DE2103213C - Schieberegister mit Speicherzellen aus Feldeffekt Transistoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schieberegister mit Speierzellen aus Feldeffekt-Transistoren, insbesondere s zwei Feldeffekt-Transistoren, denen Verschiebeipulse teilweise zeitlich überlappt zugeführt werden.

Die Verwendung von Feldeffekt-Transistoren für Speicherzwecke in matrixförmigen Speichern und in Schieberegistern ist bekannt. Hier wird zwischen zwei prinzipiell verschiedenen Lösungen im Aufbau der Speicherzellen unterschieden, nämlich die eine Speicherzelle, die als rein bistabile Zelle aufgebaut ist, und die andere, die als Verriegelungsschaltung ausgeführt ist.

Außerdem sind sowohl ein- als auch mehrtaktis"he Schieberegister bekannt, wie z. B. aus den schweizerischen Patentschriften 417 779 und 456 774 hervorgeht.

Die darin gezeigten Speicherzellen mit Feldeffekt-Transistoren, insbesondere für Schieberegister, haben jedoch den Nachteil, daß sie relativ viel Platzbedarf auf dem Substrat benötigen, wenn die Schieberegister in integrierter Technik ausgeführt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Speicherschaltung mit Feldeffekt-Transistoren für Schieberegister zu schaffen, die eine sichere Verschiebung der gespeicherten Daten ohne Beeinflussung der Nachbarzellen gewährleistet und dabei einen minimalen Piatzbedarf auf dem Substrat aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung uer Aufgabe besteht darin, daß zwischen den Steuerelektroden und den Quellenelektroden zweier in Serie geschalteter Feldeffekt-Transistoren ein Kondensator geschaltet ist, daß an die Steuerekktrode des zweiten Transistors eine Taktimpulsquelle angeschlossen ist und daß an die Quellenelektrode des ersten Feldeffekt-Transistors eine weitere Impulsquelle angeschlossen ist, während an der Steuerelektrode des ersten Transistors der Dateneingang liegt.

Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß durch die Überlappung der von den beiden Impulsquellen gelieferter. Impulse eine sehr schnelle Arbeitsweise mit nur zwei Transistoren, die die Speicherzelle bilden, möglich ist, so daß ein äußerst geringer Platzbedarf in integrierter Technik erreicht wird.

Die Erfindung wird nun an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Speicherschaltung für Schieberegister,

Fig. 2 das Blockdiagramm eines Teiles eines aus mehreren Schaltungen nach Fig. 1 zusammengesetzten Schieberegisters,

Fig. 3 ein Impulsprogramm zur Übertragung von Daten durch den in F i g. 2 gezeigten Teil des Schieheregisters,

Fig. 4A und 4B Draufsichten eines Teiles eines Schieberegisters in integrierter Schaltungsform mit teilweisen Ausschnitten zur Darstellung von Einzelheiten,

Fig. 5 A und 5B die schematische Darstellung der in den Fig. 4A und 4B gezeigten Schaltung,

Fig. 6 eine Schnittansicht der in Fig. 4A gezeigten integrierten Schaltung entlang der Linie 6-6,

Fig. 7 schematisch ein abgewandeltes erstes Ausführungsbeispiel der Speicherschaltung, das zusammen mit dem in Fig. I gezeigten Ausführungsbeispiel ein verbessertes Schieberegister ergibt,

Fig. 8 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Speicherschaltung für Schieberegister,

Fig. 9 das Blockdiagramm eines Teiles eines aus mehreren Schaltungen nach Fig. 8 zusammengesetzten Schieberegisters,

Fig. 10 ein Impulsprogramm zur Übertragung von Daten durch den in F i g. 9 gezeigten Teil des Schieberegisters,

Fig. Il eine Schnittansicht eines in integrierter Schaltungsbauweise ausgeführten Beispiels der in F i g. 8 gezeigten Schaltung und

Fig. 12 die schematische Darstellung eines abgewandelten zweiten Ausführungsbeispiels der Speicherschaltung, die besonders als erste und als letz'.e Zelle eines größeren Schieberegisters geeignet ist.

In F i g. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schieberegister-Speicherschaltung 5Cl gezeigt. Für die Beschreibung wird vorausgesetzt, daß alle Feldeffekt-Transistoren n-Kanal-Transistoren vom Anreicherungstyp sind. Werden p-Kanal-Transistoren verwendet, muß die Polarität der steuernden Spannungen und Signale umgekehrt werden. Es wird weiter vorausgesetzt, daß die Speicherscha'tung ;nit einer negativen Substratvorspannung betrieben wird, so daß die Feldeffekt-Transistoren ..n Anreicherungsbetrieb arbeiten. Der Transistor Tl besitzt die Stromnußelektroden 51 und D1 und der Transistor 72 die Stromflußelektroden 52 und Dl. Die beiden Transistoren sind durch Verbindung von Drain D1 und Source Sl in Reihe geschaltet. Die Datenquelle 10 ist durch die Leitung 11 mit der Steuerelektrode Gl des Transistors Tl verbunden. Die Elektrode 12 des Speicherkondensators Gl ist ebenfalls an das Gate, die Steuerelektrode Gl angeschlossen. Die andere Elektrode 14 des Speicherkondensalors G1 ist an die Stromflußelektrode 51 des Transistors Tl angeschlossen.

Die Impulsquelle Pl, über die Leitung /1 an die Stromflußelektrode 51 des Transitors Tl und an die Elektret'.: 14 des Speicherkondensators C1 angeschlossen, liefert Impulse durch den Transistor Ti hindurch, unabhängig von der Ladung des Speicherkondensators Cl. Um nämlich Impulse von der Impulsquelle Pl durch den Transistor Tl übertragen zu lassen, auch wenn der Soeicherkondensator Cl nicht geladen ist, dient der Impuls selbst von der Impulsquelle Pl zum Einschalten des Transistors Tl durch kapazitive Kopplung auf die Steuerelektrode Gl über den Kondensator Cl. Von der Datenquelle 10 gelieferte Da»en können im Vergleich zur Dauer der Irr.pulse von der Impulsquelle Pl für eine »1« als Gleichspannung und für eine »0« als fehlende Gleichspannung angesehen werden. Somit beeinfluCt die Übertragung des Impulses von der Impulsquelle Pl über Cl auf die Steuerelektrode Gl des Transistors Tl die Daten nicht. Der Transistor T 2 wird durch Anlegen eines Impulses von der Impulsquelle 01 eingeschaltet, die über die Leitung Ll mit der Steuerelektrode G 2 verbunden ist.

Dor Kondensator CO, dessen Elektrode 16 mit der Steuerelektrode G2 des Transistors T2 und dessen andere Elektrode 18 mit der Stromflußelektrode 52 des Transistors T2 verbunden ist, dient der zeitweiligen Speicherung von Energie von der Impulsquelle Pl, bis der Impuls von der Impulsquelle 01. den Transistor T2 einschaltet und die Übertragung der Energie von der Impulsquelle P 1 auf den Speicherkondensator Clfl uner nachfolgenden Speicherschaltung gestattet, der durch seine Elektrode 20 an die Stromflußelektrode Dl des Transistors T2 angeschlossen ist. Ein anderes Ausfülmmgsbeispic), wobei der Impuls von der Impulsquelle P1, der an den Speicherkondensator C1 α zu liefern ist, und der Impuls von der Impulsquelle 01 sich zeiiüch überlappen und somit den Wegfall des Kondensators CO ermöglichen, ist weiter unten an Hand der F i g. 8 bis 12 beschrieben.

