FI94294C - Integroitu matriisinäytönpiiri - Google Patents

Description

94294

Integroitu matriisinäytönpiiri Tämä keksintö kohdistuu integroituun piiriin, joka on tarkoitettu toimimaan itsepyyhkäisevässä matriisinäyt-5 tölaitteessa.

Keksintö koskee ohjainpiiristöä näyttöelementille matriisissa, jossa kukin elementtien rivi on kytketty oh-jainväylien ensimmäisen joukon vastaavaan väylään ja kukin elementtien palsta on kytketty ohjainväylien toisen joukon 10 vastaavaan väylään, erään mainituista joukoista väylien ollessa kytkettynä vastaavien salpapiirien ulostuloihin, jotka salpapiirit ovat kytketyt ensimmäisen potentiaali-johtimen ja, vastaavan kuormavälineen lävitse, toisen potentiaali johtimen väliin toimintajännitteen syöttämiseksi 15 mainittuun salpapiiriin, kunkin mainitun salpapiirin edelleen käsittäessä ohjaussisäänmenon datapulssin sisäänsyöt-tämiseksi, joka datapulssi saavuttaessaan ennaltamäärätyn liipaisupotentiaalin pystyy toimimaan mainitun salpapiirin liipaisemiseksi siirtymään ensimmäisestä toiseen tilaan, 20 mainitun kunkin mainitun salpapiirin ohjaussisäänmenon ollessa kytkettynä kommutointipiirin vastaavan transisto-rikytkimen kautta terminaaliin, joka tuottaa mainitun datapulssin, mainittujen transistorikytkinten ollessa valinnaisesti ohjattuna kommutointijaksolle datapulssien syöt-25 tämiseksi peräjälkeen valittuihin mainituista salpapii-reistä.

Monet näyttölaitteet kuten nestekidenäytöt muodostuvat aktiivisten elementtien matriisista tai kuva-alkioista, jotka on järjestetty pystysuoriksi sarakkeiksi ja 30 vaakasuoriksi riveiksi. Näytettävä data viedään ohjausjän-. nitteinä datajohtoihin, jotka vastaavasti liittyvät aktii- • : visten elementtien joihinkin sarakkeisiin. Aktiivisten elementtien rivit pyyhkäistään peräkkäisesti ja osoitetun rivin sisällä yksittäiset elementit valaistaan vastaavaan 35 sarakkeeseen viedyn datajännitteen amplitudin mukaisesti.

• 2 94294

Litteän taulunäytön matriisi koostuu tyypillisesti useista sadoista riveistä ja useista sadoista sarakkeista. Välikytkentöjen lukumäärän minimoimiseksi näyttöön on toivottavaa sisällyttää rivi- ja sarakepyyhkäisy- tai mul-5 tipleksointipiiri integroidusti. Hiljattain useat yhtiöt ovat alkaneet käyttää ohutkalvotransistoripiiriä (TFT) näyttö- ja osoitepiirin integroimiseksi yhteisille substraateille. TFT-piirin valmistamiseksi käytettyjä materiaaleja ovat kadmiumselenidi (CdSe), monikiteinen pii 10 (poly-Si) ja amorfinen pii (A-Si).

Monikiteisen piin käytön etuna on sen varauksen-kuljettäjien suuri liikkuvuus. Sen haittoja ovat käytettävissä olevien substraattimateriaalien kapea spektri, suhteellisen suuret vuotovirrat ja kohtuuttoman korkea val-15 mistuslämpötila.

CdSe:llä on suhteellisen suuri varauksenkuljetta-jien liikkuvuus ja se vaatii alhaisia lämpötiloja valmistettaessa (Tmax < 400 °C). On kuitenkin osoittautunut vaikeaksi tuottaa laitteita, joilla on yhtenäiset näyttölait- 20 teen ominaisparametrit.

Amorfinen pii sopii valmistukseen alhaisissa lämpötiloissa (Tmax < 350 eC) ja erilaisten, halpojen substraattimateriaalien kanssa. A-Si transistorien valmistaminen on yksinkertaista yhtenäisin ominaisparametrein mat-^25 riisissä. Varaustenkuljettäjien liikkuvuus (μ < 1 cm2/VS) on kuitenkin ainakin kertaluokkaa hitaampaa kuin CdSe:llä ja poly-Si:llä. A-Si:n varauksenkuljettäjien liikkuvuus on liian hidasta pyyhkäisypiirin konstruoimiseksi tavanomaisilla suunnitteluilla.

30 Integroitujen litteiden taulunäyttöjen tekniikan . . nykyvaiheessa A-Si olisi todennäköisesti valittu materi- - · : aali näytön valmistamiseksi, vaikkakaan ei sen varauksen kul jettajien alhaisen liikkuvuuden vuoksi.

Litteiden taulunäyttöjen pyyhkäisypiirit on val-35 mistettu A-Si:stä käyttämällä tavanomaisia piirisuunnitte- 94294 3 luja. Tämän tyyppisestä pyyhkäisypiiristä A-Si:tä käyttämällä on esitetty esimerkki julkaisussa, jonka otsikkona on "Aktiivimatriisi-nestekidenäyttö integroiduilla ohjaus-piireillä käyttäen A-Si ohutkalvotransistoreja". M. Akiya-5 ma ym., Japanin näyttötekniikkaa 86, Proceedings of the 6th International Display Research Conference, syyskuu 1986, sivut 212 - 215. Esitetty laite on nestekidenäyttö sisältäen integroidun A-Si, väliotollisen siirtorekisterin puskuriohjaimilla näyttömatriisin rivien pyyhkäisemiseksi. 10 Matriisin sarakkeita ohjataan näyttölaitteen ulkopuolisella piirillä. Julkaisu esittää alustavat koetulokset, joihin kuuluvat A-Si rivipyyhinlaitteen ulostulojännitteen aaltomuodot. Koedata osoittaa a) että maksimitoimintataa-juus on noin 30 kHz ja b) että siirtorekisteri-pyyhin-15 laitteen laskuaika (ts. poiskytkentäaika) lähestyy 20 ps:a jopa pinta-alaltaan suhteellisen pienissä näyttölaitteissa.

Ensiksikin vaikka rivipyyhkimen 20 ps:n laskuaika voi olla hyväksyttävä kuvien kehittämiseksi, lyhyempi aika 20 on toivottava terävimpien kuvien kehittämiseksi. Toiseksi 30 kHz:n taajuusraja osoittaa, että pyyhinlaitteen siirto-rekisteri ei kykene suorittamaan nopeata datan multiplek-sointia näytön sarakeväyliä varten.

Ohutkalvotransistoreilla toteutettu pyyhin video-,25 signaalin kommutoimiseksi, joka on määrä esittää matrii-sinsarakeväylille, esitetään julkaisussa "Monikiteisillä CdSe-ohutkalvotransistoreilla toteutettujen ohjauspiirien suunnittelu ja simulointi piirtokyvyltään tarkkoja nestekidenäyttöjä varten", I. DeRyche, A. VanCalster, J. Van-30 fleteren ja A. DeClercq, Japanin näyttötekniikkaa 86, Pro-. . ceedings of the 6th International Display Conference, - : syyskuu 1986, s. 304 - 307. Tämä pyyhinlaite valmistet tiin CdSe materiaalista, jossa varauksenkuljettäjien liikkuvuus on suhteellisen suuri ja siihen kuuluu datan siir-35 torekisteri, jossa on sarjasisäänmeno ja rinnakkaisulostu- • 4 94294 lo, useita datan salpapiirejä, joista kukin on kytketty vastaaviin siirtorekisterin rinnakkaisulostuloihin ja liittyvät vastaavaan matriisin sarakeväylään ja useita puskurivahvistimia, joista kunkin sisäänmeno on kytketty 5 vastaavan salvan ulostuloon ja ulostulo on kytketty sara-keväylän ohjausta varten. Tässä kokoonpanossa siirtorekis-teri on kytketty salpoihin porttien ensimmäisellä joukolla ja salvat on kytketty puskurivahvistimiin porttien toisella joukolla.

10 Annetun juovajakson aikana salpoihin talletettu data viedään puskurivahvistimien kautta vastaaviin sara-keväyliin. Samanaikaisesti data tai videosignaali näytön seuraavaa riviä varten ladataan sarjamuodossa siirtorekis-teriin noin 6 MHz:n kellotaajuudella. Annetun juovajakson 15 lopussa data siirretään siirtorekistereistä rinnakkaismuodossa salpapiirien ryhmään. Tämä data kytketään sitten sarakeväyliin seuraavan peräkkäisen juovavälin aikana.

Siinä valossa, mitä M. Akiyama ym. ovat esittäneet A-Si:stä valmistettujen siirtorekisterien nopeusominai-20 suuksista, on helppo päätellä, että I. DeRychen ym. esittämien kaltaisia kommutointipiirejä ei voida valmistaa A-Si:hin eikä voida odottaa niiden toimivan vaadittavilla pyyhkäisynopeuksilla litteän taulunäyttölaitteen pystysa-rakkeiden ohjaamiseksi.

.25 Täten tarvitaan kommutointipiiriä, joka voidaan * valmistaa materiaaleista, joilla on suhteellisen alhainen varauksenkuljettäjien liikkuvuus ja joita voidaan käyttää suhteellisen suurilla nopeuksilla.

Keksinnön mukainen ohjainpiiiristö on tunnettu 30 biasointivälineistä, jotka toimivat mainitun kommutaa-- · tiojakson aikana siten, että ne asettavat kaikkien mai- * · * nittujen salpapiirien mainitun ensimmäisen potentiaali joh timen potentiaalin tasolle, joka taso on sellainen, että kukin noista salpapiireistä, jotka ovat ensimmäisessä ti-35 lassa saadaan omaksumaan välitila mainitun ensimmäisen ja • 94294 5 toisen tilan välissä, kun ne vastaanottavat mainitun lii-paisupotentiaalin datapulssin; mainitun biasointivälineen ollessa sovitettu toimimaan mainitun kommutointijakson mukaan kaikkien mainittujen salpapiirien mainitun ensim-5 mäisen potentiaalijohtimen potentiaalin asettamiseksi toi selle tasolle, joka on sellainen, että ne salpapiirit, jotka ovat omaksuneet mainitun välitilan siirtyvät mainittuun toiseen tilaan.

