移位寄存器及预充电电路制造技术

本发明专利技术公开了一种移位寄存器及预充电电路，该预充电电路包含接收模块、启动模块及重置模块。接收模块根据一控制信号接收该预充电电路所接收的驱动信号并输出给该启动模块。启动模块用以于接收到该驱动信号时，输出一预充电信号。重置模块耦接于该接收模块与该启动模块之间，用以接收一重置信号以重置该预充电信号。本发明专利技术的预充电电路不会受到工艺影响，使得利用本发明专利技术的预充电电路的移位寄存器能够有较佳的驱动力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种移位寄存器及其预充电电路；尤其涉及一种具有更稳定的 预充电电位的移位寄存器及其预充电电路。
技术介绍
请参考图1。图1为现有技术以N型金氧半(metal-oxide-semiconductor; MOS)晶体管工艺的移位寄存器的示意图。如图所示，移位寄存器100包含输入 端I、节点Z、节点N、输出端0、预充电电路110、致能控制器120及三个开 关QN2、 QN3、 QN4。移位寄存器100的输入端I用以接收前一级移位寄存器的驱 动信号，输出端0则用以输出移位寄存器100的驱动信号。致能控制器120 包含开关Q,及反相器INV'。开关Q,的第一端耦接于输入端I，其控制端用以 接收频率信号CLK，开关Q,用以根据频率信号CLK将其第一端耦接于其第二 端。反相器INVi的输入端耦接于开关Qw。的第二端，其输出端耦接于节点N， 用以将输入端I上所接收的信号反向后输出至节点N。预充电电路110包含开 关QN1。开关QN1的控制端耦接于输入端I，其第一端耦接于输入端I，其第二 端则耦接于节点Z，用以将输入端I上的信号传送至节点Z以对节点Z预充电。 开关Qw2的控制端耦接于节点N，其第一端耦接于节点Z，其第二端则耦接于输 出端0。开关Qw3的控制端耦接于节点Z，其第一端用以接收频率信号XCK，其 第二端则耦接于输出端0。频率信号XCK于高准位时电压为7. 5伏特(在此设 定高准位电压为V。D)，于低准位时电压为0伏特。上述高准位电压与低准位电 压可依照使用者需求予以设定。在此以高准位电压为7. 5伏特与低准位电压为 0伏特为范例。开关QM包含控制端耦接于节点N，其第一端耦接于电压源Vss(在 此设定电压Vss为O伏特)，其第二端则耦接于输出端0。另外，由于移位寄存 器100采用N型金氧半晶体管工艺，因此开关QN1 QN4、 QN1。皆为N型金氧半晶 体管。另外，频率信号CLK与XCK互为反相信号。请参考图2，图2为图1所示移位寄存器100的时序图。如图所示，当输入端I接收到前一级移位寄存器的驱动信号时(电位提升至电压Vdd，时间长度 为半个频率信号XCK)，前一级的驱动信号分别经由预充电电路110传送至节点Z和经由致能控制器120传送至节点N;此时，频率信号XCK的前半周期为 低准位。由于预充电电路IIO由开关QN型金氧半晶体管)所构成，因此节点Z的电位将会被降低一个开关Qw的源-漏极电压VDS;在此情况下电压V。s为开关Q^的临界电压U在此设定临界电压V加为2. 5伏特)。因此，此时节点Z 的电位为5伏特(Vdd-V )。致能控制器120由开关Q,与反相器ir^所构成， 因此节点N将由原本的电压V。。下降至电压0，并维持在一个频率信号XCK的 周期。由于此时节点N的电位为0，由图可知开关qk2与QJ每被关闭。在频率 信号XCK的后半周期(频率信号XCK的电压维持在高准位)内，开关Q、,、 QN2、 Qw都为关闭状态，因此在节点Z上的电荷便无消散途径。由于开关Q^在其第 一端与控制端间有寄生电容d,因此在当开关Qw3的第一端上的频率信号XCK 的电压由低准位上升至高准位时，节点Z的电位亦会被再提升一个电压V。d而 成为12.5伏特(2Vd。-Vt^2X7.5-2.5)。因此，便可将开关QN3导通而使输出端 0的电位被拉升至电压VDD(7. 5伏特)以作为移位寄存器100的驱动信号。的后 当节点N的电压再度上升至电压V。。时，开关Q^与(^被导通，而才将输出端O 的电压下拉至电压Vss (0伏特)。由上述可知，当移位寄存器100输出驱动信号时，节点Z的电位为 (2VDD-VTH1)，输出端0的电位为V。