芯片，连接所述led显示面板，所述驱动芯片包括上述供电电路，其中，所述通道电流输出电路存在多个；若所述led显示面板为共阴极结构，所述多个通道电流输出电路分别连接所述led显示面板的多个发光二极管的阳极；
33.若所述led显示面板为共阳极结构，所述多个通道电流输出电路分别连接所述led显示面板的多个发光二极管的阴极。
34.本技术实施例提供的技术方案，通过基准电流产生电路，产生基准电流；通过驱动电路连接基准电流产生电路，基于基准电流，产生镜像比例可调的镜像电流，并输出偏置电压以及栅极驱动电压；通道电流输出电路，连接驱动电路，用于接收偏置电压以及栅极驱动电压，并根据镜像电流，产生镜像比例可调的通道电流。由于镜像比例可调，从而可以提高电流精度，在通道电流需较大时，镜像电流仍可较小，从而减小功耗。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
36.图1是背景技术中提供的供电电路的结构示意图；
37.图2为本技术一实施例提供的电流镜像的原理示意图；
38.图3是本技术一实施例提供的一种供电电路的示意图。
具体实施方式
39.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
40.相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.图2为本技术实施例提供的电流镜像的原理示意图。如图2所示，n 型场效应管(noms)nm0与n型场效应管nm1具有相同的栅极电压vg1，假设n型场效应管nm2的栅极电压vg2，n型场效应管nm0、n型场效应管nm1、n型场效应管nm2的漏极电压分别为vd0、vd1、vd2，那么如果n型场效应管nm1的栅极电压vg1等于n型场效应管nm2的栅极电压vg2，且n型场效应管nm1的漏极电压vd1等于n型场效应管nm2 的漏极电压vd2，则n型场效应管nm1、n型场效应管nm2这两个器件处于相同的偏置条件下，于是n型场效应管nm1所在支路的电流i1等于 n型场效应管nm2所在支路的电流i2，即可以说电流i2镜像了电流i1。
42.图3为本技术实施例提供的一种供电电路的示意图。如图3所示，该供电电路包括：基准电流产生电路301、驱动电路302以及通道电流输出电路303。
43.其中，基准电流产生电路301用于产生基准电流i0。在一实施例中，所述基准电流产生电路301包括：第一放大器op0、电阻rext、多组第一 p型场效应管pm0、第一开关k0；
44.其中，第一，第二主要用于进行区分。第一放大器op0的反向输入端用于输入基准电压vref，输出端连接多组第一p型场效应管pm0的栅极，用于提供栅极电压vgatep，正向输入端连接电阻rext的第二端。电阻 rext的第一端接地，第二端连接第一放大器op0的正向输入端以及多组第一p型场效应管pm0的漏极。多组第一p型场效应管pm0的源极接电源，栅极分别连接第一放大器op0的输出端，漏极连接电阻rext的第二端，向电阻rext输出基准电流i0。
45.其中，基准电压vref可以由芯片内部的带隙基准电压源产生，利用第一放大器op0、多组第一p型场效应管pm0以及外置的电阻rext构成负反馈结构，得到基准电流i0。
[0046][0047]
式中，i0表示基准电流，vref表示基准电压，rext表示电阻。
[0048]
第一开关k0连接多组第一p型场效应管pm0，用于独立控制每组的第一p型场效应管pm0的导通与否。
[0049]
如图3所示，多组第一p型场效应管pm0可以是4组(pm0:1、pm0:2、 pm0:3、pm0:4)，例如，4组第一p型场效应管pm0的个数比例可以是m： m：2m：4m；每组第一p型场效应管pm0的栅极连接第一放大器op0的输出端，源极接电源，漏极连接电阻rext与第一放大器op0相连的第一端。
[0050]
第一开关k0可以包括多个第一子开关(k0:1、k0:2、k0:3、k0:4)，一一对应连接多组第一p型场效应管pm0，用于单独控制每组的第一p型场效应管pm0的导通与否。其中，每个第一子开关可以有两种状态，接高电平导通，接低电平断开。
[0051]
如图3所示，k0:1用于控制第一组第一p型场效应管pm0:1的导通与否，k0:2用于控制第二组第一p型场效应管pm0:2的导通与否，k0:3用于控制第三组第一p型场效应管pm0:3的导通与否，k0:4用于控制第四组第一p型场效应管pm0:4的导通与否。根据需要，可以独立
控制k0:1、k0:2、 k0:3、k0:4的导通，从而控制第一p型场效应管pm0的导通个数。
[0052]
驱动电路302连接所述基准电流产生电路301，用于根据所述基准电流 i0，产生镜像比例可调的镜像电流i1，并输出偏置电压以及栅极驱动电压；
[0053]
在一实施例中，如图3所示，驱动电路302包括：第二p型场效应管 pm1、第二放大器op1以及第一n型场效应管nm1。
[0054]