Kyseinen keksintö kohdistuu piiriin video- ja data-10 signaalien viemiseksi matriisityypin näyttölaitteisiin.

Videosignaali viedään M demultiplekserin ryhmään, jossa M on kokonaisluku. M demultiplekserin ulostuloliittimet kytketään salpapiirien joukosta joidenkin vastaavien sisään-menoliittimiin. Salpapiirien ulostuloliittimet kytketään 15 vastaavasti sarakeväyliin. Biasointivälineet sovitetaan useisiin salpapiireihin niiden toimintanopeuden parantamiseksi .

Kuviossa IA on lohkokaavio, joka esittää kyseisen keksinnön suoritusmuodon mukaista litteää taulunäyttölai-20 tetta, johon kuuluu integroidusti valmistettu datan kommu-tointilaite.

Kuviossa IB on lohkokaavio, joka esittää kellogene-raattoria, joka voidaan toteuttaa kuvion IA laitteessa.

Kuviot 2 ja 3 ovat kuvion 1 laitteessa toteutetta-,25 vissa olevan demultipleksointipiirin osittainen lohkokaa- c vio ja osittainen piirikaavio.

Kuvio 4 on salpapiirin piirikaavio näyttölaitteen yhden sarakeväylän ohjaamiseksi.

Kuvio 5 on kommutointilaitteen toimintajärjestyk-30 sen ajoituskaavio.

- . Kuvio 6 on vaihtoehtoisen salpapiirin piirikaavio •· näyttölaitteen yhden sarakeväylän ohjaamiseksi.

Kuvio 7 on ajoituskaavio, joka on hyödyllinen selitettäessä kuvion 6 piirin toimintaa.

35 Kuvio 8 on rivin ulostulomultiplekserien ja sal- vanohjauspiirin piirikaavio.

• 6 94294

Kuvio 9 on rivin valintalaitteen toimintajärjestyksen ajoituskaavio.

Kuvio 10 on kaavio vaihtoehtoisesta impedanssiltaan säädettävästä kuormituslaitteesta.

5 Keksintöä selitetään itsepyyhkäistyvän nestekide- näyttölaitteen ympäristössä, missä aktiiviset elementit valmistetaan käyttämällä amorfista piimateriaalia. Tulisi kuitenkin ymmärtää, että keksinnön ideoita voidaan soveltaa muunlaisiinkin laitteisiin, kun tarvitaan pyyhkäisy-10 tai kommutointipiiriä, joissa tavanomainen pyyhkäisypiiri ei kykene toimimaan halutulla toimintanopeudella.

Viitataan kuvioon IA, jossa lohkokaaviona esitetään itsepyyhkäistyvä nestekidenäyttöjärjestelmä. Tähän järjestelmään kuuluvat itsepyyhkäistyvä näyttöryhmä, esitet-15 ty katkoviivalla 10 ja tukielektroniikka käsittäen data-signaalin muotoilimen 24, piiriohjaimen 26 ja kellosig-naaligeneraattorin 28. Näyttöryhmään 10 kuuluvat näyttö-matriisi 12, vaakasuora pyyhkäisypiiri 14 ja datan kommu-tointipiiri 18.

20 Näyttömatriisiin 10 kuuluu PxQxR vaakasuorien väy lien joukko ja MxN pystysuorien datajohtojen joukko, jossa M, N, P, Q ja R ovat kokonaislukuja. Transistorikytkin ja nestekidenäytön elementti (kuva-alkio) sijaitsevat jokaisen vaakasuoran väylän ja pystysuoran datajohdon leik-, . . 25 kauskohdassa. Vastaavien transistorien ohjauselektrodit I < ♦ kytketään vaakasuoriin väyliin. Kunkin transistorin johtava reitti kytketään nestekidenäyttöelementin ja sarake-väylän väliin. Nestekidenäyttöelementit ovat kapasitiivi-sia elementtejä ja ne kykenevät varastoimaan varauksia, 30 ts. ne tallettavat potentiaalin. Tämän järjestelmän toimiessa potentiaali viedään peräkkäisesti vaakasuoriin väyliin matriisitransistorien kytkemiseksi johtaviksi rivi kerrallaan. Samanaikaisesti kun rivi transistoreja kytketään johtaviksi, näyttödata viedään näyttöelementtien tuo-35 ta erityistä riviä varten sarakeväyliin. Näyttödata kytke- • 7 94294 tään vastaaviin näyttöelementtikapasitansseihin matriisi-transistorien kautta ja sitten transistorit rivissä kytketään johtamattomiksi. Näyttödata tallennetaan näyttöele-menteille kuvan kestoajaksi, jonka aikana vastaavat data-5 potentiaalit määräävät vastaavien näyttöelementtien va-laistustilan tai valon läpäisytilan. Kuvan kestoajan (aika, joka tarvitaan kaikkien vaakasuorien rivien osoittamiseksi) jälkeen vaakasuoraa riviä osoitetaan taas ja uusi näyttödata viedään näyttöelementtien riviin.

10 Matriisiin vietävä näyttödata viedään sarjamuodossa päätteelle 40. Tämä data muotoillaan M:ksi rinnakkaissig-naaliksi vietäväksi ryhmädemultiplekseriin 19. Jokaisen juova-aikavälin aikana demultiplekseri 19 muuntaa M rin-nakkaissignaalia MxN rinnakkaissignaaliksi vastaten MxN 15 sarakeväyliä. Koska demultiplekseri muuntaa M signaalia

MxN signaaliksi, multiplekserin täytyy kyetä kiinnikytken-tään enintään juovajakson 1/N:nnellä osalla. MxN rinnak-kaissignaalia kytketään MxN sisäänmenosalpojen ryhmään 20. Näitä salpoja operoidaan niin, että minimoidaan demulti-20 plekserin vasteaikaa.

M rinnakkaissignaalin demultipleksointi, jotka edustavat datariviä ja tämän datan lataaminen sisäänmeno-salpoihin 20, vie juovajakson ajasta valtaosan.

Sisäänmenosalpojen 20 data kytketään siirtoport-25 tien 21 kautta MxN ulostulosalpojen 22 toiseen joukkoon.

• C · Tämä kytkentä suoritetaan juovajakson suhteellisen lyhyellä prosentuaalisena aikaosuudella. Data tallennetaan ulostulosalpoihin 22 noin seuraavan peräkkäisen juovajakson ajaksi, jona aikana data viedään sarakeväyliin mat-30 riisinäytön elementtien riviin vietäväksi.

Tietyn osoitetun rivin matriisinäytön elementeillä on noin täysi juovajakso aikaa ottaa vastaan viety data. Tämän datan kommutointikokoonpanon kolme ominaispiirrettä ovat 1) datajohtojen lukumäärä, joka tarvitaan itsepyyh-35 käistyvän ryhmän viemiseksi, vähenee MxN:stä Miksi 2) noin • i « 8 94294 yhden juovajakson aika on käytettävissä kunkin matriisi-näytön elementin datapotentiaalin säätämiseksi ja 3) kuten myöhemmin esitetään piiri voidaan valmistaa käyttämällä ohutkalvotransistoreja, joiden materiaalin varauksen-5 kuljettajien liikkuvuus on melko alhainen ja kuitenkin käsitellä melko nopeata sisäänmenodataa.

Vaakasuoraan pyyhkimeen 14 kuuluvat kaksitasoinen demultiplekseri 15, 16 ja salpa/ohjain 17, johon sisältyy salpaohjain jokaiselle vaakasuoralle väylälle. P rinnak-10 kaista pyyhkäisysignaalia kytketään demultiplekseriin 15. Toiminnan yksinkertaisimmassa muodossa jokainen P:stä pyyhkäisysignaalista muodostaa pyyhkäisypulssin, jonka kestoaika on 1/P:s osa yhdestä aktiivisesta kuvan kestoajasta toisensa poissulkevina aikoina. Nämä P signaalia 15 muunnetaan demultiplekserissä 15 PxR:ksi rinnakkaiseksi pyyhkäisysignaaliksi, joista jokainen muodostaa pyyhkäisypulssin, jonka kestoaika on l/(PxR):s osa yhdestä aktiivisesta kuvan kestoajasta ja jotka esiintyvät toisensa poissulkevina aikoina. PxR rinnakkaista signaalia kytketään 20 demultiplekseriin 16, joka kehittää PxQxR rinnakkaista pyyhkäisysignaalia. Jokainen PxQxR rinnakkaisesta pyyhkäisysignaalista muodostaa pyyhkäisypulssin, jonka kestoaika on noin vaakasuoran juovajakson suuruinen. Nämä pulssit voidaan rajoittaa esiintymään toisensa poissulkevina ai-... 25 koina tai kuten myöhemmin selitetään, peräkkäisiin vaakasuoriin riveihin viedyt pyyhkäisypulssit voivat mennä päällekkäin.

PxQxR pyyhkäisypulssia kytketään PxQxR rinnakkaiseen salpaan/ohjaimeen. Rinnakkaiset salpaohjaimet järjes-30 tävät jännitteen vuorovaihekytkennän vaakasuoriin väyliin ja ne on erityisesti suunniteltu vaakasuorien väylien nopeaan poiskytkentään.

Pääohjain 26 järjestää multipleksoinnin ohjaus- ja siirtosignaalit sarakeväylän kommutaattoriin 18 ja vaaka-35 suoraan pyyhkäisypiiriin 14. Lisäksi pääohjain järjestää ohjaussignaalit kellosignaaligeneraattorille 28, joka ke- 9 94294 hittää ajoitussignaalit salpapiirejä 20, 22 ja 17 varten. Pääohjaimeen voi kuulua oskillattori ja logiikkapiiri (esim. mikroprosessori) oskillaattorien tuottamien pulssien laskemiseksi vaadittavien ohjaussignaalien generoi-5 mistä varten sopivina aikoina toisiinsa nähden.

