專利名稱：移位寄存器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
低溫多晶硅(Low Temperature Poly-sil icon, LTPS)液晶顯示器設(shè)計是目前消 費性產(chǎn)品開發(fā)的主流，主要應(yīng)用于高度整合與高畫質(zhì)顯示器。因應(yīng)在顯示器裝置降低成本 與窄化邊框的趨勢，將柵極驅(qū)動電路內(nèi)建于顯示器裝置已是設(shè)計趨勢。傳統(tǒng)動態(tài)式移位寄存器(Dynamic Shift Register)利用驅(qū)動晶體管的柵極電位 先行預(yù)充到線性區(qū)導通狀態(tài)，再將柵極預(yù)充電壓浮接并利用時序脈沖信號的電位移動，連 帶將原先的預(yù)充電位進行電壓位準的移動，使移位寄存器輸出能達到全范圍的電壓位準。然而，由于傳統(tǒng)動態(tài)式移位寄存器中的預(yù)充電位控制電路在提供柵極預(yù)充電壓的 過程中會導致?lián)p失臨界電壓，而在低溫多晶硅工藝上的臨界電壓變異度相當大，所以會嚴 重影響到移位寄存器的輸出電路輸出的驅(qū)動能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的的一是提供一種移位寄存器，以補償臨界電壓進而達成增強輸出電 路輸出的驅(qū)動能力。具體地，本發(fā)明實施例提出的一種移位寄存器接收前級輸出信號以產(chǎn)生前級供應(yīng) 信號，并根據(jù)前級供應(yīng)信號而將輸入信號輸出為本級輸出信號的極限值。本實施中，移位寄 存器包括啟動控制電路、電位提升電路以及輸出電路。其中，啟動控制電路接收前級輸出 信號并提供相對應(yīng)于前級輸出信號的啟動控制信號；電位提升電路接收第一工作電壓、前 級供應(yīng)信號與啟動控制信號，利用電容耦合效應(yīng)以變化前級供應(yīng)信號的電壓值而產(chǎn)生輸出 控制信號；輸出電路電性連接至電位提升電路、啟動控制電路與輸入信號，且輸出電路根據(jù) 電位提升電路所產(chǎn)生的輸出控制信號而決定何時將輸入信號輸出為本級輸出信號的極限 值。在本發(fā)明的一實施例中，上述的輸出電路包括晶體管，該晶體管接收輸入信號與 輸出控制信號，且晶體管根據(jù)輸出控制信號而決定何時將輸入信號輸出為本級輸出信號的 極限值。在本發(fā)明的一實施例中，上述的電位提升電路包括第一晶體管、第二晶體管、第 三晶體管以及第四晶體管。其中，第一晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第一 晶體管的控制端接收前級供應(yīng)信號，第一晶體管的第一通路端接收第一工作電壓，且第一 晶體管由前級供應(yīng)信號控制是否使第一工作電壓通過第一晶體管而傳遞到第一晶體管的 第二通路端。第二晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第二晶體管的控制端接收 啟動控制信號，第二晶體管的第一通路端電性連接至第一晶體管的第二通路端，第二晶體 管的第二通路端接收第二工作電壓，且第二晶體管由啟動控制信號控制是否使第二工作電 壓通過第二晶體管而傳遞到第二晶體管的第一通路端。第三晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第三晶體管的控制端接收前級供應(yīng)信號，第三晶體管的第一通路端接收 第一工作電壓，且第三晶體管由前級供應(yīng)信號控制是否使第一工作電壓通過第三晶體管而 傳遞到第三晶體管的第二通路端并成為輸出控制信號。第四晶體管包括控制端、第一通路 端與第二通路端；第四晶體管的控制端電性連接至第三晶體管的第二通路端以接收輸出控 制信號，第四晶體管的第一通路端接收第一工作電壓，第四晶體管的第二通路端接收前級 供應(yīng)信號，且第四晶體管由輸出控制信號控制是否使第一工作電壓通過第四晶體管而傳遞 到第四晶體管的第二通路端。在本發(fā)明的另一實施例中，上述的電位提升電路包括第一晶體管、第二晶體管、 第三晶體管以及第四晶體管。其中，第一晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第 一晶體管的控制端接收前級供應(yīng)信號，第一晶體管的第一通路端接收第一工作電壓，且第 一晶體管由前級供應(yīng)信號控制是否使第一工作電壓通過第一晶體管而傳遞到第一晶體管 的第二通路端并成為輸出控制信號。第二晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第 二晶體管的控制端接收啟動控制信號，第二晶體管的第一通路端電性連接至第一晶體管的 第二通路端，第二晶體管的第二通路端電性連接至本級輸出信號，且第二晶體管導通與否 通過啟動控制信號控制。第三晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第三晶體管的 控制端電性連接至第一晶體管的第二通路端以接收輸出控制信號，第三晶體管的第一通路 端接收第一工作電壓，第三晶體管的第二通路端接收前級供應(yīng)信號，且第三晶體管由輸出 控制信號控制是否使第一工作電壓通過第三晶體管而傳遞到第三晶體管的第二通路端。第 四晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第四晶體管的控制端接收啟動控制信號， 第四晶體管的第一通路端電性連接至本級輸出信號，第四晶體管的第二通路端接收第二工 作電壓，且第四晶體管導通與否通過啟動控制信號控制。