DE2055487A1 - Statisches mehrstufiges Schiebe register - Google Patents

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 9· .November 1970

Hughes Aircraft Company P 2193

Centine!a Avenue and

Teale Street

Culver City, Calif., V.St.A.

Statisches mehrstufiges Schieberegister

Die Erfindung bezieht sich auf ein statisches- nehrstuf Ljes Schieberegister, das mehrere, aus MOS-feldeffekt-Halbleiberbauelementen bestehende bistabile Xipps-jufen ui^i'^ssende Registerstufen aufweist, insbesondere in monolithischer integrierter Schalbkreistechnik.

Schaltkreise mit MOS—Feldeffokt-Halbleiterbauelementen (MOS » metal oxide semiconductor) Bind bereits in der Vergangenheit zum Aufbau von Schieberegistern verwendet worden. Bekannte Vorrichtungen dieser Art verwer.ietön eine Nachlaufbechnik (master-slave technique), die

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pro Registerstufe zwei "bistabile Kippstufen erforderte. In Abhängigkeit von den Betriebsparametern der Schaltungsanordnung sind auch noch andere, jedoch ebenso komplizierte Techniken angewendet worden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schieberegister der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das zum einen lediglich mit einer bistabilen Kippstufe pro Iiegisterstufe auskommt und somit den Aufwand an Bauelementen senkt und zum anderen von seinem Aufbau her die Möglichkeit bietet, in der für die Herstellung von LIOS-Feldeffekt-Halbleiterbauelenenten üblichen Technik auf einem monolithischen Halbleitersubstrat hergestellt zu werden.

Die Erfindung besteht darin, daß jede bistabile Kippstufe einen Setzeingang, einen ersten und einen zweiten Rücksetzeingang, einen Setzausgang, einen Rücksetzausgang und einen Takteingang aufweist und derart ausgebildet ist, daß sie durch ein Rucksetζsignal an ihrem zweiten Rücksetzeingang rückgesetzt wird und ihre Schaltlage jeweils entsprechend den Signalen an den Setzeingang und im ersten Rücksetzeingang dann ändert, wenn ein Taktimpuls an ihrem Takteingang anliegt, daß MOS-Feldeffekttransistoren als steuerbare Koppelglieder . zwischen den Registerstufen derart eingeschaltet sind, daß ihre Emitter-Kollektor-Strecke als Signalpfad jeweils ausgangsseitig mit dem Setzeingang bzw. dem ersten Rucksetζeingang der einen Registerstufe und' eingangsseitig mit dem Setzausgang oder Rücksetzausgang der

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vorhergehenden Registerstufe verbunden ist, und daß jeder ein steuerbares Koppelglied bildender I.lOS-Feldeffekttransistor diarch Anlegen von negierten !Takt impuls en an seine Gatt-Elektrode in den leitenden Zustand versetzbar ist»

Bei einer bevorzugten Ausführungsforin. der Erfindung wird zu jeder Zeit jeweils nur eine Kippstufe gesetzt, während die anderen Kippstufen rückgesetzt werden« Im Betrieb wird dann in dem Maße, wie den Kippstufen und den als Koppelgliedern dienenden MOS-Feldeffekttransistoren Taktsignale zugeführt werden, der gesetzte Zustand nacheinander von einer Kippstufe zur nächsten übertragen· Außerdem kann ein Ringzähler dadurch hergestellt werden, daß die Ausgangssignale der letzten Stufe über zwei MOS-Feldeffekttransistoren auf die Eingänge einer ersten Stufe zurückgeführt werden.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird· Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden· Es zeigen

Fig· 1 das Blockschaltbild eines statischen Schieberegisters nach der Erfindung,

Fig. 2 Impulsdiagramme, die für .das Verständnis der Funktion des Schieberegisters nach Fig. 1 wesentlich sind,

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Fig. 3 das Blockschaltbild eines Umlaufregisters unter Verwendung des Schieberegisters nach Pig. 1,

Fig. 4 das Schaltbild einer bistabilen Kippstufe, die bei Schieberegistern nach der vorliegenden Erfindung vorteilhaft als Registerstufe verwendet werden kann, und

Fig. 5 das Schaltbild einer weiteren bistabilen Kippstufe, die als erste Registerstufe des Schieberegisters nach der Erfindung verwendet v/erden kann, um sicherzustellen, daß eine Registerstufe in gesetztem Zustand bleibt, während der Rest der Registerstufen im rückgesetzten Zustand ist.