d，因此开关Q^的栅-源极电压V。s应为5伏特 (2VDD-VTH1-VDD=VDD-VTH1=7. 5-2. 5)。然而，移位寄存器100的输出端0的驱动能力 与开关Q^的栅-源极电压V。s有关(电压Ves越大则驱动能力越强)，且工艺的因 素会造成开关的临界电压VTH有所变动，因此根据上式得出的电压Ves(VDD-VTH1) 也会随之变动，进而影响移位寄存器100的驱动能力。请参考图3，图3为现有技术以P型金氧半晶体管为主的移位寄存器200 的示意图。如图所示.，移位寄存器200包含输入端I、节点Z、节点N、输出 端0、预充电电路210、致能控制器220及三个开关QP2、 QP3、 QP4。移位寄存器 200的输入端I用以接收前一级移位寄存器的驱动信号，移位寄存器200的输 出端0用以输出移位寄存器200的驱动信号。致能控制器220包含开关Qw。及 反相器INV2。开关Q，的第一端耦接于输入端I，其控制端用以接收频率信号 XCK，开关Q，用以根据频率信号XCK将其第一端耦接于其第二端。反相器INVt的输入端耦接于开关Qm的第二端，其输出端耦接于节点N，用以将输入端I上所接收的信号反向后输出至节点N。预充电电路210包含开关Q，。开关Q，的控制端耦接于输入端i，其第一端耦接于输入端i，其第二端耦接于节点z，用以将输入端I上的信号传送至节点Z以对节点Z预充电。开关Qp2的控制端 耦接于节点N，其第一端耦接于节点Z，其第二端则稱接于输出端O。开关Ck 的控制端耦接于节点Z,其第一端用以接收频率信号CLK，其第二端则耦接于 输出端0。频率信号CLK于高准位时电压为VDD(在此设定电压Vu。为7. 5伏特)， 于低准位时电压为O。开关QP4的控制端耦接于节点N，其第一端耦接于电压源 V。。(在此设定电压V。。为7.5伏特)，其第二端则耦接于输出端0。另外，由于 移位寄存器200为P型金氧半晶体管工艺，因此开关Qh Qm及Qm都为P型金 氧半晶体管。请参考图4，图4为图3所示移位寄存器200的时序图。如图所示，当输 入端I接收到前一级移位寄存器的驱动信号时(电位由Vd。下降至0，维持半个 频率信号CLK周期的长度)，前一级的驱动信号经由预充电电路210传送至节 点Z;前一级的驱动信号经由致能控制器220传送至节点N，此时频率信号CLK 的前半周期为高电位，电压为V。d。由于预充电电路210由开关Qn(P型金氧半 晶体管)所构成，因此节点Z的电位将会被提升一个开关QP的源-漏极电压Vds，于此情况下电压V。S为开关QM的临界电压VTH2(设临界电压VTH2为2.5伏特)。因此，此时节点Z的电位为2:5伏特(Vd。-VDD+VTH2)。致能控制器120由开关QP1。 与反相器INV2所构成，因此节点N将由原本的电压O上升至VDD，并维持一个 频率信号CLK的周期的长度。由于此时节点N的电位为VDD，由图可知开关Qp2 与QP4将被关闭。在频率信号CLK的后半周期(频率信号CLK的电压维持在0伏 特)内，开关Q吣QP2、 QP4都为关闭状态，因此在节点Z上的电荷便无消散途径。 由于开关QP3在其第一端与控制端间有寄生电容C2，因此在当开关QP3的第一端 上的频率信号CLK的电压由V。d下降至0时，节点Z的电位也会被再下拉一个 电压V。。而成为-2. 5伏特(VTH1-VDD=2. 5-5)。因此，便可将开关QP3导通而使输出 端0的电位被下拉至0伏特以作为移位寄存器200的驱动信号。之后当节点N 的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预充电电路，适用于移位寄存器，其特征在于，该预充电电路包含：一输入端，用以接收一驱动信号；一输出端，用以输出一预充电信号；一接收模块，包含：一输入端，耦接于该预充电电路的输入端，用以接收该驱动信号；一控制端，用以接收一控制信号；及一输出端，于该接收模块接收到该控制信号时，传送该驱动信号；一启动模块，耦接于该接收模块的该输出端与该预充电电路的输出端之间，用以于接收到该驱动信号时，输出该预充电信号；及一重置模块，耦接于该接收模块的该输出端与该启动模块之间，用以接收一重置信号以重置该预充电信号。

