專(zhuān)利名稱(chēng)：：移位寄存器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明關(guān)于一種移位寄存器(shiftregister),且特別關(guān)于一種將內(nèi)部信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算以取代時(shí)鐘脈沖信號(hào)的移位寄存器。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)今的移位寄存器已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，例如應(yīng)用在薄膜液晶顯示面板(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplaypanel,簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)FTLCD面板)的源極驅(qū)動(dòng)器(sourcedriver)和柵極驅(qū)動(dòng)器(gatedriver)。移位寄存器是由多個(gè)階級(jí)電路串聯(lián)組成，圖1為傳統(tǒng)移位寄存器其中一個(gè)階級(jí)電路的電路示意圖。圖1的階級(jí)電路包括反相器(inverter)I廣I4、三相反相器T1T4以及與非門(mén)(NANDgate)NG。圖1的階級(jí)電路(stagecircuits)接收來(lái)自上一個(gè)階級(jí)電路的輸入信號(hào)IN,在輸出使能信號(hào)0E使能時(shí)提供輸出信號(hào)0UT。反相器13接收時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK，輸出反相的時(shí)鐘脈沖信號(hào)CKB。時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK及CKB控制三相反相器T廣T4。三相反相器T3則提供下一個(gè)階級(jí)電路的輸入信號(hào)。圖2為將五個(gè)如圖1所示的階級(jí)電路串聯(lián)操作的信號(hào)時(shí)序圖，其中IN為第一個(gè)階級(jí)電路的輸入信號(hào)，CK為時(shí)鐘脈沖信號(hào)，OE為輸出使能信號(hào)，01至05分別為第一至第五個(gè)階級(jí)電路的輸出信號(hào)。如圖2所示，輸出信號(hào)0105可用作TFTLCD面板其中五條掃描線(xiàn)的薄膜晶體管開(kāi)關(guān)信號(hào)。圖1的每一個(gè)三相反相器都有相同結(jié)構(gòu)，以T1為例，圖3為三相反相器T1的電路示意圖。三相反相器Tl包括P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(p-channelmetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor,簡(jiǎn)稱(chēng)為PMOS場(chǎng)效應(yīng)管)Pl、P2以及N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(n-channelmetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor,簡(jiǎn)稱(chēng)為NM0S場(chǎng)效應(yīng)管)Nl、N2。三相反相器T1有四個(gè)端點(diǎn)，分別為輸入端SI、輸出端S0、第一控制端SC1、以及第二控制端SC2。如圖3所示，PM0S場(chǎng)效應(yīng)管P1電性連接于輸入端SI與電壓源VDD。PMOS場(chǎng)效應(yīng)管P2電性連接于控制端SCl、PMOS場(chǎng)效應(yīng)管PI與輸出端S0。麗0S場(chǎng)效應(yīng)管Nl電性連接于輸入端SI與接地端GND。最后，麗0S場(chǎng)效應(yīng)管N2電性連接于控制端SC2、NM0S場(chǎng)效應(yīng)管Nl與輸出端S0。由三相反相器Tl的電路可推導(dǎo)出如表l所示的輸出狀態(tài)。表l，三相反相器的輸出狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述傳統(tǒng)移位寄存器的缺點(diǎn)在于三相反相器會(huì)因?yàn)橥獠繒r(shí)鐘脈沖信號(hào)的耦合造成狀態(tài)的不穩(wěn)定，進(jìn)而造成多余的電力損耗，而且由于外部時(shí)鐘脈沖的震蕩頻率比移位寄存器的操作頻率高出許多，例如若上述移位寄存器應(yīng)用在320x240解析度的TFTLCD面板的柵極驅(qū)動(dòng)器，則時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK及CKB的周期約為50us，而移位寄存器的操作周期約為16.6ras，相差333倍，不必要的高頻震蕩也會(huì)造成多余的電力損耗。