專利名稱：具電流/功率效率的高電壓線性調(diào)節(jié)器電路架構(gòu)族的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。更具體來說，本發(fā)明涉及用于具有具低電 流消耗周期的顯示器的MEMS裝置的電壓調(diào)節(jié)器。一個(gè)特定應(yīng)用可在MEMS顯示裝置中找到。 本發(fā)明還大體來說涉及光學(xué)MEMS裝置，且特定來說涉及雙穩(wěn)態(tài)顯示器。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)包括微機(jī)械元件、激活器及電子元件?？墒褂贸练e、蝕刻及或 其它蝕刻掉襯底及/或所沉積材料層的部分或添加若干層以形成電氣及機(jī)電裝置的微機(jī) 械加工工藝來產(chǎn)生微機(jī)械元件。MEMS技術(shù)用于(例如)雙穩(wěn)態(tài)顯示裝置中。一種類型的 MEMS雙穩(wěn)態(tài)顯示裝置稱為干涉式調(diào)制器。如本文中所使用，術(shù)語“干涉式調(diào)制器”或“干涉 光調(diào)制器”指代使用光學(xué)干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光的裝置。在某些實(shí)施例中， 干涉式調(diào)制器可具有一對(duì)導(dǎo)電板，所述對(duì)導(dǎo)電板中的一者或兩者可為完全或部分透明的及 /或反射的，且能夠在施加適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)后即進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在這種類型的裝置中，一個(gè)板 可為沉積于襯底上的靜止層，且另一板可為通過氣隙與所述靜止層分離的金屬膜。一個(gè)板 相對(duì)于另一板的位置可改變?nèi)肷溆诟缮媸秸{(diào)制器上的光的光學(xué)干涉。由于顯示器的雙穩(wěn)態(tài)特性，所以顯示器的電流負(fù)載變化很大。在顯示器正被驅(qū)動(dòng) 以改變圖像時(shí)，電流負(fù)載最大，此時(shí)雙穩(wěn)態(tài)元件中的一些或全部改變狀態(tài)。在圖像更新或刷 新周期之間，顯示器的電流負(fù)載接近于零。在極低的負(fù)載條件下，常規(guī)電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器電路 的功率消耗在驅(qū)動(dòng)器IC的總功率消耗中占主導(dǎo)地位。需要一種經(jīng)配置以在廣泛變化的電 流負(fù)載下有效地放出處于經(jīng)調(diào)節(jié)電壓的電流的電力供應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有若干方面，其中的任何單一方面均不是單獨(dú) 地對(duì)其理想屬性負(fù)責(zé)。在不限制本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)將簡要論述其較突出的特征。在 考慮此論述之后，且尤其在閱讀標(biāo)題為“具體實(shí)施方式
”的部分之后，將理解本發(fā)明的特征 如何提供優(yōu)于其它顯示裝置的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)方面為一種電壓調(diào)節(jié)器電路，其包括具有輸入偏置電流的輸入級(jí)及具有輸出 偏置電流的輸出級(jí)，所述輸出級(jí)經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出電流，其中所 述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的至少一者至少部分地取決于所述輸出電流。另一方面為一種控制電壓調(diào)節(jié)器電路的輸出級(jí)中的偏置電流的方法，所述電路經(jīng) 配置以提供大致上處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的電流。所述方法包括感測(cè)基于所述輸出電壓的 電壓與參考電壓之間的差，及基于所述差而產(chǎn)生偏置電流。另一方面為一種電壓調(diào)節(jié)器電路，其包括輸入級(jí)及具有輸出偏置電流的輸出級(jí)， 所述輸出級(jí)可選擇性地連接到固定電流源及連接到可變電流源。另一方面為一種電壓調(diào)節(jié)器電路，其包括具有輸入偏置電流的輸入級(jí)及具有輸出 偏置電流的輸出級(jí)，所述輸出級(jí)經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出電流，其中所
5述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的至少一者至少部分地基于基于所述輸出電壓的 電壓與參考電壓之間的差。另一方面為一種顯示器，其包括多個(gè)雙穩(wěn)態(tài)顯示元件及電壓調(diào)節(jié)器電路，所述電 壓調(diào)節(jié)器電路包括具有輸入偏置電流的輸入級(jí)及具有輸出偏置電流的輸出級(jí)，所述輸出級(jí) 經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出電流，其中所述輸入偏置電流及所述輸出偏置 電流中的至少一者至少部分地基于所述輸出電流。


圖1為描繪雙穩(wěn)態(tài)顯示器的一個(gè)實(shí)施例的一部分的等角視圖，所述雙穩(wěn)態(tài)顯示器 為干涉式調(diào)制器顯示器，其中第一干涉式調(diào)制器的可移動(dòng)反射層處于松弛位置且第二干涉 式調(diào)制器的可移動(dòng)反射層處于激活位置。圖2為圖1的雙穩(wěn)態(tài)顯示器的一個(gè)實(shí)施例的可移動(dòng)鏡位置與所施加電壓的圖。圖3A及圖3B為說明包含雙穩(wěn)態(tài)顯示器的視覺顯示裝置的一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。圖4為尤其有效的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的框圖。圖5A為可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸入級(jí) 的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖5B為可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸入級(jí) 的另一實(shí)施例的示意圖。圖6A為可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸出級(jí) 的一實(shí)施例的示意圖。圖6B為可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸出級(jí) 的另一實(shí)施例的示意圖。圖6C為可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸出級(jí) 的又一實(shí)施例的示意圖。圖7為經(jīng)配置以至少部分地基于調(diào)節(jié)器的電流輸出來產(chǎn)生輸入偏置電流及輸出 偏置電流兩者的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的一實(shí)施例的示意圖。圖8為經(jīng)配置以至少部分地基于調(diào)節(jié)器的電流輸出來產(chǎn)生輸入偏置電流及輸出 偏置電流兩者的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述是針對(duì)本發(fā)明的某些特定實(shí)施例。然而，可以許多不同方式來體現(xiàn) 本發(fā)明。在此描述中，參看圖式，其中相同部分始終用相同標(biāo)號(hào)來指示。如從以下描述將顯 而易見，所述實(shí)施例可實(shí)施于經(jīng)配置以顯示圖像(無論是運(yùn)動(dòng)圖像(例如，視頻)還是靜止 圖像(例如，靜態(tài)圖像)，且無論是文本圖像還是圖片圖像)的任何裝置中。更特定來說，預(yù) 期所述實(shí)施例可實(shí)施于例如(但不限于)以下各者等多種電子裝置中或與其相關(guān)聯(lián)移動(dòng) 電話、無線裝置、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、手持式或便攜式計(jì)算機(jī)、GPS接收器/導(dǎo)航儀、相機(jī)、 MP3播放器、便攜式攝像機(jī)、游戲控制臺(tái)、手表、時(shí)鐘、計(jì)算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、計(jì)算 機(jī)監(jiān)視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等)、駕駛艙控制器及/或顯示器、相機(jī)視圖顯 示器(例如，交通工具中的后視相機(jī)的顯示器)、電子照片、電子廣告牌或標(biāo)牌、投影儀、建