Die folgenden Ausführungsbeispiele werden unter Verwendung eines sogen, negativen Logiksystems beschrieben, bei dem Erdpotential der logischen "O" und ein gegenüber dem Erdpotential negatives Potential der logischen "1" zugeordnet ist. Es versteht eich Jedoch, daß bei " geeigneter Änderung der den Schaltungsanordnungen züge» führten Vereorgungsspannungen und Benutzung eines p-dotierten Substrats des Anreieherungstyps (enhancement mode p-Type substrate) ein positives Logiksystem verwendet werden kann· Bei den folgenden Ausführungsbeispielen sind die Schaltungen so aufgebaut, daß die Gesamtschaltung auf einem einzigen Halbleitersubstrat unter Verwendung der in der MOS-Feldeffekt-Halbleitertechnologie üblichen Arbeitsverfahren erzeugt werden kann. Die Schaltung arbeitet mit einem η-dotierten Substrat des Anreicherungstyps (enhancement). Dies bedeutet, daß die Gatt-

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spannung für einen MOS-Feldeffekttransistor (im folgenden kurz MOSFET genannt) gegenüber der Emitter-Spannung negativ sein muß, wenn der MOSFET leiten soll· Der logischen "0" ist Erdpotential und der logischen "1" ist eine negative Spannung, "beispielsweise -15 V₁ zugeordnet· Die Kollektorspannung -V-n-n ist gleich dem Potential, das der logischen "1" zugeordnet ist. Die Gattspannung -Vqq für die Widerstände ist negativer als die Kollektorspannung -V_DI) und kann z.B. -30 V betrage,:. Das bedeutet, daß eine logische "1" an die Gattelektrode des MOSFET angelegt wird, wenn dieser leiten soll·

Fig. 1 zeigt eine Reihe von bistabilen Kippstufen Q1 bis Qn, die untereinander dadurch verbunden sind, daß jeweils der Setzausgang Q und der Rücksetzausgang Q jeder Kippstufe über einen als steuerbares Koppelglied dienenden MOSFET mit dem Setzeingang IN bzw. dem Rücksetzeingang iF der nächstfolgenden gipp3tufe verbunden sind. Alle Kippatufen der Reihe außer der ersten können dadurch rückgesetzt werden, daß ein Rucksetζsignal, das der logischen ?1" entspricht, einer Rücksetzleitung zugeführt wird, die mit den Direkt-Rücksetzeingängen DR dieser Kippstufen verbunden ist· Die erste der bistabilen Kippstufen wird in der Weise betrieben, daß sie gesetzt wird, wenn ein der logischen "1" entsprechendes Signal auf der Rücksetzleitung erscheint, indem die Rücksetzleitung bei der ersten Kippstufe mit dem Direktsetzeingang DS verbunden ist» Auf diese Weise kann die erste Kippstufe in den gesetzten Zustand gebracht werden, während die anderen Kippstufen in den rückgesetzten Zustand gebracht werden, und ea läßt sich so der Anfangszustand für den Zähler herstellen·

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Die Arbeitaweise des Zählers wird im folgenden anhand der Impulsdiagramme gemäß Fig. 2 näher erklärt'. Wie schon erwähnt, dient das Rücksetzsignal zur Herstellung des Anfangszuatandes. Durch, das Rücksetzsignal wird also die Kippstufe Q1 gesetzt, wie es sich aus der ebenfalls mit Q1 "bezeichneten Kurve ergibt. Zu irgend einem späteren Zeitpunkt erscheinen Taktimpulse CLK und dazu inverse Taktimpulse ÖLK, wie es sich aus den f entsprechend bezeichneten Kurven ergibt. Die Kippstufen werden so betrieben, daß sie ihre Schaltlage in Abhängigkeit von den Signalen ändern, die an ihren Eingängen IN und TSf anliegen, und zwar zu den Zeitpunkten, in denen die Taktimpulse GLK das Potential der logischen "1" aufweisen. Die Verbindungen der Ausgänge der Kipp— stufen mit den Eingängen der nachfolgenden Kippstufen sind über steuerbare MQßFETs geführt., die dann durchgeschaltet werden, wenn die an den Gatt-Elektroden des MOSi¹ET anliegenden inversen Taktimpulse CLK das Potential einer logischen "1" aufweisen.