【技术特征摘要】
1.一种预充电电路，适用于移位寄存器，其特征在于，该预充电电路包含一输入端，用以接收一驱动信号；一输出端，用以输出一预充电信号；一接收模块，包含一输入端，耦接于该预充电电路的输入端，用以接收该驱动信号；一控制端，用以接收一控制信号；及一输出端，于该接收模块接收到该控制信号时，传送该驱动信号；一启动模块，耦接于该接收模块的该输出端与该预充电电路的输出端之间，用以于接收到该驱动信号时，输出该预充电信号；及一重置模块，耦接于该接收模块的该输出端与该启动模块之间，用以接收一重置信号以重置该预充电信号。2. 根据权利要求1所述的预充电电路，其特征在于，该启动模块包含 一第一开关，包含一第一端，耦接于该预充电电路的该输出端；一控制端，耦接于该接收模块的该输出端，用以接收该驱动信号；及 一第二端，耦接于一第一电压源，用以于该第一开关接收到该驱动信号时， 耦接于该第一开关的该第一端。3. 根据权利要求1所述的预充电电路，其特征在于，该重置模块包含 - 一第二开关，包含一第一端，耦接于该接收模块的该输出端，用以接收该驱动信号； 一控制端，用以接收该重置信号；及一第二端，耦接于一第二电压源，用以于该第二开关接收到该重置信号时， 耦接于该第二开关的该第一端以重置该预充电信号。4. 根据权利要求1所述的预充电电路，其特征在于，该启动模块另包含 一电容，耦接于该第一开关的该第一端与该第一开关的该控制端之间； 一第三开关，包含一第一端，耦接于该第一开关的该第一端；一控制端，耦接于该接收模块的该输出端，用以接收该驱动信号；及 一第二端，用以于该第三开关的该控制端接收到该驱动信号时，耦接于该 第三开关的该第一端；及 一第四开关，包含一第一端，耦接于该第三开关的该第二端； 一控制端，用以接收一频率信号；及一第二端，耦接于该预充电电路的该输出端，用以于该第四开关接收到该 频率信号时，耦接于该第四开关的该第一端。5. 根据权利要求1所述的预充电电路，其特征在于，该启动模块另包含 一电容，耦接于该第一开关的该第一端与该第一开关的该控制端之间； 一第三开关，包含一第一端，耦接于该第一开关的该第一端；一控制端，耦接于该接收模块的该输出端，用以接收该驱动信号；及一第二端，用以于该第三开关接收到该驱动信号时，耦接于该第三开关的该第一端；及一第四开关，包含一第一端，耦接于该第三开关的该第二端；一控制端，耦接于该接收模块的该输出端，用以接收该驱动信号；及 一第二端，耦接于该预充电电路的该输出端，用以于该第四开关接收到该 驱动信号时，耦接于该第四开关的该第一端。6. 根据权利要求1所述的预充电电路，其特征在于，该接收模块另包含一 第五开关，该第五开关包含一第一端，耦接该接收模块的该输出端；一控制端，耦接于该接收模块的该控制端，用以接收该控制信号；及 一第二端，耦接于该接收模块的该输入端，用以于该第五开关接收到该控 制信号时，耦接于该第五开关的该第一端。7. 根据权利要求1所述的预充电电路，其特征在于，该控制信号为该驱动 信号或该频率信号。8. 根据权利要求1所述的预充电电路，其特征在于，该重置信号为该频率 信号。9.一种移位寄存器，其特征在于，包含 一输入端，用以接收一第一驱动信号； 一输出端，用以输出'一第二驱动信号；一致能控制器，耦接于该移位寄存器的输入端，用以于接收到该第一驱动 信号时，输出一致能信号；该致能信号为该第一驱动信号的反相； 一预充电电路，包含一输入端，耦接于该移位寄存器的输入端，用以接收该第一驱动信号； 一输出端，用以输出一预充电信号； 一接收模块，包含一输入端，耦接于该预充电电路的输入端，用以接收该第一驱动信号； 一控制端，用以接收一控制信号；及一输出端，于该接收模块接收到该控制信号时，传送该第一驱动信号；一启动模块，耦接于该接收模块的该输出端与该预充电电路的输出端之 间，用以于接收到该第一驱动信号时，输出该预充电信号；及一重置模块，耦接于该接收模块的该...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠君，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]