Die Gleichstromquelle 21 dient dazu, eine Vorspannung an die Speicherkondensatoren C1 und CIa in Fig. 1 und an andere einsprechende Kondensatoren im Schieberegister anzulegen. Diese

ίο Gleichstrom-Vorspannung reduziert die erforderliche Größe des Kondensators CO relativ zur Störkapazität Cp und zum Kondensator CIa, indem ein rückwärtiger Stromfluß von der Elektrode Dl zur Elektrode 52 des Transistors T 2 am Ende eines Impulses von der Impulsquelle 01 verhindert wird, da die Vorspannung sicherstellt, daß die Schwellenwertspannung zwischen den Elektroden Dl und Gl des Transistors T 2 für den rückwärtigen St rc fluß nicht erreicht wird. Wenn der Impuls von der Impulsquelle 01 den

Transistor T2 einschaltet, wird die auf den Kondensator CO von der impulsquelle Pl gemeierte Ladung auf den Speicherkondensator Cl α der nachfolgenden bpeicherstufe übertragen, falls die durch die Datenquelle 10 gelieferten und auf dem Kondensator C1

gespeicherten Daten eine »0« darstellen, Λ. h. keine Datenladung an der Steuerelektrode G1 des Transistors Tl anliegt. Eine zusätzliche Ladung wird dem Speicherkondensator CIa auch über den Kondensator CO durch einen Impuls von der Impulsquelle 01 zugeführt. Die Anwesenheil von durch den Impuls von der Impulsquelle Pl auf den Kondensator CO gelieferter Ladung vor dem Anlegen eines Impulses von der Impulsquelle 01 bedeutet, daß die Kapazität des Kondensators CO so weit herabgesetzt werden kann, daß in der praktischen Ausführung sich eine Zellengröße von nur ungefähr 2,6- 10~^:i mm² erreichen läßt, wenn ein Schieberegister gemäß der weiter unten beschriebenen Darstellung in den Fig. 4A und 4 B ausgelegt wird. Wenn ein positives Signal an die Steuerelektrode Gl des Transistors Tl von der Datenquelle 10 angelegt wird und eine »1« anzeigt, wird eine Verbindung über Transistor T2, Transistor Tl, Impulsquelle Pl und Spannungsquelle 21 zur Erde hergestellt und so jede vorher auf dem Speicherkondensator Cl« vorhandene Ladung entladen und die aus dem Impuls von der Impulsquelle Pl resultierende Ladung vorübergehend im Kondensator CO gespeichert. Durch die Arbeitsweise der Schaltung werden daher die Daten von der Datenquelle 10 in invertierter Form in dem Speicherkondensator Cl a gespeichert. In einem Schieberegister besteht die Datenquelle 10 natürlich aus einer mit der dargestellten Schaltung identischen Schaltung. Die beschriebene Schaltung stellt daher z. B. eine Datenquelle für

den Transistor TIa dar, der ein Teil einer nachfolgenden Datenspeichersdialtung in einem Schieberegister ist.

Die Fig. 2 und 3 erläutern die Arbeitsweise der in F i g. 1 gezeigten Speicherschaltungen in einem

Schieberegister genauer, indem die notwendigen Impulse gezeigt werden zum Verschieben einer binären »1« aus der Speicherschaltung SCA über SCi, 5C2 und 5Cl zu der Speicherschaltung SCAa. Die in F i g. 2 als Blöcke gezeigten Speicherschalluimen

5Cl, 5C2, 5C3, 5C4 und 5C4« enthalten Schaltungen, die dem in Fig. I mit 5Cl bezeichneten Teil der Schaltung entsprechen. Iu der folgenden Erläuterung wird angenommen, daß auch andere Daten in

dem gezeigten Teil des Schieberegisters vorhanden Speicherschaltung SC3 über die Speicherschaltung sind; die Bewegung dieser anderen Daten wird jedoch SC4. Der Impuls 42 von der Taktimpulsquelle 03 im einzelnen nicht verfolgt. Die Speicherschaltungen erzeugt jet?t eine Leerstelle am Speicherkondensator SC4 bis SC4a sind für den Betrieb mit zeitlich ver- der Speicherschaltung SC3 durch die Übertragimg schachtelten Taktimpulsen von den Taktimpulsquel- 5 der dort gespeicherten Information in invertierter len 04, H3, 02 und 01 ausgelegt, die durch entspre- Form auf den Speicherkondensator der Speichercheiide Leitungen L4, L3, Ll und Ll mit den Spei- schaltung SC2.

cherschaltungen verbunden sind. Die Verbindungslei- An diesem Punkt wird mit dem von der Takttungen 22, 23, 24, 25, 26 und 26a verbinden jeweils impulsquelle 04 angelegten Impuls 44 das Datenbit den zweiten Transistor einer Speicherschaltung, die io »1« in invertierter Form vom Speicherkondensator links vom Anschlußpunkt liegt, mit dem Speicher- der Speicherschaltung SC4 auf den Speicherkondenkondensator einer Speicherschaltung rechts vom An- sator der Schaltung SC 3 übertragen und gleichzeitig schluß. Die Verbindungsleitung 22 verbindet z.B. eine Leerstelle am Speicherkondensator der Schalden Transistor T2 der Speicherschaltung SCl mit tung SC4 geschaffen. In gleicher Weise wird eine dem Speicherkondensator CIa der Speicherschaltung 15 Leerstelle am Speicherkondensator CIa der Schal-SC4a. Die Speicherschaltung SC2 der Fig. 2 über- tung SC4 geschaffen, die die erste Speicherschaltung nimmt also für die Speicherschaltung SCl die Funk- einer Gruppe von vier aufeinanderfolgenden Speition der Datenquelle 10 in Fi g. I. cherschaltungen bildet. Die Quelle der Einerdatenbits

Die Impulsquelle Pl ist über Leitungen 28, /1 und ist eine vorhergehende Gruppe von Speicherschaltun- 11 mit den Speicherschaltungen SC 4, SCl und ao gen, deren zweiter Transistor ihrer letzten Speicher- SC4a verbunden. Die Impulsquelle P2 ist über die schaltung mit der Impulsquelle 01 verbunden ist.
Leitungen 30 und 32 entsprechend mit den Speicher- Die obige Folge wird mit den Impulsen 46, 48, 50,

schaltungen SC 3 und SC 2 verbunden. In einem voll- 52, 54 und 56 wiederholt, jedoch wird das Einerständigen Schieberegister sind die Speicherschaltun- datenbi. in noch einmal umgekehrter Form, also wiegen mit den Impulsquellen Pl und P 2 in abwechseln- 95 der in seiner ursprünglich positiven Ladung, vom den Zweiergruppen verbunden. Speicherkondensator der Speicherschaltung 5C2