6筑結(jié)構(gòu)、封裝及美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，一件珠寶上的圖像顯示)。與本文中所描述的那些MEMS裝 置結(jié)構(gòu)類似的MEMS裝置還可用于非顯示應(yīng)用中，例如用于電子切換裝置中。本發(fā)明的實(shí)施例更特定來說涉及向其電壓供應(yīng)呈現(xiàn)廣泛變化的電流負(fù)載的顯示 器。用于此類顯示器的這些實(shí)施例尤其為具功率效率的，因?yàn)槠浣?jīng)配置以根據(jù)電流負(fù)載來 修改其開銷電流。這尤其有利于在具有極低電流負(fù)載周期的顯示裝置中使用。此類顯示器 包括雙穩(wěn)態(tài)顯示器，例如干涉式調(diào)制顯示器、IXD顯示器及DMD顯示器。當(dāng)使用經(jīng)配置以根 據(jù)電流負(fù)載來修改其開銷電流的電力供應(yīng)時(shí)，其它顯示器(例如，具有具三個(gè)或三個(gè)以上 穩(wěn)定狀態(tài)的元件的顯示器)也可受益于增加的功率效率。當(dāng)在顯示器中使用時(shí)引起對(duì)電壓供應(yīng)的廣泛變化的電流負(fù)載的顯示元件的實(shí)例 展示于圖1中，圖1說明包含干涉式MEMS顯示元件的雙穩(wěn)態(tài)顯示器實(shí)施例。在這些裝置中， 像素處于亮狀態(tài)或暗狀態(tài)。在亮(“接通”或“開啟”)狀態(tài)中，顯示元件將大部分入射可見 光反射到用戶。當(dāng)在暗(“斷開”或“關(guān)閉”)狀態(tài)中時(shí)，顯示元件將極少入射可見光反射到 用戶。依據(jù)實(shí)施例而定，可顛倒“接通”及“斷開”狀態(tài)的光反射性質(zhì)。MEMS像素可經(jīng)配置 以主要反射選定色彩，從而除黑及白之外還允許彩色顯示。圖1為描繪視覺顯示器的一系列像素中的兩個(gè)鄰近像素的等角視圖，其中每一像 素包含MEMS干涉式調(diào)制器。在一個(gè)實(shí)施例中，反射層中的一者可在兩個(gè)位置之間移動(dòng)。在 本文中稱為松弛位置的第一位置中，可移動(dòng)反射層定位于距固定部分反射層的相對(duì)較大距 離處。在本文中稱為激活位置的第二位置中，可移動(dòng)反射層較緊密地鄰近于所述部分反射 層而定位。從兩個(gè)層所反射的入射光依據(jù)可移動(dòng)反射層的位置而發(fā)生相長或相消干涉，從 而產(chǎn)生每一像素的全反射或非反射狀態(tài)。圖1中的像素陣列的所描繪部分包括兩個(gè)鄰近像素12a及12b。在左側(cè)的像素12a 中，可移動(dòng)反射層14a經(jīng)說明為處于距光學(xué)堆疊16a預(yù)定距離處的松弛位置中，所述光學(xué)堆 疊16a包括部分反射層。在右側(cè)的像素12b中，可移動(dòng)反射層14b經(jīng)說明為處于鄰近于光 學(xué)堆疊16b的激活位置中。在未施加電壓的情況下，空腔19保留在可移動(dòng)反射層14a與光學(xué)堆疊16a之間， 其中可移動(dòng)反射層14a處于機(jī)械松弛狀態(tài)，如像素12a所說明。然而，當(dāng)將電位差施加于選 定行及列時(shí)，在對(duì)應(yīng)像素處在行及列電極的交叉處形成的電容器變得帶電，且靜電力將所 述電極牽拉在一起。如果電壓足夠高，則使可移動(dòng)反射層14變形且將其壓到光學(xué)堆疊16 上。如由圖1中右側(cè)的像素12b所說明，光學(xué)堆疊16內(nèi)的電介質(zhì)層(此圖中未說明)可防 止短路且控制層14與16之間的分離距離。無論所施加的電位差的極性如何，表現(xiàn)均為類 似的。因?yàn)橄袼?2a及12b向電力供應(yīng)所呈現(xiàn)的負(fù)載為電容性的，所以來自電力供應(yīng)的電 流在像素12a及12b正被驅(qū)動(dòng)以充電及放電時(shí)為最大，且在像素12a及12b正被保持在兩 個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)中的任一者中時(shí)為最小。圖2說明一種用于在雙穩(wěn)態(tài)顯示器中使用干涉式調(diào)制器陣列的工藝。對(duì)于MEMS干涉式調(diào)制器來說，行/列激活協(xié)議可利用圖2中所說明的這些裝置的 滯后性質(zhì)。舉例來說，可能需要10伏電位差以致使可移動(dòng)層從松弛狀態(tài)變形到激活狀態(tài)。 然而，當(dāng)電壓從所述值減小時(shí)，可移動(dòng)層隨著電壓降低回到10伏以下而維持其狀態(tài)。在圖 2的實(shí)施例中，可移動(dòng)層直到電壓降到2伏以下時(shí)才完全松弛。因此，存在電壓范圍(在圖 2中所說明的實(shí)例中為約3到7V)，在所述范圍內(nèi)存在所施加電壓窗，在所述窗內(nèi)所述裝置
7穩(wěn)定處于松弛或激活狀態(tài)。這在本文中稱為“滯后窗”或“穩(wěn)定窗”。對(duì)于具有圖2的滯后 特性的顯示陣列來說，行/列激活協(xié)議可經(jīng)設(shè)計(jì)以使得在行選通期間，經(jīng)選通行中待激活 的像素暴露于約10伏的電壓差，且待松弛的像素暴露于接近于零伏的電壓差。在選通之 后，像素暴露于約5伏的穩(wěn)態(tài)電壓差，使得其保持于行選通使其所處的任何狀態(tài)中。在被寫 入之后，每一像素經(jīng)歷在“穩(wěn)定窗”(在此實(shí)例中為3到7伏)內(nèi)的電位差。此特征使得圖 1中所說明的像素設(shè)計(jì)在相同所施加電壓條件下穩(wěn)定于既存激活或松弛狀態(tài)。由于干涉式 調(diào)制器的每一像素(無論是處于激活狀態(tài)還是松弛狀態(tài))本質(zhì)上為由固定反射層及移動(dòng)反 射層形成的電容器，所以此穩(wěn)定狀態(tài)可在幾乎無功率耗散的情況下保持于滯后窗內(nèi)的電壓 下。如果所施加電位為固定的，則基本上無電流流到像素中。因此，顯示器在數(shù)據(jù)寫入及/ 或刷新周期期間耗散大部分功率。圖3A及圖3B為說明具功率效率的顯示裝置40的實(shí)施例的系統(tǒng)框圖，其中雙穩(wěn)態(tài) 顯示元件(例如，圖1的像素12a及12b)可與經(jīng)配置以根據(jù)電流負(fù)載來修改其開銷電流的 電力供應(yīng)一起使用。顯示裝置40可為(例如)蜂窩式電話或移動(dòng)電話。然而，顯示裝置40 的相同組件或其變型還說明例如電視及便攜式媒體播放器等各種類型的顯示裝置。顯示裝置40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚(yáng)聲器44、輸入裝置48及麥克風(fēng) 46。外殼41大體上由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的多種制造工藝中的任一者(包括注 射模制及真空成形)形成。另外，外殼41可由包括(但不限于)塑料、金屬、玻璃、橡膠及 陶瓷或其組合的多種材料中的任一者制成。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼41包括可與其它具有不 同色彩或含有不同標(biāo)志、圖片或符號(hào)的可移除部分互換的可移除部分(未圖示)。示范性顯示裝置40的顯示器30可為包括如本文中所描述的雙穩(wěn)態(tài)顯示器在內(nèi)的 多種顯示器中的任一者。在其它實(shí)施例中，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知，顯示器30包 括如上所述的平板顯示器，例如等離子體、EL、OLED, STN IXD或TFT IXD ；或非平板顯示 器，例如CRT或其它管式裝置。然而，出于描述本實(shí)施例的目的，顯示器30包括干涉式調(diào)制 器顯示器，如本文中所描述。在圖3B中示意性地說明示范性顯示裝置40的一個(gè)實(shí)施例的組件。所說明的示范 性顯示裝置40包括外殼41且可包括至少部分地封閉于其中的額外組件。