一种用于AMOLED驱动芯片的电流控制振荡器设计

摘要

近几年，一种新型平板显示技术—OLED（Organic Light Emitting Diode）逐渐崛起。且随着 OLED技术的发展，作为一种新型技术，有源矩阵有机发光二极管—AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode)被公认为是下一代显示技术。其中 AM指像素寻址技术；OLED是有机发光二极管，这种材料是通过载流子在电场的作用下发生注入和复合从而导致发光。目前，AMO LED驱动芯片的需求市场很大，越来越多电脑、电视和手机等电子产品中都用此技术。
　　本论文通过分析时钟产生电路在整块AMOLED驱动芯片中的重要作用，并根据性能指标要求，设计出满足此课题要求的振荡器电路。结合LC振荡器及环形振荡器（ring oscillator）的优缺点分析，本文采用三级环形振荡器结构；针对一般环形振荡器输出频率随温度降低的不足，设计了温度补偿电路，使环形振荡器输出频率尽量恒定；且为了方便进行温度补偿及方便对输出频率进行可调控制，本文采用电流控制型结构。
　　本文振荡器延迟单元采用差分反馈结构，采用差分结构是为了增强电路对电源及衬底噪声的抑制能力，而正反馈则是为了提高振荡器振荡频率。振荡器输出频率可调的设计思路是通过调节延迟单元尾电流的大小来改变每级延迟单元对负载电容充放电时间。而输出频率的温度补偿模块设计思路是，在延迟单元偏置尾电流上叠加一支 PTAT（随温度成正比）电流，PTAT电流随温度增加，进而使振荡器振荡频率增加；PTAT电流使振荡器频率增加的部分恰好抵消振荡器输出频率随温度降低部分。
　　基于90 nm高压CMOS工艺下，采用HspiceD软件对振荡器系统进行仿真验证。TT Corner，温度为常温25℃，模拟电源电压2.8 V，数字电源电压1.2 V，且PTAT电流恒定时，仿真结果可以看出：在7位控制码RADJ（27次变化）控制下，振荡器输出频率从235.28 MHz变到664.56 MHz，步长变化率大约为0.7％。在延迟单元偏置电流为默认值（RADJ=1000000）时。且后仿结果显示，随着PTAT电流控制码从00000-11111的调节，振荡器频率随温度的变化率由140 pp m/℃降至10 ppm/℃，振荡器输出频率随温度变化得到有效抑制。

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第一章 绪 论

1 .1 AMO LED驱动技术简介

1.2 振荡器简介

1.3 论文工作

1.4 论文主体结构

第二章 AMOLED驱动芯片的时钟产生系统

2 .1 AMO LED驱动芯片概况

2 .2 AMO LED驱动芯片时钟产生电路指标

2.3 本章小结

第三章 振荡器基本原理

3.1 振荡器的反馈理论

3.2 环形振荡器

3.3 本章小结

第四章 带温度补偿的电流控制型振荡器的设计

4.1 带有温度补偿的环形振荡器的整体设计

4.2 基准电压产生电路及PTAT电压产生电路

4.3 延迟单元的设计

4.4 温度补偿模块的设计

4.5 差分转单端电路

4.6 具有温度补偿环形振荡器的整体电路结构

4.7 本章小结

第五章 具有温度补偿振荡器系统的仿真验证与版图设计

5.1 振荡器系统仿真

5 .2 带有温度补偿环形振荡器的版图设计

5.3 带有温度补偿环形振荡器的后仿真

5 .4 带温度补偿环形振荡器的主要指标对照

5 .5 本章小结

第六章 结 论

致谢

参考文献

附录