h Wenn ein Rücksetzsignal auf der Rücksetzleitung er-

scheint, wird die Kippstufe Q1 gesetzt. Vor dem Beginn , der Taktimpulse entspricht das Potential auf der Taktleitung für die Taktimpulse CLK dem Potential der logischen "0"{ entsprechend stimmt ÖLK mit dem Potential der logischen "1" überein. Dadurch ist es möglich, daß das "1"-Signal am Setzausgang Q1 der Kippstufe Q1 über die Emitter-Kollektor-Strecke, d.h. also durch' den Signalpfad eines MOSFET 1G₁ zu dem Set;»eingang Dip der nachfolgenden Kippstufe Q2 gelangt. Ebenso gelangt das

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zugeordnete "O"-Signal von Rücksetzausgang Q. der Kippstufe Q1 über den Signalpfad eines weiteren KOSFET TA. zu dem Rücksetzeingang H\p der nachfolgenden Kippstufe Q2. Die Signale, die an den Eingängen HT2 und IH2 <äer Kippstufe Q2 anliegen, sind unter den entsprechenden Bezeichnungen Hi₀ bzw. iWZ in Pig. 2 ebenfalls dargestellte In dem Augenblick, in dem die Taktimpulse CLII bzwο CLK einsetzen» verändert sich das Potential auf der Taktlcitung von der logischen "O" zur logischen "T". Gleichzeitig verändert sich der inverse 'Taktimpuls CLK ir> -umgekehrter Richtung. Da der '.Taktimpuls CLK den ^T./ert einer logischen "0" annimmt, werden die Signalpfade durch die HOSFETs TG und TA für die Signale aus den Ausgangsklemmen Q^ und Q^ gesperrt. Das Signal am Setseingang INp der Kippstufe Q2 beginnt sich in Richtung auf die logische "0" tu ändern. Diese Änderung erfolgt nicht sprunghaft, und zwar aufgrund von vorteilhaften Eigenschaften, die die MOSFET-Eingangskreise der bistabilen Kippstufen hinsichtlich der Eingangakapazität und der Reststrombegrenzung aufweisen_o Diese Zusammenhang-,; werden später näher erläuterte Weiterhin bleibt, wie js ebenfalls später noch im einzelnen 0-rlüu.tert werden v.ird, das dem Rücksetzeingang DT^ der Kippa-jufe 02 zugeführ~6 Signal auf dem Potential einer logischen "0^t!. Auf diese V/oise benötigen die Signale an den Eingängen der Kippstufe Q2 zum Erreichen ihres neuen Potentials Ubergai^szeiten, die viel langer sind als die Übergangszeit der Taktimpulse, die an die Kippstufe angelegt v/erden. Dalier ist der Talttimpuls CLK auf dem Potential de:· Ionischen "1" bevor die Signale an den Eingängen IKp u^ad 1-^ ihr Potential wesentlich geändert haben. Dies ermöglicht es, die Kippstufe Q2 zu setzen, wie es in der Kurve Q2 in Fig. 2 dargestellt ist* Die Eippstufe QT wird rüekgesetzt.

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wenn der erste Taktimpuls CLIv das Potential der logischen ¹¹I" annimmt, da die Taktimpulse CLK dem Direktrücksetzeingang DR der Kippstufe Q1 zugeführt v/erden. Deshalb wird die Kippstufe Q1 rückgesetzt, wenn die Kippstufe Q2 gesetzt wirdo