如能消除以上的耗電原因，即可降低整個(gè)電路的耗電量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在提供一種低耗電的移位寄存器。為達(dá)成上述及其他目的，本發(fā)明提出一種移位寄存器，包括多個(gè)階級(jí)電路，每一個(gè)上述階級(jí)電路皆包括移位電路，用以接收輸入信號(hào)并提供輸出信號(hào)。此輸出信號(hào)為輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算與延遲而來(lái)。除了上述階級(jí)電路當(dāng)中的第一個(gè)以外，每一個(gè)階級(jí)電路還包括邏輯電路，用以根據(jù)所屬階級(jí)電路的內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號(hào)，以取代對(duì)應(yīng)的移位電路操作所需的時(shí)鐘脈沖信號(hào)當(dāng)中的至少一個(gè)。上述的移位寄存器，在一實(shí)施例中，移位電路包括兩個(gè)反相器以及四個(gè)三相反相器。其中第一三相反相器具有輸入端、第一控制端、第二控制端、及輸出端，以輸入端接收輸入信號(hào)，以第一控制端接收第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)，以第二控制端接收第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)。第一反相器具有輸入端及輸出端，以輸入端電性連接第一三相反相器的輸出端。第二三相反相器具有輸入端、第一控制端、第二控制端、及輸出端，以輸入端電性連接第一反相器的輸出端，以第一控制端接收第一控制信號(hào)，以第二控制端接收第二控制信號(hào)，以輸出端電性連接第一反相器的輸入端。第三三相反相器具有輸入端、第一控制端、第二控制端、及輸出端，以輸入端電性連接第二三相反相器的輸出端，以第一控制端接收第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)，以第二控制端接收第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)。第二反相器具有輸入端及輸出端，以輸入端電性連接第三三相反相器的輸出端，上述輸出信號(hào)為根據(jù)第二反相器的輸出所產(chǎn)生。第四三相反相器具有輸入端、第一控制端、第二控制端、及輸出端，以輸入端電性連接第二反相器的輸出端，以第一控制端接收第一控制信號(hào)，以第二控制端接收第二控制信號(hào)，以輸出端電性連接第二反相器的輸入端。上述的移位寄存器，在一實(shí)施例中，邏輯電路包括異或非門(mén)(XNORgate)以及第三反相器。異或非門(mén)具有第一輸入端、第二輸入端、及輸出端，以第一輸入端電性連接所屬階級(jí)電路的第二反相器的輸出端，以第二輸入端電性連接第一反相器的輸出端，輸出第一控制信號(hào)。第三反相器接收第一控制信號(hào)并輸出第二控制信號(hào)。上述的移位寄存器，在一實(shí)施例中還包括一與非門(mén)。此與非門(mén)具有第一輸入端、第二輸入端、及輸出端，以第一輸入端接收輸出使能信號(hào)，以第二輸入端電性連接第二反相器的輸出端。上述輸出信號(hào)為根據(jù)此與非門(mén)的輸出而產(chǎn)生。上述的移位寄存器，在一實(shí)施例中還包括第五反相器。此第五反相器具有輸入端及輸出端，以輸入端電性連接與非門(mén)的輸出端，輸出上述的輸出信號(hào)。依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述，本發(fā)明使用階級(jí)電路的內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)，用以取代同一個(gè)階級(jí)電路操作所需的部分時(shí)鐘脈沖信號(hào)。因此可避免外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)的耦合所造成的不穩(wěn)定，也可以避免不必要的高頻時(shí)鐘脈沖震蕩，進(jìn)而降低移位寄存器的耗電量。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。圖1為現(xiàn)有的移位寄存器的階級(jí)電路的電路示意圖。圖2為現(xiàn)有的移位寄存器的信號(hào)時(shí)序圖。圖3為三相反相器的電路示意圖。圖4為根據(jù)于本發(fā)明一實(shí)施例的移位寄存器的電路示意圖。圖5為圖4的異或非門(mén)示意圖。圖6及圖7為圖4的移位寄存器的信號(hào)時(shí)序圖。具體實(shí)施方式圖4為根據(jù)于本發(fā)明較佳實(shí)施例的移位寄存器的電路示意圖。圖4的移位寄存器包括三個(gè)階級(jí)電路410、420、430。其中第一個(gè)階級(jí)電路410只包括移位電路411，其余每一個(gè)階級(jí)電路皆包括一個(gè)移位電路和一個(gè)邏輯電路，也就是說(shuō)，階級(jí)電路420包括移位電路421和邏輯電路422，階級(jí)電路430包括移位電路431和邏輯電路432。