Das Impulsprogramm der Fig. 3 beginnt mit durch den Impuls 54 von der Quelle 03 übertragen, einem Impuls 34 vöü der »mpulsqueUe P 2 und einem In der Folge der Impulse 58, 60, 62. 64, 66 und 68 Taktimpuls 36 von der Taktimpulsquelle 01, die der wird das Einerdatenbit vom Speicherkondensator der Einfachheit halber und zur Zeitersparnis als bei 30 Speicherschaltung SC 2 auf den Speicherkondensator Schiebeoperationen gleichzeitig auftretende Impulse Cl der Speicherschaltung SCl durch den Impuls 62 dargestellt sind. Der Impuls 34 liefert sowohl Energie von der Impulsquelle 02 übertragen. Das Einerdatenauf den Speicherkondensator Cl der Speicherschal- bit wird auf dem Speicherkondensator Cl als Fehlen tung SCl über die Speicherschaltung SC 2 in der einer Ladung gespeichert. Der Impuls 64 von der oben beschriebenen Art als auch auf den entspre- 35 Impulsquelle Pl wird über den Transistor Tl auf chenden Speicherkondensator in der Speicherstufe den Kondensator CO übertragen. Die kapazitive SC 2 über die Speicherschaltung SC 3. Am Ende des Kopplung über den Kondensator Cl schaltet den Impulses 34 wird eine durch ihn aufgebrachte Ladung Transistor T1 zur Übertragung des Impulses 64 ein, vorübergehend in den Kondensatoren der Speicher- auch wenn keine Ladung an der Steuerelektrode Gl stufen SC 2 und SC 3 gespeichert, welche dem Kon- 40 des Transistors Tl von der auf dem Kondensator Cl densator CO in der Speicherschaltung SCl entspre- gespeicherten Information angelegt wird. Am Ende chen. Der Taktimpuls 36 erzeugt eine Leerstelle in des Impulses 64 schaltet der Transistor Tl ab, und der Speicherschaltung SCl durch Übertragung einer der Kondensator Cl kehrt in seinen entsprechenden Information, die im Speicherkondensator Cl gespei- Datenspeicherzustand, nämlich bei Fehlen einer Lachert war, in invertierter Form auf den Koti lensator 45 dung, zurück. Der Impuls 64 wurde zum I "den des CIa, den Speicherkondensator der Schaltung SC 4 a. Kondensators CO benutzt. In der dann folgenden Der Impuls 36 wird außerdem auf eine nicht darge- Gruppe von Impulsen 70, 72, 74, 76, 78 und 80 stellte entsprechende Speicherschaltung aus einer vor- se» rltet der Impuls 72 von der Impulsquelle 01 den hergehenden Gruppe von vier Speicherzellen gegeben Transistor T 2 ein und gestattet der vom Impuls 64 und führt so das Datenbit »1« ein. das auf der linken 50 stammenden, vorübergehend auf dem Kondensator Seite der Fig. 2 gezeigt ist, in den Speicherkonden- CO gespeicherten Ladung, den Speicherkondensator sator der Speicherschaii. ng SC 4 in Form einer posi- CIa der Speicherschaltung SC4a zu laden. Eine zutiven ladung des Speicherkondensators. Der Impuls sätzliche Ladung für den Speicherkondensator CIa 38 von der Taktimpulsquelle 02 schaltet den zweiten wird durch den Impuls 72 von der Impulsquelle 01 Transistor in der Speicherschaltung SC 2 ein und lädt 55 über den Kondensator CO durch kapazitive Koppoder entlädt den Kondensator C1, abhängig von der. lung geliefert. Am Ende des Impulses 72 von der an der Steuerelektrode des ersten Transistors in der Impulsquelle 01 schaltet der Transistor T2 ab, und Speicherschaltung SC2 anliegenden Daten. Der Im- der Speicherkondensator CIa der Speicherschaltung puls 38 schafft daher eine Leerstelle auf dem Spei- 5C4a wird durch den Transistor TZ vom Rest der cherkondensator der Speicherschaltung SC 2 durch 60 Speicherschaltung 5Cl getrennt. Die Übertragung Übertragung der Information auf ihrem Sneicherkon- des Datenbits »Ic durch die vier Speichecschaltnngen densator in invertierter Form auf den Speicherkon- SC4 bis 5Cl auf die Speicherschaltuns SC4a einer

densator Cl der Speicherschaltung 5Cl. folgenden Gruppe von vier Speicherschaltangen ist

An diesem Zeitpunkt liefert die Impulsquelle Pl damit beendet

einen Impuls 40 fiber die Speicherschaltung 5Cl zur 9$ Bei der Übertragung von Informationen arbeitet Energieversorgung des Speicherkondensators CIa, jede der Speicherschaltungen 5C4 bis 5C4o, die aus der zur Speicherschaltimg 5C4a gehört, and zur La- einer Schaltung besteht, wie sie in Fig. 1 gezagt dune des entsprechenden Speieberkondensators der wurde, als Inverter. Somit wird das ah positive La-

dung auf dem Speicherkondensator der Speicherschaltung SC 4 gespeicherte Datenbit »1« auf dem Speicherkondensator der Schallung SC3 zu keiner La.':ing, wieder zu einer positiven Ladung auf dem Speicherkondensator der Speicherschaltung SC 2, zu keiner Ladung am Speicherkondensator Cl der Speicherschaltung SCl und wieder zu e'.aer positiven Ladung am Speicherkondensator CIa der Speicherschaltung 5C4a der nachfolgenden Gruppe von vie· Speicherzellen.

Das Konzept der zeitlich verschachtelten Taktimpulse bewirkt, daß bei vier Taktimpulsen gemäß Darstellung nur eine von Information freie Speicherschaltung für je drei Speicherschaltungen vorgesehen werden muß. Schieberegister üblicher Bauart erfordern eine von Information freie Speicherschaltung für jede Stufe mit einer Speicherschaltung, die die gewünschte Information enthält, da während des Schiebetaktes die ganze Information durch gleichzeitige Taktimpulse auf einmal verschoben wird.

Aus F i g. 3 ist zu ersehen, daß die ladenden Taktimpulse 34, 46, 58 und 70 von der Impulsquelle P 2 zeitlich zusammenfallen mit den Taklimpulsen 36, 48, 60, 72 von der Impulsquelle 01. Diese Impulse können daher von derselben Impulsquelle aufgebracht werden. Die ladenden Impulse 40, 52, 64 und 76 von der Impulsquellr P1 fallen zeitlich zusammen mit den Taktimpulsen 42, 54, 66 und 78 von der Impulsquelle 03, können also auch von einer gemeinsamen Quelle geliefert werden. Das bedeutet, daß man in einem Schieberegister nur die vier Taktimpulsquellcn 01, 02, 03 und 04 vorsehen und durch entsprechende Verbindungen dafür sorgen muß, daß die Taktimpulsquellen 01 und 03 auch als Impulsquellen Pl bzw. P2 dienen können.

Die F i g. 4 A. 4 B. 5 A, 5 B und 6 zeigen einen Teil des in integrierter Schaltbauweise ausgeführten ersten Ausführungsbeispiels als Schieberegister zusammen mit einem Schaltschema der gezeigten integrierten Schaltung. Die Fig. 4A und 4B zeigen zwei Zeilen 82 und 84 eines Schieberegisters auf einem Substrat 86, die an der rechten Seite der Fig. 4B durch den Transistor T2d miteinander verbunden sind, der einen dünnen Oxydbereich 87 enthält und den Datenfluß im Register in der durch die Pfeile 88, 90 und 9?. angezeigten Weise gestattet. In einem in integrierter Bauweise ausgeführten Schieberegister befinden sich über und unter den Zeilen 82 und 84 weitere 7eilen im selben Abstand. Diese zusätzlichen Zeilen wurden hier der Klarheit halber weggelassen. Von links nach rechts vorgehend, bilden die Aluminium-Phasenleitungen Li, Ll, LA, Li, LAa, LIa und LIa parallele Spalten und überlagern Teile der Diffusionszonen, die die Schaltungselemente im Schieberegister bilden. Eine isolierende Oxydschicht 93 scheidet die Aluminium-Phaseiileitungen und alle anderen Metallisierungen der Schaltung vom Halbleitersubstrat 86 mit Ausnahme der Si dien, an welchen ein elektrischer Kontakt zu diesem Substrat 86 erwünscht ist. Diese Phasenleitungen Ll bis L1 α sind mit entsprechenden Taktimpulsquellen Pl bis 04 verbunden, die die erforderlichen Taktimpulse für die Transistoren im Schieberegister liefern. Die diffundierten Verbindungsleitungen /1, 12, I¹ α und lla verlaufen parallel zu den Phasenleitungen Ll bis LIa, sind mit entsprechenden Impulsquellen Pi und r2 verbunden zu denken und liefern Impulse auf den jeweils ersten Transistor einer jeden Speicherschaltung zum Laden der Speicherkapazitäten einer jeden folgenden Spei cherschaltung. Der dargestellte Teil des Schieberegisters in integrierter Schaltbauweise reicht von einerr Teil der Speicherschaltung SCl bis SCIa.
Beginnend in der Speicherschaltung SCl bildet dk DifTusionszone 94 im Substrat 96 die Drain-Elck trode Dl des in Fig. 5 A gezeigten Transistors Tl Da das dargestellte Ausführungsbeispiel mit n-Kanal Feldeffekt-Transistoren arbeitet, weist das Substra