Wenn danach der Taktimpuls CLK wieder das "0"-l-ot;ential annimmt, nimmt der inverse Taktimpuls CLK das "1"-Potential an und schaltet damit den Sei;sauj_u ^rani: Q₀ der Kippstufe Q2 über den Signapfad eines LIOSZüT 2G auf den Setzeingang IN^ der nächstfolgenden Kippstufe QJ« In ähnlicher Weise wird das Signal am Rücksetzausgang Q₂" der Kippstufe Q2 über den Signalpfad eines MOSli'JST 2Λ zum Rücksetzeingang IN, der folgenden Kippstufe Q3 durchgcschalteto Dieser Vorgang ist aus den Kurven IN₇ und Ii.-,. in Fig« 2 zu ersehen₀ Da weiterhin die Kippstufe Q1' rückgesetzt worden ist, befindet sich der Setzeingang H-o der Kippstufe Q2 während der Zeit, in der die Taktimpulse CLK auf das "0"-Potential zurückkehren, ebenfalls auf "C'-Potential. Außerdem zeigt wegen des Rücksetzens der Kippstufe Q1 deren Rücksetzausgang Q das "1"-Potential. * Das bedeutet, daß der Rücksetzeingang IN₂ der Kippstufe Q2 vom Potential der logischen "1" zur logischen "0"- übergeht, wenn der negierte Taktimpuls CLK den Rücksetzausgang Qi" der Kippstufe Q1 zum Rücksetzeingang IiJ₀ durchschaltete Wenn der nächste Taktimpuls CLK wieder das "1"-Potential und demzufolge der negierte Taktimpuls CLK das "0"-Potential annimmt, wird die Kipps-cfe QJ in genau der gleichen Weise gesetzt wie es oben für aie vorher gesetzte Kippstufe Q2 beschrieben worden ist«, Außerdem wird die Kippstufe Q2 durch die ihr von der Kippstufe Q1 gelieferten Eingangssignale rückgesetzt.

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Die folgenden Kippstufon des Schieberegisters werden durch Zuführen weiterer Taktimpulse in genau der gleichen Weise gesetzt und rückgesetzt, wie es vorstehend für die ersten Stufen "beschrieben worden ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Schieberegister nach Fig« 1 in einen Uialaufzähler umgewandelt we-rden,. wie er in Fig. 3 dargestellt ist, indem unter Fortlassen der ersten Kippstufe Q1 die Ausgänge O und Q der letzten Kippstufe (^n des Schieberegisters mit dem Setz- bzw. Rücksetzeingang IHp bzw. IN₂ der Kippstufe Q2 über die Signalpfade der MOSFETs 1G bzw. 1A verbunden werden. Außerdem ist eine geringfügige Abänderung bei einer beliebigen Kippstufe innerhalb des Zählers erforderlich, um eine der Kippstufen zwangsweise in den Gesetzt-Zuotand zu bringen, wenn dem Zähler ein Kücksetzsignal zugeführt wird» Beispielsweise, kann diese Abänderung in der Verbindung der Rücksetzleitung mit dem Direktsetzeingang DS der Kippstufe Q2 gemäß Fig. 3 bestehen<> Dadurch wird der Anfangzustand des Zählers festgelegt· Anschließend durchläuft der Stellzustand der Reihe nach alle Kippstufen, solange Taktimpulse an den Zähler angelegt sind»

Fig. 4- zeigt eine übliche bistabile Kippstufe unter Verwendung von MOS-Feldeffekt-Halbleitorbauelementen, die für alle Stufen außer der ersten des erfindüngsgemäßen Schieberegisters nach Fig· 1 und für alle Stufen des UmlaufZahlers nach Fig„ 3 Verwendung finden kann» Die gleiche Schaltungsanordnung kann auch für die eine Kipp- ■ stufe in der Schaltung nach Fig. J verwendet werden, die · zu Beginn gesetzt werden muß, indem einfach alle Eingänge

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und Ausgänge vertauscht werden, d„h., daß der Setzeingang zum Kücks et ζ eingang, der liücksetzoingang zum. Setzeingang, der Direkt-Eücksetzeingang zum Direkt-Setzeingang, der Setzausgang zum Eücksetzausgang und der Eücksetzausgang zum Setzausgang wird«,

Die Kippstufe umfaßt zwei MOS-Feldeffekttransistoren 2D und 2F und die innen zugehörigen feldgesteucrten MOS-Widerstände 2E und 2X, die in üblichei· './eise miteinander über Kreuz zu einer bistabilen Kippstufe zusammengeschaltet sind« Die' Gatt-Elektrode dos LiOSFET 2 ^ ist verbunden mit dem Setzauegang Q dor Kippstufe_β Die· Gatt-Elektrode des MOSi¹ET 2F ist verbunden mit dem Eücksetzausgang Q der Kippstufe.