在本發(fā)明的另一實施例中，上述的電位提升電路包括第一晶體管、第二晶體管以 及第三晶體管。其中，第一晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第一晶體管的控 制端接收前級供應(yīng)信號，第一晶體管的第一通路端接收第一工作電壓，且第一晶體管由前 級供應(yīng)信號控制是否使第一工作電壓通過第一晶體管而傳遞到第一晶體管的第二通路端 并成為輸出控制信號。第二晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端；第二晶體管的控 制端接收啟動控制信號，第二晶體管的第一通路端電性連接至第一晶體管的第二通路端， 第二晶體管的第二通路端接收第二工作電壓，且第二晶體管由啟動控制信號控制是否使第 二工作電壓通過第二晶體管而傳遞到第二晶體管的第一通路端。第三晶體管包括控制端、 第一通路端與第二通路端；第三晶體管的控制端電性連接至第一晶體管的第二通路端以接 收輸出控制信號，第三晶體管的第一通路端接收第一工作電壓，第三晶體管的第二通路端 接收前級供應(yīng)信號，且第三晶體管由輸出控制信號控制是否使第一工作電壓通過第三晶體 管而傳遞到第三晶體管的第二通路端。 在本發(fā)明的一實施例中，上述的電位提升電路包括靴狀反相器，此靴狀反相器接 收第一工作電壓、前級供應(yīng)信號與啟動控制信號而產(chǎn)生輸出控制信號。
在本發(fā)明的一實施例中，移位寄存器更包括晶體管，此晶體管接收前級輸出信號， 并由預(yù)定控制信號控制是否傳遞前級輸出信號為前級供應(yīng)信號。再者，預(yù)定控制信號可包 括第一工作電壓或輸入信號的反相信號。進一步地，于移位寄存器的預(yù)充電位操作區(qū)，輸出 控制信號的位準與此晶體管的臨界電壓值無關(guān)，例如大致等于第一工作電壓。
本發(fā)明實施例通過增設(shè)電壓提升電路，使得輸出控制信號于移位寄存器的預(yù)充電 位操作區(qū)的位準可達到第一工作電壓，從而電路操作上可以完全補償臨界電壓值的變異所 造成移位寄存器驅(qū)動能力不足現(xiàn)象，達成發(fā)展本案的目的。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。


圖IA為本發(fā)明第一實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖IB為圖IA中靴狀反相器的操作原理。圖IC為本發(fā)明第一實施例的移位寄存器的操作波形圖。圖2為本發(fā)明第二實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖3為本發(fā)明第三實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖4A為本發(fā)明第四實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖4B為本發(fā)明第四實施例的移位寄存器的操作波形圖。圖5為本發(fā)明第五實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖6為本發(fā)明第六實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。主要元件符號說明SR [η]移位寄存器20a、30a、40a、50a、60a、70a 預(yù)充電位控制電路20b、30b、40b、50b、60b、70b :啟動控制電路20c、30c、40c、50c、60c、70c 輸出電路Pre [η]前級輸出信號c [η]前級供應(yīng)信號i[n]啟動控制信號ζ [n]輸出控制信號0[n]本級輸出信號VDD、VSS:工作電壓、制信號ΦΙ、Φ2:輸入信號Τ20、Τ21、Τ22、Τ23、Τ24、Τ25、Τ26、Τ27 :Ν 型晶體管Τ30、Τ31、Τ34、Τ35、Τ36、Τ37 :Ν 型晶體管Τ40、Τ41、Τ42、Τ44、Τ45、Τ47 :Ν 型晶體管Τ50、Τ51、Τ52、Τ53、Τ54、Τ55、Τ56、Τ57 :Ρ 型晶體管Τ60、Τ61、Τ64、Τ65、Τ66、Τ67 :Ρ 型晶體管Τ70、Τ71、Τ72、Τ74、Τ75、Τ77 :Ρ 型晶體管
具體實施例方式第一實施例請參閱圖1Α，其繪示出本發(fā)明第一實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。需要說明的是，本實施例僅采用單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)進行舉例說明，而在實際電路設(shè)計時， 通常是采用多級移位寄存器串聯(lián)相接以應(yīng)用于驅(qū)動電路例如應(yīng)用于顯示器裝置的柵極驅(qū) 動電路；并且各級移位寄存器的輸出信號可作為后一級移位寄存器的控制信號。具體地，如 圖IA所示，移位寄存器SR[n]包括預(yù)充電位控制電路20a、啟動控制電路20b以及輸出電 路20c。其中，預(yù)充電位控制電路20a包括N型晶體管T20、T21、T22、T23與T24，而晶體管 Τ21、Τ22、Τ23與TM于本實施例中構(gòu)成電壓提升電路，并且電壓提升電路中的晶體管Τ21與 Τ22構(gòu)成靴狀反相器(Bootstrap hverter)。啟動控制電路20b接收前級輸出信號[η] 并提供相對應(yīng)于前級輸出信號[η]的啟動控制信號i[n]，其所采用的電路結(jié)構(gòu)可與先 前技術(shù)類似，故在此不再贅述。