ίο 86 p-Leitfähigkeit auf und die Diffusionszone 94 so wie die übrigen Diffusionszonen im Substrat 8( η-Leitfähigkeit. Das Metallisierungsmuster 98 ist mi der Diffusionszone 94 am Kontakt 99 verbunden unc dadurch die Drain-Elektrode Dl des Transistors Ti mit der Steuerelektrode GIa des Transistors TIa der durch die Erweiterung 100 der eindiffundierter Verbindungsleitung /1 und der DifTusionszone 102 im Substrat 86 gebildet wird. Die eine Elektrode 104 des Speicherkondensators CIa der Schaltung 5C4i wird durch die metallische Verbindungsleitung 84 gebildet und die andere Elektrode 106 durch die ein diffundierte Verbindungsleitung/1. Der dünne Oxyd bereich 108 (am besten in Fi g. 6 zu sehen) dient so wohl als Isolierschicht zwischen den Elektroden 10<i und 106 des Kondensators CIa als auch als Isolier schicht für die Steuerelektrode G1 α des Transistor? TIa. Der dünne Oxydbereich 108 und anHrre dünnr Oxydbereiche in der Schaltung haben eine Dicke vor etwa 500 A. Die übrige isolierende Oxydschicht 92

hat eine Dicke von etwa 5000 A. Die größere Breite des Mctallisierungsmusters 98 und der eindiffundier ten Verbindungsleilung /1 im Vergleich zur metalli sehen Phasenlcitung LA dienen der Kapazitätsvcr größerung des Kondensators CIa. Die Sourre-FJck trode 51a des Transistors 71a, gebildet durch du Erweiterung 100 der eindiffundierten Verbindung* leitung /1, empfängt Impulse von der Impulsquelle P1 zum Laden des Speicherkondensators CIb übei den Transistor TIa. Die Drain-Elektrode Dl α de« Transistors TIa wird durch die Diffusionszone 102 gebildet, die auch die Source-Elektrode 52a de« Transistors Γ2α bildet. Der Kondensator COa zwischen der Steuerelektrode G2a und der Source-Elektrode 52a des Transistors Γ2α wird durch einen Tei 109 der Aluminium-Phasenleitung LA gebildet, die die Diffusionszone 102 und den dünnen Oxydbereicl 110 überlagert Die Elektrode 111 des Kondensator; COa umfaßt diesen Teil der Phasenleitung L 4. Die Elektrode 112 des Kondensators COa besteht au·- dci

Diffusionszone 102, die auch die Source-Elektrodt 52a des Transistors T2a bildet. Die die Drain-Flektrode D2a des Transistors Γ2α bildende Diffusionszone 113 ist mit der Aluminiumverbindungslcitung 114 am Ende durch den Kontakt 115 verbunden. Das

andere Ende der Verbindungsleitung 114 bildet die Steuerelektrode Gl6 des Transistors Tib und die Elektrode 116'des Kondensators C! b Die Flcktrode 118 des Kondensators CIb wird durch ein Stück der eindiflundierten Verbindungsleitung /2 gebildet. Die

Erweiterung 120 der eindiffundierten Verbindungsleitung 12 bildet die Source Fkktrode 51 ft des Transistors Tib. Der dünne Oxydbereich 122 isoliert die Elektrode 116 von der t.lektrod? 118 des Kondensators CIb. Die Drain-F.lektrodc D Ib des Tran-

sistors TIb wird durch die DiitL lonszone 124 gebildet.

In ähnlicher Weise bilden die übrigen Diffusionszonen, Metallisierungen und dünnen Oxvdbereiche im

9 ίο

Substrat 86 die übrigen Transistoren und Kondensa- Zellengrößc und mit Impulsen von 8 Volt erhält man toren, die in der Schaltung der Fig. 5 A und 5B ge- noch eine ausgezeichnete Leistung bei einem Schiebezeigt sind. Diepe übrigen Transistoren und Konden- register, welches über 100 Speicherzellen der in satoren sind mit TIc bis TlA₁ TIb bis T2g, CIc Fig. 1 gezeigten Art enthält. Die Ausgangssignale bis CIh und COb bis COg bezeichnet. Die Diffu- 5 eines solchen Schieberegisters können bei niedrigem sionszonen, Metallisierungen und dünnen Oxydbe- Stromverbrauch auf seinen Eingang zurückgekoppelt reiche für diese Elemente sind in der Herstellungs- und die Information so für längere Zeiträume im Reweise mit den bereits beschriebenen identisch, mit gister umlaufen gelassen werden, bis die Information Ausnahme des dünnen Oxydbereiches 87, der die benötigt wird.

Isolierschicht der Steuerelektrode G2d des Transi- io F i g. 7 zeigt ein abgewandeltes erstes Ausführungs-

stors TId bildet, der zur Verbindung der Zeilen 82 beispiel, das im Vergleich mit dem Ausführungsbei-

und 84 des Schieberegisters dient. spiel nach F i g. 1 ein verstärktes Ausgangssignal er-

Diese Anordnung mehrerer verbundener Speicher- gibt. Ähnlich wie in Fig. 1, verfügt die Schaltung schaltungen in jeder Zeile erlaubt, daß zwei Phasen- über Transistoren Tl und T 2, die durch Verbindung leitungen nur jede zweite Speicherschaltung kreuzen 15 ihrer Stromflußelektroden D1 und 52 in Reihe gemüssen. Wegen der Zeiteinteilung der auf ihnen lau- schaltet sind. Der Kondensator Cl ist mit seinen fenden Impulse können die Phasenleitungen Ll und Elektroden 12 und 14 /wischen die Source-EIektrode L3 gleichzeitig Taktimpulse auf einen zweiten Tran- 51 und die Gate-Elektrode G1 des Transistors T1 sistor einer Speicherschaltung in der Zeile 82 und auf gelegt. Der Kondensator CO liegt mit seinen Elektroeinen entsprechenden zweiten Transistor einer Spei- ;o den 16 und 18 zwischen der Source-EIektrode 52 cherschaltung in der Zeile 84 neben dem zweiten und der Gate-Elektrode Gl des Transistors T2. Der Transistor der Speicherschaltung in der Zeile 82 lie- Kondensator CIa ist mit seinen Elektroden 20 und fern. Die Phasenleitung L3 liefert z.B. gleichzeitig 127 an die Drain-Elektrode D 2 des Transistors 72 Taktimpulse auf den Transistor TIb in Zeile 82 und und an die Gleichstromquelle 21 angeschlossen. Parauf den Transistor T2/ in Zeile 84. Sehr wirksam as allel zu Transistor Tl ist in der Schaltung zusätzlich werden auch die eindiffundierten Verbindungsleitun- der Transistor 73 gelegt, um ein verstärktes Ladegen /1, II, Ha und Ila ausgenutzt. Die Verbin- signal auf den Speicherkondensator CIo geben /u dungsieitung /! bildet die Elektrode 106 des Koa- können. Die Sironifiüßclekuude 53 und die Stcucidensators CIa in Zeile 82 und eine entsprechende elektrode G3 des Transistors 73 sind gemeinsam an Elektrode 126 des Kondensators ClA in Zeile 84 30 die Stromilußelektrode 51 des Transistors T1 und an direkt unter der Elektrode 106. die Impulsquclle P I durch die Leitungen 128 und /1

In einem in integrierter Schaltbauweise hergestell- angeschlossen. Die Stromflußelektrode D3 des Tratten Schieberegister, wie es in den Fig. 4A, 4B und 6 sistors 73 ist mit der Stromflußelektrode Dl des gezeigt ist, weisen die in Fig. 3 gezeigten Impulse Transistors 71 verbunden.

