产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器的制造方法
产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及电子显示器技术领域，尤其涉及产生用于液晶面板的公共电压的电路 及其液晶显示器。
【背景技术】
[0002] 电子显示器，诸如液晶显示器(IXD)，通常用于电子设备诸如笔记本电脑、平板电 脑、移动设备、电视以及其他电子设备上。LCD通过调节在不同颜色像素内穿过液晶层的光 量来显示图像。例如，通过改变像素中的像素电极与公共电极之间的电压差，可以产生电 场。电场可致使液晶层改变其旋转方向，这最终可能导致更多或更少的光被发射穿过其可 能在那里被看到的像素。通过改变供应到每个像素的电压差(通常称为数据信号），可以在 IXD上产生图像。
[0003] 公共电压产生电路(VCOM)允许调整施加到像素的公共电压，从而打开和关闭像 素。现有技术中如图1所示，使用分压电阻(Rl和R2)进行分压产生VC0M，使用电容(Cl)对所 述VCOM电压进行稳压。虽然这种结构简单，但是驱动能力不足，如果负载突然变大，抽电流 甚至会直接将电源电压(AVDD)的电压拉下来。虽然现有技术中还可以采用其它方式来提高 所述VCOM电路的驱动能力，但成本较高。
[0004] 因此，需要一种新的产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器。
[0005] 在所述【背景技术】部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它 可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0006] 本公开提供一种产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，解决上述 现有VCOM电路驱动能力不足或者成本较高的问题。
[0007] 本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开 的实践而习得。
[0008] 根据本公开的一方面，提供一种产生用于液晶面板的公共电压的电路，包括：电压 产生单元，产生第一电压；电压跟随器，基于分立的三极管，与所述电压产生单元耦接，以所 述第一电压作为输入电压，生成用于液晶面板的公共电压。
[0009] 根据本公开的一实施方式，其中所述电压产生单元包括分压单元，所述分压单元 对输入电压进行分压以产生所述第一电压。
[0010] 根据本公开的一实施方式，还包括电源电压输入端，所述电源电压输入端包括第 一电源电压和第二电源电压。
[0011] 根据本公开的一实施方式，其中所述电压跟随器包括双极性晶体管和耦接于所述 双极性晶体管的发射极的输出电阻，所述双极性晶体管的集电极耦接于所述第一电源电 压，所述双极性晶体管的基极耦接于所述第一电压，所述双极性晶体管的发射极的输出电 阻耦接于所述第二电源电压，所述双极性晶体管的发射极输出所述公共电压，其中所述第 二电源电压接地。
[0012] 根据本公开的一实施方式，其中所述分压单元包括第一电阻和第二电阻，其中所 述第一电阻的一端与所述第一电源电压相连且另一端与所述第二电阻的一端相连;所述第 二电阻的另一端与所述第二电源电压耦接;所述第一电阻和所述第二电阻之间的节点输出 所述第一电压。
[0013] 根据本公开的一实施方式，其中所述分压单元包括第一电阻、可变电阻器和第二 电阻，其中所述第一电阻的一端与所述第一电源电压耦接且另一端与所述可变电阻器的第 一端耦接;所述第二电阻的一端与所述可变电阻器的第二端相连且另一端与所述第二电源 电压耦接;所述可变电阻器的第三端输出所述第一电压。
[0014] 根据本公开的一实施方式，其中所述分压单元还包括:第四电阻，其中所述第四电 阻的一端与所述可变电阻器的第三端耦接且另一端与所述可变电阻器的第二端耦接。
[0015] 根据本公开的一实施方式，还包括:第一电容，其中所述第一电容的一端与所述第 一电源电压耦接且另一端接地。
[0016] 根据本公开的一实施方式，还包括:输出电容，其中所述输出电容与所述输出电阻 并联。
[0017] 根据本公开实施例的再一方面，提供一种液晶显示器，包括:液晶面板，其包括公 共电极、像素电极和位于所述公共电极和所述像素电极之间的液晶单元;所述任一的产生 公共电压的电路，其输出的公共电压耦接于所述液晶显示器的所述公共电极。
[0018] 根据本公开的产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，通过采用分 立的三极管作为VCOM电路的缓冲器，能够实现稳定VCOM输出电压，同时降低成本。
[0019] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本公开。
【附图说明】
[0020] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施 例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0021] 图1示意性示出现有技术中的产生用于液晶面板的公共电压的电路图；
[0022] 图2示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0023] 图3示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0024] 图4A示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电 路图；
[0025] 图4B示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电 路图；
[0026] 图4C示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电 路图；
[0027] 图5示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0028] 图6示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0029] 图7示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0030] 图8示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的戴维南等效电 路图（VR = 50%);
[0031 ]图9不意性不出基于图8的戴维南等效电路fg]化的电路_旲型图；
[0032]图10示意性示出基于图8的戴维南等效电路的仿真效果图（VR = 50%);
[0033] 图11示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真效果图 (VR = 0%)；
[0034] 图12示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真效果图 (VR = 50%)；
[0035] 图13示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真效果图 (VR=100%)〇
【具体实施方式】