舉例來說，在一 個(gè)實(shí)施例中，示范性顯示裝置40包括網(wǎng)絡(luò)接口 27，所述網(wǎng)絡(luò)接口 27包括耦合到收發(fā)器47 的天線43。收發(fā)器47連接到處理器21，所述處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52 可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號(hào)(例如，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波)。調(diào)節(jié)硬件52連接到揚(yáng)聲器45及麥克風(fēng) 46。處理器21還連接到輸入裝置48及驅(qū)動(dòng)器控制器29。驅(qū)動(dòng)器控制器29耦合到幀緩沖 器28及陣列驅(qū)動(dòng)器22，所述陣列驅(qū)動(dòng)器22又耦合到顯示陣列30。如特定示范性顯示裝置 40設(shè)計(jì)所需要，電力供應(yīng)50將電力提供給所有組件。網(wǎng)絡(luò)接口 27包括天線43及收發(fā)器47，使得示范性顯示裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一 個(gè)或一個(gè)以上裝置通信。在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 27還可具有減輕對(duì)處理器21的要求 的一些處理能力。天線43為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的用于發(fā)射及接收信號(hào)的任何天線。 在一個(gè)實(shí)施例中，天線根據(jù)IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)(包括IEEE 802. 11(a), (b)或(g))來發(fā)射 及接收RF信號(hào)。在另一實(shí)施例中，天線根據(jù)藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)射及接收RF信號(hào)。在蜂窩式電 話的情況下，天線經(jīng)設(shè)計(jì)以接收CDMA、GSM、AMPS或其它用以在無線蜂窩式電話網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信 的已知信號(hào)。收發(fā)器47預(yù)處理從天線43接收到的信號(hào)，使得所述信號(hào)可由處理器21接收
8且進(jìn)一步操縱。收發(fā)器47還處理從處理器21接收到的信號(hào)，使得可經(jīng)由天線43從示范性 顯示裝置40發(fā)射所述信號(hào)。在替代實(shí)施例中，收發(fā)器47可由接收器替換。在又一替代實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 27 可由圖像源替換，所述圖像源可存儲(chǔ)或產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)。舉例來說，所 述圖像源可為含有圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字視頻光盤(DVD)或硬盤驅(qū)動(dòng)器，或者產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的軟 件模塊。處理器21大體上控制示范性顯示裝置40的總體操作。處理器21接收來自網(wǎng)絡(luò)接 口 27或圖像源的例如壓縮圖像數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，且將所述數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或易于處 理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21接著將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器控制器29或幀緩 沖器28以用于存儲(chǔ)。原始數(shù)據(jù)通常指代識(shí)別圖像內(nèi)的每一位置處的圖像特性的信息。舉 例來說，此類圖像特性可包括色彩、飽和度及灰度級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器21包括微控制器、CPU或邏輯單元以控制示范性顯示裝 置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52大體上包括用于將信號(hào)發(fā)射到揚(yáng)聲器45且用于從麥克風(fēng)46接 收信號(hào)的放大器及濾波器。調(diào)節(jié)硬件52可為示范性顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入 于處理器21或其它組件內(nèi)。驅(qū)動(dòng)器控制器29直接從處理器21或從幀緩沖器28取得由處理器21產(chǎn)生的原始 圖像數(shù)據(jù)且適當(dāng)?shù)貙⑺鲈紙D像數(shù)據(jù)重新格式化以用于高速發(fā)射到陣列驅(qū)動(dòng)器22。具 體來說，驅(qū)動(dòng)器控制器29將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化成具有光柵狀格式的數(shù)據(jù)流，使得其 具有適合于在顯示陣列30上進(jìn)行掃描的時(shí)間次序。接著，驅(qū)動(dòng)器控制器29將經(jīng)格式化的 信息發(fā)送到陣列驅(qū)動(dòng)器22。盡管驅(qū)動(dòng)器控制器29 (例如，LCD控制器)通常作為獨(dú)立的集 成電路(IC)而與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但可以許多方式來實(shí)施此類控制器。此類控制器 可作為硬件嵌入于處理器21中，作為軟件嵌入于處理器21中，或以硬件形式與陣列驅(qū)動(dòng)器 22完全集成。通常，陣列驅(qū)動(dòng)器22接收來自驅(qū)動(dòng)器控制器29的經(jīng)格式化的信息，且將視頻數(shù)據(jù) 重新格式化成每秒多次施加到來自顯示器的χ-y像素矩陣的數(shù)百及有時(shí)數(shù)千個(gè)引線的平 行波形集合。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29、陣列驅(qū)動(dòng)器22及顯示陣列30適合于本文中所 描述的所述類型的顯示器中的任一者。舉例來說，在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29為常 規(guī)顯示器控制器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如，干涉式調(diào)制器控制器)。在另一實(shí)施例中， 陣列驅(qū)動(dòng)器22為常規(guī)驅(qū)動(dòng)器或雙穩(wěn)態(tài)顯示器驅(qū)動(dòng)器(例如，干涉式調(diào)制器顯示器)。在一 個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器控制器29與陣列驅(qū)動(dòng)器22集成。此實(shí)施例在例如蜂窩式電話、表及其 它小面積顯示器等高度集成系統(tǒng)中為常見的。在又一實(shí)施例中，顯示陣列30為典型顯示陣 列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列(例如，包括干涉式調(diào)制器陣列的顯示器)。在一些實(shí)施例中，顯示陣 列30為另一顯示器類型。輸入裝置48允許用戶控制示范性顯示裝置40的操作。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝 置48包括例如QWERTY鍵盤或電話小鍵盤等小鍵盤、按鈕、開關(guān)、觸敏屏幕、壓敏或熱敏膜。 在一個(gè)實(shí)施例中，麥克風(fēng)46為用于示范性顯示裝置40的輸入裝置。當(dāng)使用麥克風(fēng)46將數(shù) 據(jù)輸入到裝置時(shí)，可由用戶提供語音命令以用于控制示范性顯示裝置40的操作。在一些實(shí)施方案中，如上所述，控制可編程性駐留于可位于電子顯示系統(tǒng)中的若