eine Amplitude von etwa 8VoIt an den Speicher- 35 Bei dieser Schaltungsanordnung wirkt der Transchaltungen auf. Dieses ist ungefähr die höchste sistor / 3 als Diode und kann somit auch durch eine Spannung, die auf die Speicherschaltungen des in in- andere Diodenar:. r, B. eine Schottky-Diode ersetzt tegrierter Bauweise hergestellten Schieberegisters ge- werden. F.in Teil des I .adeimpulses für den Speichergeben werden kann, ohne daß die Leistung des kondensator Π α läuft weiter über den Transistor IS. Schieberegisters durch unerwünschte Signale von 40 infolge der kapa?iti\cn Verbindung der Source-Ele!·- parasitären Transistoren, bewirkt durch die dicken trodeSl mit der Gate-Elektrode Gl über den Ken-Oxydschichten, herabgesetzt wird, die sich an den derivator Γ 1. Der Rest des von der Impulsquelle/'! Stellen ausbilden, wo der dicke Oxydbereich 93 mit gelieferten I adeimpulses läuft über den Transistor einer metallischen Verbindung auf seiner Oberfläche 73 Wenn der gesamte Ladeimpuls für den Speichereinen Kanal zwischen zwei Diffusionszonen über- 45 kondensator C1 <j über den Transistor T3 laufen soli, lagert. muß die Elektrode 14 des Kondensators C1 geerdet

Durch Lieferung eines Impulses über den ersten und nicht mit der Impulsquelle Pl verbunden wer-Transistor Tl der Speicherschaltung 5Cl zum I^den den. Diese Schaltungsart der Ausgangs-Speicher/elie des Kondensators CO um Energie auf den Speicher eines Schieberegisters ist, vom Standpunkt der S»< >kondensator CIa der Speicherschaltung SC4α zu 50 rungsrcduzierung aus gesehen, oft vorteilhaft Beide bringen, kann die Kapazität des Kondensators CO Anteile des Impulses laden den Kondensator CO vorauf ungefähr 0 2 Picofarad reduziert werden. Gleich- übergehend auf. bis der Taktimpuls von der Imzeitig muß die Kapazität des Kondensators C1 auf pulsquelle 01 den Transistor T2 einschaltet und soungefähr denselben Wert angehoben werden. Die mit die Aufladung des Kondensators CIa gestattet StörkapazitätCp in Fig. 1 hat z.B. einen Wert von 55 wenn die Eingangsdaten durch keine Ladung dargcetwa 0,03 Picofarad. Be. einer integrierten Schal- stellt werden, oder ein Aufladen des Kondensators tungsanordnung. wie sie in den F1 g. 4 A, 4 B gezeigt verhindert, wenn die Eingangsdaten durch eine posiist, benotigt man wesentlich weniger Grundna:he des tive Ladung dargestellt werden integrierten Sehaltungsplättchens zur Vergrößerung Bei Verwendung als Datenauseabezelle eine« der Kapazität des Kondensators Cl als zur Ver- 60 Schieberegisters wird de Tn£™S », t R größerung des Kondensators CO. Die Kapazitätsredu- gister ankern ÄU^SΓ? £ zierung des Kondensators CO auf 0.2 Picofarad und lesen. Der die Erhöhung der Kapazität des Kondensators C1 zweiten T

auf etwa denselben Wert bedeutet bei Impulsen von schaltung im SchiebereSsteTvefÄ»

8 Volt und der in den F i g. 4 A und 4 B dargestellten 6_S Das in F i g. 7 gezeitJe abiwaSte'erste Ausfüh

Schaltungsanordnung, daß jede Spckhcrschaitusg mngsbeispiei fan? aS thSSSSSSSiicE

einen Bereich von nur etwa 2,6 · 10"» mm* benötigt, Dateneingabe-Sr^ichersch^ur^^Sregi·

also wesentlich verkleinert werden kann. Bei dieser sters verwendet werden. Bei leser VerwtnduS

11 12

wird der Dateneingangsanschluß 132 mit einer ent- pulsqucllc Pl den Transistor Π durch kapazitive sprechenden nicht dargestellten Schaltung verbunden. Kopplung auf die Gate-Elektrode G 1 durch den In diesem Fall kann der Kondensator Cl weggelassen Kondensator C 1 ein, wenn kein anderes Datenwerden, und der gesamte Ladeimpuls für den Signal an der Steuerelektrode anliegt. Wenn bereits Speicherkondensator CIa wird bei Bedarf über den 5 ein anderes Signal auf die Steuerelektrode Gl des Transistor Γ3 geleitet. Der Datenausgangsanschluß Transistors 71 infolge einer in dem Speicrurkonden-130 der Schaltung wird mit der Steuerelektrode des satorCl gespeicherten Ladung gegeben wird, ist der ersten Transistors einer folgenden Speicherschaltung Transistor Π bereits eingeschaltet, und der Impuls verbunden, und die Elektrode 127 des Speicherkon- von der Impulsquelle P1 wird einfach durch den densators C1 α wird mit einer Stromflußelektrode des- io Transistor Γ 2 übertragen. Um den Transistor bei selben Transistors analog zur Anschlußart des Kon- Fehlen eines anderen Signals an der Steuerelektrode densators C1 verbunden. G1 einzuschalten, muß die Wechselstromkompo-

Die Verwendung der in F i g. 7 gezeigten Schaltung nente des Impulses von der Impulsqueilc Pl, übersowohl als Eingangsschaltung oder Dateneingabe- tragen über den Kondensator Cl, so groß sein, daß Speicherschaltung als auch als Datenausgabe- 15 sie die Schwellenwertspannung des Transistors 71 Speicherschaltung des Schieberegisters bedeutet, daß überschreitet. Von der Dateneingabequelle 10 geein wesentlich verstärkter Ladeimpuls auf den Ein- lieferte und in dem Speicherkondensator Cl gegang des Registers und auch ein wesentlich verstärk- speicherte Daten können als eine konstante Ladung tes Ausgangssignal am Ende des Registers erzielt für eine binäre »1« und als das Fehlen einer konwerden kann, wobei die benötigte Gesamtfläcne auf ao stanten Ladung für eine binäre »0« angeschen werdem integrierten Schaltungsplättchen nicht wesent- den im Vergleich zur Dauer der Impulse von der Hch erhöht wird. Die Anordnung des zusätzlichen Impulsquelle Pl. Die kapazitive Verbindung über TransistorsT3 wie in Fig. 7 führt zu einer etwas Cl beeinflußt den Zustand der Daten ebensowenig größeren Schaltung in integrierter Form als die in wie die Übertragung des Impulses von der Impuls-F i g. 1 gezeigte Anordnung wegen der zusätzlich er- as quelle P1 über den Kondensator C1 zur Steuerelekforderlichen Verbindungsleitungen. Ihre Anwendung trodeGl des Transistors 71. Am Ende eines Imals innere Speicherzellen eines Schieberegisters würde pulses von der Impulsquelle P1 behält der Speicherdaher eine etwas größere Fläche ais das in F i g. 1 ge- kondensator C1 seine vorher vorhandenen Daten zeigte Ausführungsbeispiel benötigen. bei. Der Transistor 72 wird durch Anlegen eines Im-

Die bisherige Beschreibung bezieht sich auf ein- 30 pulses von der Impulsquelle 01 eingeschaltet, die mit zelne oder mehrere Speicherschaitungen, die einen seiner Steuerelektrode G 2 über die Leitung Ll ver-Teil eines ganzen Schieberegisters bilden. Ein voll- bunden ist. Der Taktimpuls von der Impulsquelle 01 ständiges Schieberegister enthält in der Praxis über überlappt zeitlich den Impuls für den Speicherkon-100 der in Fig. 1 gezeigten Schaltungen. Dank der densator CIa '-on der Impuhquelle Pl, d.h., der vereinfachten und kleineren Speicherschaltung läßt 35 Taktimpuls beginnt während oder vor dem Anlegen sich eine Vielzahl von Schieberegistern mit je über des Impulses von der Impulsquelle Pl und dauert 100 derartiger Speicherschaltungen auf einem einzi- dann noch an, nachdem der Impuls von der Impulsgen integrierten Schaltungsplättchen mit Abmessun- quelle P1 für den Speicherkonde· sator CIa geendet gen von 2,5 X 2,5 mm unterbringen, welches ins- hat. Durch diese Betriebsart kann der Kondensator gesamt etwa 2800 der in Fig. 1 gezeigten Schal- 40 CIa einer nachfogcnden Speicherschaltung durch tungen, acht Taktimpuls-Phasenschaltungen, zwölf den Impuls von der Impulsquelle P1 über die Tran-Eingabe-Ausgabe-Schaltungen für die Schiebe- sistoren 71 und 72 geladen und dann abhängig von register und Anschlußpunkte für externe Verbindun- der Anwesenheit eines Datensignals vom Speichergen enthält, kondensator C1, angelegt an die Steuerelek xleGl

In Fig. 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel in 45 des Transistors 71. entladen werden oder nicht.