輸出電路20c包括N型晶體管T25、D6與T27以及電容C。于預(yù)充電位控制電路20a中，晶體管T20接收前級輸出信號I^re [η]并由控制信號 例如工作電壓VDD或輸入信號Φ1的反相信號fl控制是否傳遞前級輸出信號I^re [η]為前 級供應(yīng)信號(supply signal) c [η] 0由晶體管T21、T22、T23及TM構(gòu)成的電壓提升電路接 收工作電壓VDD、前級供應(yīng)信號c[n]與啟動控制信號i[n]而產(chǎn)生輸出控制信號ζ [η]。本 實施例中，晶體管Τ21的汲極(第一通路端)接收工作電壓VDD，且晶體管Τ21的柵極(控 制端)接收前級供應(yīng)信號c [η]，從而晶體管Τ21由前級供應(yīng)信號c [η]控制是否使工作電壓 VDD通過晶體管Τ21而傳遞到晶體管Τ21的源極(第二通路端)；晶體管Τ22的汲極(第一 通路端)電性連接至晶體管Τ21的源極，晶體管Τ22的源極(第二通路端)接收工作電壓 VSS，且晶體管Τ22的控制端接收啟動控制信號i [η]，從而晶體管Τ22由啟動控制信號i [η] 控制是否使工作電壓VSS通過晶體管Τ22而傳遞到晶體管Τ22的汲極；晶體管Τ23晶體管 的汲極(第一通路端)接收工作電壓VDD，晶體管Τ23的柵極(控制端)接收前級供應(yīng)信 號c[n]，從而晶體管Τ23由前級供應(yīng)信號c [η]控制是否使工作電壓VDD通過晶體管Τ23而 傳遞到晶體管Τ23的源極并成為輸出控制信號ζ [η]；晶體管Τ24的汲極(第一通路端)接 收工作電壓VDD，晶體管Τ24的源極(第二通路端)接收前級供應(yīng)信號c [η]，且晶體管Τ24 的柵極(控制端)電性連接至該晶體管Τ23的源極以接收輸出控制信號ζ [η]，從而晶體管 Τ24由輸出控制信號ζ [η]控制是否使工作電壓VDD通過晶體管TM而傳遞到晶體管TM的 源極。于輸出電路20c中，晶體管T25的汲極接收輸入信號Φ 1，晶體管Τ25的源極透過 電容C電性連接至晶體管Τ25的柵極，且晶體管Τ25的柵極接收輸出控制信號ζ [η]，從而晶 體管Τ25根據(jù)輸出控制信號ζ [η]而決定何時將輸入信號Φ1輸出至晶體管Τ25的源極作 為本級輸出信號0[η]，在本實施例中，輸入信號Φ1的高位準決定本級輸出信號0[η]的高 位準(極限值)；晶體管Τ26的汲極電性連接至晶體管Τ25的柵極，晶體管Τ26的源極電性 連接至晶體管Τ25的源極，且晶體管Τ26的柵極接收啟動控制信號i [η]；晶體管Τ27的汲 極電性連接至晶體管Τ25的源極，晶體管Τ27的源極接收工作電壓VSS，且晶體管Τ27的柵 極接收啟動控制信號i [η]。請一并參閱圖1Α、IB及1C，圖IB繪示出由晶體管Τ21及Τ22構(gòu)成的靴狀反相器 的操作原理，圖IC繪示出本發(fā)明第一實施例的移位寄存器SR[n]的操作波形圖。如圖IB 所示，當啟動控制信號i [η]的位準為工作電壓VDD，晶體管Τ20及Τ22導通，使得前級供應(yīng) 信號c[n]的位準為(VDD-Vth)且晶體管T21開始導通，在此Vth系晶體管T20的臨界電 壓值；的后，當啟動控制信號i [η]的位準跳變?yōu)楣ぷ麟妷篤SS，晶體管Τ22截止且晶體管T21導通，工作電壓VDD透過晶體管T21傳遞至晶體管T21的源極(亦即晶體管T21的源極 的電位變化量為(VDD-VSS))，由于電容耦合效應(yīng)而使得前級供應(yīng)信號c[η]的電位變化至 (VDD-Vth+VDD-VSS = 2VDD-VSS-Vth)。下面將結(jié)合圖IA及圖IC對本發(fā)明第一實施例的移位寄存器SR[n]的操作過程進 行詳細說明，如圖IC所示，在預(yù)充電位操作區(qū)，前級輸出信號ft~e[n]為高位準，啟動控制信 號i [η]為低位準使得晶體管D6及Τ27截止，另由于靴狀反相器的作用而使得前級供應(yīng)信 號c[n]的位準為高于工作電壓VDD的QVDD-VSS-Vth)；此時晶體管T23導通而使得輸出 控制信號ζ [η]為VDD，晶體管Τ25開始導通。的后，在啟動操作區(qū)，啟動控制信號i [η]保 持為低位準而使得晶體管D6及Τ27保持截止，晶體管Τ25導通而使得輸入信號Φ 1的高 位準透過晶體管Τ25輸出為本級輸出信號0[η]的高位準，同時由于晶體管Τ25的源極的 電位變化量為(VDD-VSS)，使得輸出控制信號ζ [η]的位準因電容C的耦合效應(yīng)而被拉抬至 (2VDD-VSS)而使晶體管TM導通，前級供應(yīng)信號c [η]的位準變?yōu)閂DD以閉鎖住晶體管Τ23 以避免輸出控制信號ζ [η]的電位經(jīng)由晶體管Τ23流入工作電壓VDD對移位寄存器SR[n] 的驅(qū)動能力造成影響。從圖IC中可以清楚地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明第一實施例中的輸出控制信號z[n]在預(yù)充電 位操作區(qū)可達到VDD位準，而先前技術(shù)中因為存在臨界電壓損失而為(VDD-Vth)，因此本發(fā) 明第一實施例的電路操作上可以完全補償臨界電壓值Vth的變異所造成移位寄存器驅(qū)動 能力不足現(xiàn)象。第二實施例請參閱圖2，其繪示出本發(fā)明第二實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。如圖2所 示，移位寄存器SR[n]包括預(yù)充電位控制電路30a、啟動控制電路30b以及輸出電路30c。