[0036] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形 式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反，提供这些实施方式使得本公开将更加 全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开 的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而 将省略对它们的重复描述。
[0037] 此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施 方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给 出对本公开的实施方式的充分理解。然 而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个 或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述 公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模 糊。
[0038]附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相 对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实 现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实 体。
[0039]以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方 式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方 法的例子。
[0040]图1示意性示出现有技术中的产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0041 ] 如图1所示，使用分压电阻R1和R2对电源电压AVDD进行分压产生VCOM，电容C1用于 稳压。这种结构简单，但是驱动力不足，如果负载(loading)突然变大，抽电流甚至会直接将 AVDD的电压拉下来。
[0042]图2示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图。
[0043] 如图2所示，该电路200包括：电压产生单元210，产生第一电压；电压跟随器220，基 于分立的三极管，与所述电压产生单元210耦接，以所述第一电压作为输入电压，生成用于 液晶面板230的公共电压VC0M。
[0044] 在示例性实施例，其中所述电压产生单元210包括分压单元，所述分压单元对输入 电压进行分压以产生所述第一电压。
[0045] 在示例性实施例，其中所述电压产生单元210可以外接一个电压可调的电源，也可 以直接使用包括液晶显示器的电子设备中任意的电源对其进行分压产生所述第一电压，所 述电压产生单元还可以是一个DC-DC转换器，在此不作限定。
[0046] 在示例性实施例，所述电压产生单元210还可以包括数控电位器，其中所述数控电 位器实现对所述输入电压分压的作用。
[0047] 如图3所示，还包括电源电压输入端，所述电源电压输入端包括包括第一电源电压 VCC和第二电源电压VSS。
[0048]在示例性实施例，其中所述第二电源电压VSS接地。
[0049] 在示例性实施例，其中所述第二电源电压VSS还可以包括负电源电压，所述负电源 电压可以是所述第一电源电压VCC的负端-VCC，也可以是跟随液晶显示器负载变化的负低 压。本公开中的所述第二电源电压VSS是整个系统(例如采用液晶显示器的电子设备）的参 考电压，如果所述第二电源电压VSS是负电压，说明所述系统的参考电压是负电压。
[0050] 在示例性实施例，所述第一电源电压VCC包括正电源电压。
[0051 ] 在图3中，其中所述分压单元300包括第一电阻Rl和第二电阻R2,其中所述第一电 阻Rl的一端与所述第一电源电压VCC相连且另一端与所述第二电阻R2的一端相连;所述第 二电阻R2的另一端与所述第二电源电压VSS耦接;所述第一电阻Rl和所述第二电阻R2之间 的节点输出所述第一电压。
[0052]在图3中，所述三极管可以为NPN型双极性晶体管，包括基极、集电极和发射极。 [0053]在示例性实施例，其中所述电压跟随器包括NPN型双极性晶体管Ql和耦接于所述 NPN型双极性晶体管Ql的发射极的输出电阻Ro，所述NPN型双极性晶体管Ql的集电极耦接于 所述第一电源电压VCC，所述NPN型双极性晶体管Ql的基极耦接于所述第一电压，所述NPN型 双极性晶体管的发射极的输出电阻Ro耦接于所述第二电源电压VSS，所述NPN型双极性晶体 管Ql的发射极输出所述公共电压VC0M。
[0054] 如图4A所示，所述电压跟随器包括NPN型双极性晶体管Q2和耦接于所述NPN型双极 性晶体管Q2的发射极的输出电阻Rl 0。
[0055] 该电路与图3的区别之处在于：其中所述分压单元400包括第一电阻R6、可变电阻 器R7和第二电阻R8,其中所述第一电阻R6的一端与所述第一电源电压VCC耦接且另一端与 所述可变电阻器R7的第一端410耦接;所述第二电阻R8的一端与所述可变电阻器R7的第二 端420相连且另一端与所述第二电源电压VSS耦接;所述可变电阻器R7的第三端430输出所 述第一电压。
[0056] 在示例性实施例，所述可变电阻器R7可以是可编程电阻器，或者还包括一个控制 电路，用于控制所述可变电阻器的第三端430(例如，滑片）的滑动，具体的滑动位置可以根 据与所述产生用于液晶面板的公共电压的电路(简称VCOM电路)耦接的负载(例如，液晶显 示器)所需要的公共电压的大小进行计算和调整。
[0057] 在图4A中，其中所述分压单元400还包括:第四电阻R9,其中所述第四电阻R9的一 端与所述可变电阻器R7的第三端430耦接且另一端与所述可变电阻器R7的第二端420耦接。 [0058]在示例性实施例，所述第四电阻R9实质上与所述可变电阻器R7并联，当不存在所 述第四电阻R9时，所述分压单元的所述可变电阻器R7的阻值变动范围相对较大，当需要更 精细的调节VCOM电路的输出电压值时，并联所述第四电阻R9相当于减小了所述可变电阻器 R7的阻值变动范围，可以相应的提高VCOM电路的输出电压值的精确度。
[0059]在图4A中，其中所述分压单元400还包括:第一电容C4,其中所述第一电容C4的一 端与所述第一电源电压VCC耦接且另一端接地。所述第一电容C4对所述第一电源电压VCC起 稳压作用。
[0060]如图4B所示，该电路是图4A带负载RL(例如，液晶面板的等效电阻）的电路图，其中 所述负载RL的一端与所述NPN型双极性晶体Q2的发射极耦接且另一端与所述第二电源电压 VSS耦接。
[0061 ]在图4B中，所述电路还包括:输出电容C1，其中所述输出电容Cl与所述输出电阻 RlO并联。
[0062]图4C示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0063] 如图4C所示，该电路图与上述图4B的不同之处在于：该电路除了包括第一电源电 压VCCl和第二电源电压VSS，还包括第三电源电压VCC2,所述NPN型双极性晶体管Q2的集电 极耦接于所述第三电源电压VCC2。其他电路组成元器件和连接关系与上述图4B相同。
[0064]图5示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0065] 如图5所示，其中所述电压跟随器220包括PNP型双极性晶体管Q3和耦接于所述PNP 型双极性晶体管Q3的发射极的输出电阻R10,所述PNP型双极性晶体管Q3的集电极耦接于所 述第二电源电压VSS，所述PNP型双极性晶体管Q3的基极耦接于所述第一电压，所述PNP型双 极性晶体管Q3的发射极的输出电阻RlO耦接于所述第一电源电压VCC，所述PNP型双极性晶 体管Q3的发射极输出所述公共电压VCOM。