Form einer einzelnen Schieberegister-Speicherschal- Wenn ein Signal vom Speicherkondensator Cl an die

lung 5Cl dargestellt. Der Transistor 71 hat Strom- Steuerelektrode G1 des Transistors 71 angelegt und

fiußelektroden 51 und Dl und der Transistor 72 damit die Existenz einer »1« angezeigt wird, wird dei

Stromflußelektroden52 und Dl. Durch Verbindung Transistor 71 eingeschaltet und die Ladung auf den

der Drain-Elektrode Dl und der Source-Elektrode 52 50 Speicherkondensator C1 α über die Transistoren Tl

miteinander sind die Transistoren in Reihe geschaltet. und 71 und die Impulsquelle Pl zur Erde abgeleitet

Die Dateneingabequelle 10 ist über die Leitung 11 Wenn kein Signal vom Speicherkondensator C1 at

mit der Elektrode 12 des Speicherkondensators Cl der Steuerelektrode G1 des Transistors 71 vorliegt

verbunden, der an die Steuerelektrode Gl des Tran- ist dieser abgeschaltet, und zum Entladen de

sistors 71 angeschlossen ist Die andere Elektrode 14 55 Speicherkondensators C1 α besteh? keine Verbinduni

des Speicherkondensators Cl ist mit der Source- zur Erde.

Elektrode 51 des Transistors 71 verbunden. In diesem geladenen Zustand liefert der Speicher

Der Speicherkondensator CIa einer nachfolgen- kondensator Cla ein positives Signal auf die Steuei

den Speicherschaltung ist über seine Elektrode 20 mit elektrode GIa des Transistors 71a und speichei

der Drain-Elektrode D 2 des Transistors 72 verbun- 60 das Fehlen einer Ladung auf dem Speicherkonder

den. Die ImpulsquelleP1, die über die Leitung/1 satorCl der Speicherschaltung5C1 in der nachfo

mit.der Source-Elektrode 51 des Transistors 71 und genden Speicherschaltung in invertierter Form. De

der Elektrode 14 des Speicherkondensators C1 ver- Transistor 71a stellt den ersten Transistor der i

bunden ist, liefert Impulse auf den Speicherkonden Fig. 9 gezeigten Speicherschaltung 5C4a dar, di

sator CIe einer nachfolgenden Speicherschaltung 65 gleich der Schaltung5Cl aufgebaut ist. Im entlad(

über die Transistoren 71 und i 2. LJm impulse von nc« Zustand liefert der Spcichcrkondcnsator C!

der Impnlsquelle Pl auf den Speicherkondensator kein Signal auf die Steuerelektrode GIa des Trai

CIa zu übertragen, schaltet ein Impuls von der Im- sistors 71a und zeigt damit die Speicherung eini

,ft

Ladung auf dem Speicherkondensator Cl der Speicherschaltung .VC1 in der Speicherschaltung SC4a in invertierter Form an. Die Daten vom Speicherkondensator ι. I werden also in invertierter Form im Speicherkondensator C 1 α durch die Schallung SCl gespeichert. In einem Schieberegister beiteht die Dateneingabequelle 10 in Wirklichkeit aus •.iner der dargestellten Schaltung identischen Schaltung, die an den Speicherkondensator Cl der Speicherschaltung .VCl angeschlossen ist. Jeder der Kondensatoren im Schieberegister dient sowohl als Speicherkondensator einer Schaltung als auch zur Lieferung eines Impulses über den ersten Transistor einer Speicherschaltung für den Speicherkondensator tiiiei nachfolgenden Speicherschaltung, unabhängig von einem auf die Steuerelektrode des ersten Transisiors gegebenen separaten Signals.

Die I- i g ^l) und 10 /eigen die Arbeitsweise der in F i g. >'· gezeigten Speicherschaltung in einem Schiebe [CLMSk-I genauer, indem die Impulse dargestellt werden, die /um Verschieben eines »1 -Datenbits von der Speicher: clialiung SC4 zur Speicherschaltung .SY 4ίί in Fig.') dargestellt sind. Die Speitherschalluncen .S'C4, .SV3. SC 2. .VCl und SC4a enthalten jeilt' eile Schaltung, die gleich <ler in Fig. 9 ge/.eigten Speicherschaltung.VCl aufgebaut ist, und sind für den Betrieb mit zeitlich verschachtelten Taklimpulsen eingerichtet, die \ on ilen Taklimpulsqucllcn 04 bis H 1 kommen, die mit jeder der Speieherscluiltungen entsprechend über die '.eilungen ΙΛ bis ΙΛ verbunden sind. Die Verbindungsleitungen 26«. 22. 23, 24, 25 und 26 dienen jevseiis zur Verbindung des zweiten Transistors einer auf der linken Seite der Verbindung liegenden Speichel schallung mit einem Kondensator der Speicherschaltung auf der rechten Seite der Verbindung. So \erbindet z.B. die Verbindungsleitung 22 die Drain-Elektrode/>2 des Transistors 7 2 in der Speicherschaltung .VC1 mit dem S;-eicherkondensator CIa der Speicherschaltung .VC4a. Die Speicherschaltung .VC2 der Fig. 9 wirkt als Dateneingabequclie für die Speicherschaltung .VCl, und die SpeicherschaltungSC1 übernimmt diese Funktion für die Speicherschaltung .VC4α. Die Impulsquelk Pl ist mit den geradzahligen Speicherschaltungen .VC4..VC2 und SC4α über die Leitungen/4, /2 und /4« verbunden. Die Impulsquelle P2 ist mit den ungeradzahligen Spcicherschaltungen .VC3 und .VCl über die Leitungen/3 und /1 verbunden. Dasselbe Schaltprinzip gilt für die vorhergehenden und für die nachfolgenden Speichcrschaltungen irn Schieberegister. Ein vollständiges Register enthält im allgemeinen über 100 derartiger Speichcrschaltungen.

Das¹ Impulsprogramm der rig. K) beginnt mit einem Impuls 34 von der Impulsqiielle Pl und einem gleichzeitig auf Irclenden Impuls 36 von der Tuktimpulsquellc Hl. An diesem Zeitpunkt wird angenommen, daß am Speiclierkondensator Cl α der Speicherschaltung SC4a eine Leerstelle der gewünschten Information steht und die Funktion dieser beiden Impulse darin besteht. Daten im Speicherkondcnsalor Cl der Speicherschaltung SCl auf den Speiclierkondensator CIn tier Speicherschaltung .VC4rt zu übertragen. Während des Zeitraumes, in welchem die Taktimpulse 34 und 36 zusammenfallen, sind beide Transistoren Tl und Tl eingeschaltet, und der von der Impulsquelle Pl an die Sourcc-Elcktrode .Vl des Transistors 71 angelegte Impuls 34 jj durch die beiden Transistoren auf

Elc
Impuls 34

den Speicherkondensator CIa übertragen. Außerdem wird der Impuls 34 an den ersten Transistor der Speicherschaltung SC3 wegen der gemeinsamen Verbindungsleitung 32 von der Impulsquelle Pl übertragen. In der SpeicherschaltungSC3 übernimmt der Impuls 34 jedoch keine nützliche Funktion, da in der Speicherschaltung .VC2 keine Leerstelle für die Übertragung von Informationen von der Speicherschaltung SC3 her vorhanden ist. Die Impulsqueile U 3