Selitettävässä järjestelmässä salpapiirit ovat ajastettuna tiettyinä aikaväleinä säädettävillä toiminta-jaksokelloilla. Kellogeneraattori 28 on rakenteeltaan sellainen, että se tuottaa sekä vakion toimintajakson että 10 säädettävän toimintajakson kellosignaalit.

Kuvio IB esittää esimerkkipiiriä, joka voidaan toteuttaa kellopiiriä 28 varten. Tämä piiri käsittää oskillaattorin 31, joka generoi vakiotaajuisen signaalin esim. 10 MHzillä. Oskillaattori 31 kytketään laskinpiiriin 30, 15 joka tuottaa nousevia binäärisiä arvoja oskillaatorisig- naalin jokaisella jaksolla, esimerkiksi arvojen 0-127 jonon. Nämä arvot kytketään lukumuistin (ROM) 32 osoitesi-säänmenoon, jossa muistissa on 128 muistipaikkaa etukäteen ohjelmoituina loogisen yhden ja nollan arvoilla. Siksi ROM 20 32 järjestää arvon yksi tai nolla joka 100. nanosekuntti.

Tarkemmin sanottuna ROM:n 32 ulostuloon on ohjelmoitu esim. 1 MHz:n aaltomuoto, jossa toimintajakso vaihtelee 10:stä 100:aan prosenttiin ja takaisin 10:een prosenttiin osoitteiden jonolla 1-127. Tämän aaltomuodon yleinen muoto 25 esitetään aaltomuotona Ie' kuviossa 5. Tietysti muita aal- • 4 « ‘ tomuotoja voidaan ohjelmoida ROM:iin. Lisäksi voi esiintyä muita osoitebittejä niin, että erilaisia ulostulosekvens-sejä voidaan valita R0M:sta pääohjaimella. Tähän viitataan MC:llä merkityllä kytkennällä pääohjaimen 26 ja ROM:in 30 osoitesisäänmenon välissä. Silloin kun säädettävän toimintajakson kellosignaalin aaltomuoto on toivottava, pääohjaimella viedään palautuspulssi laskimen 30 palautussi-säänmenoon sekvenssin aloittamiseksi tunnetusta kohdasta.

ROM:in 32 ulostulo kytketään viive-elementtiin 34, 35 joka tässä esimerkissä tuottaa 500 nanosekunnin viiveen.

• 10 94294

Viive-elementistä 34 ja ROMrista 32 saatavat ulostulosignaalit edustavat kaksivaiheisia kellosignaaleja, jotka eivät ole päällekkäisiä ainakaan aikaväleinä, joina kellon toimintajakso on alle 50 prosenttia. Nämä kaksi kellosig-5 naalia kytketään multiplekserien 36, 37 ja 38 vastaaviin ensimmäisiin sisäänmenoportteihin. Toinen pari kaksivaiheisia kellosignaaleja, joiden toimintajakso on vakio, kytketään multipleksereiden 36, 37 ja 38 vastaaviin toisiin sisäänmenoportteihin.

10 Pääohjain 26 ohjaa multipleksereitä 36, 37 ja 38 joko vakion toimintajakson tai säädettävän toimintajakson kellosignaalien viemiseksi niiden vastaaviin ulostuloliit-timiin. Multiplekserin ulostuloliittimet kytketään ohjain/ vahvistimiin, jotka vahvistavat vastaavat kellosignaalit 15 sopiviksi potentiaaliarvoiksi.

Vakion toimintajakson kellosignaalit kehitetään kytkemällä oskillattorin 31 ulostulotaajuusjakajaan 33, joka jakaa 10 MHz:n signaalin esim. 10:llä tuottaen 1 MHz:n kellosignaalin. Tämä signaali kytketään viive-ele-20 menttiin 35, joka viivästyttää kellosignaalia esim. 500 nanosekuntia. Jakajan 33 ja viive-elementin 35 tuottamat ulostulosignaalit edustavat kaksivaiheisten kellosignaalien paria.

Viitataan seuraavaksi kuvioon 2, joka esittää esi-25 merkkiä datan muotoilimesta, jota voidaan käyttää muotoi-limena 24 kuviossa 1. Muotoilimeen kuuluu siirtorekisteri 50, jonka sisäänmeno on sarjamuotoinen ja ulostulo rinnakkaismuotoinen ja M siirtorekisteriä 52 - 62, joiden sisäänmeno on rinnakkaismuotoinen ja ulostulo sarjamuotoi-30 nen. Videodata, jonka oletetaan olevan näyttödatan muotoista ja esittävän kaksitasoista vaaleaa tai tummaa ku-: a vainformaatiota, viedään sarjamuodossa päätteelle 40. Vi- deodatan yksi juova koostuu MxN näytteestä, jossa M ja N ovat kokonaislukuja. Tämä videodata ajoitetaan rekisteriin 35 50 yksi vaakasuora rivi kerrallaan videodatan nopeudella 11 94294 vasteena kellosignaalille CLA. Kellosignaali CLA tahdistetaan videodatan nopeuteen. Sen jälkeen kun videodatan vaakasuora rivi ajoitetaan rekisteriin 50, videodatan rivi siirretään rinnakkaismuodossa M:ään rekisteriin 52 - 62, 5 joiden sisäänmeno on rinnakkaismuodossa ja ulostulo sarja-muodossa vasteena siirtosignaalille CLB. Rinnakkaismuotoinen siirto-operaatio tapahtuu juovan aikavälin melko pienen osan aikana, ts. videodatan nopeuden yhtenä tai kahtena aikajaksona. Rinnakkaissiirron jälkeen rekisteri 50 10 ohjataan vastaanottamaan videodatan seuraavana esiintyvä vaakasuora rivi.

Sinä aikana kun rekisteri 50 vastaanottaa videodatan seuraavaa peräkkäistä riviä, M rekisteriä 52 - 62, joiden sisäänmeno on rinnakkaismuodossa ja ulostulo sarja-15 muodossa, lukevat sen hetkistä videodataa sieltä demulti-plekseriin 19'. Data luetaan sarjamuodossa rekistereistä 52 - 62, joissa se on rinnakkaismuodossa, kellosignaalin CLc ohjauksessa. Koska M rekisteriä lukee dataa rinnakkaismuodossa ja videodata täytyy lukea enintään yhden vaaka-20 suoran rivin aikana, rekisterien 52 - 62 minimilukunopeus on noin N/TH, jossa TH on juovajakso. Kellosignaalin CLc minimitaajuus on N/TH, kuitenkin kuten myöhemmin osoitetaan kellosignaalin CLc taajuus on noin kaksi kertaa N/TH.

Rekisterien 52 - 62 vastaavat sarjamuotoiset ulos-25 tuloliittimet kytketään M:ään, 1 N:ksi demultiplekserien « > < MUX(M)-MUX(1), jotka muodostavat demultiplekserin 19', vastaaviin sarjamuotoisiin sisäänmenoliittimiin. Kuvion 2 esimerkkijärjestelmässä oletetaan, että videodata vaakasuoraa juovaa varten järjestetään niin, että ensimmäinen 30 esiintyvä data vastaa dataa, joka näytetään näytön vasemmalla puolella ja viimeisenä esiintyvä data vastaa dataa, joka näytetään näytön oikealla puolella. Sen jälkeen kun datarivi on ladattu rekisteriin 50, ensimmäinen ja viimeinen data sijaitsevat rekisterin 50 oikeassa ja vasemmassa 35 päässä, tässä järjestyksessä ja täten ensimmäinen ja vii- 12 94294 meinen esiintyvä videodata siirretään rekistereihin 62 ja 52, tässä järjestyksessä. Demultiplekserit MUX(1)-MUX(M) järjestetään esitetyllä tavalla datan viemiseksi näytön sarakeväyliin vasemmalta oikealle. Siksi data kytketään 5 rekistereistä 62 - 52 demultipleksereihin MUX(1)-MUX(M), tässä järjestyksessä, datan suuntaamiseksi oikein näyttöä varten. Vaihtoehtoisesti, jos on merkityksetöntä kuvastuu-ko informaatio pystyakseliin nähden tai onko videodata käänteisessä järjestyksessä, niin rekisterit 52 - 62 voi-10 daan kytkeä demultipleksereihin MUX(1)-MUX(M) tässä järjestyksessä.

Kuvio 3 esittää piirikaaviona yhden multiplekserin rakennetta, joka on esitetty kuviossa 2 lohkokaaviona. MUXiiin kuuluu useita ohutkalvotransistoreja, TFFET:jä, 15 yksijohtavuustyyppiä, jotka on valmistettu materiaalista (esim. amorfinen pii), jonka varauksenkuljettäjien liikkuvuus on alhainen. TFFET:ien vastaavat hilaelektrodit kytketään vastaaviin ohjausjohtoihin, joihin viedään logiikan ohjauspotentiaalit, joilla ohjataan joitakin vastaavia 20 transistoreja johtaviksi poissulkien muut transistorit. Esimerkiksi ohjauspotentiaalit voidaan järjestää peräkkäisesti pyyhkäisemään joukko transistoreja niin, että jokainen transistori ohjataan johtamaan (kerran rivin aikaväliä kohti) poissulkien muut transistorit. Jokaisen TFFET:in . . . 25 pääjohtoreitin yksi elektrodi kytketään demultiplekserin datasisäänmenon liittimeen 70 ja vastaavan TFFET:in pääjohtoreitin toinen elektrodi kytketään datamultiplekserin ulostuloliittimistä 1-N vastaavaan yhteen liittimeen. Tie-ty TFFET, joka on vastikään ohjattu johtamaan, kytkee sa-30 manaikaisesti sisäänmenoliittimeen 70 viedyn videodatan vastaavaan ulostuloliittimeensä. Tiettyjen TFFET:ien ohjaaminen johtavaksi tapahtuu samalla nopeudella kuin mitä videodata viedään liittimeen 70, ts. ohjauspotentiaalit vaihtuvat nopeudella, jolla rekisterit 52 - 62 lukevat vi-35 deodataa. Kun valmistetaan itsepyyhkäistyviä matriiseja 13 94294 odottaen kohtuullista saantia ja jotta sarakeväylillä ja siis kuva-alkioelementeillä on haluttu väli, on välttämätöntä minimoida transistorien ja matriisin välikytkentä-johtojen lukumäärää. Sen tähden demultiplekserit suunni-5 teilaan sellaisiksi, että niistä on vain epäsymmetrinen ohjaus sisäänmenosalpoihin. Lisäksi, koska salpoja ohjataan epäsymmetrisesti ja koska demultiplekserit ja salpa-transistorit valmistetaan materiaalista, jossa varauksen-kuljettajien liikkuvuus on alhainen, salvan tilan vaihta-10 miseksi vaadittu aika on melko pitkä. Sisäänmenosalvan kytkentääjän vähentämiseksi rakenteeseen on sisällytetty palautustransistori salvan palauttamiseksi edulliseen tilaan ennen kuin videodata viedään salpaan. Palautustransistori on järjestetty niin, että ulostulo on korkean ta-15 son tilassa, kun videodata viedään salpaan. Täten, jos videodata edustaa korkeata tasoa, ei vaadita salvan tilan vaihtamista. Kääntäen, jos videodata edustaa matalaa tasoa, vaaditaan salvan tilan vaihtaminen.

