彩色PDP的驅(qū)動集成電路

摘要：彩色PDP顯示系統(tǒng)是目前大型壁掛式電視、HDTV和大型多媒體顯示技術(shù)的發(fā)展趨勢，文中為PDP顯示屏的特點(diǎn)出發(fā)，介紹了彩色PDP驅(qū)動集成電路的基本結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，并給出了PDP顯示屏的兩種接口電路。

關(guān)鍵詞：PDP彩色等離子體顯示屏驅(qū)動SN755XX

近年來，彩色PDP技術(shù)不斷取得進(jìn)步，

采用彩色PDP的大型壁掛式電視、HDTV和適用于多媒體顯示的大型顯示設(shè)備都已接近完成。1995年以來，世界各大廠商相繼建線投產(chǎn)各種類型的彩色PDP。這些成績的取得，不僅僅歸功于彩色PDP顯示屏本身的開發(fā)成功及生產(chǎn)技術(shù)的建立，更重要的應(yīng)當(dāng)歸功于驅(qū)動集成電路技術(shù)的發(fā)展。對于一個性能良好的PDP彩色電視來說，其驅(qū)動集成電路系統(tǒng)占總成本的70～80%。

彩色PDP顯示屏按其結(jié)構(gòu)的不同可分為兩種類型，即交流型彩色PDP和直流型彩色PDP（AC型和DC型）。按驅(qū)動方式又可分為行順序制驅(qū)動方式和存儲驅(qū)動方式兩種。

彩色PDP是主動發(fā)光器件，其亮度與各個像素的發(fā)光時間成正比。一般情況下，在進(jìn)行矩陣平面的行順序驅(qū)動時，隨著掃描線數(shù)據(jù)的增加，其亮度會下降。因此，不管是AC或DC彩色PDP，都采用存儲式驅(qū)動來增加實(shí)際的發(fā)光時間，從而實(shí)現(xiàn)高亮度。

存儲式驅(qū)動方式基本上由寫入、

發(fā)光維持和擦除三個周期組成，驅(qū)動集成電路的作用是給彩色PDP施加定時的、周期性的脈沖電壓和電流。

為此，彩色PDP的驅(qū)動集成電路有兩組：第一組是處理顯示數(shù)據(jù)的尋址驅(qū)動器，也叫列驅(qū)動器;第二組是負(fù)責(zé)寫入時掃描和維持放電的掃描驅(qū)動器，也叫行驅(qū)動器。

本文著重介紹SN、μPD系列彩色等離子體顯示板的幾種驅(qū)動集成電路，同時，也將介紹三電及結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路。

1彩色PDP驅(qū)動集成電路結(jié)構(gòu)及性能

1。1結(jié)構(gòu)特性

圖1為彩色PDP驅(qū)動集成電路的基本結(jié)構(gòu)。通常將驅(qū)動器內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為兩部分：一是邏輯電路，用于控制顯示屏信號和處理顯示數(shù)據(jù);二是驅(qū)動電路，

用于將信號電平移位和對顯示屏施加發(fā)光所需的脈沖。尤其是驅(qū)動部分，要使彩色PDP進(jìn)行氣體放電，必須提供高電壓，所以這種結(jié)構(gòu)需要特殊的集成電路工藝技術(shù)，這一點(diǎn)和一般的邏輯集成電路不同，具體的特殊性能如下：

●高耐壓輸出

彩色PDP驅(qū)動器的耐高壓輸出能力是其最重要而且是最基本的性能，這完全是由彩色PDP本身的結(jié)構(gòu)特性所決定的。因此，要求彩色PDP的制造者和半導(dǎo)體集成電路的制造者必須建立緊密合作的關(guān)系，以便共同開發(fā)彩色PDP的驅(qū)動集成電路。

目前的驅(qū)動器已能確保彩色PDP的需求。隨著彩色PDP本身結(jié)構(gòu)的改善，所需的驅(qū)動電壓會下降，同時，驅(qū)動器的開發(fā)也在向著最優(yōu)化的方向發(fā)展。

