本文摘要：目前，大型彩色LED显示屏已沦为高清晰大屏幕平板显示器件的主流产品。

目前，大型彩色LED显示屏已沦为高清晰大屏幕平板显示器件的主流产品。这是一种由发光二极管及其表明驱动集成电路芯片构成的表明单元拼凑而出的大尺寸平板显示器件，表明单元中的集成电路驱动芯片主要用作接管后末端控制系统的数字信号，驱动前端屏体发光二极管导通，构建信息表明。因此，驱动芯片的性能对LED显示屏的表明质量起着关键作用。

近年来，随着LED显示屏表明技术的较慢发展，专用型芯片已沦为大型彩色LED显示屏的主流驱动芯片，但仍不存在一些关键问题急需解决问题，其中尤为核心的是多位恒流驱动表明技术。准确的多位恒流驱动要求了大型彩色LED显示屏表明的均匀分布性、一致性和商用价值。　　本文基于CSMC0.5m5VCMOS工艺，使用高精度基准电压外用紊乱和驱动电流输入给定等技术，设计了一种限于于户外工作环境的彩色LED显示屏16位恒流驱动专用芯片，经建模测试和流片检验，证明所研制芯片超过应用于指标拒绝。　　1芯片系统设计　　芯片的系统结构如图1右图。

电路系统主要还包括带上隙基准、恒流基准、高精度电流放大器和逻辑掌控等模块。其中，带上隙基准模块产生高精度较低紊乱基准电压，恒流基准模块利用基准电压和外挂电阻产生恒定基准电流，每个地下通道的高精度电流放大器已完成对基准电流的缩放，逻辑掌控模块已完成串并切换以及对每个地下通道的使能掌控功能。　　　　图1芯片内部结构框图　　2电路设计与建模　　2.1带上隙基准模块　　在带隙基准模块中，由于实际情况下运算放大器不几乎平面，因此不存在失调电压和低频噪声；同时，晶体管失配引发的随机误差对基准源的精度影响也较小。

因此，针对带上隙基准模块的温度稳定性、抗噪性能和精度，本文设计了如图2右图的带隙基准模块结构，由启动与偏置电路、带上隙基准电压源主体电路、振荡器、RC低通滤波器和电流镜等电路构成。启动电路在模块刚上电时，协助电路离开了零点；偏置电路主要为振荡器和运算放大器获取必要的平稳偏置。

这里，使用与电源牵涉到的偏置技术设计启动和偏置电路，以提升电源诱导比及电压调整亲率，提高带上隙基准模块的精度。带上隙基准电压源主体电路由运算放大器、斩波调制电路和调制电路构成，必须认为，本文通过使用斩波调制技术，避免了运放的输出失调电压，并有效地诱导了器件噪声。振荡器产生有序方波信号，用作斩波调制与调制电路中MOS电源管的通断掌控，这里使用由反相器包含的环形振荡器，并通过反相器对方波展开整形，确保了信号的输入质量，同时增加了芯片面积。

运算放大器输入末端相连RC低通滤波器，以更进一步避免噪声影响。电流镜为其他电路模块获取偏置电流，使用由带隙基准电压源输入电压必要偏置MOS管电流源方法，提升了温度稳定性，并增大了传输偏置电压的走线不受阻碍程度。

　　　　图2带上隙基准模块的电路结构图　　使用Hspice仿真器对上述设计的带隙基准模块从－40℃~80℃展开温度扫瞄。结果表明，当电源电压VDD=5.0V，在5种有所不同工艺角变化时，基准电压随温度变化的仅次于位移为2.2mV，温度系数超过14.7PPM/℃。　　2.2恒流基准模块　　本设计中恒流基准模块使用外挂准确电阻和运算放大器负反馈方式，为高精度电流放大器获取恒定电流基准。

考虑到高精度电流放大器工作在电源状态，因此在设计中加到了改进型电流镜、箝位电流镜和追随器，如图3右图。其中，运算放大器使用两级结构并经过密勒补偿，以保证系统的稳定性，同时通过放入电阻方法避免零点导致的影响；改进型电流镜用作增加闸极长度调制效应引发的失配，并提升输出阻抗和输入驱动电流的给定精度；箝位电流镜可提升电流镜速度，反对25MHz的数据移位频率和高速电流号召；追随器则隔绝了高精度电流放大器对恒流基准模块的阻碍。　　　　图3恒流基准模块的电路结构图　　建模结果表明，在VDD=5.0V和各种工艺角下，－40℃~80℃时恒流基准模块产生的基准电流与外挂电阻REXT成反比，大小为1.25V/REXT，偏差在0.1%范围之内。

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