其 中，預(yù)充電位控制電路30a包括N型晶體管T30、T31與T34。啟動控制電路30b接收前級 輸出信號I^refc]并提供相對應(yīng)于前級輸出信號[η]的啟動控制信號i [η]，其所采用的 電路結(jié)構(gòu)可與先前技術(shù)類似，故在此不再贅述。輸出電路30c包括N型晶體管T35、T36與 T37以及電容C。本實施例中，晶體管T31、T34、T36與T37構(gòu)成電壓提升電路，并且電壓提 升電路中的晶體管T31、T36與T37構(gòu)成靴狀反相器。具體地，預(yù)充電位控制電路30a中的晶體管T30接收前級輸出信號并由 控制信號例如工作電壓VDD或輸入信號Φ1的反相信號控制是否傳遞前級輸出信號 Pre [η]為前級供應(yīng)信號c[n]。由晶體管T31、T34、T36與T37構(gòu)成的電壓提升電路接收工 作電壓VDD、前級供應(yīng)信號c[n]與啟動控制信號i[n]而產(chǎn)生輸出控制信號ζ [η]。本實施例 中，晶體管Τ31的汲極(第一通路端)接收工作電壓VDD，且晶體管Τ31的柵極(控制端) 接收前級供應(yīng)信號c [η]，從而晶體管Τ31由前級供應(yīng)信號c [η]控制是否使工作電壓VDD通 過晶體管Τ31而傳遞到晶體管Τ31的源極(第二通路端)并成為輸出控制信號ζ [η]；晶體 管Τ34的汲極(第一通路端)接收工作電壓VDD，晶體管Τ34的源極(第二通路端)接收前 級供應(yīng)信號([11]，且晶體管134的柵極(控制端)電性連接至晶體管Τ31的源極以接收輸 出控制信號ζ [η]，從而晶體管Τ34由輸出控制信號ζ [η]控制是否使工作電壓VDD通過晶 體管Τ34而傳遞到晶體管Τ34的源極；晶體管Τ36的汲極(第一通路端)電性連接至晶體 管Τ31的源極，晶體管Τ36的源極(第二通路端)電性連接至本級輸出信號0[η]，且晶體管 Τ36的柵極(控制端)接收啟動控制信號i [η]，從而晶體管Τ36的導通與否通過啟動控制信號i [η]控制；晶體管Τ37的汲極(第一通路端)電性連接至本級輸出信號0[η]，晶體管 Τ37的源極(第二通路端)接收工作電壓VSS，且晶體管Τ37的柵極(控制端)接收啟動控 制信號i [η]，從而晶體管Τ37導通與否通過啟動控制信號i [η]控制。承上述，輸出電路30c中的晶體管T35的汲極接收輸入信號Φ1，晶體管T35的源 極透過電容C電性連接至晶體管T35的柵極，且晶體管T35的柵極接收輸出控制信號ζ [η]， 從而晶體管Τ35根據(jù)輸出控制信號ζ[η]而決定何時將輸入信號Φ 1輸出至晶體管Τ35的源 極作為本級輸出信號0[η]，在本實施例中，輸入信號Φ1的高位準決定本級輸出信號0[η] 的高位準(極限值)。需要說明的是，本發(fā)明第二實施例中采用的前級輸出信號ft~e[n]、前級供應(yīng)信號 c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本級輸出信號0[η]可與第一實施例中采用 的前級輸出信號I^re [η]、前級供應(yīng)信號c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本 級輸出信號0[η]相同，且第二實施例中的移位寄存器SR[n]可與第二實施例中的移位寄存 器SR[n]的操作過程基本相同，故在此不再贅述。第三實施例請參閱圖3，其繪示出本發(fā)明第三實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。如圖3所 示，移位寄存器SR[n]包括預(yù)充電位控制電路40a、啟動控制電路40b以及輸出電路40c。其 中，預(yù)充電位控制電路40a包括N型晶體管T40、T41、T42與Τ44，而晶體管Τ41、Τ42與Τ44 于本實施例中構(gòu)成電壓提升電路，并且電壓提升電路中的晶體管Τ41與Τ42構(gòu)成靴狀反相 器。啟動控制電路40b接收前級輸出信號并提供相對應(yīng)于前級輸出信號[η]的 啟動控制信號i [η]，其所采用的電路結(jié)構(gòu)可與先前技術(shù)類似，故在此不再贅述。輸出電路 40c包括N型晶體管T45與T47以及電容C。于預(yù)充電位控制電路40a中，晶體管T40接收前級輸出信號Pre [η]并由控制信號 例如工作電壓VDD或輸入信號Φ 1的反相信號@控制是否傳遞前級輸出信號I^re [η]為前 級供應(yīng)信號c[n]。由晶體管T41、T42與T44構(gòu)成的電壓提升電路接收工作電壓VDD、前級 供應(yīng)信號c[n]與啟動控制信號i[n]而產(chǎn)生輸出控制信號ζ [η]。本實施例中，晶體管"Γ41 的汲極(第一通路端)接收工作電壓VDD，且晶體管Τ41的柵極(控制端)接收前級供應(yīng) 信號c[n]，從而晶體管Τ41由前級供應(yīng)信號c [η]控制是否使工作電壓VDD通過晶體管Τ41 而傳遞到晶體管Τ41的源極(第二通路端)并成為輸出控制信號ζ[η]；晶體管Τ42的汲極 (第一通路端)電性連接至晶體管Τ41的源極，晶體管Τ42的源極(第二通路端)接收工作 電壓VSS，且晶體管Τ42的柵極(控制端)接收啟動控制信號i [η]，從而晶體管Τ42由啟動 控制信號i[n]控制是否使工作電壓VSS通過晶體管T42而傳遞到晶體管T42的汲極；晶體 管T44的汲極(第一通路端)接收工作電壓VDD，晶體管T44的源極(第二通路端)接收前 級供應(yīng)信號c [η]，且晶體管T44的柵極(控制端)電性連接至晶體管Τ41的源極以接收輸 出控制信號ζ [η]，從而晶體管Τ44由輸出控制信號ζ [η]控制是否使工作電壓VDD通過晶體 管Τ44而傳遞到晶體管Τ44的源極。