Ein weiterer MOoFET 2E bewirkt das sofortige Hücksotzcn der Kippstufe, wenn ein Signal mit dem Potential der logischen "1" auf der Eücksetzleitung erijcnoint und seiner Gatt-Elektrode zugeführt wird« In diesem Fall wird der MOSFET 2E in den leitenden Zustand versetzt und legt den dem Setzausgang Q zugeordneten Knoten auf Erdpotential (Vg₃). Dadurch wird die Gatt-Elelctrode des MOSFET 2G ebenfalls auf Erdpotential gelegt, doh„ der MOSFET 2D wird gesperrt. Infolgedessen erscheint das "1 "-Potential (-Vj)₁)) über den feldgesteuerten I.IOS-Wideratand 2E hinweg an dem dem Eücksetzausgang Q zugeordneten Knotenpunkt und an der Gatt-Elektrode des MOSFET 2F. Dadurch wird der MOSFET 2F leitend und lec;t den Knotenpunkt, der dem Setzausgang Q zugeordnet ist, dauernd an Erdpotential, um die Kippstufe im rückgesetzten Zustand zu halten.

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Die Kippstufe weist fernerhin v/eitere M08-Feldeffekttrariaiotoren 2B und 20 auf, deren Emitter- und Kollektor-Elektroden miteinander in Serie geschaltet sind und den Knotenpunkt, der dem Rücksetzausgang Q zugeordnet ist, und die Emitter-Spannung Y^ miteinander verbinden.«, Die Kippstufe enthält weiterhin MOS-Feldeffekttransistoren 211 und 2J, deren Emitter- und Kollektor-Elektroden miteinander in Serie geschaltet sind und die Emitter-Spannung Vg_G und den Knotenpunkt, der dem Setzausgang Q der Kippstufe zugeordnet ist, miteinander verbinden. Die Gatt-Elektroden der I.lOSFETs 2B und 2Ii si:.j mit der Taktleitung für die Taktimpuloe CLK verbunden. Die Gatt-Elektrode des Transistors 20 erhält in Abhängigkeit von dem negierten Taktimpuls CLK ein Eingangssignal vom Setzausgang Q* der vorhergehenden Registerstufe über den vom MOSFET 1G gebildeten steuerbaren Strompfade Die Gatt-Elektrode des Transistors 2J erhält ein Eingangssignal vom Rücksetzausgang Q*" der vorhergehenden Registerstufe, und zwar in Abhängigkeit von dem negierten Taktimpuls CLK über den MOSFET 1A. Wenn zunächst von der Wirkung der beiden MOSFETs 1G und 1A abgesehen wird, wird an die Gatt-Elektrode des MOSFET 20 das "1"-Potential angelegt, so daß dieser MOSFET 2C leitet, λνβηη der Setzausgang Q* der vorhergehenden Registerstufe auf dem "1"-Potential liegt. Das bedeutet gleichzeitig, daß der Rücksetzausgang Q^ der vorhergehenden Registerstufe auf dem "0"-Potential liegt. Somit wird eine logische "0" an die Gatt-Elektrode des MOSFET 2J angelegt, die den MOSFET 2J am Leiten hindert· Sobald der Taktimpuls OLK den Wert der logischen "1" annimmt, v/erden die MOSFETs 2B und 2H leitend. Da der MOSFET 2J gesperrt ist, hat die Tatsache, daß der MOSFET 2H leitet, keinerlei Wirkung

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auf den Rest der Schaltung. Da jedoch, wenn der IvIOoFET 2B leitend ist, auch der MOSi)¹ET 2G leitet, Wird eine Verbindung vom Knotenpunkt, der dem Rücksetzausgang "Q, zugeordnet ist, zum Erdpotential (V_t,_a) hergestellt.. Dadurch wird Erdpotential an die Gatt-Elektrode des MOSu¹ET 2F gelegt und dieser Transistor abgeschaltet» Infolgedessen erscheint das "1 "-Potential (-V^) durch den feldgesteuerten MOS-Widerstand 2X hindurch an der Gatt-Elektrode des MOSi¹ET 2D und ebenso an dem Knotenpunkt, der dem Setzausgang Q der Kippstufe zugeordnet ist. Das "1 "-Signal, das der Gatt-Elektrode des ΚΟοΙιΈΤ 2D zugeführt wird, versetzt diesen in den leitenden Zustand, so daß eine Verbindung zwischen dem Knotenpunkt, der dem Rücksetzausgang Q, der Kippstufe zugeordnet ist, und Erdpotential hergestellt wird, um die Kippstufe im Gesetzt-Zustand zu halten» Auf die geschilderte Weise ändert die Kippstufe ihre Schaltlagen.