9干位置處的驅(qū)動(dòng)器控制器中。在一些情況下，控制可編程性駐留于陣列驅(qū)動(dòng)器22中。電力供應(yīng)50可包括如在此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的多種能量存儲(chǔ)裝置。舉例來說，在 一個(gè)實(shí)施例中，電力供應(yīng)50為可再充電電池(例如，鎳鎘電池或鋰離子電池)。在另一實(shí) 施例中，電力供應(yīng)50為可再生能源、電容器或太陽能電池，太陽能電池包括塑料太陽能電 池及太陽能電池涂料。在另一實(shí)施例中，電力供應(yīng)50經(jīng)配置以從壁式插座接收電力。電力 供應(yīng)50還可具有電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器，所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器經(jīng)配置以供應(yīng)處于大致上恒定電 壓的用于驅(qū)動(dòng)顯示器的電流。在一些實(shí)施例中，所述恒定電壓至少部分地基于參考電壓，其 中所述恒定電壓可固定于大于或小于所述參考電壓的電壓。對(duì)于無源矩陣雙穩(wěn)態(tài)顯示器來 說，通常存在輸出不同電壓電平的兩個(gè)或兩個(gè)以上電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器。舉例來說，所述顯示器 可能需要共同節(jié)點(diǎn)、相對(duì)于共同節(jié)點(diǎn)的+5V供應(yīng)及相對(duì)于共同節(jié)點(diǎn)的-5V供應(yīng)。每一調(diào)節(jié) 器將連接到電池或其它能源且經(jīng)配置以輸出相對(duì)于所述共同節(jié)點(diǎn)的所要經(jīng)調(diào)節(jié)電壓。陣列 驅(qū)動(dòng)器22接收不同電壓電平且根據(jù)正被使用的顯示器寫入過程以適當(dāng)時(shí)序?qū)⑵淝袚Q到行 及列。當(dāng)在數(shù)據(jù)寫入操作期間將陣列的給定行或列從一個(gè)電壓電平切換到另一電壓電平 時(shí)，使電容充電及放電，且功率調(diào)節(jié)器將電流傳遞到顯示陣列30。在數(shù)據(jù)寫入操作之間，不 執(zhí)行切換，且電容器維持其現(xiàn)有電荷電平。在這些時(shí)間處正被供應(yīng)的唯一電流是由于通過 電介質(zhì)層的泄漏引起的，所述泄漏非常低。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，上述架構(gòu)可實(shí)施于任何數(shù)目的硬件及/或軟件組 件中且以各種配置來實(shí)施。舉例來說，在一些實(shí)施例中，電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器在電力供應(yīng)50外 部。圖4為經(jīng)配置以供應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)顯示器的電流的尤其有效的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器100的 框圖。電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器100的開銷電流取決于其電流輸出。電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器100具有從輸 入偏置電流產(chǎn)生器110接收輸入偏置電流的輸入級(jí)115及從輸出偏置電流產(chǎn)生器120接收 輸出偏置電流的輸出級(jí)125。輸入級(jí)115經(jīng)配置以驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)125，且輸出級(jí)125經(jīng)配置 以基于參考電壓Vref來向負(fù)載130提供處于電壓Vout的足夠電流Iout。在一些實(shí)施例 中，輸出電壓Vout大致上等于參考電壓Vref。在一些實(shí)施例中，輸出電壓Vout小于或大于 Vref。在圖4中所示的實(shí)施例中，電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器100經(jīng)配置以向負(fù)載130放出處于電壓 Vout的電流lout，其中Vout大致上等于Vref。此架構(gòu)的一個(gè)有利方面在于其允許輸入級(jí) 及輸出級(jí)由不同電力供應(yīng)供電。這允許單獨(dú)優(yōu)化每一級(jí)的功率。輸入級(jí)115經(jīng)配置以基于電壓Vout與參考電壓Vref之間的差來將信號(hào)提供到輸 出級(jí)125。輸出級(jí)125經(jīng)配置以基于從輸入級(jí)115接收到的信號(hào)來將電流Iout提供到負(fù)載 130。在圖4中所示的實(shí)施例中，輸入偏置電流產(chǎn)生器110及輸出偏置電流產(chǎn)生器120 中的至少一者經(jīng)配置以至少部分地基于所述輸出電流Iout來產(chǎn)生偏置電流。此特征為尤 其有利的，因?yàn)殡娏?yīng)調(diào)節(jié)器100經(jīng)配置以動(dòng)態(tài)地確定用于輸入級(jí)及輸出級(jí)中的任一者 或兩者的偏置電流?？芍辽俨糠值鼗陔娏鬏敵鯥out來確定所述偏置電流中的一者或一 者以上。至多僅將輸入偏置電流及輸出偏置電流的一部分提供到負(fù)載。因此，未提供到負(fù) 載的任何偏置電流減小效率?；谳敵鲭娏鱅out來動(dòng)態(tài)確定偏置電流中的任一者或兩者 提供尤其有效的電壓供應(yīng)，因?yàn)閮H在需要大的偏置電流時(shí)才產(chǎn)生大的偏置電流。在一些實(shí) 施例中，可選擇性地開啟或關(guān)閉所述動(dòng)態(tài)確定方面。舉例來說，如果電流負(fù)載變得小于特定量，則可通過供應(yīng)小的但足夠的ibias的固定源來供應(yīng)偏置電流。在一些實(shí)施例中，如果可用于負(fù)載的電流不夠，則電壓輸出Vout降低。作為響應(yīng)， 輸入偏置電流產(chǎn)生器110及輸出偏置電流產(chǎn)生器120中的任一者或兩者基于輸出電壓Vout 與參考電壓Vref之間的差來修改對(duì)應(yīng)的偏置電流。輸出電壓Vout與參考電壓Vref之間的相對(duì)較大差指示較大偏置電流在輸入級(jí) 115及輸出級(jí)125中的至少一者中為必要的。因此，當(dāng)存在輸出電壓Vout與參考電壓Vref 之間的相對(duì)較大差時(shí)，輸入偏置電流產(chǎn)生器110及輸出偏置電流產(chǎn)生器120中的任一者或 兩者經(jīng)配置以增加所提供的偏置電流。一旦輸入偏置電流產(chǎn)生器110及輸出偏置電流產(chǎn)生 器120中的任一者或兩者接收到增加的偏置電流，所述產(chǎn)生器便協(xié)作地提供增加的輸出電 流lout。作為響應(yīng)，輸出電壓Vout與參考電壓Vref之間的差將減小。一旦輸出電壓Vout 與參考電壓Vref之間的差足夠小，輸入級(jí)115及輸出級(jí)125中的所述至少一者便停止增加 其偏置電流且將其偏置電流維持在僅稍多于足以向負(fù)載130供應(yīng)足以產(chǎn)生可接受的輸出 電壓Vout的電流。類似地，輸出電壓Vout與參考電壓Vref之間的相對(duì)較小的差指示較小偏置電流 在輸入級(jí)115及輸出級(jí)125中的至少一者中為足夠的。因此，當(dāng)存在輸出電壓Vout與參考 電壓Vref之間的相對(duì)較小的差時(shí)，輸入偏置電流產(chǎn)生器110及輸出偏置電流產(chǎn)生器120中 的任一者或兩者經(jīng)配置以減小所提供的偏置電流。一旦輸入偏置電流產(chǎn)生器110及輸出偏 置電流產(chǎn)生器120中的任一者或兩者接收到減小的偏置電流，所述產(chǎn)生器便協(xié)作地提供減 小的輸出電流lout。作為響應(yīng)，輸出電壓Vout與參考電壓Vref之間的差將增加。一旦輸 出電壓Vout與參考電壓Vref之間的差足夠大，輸入級(jí)115及輸出級(jí)125中的所述至少一 者便停止減小其偏置電流且將其偏置電流維持在僅稍多于足以向負(fù)載130供應(yīng)足以產(chǎn)生 可接受的輸出電壓Vout的電流。圖5A展示可在例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中使用的輸 入級(jí)150的一個(gè)實(shí)施例。輸入級(jí)150具有連接到緩沖級(jí)170的差動(dòng)放大器160。