于輸出電路40c中，晶體管T45的汲極接收輸入信號Φ 1，晶體管Τ45的源極透過 電容C電性連接至晶體管Τ45的柵極，且晶體管Τ45的柵極接收輸出控制信號ζ [η]，從而晶 體管Τ45根據(jù)輸出控制信號ζ [η]而決定何時將輸入信號Φ1輸出至晶體管Τ45的源極作 為本級輸出信號0[η]，在本實施例中，輸入信號Φ1的高位準決定本級輸出信號0[η]的高位準(極限值)；晶體管T47的汲極電性連接至晶體管T45的源極，晶體管T47的源極接收 工作電壓VSS，且晶體管T47的柵極接收啟動控制信號i [η]。需要說明的是，本發(fā)明第三實施例中采用的前級輸出信號ft~e[n]、前級供應(yīng)信號 c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本級輸出信號0[η]可與第一實施例中采用 的前級輸出信號I^re [η]、前級供應(yīng)信號c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本 級輸出信號0[η]相同，且第三實施例中的移位寄存器SR[n]可與第一實施例中的移位寄存 器SR[n]的操作過程基本相同，故在此不再贅述。另外，本發(fā)明上述第一至第三實施例的移位寄存器SR[n]所采用的各個晶體管皆 系采用N型晶體管，但本發(fā)明并不以此為限，本發(fā)明所提供的移位寄存器SR[n]采用的各個 晶體管亦可變更為P型晶體管，例如后續(xù)的第四、第五及第六實施例所繪示。第四實施例請參閱圖4A，繪示出本發(fā)明第四實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。如圖4A所 示，移位寄存器SR[n]包括預(yù)充電位控制電路50a、啟動控制電路50b以及輸出電路50c。其 中，預(yù)充電位控制電路50a包括P型晶體管T50、T51、T52、T53與T54，而晶體管T51、T52、 T53與TM于本實施例中構(gòu)成電壓提升電路，并且電壓提升電路中的晶體管T51與T52構(gòu)成 靴狀反相器。啟動控制電路50b接收前級輸出信號并提供相對應(yīng)于前級輸出信號 Pre [η]的啟動控制信號i [η]，其所采用的電路結(jié)構(gòu)可與先前技術(shù)類似，故在此不再贅述。 輸出電路50c包括P型晶體管T55、T56與T57以及電容C。于預(yù)充電位控制電路50a中，晶體管T50接收前級輸出信號I^re [η]并由控制信號 例如工作電壓VSS或輸入信號Φ 2的反相信號&控制是否傳遞前級輸出信號[η]為前 級供應(yīng)信號c [η]。由晶體管Τ51、Τ52、Τ53及TM構(gòu)成的電壓提升電路接收工作電壓VSS、 前級供應(yīng)信號c[n]與啟動控制信號i[n]而產(chǎn)生輸出控制信號ζ [η]。本實施例中，晶體管 Τ51的汲極(第一通路端)接收工作電壓VSS，且晶體管Τ51的柵極(控制端)接收前級 供應(yīng)信號c [η]，從而晶體管Τ51由前級供應(yīng)信號c [η]控制是否使工作電壓VSS通過晶體 管Τ51而傳遞到晶體管Τ51的源極(第二通路端)；晶體管Τ52的汲極(第一通路端)電 性連接至晶體管Τ51的源極，晶體管Τ52的源極(第二通路端)接收工作電壓VDD，且晶體 管Τ52的控制端接收啟動控制信號i [η]，從而晶體管Τ52由啟動控制信號i [η]控制是否使 工作電壓VDD通過晶體管Τ52而傳遞到晶體管Τ52的汲極；晶體管Τ53晶體管的汲極(第 一通路端)接收工作電壓VSS，晶體管Τ53的柵極(控制端)接收前級供應(yīng)信號c [η]，從而 晶體管Τ53由前級供應(yīng)信號c[n]控制是否使工作電壓VSS通過晶體管T53而傳遞到晶體 管T53的源極并成為輸出控制信號ζ [η]；晶體管Τ54的汲極(第一通路端)接收工作電壓 VSS,晶體管Τ54的源極(第二通路端)接收前級供應(yīng)信號c [η]，且晶體管Τ54的柵極(控 制端)電性連接至該晶體管Τ53的源極以接收輸出控制信號ζ [η]，從而晶體管Τ54由輸出 控制信號ζ [η]控制是否使工作電壓VSS通過晶體管TM而傳遞到晶體管Τ54的源極。于輸出電路50c中，晶體管T55的汲極接收輸入信號Φ 2，晶體管Τ55的源極透過 電容C電性連接至晶體管Τ55的柵極，且晶體管Τ55的柵極接收輸出控制信號ζ [η]，從而晶 體管Τ55根據(jù)輸出控制信號ζ[η]而決定何時將輸入信號Φ2輸出至晶體管Τ55的源極作 為本級輸出信號0[η]，在本實施例中，輸入信號Φ2的低位準決定本級輸出信號0[η]的低 位準(極限值)；晶體管Τ56的汲極電性連接至晶體管Τ55的柵極，晶體管Τ56的源極電性連接至晶體管T55的源極，且晶體管T56的柵極接收啟動控制信號i [η]；晶體管Τ57的汲 極電性連接至晶體管Τ55的源極，晶體管Τ57的源極接收工作電壓VDD，且晶體管Τ57的柵 極接收啟動控制信號i [η]。請一并參閱圖4Α及4Β，圖4Β繪示出本發(fā)明第四實施例的移位寄存器SR[n的操作 波形圖。下面將結(jié)合圖4A及圖4B對本發(fā)明第四實施例的移位寄存器SR[n]的操作過程進 行詳細說明，如圖4B所示，在預(yù)充電位操作區(qū)，前級輸出信號Pre [η]為低位準，啟動控制信 號i[n]為高位準使得晶體管T56及T57截止，另由于靴狀反相器的作用而使得前級供應(yīng)信 號c[n]的位準為低于工作電壓VSS的QVSS-VDD-Vth)；此時晶體管T53導通而使得輸出控 制信號2[11]為￥55，晶體管155開始導通。