以AC-PDP為例，尋址驅(qū)動的輸出耐壓為60～100V，

輸出電路同步源和漏電流都在10～30mA之間，掃描驅(qū)動器的輸出耐壓為150～200V，輸出源、漏電流均為200～400mA，其輸出電流大都取決于所采用的顯示屏的尺寸以及所驅(qū)動的顯示屏電極上所施加的切換脈沖。

●邏輯部分

驅(qū)動器的邏輯部分的性能通常用移位寄存器（將串行信號變換為并行信號的電路）的最大時鐘工作頻率fmax來表示。在CMOS邏輯電路中，柵極長度（L）越小，fmax越大，因此，集成電路芯片的面積和電路的功耗越小越有利。

目前，實(shí)用的驅(qū)動器邏輯部分的柵極長度L為1。0～2。5μm，fmax為20～36MHz。這樣的速度，對于HDTV和高精度的數(shù)據(jù)顯示所必要的尋址驅(qū)動器而言，完全可以滿足其數(shù)據(jù)移位的要求。

●彩色PDP驅(qū)動集成電路的功耗

為了有效地發(fā)揮平面顯示彩色PDP的特性，設(shè)計(jì)時應(yīng)將與顯示無關(guān)的其它電子元器件的功耗設(shè)計(jì)得盡可能小。因?yàn)轵?qū)動器本身的功耗會給整個彩色PDP的顯示性能帶來影響。

彩色PDP的電流部分的功耗大致分為三部分：

（1）邏輯部分;（2）電平移位寄存器;（3）高壓驅(qū)動部分。這三部分都應(yīng)降低功耗。正常情況下，邏輯部分功耗在20mW以下（高耐壓64路輸出啟動顯示板），電平移位寄存器部分應(yīng)在200mW以下。至于因顯示屏電容部分的充放電而產(chǎn)生的高壓驅(qū)動電路的無效功耗，目前利用功率分散驅(qū)動方式（采用電流開關(guān)電路等）已經(jīng)能夠在100腳塑料封裝的自然散熱條件下滿足彩色PDP的顯示需求。

●串?dāng)_現(xiàn)象

高耐壓CMOS驅(qū)動集成電路在系統(tǒng)中常常會出現(xiàn)相互串?dāng)_的現(xiàn)象。如圖2所示，彩色PDP屏包括高壓在內(nèi)一共有四組以上的電源系統(tǒng)。只要驅(qū)動電路使它們工作，就會產(chǎn)生很大的串?dāng)_噪聲，在系統(tǒng)間造成相互影響。此外，作為驅(qū)動區(qū)負(fù)載的彩色PDP顯示屏，在放電時和非放電時的狀態(tài)也截然不同，這也助長了串?dāng)_現(xiàn)象的發(fā)生。

為了克服串?dāng)_現(xiàn)象，彩色PDP的驅(qū)動集成電路在設(shè)計(jì)和工藝上比普通的集成電路采取了更為嚴(yán)格的控制措施。例如，在開發(fā)集成驅(qū)動電路的同時開發(fā)特殊的耐高壓工藝，對于集成電路上的元器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電路布局等，也都給予了特殊地注意。另外，還要盡可能地抑制集成電路內(nèi)的電容，切斷可能產(chǎn)生半導(dǎo)體開關(guān)元件作用的總線等。

●功率回收

在彩色PDP的驅(qū)動過程中，需要盡可能地減少對發(fā)光無用的功耗。除了放電能量向發(fā)光能量轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的損耗外，無效功率主要來自電極的電阻部分和電容的充放電。上述兩種寄生負(fù)載——電阻分量和電容分量的值是顯示器本身固有結(jié)構(gòu)所決定的。從驅(qū)動器方面來改善電阻分量是不可能的。但是，對于電容充放電的電能，驅(qū)動器可以設(shè)法回收一部分，這樣，可以在驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)計(jì)功率回收電路，但要求在進(jìn)行回收時，驅(qū)動集成電路本身不能產(chǎn)生寄生負(fù)載。