[0066]图6示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0067]如图6所示，该电路与上述图4A的不同之处在于:所述NPN双极性晶体管Q2可以替 换 为PMOS场效应管Ml，包括栅极G、漏极D和源极S。
[0068] 例如，可以设计一个高输入阻抗的场效应管共漏极电路，也可以称为源极输出器， 其中所述PMOS场效应管Ml的漏极D耦接于所述第一电源电压VCC，所述PMOS场效应管Ml的栅 极G耦接于所述第一电压，所述PMOS场效应管Ml的源极S输出所述公共电压VC0M。
[0069] 图7示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0070] 如图7所示，该电路与上述图6的不同之处在于:所述PMOS场效应管Ml可以替换为 NMOS场效应管M2。
[0071] 在示例性实施例，可以根据具体电路选择相应的分压单元的电阻、电容值大小。 [0072]同理，所述PNP型双极性晶体管Q3的发射极、所述PMOS场效应管Ml的漏极D、所述 NMOS场效应管M2的源极的所述输出电阻和/或输出电容可以耦接于所述第三电源电压 VCC2〇
[0073] 在示例性实施例，所述三极管还可以为J型场效应管Junction gate FET(Field Effect Transistor)，或者上述任--种三极管的变型或者其组合，在此不对本公开构成 限制。
[0074]在示例性实施例，其中所述三极管还可以包括第一三极管和第二三极管，所述第 一三极管和所述第二三极管构成达林顿晶体管阵列，利用所述达林顿晶体管阵列作所述电 压跟随器(又称为"射极跟随器"）。采用达林顿晶体管做射极跟随器，输出电压要比输入电 压低两个PN结的正向导通电压；有些型号的达林顿晶体管阵列内部电路特殊，例如 ULN2002A，在输入端到第一三极管的基极之间还有一个7V的齐纳稳压二极管，这样的达林 顿晶体管阵列如果做射极跟随器输出电压总共会比输入电压低8V以上。
[0075] 本公开实施方式提出的产生用于液晶面板的公共电压的电路。采用分立的三极 管，构成一个共集或共漏电路组成的电压跟随器，能增大输入阻抗，降低输出阻抗，增强 VCOM驱动能力，降低了成本。该电路是专门针对液晶面板所需的驱动能力较小的特点设计 的，其他类型的显示器通常所需的驱动能力要求较高，一般只能采用集成的运放或反相器 构成类似这里的产生公共电压的电路，而不能采用分立元器件构成产生公共电压的电路。 同时，能通过调节VR(variable resistance)可调/可变电阻器来调节VCOM输出电压的输出 大小。
[0076] 图8示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的戴维南等效电 路图（假设可变电阻器R7的VR = 50%，即其第三端例如滑片位于所述可变电阻器R7的中间 位置）。
[0077]如图8所示，所述三极管Ql的基极耦接的所述输入电压VDD为4.69V，基极的输入电 阻R15为51 Ω，所述三极管Ql的集电极耦接所述第一电源电压VCC，VCC为10.4V，所述输出电 阻Rl3的阻值为2k Ω，所述输出电容C6为IOyF，负载(例如液晶面板）的等效电阻RL为3k Ω， 这里的等效电源VDD、等效输入电阻R15的值均是根据上述图4中的值通过戴维南等效计算 得到的。
[0078]戴维南定理(又译为戴维宁定理)又称等效电压源定律，又称亥姆霍兹-戴维南定 理。其内容是：一个含有独立电压源、独立电流源及电阻的线性网络的两端，就其外部型态 而言，在电性上可以用一个独立电压源V和一个松弛二端网络的串联电阻组合来等效。在单 频交流系统中，此定理不仅只适用于电阻，也适用于广义的阻抗。
[0079] 对于含独立源，线性电阻和线性受控源的单口网络(二端网络），都可以用一个电 压源与电阻相串联的单口网络(二端网络)来等效，这个电压源的电压，就是此单口网络(二 端网络）的开路电压，这个串联电阻就是从此单口网络(二端网络)两端看进去，当网络内部 所有独立源均置零以后的等效电阻。
[0080] 戴维南定理是最常用的电路简化方法。由于戴维南定理是将有源二端网络等效为 电源支路，所以称为等效电源定理。
[0081] 戴维南等效替换后，电路模型成了一个典型的共集电路的直流模型。对其进行静 态分析，根据其直流通路，列出输入回路的方程，即可得到基极静态电流Ibq、发射极静态电 流Ieq和管压降Uceq :
[0083]在共集电路中，输入信号是由三极管的基极与发射极两端输入的，再在交流通路 里看，输出信号由三极管的发射极获得。因为对交流信号而言，即交流通路里集电极是共同 端，所以称为共集电路。
[0084]图9示意性示出基于图8的戴维南等效电路简化的电路模型图（VR = 50%)。
[0085] 如图9所示，为了获知其相关输入、输出阻抗等相关参数，下面对其进行动态分析。 把图8所示的电路中的三极管用h参数等效模型取代便得到共集电路的交流等效电路。
[0086] 替换后并进行简化的电路模型如下：
[0087] 其中
有负载时Re=(Ri3//RL)(其中RL为 负载即液晶显示器的等效电阻），空载时Re=R13。
[0088] 其中Ut是一个与温度相关的物理量，当温度确定时，已制成成品的三极管的参数Ut 是一个已知的常数，得到数量级为10的一次幂，量纲为Ω。
[0089] 根据电压放大倍数定义，可得到：
[0091 ]当（l+i3)Re> >Rb+rbe，则I e I即&。,称共集电路为射极跟随器。因为输 出电流为Ie，输入电流为Ib，放大了（l+β)倍，输入与输出电压同相，且& < 无电压放大 能力，只放大电流，起电压跟随作用。
[0093] 可见，发射极电阻Re等效到基极回路时，将增大（l+β)倍，因此共集电路的输入电 阻比共射电路的输入电阻大得多。
[0094] 为了计算输出电阻R。，令输入信号为零，在输出端加交流电压&，求出交流电流 I，则输出电阻 Q
[0098] 可见，基极回路电阻Rb等效到射极回路时，应减小到原来的
。通常Rb取值较 小，rbe也多在几百欧到几千欧，所以R。可小到几十欧。从中可以看出，共集电路的输入电阻 大，输出电阻小，因而从信号源所取得电流小而且带负载能力强，用它连接两电路（例如， VCOM电路和液晶面板电路），减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。
[0099] 共集电路具有以下特性:输入信号与输出信号同相;无电压放大作用，电压增益小 于1且接近于1，因此共集电路又有"电压跟随器"之称；电流增益高，输入回路中的电流i B〈〈 输出回路中的电流iE和i c。这里被用作缓冲级和输出级。
[0100] 图10示意性示出基于图8的戴维南等效电路的仿真效果图（VR=50%)。
[0101] 如图10所示，仿真效果图中，探针5(P5)处测量到的所述三极管Ql的基极输入电压 直流分量V(dc)为4.69V，直流电流I为14.6μΑ， ；探针9(P9)处测量所述输出电阻R13处和探 针10 (P10)处测量所述负载电阻R1处的输出电压直流分量V (dc)为4.03V，探针9 (P9)处的直 流电流I为2.01mA，探针IO(PlO)处的直流电流I为1.34mA。由此可见，输入输出电压同相且 大小接近，而电流被放大了。当然，实际电路中的电压电流值与仿真效果图中会 有稍微的差 别。