的后，在啟動操作區(qū)，啟動控制信號i [η]保持為 高位準而使得晶體管Τ56及Τ57保持截止，晶體管Τ55導通而使得輸入信號Φ 2的低位準透 過晶體管Τ55輸出為本級輸出信號0[η]的低位準，同時由于晶體管Τ55的源極的電位變化 量為(VSS-VDD)，使得輸出控制信號ζ [η]的位準因電容C的耦合效應(yīng)而被拉至QVSS-VDD) 而使晶體管TM導通，前級供應(yīng)信號c [η]的位準變?yōu)閂SS以閉鎖住晶體管Τ53以避免輸出 控制信號ζ[η]的電位經(jīng)由晶體管Τ53流入工作電壓VSS對移位寄存器SR[n]的驅(qū)動能力 造成影響。由移位寄存器SR[n]的操作過程可以得知，本發(fā)明第四實施例中的輸出控制信號 ζ [η]在預(yù)充電位操作區(qū)可達到VSS位準，電路操作上可以完全補償臨界電壓值Vth的變異 所造成移位寄存器驅(qū)動能力不足現(xiàn)象。第五實施例請參閱圖5，其繪示出本發(fā)明第五實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。如圖5所 示，移位寄存器SR[n]包括預(yù)充電位控制電路60a、啟動控制電路60b以及輸出電路60c。其 中，預(yù)充電位控制電路60a包括P型晶體管T60、T61與T64。啟動控制電路60b接收前級 輸出信號I^refc]并提供相對應(yīng)于前級輸出信號[η]的啟動控制信號i [η]，其所采用的 電路結(jié)構(gòu)可與先前技術(shù)類似，故在此不再贅述。輸出電路60c包括P型晶體管T65、T66與 T67以及電容C。本實施例中，晶體管T61、T64、T66與T67構(gòu)成電壓提升電路，并且電壓提 升電路中的晶體管Τ61、Τ66與Τ67構(gòu)成靴狀反相器。預(yù)充電位控制電路60a中的晶體管T60接收前級輸出信號并由控制信號 例如工作電壓VSS或輸入信號Φ 2的反相信號@控制是否傳遞前級輸出信號[η]為前 級供應(yīng)信號c [η]。由晶體管Τ61、Τ64、Τ66與Τ67構(gòu)成的電壓提升電路接收工作電壓VSS、 前級供應(yīng)信號c[n]與啟動控制信號i[n]而產(chǎn)生輸出控制信號ζ [η]。本實施例中，晶體管 Τ61的汲極(第一通路端)接收工作電壓VSS，且晶體管Τ61的柵極(控制端)接收前級供 應(yīng)信號c [η]，從而晶體管Τ61由前級供應(yīng)信號c [η]控制是否使工作電壓VSS通過晶體管 Τ61而傳遞到晶體管Τ61的源極(第二通路端)并成為輸出控制信號ζ[η]；晶體管Τ64的 汲極(第一通路端)接收工作電壓VSS，晶體管Τ64的源極(第二通路端)接收前級供應(yīng) 信號c[n]，且晶體管Τ64的柵極(控制端)電性連接至晶體管T61的源極以接收輸出控制 信號ζ [η]，從而晶體管Τ64由輸出控制信號ζ [η]控制是否使工作電壓VSS通過晶體管Τ64 而傳遞到晶體管Τ64的源極；晶體管Τ66的汲極(第一通路端)電性連接至晶體管Τ61的 源極，晶體管Τ66的源極(第二通路端)電性連接至本級輸出信號0[η]，且晶體管Τ66的柵 極(控制端)接收啟動控制信號i [η]，從而晶體管Τ66的導通與否通過啟動控制信號i [η]控制；晶體管T67的汲極(第一通路端)電性連接至本級輸出信號0[n]，晶體管T67的源 極(第二通路端)接收工作電壓VDD，且晶體管T67的柵極(控制端)接收啟動控制信號 i [η]，從而晶體管Τ67導通與否通過啟動控制信號i [η]控制。承上述，輸出電路60c中的晶體管T65的汲極接收輸入信號Φ2，晶體管T65的源 極透過電容C電性連接至晶體管T65的柵極，且晶體管T65的柵極接收輸出控制信號ζ [η]， 從而晶體管Τ65根據(jù)輸出控制信號ζ [η]而決定何時將輸入信號Φ2輸出至晶體管Τ65的源 極作為本級輸出信號0[η]，在本實施例中，輸入信號Φ2的低位準決定本級輸出信號0[η] 的低位準(極限值)。需要說明的是，本發(fā)明第五實施例中采用的前級輸出信號ft~e[n]、前級供應(yīng)信號 c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本級輸出信號0[η]可與第四實施例中采用 的前級輸出信號I^re [η]、前級供應(yīng)信號c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本 級輸出信號0[η]相同，且第五實施例中的移位寄存器SR[n]可與第四實施例中的移位寄存 器SR[n]的操作過程基本相同，故在此不再贅述。第六實施例請參閱圖6，其繪示出本發(fā)明第六實施例的單級移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。如圖6所 示，移位寄存器SR[n]包括預(yù)充電位控制電路70a、啟動控制電路70b以及輸出電路70c。其 中，預(yù)充電位控制電路70a包括P型晶體管T70、T71、T72與Τ74，而晶體管Τ71、Τ72與Τ74 于本實施例中構(gòu)成電壓提升電路，并且電壓提升電路中的晶體管Τ71與Τ72構(gòu)成靴狀反相 器。啟動控制電路70b接收前級輸出信號并提供相對應(yīng)于前級輸出信號[η]的 啟動控制信號i [η]，其所采用的電路結(jié)構(gòu)可與先前技術(shù)類似，故在此不再贅述。輸出電路 70c包括P型晶體管T75與T77以及電容C。