緩沖級(jí)170 產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)可用作輸出級(jí)(例如，圖4的輸出級(jí)125)的輸入。差動(dòng)放大器160經(jīng)配置以接收參考電壓Vref及反饋電壓Vfb。在一些系統(tǒng)中，可 基于電壓供應(yīng)調(diào)節(jié)器的輸出電壓來產(chǎn)生反饋電壓Vfb。通過差動(dòng)放大器160來放大參考電 壓Vref與反饋電壓Vfb之間的差，差動(dòng)放大器160驅(qū)動(dòng)ρ跟隨器152。ρ跟隨器152的輸 出為用于輸出級(jí)的輸入信號(hào)，且還用以產(chǎn)生偏置電流ibias_buf，偏置電流ibias_buf為用 于P跟隨器152的偏置電流。偏置電流ibias_buf由鏡晶體管154產(chǎn)生，鏡晶體管154鏡射 負(fù)載晶體管156中的電流。二極管連接式負(fù)載晶體管156充當(dāng)主動(dòng)晶體管158的負(fù)載。因 此，差動(dòng)放大器160用基于電壓Vref與反饋電壓Vfb之間的差的電壓來驅(qū)動(dòng)ρ跟隨器152。 P跟隨器152產(chǎn)生用于輸出級(jí)的輸入信號(hào)，其中所述輸入信號(hào)還驅(qū)動(dòng)主動(dòng)晶體管158，從而 在其中感應(yīng)出電流。由負(fù)載裝置156放出所述感應(yīng)電流且由鏡晶體管154鏡射所述感應(yīng)電 流。鏡射電流為用于P跟隨器152的偏置電流ibias_buf。因此，當(dāng)用于輸出級(jí)的輸入信號(hào) 較高時(shí)，用于P跟隨器152的偏置電流較高。類似地，當(dāng)用于輸出級(jí)的輸入信號(hào)較低時(shí)，用 于P跟隨器152的偏置電流較低。在一些實(shí)施例中，額外電流源(未圖示)也可提供用于P跟隨器152的偏置電流。 額外電流源可提供一定量的偏置電流，其以不同于鏡154的電流的方式取決于調(diào)節(jié)器的輸
11出電流。在一些實(shí)施例中，額外電流源提供大致上獨(dú)立于所述調(diào)節(jié)器的輸出電流的電流。舉 例來說，額外電流源可提供大致上固定的電流，使得即使基于輸出電流的電流非常低，所述 偏置電流仍至少等于來自固定的額外電流源的電流。輸入級(jí)150可用以產(chǎn)生用于輸出級(jí)的信號(hào)Vo，其中所述輸出級(jí)經(jīng)配置以基于由輸 入級(jí)150產(chǎn)生的信號(hào)來產(chǎn)生輸出電壓Vout。因?yàn)棣迅S器裝置152的偏置電流是至少部分 地基于參考電壓Vref與反饋電壓Vfb之間的差而產(chǎn)生的，且因?yàn)榉答侂妷篤fb是基于輸出 電壓Vout (其是基于電流輸出)而產(chǎn)生的，所以ρ跟隨器裝置152的偏置電流取決于供應(yīng) 電壓調(diào)節(jié)器的電流輸出。圖5B展示可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸入 級(jí)200的另一實(shí)施例。輸入級(jí)200包括由晶體管XDPN及XDPP形成的差動(dòng)對(duì)、由晶體管XBl 及XB2形成的動(dòng)態(tài)尾電流產(chǎn)生器、二極管連接式負(fù)載晶體管XLN及XLP、鏡晶體管XNMl及 XNM2、由晶體管XPSl到XPS3形成的正電流減法器、由晶體管XNSl到XNS3形成的負(fù)電流減 法器以及鏡晶體管XNSMl及XNSM2。偏置尾電流產(chǎn)生器動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生用于所述差動(dòng)對(duì)的電流。將尾電流產(chǎn)生器的總電流 提供到差動(dòng)對(duì)晶體管XDPN及XDPP，且通過晶體管XDPN及XDPP將所述總電流傳導(dǎo)到負(fù)載晶 體管XLN及XLP。因?yàn)榫w管XDPN及XDPP被連接為差動(dòng)對(duì)，所以晶體管XDPN及XDPP中 的每一者中的電流分別取決于晶體管XDPN及XDPP的柵極電壓Vfb與Vref的差。舉例來 說，如果Vfb低于Vref，則流經(jīng)XDPN的電流將多于流經(jīng)XDPP的電流。如將看出，動(dòng)態(tài)偏置 尾電流產(chǎn)生是基于差動(dòng)對(duì)電流的差。當(dāng)差動(dòng)對(duì)電流的差為小時(shí)，提供最小偏置尾電流，且當(dāng) 所述差較大時(shí)，提供較大偏置尾電流。輸入級(jí)200具有由晶體管XPSl到XPS3形成的正電流減法器，所述減法器提供用 于偏置尾電流晶體管XBl的偏置電壓。晶體管XBl將把偏置電流提供到所述差動(dòng)對(duì)，所述 偏置電流是從所述正電流減法器的晶體管XPS3所鏡射的。晶體管XPS3向晶體管XPSl放 出一定量的電流，根據(jù)等式Ixps3 = Ixpsi-Ixps2，所述電流取決于XPSl的電流與XPS2的電流的 差。XPSl中的電流是從負(fù)載晶體管XLP所鏡射的，且因此取決于所述差動(dòng)對(duì)的晶體管XDPP 中的電流。XPS2中的電流是通過鏡晶體管XNM2及XNMl從負(fù)載晶體管XLN所鏡射的，且因 此取決于所述差動(dòng)對(duì)的晶體管XDPN中的電流。因此，XPS3中的電流是基于所述差動(dòng)對(duì)中 的電流之間的差，其中如果XDPP中的電流大于XDPN中的電流，則XPS3中的電流為基于所 述差的量值的正量。因此，偏置尾電流晶體管XBl基于所述差動(dòng)對(duì)中的電流之間的差的量 值來將電流提供到所述差動(dòng)對(duì)。因?yàn)閄PS3無法放出負(fù)電流，所以如果XDPP中的電流小于 XDPN中的電流，則XPS3不向晶體管XPSl放出電流，且偏置尾電流晶體管XBl同樣不向所述 差動(dòng)對(duì)放出電流。輸入級(jí)200具有由晶體管XNSl到XNS3形成的負(fù)電流減法器，所述減法器提供用 于偏置尾電流晶體管XB2的偏置電壓。晶體管XB2將把偏置電流提供到所述差動(dòng)對(duì)，所述 偏置電流是通過鏡晶體管XNSMl及XNSM2從負(fù)電流減法器的晶體管XNS3所鏡射的。晶體 管XNS3從晶體管XNS2汲取一定量的電流，根據(jù)等式Ixns3 = Ixns2-Ixnsi，所述電流取決于XNS2 的電流與XNSl的電流的差。XNSl中的電流是從負(fù)載晶體管XLP所鏡射的，且因此取決于 所述差動(dòng)對(duì)的晶體管XDPP中的電流。XNS2中的電流是通過鏡晶體管XNM2及XNMl從負(fù)載 晶體管XLN所鏡射的，且因此取決于所述差動(dòng)對(duì)的晶體管XDPN中的電流。因此，XNS3中的
12電流是基于所述差動(dòng)對(duì)中的電流之間的差，其中如果XDPN中的電流大于XDPP中的電流，則 XNS3中的電流為基于所述差的量值的正量。因此，偏置尾電流晶體管XB3基于所述差動(dòng)對(duì) 中的電流之間的差的量值來將電流提供到所述差動(dòng)對(duì)。因?yàn)閄NS3無法汲取負(fù)電流，所以如 果XDPN中的電流小于XDPP中的電流，則XNS3不從晶體管XNS2汲取電流，且偏置尾電流晶 體管XB3同樣不向所述差動(dòng)對(duì)放出電流。在一些實(shí)施例中，額外電流源XBO也可提供用于所述差動(dòng)對(duì)的偏置電流。額外電 流源XBO可提供一定量的偏置電流，其以不同于偏置尾電流晶體管XBl及XB2的電流的方 式取決于調(diào)節(jié)器的輸出電流。在一些實(shí)施例中，額外電流源XBO提供大致上獨(dú)立于所述調(diào) 節(jié)器的輸出電流的電流。舉例來說，額外電流源XBO可提供大致上固定的電流，使得即使基 于輸出電流的電流非常低，所述偏置電流仍至少等于來自額外電流源XBO的電流。輸入級(jí)200可用以產(chǎn)生用于輸出級(jí)的差動(dòng)信號(hào)(Vop-Von)，其中所述輸出級(jí)經(jīng)配 置以基于由輸入級(jí)200產(chǎn)生的信號(hào)來產(chǎn)生輸出電壓Vout。因?yàn)樗霾顒?dòng)對(duì)的偏置尾電流是 至少部分地基于參考電壓Vref與反饋電壓Vfb之間的差而產(chǎn)生的，且因?yàn)榉答侂妷篤fb是 基于輸出電壓Vout (其是基于電流輸出)而產(chǎn)生的，所以所述差動(dòng)對(duì)的偏置尾電流取決于 供應(yīng)電壓調(diào)節(jié)器的電流輸出。圖6A展示可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸出 級(jí)250的實(shí)施例。