[0102] 图4是一个共集组态的单管电路，由图8的等效电路可以看出，输入信号与输出信 号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。又由于输出信号从发射极引出，因此这 种电路也称为射极输出器或射极跟随器。
[0103] 共集电路是用一个三极管构成的电路，它的电压增益是一，所以又叫做电压跟随 器。共集电路是输入高阻抗，输出低阻抗，这就使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用， 能够使得后一级的电路更好的工作。
[0104] 图11、12和13示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真 效果图（分别为可变电阻器R7的VR = 0%，即其第三端例如滑片位于所述可变电阻器R7的最 下侧位置;VR = 50%;VR=100%)。
[0105] 在仿真过程中，选择的所述第一电源电压VCC为10.4V，VSS为0V，所述第一电阻的 阻值为SOkQ，所述第二电阻的阻值为IOOkQ，所述可变电阻器的阻值为47kQ，所述第四电 阻R9的阻值为47kQ，所述第一电容C4为O.lyF，所述输出电阻RlO的阻值为2kQ，所述输出 电容Cl为10yF，负载RL为3kQ。
[0106]在图示中，探针P3处测量所述三极管Q2的基极的输入电压直流分量V(dc)和电流 直流分量I;探针P4和探针P2处测量所述三极管Q2的发射极输出的VCOM电压的直流分量V (dc)为3.28V，并分别测量探针P4处的电流直流分量I和探针P2处的电流直流分量I。测量结 果如下表所示。
[0108] 由上述的电路的仿真结果可知，输入输出电压同相且大小接近，而电流被放大了。 VCOM输出电压范围为：3.28~4.78V，且可以根据需要的范围选择合适的前端电阻即可，例 如通过改变所述可变电阻器的滑片位置。
[0109] 本公开的电路采用分立的三极管可以有效的降低成本，能达到增强驱动能力、稳 定VCOM电压的目的，且电路结构简单，成本优势更明显，降低制备工艺成本。
[0110] 本公开实施方式还提供一种液晶显示器，包括:液晶面板，其包括公共电极、像素 电极和位于所述公共电极和所述像素电极之间的液晶单元;所述任一的产生公共电压的电 路，其输出的公共电压耦接于所述液晶显示器的所述公共电极。
[0111] 在示例性实施例，还包括VCC电源，所述产生公共电压的电路包括缓冲输入VCOM电 压信号的缓冲器，所述缓冲器为射极跟随器，所述VCC电源在分压单元的分压作用下产生 VCOM电压输入给所述缓冲器，同时，VCOM电压还输入给所述液晶显示器，为所述液晶显示器 提供公共电极电压。
[0112] 本公开实施方式提供一种电子设备，包括:处理器，所述处理器被配置为生成图像 信号;液晶显示器，所述液晶显示器用于显示所述图像信号;耦接于所述液晶显示器以向所 述液晶显示器的公共电极输出公共电压的产生公共电压的电路。
[0113] 本公开的产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，采用分立的三极 管，构成一个共集或共漏电路组成的电压跟随器，同样能增大输入阻抗，降低输出阻抗，增 强VCOM驱动能力，降低了成本。本公开专门针对液晶面板所需的驱动能力较小的特点设计 的，其他类型的显示器通常所需的驱动能力要求较高，一般只能采用集成的运放或反相器 构成类似这里的产生公共电压的电路，而不能采用分立元器件构成产生公共电压的电路。 同时，能通过调节VR来调节VCOM输出电压的输出大小。
[0114] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其 它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或 者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识 或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的 权利要求指出。
[0115] 以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本公开不限 于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法;相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求 的精神和范围内的各种修改和等效设置。
【主权项】
1. 一种产生用于液晶面板的公共电压的电路，其特征在于，包括： 电压产生单元，产生第一电压； 电压跟随器，基于分立的三极管，与所述电压产生单元耦接，以所述第一电压作为输入 电压，生成用于液晶面板的公共电压。2. 根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其中所述电压产生单元包括分压单元，所 述分压单元对输入电压进行分压以产生所述第一电压。3. 根据权利要求2所述的电路，其特征在于，还包括电源电压输入端，所述电源电压输 入端包括第一电源电压和第二电源电压。4. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，其中所述电压跟随器包括双极性晶体管和 耦接于所述双极性晶体管的发射极的输出电阻，所述双极性晶体管的集电极耦接于所述第 一电源电压，所述双极性晶体管的基极耦接于所述第一电压，所述双极性晶体管的发射极 的输出电阻耦接于所述第二电源电压，所述双极性晶体管的发射极输出所述公共电压，其 中所述第二电源电压接地。5. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，其中所述分压单元包括第一电阻和第二电 阻，其中 所述第一电阻的一端与所述第一电源电压相连且另一端与所述第二电阻的一端相连； 所述第二电阻的另一端与所述第二电源电压耦接； 所述第一电阻和所述第二电阻之间的节点输出所述第一电压。6. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，其中所述分压单元包括第一电阻、可变电 阻器和第二电阻，其中 所述第一电阻的一端与所述第一电源电压耦接且另一端与所述可变电阻器的第一端 親接； 所述第二电阻的一端与所述可变电阻器的第二端相连且另一端与所述第二电源电压 親接； 所述可变电阻器的第三端输出所述第一电压。7. 根据权利要求6所述的电路，其特征在于，其中所述分压单元还包括:第四电阻，其中 所述第四电阻的一端与所述可变电阻器的第三端耦接且另一端与所述可变电阻器的第二 端親接。8. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，还包括:第一电容，其中所述第一电容的一 端与所述第一电源电压耦接且另一端接地。9. 根据权利要求4所述的电路，其特征在于，还包括:输出电容，其中所述输出电容与所 述输出电阻并联。10. -种液晶显示器，其特征在于，包括： 液晶面板，其包括公共电极、像素电极和位于所述公共电极和所述像素电极之间的液 晶单元； 所述权利要求1-9中任一的产生公共电压的电路，其输出的公共电压耦接于所述液晶 显示器的所述公共电极。
【专利摘要】本公开是关于一种产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，属于电子显示器技术领域。该电路包括：电压产生单元，产生第一电压；电压跟随器，基于分立的三极管，与所述电压产生单元耦接，以所述第一电压作为输入电压，生成用于液晶面板的公共电压。本发明能够增强公共电压对液晶显示器的驱动能力，同时降低成本。
【IPC分类】G09G3/36
【公开号】CN105489187