Im folgenden wird die Wirkung der beiden Signalpfade bildenden MOSFETs 1G und 1A näher erläuterte Es sei angenommen, daß die Kippstufe rückgesetzt sei, was bedeutet, daß der MOSFET 2F leitend und der MOoFET 2D gesperrt isto Das "1 "-Potential (-V^) erscheint durch den Widerstand 2R hindurch an dem Knotenpunkt, der dem Rücksetzausgang Q zugeordnet ist. Es sei weiterhin angenommen, daß der Setzausgang Q₊ der vorhergehenden Registerstufe sich auf "1"-Potential befinde_o Das bedeutet, daß, wenn der MOSFET 1G leitet, das. "1 "^-Potential von dem Setzausgang Q* der vorhergehenden Regisz,. stufe der Gatt-Elektrode des MOSFET 2G zugeführt wird, die dem Setzeingang IN nachgeschaltet ist. Infolgedessen

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kann der MOSi¹ET 20 leitend werden. Wie erinnerlich, leitet der MOuS¹ET 1G dann, wenn die negierten Taktimpuls e CLE sich auf "1"-Potential befinden. Zu dieser Zeit nimmt der Taktimpuls CLK das "0"-Potential ein» Das bedeutet, daß dann, wenn der Gatt-Elektrode des HOSFET 2C das "1"-Potential zugeführt wird, die Gatt-Elektrode des MOSFET 2B auf "0"-Potential liegt, so daß der MOGD¹ET 2B nicht leitet» Wenn nun der Taktimpuls CLK auf "1"-Potential übergeht, wird dieses Potential-an die Gatt-Elektrode des MOSFET 2B angelegt und steuert diesen LIOSFET in den leitenden Zustand. Gleichzeitig nimmt der necierte Taktimpuls OLK "0"-Potential an und sperrt den MOSFET 1G. Es werden jedoch die Kapazitätseigenschaften und Heststrombegrenzungen der Gatt-Elektrode des.MOSFET 2C nun in der V/eise zum Vorteil der Anordnung ausgenutzt, daß sie das Potential an der Gatt-Elektrode dos HOSFET noch für einige Zeit nach dem Sperren des MOSFET 1G stehen lassen. Diese Zeit ist ausreichend, um ein Anlegen der Erdverbindung über die in Serie geschalteten MOSFETs 20 und 2B an den Knotenpunkt, der dem Micksetzausgang Q der Kippstufe zugeordnet ist, und dadurch das Ändern der Schaltlage der Kippstufe zu ermöglichen. Auf diese Weise ändert die Kippstufe ihre Schaltlage, bevor das Signal an der Gatt-Elektrode des MOSFET 2C auf "0"-Potential abklingt und damit den Transistor 2C sperrt. Die Signalübertragung vom Kücksotzausgang q7 der vorhergehenden Kegisterstufe zu der Gatt-Elektrode des LiOSFET 2J über den den Signalpfad bildenden MOSFET 1A arbeitet in genau der gleichen Weise, wie es für den Setzoingang oben be- ' schrieben worden ist.

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Fig»'5 zeigt eine Kippstufe, die in vorteilhafter V/eise als erste Stufe des Schieberegisters nach Fig. 1 Verwendung finden kann. Es handelt sich dabei um eine einfache Kippschaltung aus MOS-Feldeffekttransistoren 1F und 1D samt zugeordneten feldgesteuerten MOS-Uiderständen 1X bzw. 1R. Die Kippstufe enthält außerdem einen Direkt-Setzeingang DS, der mit der Gatt-Elektrode eines weiteren MOS-Feldeffekttransistors 1E verbunden ist, dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zur Emitter- · Kollektor-Strecke des MOSFET 1D geschaltet ist. In ähnlicher V/eise ist ein Direkt-Rücksetzeingang DH mit der Gatt-Elektrode eines weiteren I.IOGFET 1H verbunden, dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zu der Emitter-Kollektor-Strecke des MOSFET 1F liegt. 1/onn ein "1 "-Potential an dem Direkt-Setzeingang DS anliegt, leitet der Transistor 1E und verbindet den Rucksetzausgang Q mit Erdpotential, so daß die Kippstufe gesetzt wird» Ein "1"-Potential, das an den Direkt-Rücksetzeingang DR angelegt wird, bewirkt in analoger V/eise das Rücksetzen der Kippstufe»

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich der Vorteil der beschriebenen Schaltungen, daß sie aufgrund ihres Aufbaues vollständig in herkömmlicher MOS-Halbleitertechnologie als monolithische integrierte Schaltkreisbauteile hergestellt werden können.