Tämä järjestely tuottaa nopeimman salvan tilan 20 vaihtamisen seuraavista syistä. Palautustransistori kytketään salpapiiriin kytkennässä, jossa se toimii yhteisemit-terikytkennässä vieden sisäänmenosalvan ulostulopotentiaa-lin alas mieluummin kuin emitteriseuraajana, jossa se aikaansaa sisäänmenosalvan ulostulopotentiaalin nousemisen 25 ylös. Kun toimitaan yhteisemitterikytkennässä ja viedään t t ulostulon potentiaali alas, transistorin hilan ja emitte-rin välinen jännite pysyy vakiona ja sen tähden palautus-transistorin johtama virta ulostulon purkamiseksi on oleellisesti vakio. Kääntäen, jos palautustransistori toi-30 misi emitteriseuraajana (yhteiskollektorikytkentäinen vahvistin) sisäänmenosalvan ulostulon potentiaalin viemiseksi ' · ylös, palautustransistorin hilan ja emitterin välinen jän nite pienenisi, kun ulostulon potentiaali kasvaisi, mikä aikaansaisi palautustransistorin johtamassa virrassa ajas-35 ta riippuvaisen vähenemisen ulostulon lataamiseksi. Täten, • 14 94294 kun samansuuruiset ohjauspotentiaalit viedään palautus-transistorien hilaelektrodeille, jotka toimivat yhteis-emitterikytkennässä ja jänniteseuraajana, yhteisemitteri-kytkentäinen palautustransistori aikaansaa salvan nopeam-5 man palautuksen johtuen sen vakiovirtatoiminnasta.

Demultipleksointitransistori kytketään sisäänme-nosalvan ulostulokytkentään ulostulokytkentää vastapäätä, johon palautustransistori kytketään. Ennen kuin videodata viedään demultipleksereihin kaikki sisäänmenosalvat palau-10 tetaan tilaan, missä ulostulokytkennät, joihin demulti-pleksointitransistorit kytketään, ovat korkean tason tilassa. Täten demultipleksointitransistorien ei koskaan tarvitse ladata sisäänmenosalpoja korkean tason tilaan, ts. demultipleksointitransistorit eivät toimi emitteriseu-15 raajina. Demultipleksointitransistoreja tarvitaan vain purkamaan sisäänmenosalvan ulostulokytkentää silloin, kun videodata sattuu olemaan matalan tason tilassa ja tämä purkaminen suoritetaan nopeammassa yhteisemitterikytken-nässä. Jos sisäänmenosalpaa ei palautettaisi edeltävään 20 edulliseen tilaan, demultipleksointitransistorien tarvit sisi toimia vuorotellen yhteisemitterikytkennässä ja emit-teriseuraajakytkennässä videosignaaleja varten vastaten alhaisen ja korkean tason tiloja. Tällaisessa tilojen joukossa demultipleksointinopeutta rajoittaisi hitaampi emit-25 teriseuraajakytkentä. Tämä vuorostaan vaatisi demultiplek- te» 1 * serien ja sisäänmenodatajohtojen lukumäärän lisäämistä itsepyyhkäistyvässä matriisissa.

Ulostulosalvat sisällytetään mukaan seuraavista syistä. Sarakepuskurit ja ohjaimet ovat suhteellisen suu-30 ria laitteita ja muodostavat melko suuria kapasitiivisia kuormia niitä ohjaaville piireille. Jos sarakeohjäimiä ohjattaisiin sisäänmenosalvoilla siirtoporttien kautta, siirtoportit toimisivat vuorotellen yhteisemitterikytkennässä ja emitteriseuraajana. Siirtoporteilta vaadittu aika 35 sarakepuskurien syöttämiseksi emitteriseuraajakytkennässä • 15 94294 on liian pitkä hyväksyttävän toiminnan aikaansaamiseksi. Toisaalta salpa, joka toimii impedanssiltaan säädettävien kuormitusten kanssa, voi suhteellisen nopeasti ohjata sa-rakepuskurin sisäänmenokapasitanssia. Lisäksi salpa voi-5 daan järjestää edustamaan melko pientä sisäänmenokapasi-tanssia ja siten voidaan melko helposti ohjata siirto-porttien kautta. (Huomaa, että siirtoportteja tarvitaan jossain kommutointipiirissä eristämään sarakeväyliä suhteellisen pitkinä aikaväleinä, että uusi datarivi viedään 10 matriisiin.)

Kuvio 4 esittää sisäänmenosalpojen, siirtoporttien ja ulostulosalvan sekä ohjainpiirin rakennetta yhtä pystysuoran datan näyttöväylää vastaten. Kaikkien rakenteen transistorien oletetaan olevan TFFET:jä, jotka on valmis-15 tettu materiaalista (esim. amorfinen pii), jossa varauk-senkuljettäjien liikkuvuus on alhainen ja joita kutsutaan tämän jälkeen yksinkertaisesti feteiksi. Lisäksi kuvailevista syistä transistorien oletetaan olevan n-tyypin avausfettejä. Piirin toiminnan periaatteiden ei kuitenkaan 20 tarkoiteta rajoittuvan fetteihin vaan ne soveltuvat yleisesti esim. bipolaarisia transistoreja käyttäviin rakenteisiin.

Sisäänmenosalpaan kuuluvat ristiin kytketyt fetit 104 ja 106, joiden vastaavat emitterielektrodit on kyt- _ 25 ketty väylään 100, kollektorielektrodit on kytketty ulos- ' ; ‘1 tuloliityntöihin 108 ja 110 tässä järjestyksessä ja hila-elektrodit on kytketty ulostuloliityntöihin 110 ja 108 tässä järjestyksessä. Palautusfetin 102 emitteri- ja kol-lektori-elektrodi on kytketty tässä järjestyksessä väylään 30 100 ja ulostuloliityntään 108 ja hilaelektrodi on kytketty palautusväylään 126. Feteillä 108 ja 110 on kytketyt kon-densaattorikuormituspiirit 111 ja 117 kytkettynä ulostuloliityntöihin 108 ja 110 tässä järjestyksessä.

Kytkettyyn kondensaattorikuormituspiiriin 111 (117) 35 kuuluvat sarjaan kytketyt fetit 112, 114 (118, 120), jotka 16 94294 on kytketty DC-väylän 126 ja ulostuloliitynnän 108 (110) väliin. Kondensaattori 116 (122) on kytketty transistorien 112, 114 (118, 120) keskinäisliitynnän ja DC-potentiaali-pisteen väliin, joksi piirustusteknisistä syistä esitetään 5 väylä 126. Sisäänmenodata kytketään salvan ulostuloliityn-tään 110 multipleksointifetin 90 kautta (vastaten esimerkiksi yhtä kuviossa 3 esitettyä transistoria) ja se määrää salvan tilan. Sisäänmenosalpa tuottaa loogisia komplement-tiulostulotiloja ulostuloliityntöihinsä 108 ja 110, jotka 10 määrää sisäänmenodatan looginen tila tai palautusväylään 124 viety loogisen ykkösen potentiaali. Toisin sanoen pa-lautusimpulssi ohjaa fetin 102 johtavaan tilaan vieden ulostuloliitynnän 108 matalan tason tilaan ja aiheuttaen ulostuloliityntään 110 korkean tason tilan. Ulostulolii-15 tynnän 110 korkean tason tila ohjaa regeneratiivisesti fetin 104 johtavaksi ja salpaa tai pitää piirin tässä tilassa. Myöhemmin, jos korkean tason tilaa vastaava video-näyte viedään fetin 90 kautta ulostuloliityntään 110, salvan tila ei muutu. Vaihtoehtoisesti, jos matalan tason ti-20 laa vastaava videonäyte viedään ulostuloliityntään 110, tämä matalan tason tila pyrkii sulkemaan fetin 104.

Kytketyt kondensaattorikuormituspiirit 111, 117 sisällytetään mukaan, jotta voidaan vaihdella salvan vahvistusta. Sarjaan kytketyt fetit 112, 114 (118, 120) ohja-25 taan vuorotellen johtamaan kellosignaaleilla IC, jotka kytketään fettien 112 ja 120 hilaelektrodeihin ja kellosignaalilla IC, joka kytketään fettien 114 ja 118 hilaelektrodeihin. Kun fetit 112 ja 120 ohjataan johtamaan, ne varaavat kondensaattorit 116 ja 122 kohti väylän 126 DC-30 potentiaalia + V2. Myöhemmin fetit 112 ja 120 suljetaan ja fetit 114 ja 118 ohjataan johtamaan. Tänä aikavälinä kon-- densaattoreihin 116 ja 122 talletettu varaus kytketään ulostuloliityntöihin 108 ja 110 ristiin kytkettyjen fettien 104 ja 106 toimintavirtoina.