于預(yù)充電位控制電路70a中，晶體管T70接收前級輸出信號I^re [η]并由控制信號 例如工作電壓VSS或輸入信號φ 2的反相信號&控制是否傳遞前級輸出信號[η]為前 級供應(yīng)信號c[n]。由晶體管T71、T72與T74構(gòu)成的電壓提升電路接收工作電壓VSS、前級 供應(yīng)信號c[n]與啟動控制信號i[n]而產(chǎn)生輸出控制信號ζ [η]。本實施例中，晶體管Τ71 的汲極(第一通路端)接收工作電壓VSS，且晶體管Τ71的柵極(控制端)接收前級供應(yīng) 信號c[n]，從而晶體管Τ71由前級供應(yīng)信號c [η]控制是否使工作電壓VSS通過晶體管Τ71 而傳遞到晶體管Τ71的源極(第二通路端)并成為輸出控制信號ζ[η]；晶體管Τ72的汲極 (第一通路端)電性連接至晶體管Τ71的源極，晶體管Τ72的源極(第二通路端)接收工作 電壓VDD，且晶體管Τ72的柵極(控制端)接收啟動控制信號i [η]，從而晶體管Τ72由啟動 控制信號i[n]控制是否使工作電壓VDD通過晶體管T72而傳遞到晶體管T72的汲極；晶體 管T74的汲極(第一通路端)接收工作電壓VSS，晶體管T74的源極(第二通路端)接收前 級供應(yīng)信號c [η]，且晶體管T74的柵極(控制端)電性連接至晶體管Τ71的源極以接收輸 出控制信號ζ [η]，從而晶體管Τ74由輸出控制信號ζ [η]控制是否使工作電壓VSS通過晶體 管Τ74而傳遞到晶體管Τ74的源極。于輸出電路70c中，晶體管T75的汲極接收輸入信號Φ 2，晶體管Τ75的源極透過 電容C電性連接至晶體管Τ75的柵極，且晶體管Τ75的柵極接收輸出控制信號ζ [η]，從而晶 體管Τ75根據(jù)輸出控制信號ζ[η]而決定何時將輸入信號Φ2輸出至晶體管Τ75的源極作 為本級輸出信號0[η]，在本實施例中，輸入信號Φ2的低位準決定本級輸出信號0[η]的低位準(極限值)；晶體管T77的汲極電性連接至晶體管T75的源極，晶體管T77的源極接收 工作電壓VDD，且晶體管T77的柵極接收啟動控制信號i [η]。需要說明的是，本發(fā)明第六實施例中采用的前級輸出信號ft~e[n]、前級供應(yīng)信號 c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本級輸出信號0[η]可與第四實施例中采用 的前級輸出信號I^re [η]、前級供應(yīng)信號c [η]、啟動控制信號i [η]、輸出控制信號ζ [η]與本 級輸出信號0[η]相同，且第六實施例中的移位寄存器SR[n]可與第四實施例中的移位寄存 器SR[n]的操作過程基本相同，故在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明實施例通過增設(shè)電壓提升電路，使得輸出控制信號于移位寄存 器的預(yù)充電位操作區(qū)的位準可達到工作電壓VDD或VSS，從而電路操作上可以完全補償臨 界電壓值的變異所造成移位寄存器驅(qū)動能力不足現(xiàn)象，達成發(fā)展本案的目的。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技 藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍 當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種移位寄存器，該移位寄存器接收一前級輸出信號以產(chǎn)生一前級供應(yīng)信號，并根 據(jù)該前級供應(yīng)信號而將一輸入信號輸出為一本級輸出信號的極限值，該移位寄存器包括一啟動控制電路，接收該前級輸出信號并提供相對應(yīng)于該前級輸出信號的一啟動控制 信號；一電位提升電路，接收一第一工作電壓、該前級供應(yīng)信號與該啟動控制信號，該電位提 升電路利用電容耦合效應(yīng)以變化該前級供應(yīng)信號的電壓值而產(chǎn)生一輸出控制信號；以及一輸出電路，電性連接至該電位提升電路、該啟動控制電路與該輸入信號，且該輸出電 路根據(jù)該電位提升電路所產(chǎn)生的該輸出控制信號而決定何時將該輸入信號輸出為該本級 輸出信號的極限值。
2.如權(quán)利要求1所述的移位寄存器，其特征在于該輸出電路包括一晶體管，該晶體管 接收該輸入信號與該輸出控制信號，且該晶體管根據(jù)該輸出控制信號而決定何時將該輸入 信號輸出為該本級輸出信號的極限值。
3.如權(quán)利要求1所述的移位寄存器，其特征在于該電位提升電路包括一第一晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第一晶體管的控制端接收該 前級供應(yīng)信號，該第一晶體管的第一通路端接收該第一工作電壓，且該第一晶體管由該前 級供應(yīng)信號控制是否使該第一工作電壓通過該第一晶體管而傳遞到該第一晶體管的第二 通路端；一第二晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第二晶體管的控制端接收該 啟動控制信號，該第二晶體管的第一通路端電性連接至該第一晶體管的第二通路端，該第 二晶體管的第二通路端接收一第二工作電壓，且該第二晶體管由該啟動控制信號控制是否 使該第二工作電壓通過該第二晶體管而傳遞到該第二晶體管的第一通路端；一第三晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第三晶體管的控制端接收該 前級供應(yīng)信號，該第三晶體管的第一通路端接收該第一工作電壓，且該第三晶體管由該前 級供應(yīng)信號控制是否使該第一工作電壓通過該第三晶體管而傳遞到該第三晶體管的第二 通路端并成為該輸出控制信號；以及一第四晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第四晶體管的控制端電性連 接至該第三晶體管的第二通路端以接收該輸出控制信號，該第四晶體管的第一通路端接收 該第一工作電壓，該第四晶體管的第二通路端接收該前級供應(yīng)信號，且該第四晶體管由該 輸出控制信號控制是否使該第一工作電壓通過該第四晶體管而傳遞到該第四晶體管的第 二通路端。