Die vorliegende Erfindung ist vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden, bei denen zur gleichen. Zeit jeweils nur eine einzige bistabile Kippstufe gesetzt wird. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch solche Ausführungsformen umfaßt, bei

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denen andere Eingangskreise Verwendung rinden als die in Figo 1 gezeigte Kippstufe Q1, die es ermöglichen, bei jedem von aufeinanderfolgenden Taktimpulsen beliebige Bitkombinationen in das Schieberegister einzugeben»

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   {Ay Statisches mehrstufiges Schieberegister, das mehrere aus MOS-ITeldeffekt-Halbleiterbauelementen bestehende bistabile Kippstufen umfassende Registerstufen aufweist, insbesondere in monolithischer integrierter Schaltkreistechnik, dadurch gekennzeichnet, daß jede bistabile Kippstufe (Qn) einen Setzeingang (IN), einen ersten und einen zweiten Rücksetzeingang (IN bzwo DR), einen Setzausgang (Q)₁ einen Rücksetzausgang (Q) und einen Takteingang (CP) aufweist und derart ausgebildet ist, daß sie durch ein Rücksetzsignal an ihrem zweiten Rücksetzeingang (DR) rückgesetzt wird und ihre Schaltlage jeweils entsprechend den Signalen an dem Setzeingang (IN) und dem ersten Rücksetzeingang (IN) dann ändert, wenn ein Taktimpuls (CLK) an ihrem Takteingang (CP) anliegt, daß MOS-Feldeffekttransistoren (nA,.nG) als steuerbare Koppelglieder zwischen den Registerstufen derart eingeschaltet sind, daß ihre Emitter-Kollektor-Strecke als Signalpfad jeweils ausgangsseitig mit dem Setzeingang (IN) oder dem ersten Rücksetzeingang (IN ) der einen Registerstufe (Qn) und eingangsseitig mit dem Setzausgang (O *) bzw. Rücksetzausgang (Q_n-^i) ^^er vorhergehenden Registerstufe (Qn-1) verbunden ist, und daß jeder ein steuerbares Koppelglied bildender MOS-l^peldeffekttransistor durch Anlegen von negierten Taktimpulsen (CLK) an seiner Gatt-Elektrode in den leitenden Zustand versetzbar ist.

   2» Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet,' daß eine zusätzliche Schaltungsanordnung

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   das Zuführen von Signalen zu den Eingängen der Signalpfade der MOS-Feldeffekttransiotoren gestattet, welche der ersten Registerstufe vorgeschaltet sind.

   3. Schieberegister nach Anspruch 2, dadurch gekonnzeichnet, daß die zusätzliche Schaltungsanordnung eine "bistabile Kippstufe mit MOS-Feldeffekt-Halbleiterbauelementen (z.B« nach 3?ig_o 5) umfaßt, die einen Setz- (DS) und einen Rucksetζeingang (DR) aufweist und durch Anlegen des Rücksetzsignals an ihrem Setzeingang (DS) gesetzt und durch Anlegen eine3 Taktimpulses (CLK) an ihrem Rücksetzeingang (DR) rückgesetzt wird«

   4-. Schieberegister nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Ringzähler in der Weise, daß als zusätzliche Schaltungsanordnung der Setz- und der Rucks et zaus gang '((in bzw. C^n) der letzten Registerstufe (Qn) mit; den entsprechenden Eingängen (INp bzw„ INp) der ersten Registerstufe (Q2) verbunden ist und daß mindestens eine der Registeratufen (z.B. Q3) derart abgewandelt ist, daß sie durch das Rücksetzsignal gesetzt wird,

   5p Schieberegister nach einem der vorhergehenden An- ■ fjprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs— kapazität an dem Setzeingang (111) und an den ersüon Kücknetzoingang (IN) der einzelnen Kippstufen so groß gewählt int, daß das über die zugeordneten Signalpfado jeweils dom Sobzoingang bzw«, don Ruck- :if:tjzoirii;ang züge führt; ο I'oüential noch i:iiu> vorr;o-C; ob (j no Zeit; nach dorn Sporren des Signal pi'aciui! erhalt on bloibt·

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