【申请号】CN201610053671
【发明人】肖彬格, 周井雄
【申请人】上海天马微电子有限公司, 天马微电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月27日
【技术领域】
[0001] 本公开涉及电子显示器技术领域，尤其涉及产生用于液晶面板的公共电压的电路 及其液晶显示器。
【背景技术】
[0002] 电子显示器，诸如液晶显示器(IXD)，通常用于电子设备诸如笔记本电脑、平板电 脑、移动设备、电视以及其他电子设备上。LCD通过调节在不同颜色像素内穿过液晶层的光 量来显示图像。例如，通过改变像素中的像素电极与公共电极之间的电压差，可以产生电 场。电场可致使液晶层改变其旋转方向，这最终可能导致更多或更少的光被发射穿过其可 能在那里被看到的像素。通过改变供应到每个像素的电压差(通常称为数据信号），可以在 IXD上产生图像。
[0003] 公共电压产生电路(VCOM)允许调整施加到像素的公共电压，从而打开和关闭像 素。现有技术中如图1所示，使用分压电阻(Rl和R2)进行分压产生VC0M，使用电容(Cl)对所 述VCOM电压进行稳压。虽然这种结构简单，但是驱动能力不足，如果负载突然变大，抽电流 甚至会直接将电源电压(AVDD)的电压拉下来。虽然现有技术中还可以采用其它方式来提高 所述VCOM电路的驱动能力，但成本较高。
[0004] 因此，需要一种新的产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器。
[0005] 在所述【背景技术】部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它 可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0006] 本公开提供一种产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，解决上述 现有VCOM电路驱动能力不足或者成本较高的问题。
[0007] 本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开 的实践而习得。
[0008] 根据本公开的一方面，提供一种产生用于液晶面板的公共电压的电路，包括：电压 产生单元，产生第一电压；电压跟随器，基于分立的三极管，与所述电压产生单元耦接，以所 述第一电压作为输入电压，生成用于液晶面板的公共电压。
[0009] 根据本公开的一实施方式，其中所述电压产生单元包括分压单元，所述分压单元 对输入电压进行分压以产生所述第一电压。
[0010] 根据本公开的一实施方式，还包括电源电压输入端，所述电源电压输入端包括第 一电源电压和第二电源电压。
[0011] 根据本公开的一实施方式，其中所述电压跟随器包括双极性晶体管和耦接于所述 双极性晶体管的发射极的输出电阻，所述双极性晶体管的集电极耦接于所述第一电源电 压，所述双极性晶体管的基极耦接于所述第一电压，所述双极性晶体管的发射极的输出电 阻耦接于所述第二电源电压，所述双极性晶体管的发射极输出所述公共电压，其中所述第 二电源电压接地。
[0012] 根据本公开的一实施方式，其中所述分压单元包括第一电阻和第二电阻，其中所 述第一电阻的一端与所述第一电源电压相连且另一端与所述第二电阻的一端相连;所述第 二电阻的另一端与所述第二电源电压耦接;所述第一电阻和所述第二电阻之间的节点输出 所述第一电压。
[0013] 根据本公开的一实施方式，其中所述分压单元包括第一电阻、可变电阻器和第二 电阻，其中所述第一电阻的一端与所述第一电源电压耦接且另一端与所述可变电阻器的第 一端耦接;所述第二电阻的一端与所述可变电阻器的第二端相连且另一端与所述第二电源 电压耦接;所述可变电阻器的第三端输出所述第一电压。
[0014] 根据本公开的一实施方式，其中所述分压单元还包括:第四电阻，其中所述第四电 阻的一端与所述可变电阻器的第三端耦接且另一端与所述可变电阻器的第二端耦接。
[0015] 根据本公开的一实施方式，还包括:第一电容，其中所述第一电容的一端与所述第 一电源电压耦接且另一端接地。
[0016] 根据本公开的一实施方式，还包括:输出电容，其中所述输出电容与所述输出电阻 并联。
[0017] 根据本公开实施例的再一方面，提供一种液晶显示器，包括:液晶面板，其包括公 共电极、像素电极和位于所述公共电极和所述像素电极之间的液晶单元;所述任一的产生 公共电压的电路，其输出的公共电压耦接于所述液晶显示器的所述公共电极。
[0018] 根据本公开的产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，通过采用分 立的三极管作为VCOM电路的缓冲器，能够实现稳定VCOM输出电压，同时降低成本。
[0019] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不 能限制本公开。
【附图说明】
[0020] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施 例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0021] 图1示意性示出现有技术中的产生用于液晶面板的公共电压的电路图；
[0022] 图2示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0023] 图3示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0024] 图4A示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电 路图；
[0025] 图4B示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电 路图；
[0026] 图4C示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电 路图；
[0027] 图5示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0028] 图6示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0029] 图7示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图；
[0030] 图8示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的戴维南等效电 路图（VR = 50%);
[0031 ]图9不意性不出基于图8的戴维南等效电路fg]化的电路_旲型图；
[0032]图10示意性示出基于图8的戴维南等效电路的仿真效果图（VR = 50%);
[0033] 图11示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真效果图 (VR = 0%)；
[0034] 图12示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真效果图 (VR = 50%)；
[0035] 图13示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真效果图 (VR=100%)〇
【具体实施方式】
