新型低功耗金属氧化物TFT集成行驱动电路

金属氧化物薄膜晶体管(TFT)属于耗尽型器件,其集成的TFT的行驱动电路一般采用双负电源方案,存在与外围驱动芯片的匹配困难和功耗较大的不足。本文设计了一种新型耦合电路结构,可以产生比负电源更低的电压从而完全关闭输出模块的下拉晶体管,防止氧化物TFT耗尽模式引起的电流泄露问题,并由此设计了新型氧化物TFT行驱动电路拓扑。由于只采用一个负电源,其电源电压范围比采用双负电源方案的小,从而节省了功耗且有利于与外围驱动芯片的匹配连接。实验结果表明,基于刻蚀阻挡层(ESL)结构的氧化物TFT工艺,在玻璃衬底上成功制备了该行驱动电路,在电阻负载R L=3 kΩ和容性负载C L=30 pF下,所设计的行驱动电路在33.3 kHz时钟频率下实现脉宽10μs的全摆幅输出,每级功耗仅为160μW。基于新型耦合电路结构的行驱动电路能够满足60 Hz的刷新频率的1980×1080分辨率的显示需求。     

金属氧化物TFT阈值对LCD显示屏可靠性的影响

TFT的器件特性是影响氧化物TFT驱动的LCD显示屏良率的关键因素。本文研究了氧化物TFT的关键特性参数(阈值,稳定性)对窄边框LCD显示屏的良率和可靠性的影响。氧化物TFT阈值过负,将会导致TFT无法正常关断,而使显示屏的外围移位寄存器(VSR)电路失效。另外,在显示区域用于像素驱动的氧化物TFT的高温和背光照射下阈值持续负向漂移,最终会导致显示区域的驱动TFT漏电流过大,从而使显示屏出现串扰和残影不良。     

氧化物薄膜晶体管研究进展

氧化物半导体材料因其载流子迁移率高、制备温度低、电学均匀性好、对可见光透明和成本低等优势,被认为是最适合驱动有机发光二极管的薄膜晶体管(TFT)的半导体有源材料之一.目前氧化物TFT已成功地应用在平板显示的驱动背板上.本文从氧化物TFT的历史和发展状况出发,先介绍了氧化物半导体材料及其载流子输运机理,然后详细介绍了氧化物TFT的结构、制备方法以及电学稳定性,接着介绍了近些年来氧化     

用液晶驱动芯片驱动有机发光显示屏的设计

应用TFT液晶驱动芯片设计了一个TFT有机发光显示屏用的驱动电路。目前有机发光显示屏(OLED)是平板显示领域的研究热点,在研制长寿命、高稳定的器件方面取得了一定的进展,但与之配套的驱动电路还不是很成熟,而且专用芯片又价格昂贵。液晶显示器件的配套驱动芯片功能比较完善,且价格低廉,所以应用TFT液晶驱动芯片设计了TFT有机发光显示屏用的驱动电路很有实际意义。比较了TFT LCD与TFT OLED驱动原理的异同点,从原理上探讨了将TFT LCD用的驱动芯片加以改造,使其可用于驱动TFT OLED,并采用三星公司的TFT液晶驱动芯片S6C0655和S6C0671设计了一个驱动64×3×80的全彩色OLED显示屏的驱动电路。     

基于a-IGZO TFT的AMOLED像素电路稳定性的仿真研究

非晶铟镓锌氧化物薄膜晶体管(a-IGZO TFT)有望在有源矩阵有机发光显示(AMOLED)像素电路中得到实际应用,但其电压偏置效应仍会引起电路特性的不稳定。本文利用实验室制备的a-IGZO TFT器件进行参数提取并建立了SPICE仿真模型,通过拟合得到了它的阈值电压随时间变化的方程。在此基础上,采用SPICE软件对基于a-IGZO TFT的2T1C和3T1C两种AMOLED像素电路的稳定性进行了比较研究,证明3T1C电路对阈值电压偏移确实存在一定的补偿效果。最后讨论了进一步改善AMOLED像素电路稳定特性的方法和实际效果。     

一种有源有机发光显示屏(AM-OLED)驱动电路的设计

介绍一种有源有机发光显示屏(AM-OLED)的驱动电路的设计方法。像素驱动电路采用常用的两管电路结构,依据此像素驱动电路,提出一种利用多晶硅TFT将部分外围驱动电路集成于衬底的设计方法和电路结构。采用互补的多晶硅TFT管设计屏上移位寄存器,传输门等模块,将部分外围驱动电路集成于OLED显示屏的衬底上,极大地减小了数据信号线的数目,降低了屏内信号线布线和屏外驱动电路的复杂程度。进一步讨论了利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计驱动AM-OLED显示屏专用集成芯片的设计方案。     