移位電路411、421、431各自接收輸入信號(hào)IN13并各自提供輸出信號(hào)0UT13,每一個(gè)輸出信號(hào)都是對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算與延遲而來(lái)。第一個(gè)輸入信號(hào)IN1是由外部的系統(tǒng)提供，其余每一個(gè)輸入信號(hào)都是由上一個(gè)階級(jí)電路提供至下一個(gè)階級(jí)電路。至于邏輯電路422的作用是根據(jù)所屬階級(jí)電路420的內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號(hào)，然后以上述控制信號(hào)取代對(duì)應(yīng)的移位電路421操作所需的時(shí)鐘脈沖信號(hào)當(dāng)中的至少一個(gè)。同理，邏輯電路432的作用是根據(jù)所屬階級(jí)電路430的內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號(hào)，然后以上述控制信號(hào)取代對(duì)應(yīng)的移位電路431操作所需的時(shí)鐘脈沖信號(hào)當(dāng)中的至少一個(gè)。雖然本實(shí)施例的移位寄存器只包含三個(gè)階級(jí)電路，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，移位寄存器可包含任意數(shù)量的階級(jí)電路。移位電路411和圖1的電路相同，在此不贅述。移位電路421和431的結(jié)構(gòu)相同，以移位電路421為例，移位電路421包括反相器I21、122、124、125、三相反相器T2廣T24、以及與非門(mén)NG2。本實(shí)施例的每一個(gè)三相反相器都具有輸入端、第一控制端、第二控制端、及輸出端，每一個(gè)反相器都具有輸入端及輸出端。其中三相反相器T21以輸入端接收輸入信號(hào)IN2，以第一控制端接收時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK，以第二控制端接收時(shí)鐘脈沖信號(hào)CKB。輸入信號(hào)IN2來(lái)自上一個(gè)階級(jí)電路410的三相反相器T13的輸出端。反相器I21以輸入端電性連接三相反相器T21的輸出端。三相反相器T22以輸入端電性連接反相器121的輸出端，以第一控制端接收控制信號(hào)C21，以第二控制端接收控制信號(hào)C22，以輸出端電性連接反相器I21的輸入端。三相反相器T23以輸入端電性連接三相反相器T22的輸出端，以第一控制端接收時(shí)鐘脈沖信號(hào)CKB，以第二控制端接收時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK。反相器122以輸入端電性連接三相反相器T23的輸出端。三相反相器T24以輸入端電性連接反相器122的輸出端，以第一控制端接收控制信號(hào)C21，以第二控制端接收控制信號(hào)C22，以輸出端電性連接反相器I22的輸入端。與非門(mén)NG2具有第一輸入端、第二輸入端、及輸出端，以第一輸入端接收輸出使能信號(hào)OE，以第二輸入端電性連接反相器I22的輸出端。反相器I25以輸入端電性連接與非門(mén)NG2的輸出端，提供輸出信號(hào)0UT2。上述的時(shí)鐘脈沖信號(hào)CKB為時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK經(jīng)過(guò)反相器124而產(chǎn)生，因此時(shí)鐘脈沖信號(hào)CKB為時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK的反相信號(hào)。圖4當(dāng)中每一個(gè)邏輯電路的結(jié)構(gòu)都相同，以邏輯電路422為例，邏輯電路422包括異或非門(mén)XG2以及反相器123。本實(shí)施例的異或非門(mén)都有相同結(jié)構(gòu)，以圖5繪示的異或非門(mén)XG2為例，XG2有四個(gè)輸入端A1、AB1、Bl、BB1以及一個(gè)輸出端Y1。其中輸入端Al及AB1接收的信號(hào)互為反相，另一方面，輸入端B1及BB1接收的信號(hào)也互為反相。所以由輸入端Al、Bl的邏輯狀態(tài)即可決定輸出端Yl的邏輯狀態(tài)。表2為異或非門(mén)XG2的真值表。異或非門(mén)XG3的真值表和XG2相同，只是將輸入端分別改為A2、AB2、B2、BB2，將輸出端改為Y2。表2，異或非門(mén)XG2的真值表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>圖4的異或非門(mén)XG2以輸入端Al電性連接反相器122的輸出端，以輸入端AB1電性連接三相反相器T23的輸出端，以輸入端Bl電性連接反相器121的輸出端，以輸入端BB1電性連接三相反相器T21的輸出端，并且輸出控制信號(hào)C21。