ίο liefert keinen Impuls auf den zweiten Transistor der Speicherschaltung SC 3 zu diesem Zeitpunkt, so daß der Impuls 34 den Speicherkondensator der Speicherschaltung SC2 nicht erreicht. In ähnlicher Weise gelangen die anderen Impulse von den Impulsquellen

Pl und P 2 auch auf andere als die Speicherschaltung, welche die Information überträgt. Der Impuls 34 endet, während der Impuls 36 noch andauert, und die Ladung auf dem Speichel kondensator C 1 α fließt jetzt zur Erde ab, wenn eine Ladung von auf dem

Speicherkondensator Cl gespeicherten Daten an die Steuerelektrode (J 1 des Transistors T1 angelegt wird. Wenn keine Ladung von auf dem Speicherkondensator Π gespeicherten Daten an der Steuerelektrode Gl des Transistors 71 anliegt, besteht Vein Entladungsweg zur '-"rdi· für die auf dem Speicherkondensator C 1 α vorhandene Ladung, und diese bleibt erhalten. Die auf dem Speicherkondensator C1 vorhandenen Daten werden daher in invertierter Form a if den Speiclierkondensator Ci α übertragen und cine L"erstelle auf dem Speicherkondensator Cl Lesehallen. Für jede Übertragung eines Informationsbits von links nach rechts muß im Speicherkondensator, auf den die Information z¹.' übertragen ist. eine Leerstelle geschaffen werden. Die Beendigung d_s Impulses 36 von der Taklimpulsquelle Bl schalte' jetzt den Transistor Vl ab und trennt die information auf dem Speicherkondensator C Ία der Speicherschaltung SC &a vom Rest der Schaltung SCl. Das gleichzeitige Auftreten des Impulses 37 von der Im-

4<< pulsqueilePl zum Laden des Speicherkondensators Cl der SchaltungSCl und des Impulses 38 von der Taktimpulsquelle 02 übeiirägt jetzt die auf dem Speicherkondensator der Speicherschaltung SC 2 stehende Information auf den Speicherkondensator Cl der Speicherschaltung SCl und schaffen so am Speicherkondensator der Speicherschaltung SC 2 eine Leerstelle. Diese Übertragung erfolgt genauso wie oben beschrieben. In ähnlicher Weise werden durch das gleichzeitige Auftreten des Impulses 40 von der Impulsquelle P2 und 42 von der Taktimpulsquelle 03 am Ende des Impulses 38 von der Taktimpulsquelle 02 Daten vom Speicherkondensator der Speicherschaltung SC3 auf den Speicherkondensator der Speicherschaltung SC2 übertragen und am Speicherkondensator der Speicherschaltung SC 3 eine Leerstelle geschaffen. Am Ende des Impulses 42 von der Taktimpulsquelle 03 sind die Speicherschaltungen jetzt für die Übertragung des »!«-Datenbits, das in der Zuleitung zur Speicherschaltung SC4 angedeutet ist, auf die Speicherschaltung SC 3 bereit.

Der Impuls 43 von der Impulsquelle Pl läuft über die Speicherschaltung SC4 und stellt den Ladeimpuls für den Speicherkondensator der Speicherschaltung SC3 dar, der an die Drain-Elektrode des zweiten Transistors in der Speicherschaltung SC<■* angeschlossen ist. Da es sich um ein »1 «-Datenbit handelt, also eine positive Ladung, ist der erste Transistor in der

Speicherschaltung .9C4 eingeschaltet, und der Impuls 43 wird über ihn übertragen. Das gleichzeitige Auftreten des Taktimpulses 44 vun der Taktimpulsquelle M4 schaltet den zweiten Transistor in der Speicherschaltung SC 4 ein, so daß der Ladeimpuls 43 den Speicherkondensator der Speicherschaltung SC3 erreicht. Der Ladeimpuls 43 endet jetzt, der Taktimpuls 44 bleibt jedoch weiter bestehen und läßt den /weiten Transistor der Speicherschaltung SC4 eingeschaltet. Da an der Zuleitung 26 zur Speicherschaltung SC4 ein »1 «-Datenbit anliegt, wird ein positives Signal auf die Steuerelektrode des ersten Transistors in der Speicherschaltung SC4 gegeben und dieser ebenfalls eingeschaltet. Somit besteht ein Entladungsweg für den Speicherkondensator der Speicherschaltung SC3 über die Transistoren Tl und TX sowie die Inpulsqu.-lle/> 1 zur Iirrle. Damit ist keine Ladung am Speicherkondensator der Speicherschaltung SC3 vorhanden, und das zu Beginn an der Speicherschaltung SC4 vorhandene >. 1 «-Datenbit wird in invertierter Form dargestellt. An der Speicherschaltung SC 4 ist jetzt eine Leersteile geschaffen worden. Gleichzeitig wurde eine Leerstelle an der Speicherschaltung SC4α durch Informationsübertragung geschaffen.

In gleichet Weise übertragen die Impulse 46, 48, 49, ^0, 52, 54, 55, 56 ein Informationsbit durch jede der Speicherschaltungen SC4 bis 5Cl, wobei das jetzt in der Speicherschaltung .SC 3 gespeicherte »!«-Da'.enbit auf die Speicherschaltung SC3 übertragen wird durch Überlappung des Impulses 52 von der Impulsquelle PZ mit dem Impuls 54 von der Taktimpulsquclle 03. Die Informationsübertragung über die vier Speicherschaltungen SC4, SC3, SC2 und 5Cl wird fortgesetzt mit den Impulsen 58, 60 ... 68. Das »1 «-Datenbit wird von der Speicherschaltung 5C2 auf den Speicherkondensutor Cl der Speicherschaltung 5Cl in Form einer fehlenden Ladung durch den überlappenden Impuls 61 von der Impulsquelle Pl mit dem Taktimpuls 62 von der Impulsque!le02 übertragen. Die Impulse 70, 72... 00 setzen die Informationsübertragung fort. Das »U-Datenbit wird von der Speicherschaltung 5Cl auf die Speicherschaltung SC4« übertragen durch Überlappung des Impulses 70 von der Impulsquelle Pl mit dem Impuls 72 von der Taktimpulsquelle 01. Das »1 «-Datenbit findet sich als fehlende Ladung auf dem Speicherkondensator Ci der Speicherschaltung 5Cl wieder. Der Impuls 70 wird an die Source-ElektrodeSl des Transistors Tl angelegt, und durch kapazitive Kopplung über den Speicherkondensator Cl schaltet die Wechselstromkomponente des Impulses 70 an der Steuerelektrode Gl den Transistor Tl ein, so daß der Impuls 70 über den Transistor 71 übertragen werden kann, ohne daß ein anderes Signal an die Steuerelektrode G1 angelegt zu wercLn braucht. Gleichzeitig schaltet der von der Taktimpulsquelle 01 kommende Impuls 72, der an die Steuerelektrode G2 des Transistors Tl angelegt wird, diesen ein, so daß der Impuls 70 über den Transistor 7'2 auf den Speicherkondensator CIa der Speicherschaltung SC4α übertragen verden kann und diesen Kondensator lädt. Der Impuls 70 endet jetzt, und der Transistor Tl wird abgeschaltet. Der impuls 72 endet und schaltet den Transistor Tl ab und trennt den geladenen Speicherkondensator Clα der Speicherschaltung SC4« vom Rest der Speicherschallung SCl, womit die Übertragung des »!«-Datenbits durch die vier Speicherschaltungen SC4 bis SCl beendet ist.

Das oben beschriebene Konzept der zeitlich gestaffelten Taktimpulse bedeutet, daß bei vier Taktimpulsen für je drei Speicherschaltungen, die die gewünschte Information enthalten, nur eine von der gewünschten Information freie Speicherschaltung vorgesehen werden muß.