第二p型场效应管pm1的栅极连接所述多组第一p型场效应管pm0 的栅极，源极接电源，漏极用于输出镜像电流i1。第二p型场效应管pm1 与多组第一p型场效应管pm0构成电流镜，在相同电压偏置下mos器件的电流与器件尺寸成正比，采用相同尺寸的mos器件，电流比例则由mos 器件的个数决定，通过调整mos器件的个数，即可得到所需要的电流比例。故通过控制第一开关k0，可以调整导通的第一p型场效应管pm0的个数，从而控制镜像电流i1的大小。
[0055]
如图3所示，4组第一p型场效应管pm0的个数比例可以是m：m： 2m：4m，分别受开关k0:1、k0:2、k0:3、k0:4控制，假设通过控制上述开关，使第一p型场效应管pm0的导通个数为r1
×
m(r1可能是 1,2,3,4,5,6,7,8)。则在第二p型场效应管pm1与第一n型场效应管nm0的电流支路中，根据电流镜像，支路电流i1＝n/(r1
×
m)
×
i0。i1表示输出的镜像电流。n表示第二p型场效应管pm1的个数。通过第一p型场效应管pm0、第二p型场效应管pm1的电流镜像，可以得到精准匹配的镜像电流i1。
[0056]
第二放大器op1的反向输入端用于输入参考电压vcres，输出端用于提供栅极驱动电压vgate，正向输入端连接第一n型场效应管nm0的漏极。
[0057]
第一n型场效应管nm0的栅极连接所述第二放大器op1的输出端，源极接地，漏极连接第二p型场效应管pm1的漏极以及第二放大器op1 的正向输入端，用于提供与所述参考电压vcres相同的偏置电压。
[0058]
如图3所示，通过第二p型场效应管pm1、第一n型场效应管nm0 以及第二放大器op1构成的负反馈环路可以设置第一n型场效应管nm0 的漏极电压(即偏置电压)。因为负反馈系统在稳态时候，第二放大器op1 的两个输入端电压相同(只有微小差异，取决与环路开环增益)，故第一n 型场效应管nm0的漏极电压等于第二放大器op1的反相输入电压vcres。即偏置电压可以等于输入的参考电压。
[0059]
其中，通道电流输出电路303连接所述驱动电路302，用于接收所述偏置电压以及栅极驱动电压，并根据所述镜像电流i0，产生镜像比例可调的通道电流iout。
[0060]
如图3所示，通道电流输出电路包括：第三放大器driver_op、第三 n型场效应管nm2、多组第二n型场效应管nm1以及第二开关k1。
[0061]
第三放大器driver_op的正向输入端连接第一n型场效应管nm0 的漏极，故第三放大器driver_op的正向输入端输入的电压等于参考电压vcres。第三n型场效应管nm2的栅极连接所述第三放大器 driver_op的输出端；源极连接多组第二n型场效应管nm1的漏极以及所述第三放大器driver_op的反向输入端，漏极用于输出所述通道电流。
[0062]
因为负反馈系统在稳态时候，放大器的两个输入端电压相同，故第三放大器driver_op的反向输入端输入的电压也等于参考电压vcres。从而为多组第二n型场效应管nm1提供偏置电压，此偏置电压也等于参考电压vcres。
[0063]
多组第二n型场效应管nm1的漏极分别连接所述第三放大器 driver_op的反向输
入端；栅极分别连接所述第二放大器op1的输出端；源极接地。
[0064]
第二开关k1连接多组所述第二n型场效应管nm1，用于独立控制每组的第二n型场效应管nm1的导通与否。
[0065]
在一实施例中，如图3所示，第二n型场效应管nm1可以有4组(nm1:1、 nm1:2、nm1:3、nm1:4)，每组mos管的个数比为k:k:2k:4k。每组第二 n型场效应管nm1连接第三放大器driver_op的反向输入端和第三n型场效应管nm2的源极，从而为每组n型场效应管nm1提供相同的偏置电压。
[0066]
第二开关k1可以包括多个第二子开关(k1:1、k1:2、k1:3、k1:4)，一一对应连接多组所述第二n型场效应管nm1，用于单独控制每组的第二 n型场效应管nm1的导通与否。其中，每个第二子开关可以有两种状态，接高电平导通，接低电平断开。
[0067]
如图3所示,k1:1控制第一组第二n型场效应管nm1:1的导通与否， k1:2控制第二组第二n型场效应管nm1:2的导通与否，k1:3控制第三组第二n型场效应管nm1:3的导通与否，k1:4控制第四组第二n型场效应管nm1:4的导通与否。
[0068]
多组第二n型场效应管nm1的个数比可以为k:k:2k:4k，假设通过控制上述第二开关k1，使第二n型场效应管nm1的导通个数为r2
×
k(r2 可能是1,2,3,4,5,6,7,8)，第一n型场效应管nm0的个数假设是j，由于第二n型场效应管nm1的栅极电压等于vgate，漏极电压等于vcres，则在第二n型场效应管nm1与第三n型场效应管nm2的电流支路中，根据电流镜像，可以得到精准的输出电流，支路电流iout＝r2
×
k/j
×