輸出級(jí)250包括信號(hào)晶體管XS、偏置晶體管XB、鏡晶體管XM及運(yùn)算跨導(dǎo) 放大器OTA。信號(hào)晶體管XS (例如，從圖4的輸入級(jí))接收輸入信號(hào)且根據(jù)所接收的信號(hào)來汲 取電流。當(dāng)在例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中使用輸出級(jí)250時(shí)， 偏置晶體管XB放出用于信號(hào)晶體管XS且用于負(fù)載的輸出電流的偏置電流，其中所述輸出 電流為由偏置晶體管XB放出的電流減去由信號(hào)晶體管XS汲取的電流。所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié) 器通過以下方式來操作修改輸入信號(hào)，使得如果負(fù)載需要較多電流，則信號(hào)晶體管汲取較 少電流，從而給負(fù)載留下較多電流。類似地，如果負(fù)載需要較少電流，則修改輸入信號(hào)，使得 信號(hào)晶體管汲取較多電流，從而給負(fù)載留下較少電流。偏置晶體管XB基于通過鏡晶體管XM從OTA鏡射來的參考電流來放出所述偏置 電流。在此實(shí)施例中，OTA基于參考電壓Vref與反饋電壓Vfb之間的差來產(chǎn)生電流。因?yàn)?Vfb是基于所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的電壓輸出而產(chǎn)生的，所以參考電壓Vref與反饋電壓之間 的差與所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的電流輸出有關(guān)。因此，輸出級(jí)250的偏置電流至少部分地基 于所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的電流輸出。對(duì)電流的調(diào)整允許偏置晶體管XB在需要大量電流時(shí) 提供大量電流且在較少電流為足夠時(shí)提供較少電流。另外，由于對(duì)偏置電流的動(dòng)態(tài)控制，晶 體管XB可小于提供大電流原本所需的大小。較小的大小使得電路的功率及面積效率更好。在一些實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器的輸出旨在作為主導(dǎo)極點(diǎn)。因此，與偏置電流控制相關(guān)聯(lián) 的極點(diǎn)必須處于相對(duì)較高的頻率以實(shí)現(xiàn)良好的相位裕量。舉例來說，這可通過使用電流模 式控制以使得與偏置控制相關(guān)聯(lián)的所有節(jié)點(diǎn)具有相對(duì)較低的阻抗來實(shí)現(xiàn)。遵循此原理，圖 6A的OTA產(chǎn)生與調(diào)節(jié)器輸出與目標(biāo)調(diào)節(jié)電平之間的差成比例的輸出電流。在一些實(shí)施例 中，所述OTA在低電壓供應(yīng)下操作以減少功率消耗。在一些實(shí)施例中，額外電流源(未圖示)也可提供用于信號(hào)晶體管XS且用于負(fù)載 的輸出電流的偏置電流。額外電流源可提供一定量的偏置電流，所述偏置電流以不同于偏置晶體管XB的電流的方式取決于調(diào)節(jié)器的輸出電流。在一些實(shí)施例中，額外電流源提供大 致上獨(dú)立于所述調(diào)節(jié)器的輸出電流的電流。舉例來說，額外電流源可提供大致上固定的電 流，使得即使基于輸出電流的電流非常低，所述偏置電流仍至少等于來自固定的額外電流 源的電流。圖6B展示可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸出 級(jí)300的另一實(shí)施例。輸出級(jí)300包括信號(hào)晶體管XS、偏置輸入晶體管XBIN、鏡晶體管XM 及偏置晶體管XB。信號(hào)晶體管XS (例如，從圖4的輸入級(jí))接收輸入信號(hào)且根據(jù)所接收的信號(hào)來汲 取電流。當(dāng)在例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中使用輸出級(jí)300時(shí)， 偏置晶體管XB放出用于信號(hào)晶體管XS且用于負(fù)載的輸出電流的偏置電流，其中所述輸出 電流為由偏置晶體管XB放出的電流減去由信號(hào)晶體管XS汲取的電流。所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié) 器通過以下方式來操作修改輸入信號(hào)，使得如果負(fù)載需要較多電流，則信號(hào)晶體管XS汲 取較少電流，從而給負(fù)載留下較多電流。類似地，如果負(fù)載需要較少電流，則修改輸入信號(hào)， 使得信號(hào)晶體管XS汲取較多電流，從而給負(fù)載留下較少電流。偏置晶體管XB基于通過鏡晶體管XM從偏置輸入晶體管XBIN所鏡射的參考電流 來放出所述偏置電流。在一些實(shí)施例中，用于偏置輸入晶體管XBIN的輸入是由電源調(diào)節(jié)器 基于向負(fù)載放出的電流而產(chǎn)生的。舉例來說，在一些實(shí)施例中，用于偏置輸入晶體管XBIN 的輸入是基于基于所述調(diào)節(jié)器的輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差。因?yàn)橛糜谄幂斎?晶體管XBIN的輸入是基于電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的電流輸出而產(chǎn)生的，所以輸出級(jí)300的偏置電 流至少部分地基于電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的電流輸出。在一些實(shí)施例中，額外電流源(未圖示)也可提供用于信號(hào)晶體管XS且用于負(fù)載 的輸出電流的偏置電流。額外電流源可提供一定量的偏置電流，其以不同于偏置晶體管XB 的電流的方式取決于調(diào)節(jié)器的輸出電流。在一些實(shí)施例中，額外電流源提供大致上獨(dú)立于 所述調(diào)節(jié)器的輸出電流的電流。舉例來說，額外電流源可提供大致上固定的電流，使得即使 基于輸出電流的電流非常低，所述偏置電流仍至少等于來自固定的額外電流源的電流。圖6C展示可用于例如圖4中所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中的輸出 級(jí)350的又一實(shí)施例。輸出級(jí)350包括信號(hào)晶體管XS、偏置輸入晶體管XBIN、偏置參考晶 體管ΧΒ0、鏡晶體管XMl及XM2以及偏置晶體管XB。信號(hào)晶體管XS接收輸入信號(hào)且根據(jù)所接收的信號(hào)來汲取電流。當(dāng)在例如圖4中 所示的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器等電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器中使用輸出級(jí)350時(shí)，偏置晶體管XB放出用于信 號(hào)晶體管XS且用于負(fù)載的輸出電流的偏置電流，其中所述輸出電流為由偏置晶體管XB放 出的電流減去由信號(hào)晶體管XS汲取的電流。所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器通過以下方式來操作修 改輸入信號(hào)，使得如果負(fù)載需要較多電流，則信號(hào)晶體管XS汲取較少電流，從而給負(fù)載留 下較多電流。類似地，如果負(fù)載需要較少電流，則修改輸入信號(hào)，使得信號(hào)晶體管XS汲取較 多電流，從而給負(fù)載留下較少電流。偏置晶體管XB基于通過鏡晶體管XMl及XM2從偏置參考晶體管XBO所鏡射的參 考電流來放出所述偏置電流。偏置參考晶體管XBO中的電流等于由電流參考IREF放出的 未被偏置輸入晶體管XBIN汲取的電流。在此實(shí)施例中，用于偏置輸入晶體管XBIN的輸入 與用于信號(hào)晶體管XS的輸入相同，且是由電源調(diào)節(jié)器基于向負(fù)載放出的電流而產(chǎn)生的。舉