35 Oppikirjamaisen kytkettyjä kondensaattoreja koske van teorian mukaan kytketyn kondensaattorirakenteen kuten 17 94294 fettien 112, 114 ja kondensaattorin 116 muodostaman ra kenteen tehollinen impedanssi lähestyy resistanssia, jonka arvo on 1/Gfc ohmia, jossa fc on kellotaajuus ja C on kapasitanssi. Feteillä 112 ja 114 kuvion 4 piirissä ei ole 5 ideaalisia kytkentäominaisuuksia, joita kytkentäkonden-saattoriteoria olettaa, mutta järjestely tuottaa resistii-visen impedanssin, vaikka eri suuruisen arvon kuin 1/Gfc. Kellosignaalien Ie ja Ie taajuuden vakioarvoilla resistanssin arvoa ja siten salpapiirin vahvistusta voidaan 10 vaihdella suuremmaksi tai pienemmäksi kellosignaalien toimintajaksoa pienentämällä tai suurentamalla, tässä järjestyksessä.

Salpapiirin vahvistamisen vaihtelun etua selitetään tässä myöhemmin sen jälkeen, kun kuvion 4 loppuosa on se-15 litetty.

Liityntöjen 108 ja 110 komplementtiulostulosignaa-lit kytketään tässä järjestyksessä siirtoportteihin 134 ja 136. Siirtoportteja 134 ja 136 ohjaa siirtopulssi Te, joka viedään niiden kummankin hilaelektrodeihin väylää 132 pit-20 kin. Heti kun videodatan koko rivi on multipleksoitu si-säänmenosalpoihin 20, siirtoportit ohjataan johtamaan ja viemään erilliset ulostulopotentiaalit fettien 139A ja 139B hiloille, jotka muodostavat ulostulosalpojen 22' si-säänmenopiirin. Siirtoportit 134 ja 136 suljetaan sitten 25 seuraavaan rivin aikaväliin asti. Siirtoportit 134 ja 136 • « « voidaan sulkea ennen kuin ulostulosalpa vaihtaa täysin tilan edellyttäen, että riittävästi aikaa on kulunut si-säänmenosalvan synnyttämien ulostulopotentiaalien tallentamiseksi fettien 139A ja 139B hilaelektrodien hajakapasi-30 tanssiin. Sen jälkeen vaikka siirtoportit 134 ja 136 ovat johtamattomia, fettien 139A ja 139B hilaelektrodeille tallennettu potentiaali jatkaa aikaansaaden ulostulosalvan 22 tilan vaihtumisen.

Ulostulosalpaan 22' kuuluvat sisäänmenofetit 139A 35 139B, ristiin kytketyt fetit 142 ja 140 ja kytketyt kon- 18 94294 densaattorikuormituspiirit 155, 161. Fettien 139A, 139B, 140 ja 142 emitterielektrodit kytketään DC-väylään 138. Fettien 139B ja 142 kollektorielektrodit kytketään ulostu-loliityntään 148 ja fettien 139A ja 140 kollektorielektro-5 dit kytketään ulostuloliityntään 146. Kytketyt kondensaat-torikuormituspiirit 155 ja 161 kytketään tässä järjestyksessä ulostuloliityntöihin 148 ja 146. Kytkettyyn konden-saattorikuormituspiiriin 155 (161) kuuluvat sarjaan kytketyt fetit 152, 156 (162, 158) ja kondensaattori 154 (160), 10 joka on kytketty sarjaan kytkettyjen fettien ja kiinteän potentiaalin pisteen keskinäisliitynnän väliin. Fettien 152, 156 (162, 158) hilaelektrodit kytketään tässä järjestyksessä kelloväyliin 166 ja 164, joihin kellosignaalit Dc ja Dc viedään ulostulosalvan vahvistuksen vaihtelemiseksi. 15 Ulostulosalpaan viety sisäänmenosignaali on kaksi- tuloksinen, ts. toinen feteistä 139A ja 139B ohjataan johtavaksi samalla, kun toinen ohjataan johtamattomaksi. Fetit 139A ja 139B järjestetään johtaessaan vetämään kyseisen ulostulon solmun jännite alhaalle, johon solmuun sen 20 kollektorielektrodi on kytketty. Täten fetit 139A ja 139B toimivat vain nopeammassa yhteisemitterikytkennässä. Johtuen kaksituloksisesta sisäänmenostaan ulostulosalpa 22' on symmetrinen eikä sitä sen vuoksi tarvitse palauttaa ennen sisäänmenodatan viemistä.

25 Ulostulosalpa 22' järjestää komplementtiulostulo- t signaalit liityntöihin 148 ja 146, jotka on kumpikin erikseen kytketty fettien 168 ja 170 hilaelektrodeihin, muodostaen vuorovaiheohjaimen. Fetit 168 ja 170 kytketään sarjaan suhteellisesti positiivisen ja negatiivisen tasa-30 jännitteen väliin. Fettien 168 ja 170 keskinäisliityntä 172 kytketään pystysuoraan sarakeväylään näyttömatriisis-‘ : sa.

Väylät 100, 124, 126, 128, 130, 132, 138, 150, 164 ja 166 ovat yhteisiä matriisien kaikille MxN piireille.

35 Järjestelmän ajoitusta on esitetty kuviossa 5, joka ajoitus perustuu seuraaviin esimerkinomaisiin oletuksiin.

II

19 94294

Vaakasuoran rivin aikaväli on 64 ps, josta ajasta aktiivi videoinformaatio varaa 60 με. Rivin aikaväliä kohti on 1024 videodatanäytettä ja vastaava sarakeväylien lukumäärä näyttömatriisissa. Multiplekserien rekisterien, joiden 5 sisäänmeno on rinnakkaismuodossa ja ulostulo sarjamuodossa, lukumäärä M on 32. Ulostulojen lukumäärä N multiplek-seriä kohti on 32 ja jokaiseen rekisteriin 62 - 52 kytkettyjen näytteiden lukumäärä on 32.

Koska 1024 videonäytettä esiintyy 60 ps:ssa, rekis-10 teri 50 ajoitetaan 17 MHz taajuudella kellosignaalilla CLA. Kolmekymmentäkaksi mikrosekuntia myönnetään video-datan kommutoimiseksi 32 kanavan kautta, täten kommutoin-titaajuus ja rekisterien 52 - 52 kellotaajuus CLc on 1 MHz.

Kuviossa 5 ylin aaltomuoto, joka on merkitty sarja-15 muotoiseksi videosisäänmenoksi edustaa sarjamuotoisen vi-deodatan rivinmuotoa esittäen kahta peräkkäistä riviä. Juovajakson lopussa videodatarivi ladataan rekisteriin 50 ja vastaavat näytteet on käytettävissä rinnakkaismuotoisissa ulostuloliitynnöissä. Kellosignaalissa CL„ esiintyy 20 pulssi siirtäen rekisterin 50 videodatan rekistereihin 52 - 62. Tämän siirron jälkeen rekisterit 52 - 62 ajoitetaan rinnakkain kellosignaalilla CLc, jossa on 1 MHz kellosignaalin 32 pulssin 32 ps purske. Tämän 32 ps aikavälin aikana 32 videonäytettä kytketään sarjamuotoisesta jokaiseen ... 25 32 multiplekseriin 1 MHz taajuudella ja multiplekserin * * ohjaussignaalit pyyhkivät multiplekserit 1 MHz taajuudella kytkien niiden kunkin 32 videonäytettä 32 eri sisään-menosalpaan. Noin 9 ps kuluttua kommutointiaikavälin jälkeen siirtokello Te järjestää noin 9 ps pulssin, jona ai-30 kana data kytketään sisäänmenosalvoista ulostulosalpoi-hin.

’ Kuten aikaisemmin osoitettiin sisäänmeno- ja ulos- tulosalvat varustetaan kytketyillä kondensaattorikuormi-tuksilla niin, että salvan vahvistusta voidaan vaihdella. 35 Sellainen vahvistuksen vaihtelu suoritetaan kaksi kertaa • 20 94294 rivin aikaväliä kohti sisäänmenosalvoille ja kerran rivin aikaväliä kohti ulostulosalvoille. Sen jälkeen kun data on siirretty sisäänmenosalvoista ulostulosalpoihin (aika-välimerkinnät Til, Till, TI21) sisäänmenosalvat palaute-5 taan ja ladataan edulliseen tilaan. Palautus- tai lataus-aikaa suurennetaan vaihtelemalla salvan vahvistusta. Salvan vahvistusta vaihdellaan muuttamalla kytkettyjen kon-densaattorikuormitusten kellotaajuutta tai toimintajaksoa. Suorakaidemuodot Ic, Ic esittävät sisäänmenosalvan 10 kelloja, ts. kytketyn kondensaattorikuormituksen kelloja.

VDCrllä ja CDC:llä merkityt aikavälit tarkoittavat vaihdeltavan vahvistuksen ja vakiovahvistuksen aikajaksoja tässä järjestyksessä. Sisäänmenosalvan vahvistusta vaihdellaan myös aikavälien TI3, TI13 aikana heti kommutointi-15 aikavälien TI2, TI12 jälkeen. Vaihdettavan vahvistuksen aikavälien välillä kelloja Ic, Ic operoidaan suuren vahvistuksen aikaansaamiseksi, ts. ne toimivat matalalla taajuudella tai matalalla toimintajaksolla tai vaihtoehtoisesti, jos piireissä esiintyy pieniä vuotovirtoja, kellot Ic, Ic 20 voidaan pysäyttää.

Ulostulosalpojen kytketyn kondensaattorikuormituksen kelloja Dc, Dc operoidaan vaihtuvan vahvistuksen aikaansaamiseksi aikavälien Til, Till, TI21 jne aikana heti siirtoaikavälien TI4, TI14 jälkeen. Vaihtuvan vahvistuksen , , , 25 näiden aikavälien välissä kellosignaaleja Dc, Dc operoi-• · « daan suuren vakiovahvistuksen tilassa tai ne pysäytetään, jos vuotovirran taso sallii.