[0036] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形 式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反，提供这些实施方式使得本公开将更加 全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开 的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而 将省略对它们的重复描述。
[0037] 此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施 方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给 出对本公开的实施方式的充分理解。然 而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个 或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述 公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模 糊。
[0038]附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相 对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实 现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实 体。
[0039]以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方 式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方 法的例子。
[0040]图1示意性示出现有技术中的产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0041 ] 如图1所示，使用分压电阻R1和R2对电源电压AVDD进行分压产生VCOM，电容C1用于 稳压。这种结构简单，但是驱动力不足，如果负载(loading)突然变大，抽电流甚至会直接将 AVDD的电压拉下来。
[0042]图2示意性示出根据本公开示例实施方式的产生用于液晶面板的公共电压的电路 图。
[0043] 如图2所示，该电路200包括：电压产生单元210，产生第一电压；电压跟随器220，基 于分立的三极管，与所述电压产生单元210耦接，以所述第一电压作为输入电压，生成用于 液晶面板230的公共电压VC0M。
[0044] 在示例性实施例，其中所述电压产生单元210包括分压单元，所述分压单元对输入 电压进行分压以产生所述第一电压。
[0045] 在示例性实施例，其中所述电压产生单元210可以外接一个电压可调的电源，也可 以直接使用包括液晶显示器的电子设备中任意的电源对其进行分压产生所述第一电压，所 述电压产生单元还可以是一个DC-DC转换器，在此不作限定。
[0046] 在示例性实施例，所述电压产生单元210还可以包括数控电位器，其中所述数控电 位器实现对所述输入电压分压的作用。
[0047] 如图3所示，还包括电源电压输入端，所述电源电压输入端包括包括第一电源电压 VCC和第二电源电压VSS。
[0048]在示例性实施例，其中所述第二电源电压VSS接地。
[0049] 在示例性实施例，其中所述第二电源电压VSS还可以包括负电源电压，所述负电源 电压可以是所述第一电源电压VCC的负端-VCC，也可以是跟随液晶显示器负载变化的负低 压。本公开中的所述第二电源电压VSS是整个系统(例如采用液晶显示器的电子设备）的参 考电压，如果所述第二电源电压VSS是负电压，说明所述系统的参考电压是负电压。
[0050] 在示例性实施例，所述第一电源电压VCC包括正电源电压。
[0051 ] 在图3中，其中所述分压单元300包括第一电阻Rl和第二电阻R2,其中所述第一电 阻Rl的一端与所述第一电源电压VCC相连且另一端与所述第二电阻R2的一端相连;所述第 二电阻R2的另一端与所述第二电源电压VSS耦接;所述第一电阻Rl和所述第二电阻R2之间 的节点输出所述第一电压。
[0052]在图3中，所述三极管可以为NPN型双极性晶体管，包括基极、集电极和发射极。 [0053]在示例性实施例，其中所述电压跟随器包括NPN型双极性晶体管Ql和耦接于所述 NPN型双极性晶体管Ql的发射极的输出电阻Ro，所述NPN型双极性晶体管Ql的集电极耦接于 所述第一电源电压VCC，所述NPN型双极性晶体管Ql的基极耦接于所述第一电压，所述NPN型 双极性晶体管的发射极的输出电阻Ro耦接于所述第二电源电压VSS，所述NPN型双极性晶体 管Ql的发射极输出所述公共电压VC0M。
[0054] 如图4A所示，所述电压跟随器包括NPN型双极性晶体管Q2和耦接于所述NPN型双极 性晶体管Q2的发射极的输出电阻Rl 0。
[0055] 该电路与图3的区别之处在于：其中所述分压单元400包括第一电阻R6、可变电阻 器R7和第二电阻R8,其中所述第一电阻R6的一端与所述第一电源电压VCC耦接且另一端与 所述可变电阻器R7的第一端410耦接;所述第二电阻R8的一端与所述可变电阻器R7的第二 端420相连且另一端与所述第二电源电压VSS耦接;所述可变电阻器R7的第三端430输出所 述第一电压。
[0056] 在示例性实施例，所述可变电阻器R7可以是可编程电阻器，或者还包括一个控制 电路，用于控制所述可变电阻器的第三端430(例如，滑片）的滑动，具体的滑动位置可以根 据与所述产生用于液晶面板的公共电压的电路(简称VCOM电路)耦接的负载(例如，液晶显 示器)所需要的公共电压的大小进行计算和调整。
[0057] 在图4A中，其中所述分压单元400还包括:第四电阻R9,其中所述第四电阻R9的一 端与所述可变电阻器R7的第三端430耦接且另一端与所述可变电阻器R7的第二端420耦接。 [0058]在示例性实施例，所述第四电阻R9实质上与所述可变电阻器R7并联，当不存在所 述第四电阻R9时，所述分压单元的所述可变电阻器R7的阻值变动范围相对较大，当需要更 精细的调节VCOM电路的输出电压值时，并联所述第四电阻R9相当于减小了所述可变电阻器 R7的阻值变动范围，可以相应的提高VCOM电路的输出电压值的精确度。
[0059]在图4A中，其中所述分压单元400还包括:第一电容C4,其中所述第一电容C4的一 端与所述第一电源电压VCC耦接且另一端接地。所述第一电容C4对所述第一电源电压VCC起 稳压作用。
[0060]如图4B所示，该电路是图4A带负载RL(例如，液晶面板的等效电阻）的电路图，其中 所述负载RL的一端与所述NPN型双极性晶体Q2的发射极耦接且另一端与所述第二电源电压 VSS耦接。
[0061 ]在图4B中，所述电路还包括:输出电容C1，其中所述输出电容Cl与所述输出电阻 RlO并联。
[0062]图4C示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0063] 如图4C所示，该电路图与上述图4B的不同之处在于：该电路除了包括第一电源电 压VCCl和第二电源电压VSS，还包括第三电源电压VCC2,所述NPN型双极性晶体管Q2的集电 极耦接于所述第三电源电压VCC2。其他电路组成元器件和连接关系与上述图4B相同。
[0064]图5示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0065] 如图5所示，其中所述电压跟随器220包括PNP型双极性晶体管Q3和耦接于所述PNP 型双极性晶体管Q3的发射极的输出电阻R10,所述PNP型双极性晶体管Q3的集电极耦接于所 述第二电源电压VSS，所述PNP型双极性晶体管Q3的基极耦接于所述第一电压，所述PNP型双 极性晶体管Q3的发射极的输出电阻RlO耦接于所述第一电源电压VCC，所述PNP型双极性晶 体管Q3的发射极输出所述公共电压VCOM。