如圖4所示，異或非門(mén)XG2四個(gè)輸入端的信號(hào)皆來(lái)自XG2所屬的階級(jí)電路420。在本發(fā)明其他實(shí)施例中可以使用只有A、B兩個(gè)輸入端的異或非門(mén)，至于A(yíng)B、BB兩個(gè)輸入端的信號(hào)可根據(jù)A、B兩端的信號(hào)自行產(chǎn)生。邏輯電路422還包括反相器123，用以接收控制信號(hào)C21并輸出控制信號(hào)C22。階級(jí)電路420就是以控制信號(hào)C21及C22取代三相反相器T22及T24原本接收的時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK及CKB。圖6為圖4的移位寄存器經(jīng)過(guò)模擬產(chǎn)生的信號(hào)時(shí)序圖，包括異或非門(mén)XG2的輸入端AB1、Bl所接收的信號(hào)、控制信號(hào)C21、C22、以及時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK、CKB。如圖6所示，控制信號(hào)C21、C22并非替代時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK、CKB的每一個(gè)周期，而是只替代移位電路421實(shí)際需要的部分，如此降低信號(hào)的震蕩頻率，就可以降低耗電。圖7為圖4的移位寄存器經(jīng)過(guò)模擬產(chǎn)生的另一個(gè)信號(hào)時(shí)序圖，包括第一個(gè)階級(jí)電路410接收的輸入信號(hào)IN1、時(shí)鐘脈沖信號(hào)CK、輸出使能信號(hào)OE、以及由階級(jí)電路410、420、430分別提供的輸出信號(hào)0UT13。如圖7所示，圖4的移位寄存器確實(shí)可提供和傳統(tǒng)移位寄存器相同的輸出信號(hào)0UT廣3。本實(shí)施例使用邏輯電路根據(jù)階級(jí)電路的內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)，以取代同一個(gè)階級(jí)電路操作所需的部分時(shí)鐘脈沖信號(hào)，可避免外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)的耦合所造成的不穩(wěn)定，也可以避免不必要的高頻時(shí)鐘脈沖震蕩，進(jìn)而降低耗電量。下列的表3為傳統(tǒng)移位寄存器和本實(shí)施例的耗電模擬結(jié)果，如表3所示，本實(shí)施例可大幅降低移位寄存器的電路操作頻率、消耗電流、以及電能消耗。任何移位寄存器的應(yīng)用領(lǐng)域，例如TFTLCD面板的源極驅(qū)動(dòng)器與柵極驅(qū)動(dòng)器等，皆可使用本發(fā)明提出的改進(jìn)。表3，移位寄存器耗電比較<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種移位寄存器，包括多個(gè)階級(jí)電路，每一該些階級(jí)電路包括一移位電路，接收一輸入信號(hào)，提供一輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)為該輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算與延遲而來(lái)；以及除了該些階級(jí)電路當(dāng)中的第一個(gè)以外，每一該些階級(jí)電路還包括一邏輯電路，根據(jù)所屬階級(jí)電路的內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號(hào)，以該控制信號(hào)取代對(duì)應(yīng)的該移位電路操作所需的時(shí)鐘脈沖信號(hào)當(dāng)中的至少一個(gè)。2.如權(quán)利要求1所述的移位寄存器，其特征在于，該移位電路包括一第一三相反相器，具有一輸入端、一第一控制端、一第二控制端、及一輸出端，以該輸入端接收該輸入信號(hào)，以該第一控制端接收一第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)，以該第二控制端接收一第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)；一第一反相器，具有一輸入端及一輸出端，以該輸入端電性連接該第一三相反相器的該輸出端；一第二三相反相器，具有一輸入端、一第一控制端、一第二控制端、及一輸出端，以該輸入端電性連接該第一反相器的該輸出端，以該第一控制端接收一第一控制信號(hào)，以該第二控制端接收一第二控制信號(hào)，以該輸出端電性連接該第一反相器的該輸入端；一第三三相反相器，具有一輸入端、一第一控制端、一第二控制端、及一輸出端，以該輸入端電性連接該第二三相反相器的該輸出端，以該第一控制端接收該第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)，以該第二控制端接收該第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