i1，iout 表示通道电流。故通过控制第二开关k1，可以调整第二n型场效应管nm1 的导通个数r2
×
k，从而控制输出电流iout的大小。
[0069]
在一实施例中，如图3所示，驱动电路302还包括驱动缓冲器buffer，连接所述第二放大器op1的输出端和所述多组第二n型场效应管nm1的栅极，用于增大所述栅极驱动电压，增加后级驱动能力，buffer可以是几级器件尺寸逐步增大的反相器或类似结构的电路，例如两个串联的反相器。
[0070]
在一实施例中，多组第一p型场效应管之间的个数比与所述多组第二 n型场效应管之间的个数比可以相同。例如，多组第一p型场效应管pm0 的个数比例是m:m:2m:4m；多组第二n型场效应管nn1的个数比例是 k:k:2k:4k，则可以认为个数比相同。
[0071]
在一实施例中，上述所述多组第一p型场效应管的导通个数调整比例与所述多组第二n型场效应管的导通个数调整比例相同。
[0072]
即上文中的r1与r2相等。其中，第一p型场效应管pm0导通的个数可以通过第一开关k0进行控制。第一p型场效应管pm0导通的个数可以 m,2m,3m,4m,5m,6m,7m,8m。第二n型场效应管nn1导通的个数可以通过第二开关k1进行控制。第二n型场效应管nn1导通的个数 k,2k,3k,4k,5k,6k,7k,8k。故第一p型场效应管pm0导通的个数是m时，第二n型场效应管nn1导通的个数为k，第一p型场效应管pm0导通的个数是2m时，第二n型场效应管nn1导通的个数为2k，以此类推，可以认为导通个数的调整比例相同。
[0073]
在一实施例中，所述第一开关和第二开关的开关控制信号可以相同，从而使多组第一p型场效应管的导通个数调整比例与多组第二n型场效应管的导通个数调整比例相同，即控制r1和r2的值相等。开关控制信号可以用于控制第一开关k0和第二开关k1，开关控制信号相同时，即k0:1与k1:1的控制信号相同，k0:2与k1:2的控制信号相同，k0:3与k1:3的控
制信号相同k0:4与k1:4的控信号相同，从而在多组第一p型场效应管pm0 的个数比与多组第二n型场效应管nn1的个数比相同时，可以使导通个数调整比例相同，即r1＝r2，由此经过两次电流镜像可以得到：
[0074][0075][0076][0077][0078]
也就是说，r1和r2均可用r表示，并相比抵消。通过调整电阻rext 两次镜像的比例，即可得到精确的输出电流iout。
[0079]
在一实施例中，在输出电流较小的时候，可以只开启k0:1以及k1:1，这时候恒流源的精度最好，当输出电流iout增加，超出了nm1:1的能力，再开启k0:2、k1:2，如此这样，随着设置的输出电流iout的增大，逐一打开开关k0:1～4以及k1:1～4，即在较小电流时使用较少组数的nmos器件开启，这样会提高芯片的电流精度。为了使nmos器件处于线性区，可以通过监测vgate电压的方式来判断，一旦vgate过高以及过低我们就打开下一级开关或是关断当前开关。在一实施例中，可以通过设置比较器和逻辑电路，自动判断vgate电压是否过高或过低，从而输出相应的开关控制信号，控制第一开关k0和第二开关k1。保证在较大电流范围内的电流镜的精度，同时降低芯片的功耗。下表是开关不同导通状态时的r值。
[0080][0081]
此时，利用以下公式计算芯片的静态电流：
[0082]
idis＝idis_ana i0 i1 l*ich
[0083]
其中，idis表示整个芯片的静态电流；idis_ana表示其他模拟模块静态电流；i0、i1分别表示供电电路中两个支路电流；l表示输出恒流通道数； ich表示恒流源通道中模拟电路的静态电流。一般情况下n/m>1，且k/j>1。所以在芯片的静态电流中变化较大的是i1。
[0084]
基于本技术实施例提供的电路，输出恒流源电流iout增加，r随之增加，i1减小，故可以得出，本技术实施例提供的电路架构可以有效的降低芯片功耗。
[0085]
本技术实施例提供的供电电路可以应用于驱动芯片中，该驱动芯片可以是led(light emitting diode，发光二极管)显示面板的驱动芯片。本技术实施例还提供了一种显示装置，该显示装置可以包括led显示面板和驱动芯片，所述led显示面板可以是为共阴极或共阳极结构。驱动芯片连接所述led显示面板，驱动芯片可以包括本技术实施例提供的供电电路，其中，所述通道电流输出电路存在多个；行驱动为例，共阳极是指同一行的多个发光二极管的阳极连接在一起(例如接 5v)，多个通道电流输出电路的输出端iout分别连接多个发光二极管的阴极，阴极电平的不同，控制不同的亮度。共阴极是指同一行的多个发
光二极管的阴极连接在一起(例如接地)，多个通道电流输出电路的输出端iout分别连接多个发光二极管的阳极，阳极电平的不同，控制不同的亮度。
[0086]
在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。文中所说的连接可以是直接连接也可以是间接连接。