非晶InGaZnO薄膜晶体管驱动OLED像素电路的仿真研究

为解决非晶InGaZnO薄膜晶体管(a-IGZO TFT)因其阈值电压漂移而导致的OLED电流衰减的问题,本文研究了基于a-IGZO TFT的有源矩阵有机发光显示(AMOLED)像素电路的阈值电压补偿问题。利用实验室制备的a-IGZO TFT器件进行参数提取后建立的SPICE仿真模型并进行仿真计算,对电压驱动型2T1C和4T1C的像素电路进行稳定性的比较研究,证明了4T1C电路对阈值漂移有非常好的补偿效果,并指出增加存储电容值和驱动TFT的宽长比可有效提高OLED电流的保持能力。     

有源OLED两管TFT像素驱动电路的仿真研究

利用AIM-Spice对有源OLED显示器的两管TFT像素驱动电路进行了仿真分析，结果表明合理选择电路参数，能够保证OLED显示器的亮度要求，并在一帧时间里保持恒流，改变数据电压能够调整OLED显示器的灰度级；给出了电器中各类参数变化对电路性能的影响；在此基础上，得到了两管TFT像素驱动电路各参数的选择参考值。为OLED显示器像素驱动电路结构的设计、参数选取、性能分析以及版图设计等提供了依据。     

多晶硅TFT有源OLED两管像素电路的研究

在采用精确的模型基础上,利用AIM-Spice软件对有源OLED poly-Si薄膜晶体管(TFT)驱动电路和1×4矩阵电路进行分析研究。最后得到合理的电路参数,使OLED能够达到一定的显示亮度要求。在每帧时间内维持电流恒定,并且在时变的灰度信号作用下能够良好地跟踪响应,最大程度上消除了TFT的一些非线性特性对OLED驱动电流的影响。为OLED显示器像素驱动电路的设计、参数选取、性能分析等提供依据。     

改进的用于AMOLED的移位寄存器的设计与仿真

p-type技术能够简化低温多晶硅TFT的制作过程。基于这个原因,本文提出了一种改进的利用p-type多晶硅TFT构成的移位寄存器结构,它可以作为AMOLED或者AMLCD外围驱动电路的一部分被集成到显示屏的衬底上。改进的移位寄存器由6个时钟控制,每个单元包含6个p-type多晶硅TFT。本文利用HSPICE进行仿真,验证了电路功能的正确性。利用韩方在多晶硅制作方面的优势,已经利用以上技术完成了96×3×128的AMOLED显示屏的制作。     

基于金属氧化物薄膜晶体管的高速行集成驱动电路

本文提出了一种基于非晶铟锌氧化物薄膜晶体管的高速行集成驱动电路,该电路采用输入级复用的驱动结构,一级输入级驱动三级输出级,不仅减少电路输入级2/3晶体管的数量,实现AMOLED或AMLCD显示屏的窄边框显示,而且输入级的工作频率是输出级的1/3,该结构适用于高速驱动电路.电路内部产生了三次电容耦合效应,每一次电容耦合效应都可以提高相应节点的电压,保证了信号完整传输.输出级采用了一个二极管接法的薄膜晶体管,该薄膜晶体管连接了输出级的控制信号和上拉薄膜晶体管的栅极,利用的每一级输出级输出时所产生的电容耦合效应,增加上拉薄膜晶体管的栅极电压,有效地提高电路输出能力和工作速度.仿真表明电路能够输出脉宽达到4μs速度.最后成功地制作了10级行集成驱动电路,包括10级输入级电路和30级输出级电路,负载为R=10k?和C=100pF,实验结果验证,该电路满足4k×8k显示屏在120 Hz刷新频率下的驱动需求.     

激光电源中基于EXB841的IGBT驱动电路设计

根据IGBT对驱动电路的各项要求,在采用专用驱动模块EXB841及带有过流保护功能的驱动电路的基础上,设计了简化的IGBT驱动电路,并提出了构建实际驱动电路的注意事项。通过对PWM信号、IGBT动态驱动信号、IGBT开通时驱动信号上升沿、IGBT关断时驱动信号下降沿等波形的实际观测,表明此驱动电路工作正常。该驱动电路已用于某型脉冲固体激光电源中,运行良好,可靠性较高。     

基于SOPC设计的红外图像直方图均衡器

基于Altera公司的SOPC-NIOSⅡ嵌入式软核处理器技术,提出了一种实现实时红外图像直方图均衡的设计方法.并在FPGA上实现了这一系统,使用Quartus Ⅱ软件中集成的SOPC Builder工具完成了整个系统的设计.该系统主要包括NIOS Ⅱ主控模块、存储器模块、自定制的直方图统计模块以及用户控制模块.实验结果表明,该系统具有体积小,功耗低,数据处理速度快,可靠性高等特点.     