[0066]图6示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0067]如图6所示，该电路与上述图4A的不同之处在于:所述NPN双极性晶体管Q2可以替 换 为PMOS场效应管Ml，包括栅极G、漏极D和源极S。
[0068] 例如，可以设计一个高输入阻抗的场效应管共漏极电路，也可以称为源极输出器， 其中所述PMOS场效应管Ml的漏极D耦接于所述第一电源电压VCC，所述PMOS场效应管Ml的栅 极G耦接于所述第一电压，所述PMOS场效应管Ml的源极S输出所述公共电压VC0M。
[0069] 图7示意性示出另一种产生用于液晶面板的公共电压的电路图。
[0070] 如图7所示，该电路与上述图6的不同之处在于:所述PMOS场效应管Ml可以替换为 NMOS场效应管M2。
[0071] 在示例性实施例，可以根据具体电路选择相应的分压单元的电阻、电容值大小。 [0072]同理，所述PNP型双极性晶体管Q3的发射极、所述PMOS场效应管Ml的漏极D、所述 NMOS场效应管M2的源极的所述输出电阻和/或输出电容可以耦接于所述第三电源电压 VCC2〇
[0073] 在示例性实施例，所述三极管还可以为J型场效应管Junction gate FET(Field Effect Transistor)，或者上述任--种三极管的变型或者其组合，在此不对本公开构成 限制。
[0074]在示例性实施例，其中所述三极管还可以包括第一三极管和第二三极管，所述第 一三极管和所述第二三极管构成达林顿晶体管阵列，利用所述达林顿晶体管阵列作所述电 压跟随器(又称为"射极跟随器"）。采用达林顿晶体管做射极跟随器，输出电压要比输入电 压低两个PN结的正向导通电压；有些型号的达林顿晶体管阵列内部电路特殊，例如 ULN2002A，在输入端到第一三极管的基极之间还有一个7V的齐纳稳压二极管，这样的达林 顿晶体管阵列如果做射极跟随器输出电压总共会比输入电压低8V以上。
[0075] 本公开实施方式提出的产生用于液晶面板的公共电压的电路。采用分立的三极 管，构成一个共集或共漏电路组成的电压跟随器，能增大输入阻抗，降低输出阻抗，增强 VCOM驱动能力，降低了成本。该电路是专门针对液晶面板所需的驱动能力较小的特点设计 的，其他类型的显示器通常所需的驱动能力要求较高，一般只能采用集成的运放或反相器 构成类似这里的产生公共电压的电路，而不能采用分立元器件构成产生公共电压的电路。 同时，能通过调节VR(variable resistance)可调/可变电阻器来调节VCOM输出电压的输出 大小。
[0076] 图8示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的戴维南等效电 路图（假设可变电阻器R7的VR = 50%，即其第三端例如滑片位于所述可变电阻器R7的中间 位置）。
[0077]如图8所示，所述三极管Ql的基极耦接的所述输入电压VDD为4.69V，基极的输入电 阻R15为51 Ω，所述三极管Ql的集电极耦接所述第一电源电压VCC，VCC为10.4V，所述输出电 阻Rl3的阻值为2k Ω，所述输出电容C6为IOyF，负载(例如液晶面板）的等效电阻RL为3k Ω， 这里的等效电源VDD、等效输入电阻R15的值均是根据上述图4中的值通过戴维南等效计算 得到的。
[0078]戴维南定理(又译为戴维宁定理)又称等效电压源定律，又称亥姆霍兹-戴维南定 理。其内容是：一个含有独立电压源、独立电流源及电阻的线性网络的两端，就其外部型态 而言，在电性上可以用一个独立电压源V和一个松弛二端网络的串联电阻组合来等效。在单 频交流系统中，此定理不仅只适用于电阻，也适用于广义的阻抗。
[0079] 对于含独立源，线性电阻和线性受控源的单口网络(二端网络），都可以用一个电 压源与电阻相串联的单口网络(二端网络)来等效，这个电压源的电压，就是此单口网络(二 端网络）的开路电压，这个串联电阻就是从此单口网络(二端网络)两端看进去，当网络内部 所有独立源均置零以后的等效电阻。
[0080] 戴维南定理是最常用的电路简化方法。由于戴维南定理是将有源二端网络等效为 电源支路，所以称为等效电源定理。
[0081] 戴维南等效替换后，电路模型成了一个典型的共集电路的直流模型。对其进行静 态分析，根据其直流通路，列出输入回路的方程，即可得到基极静态电流Ibq、发射极静态电 流Ieq和管压降Uceq :
[0083]在共集电路中，输入信号是由三极管的基极与发射极两端输入的，再在交流通路 里看，输出信号由三极管的发射极获得。因为对交流信号而言，即交流通路里集电极是共同 端，所以称为共集电路。
[0084]图9示意性示出基于图8的戴维南等效电路简化的电路模型图（VR = 50%)。
[0085] 如图9所示，为了获知其相关输入、输出阻抗等相关参数，下面对其进行动态分析。 把图8所示的电路中的三极管用h参数等效模型取代便得到共集电路的交流等效电路。
[0086] 替换后并进行简化的电路模型如下：
[0087] 其中
有负载时Re=(Ri3//RL)(其中RL为 负载即液晶显示器的等效电阻），空载时Re=R13。
[0088] 其中Ut是一个与温度相关的物理量，当温度确定时，已制成成品的三极管的参数Ut 是一个已知的常数，得到数量级为10的一次幂，量纲为Ω。
[0089] 根据电压放大倍数定义，可得到：
[0091 ]当（l+i3)Re> >Rb+rbe，则I e I即&。,称共集电路为射极跟随器。因为输 出电流为Ie，输入电流为Ib，放大了（l+β)倍，输入与输出电压同相，且& < 无电压放大 能力，只放大电流，起电压跟随作用。
[0093] 可见，发射极电阻Re等效到基极回路时，将增大（l+β)倍，因此共集电路的输入电 阻比共射电路的输入电阻大得多。
[0094] 为了计算输出电阻R。，令输入信号为零，在输出端加交流电压&，求出交流电流 I，则输出电阻 Q
[0098] 可见，基极回路电阻Rb等效到射极回路时，应减小到原来的
。通常Rb取值较 小，rbe也多在几百欧到几千欧，所以R。可小到几十欧。从中可以看出，共集电路的输入电阻 大，输出电阻小，因而从信号源所取得电流小而且带负载能力强，用它连接两电路（例如， VCOM电路和液晶面板电路），减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。
[0099] 共集电路具有以下特性:输入信号与输出信号同相;无电压放大作用，电压增益小 于1且接近于1，因此共集电路又有"电压跟随器"之称；电流增益高，输入回路中的电流i B〈〈 输出回路中的电流iE和i c。这里被用作缓冲级和输出级。
[0100] 图10示意性示出基于图8的戴维南等效电路的仿真效果图（VR=50%)。
[0101] 如图10所示，仿真效果图中，探针5(P5)处测量到的所述三极管Ql的基极输入电压 直流分量V(dc)为4.69V，直流电流I为14.6μΑ， ；探针9(P9)处测量所述输出电阻R13处和探 针10 (P10)处测量所述负载电阻R1处的输出电压直流分量V (dc)为4.03V，探针9 (P9)处的直 流电流I为2.01mA，探针IO(PlO)处的直流电流I为1.34mA。由此可见，输入输出电压同相且 大小接近，而电流被放大了。当然，实际电路中的电压电流值与仿真效果图中会 有稍微的差 别。
[0102] 图4是一个共集组态的单管电路，由图8的等效电路可以看出，输入信号与输出信 号的公共端是三极管的集电极，所以属于共集组态。又由于输出信号从发射极引出，因此这 种电路也称为射极输出器或射极跟随器。