)；一第二反相器，具有一輸入端及一輸出端，以該輸入端電性連接該第三三相反相器的該輸出端，該輸出信號(hào)為根據(jù)該第二反相器的輸出所產(chǎn)生；以及一第四三相反相器，具有一輸入端、一第一控制端、一第二控制端、及一輸出端，以該輸入端電性連接該第二反相器的該輸出端，以該第一控制端接收該第一控制信號(hào)，以該第二控制端接收該第二控制信號(hào)，以該輸出端電性連接該第二反相器的該輸入端；而且該邏輯電路包括一異或非門(mén)，具有一第一輸入端、一第二輸入端、及一輸出端，以該第一輸入端電性連接該階級(jí)電路的第二反相器的輸出端，以該第二輸入端電性連接該第一反相器的輸出端，輸出該第一控制信號(hào)；以及一第三反相器，接收該第一控制信號(hào)，輸出該第二控制信號(hào)。3.如權(quán)利要求2所述的移位寄存器，其特征在于，該輸入信號(hào)來(lái)自該上一個(gè)階級(jí)電路。4.如權(quán)利要求3所述的移位寄存器，其特征在于，該輸入信號(hào)來(lái)自該上一個(gè)階級(jí)電路的第三三相反相器的輸出端。5.如權(quán)利要求2所述的移位寄存器，其特征在于，該第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)為該第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)的反相信號(hào)。6.如權(quán)利要求5所述的移位寄存器，其特征在于，該第二時(shí)鐘脈沖信號(hào)為該第一時(shí)鐘脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)一第四反相器而產(chǎn)生。7.如權(quán)利要求2所述的移位寄存器，其特征在于，每一該些三相反相器在其第一控制端為一第一狀態(tài)且其第二控制端為一第二狀態(tài)時(shí)截止，在該第一控制端為該第二狀態(tài)且該第二控制端為該第一狀態(tài)時(shí)輸出其輸入端的反相狀態(tài)。8.如權(quán)利要求7所述的移位寄存器，其特征在于，該第一狀態(tài)為邏輯l，該第二狀態(tài)為邏輯0。9.如權(quán)利要求8所述的移位寄存器，其特征在于，每一該些三相反相器包括一第一PMOS場(chǎng)效應(yīng)管，電性連接于該輸入端與一電壓源；一第二PMOS場(chǎng)效應(yīng)管，電性連接于該第一控制端、該第一PMOS場(chǎng)效應(yīng)管與該三相反相器的輸出端；一第一NMOS場(chǎng)效應(yīng)管，電性連接于該輸入端與一接地端；以及一第二NMOS場(chǎng)效應(yīng)管，電性連接于該第二控制端、該第一NMOS場(chǎng)效應(yīng)管與該輸出端。10.如權(quán)利要求7所述的移位寄存器，其特征在于，該第一狀態(tài)為邏輯0，該第二狀態(tài)為邏輯l。11.如權(quán)利要求2所述的移位寄存器，其特征在于，該異或非門(mén)還包括一第三輸入端與一第四輸入端，該第三輸入端電性連接于該階級(jí)電路的第三三相反相器的輸出端，該第四輸入端電性連接于該第一三相反相器的輸出端。12.如權(quán)利要求2所述的移位寄存器，其特征在于，還包括一與非門(mén)，具有一第一輸入端、一第二輸入端、及一輸出端，以該第一輸入端接收一輸出使能信號(hào)，以該第二輸入端電性連接該第二反相器的該輸出端，該輸出信號(hào)為根據(jù)該與非門(mén)的輸出而產(chǎn)生。13.如權(quán)利要求12所述的移位寄存器，其特征在于，還包括一第五反相器，具有一輸入端及一輸出端，以該輸入端電性連接該與非門(mén)的該輸出端，輸出該輸出信號(hào)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種移位寄存器，包括多個(gè)階級(jí)電路，每一個(gè)上述階級(jí)電路皆包括移位電路，用以接收輸入信號(hào)并提供輸出信號(hào)。此輸出信號(hào)為輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算與延遲而來(lái)。除了上述階級(jí)電路當(dāng)中的第一個(gè)以外，每一個(gè)階級(jí)電路還包括邏輯電路，用以根據(jù)所屬階級(jí)電路的內(nèi)部信號(hào)產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號(hào)，以取代對(duì)應(yīng)的移位電路操作所需的時(shí)鐘脈沖信號(hào)當(dāng)中的至少一個(gè)。文檔編號(hào)G11C8/04GK101118787SQ20061011093公開(kāi)日2008年2月6日申請(qǐng)日期2006年8月3日優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日發(fā)明者廖億豐,蔡政宏,黃俊堯申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司