14例來說，在一些實(shí)施例中，用于偏置輸入晶體管XBIN且用于信號(hào)晶體管XS的輸入是基于基 于所述調(diào)節(jié)器的輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差。因?yàn)橛糜谄幂斎刖w管XBIN的 輸入是基于電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的電流輸出而產(chǎn)生的，所以輸出級(jí)350的偏置電流至少部分地 基于電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器的電流輸出。在一些實(shí)施例中，額外電流源(未圖示)也可提供用于信號(hào)晶體管XS且用于負(fù)載 的輸出電流的偏置電流。額外電流源可提供一定量的偏置電流，所述偏置電流以不同于偏 置晶體管XB的電流的方式取決于調(diào)節(jié)器的輸出電流。在一些實(shí)施例中，額外電流源提供大 致上獨(dú)立于所述調(diào)節(jié)器的輸出電流的電流。舉例來說，額外電流源可提供大致上固定的電 流，使得即使基于輸出電流的電流非常低，所述偏置電流仍至少等于來自固定的額外電流 源的電流。圖7展示電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器400的實(shí)施例，所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器400經(jīng)配置以放出 用于負(fù)載的供應(yīng)電流，且至少部分地基于所述調(diào)節(jié)器的電流輸出來產(chǎn)生輸入偏置電流及輸 出偏置電流兩者。電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器400具有輸入級(jí)410、輸出級(jí)420及反饋級(jí)430。輸入級(jí) 410類似于圖5B的輸入級(jí)200，輸出級(jí)420類似于圖6B的輸出級(jí)300。在此實(shí)施例中，輸出級(jí)420由電力供應(yīng)電壓VPHV來供電，且輸入級(jí)410由電力供 應(yīng)電壓VDDA來供電。因?yàn)樵谝恍?shí)施例中輸入級(jí)410可在較低供應(yīng)電壓下操作，所以VDDA 可小于VPHV。這允許輸入級(jí)410以較低功率消耗來操作。在一些實(shí)施例中，所述輸出級(jí)也 在較低供應(yīng)電壓下操作。在一些實(shí)施例中，所述輸出級(jí)可經(jīng)配置以選擇性地在所述調(diào)節(jié)器 的電流輸出為高時(shí)以VPHV來操作且在所述調(diào)節(jié)器的電流輸出低于閾值時(shí)以VDDA來操作。反饋級(jí)430為經(jīng)配置以用除法因子來編程的開關(guān)電容器除法器電路。在此實(shí)施例 中，反饋級(jí)430采用電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器420的電壓輸出且根據(jù)其編程來將其劃分。在此配置 的情況下，輸出電壓將大致上等于所述除法因子乘以參考電壓Vref。圖8展示電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器350的實(shí)施例，所述電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器350經(jīng)配置以放出 用于負(fù)載的供應(yīng)電流，且至少部分地基于所述調(diào)節(jié)器的電流輸出來產(chǎn)生輸入偏置電流及輸 出偏置電流兩者。電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器350具有輸入級(jí)360、輸出級(jí)370及反饋級(jí)380。輸入級(jí) 360類似于圖5A的輸入級(jí)150，且輸出級(jí)370類似于圖6A的輸出級(jí)250，且反饋級(jí)380類似 于圖7的反饋級(jí)430。雖然在此示意圖中展示為單獨(dú)的裝置，但一些實(shí)施例將電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器350的一 個(gè)或一個(gè)以上部分與不同架構(gòu)集成。舉例來說，可將輸出級(jí)370的OTA與輸入級(jí)360的放 大器集成以在兩個(gè)放大器之間實(shí)現(xiàn)較好的性能匹配。如圖所示，放大器355通過P源極跟隨器357來驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)370的N型下拉裝置 359。由于所述放大器正驅(qū)動(dòng)N下拉裝置359，所以其輸出可在有限范圍內(nèi)擺動(dòng)。這允許用 于所述放大器的較低供應(yīng)電壓，從而導(dǎo)致較低功率消耗。P型源極跟隨器357用于實(shí)現(xiàn)至少兩個(gè)目的。首先，其向放大器的輸出提供緩沖 器且因此在不引入低頻率極點(diǎn)的情況下使高增益放大器的使用成為可能。其次，其使誤差 放大器的輸出的電平向上偏移，因此向N下拉裝置359提供額外的過驅(qū)動(dòng)。在圖8中所示 的實(shí)施例中，電平偏移的量為下拉電流(通過經(jīng)由P裝置361將電流反饋回到源極跟隨器 中)的函數(shù)。因此，當(dāng)調(diào)節(jié)器汲取電流較大時(shí)，電平偏移較大。這有助于減少N下拉裝置的 所需大小。
雖然以上詳細(xì)描述已展示、描述且指出了適用于各種實(shí)施例的新穎特征，但將理 解，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不偏離本發(fā)明的精神的情況下對(duì)所說明的裝置或工藝的形式 及細(xì)節(jié)做出各種省略、替換及改變。如將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可在不提供本文中所陳述的所有特 征及益處的形式內(nèi)體現(xiàn)，因?yàn)橐恍┨卣骺膳c其它特征分開使用或?qū)嵺`。
權(quán)利要求
一種電壓調(diào)節(jié)器電路，其包含具有輸入偏置電流的輸入級(jí)；及具有輸出偏置電流的輸出級(jí)，所述輸出級(jí)經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出電流，其中所述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的至少一者至少部分地取決于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的至少 一者至少部分地取決于所述輸出電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其進(jìn)一步包含大致上固定電流源及可變電流源，其 中所述電路經(jīng)配置以至少部分地基于所述輸出電流而將所述固定電流源及所述可變電流 源中的至少一者連接到節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其中所述可變電流源至少部分地依據(jù)基于所述經(jīng)調(diào)節(jié) 的輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差而改變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的電路，其進(jìn)一步包含具有尾電流及差動(dòng) 輸入電壓的差動(dòng)對(duì)，其中所述尾電流至少部分地取決于所述差動(dòng)輸入電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其中所述差動(dòng)對(duì)產(chǎn)生差動(dòng)輸出電流，且包含第一及第 二可變尾電流產(chǎn)生器，其中所述第一及第二尾電流產(chǎn)生器經(jīng)配置以基于所述差動(dòng)輸出電流 的相反極性而產(chǎn)生尾電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一權(quán)利要求所述的電路，其中所述輸入級(jí)具有輸入供應(yīng)電 壓，且所述輸出級(jí)具有輸出供應(yīng)電壓，且所述輸入供應(yīng)電壓不同于所述輸出供應(yīng)電壓。
8.—種控制電壓調(diào)節(jié)器電路的輸出級(jí)中的偏置電流的方法，所述電路經(jīng)配置以提供大 致上處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的電流，所述方法包含感測(cè)基于所述輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差；及基于所述差而產(chǎn)生偏置電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述差增加的情況下增加所述偏置電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述差減小到低于閾值的情況下 維持固定偏置電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包含依據(jù)所述輸出電 壓與所述參考電壓之間的差來產(chǎn)生用于放大器電路中的差動(dòng)晶體管對(duì)的尾電流量。