Kuviossa 5 näytetty käyrämuoto Sc esittää kuvion 4 väylään 100 kytkettyä potentiaalia, joka väylä järjestää 30 emitteripotentiaalin ristiin kytketyille feteille 104, 106. Potentiaali Sc vaihtelee suunnilleen -2 voltin ja -5 voltin välillä. Esilatausaikavälien Til, TIU jne aikana potentiaali Sc nostetaan -2 volttiin transistorin 106 johtavuuden pienentämiseksi, jolloin pienennetään sisäänmeno-35 salvan keskimääräistä esilataus- tai palautusaikaa. On • 21 94294 havaittu, että salvan vahvistusta voidaan suurentaa tai salvan kytkentäaikaa pienentää alentamalla emitteripoten-tiaalia. Edullisinta tämä on tehdä näytteen kommutoinnin jälkeen ja aikavälien TI3, TI13 aikana, jolloin sisään-5 menosalvat ladataan.

Salvan toiminta jatkuu seuraavasti. Palautuksen aikana potentiaali Sc asetetaan -5 voltin toimintatasostaan -2 volttiin, joka siirtymä pienentää molempien fet-tien 104 ja 106 johtavuutta. Palautuskello R saa korkean 10 tilan pulssin ja kääntää fetin 102 päälle. Palautuspulssin potentiaali valitaan tarpeeksi suureksi niin, että fetti 102 pyrkii dominoimaan fettien 104 ja 106 vaikutusta. Jos ulostuloliityntä 103 on matalan tason tilassa, se jää matalaksi. Toisaalta, jos ulostuloliityntä 108 on korkean 15 tason tilassa, se viedään -2 V potentiaaliin väylällä 100. Samanaikaisesti salvan regeneratiivinen toiminta pyrkii vetämään ulostuloliitynnän 110 korkean tason tilaan. Tällöin jos salvan kuormitusimpedanssit ovat suuria, ts. kytketyn kondensaattorikuormituksen 111 tehollinen resistans-20 si on suuri, esiintyy vain pieni virta tukemassa korkeaa potentiaalia ulostuloliitynnässä 108, mikä sallii palau-tustransistorin vetää se nopeasti alas. Samanaikaisesti kytketyn kondensaattorikuormituksen 117 tehollinen resistanssi on myös suuri ja siten järjestyy vähän virtaa ulos-25 tuloliitynnän 110 viemiseksi kohtuullisella nopeudella korkean tason tilaan. Täten heti kun on kulunut riittävästi aikaa, jotta ulostuloliityntä 108 on saatu matalan tason tilaan, on edullista ohjata kytketyt kondensaattori-kuormitukset resistanssiltaan pienemmiksi tai järjestää 30 suurempi ohjausvirta ulostuloliitynnän 110 vetämiseksi korkean tason tilaan. Sen jälkeen kytketyt kondensaattori-·“ * kuormitukset 111 ja 117 voidaan palauttaa suuri-impedans- siseen tilaan tai jos piirin vuotovirta on riittävän pieni, ne voidaan ohjata oleellisesti äärettömän impedanssin 35 tilaan pitämällä kelloja Ic tai Ic matalan tason tilassa.

• 22 94294

Edullisin toimintatapa on pysäyttää kellot tämän aikavälin aikana, ts. kun videosignaalin kommutointi suoritetaan. Käyrämuodot, joita merkitään Ic, Ic ovat ajan suhteen laajennettuja käyrämuotoja, jotka edustavat kelloja Ic, Ic 5 vaihtelevien impedanssien aikaväleinä.

Palautusaikavälin jälkeen alkaa videosignaalin kommutointi. Datan sisäänmenoliittimeen 70 viedyllä videosignaalilla on potentiaaliarvot esim. positiivinen viisi volttia ja negatiivinen viisi volttia korkean ja matalan 10 tason tiloille tässä järjestyksessä. Kommutointijakson aikana fetti 90 ohjataan johtamaan yhdeksi mikrosekunnik-si. Jos videosignaali on korkean tason tilassa, salpa pysyy palautustilassa. Jos videosignaali on matalan tason tilassa, ulostuloliityntä vedetään kohti -5 volttia, kui-15 tenkaan 1 ps:n kommutointiaikavälinä liitynnän 110 potentiaali ei saavuta paljon pienempää kuin -2 voltin potentiaalia. Ensiksi tarkastellaan tilannetta, jolloin kytketyt kondensaattorikuormitukset 111 ja 117 toimivat suuriresis-tanssisessa tilassa. Kun liityntä 110 painuu alas, ulostu-20 loliityntä 108 vedetään kohti korkean tason tilaa. Yhden mikrosekunnin kommutointiaika on riittävä aloittamaan salvan regeneraation niin, että se jatkaa tilan vaihtamista vielä sen jälkeen kun fetti 90 suljetaan. Seuraavaksi tarkastellaan edullista toimintatilaa, jossa kytketyt konden- 25 saattorikuormitukset 111 ja 117 ovat äärettömän impedans-• « · _ sin tilassa, ts. kellot Ic ja Ic on pysäytetty matalan tason tilaan. Jos videosisäänmenosignaali on matalan tason tilassa, ulostuloliityntä 110 vedetään -5 volttia kohti fetin 90 kautta. Kun kuormituksilla 111 ja 117 on äärettö-30 mät impedanssit, ei esiinny ohjausvirtaa, joka tukisi korkeata potentiaalia ulostuloliitynnässä 110 ja siten se voidaan vetää alas melko nopeasti j a siten lyhentää vaadittavaa kommutointiaikaa. Koska ohjausvirtaa ei ole, ulostuloliityntää 108 ei voida kuitenkaan vetää korkean 35 tason tilaan. Ulostuloliitynnät 108 ja 110 ovat molemmat • 23 94294 matalan tason tilassa, mutta liityntä 110 on alemmassa potentiaalissa kuin liityntä 108, koska liityntä 108 on -2 voltin potentiaalissa Sc, mutta liityntä 110 vedetään kohti -5 volttia. Liityntää 110 ei tarvitse vetää täysin -5 5 volttiin. Riittää, että liityntä 110 asetetaan -2,3 voltiksi varmistamaan, että salpa saavuttaa halutun tilan, kun kuormitusvirta jälleen viedään kuormitusten 111 ja 117 kautta.

Huolimatta siitä toimivatko kytketyt kuormituskon-10 densaattorit suuri-impedanssisessa tilassa, salvan kumpikaan ulostulo ei saavuta ulostulopotentiaalia, joka olisi merkittävästi positiivisempi kuin nolla volttia 1 ps aikavälinä, jona -5 voltin videosignaali kytketään siihen. Tämä edustaa demultiplekserin sisäänmenoliitynnän ja si-15 säänmenosalvan ulostuloliityntöjen välistä tehohäviötä. Tämä tehohäviö on hyväksyttävä, koska sen avulla saavutetaan kaistanleveyden suureneminen.

Kaistanleveys suurenee osaksi, koska ristiin kytkettyjen transistorien emitteripotentiaalit nousevat -2 20 volttiin, jolloin pienennetään ulostulopotentiaalin vaihtelua liitynnässä 110, joka täytyy aikaansaada demulti-pleksointitransistorin 90 kautta, salvan tilan vaihtamiseksi. Toiseksi kaistanleveys kasvaa, koska esiintyy vain pieni kuormitusvirta, joka vastustaa liitynnän 110 alas-25 viemistä demultipleksointitransistorin 90 kautta. Kolmanneksi ainakin edullisessa suoritusmuodossa kommutoinnin aikana ristiin kytketyt fetit poistetaan tehollisesti piiristä vallitsevilla ehdoilla ja täten transistori 90 ei voi vastustaa salvan regeneratiivista toimintaa.

30 Kommutointiaikavälin TI2 päättymisen jälkeen si- säänmenosalvat siirtyvät latausvaiheeseen TI3 ja tehohä-' viö saadaan takaisin. Tämän aikavälin alussa kytketyt kon- densaattorikuormitukset 111 ja 117 ohjataan suuren vahvistuksen tilaan, ts. järjestetään kuormitusvirta suurten te-35 hollisten resistanssien kautta. Samaan aikaan emitteripo- • 24 94294 tentiaali Sc, joka viedään ristiin kytkettyihin fetteihin 104 ja 106, muutetaan -2 voltista -5 volttiin.

Kun fettien 104 ja 106 emitterielektrodien potentiaali vedetään -5 volttiin, saadaan fetit 104 ja 106 joh-5 taviksi. Fetti, jonka hilapotentiaali on korkeampi, vetää nopeasti kollektoripotentiaalinsa alas (ja sulkee toisen fetin) johtuen kuormitusten 111 ja 117 järjestämästä rajoitetusta kuormitusvirrasta. Vaihtoehtoisesti, jos fetti, jonka hilapotentiaali on korkeampi, ei voi vetää kollekto-10 ripotentiaalin riittävän alas toisen fetin sulkemiseksi kokonaan, se vetää vielä sitä tarpeeksi matalaan potentiaaliin salvan äärimmäisen tilan aikaansaamiseksi. Tämän tunnustelutoiminnan osuus on noin kaksi mikrosekuntia. Sitten kytketyt kondensaattorikellot Ic ja Ic moduloidaan 15 tuottamaan pienen kuormitusimpedanssin ja suuren ohjaus-virran. Ulostuloliityntä, joka ohjataan korkean tason tilaan, latautuu melko nopeasti tänä aikavälinä, sitä kuitenkin estetään saavuttamasta maksimipotentiaaliansa seu-raavasta syystä. Viitataan kuvioon 4 ja oletetaan, että 20 liitynnän 108 on määrä mennä korkean tason tilaan, ts. fettien 104 ja 106 on määrä olla johtamattomassa ja johtavassa tilassa tässä järjestyksessä. Kun kuormituspiirit 111 ja 117 ohjataan niin, että niillä on pieni kuormitus-resistanssi, tehollisen kuormitusresistanssin suhde fetin 25 106 ulostuloresistanssiin on liian pieni aikaansaamaan ‘ ’ riittävän alhaisen potentiaalin ulostuloliityntään 110, joka estää fettiä 104 johtamasta. Fetin 104 johtama virta estää liityntää 108 saavuttamasta mahdollista maksimipo-tentiaalia. Sen tähden sen jälkeen kun kuormituspiireillä 30 111 ja 117 on ollut pieni resistanssi tai pienen vahvis tuksen tila useita mikrosekunteja, joka on riittävä aika lataamaan kumpaisenkin ulostulot melko korkeaan potentiaaliin, kuormituspiirit 111 ja 117 ohjataan taas suuri resistanssisiksi (suuri vahvistus). Tässä tilassa kytketyn 35 kondensaattorikuormituksen impedanssin suhde fetin 106 • « li 25 94294 ulostuloimpedanssiin on riittävän suuri, jotta fetin 104 hilapotentiaali on riittävän matala varmistamaan, että fetti 104 ei johda ja sen kollektorielektrodi voi latautua mahdolliseen maksimipotentiaaliin.