驾驶员疲劳检测系统设计

以DM642为主控芯片设计了一套驾驶员疲劳检测的硬件系统,包括主控器模块、视频采集模块、视频输出模块和报警模块等相关电路;综合国内外的研究现状,确定了了疲劳状态判断的理论基础;交叉运用图像处理技术、人脸检测技术和PERCLOS疲劳检测方法,根据眼睛的疲劳特征,实时判断驾驶员的疲劳状态,进行报警,有效防止交通事故的发生;经过对系统的软硬件测试,结果表明,该方案可以有效地识别出驾驶员的疲劳状态,运行速度快、实时性好,具有较高的鲁棒性。     

低杂波电流驱动阴极高压电源系统的优化与实现

4.6 GHz 低杂波电流驱动（LHCD）是EAST托卡马克装置辅助加热系统的重要组成部分。其阴极高压直流电源基于脉冲阶梯调制（PSM）技术,采用64个直流模块串联输出50 kV直流电压。单模块的调制频率设计为50 Hz,故而系统调节速度有限,面对实际运行中网侧电压波动引起的干扰时,电源无法做出更快速的响应与反馈调节,从而导致输出电压产生大幅波动,影响输出性能。为提高电源调节速度和抗干扰能力,设计了具有1 kHz调制能力的高频整流模块以替代部分原低频模块,利用高频模块的快速调节能力抑制输出电压的波动。实验结果表明,升级后的电源输出电压波动减小了50%,更好地满足速调管对于电压精度和稳定度的控制要求,保障了系统运行的可靠性。     

基于激光二极管的软X射线相机信号的自检设计

介绍了在ITER装置中使用激光二极管实现软X射线相机自检的设计。利用漫反射板进行光路设计,基于FPGA完成驱动模块设计和基于LABVIEW软件完成上位机设计。实现了激光二极管的远程实时开关和激光功率的调控,控制精度达到10^-3量级。在FPGA代码中预留了发出窄脉冲电流信号的功能,最窄脉冲达到100ns以内,能用于探测系统响应速率的测量,并对探测系统的本底噪声和基线偏移进行测量。     

触发时序对直线型脉冲变压器输出参数的影响

 利用通用电路模型程序Pspice,建立了包含60级感应腔串联的单路直线型脉冲变压器（LTD）电路模型,次级传输线采用去离子水绝缘,计算分析了感应腔触发时序对LTD输出参数的影响。结果表明,控制触发时序能够显著改变LTD型驱动源的输出参数。当控制触发时序使得各级感应腔内的开关在闭合前承受一定过电压时,LTD输出电流比单级感应腔同等条件下的输出电流具有更短前沿和更高幅值。假定LTD开关过压击穿电压为400 kV,通过触发时序的优化可提高LTD装置输出性能：前沿从56.5 ns减少至12.5 ns,峰值从1 018 kA提高至1 340 kA。     

半导体光放大器的稳态增益饱和特性

高速全光逻辑门是实现光分组交换、光计算和未来高速大容量光传输的关键器件,近年来受到广泛的关注。半导体光放大器（SOA）因为具备体积小、工作波长范围宽、响应时间短及良好的非线性特性等优点,成为研制高速全光逻辑器件的首选。采用分段模型分析了SOA的稳态增益饱和特性,通过数值求解载流子速率方程和光传输方程对其特性进行了仿真实现。结果表明,SOA在入射光功率不同时会表现出明显的非线性;在一定范围内增加光功率,SOA增益持续增加,继续增加入射光功率,SOA逐渐进入饱和吸收状态,增益反而降低。     

多通道磁共振成像仪控制台数据传输模块设计

当前临床高场磁共振成像（MRI）系统要求成像仪控制台支持16个甚至32个接收通道，可以频繁和高速地进行数据传输并支持快速成像．基于此要求，本文研发了一个基于PowerPC处理器的数据传输模块，将其集成于自行研发的MRI成像仪控制台中，用于成像过程中控制台与计算机之间数据的高速传输．该模块以飞思卡尔公司的高性能PowerPC处理器—MPC8270为核心，运行嵌入式Linux操作系统．处理器与用户计算机之间通过百兆以太网连接，使用局部总线连接控制台的序列运行模块和数据采集模块（数量可扩展）．处理器响应数据采集模块发来的中断请求以快速读取和上传数据．本设计通过驱动程序的设计以保障响应的速度与可靠性．成像实验表明此设计方案能够满足多个接收通道数据快速获取与传输的需求．