12.—種電壓調(diào)節(jié)器電路，其包含輸入級(jí)；及具有輸出偏置電流的輸出級(jí)，所述輸出級(jí)可選擇性地連接到固定電流源及連接到可變 電流源。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路，其經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出電 流，其中所述可變電流源的電流經(jīng)配置以至少部分地基于所述輸出電壓而改變。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的電路，其經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出 電流，其中所述輸出級(jí)經(jīng)配置以在基于所述輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差低于閾值 時(shí)連接到固定電流。2
15.根據(jù)權(quán)利要求12到14中任一權(quán)利要求所述的電路，其經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的 輸出電壓的輸出電流，其中所述輸出級(jí)經(jīng)配置以在基于所述輸出電壓的電壓與參考電壓之 間的差高于閾值時(shí)連接到所述可變電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求12到15中任一權(quán)利要求所述的電路，其中所述輸入級(jí)可選擇性地連 接到固定輸入電流源及連接到可變輸入電流源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電路，其經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出電 流，其中所述可變輸入電流源的電流經(jīng)配置以至少部分地基于所述輸出電壓而改變。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的電路，其中當(dāng)所述輸入級(jí)連接到所述固定輸入電流源 時(shí)，所述可變輸入電流源配置成被斷開，且當(dāng)所述輸出級(jí)連接到所述固定輸出電流源時(shí)，所 述可變輸出電流源配置成被斷開。
19.一種電壓調(diào)節(jié)器電路，其包含具有輸入偏置電流的輸入級(jí)；及具有輸出偏置電流的輸出級(jí)，所述輸出級(jí)經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出 電流，其中所述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的至少一者至少部分地基于基于所述 輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電路，其進(jìn)一步包含具有尾電流及差動(dòng)輸入電壓的差動(dòng) 對(duì)，其中所述尾電流至少部分地基于所述差動(dòng)輸入電壓。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電路，其中所述差動(dòng)對(duì)產(chǎn)生差動(dòng)輸出電流，且包含第一及 第二可變尾電流產(chǎn)生器，其中所述第一及第二尾電流產(chǎn)生器經(jīng)配置以基于所述差動(dòng)輸出電 流的相反極性而產(chǎn)生尾電流。
22.—種顯示器，其包含多個(gè)雙穩(wěn)態(tài)顯示元件；及電壓調(diào)節(jié)器電路，所述電壓調(diào)節(jié)器電路包含具有輸入偏置電流的輸入級(jí)；及具有輸出偏置電流的輸出級(jí)，所述輸出級(jí)經(jīng)配置以供應(yīng)處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出 電流，其中所述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的至少一者至少部分地基于所述輸出 電流。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的顯示器，其中所述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的 至少一者至少部分地基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的顯示器，其進(jìn)一步包含大致上固定電流源及可變電流 源，其中所述電路經(jīng)配置以至少部分地基于所述輸出電流而將所述固定電流源及所述可變 電流源中的至少一者連接到節(jié)點(diǎn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的顯示器，其中所述可變電流源至少部分地基于基于所述經(jīng) 調(diào)節(jié)的輸出電壓的電壓與參考電壓之間的差而改變。
26.根據(jù)權(quán)利要求22到25中任一權(quán)利要求所述的顯示器，其進(jìn)一步包含具有尾電流及 差動(dòng)輸入電壓的差動(dòng)對(duì)，其中所述尾電流至少部分地基于所述差動(dòng)輸入電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求22到26中任一權(quán)利要求所述的顯示器，其中所述輸入級(jí)具有輸入供3應(yīng)電壓，且所述輸出級(jí)具有輸出供應(yīng)電壓，且所述輸入供應(yīng)電壓不同于所述輸出供應(yīng)電壓。
28.—種電壓調(diào)節(jié)器電路，其包含用于產(chǎn)生處于經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的輸出電流的裝置； 用于接收輸入信號(hào)且驅(qū)動(dòng)所述輸出電流產(chǎn)生裝置的裝置； 用于產(chǎn)生用于所述輸出電流產(chǎn)生裝置的輸出偏置電流的裝置；及 用于產(chǎn)生用于所述接收裝置的輸入偏置電流的裝置，其中所述輸入偏置電流及所述輸出偏置電流中的至少一者至少部分地取決于所述輸 出電流。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電路，其中所述輸出電流產(chǎn)生裝置包含輸出級(jí)的至少一部分。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的電路，其中所述接收裝置包含輸入級(jí)的至少一部分。
31.根據(jù)權(quán)利要求28到30中任一權(quán)利要求所述的電路，其中所述輸出偏置產(chǎn)生裝置包 含輸出級(jí)的至少一部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求28到31中任一權(quán)利要求所述的電路，其中所述輸出偏置產(chǎn)生裝置包 含輸出級(jí)的至少一部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述輸出級(jí)包含大致上固定電流源及可變電流 源，其中所述電路經(jīng)配置以至少部分地基于所述輸出電流而將所述固定電流源及所述可變 電流源中的至少一者連接到節(jié)點(diǎn)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的電路，其中所述輸入級(jí)包含具有尾電流及差動(dòng)輸入電壓的 差動(dòng)對(duì)，其中所述尾電流至少部分地取決于所述差動(dòng)輸入電壓。
全文摘要
本發(fā)明揭示具功率效率的電力供應(yīng)調(diào)節(jié)器電路。所述電路經(jīng)配置以根據(jù)電流負(fù)載來修改其開銷電流。這尤其有利于在具有廣泛變化的電流負(fù)載的顯示裝置中使用。此類顯示器包括雙穩(wěn)態(tài)顯示器，例如干涉式調(diào)制顯示器、LCD顯示器及DMD顯示器。
文檔編號(hào)G05F1/565GK101978334SQ200980109330
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者薩梅爾·瓦德瓦 申請(qǐng)人:高通Mems科技公司