Die überlappenden Impulse wurden in Fig. 10 als von verschiedenen Quellen kommend dargestellt, was jedoch nicht unbedingt notwendig ist. Die Impulse 34 und 36 können beispielsweise von deiselben Quelle kommen unter der Voraussetzung, daß eine Triggerschaltung vorgesehen ist, die den Impuls 34 vor dem Ende des Impulses 36 enden läßt.

Fig. 11 zeigt im Querschnitt einen Teil der Speicherschaltung .VC 1 der Fig. 8 in integrierter Fo-m. Ein Halbleitersubstrat 86 trägt auf seiner Oberfläche eine Isolierschicht 93. Source- und Drain-Elektroden Sl um' Di des Transistors Tl werden durch die Diffusionszonen 100 bzw. 102 gebildet. Die Steuerelektrode (H des Transistors Tl wird durch die Metallschicht 98 gebildet, die den Kanalbereich zwischen den Diffusionen 100 und 102 im Substrat 86 überlagert. Die Elektrode 12 des Speicherkondensators Cl wird ebenfalls durch die Metallisierungsschicht 98 gebildet, die andere Elektrode 14 des Speicherkondensators Cl besteht au;; der Diffusionszone 100. Der Teil 108 der Isolierschicht 93 zwischen der Metallisierungsschicht 98 und der Diffusionszone 100 bildet das Dielektrikum des Kondensators Cl. Die Metallschicht 98 ist mit der Dateneingangsquelle 10 und die Diffusionszone 100 mit der Impuisquelle Fl verbunden.

Außer der Drain-Elektrode Dl des Transistors 71 bildet die Diffusionszone 102 auch die Source-Elektrode 52 des Transistors T2. Die Metallisierungsleitung 109 bildet die Steuerelektrode G 2 des Transistors T 2 und ist an die Taktimpulsquelle 01 angeschlossen. Die Dilfusionszone 113 bildet die Drain-Elektrode D 2 des Transistors T2. Die Elektrode 20 des Speicherkondensators CIa in der Speicherschaltung SC4a wird geformt durch das Metallisierungsmuste^r 114, weiches über den Kontakt 115 an die Diffusionszone 113 angeschlossen ist. Die andere Elektrode 128 des Kondensators CIa wird durch die Dirfdsionszone 124 gebildet. Der Teil 122 der Isolierschicht 93 zwischen 'em Metallisierungsmuster 114 und der Diffusionszcne 124 bildet das Dielektrikum des Speicherkondensators Clα.

Fig. 12 zeigt ein abgewandeltes zweites Ausführungsbeispiel, welches ein verstärktes Ausgangssignal abgibt. Wie in Fi g. 8, verfügt die Schaltung über die Transistoren Tl und T2, die durch ihre StromflußeiektrodenDl und S2 in Reihe geschaltet sind. Der Speicherkondensator Cl ist zwischen die Source-FlektrodeSl und die Steuerelektrode Gl des Transistors Tl durch seine Elektroden 12 und 14 gelegt. Der Speicherkondensator Clö ist mit der Drain-Elektrode D 2 des Transistors 7'2 durch seine Elektrode 20 und durch seine Elektrode 128 mit Erde verbunden. Parallel zum Transistor Tl wird zusätzlich der Transistor T3 geschaltet, um ein verstärktes ^T.adesignal auf den Speicherkondensator Cll geben zu können. Die Source-Elektrode53 und die Steuerelektrode G3 des Transistors T3 sind gemeinsam an die Source-Eleklrode 51 des Transistors Tl und über die Leitungen/1 und /35 an die Impulsquelle Pl

angeschlossen. Die Drain-Elektrode D 3 des Transistors Γ 3 ist an die Drain-Elektrode D1 des Transistors T1 angeschlossen.

Bei dieser Konfiguration wirkt der Feldeffekt-Transistor Γ3 als Diode. Er kann durch jede andere Art Diode, wie z. B. eine Schottky-Diode, ersetzt werden. Ein Teil des Ladeimpulses für den Speicherkondensator CIa läuft weiter über den Transistor Ti, infolge der kapazitiven Kopplung über den Kondensator Cl zwischen Source 51 und Gate Gl. Der Rest des Ladeimpulses von der Impulsquelle Pl läuft über den Transistor T3. Wenn der ganze Ladeimpuls für den Speicherkondensator CIa über den Transistor T3 laufen soll, kann die Elektrode 14 des Kondensators Cl geerdet werden, anstatt sie an die Impulsquelle Pl anzuschließen. Diese Schaltungsweise elektrode Gl des Transistors Tl angelegt wird. U,-Vemendung als Datenausgabezelle e.nes_; Sc..*bcregisters werden Informationen des Registers .in Datenausgabeanschluß 130 ausgelesen Die ar. Anschluß 132 einzugebenden Daten werden von den, zweiten Transistor der vorhergehenden Speiche;-schaltung im Schieberegister geliefert Fur dieses Ausführungsbeispiel gelten sinngemäß die gle.chcn weiteren Erläuterungen, wie sie oben fur die Ausfuhrungsform gemäß Fig. 7 gemacht wurden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schieberegister mit Speicherzellen aus Feldeffekt-Transistoren, insbesondere aus zwei Feldeffekt-Transistoren, denen Verschiebeimpulse teilweise zeitlich überlappt zugeführt werden, d a durch gekennzeichnet, daß zwischen den Steuerelektroden (Gl) und den Quellenelektroden (51) zweier in Serie geschalteter Feldeffekt-Transistoren (Tl und 72) ein Kondensator (ζ. Β. ίο Cl) geschaltet ist, daß an die Steuerelektrode (G2) des zweiten Transistors (Tl) eine Taktimpulsquelle (01) angeschlossen ist, und daß an die Quellenelektrode (Gl) des ersten Feldeffekt-Transistors (Tl) eine weitere Impulsquelle (Pl) angeschlossen ist, während an der Steuerelektrode (Gl) des ersten Transistors (Tl) der Dateneingang (10) liegt.

2. Schiel-'register nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladezustand des Kondensators (Cl) in Abhängigkeit von am Dateneingang (10) stehenden Daten den ersten Transistor (Tl) steuert, daß die Taktimpulsqueile (01) den zweiten Feldeffekt-'l ransistor (Tl) schaltet, und daß die Impulsquelle (Pl) den zweiten Transistor (Tl) über den ersten Feldeffekt-Transistor (7"I) zum Datenausgang durchschaltet.

3. Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Feldeffekt-Transistor (Tl) ein Feldeffekt-Transistor als Diode parallel geschaltet ist, dessen Ctuellenelektrode (53) mit seiner Steuerelekliode (GZ) verbunden ist.

4. Schieberegister nach den.Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Steuerelektrode (G 2) des zweiten Feldeffekt-Transistors (72) und die Verbindung von dessen Quellenelektrode (52) mit der Senkenelektrode (Dl) des ersten Feldeffekt-Transistors (Tl) ein Kondensator (CO) geschaltet ist.

5. Schieberegister nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den Kondensator (Cl) des ersten Feldeffekt-Transistors (Tl) durch kapazitive Kopplung auf dessen Steuerelektrode (Gl) dieser durch einen Impuls von der genannten Impulsquelle (Pl) eingeschaltet wird, unabhängig von am Dateneingang (10) anliegenden Daten.

6. Schieberegister nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein über den ersten Feldeffekt-Transistor (Tl) gelieferter Impuls in dem Kondensator (CO), der zwischen der Steuerelektrode (G 2) und der Quellenelektrode (52) des zweiten Feldeffekt-Transistors (T 2) liegt, vorübergehend gespeichert wird, bis ein Taktimpuls von der Impulsquelle (01) den zweiten Feldeffekt-Transistor (T2) schaltet.

7. Schieberegister nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zeitlich überlappenden Impulse von den Impulsquellen (Pl und 01) gleichzeitig beginnen, wobei die Länge des Taktimpulses größer als die des Ladeimpulses ist.