[发明专利]一种基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器

权利要求书

1.一种基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，包括：差分输入级、共源放大级以及输出缓冲级，其特征在于，

差分输入级为差分输入、单端输出的放大电路，包括由第一TFT、第二TFT以及第三TFT组成用来得到差分输入级尾电流所需的理想偏置电压，其中，第一TFT、第二TFT以及第三TFT均是漏栅短接的形式，通过调节TFT的宽长比得到不同的分压效果；还包括第九TFT、第十一TFT构成所述放大电路的输入对管，第九TFT的栅极为差分输入级的正相输入端，第十一TFT的栅极为差分输入级的反相输入端，第九TFT的漏极连接第八TFT的源极和第四TFT的栅极，第八TFT为第九TFT的负载，第十一TFT的漏极连接第十TFT的源极和第六TFT的栅极，第十TFT为第十一TFT的负载，第四TFT的源极连接第五TFT的漏极，第六TFT的源极连接第七TFT的漏极，第五TFT的漏栅级短接后并连接第七TFT的栅极，第九TFT的源极和第十一TFT的源极相连且都连接第十二TFT的漏极，第十二TFT的栅极与第三TFT的栅极相连，第一TFT的漏极、栅极和第四TFT、第八TFT、第十TFT、第六TFT的漏极都连接电源电压，第六TFT的源极为差分放大级的单端输出端，第四、五、六、七TFT实现了差分输入至单端输出信号；

共源放大级的输入端连接差分输入级的输出信号，包括第十三TFT和第十四TFT，其中，第十四TFT的栅极为共源放大级的输入，与差分放大级的输出即第六TFT的源极相连，第十三TFT的栅源短接，作为第十四TFT的负载；第十四TFT的漏极与第十三TFT的栅源短接端相连，构成所述共源放大级的输出；

输出缓冲级的输入端连接所述共源放大级的输出端，包括第十五TFT、第十六TFT、第十七TFT以及第十八TFT，其中，第十六TFT的栅极连接第十三TFT的源极，第十五TFT作为第十六TFT的负载，其漏栅极短接于电源电压，第十八TFT的栅极连接第十三TFT的源极，其漏极与第十七TFT的源极相接，作为整个电路的输出端，第十七TFT的栅极与第十五TFT的源极相接，其漏极连接到电源电压；

其中，所有TFT均为N型TFT，第十三TFT和第十七TFT为耗尽型TFT，剩余TFT为增强型TFT。

2.如权利要求1所述的基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，其特征在于，所述差分输入级还包括第十九TFT、第二十TFT以及第二十一TFT，第二十TFT的栅极与差分输入级的正相输入端相连，第二十一TFT的栅极与差分输入级的负相输入端相连，第二十TFT的源极与第二十一TFT的源极相连且都连接第十二TFT的漏极，第二十TFT的漏极与第二十一TFT的漏极相连且都连接第十九TFT的源极，第十九TFT的漏极和栅极均连接电源电压。

3.如权利要求2所述的基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，其特征在于，所述第八TFT、第十TFT以及第十九TFT均为耗尽型TFT。

4.如权利要求1所述的基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，其特征在于，所述第六TFT的栅极与所述第十七TFT的栅极之间添加有补偿电容。

5.如权利要求1所述的基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，其特征在于，所有TFT由透明半导体材料制备得到，述透明半导体材料为锌、锡、铜或铟的氧化物，或者锌、锡、铜、铟、铝、钛、银或镓的其中两种或两种以上的氧化物的混合物。

6.如权利要求1所述的基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，其特征在于，所述耗尽型TFT通过以下制备方法获得：

采用等离子体增强化学的气相沉积法对TFT进行轻质量离子注入处理，控制功率为60～80W，处理时间为8min～12min，使轻质量离子注入到TFT的沟道层，以使TFT的阈值电压分布在零点两侧，进而获得耗尽型TFT。

7.如权利要求6所述的基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，其特征在于，所述轻质量离子包括氢离子、氘离子或硼离子。

8.如权利要求7所述的基于薄膜晶体管的透明差分运算放大器，其特征在于，对TFT进行氘离子注入处理，控制功率为70W，处理时间为10min，使轻质量离子注入到TFT的沟道层，以使TFT的阈值电压分布在零点两侧，进而获得耗尽型TFT。