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A 10-bit Source-Driver IC With Charge-Modulation DAC for Enhanced Frame-Rate Mobile OLED Displays
IEEE Journal of Solid-State Circuits ( IF 4.6 ) Pub Date : 2024-08-23 , DOI: 10.1109/jssc.2024.3442248 Yousung Park 1 , Gyeong-Gu Kang 1 , Gyu-Wan Lim 1 , Seunghwa Shin 1 , Yong-Sung Ahn 2 , Wonyoun Kim 2 , Hyun-Sik Kim 1
IEEE Journal of Solid-State Circuits ( IF 4.6 ) Pub Date : 2024-08-23 , DOI: 10.1109/jssc.2024.3442248 Yousung Park 1 , Gyeong-Gu Kang 1 , Gyu-Wan Lim 1 , Seunghwa Shin 1 , Yong-Sung Ahn 2 , Wonyoun Kim 2 , Hyun-Sik Kim 1
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This article presents a 10-bit source-driver IC (SD-IC) developed for mobile displays. Conventional area-efficient designs tend to compromise digital-to-analog conversion (DAC) speed, increasing the 1-horizontal (1-H) time. To overcome the tradeoff between area efficiency and speed, this work proposes the parallel injection of a voltage-interpolative charge during the main output drive. The charge-modulation (QM) DAC, central to this mechanism, offers competitive area efficiency and true-dc voltage interpolation, ensuring linearity. In addition, we introduce the correlated double integrating (CDI) technique that effectively cancels errors arising during voltage-to-charge conversion (VQC). Moreover, this work also presents a low-overhead approach to enhancing the slew rate in buffer amplifier design. The prototype 600-channel SD-IC was fabricated in a 180-nm CMOS process. The maximum differential nonlinearity (DNL) and integral nonlinearity (INL) were measured to be 0.21 and 1.21 LSB, respectively, with a 1-LSB voltage of 4.5 mV. The maximum deviation of voltage outputs (DVOs) was 11.5 mV. The proposed 10-bit SD-IC features a die area of $3315~\mu $
m2 per channel and a 1-H time of $1.5~\mu $
s. A slew rate of 22 V/
$\mu $
s was achieved with $C_{\textrm {LOAD}} =100$ pF.
中文翻译:
带有电荷调制 DAC 的 10 位源极驱动器 IC,用于增强帧速率移动 OLED 显示器
本文介绍了一种为移动显示器开发的 10 位源驱动器 IC (SD-IC)。传统的面积高效设计往往会降低数模转换 (DAC) 速度,从而增加 1 水平 (1H) 时间。为了克服面积效率和速度之间的权衡,这项工作提出了在主输出驱动期间并联注入电压插值电荷。电荷调制 (QM) DAC 是该机制的核心,提供有竞争力的面积效率和真直流电压插值,确保线性度。此外,我们还介绍了相关双积分 (CDI) 技术,该技术可有效消除电压-电荷转换 (VQC) 过程中出现的误差。此外,这项工作还提出了一种低开销方法来提高缓冲放大器设计中的转换速率。原型 600 通道 SD-IC 采用 180 纳米 CMOS 工艺制造。在 4.5 mV 的 1 LSB 电压下,测得的最大微分非线性 (DNL) 和积分非线性 (INL) 分别为 0.21 和 1.21 LSB。电压输出 (DVO) 的最大偏差为 11.5 mV。所提出的 10 位 SD-IC 具有每通道 $3315~\mu $ m2 的芯片面积和 $1.5~\mu $ s 的 1-H 时间。使用 $C_{\textrm {LOAD}} =100$ pF 实现了 22 V/ $\mu $ s 的转换速率。
更新日期:2024-08-23
中文翻译:
带有电荷调制 DAC 的 10 位源极驱动器 IC,用于增强帧速率移动 OLED 显示器
本文介绍了一种为移动显示器开发的 10 位源驱动器 IC (SD-IC)。传统的面积高效设计往往会降低数模转换 (DAC) 速度,从而增加 1 水平 (1H) 时间。为了克服面积效率和速度之间的权衡,这项工作提出了在主输出驱动期间并联注入电压插值电荷。电荷调制 (QM) DAC 是该机制的核心,提供有竞争力的面积效率和真直流电压插值,确保线性度。此外,我们还介绍了相关双积分 (CDI) 技术,该技术可有效消除电压-电荷转换 (VQC) 过程中出现的误差。此外,这项工作还提出了一种低开销方法来提高缓冲放大器设计中的转换速率。原型 600 通道 SD-IC 采用 180 纳米 CMOS 工艺制造。在 4.5 mV 的 1 LSB 电压下,测得的最大微分非线性 (DNL) 和积分非线性 (INL) 分别为 0.21 和 1.21 LSB。电压输出 (DVO) 的最大偏差为 11.5 mV。所提出的 10 位 SD-IC 具有每通道 $3315~\mu $ m2 的芯片面积和 $1.5~\mu $ s 的 1-H 时间。使用 $C_{\textrm {LOAD}} =100$ pF 实现了 22 V/ $\mu $ s 的转换速率。