본 논문에서는LCD (Liquid Crystal Display) source driver IC에서 사용되는 고전압 op-amp의 출력 편차를 개선하기 위하여 전압 이득을 향상한 CMOS rail-to-rail 입/출력 op-amp를 제안하였다. 제안된 op-amp는 15 V 이상의 고전압 MOSFET의 과도한 channel length modulation에 의한 전압 이득의 감소로 offset 전압이 커지는 문제를 해결하기 위하여 cascode 구조를 갖는 floating current source 및 class-AB control단을 채용하고 있다. 제안된 op-amp는 HSPICE 시뮬레이션을 통하여 전압 이득이 기존 대비 30 dB 향상됨을 확인하였으며, onset 전압은 기존 6.84 mV에서 $400;{mu}V$ 이하로 개선됨을 확인하였다. 또한, 제안된 op-amp가 적용된 LCD source driver IC의 실측 결과 출력 편차는 기존 대비 2 mV 향상됨을 확인하였다.
A gain enhancement rail-to-rail buffer amplifier for liquid crystal display (LCD) source driver is proposed. An op-amp with extremely high gain is needed to decrease the offset voltage of the buffer amplifier. Cascoded floating current source and class-AB control block in the op-amp achieve a high voltage gain by reducing the channel length modulation effect in high voltage technologies. HSPICE simulation in $1;{mu}V$ 15 V CMOS process demonstrates that voltage gain is increased by 30 dB. The offset voltage is improved from 6.84 mV to $400;{mu}V$. Proposed op-amp is fabricated in an LCD source driver IC and overall system offset voltage is decreased by 2 mV.