[0103] 共集电路是用一个三极管构成的电路，它的电压增益是一，所以又叫做电压跟随 器。共集电路是输入高阻抗，输出低阻抗，这就使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用， 能够使得后一级的电路更好的工作。
[0104] 图11、12和13示意性示出基于图4B的产生用于液晶面板的公共电压的电路的仿真 效果图（分别为可变电阻器R7的VR = 0%，即其第三端例如滑片位于所述可变电阻器R7的最 下侧位置;VR = 50%;VR=100%)。
[0105] 在仿真过程中，选择的所述第一电源电压VCC为10.4V，VSS为0V，所述第一电阻的 阻值为SOkQ，所述第二电阻的阻值为IOOkQ，所述可变电阻器的阻值为47kQ，所述第四电 阻R9的阻值为47kQ，所述第一电容C4为O.lyF，所述输出电阻RlO的阻值为2kQ，所述输出 电容Cl为10yF，负载RL为3kQ。
[0106]在图示中，探针P3处测量所述三极管Q2的基极的输入电压直流分量V(dc)和电流 直流分量I;探针P4和探针P2处测量所述三极管Q2的发射极输出的VCOM电压的直流分量V (dc)为3.28V，并分别测量探针P4处的电流直流分量I和探针P2处的电流直流分量I。测量结 果如下表所示。
[0108] 由上述的电路的仿真结果可知，输入输出电压同相且大小接近，而电流被放大了。 VCOM输出电压范围为：3.28~4.78V，且可以根据需要的范围选择合适的前端电阻即可，例 如通过改变所述可变电阻器的滑片位置。
[0109] 本公开的电路采用分立的三极管可以有效的降低成本，能达到增强驱动能力、稳 定VCOM电压的目的，且电路结构简单，成本优势更明显，降低制备工艺成本。
[0110] 本公开实施方式还提供一种液晶显示器，包括:液晶面板，其包括公共电极、像素 电极和位于所述公共电极和所述像素电极之间的液晶单元;所述任一的产生公共电压的电 路，其输出的公共电压耦接于所述液晶显示器的所述公共电极。
[0111] 在示例性实施例，还包括VCC电源，所述产生公共电压的电路包括缓冲输入VCOM电 压信号的缓冲器，所述缓冲器为射极跟随器，所述VCC电源在分压单元的分压作用下产生 VCOM电压输入给所述缓冲器，同时，VCOM电压还输入给所述液晶显示器，为所述液晶显示器 提供公共电极电压。
[0112] 本公开实施方式提供一种电子设备，包括:处理器，所述处理器被配置为生成图像 信号;液晶显示器，所述液晶显示器用于显示所述图像信号;耦接于所述液晶显示器以向所 述液晶显示器的公共电极输出公共电压的产生公共电压的电路。
[0113] 本公开的产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，采用分立的三极 管，构成一个共集或共漏电路组成的电压跟随器，同样能增大输入阻抗，降低输出阻抗，增 强VCOM驱动能力，降低了成本。本公开专门针对液晶面板所需的驱动能力较小的特点设计 的，其他类型的显示器通常所需的驱动能力要求较高，一般只能采用集成的运放或反相器 构成类似这里的产生公共电压的电路，而不能采用分立元器件构成产生公共电压的电路。 同时，能通过调节VR来调节VCOM输出电压的输出大小。
[0114] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其 它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或 者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识 或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的 权利要求指出。
[0115] 以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本公开不限 于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法;相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求 的精神和范围内的各种修改和等效设置。
【主权项】
1. 一种产生用于液晶面板的公共电压的电路，其特征在于，包括： 电压产生单元，产生第一电压； 电压跟随器，基于分立的三极管，与所述电压产生单元耦接，以所述第一电压作为输入 电压，生成用于液晶面板的公共电压。2. 根据权利要求1所述的电路，其特征在于，其中所述电压产生单元包括分压单元，所 述分压单元对输入电压进行分压以产生所述第一电压。3. 根据权利要求2所述的电路，其特征在于，还包括电源电压输入端，所述电源电压输 入端包括第一电源电压和第二电源电压。4. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，其中所述电压跟随器包括双极性晶体管和 耦接于所述双极性晶体管的发射极的输出电阻，所述双极性晶体管的集电极耦接于所述第 一电源电压，所述双极性晶体管的基极耦接于所述第一电压，所述双极性晶体管的发射极 的输出电阻耦接于所述第二电源电压，所述双极性晶体管的发射极输出所述公共电压，其 中所述第二电源电压接地。5. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，其中所述分压单元包括第一电阻和第二电 阻，其中 所述第一电阻的一端与所述第一电源电压相连且另一端与所述第二电阻的一端相连； 所述第二电阻的另一端与所述第二电源电压耦接； 所述第一电阻和所述第二电阻之间的节点输出所述第一电压。6. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，其中所述分压单元包括第一电阻、可变电 阻器和第二电阻，其中 所述第一电阻的一端与所述第一电源电压耦接且另一端与所述可变电阻器的第一端 親接； 所述第二电阻的一端与所述可变电阻器的第二端相连且另一端与所述第二电源电压 親接； 所述可变电阻器的第三端输出所述第一电压。7. 根据权利要求6所述的电路，其特征在于，其中所述分压单元还包括:第四电阻，其中 所述第四电阻的一端与所述可变电阻器的第三端耦接且另一端与所述可变电阻器的第二 端親接。8. 根据权利要求3所述的电路，其特征在于，还包括:第一电容，其中所述第一电容的一 端与所述第一电源电压耦接且另一端接地。9. 根据权利要求4所述的电路，其特征在于，还包括:输出电容，其中所述输出电容与所 述输出电阻并联。10. -种液晶显示器，其特征在于，包括： 液晶面板，其包括公共电极、像素电极和位于所述公共电极和所述像素电极之间的液 晶单元； 所述权利要求1-9中任一的产生公共电压的电路，其输出的公共电压耦接于所述液晶 显示器的所述公共电极。
【专利摘要】本公开是关于一种产生用于液晶面板的公共电压的电路及其液晶显示器，属于电子显示器技术领域。该电路包括：电压产生单元，产生第一电压；电压跟随器，基于分立的三极管，与所述电压产生单元耦接，以所述第一电压作为输入电压，生成用于液晶面板的公共电压。本发明能够增强公共电压对液晶显示器的驱动能力，同时降低成本。
【IPC分类】G09G3/36
【公开号】CN105489187
【申请号】CN201610053671
【发明人】肖彬格, 周井雄
【申请人】上海天马微电子有限公司, 天马微电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月27日
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