5 Aikavälin TI3 lopussa sisäänmenosalpojen komple- menttiulostulojännitteet ovat oleellisesti saavuttaneet viimeistä edelliset potentiaalinsa. Nämä ulostulopotenti-aalit kytketään ulostulosalpoihin siirtoporteilla 134, 136 aikavälinä TI4. Sen jälkeen siirtoportit 134 ja 136 sulje-10 taan eristäen sisäänmenosalvat ulostulosalvoista ja si-säänmenosalvat käyvät läpi palautusoperaation valmistautuessaan vastaanottamaan videodataa näyttödatan seuraavasta vaakasuorasta rivistä.

Ulostulosalvat 22' toimivat aikavälien TI2, TIU, 15 TI21 jne aikana tunnustelutilassa ja pitotilassa näiden aikavälien välissä. Tunnusteluaikavälit kestävät noin 14 ps, jona aikana ulostulosalpojen ulostulotilat voivat olla siirtymässä. Pitotilan aikavälit ovat noin 50 ps, jona aikana voimassa olevaa dataa viedään näyttömatriisiin. 20 Täten näyttöelementeillä on noin 50 ps vastaanottaa ja tallentaa uutta näyttödataa.

Tunnusteluaikaväleinä ulostulosalpojen kytkettyjä kondensaattorikuormituksia 155 ja 161 moduloidaan, jotta niillä on peräkkäisesti suuria kuormitusimpedansseja, pie-25 niä kuormitusimpedansseja ja sitten suuria kuormitusimpe- * 4 ' dansseja, jotta aikaansaadaan nopeat salpojen tilan vaih dot samalla tavalla kuin selitettiin sisäänmenosalvoista. Kuitenkin on tarpeetonta nostaa ulostulosalvan ristiin kytkettyjen fettien 140 ja 142 emitterijännitteitä. Tun-30 nusteluaikavälin lopussa ja pitoaikavälin aikana ulostulosalvan kytketyt kondensaattorikuormitukset pidetään suu-ri-impedanssisessa tilassa tai äärettömän impedanssin tilassa, jos vuotovirta on riittävän pieni, koska ulostulo-salpa ohjaa puhtaasti kapasitiivista kuormitusta (pusku-35 riohjaimen hilat).

« 94294 26

Kuviossa 6 esitetään datan sisäänmenon rakenteen edullista suoritusmuotoa. Kuvion 6 piiriin sovellettavat, vaadittavat ohjaussignaalien aaltomuodot esitetään kuviossa 7. Piirisuunnittelija voi helposti generoida nämä 5 aaltomuodot, joten niiden generoinnin yksityiskohtia ei tarkastella.

Kuvion 6 piiriin kuuluu datan sisäänmenoliitin 70 ja multipleksointifetti 90 kuten kuviossa 4. Fetti 90 kytketään sisäänmenosalpaan, joka muodostuu feteistä 601 -10 604 ja kondensaattoreista Cl ja C2. Feteillä 90 ja 601 - 604 on esim. 50 mikrometrin kanavanleveydet. Fetit 602 ja 603 muodostavat ristiin kytketyn salpaparin, joiden kummankin emitterielektrodit on kytketty väylään VSS1. Fetin 602 kollektorielektrodi ja fetin 603 hilaelektrodi ja fe-15 tin 602 hilaelektrodi kytketään toiseen ulostuloliittimeen 608. Kondensaattorit Cl ja C2 kytketään väylän BOOST1 ja liittimien 606 ja 608 väliin, tässä järjestyksessä. Fetti 601 on kytketty tasajännitesyötön, esim. 10V ja ulostulo-liittimen 606 väliin ja sen hilaelektrodi on kytketty väy-20 lään PRCH 1. Fetti 604 on kytketty väylän VSS1 ja ulostu-loliittimen 608 väliin ja sen hilaelektrodi on kytketty väylään PRCH 1.

Sisäänmenosalpa toimii seuraavasti. Juuri ennen kuin videosisäänmenodata viedään datan sisäänmenoliitti-25 meen 70, mitä osoitetaan kuviossa 7 kellon CLC aktiivi- • · « *“ sella osalla, ulostuloliittimet 606 ja 608 viedään esim.

10 ja 7 volttia, tässä järjestyksessä. Tämä suoritetaan viemällä 15 voltin pulssi väylään PRCH 1 ja 7 voltin pulssi väylään VSS1. Pulssi väylällä PRCH 1 kytkee fetit 601 30 ja 604, jotka kytkevät 10 ja 7 voltin potentiaalit liitti-miin 606 ja 608. Fetti 602 pysyy suljettuna, koska sen *··* hilaemitterijännite on nolla sinä hetkenä. Fetti 603 bia- soidaan päälle, koska sen hilaemitterijännite on 3 volttia. Fetti 603 ei kuitenkaan ole johtava, koska fetin 603 35 emitterin ja kollektorin potentiaalit ovat 7 volttia. Noin •

II

27 94294 2-3 mikrosekunnin kuluttua väylän PRCH 1 potentiaali palaa nollaksi voltiksi, mikä sulkee fetit 601 ja 604. Liittimien 606 ja 608 potentiaalit 10 ja 7 volttia jäävät johtuen kondensaattoreihin Cl ja C2 talletetuista varauksis-5 ta. Väylän VSS1 potentiaali pidetään 7 volttina, jonka vaikutuksesta fetit 602 ja 603 poistetaan piiristä. Sen jälkeen kun fetit 601 ja 604 on suljettu, videodata viedään datan sisäänmenoliittimeen 1 MHz taajuudella ja kukin multipleksointifetti 90 kytketään päälle. Jos liittimeen 10 606 kytketty videodata on korkean tason tilassa, salvan tila ei muutu. Kääntäen jos videodata on matalan tason tilassa, liittimen 606 potentiaali puretaan fetin 90 kautta, joka toimii yhteisemitterikytkennässä. Liittimen 606 olisi toivottavaa purkautua nollaksi voltiksi, mutta kui-15 tenkin on vain välttämätöntä, että liittimen 606 potentiaali purkautuu noin voltin tai kaksi ulostuloliittimen 608 potentiaalin alapuolelle. Itse asiassa jos piiri toteutetaan käyttämällä metallieriste-pii- ts. MIS-prosessoin-tia, niin heti kun fetin 602 kollektorin potentiaali vede-20 tään alas potentiaaliarvoon, joka on kynnyspotentiaalin pienempi kuin sen hilapotentiaali, se johtaa kollektorin ja väylän VSS1 välillä ja vastustaa liittimen 606 enempää purkautumista. On havaittu olevan edullista antaa liittimen 606 purkautua 4 volttiin, jos videodata on matalan 25 tason tilassa. Täten olipa videodata korkean tason tai matalan tason tilassa, fettien 602 ja 603 hilaelektrodien välillä esiintyy 3 voltin ero. Tämä potentiaaliero riittää ohjaamaan salvan negatiiviseen toimintaan.

Sen jälkeen kun sisäänmenodata on viety kaikkiin 30 sisäänmenosalpoihin (32 mikrosekuntia sen jälkeen kun väy lä PRCH1 on palannut nollaksi voltiksi), väylä VSS1 palautetaan nollaan volttiin (ks. kuvio 7). Tällöin fetti 602 tai 603, jolla on suurempi kollektoripotentiaali, ohjaa vastakkaisen fetin hilaa aloittamaan purkamaan sen 35 ulostuloliitintä.

« 28 94294

Heti kun väylä VSS1 palaa nollaan volttiin, väylään B00ST1 viedään nouseva jännite, jonka jyrkkyys on noin 3 volttia per mikrosekunti ja liittimen jännite noin 10 volttia. Tämä jännite kytketään liittimiin 606 ja 608 kon-5 densaattorien Cl ja C2 kautta, tässä järjestyksessä. Virtuaalinen, vakio kuormitusvirta, CAV/At kytketään siten salvan ulostuloliittimiin vaadittavan ulostuloliittimen vetämiseksi korkeaan potentiaaliin, jossa AV/At on väylän B00ST1 potentiaalin muutosnopeus. Vastakkainen ulostulo-10 liitin puretaan salpafettien 602 ja 603 regeneratiivisen toiminnan avulla. Väylää B00ST1 pidetään sen liittimen korkeassa jännitteessä kunnes sisäänmenosalpa taas ladataan vastaanottamaan uutta dataa seuraavaa videoriviä varten.

15 Ulostuloliittimet 606 ja 608 kytketään siirtoport- tien 640 ja 642 sisäänmenoihin, jotka tässä tapauksessa ovat invertoivia JA-portteja. Siirtoportti 640 (642) muodostaa sarjaan kytketyistä feteistä 610 ja 612 (614 ja 616) maan potentiaalin ja ulostulosalvan 600 ulostuloliit-20 timen 626 (628) välissä. Fettien 612 ja 614 hilaelektrodit kytketään ulostuloliittimiin 606 ja 608, tässä järjestyksessä. Fettien 610 ja 616 hilaelektrodit kytketään väylään TC. Kun väylä TC viedään korkean tason tilaan, fetit 610 ja 616 kytkevät fettien 612 ja 614 emitterielektrodit 25 maanpotentiaaliin. Koska ulostuloliittimillä 606 ja 608 on • 1 « * 1 ‘ komplementtiulostulopotentiaalit, toinen feteistä 612 ja 614 ohjataan johtamaan muodostamaan ulostulosalvan 600 tilan.