4.如權(quán)利要求1所述的移位寄存器，其特征在于該電位提升電路包括一第一晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第一晶體管的控制端接收該 前級供應(yīng)信號，該第一晶體管的第一通路端接收該第一工作電壓，且該第一晶體管由該前 級供應(yīng)信號控制是否使該第一工作電壓通過該第一晶體管而傳遞到該第一晶體管的第二 通路端并成為該輸出控制信號；一第二晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第二晶體管的控制端接收該 啟動控制信號，該第二晶體管的第一通路端電性連接至該第一晶體管的第二通路端，該第 二晶體管的第二通路端電性連接至該本級輸出信號，且該第二晶體管導通與否通過該啟動 控制信號控制；一第三晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第三晶體管的控制端電性連 接至該第一晶體管的第二通路端以接收該輸出控制信號，該第三晶體管的第一通路端接收 該第一工作電壓，該第三晶體管的第二通路端接收該前級供應(yīng)信號，且該第三晶體管由該 輸出控制信號控制是否使該第一工作電壓通過該第三晶體管而傳遞到該第三晶體管的第 二通路端；以及一第四晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第四晶體管的控制端接收該 啟動控制信號，該第四晶體管的第一通路端電性連接至該本級輸出信號，該第四晶體管的 第二通路端接收一第二工作電壓，且該第四晶體管導通與否通過該啟動控制信號控制。
5.如權(quán)利要求1所述的移位寄存器，其特征在于該電位提升電路包括一第一晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第一晶體管的控制端接收該 前級供應(yīng)信號，該第一晶體管的第一通路端接收該第一工作電壓，且該第一晶體管由該前 級供應(yīng)信號控制是否使該第一工作電壓通過該第一晶體管而傳遞到該第一晶體管的第二 通路端并成為該輸出控制信號；一第二晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第二晶體管的控制端接收該 啟動控制信號，該第二晶體管的第一通路端電性連接至該第一晶體管的第二通路端，該第 二晶體管的第二通路端接收一第二工作電壓，且該第二晶體管由該啟動控制信號控制是否 使該第二工作電壓通過該第二晶體管而傳遞到該第二晶體管的第一通路端；以及一第三晶體管，包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第三晶體管的控制端電性連 接至該第一晶體管的第二通路端以接收該輸出控制信號，該第三晶體管的第一通路端接收 該第一工作電壓，該第三晶體管的第二通路端接收該前級供應(yīng)信號，且該第三晶體管由該 輸出控制信號控制是否使該第一工作電壓通過該第三晶體管而傳遞到該第三晶體管的第 二通路端。
6.如權(quán)利要求1所述的移位寄存器，其特征在于該電位提升電路包括一靴狀反相器， 該靴狀反相器接收該第一工作電壓、該前級供應(yīng)信號與該啟動控制信號而產(chǎn)生該輸出控制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的移位寄存器，其特征在于進一步包括一晶體管，該晶體管接收 該前級輸出信號，并由一預(yù)定控制信號控制是否傳遞該前級輸出信號為該前級供應(yīng)信號。
8.如權(quán)利要求7所述的移位寄存器，其特征在于該輸出控制信號的位準于該移位寄 存器的一預(yù)充電位操作區(qū)與該晶體管的臨界電壓值無關(guān)。
9.如權(quán)利要求8所述的移位寄存器，其特征在于該輸出控制信號的位準于該移位寄 存器的該預(yù)充電位操作區(qū)大致等于該第一工作電壓。
10.如權(quán)利要求7所述的移位寄存器，其特征在于該預(yù)定控制信號包括該第一工作電 壓或該輸入信號的反相信號。
全文摘要
一種移位寄存器，接收前級輸出信號以產(chǎn)生前級供應(yīng)信號并根據(jù)前級供應(yīng)信號將輸入信號輸出為本級輸出信號的極限值，其包括啟動控制電路、電位提升電路與輸出電路；啟動控制電路接收前級輸出信號并提供相應(yīng)的啟動控制信號；電位提升電路接收第一工作電壓、前級供應(yīng)信號與啟動控制信號，利用電容耦合效應(yīng)以變化前級供應(yīng)信號的電壓值而產(chǎn)生輸出控制信號；輸出電路連接至電位提升電路、啟動控制電路與輸入信號，且根據(jù)輸出控制信號決定何時將輸入信號輸出為本級輸出信號的極限值。
文檔編號G11C19/28GK102136245SQ20111010473
公開日2011年7月27日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者陳忠君 申請人:友達光電股份有限公司