Ulostulosalpa 600 muodostuu ristiin kytkettyjen 30 fettien 618 ja 620 parista, joiden emitterielektrodit kytketään väylään VSS2 ja kollektorielektrodit kytketään - - ulostuloliittimiin 626 ja 628 tässä järjestyksessä. Toinen fettipari (622 ja 624) kytketään positiivisen potentiaalin (esim. 10 volttia) pisteen ja ulostuloliittimien 622 ja 35 624 väliin ja niiden hilaelektrodit kytketään väylään m 29 94294 PRCH2. Fettien 610 ja 624 kanavan leveydet ovat esimerkiksi 100 mikrometriä. Lisäksi kondensaattorit C3 ja C4 kytketään väylän B00ST2 ja ulostuloliittimien 626 ja 628 väliin. Käytettäessä ulostulosalpa 600 ensin ladataan ja 5 sitten tuodaan data. Lataaminen suoritetaan sellaisena ajankohtana, että ulostulosalpa on valmis vastaanottamaan uutta dataa pian sen jälkeen kun uusi data on stabilisoi-tunut sisäänmenosalvassa. Lataaminen käynnistetään viemällä pulssi (esim. 15 V) väylään PPCH2 ja kytkemällä fetit 10 622 ja 624 päälle. Lisäksi 10 voltin pulssi viedään väy lään VSS2. Kuten kuviosta 7 näkyy tämä tapahtuu pian sen jälkeen kun potentiaalin nousu väylällä B00ST1 saavuttaa liitinpotentiaalinsa.

Fetit 622 ja 624 lataavat ulostuloliittimet 626 ja 15 628 10 volttiin noin kahdessa mikrosekunnissa. Väylä PRCH2 palautetaan sitten maan potentiaaliin. Fetit 618 ja 620 ovat johtamattomia, koska niiden hila-, kollektori- ja emitteripotentiaalit ovat kaikki 10 V. Sen jälkeen kun väylä PRCH2 on palannut maan potentiaaliin, väylään TC 20 viedään pulsseja noin kaksi, kolme mikrosekuntia ja toinen feteistä 612 ja 614 purkaa tai purkaa osittain toisen ulostuloliittimistä 626 ja 628 sen mukaan mikä on sisään-menosalvan ulostuloliittimien 606 ja 608 tila. Koska mitään kuormitusvirtaa ei syötetä ulostuloliittimiin 626 ja 25 628, ne voivat purkautua nopeasti. Väylän TC potentiaali palautetaan sitten maahan, jonka jälkeen väylä VSS2 palautetaan maahan biasoiden toisen feteistä 618 ja 620 johtamaan ja aloittaen regeneratiivisen toiminnan ulostulo-salvassa 600. Tällöin nouseva jännite viedään väylään 30 B00ST2 tehollisten kuormitusvirtojen järjestämiseksi salvan ulostuloliittimiin ja liittimen ulostulopotentiaalin nostamiseksi korkean tason tilaan. Väylään B00ST2 viedyllä potentiaalilla on samanlainen jännitteen muuttumisnopeus ja liitinpotentiaali kuin väylän BOOSTl potentiaalilla. 35 Väylään B00ST2 vietyä potentiaalia pidetään liitinjännite • 30 94294 (100) arvossaan kunnes latausjakso aloitetaan uudelleen, jolloin se palautetaan maan potentiaaliin.

Aika x0, joka tarvitaan ulostulosalvan lataamiseksi ja päättämään ulostulosalvan tilan vaihto, on noin 10 5 mikrosekuntia. Stabiili ulostulodata on saatavilla 54 mik-rosekuntia datariviä kohti.

Ulostuloliittimet 626 ja 628 kytketään fettien 630 ja 632 hilaelektrodeihin, jotka fetit muodostavat vuoro-vaiheohjaimen. Fettien 630 ja 632 kanavien leveydet ovat 10 esimerkiksi 800 mikrometriä.

Kuten kuviosta 6 huomataan piiri invertoi videosignaalin. Tämä invertointi voidaan eliminoida kääntämällä suhteellisesti negatiiviset ja suhteellisesti positiiviset väyläliitynnät fetteihin 630 ja 632.

15 Kommutointijärjestelmä rajoitetaan selityksen mu kaan videon kaksitasoisen kirkkaussignaalin viemiseen näyttölaitteeseen. Tällä järjestelmällä on sovellutusta integroiduissa näytöissä, jotka esittävät harmaa-asteikkoa ainakin seuraavassa yhteydessä. T. Gielow, R. Hally, 20 D. Lanzinger ja T. Ng, julkaisu, jonka otsikkona on "Ohut-kalvo-EL-näyttöpanelin multipleksiohjaus", julkaistu toukokuussa 1986, SID:in kansainvälinen symposiumi, Digest of Technical Papers (sivut 242 - 244) ja G. G. Gillette ym. US-patenttihakemus, sarjanumero 943496, otsikkona "Näyttö-25 laitteen ohjauspiiri", 19.12.1986, kuvaavat ohjauspiirejä *' matriisinäyttölaitetta varten, johon sisältyy laskuri näy tön jokaista saraketta varten. Laskurit asetetaan lasketuilla kirkkausarvoilla muodostamaan harmaa-asteikon potentiaaleja kuva-alkioita varten. Nämä laskurit kytketään 30 siirtoportteihin, jotka kytkevät analogisen nousevan jännitteen kaikkiin sarakeväyliin. Kukin laskuri sulkee vas-! - taavat siirtoporttinsa, kun nouseva jännite vastaa arvoa laskurissa. Nämä analogia-arvot talletetaan väylän kapasi-tansseihin rivin aikavälin ajaksi ja ne on käytettävissä 35 kuva-alkioiden elementtien potentiaalien asettamiseksi.

• 31 94294 Tässä selitettyä kommutointipiiriä voidaan soveltaa vaadittujen binääristen, laskettujen kirkkausarvojen viemiseen laskuripiireihin, jotka lasketut kirkkausarvot vastaavat videosignaalia.

5 Kuvio 8 esittää rivin valintapiiriä yhtä rivin väy lää varten. Tähän piiriin kuuluu osa 1 R:ksi demultiplek-sereistä 15 ja 1 Q:ksi demultipleksereistä 16', jotka molemmat ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin kuviossa 3 esitetty multiplekseri. Jos riviväylien lukumääräksi olete-10 taan 512, niin ensimmäisen tason demultiplekseri 15 voi muodostua kahdeksasta 1 kautta 8 demultiplekseristä ja toisen tason demultiplekseri 16' voi muodostua kuudesta-kymmenestäneljästä 1 kautta 8 demultiplekseristä. Tässä kokonpanossa osoiteliityntöjen lukumäärä, joka on tarpeen 15 512 riviväylän osoittamiseksi, on 24 (ts. kolme kertaa kahdeksan). Huomattakoon, että missä järjestelmän nopeus ei ole kriittinen parametri kaksitasoinen demultiplekseri voidaan korvata siirtorekisteripyyhkimellä. Mutta silloinkin kun nopeus ei ole kriittinen, kaksitasoisesta demulti-20 plekseristä on etu rekisteripyyhkimeen nähden siinä, että se sallii sarakeväylien osoittamisen missä tahansa mielivaltaisessa järjestyksessä, mitä siirtorekisteripyyhin ei tee.

Kuviossa 8 laatikon, jota on merkitty 15', tarkoi-25 tus on esittää ensimmäisen tason demultiplekserin 15 yhden * ‘ ' kahdeksasta 1 kautta 8 demultiplekseristä osaa. Laatikon, jota on merkitty 16', on tarkoitus esittää toisen tason demultiplekserin 16 yhden kuudestakymmenestäneljästä 1 kautta 8 demultiplekseristä osaa. Kahdeksasta kytkimestä 30 kolme on esitetty demultiplekserissä 16', jotka kytkimet on kytketty kukin erikseen kolmeen peräkkäiseen salpa/oh-jaimeen 17', 17" ja 17'". Salpa/ohjaimen 17" yksityiskohdat esitetään kaaviomuodossa ja sen huomataan muistuttavan sisäänmenodatasalpoja paitsi, että salpaohjaimen 17" ulos-35 tuloliitynnät 208, 210 kytketään suoraan ohjausfettien 268 ja 270 hilaelektrodeihin tässä järjestyksessä.

32 94294

Salpaohjaimen 17" perustoimintaa selitetään viittaamalla kuvion 9 käyrämuotoihin, jossa ylin Tiiliä merkitty kuva vastaa kuviossa 5 esitettyjä ajoituksen aikavälejä.

5 Toivottuna toimintakriteerinä on kuva-alkion fetin sulkeutuminen nopeasti rivin aikavälin lopussa, ts. ennen kuin data sarakeväylillä vaihtuu. Tämä nopea sulkeutuminen aikaansaadaan ohjaamalla palautusfetti 202 vaihtamaan nopeasti salpa/ohjaimen tilaa tilasta päällä tilaan pois 10 päältä samalla kun salvan kuormitusimpedanssi muuttuu. Palautusfetti 202 saatetaan johtavaksi palautuspulssilla joko juuri ennen ajoituksen aikaväliä TI4, kun videodata siirretään sisäänmenodatasalvoista ulostulodatasalpoihin tai TI4:n alkuosan aikana ennen kuin mitään merkittävää 15 datan siirtoa on tapahtunut.

Salpa/ohjaimet toimivat vaihtuvilla impedanssikuor-mituksilla kuten sisäänmenodatasalvat. On tarkoituksenmukaista palauttaa salpa/ohjaimet aikavälin TI3, TI13 aikana vaihtuvan kuormituksen ohjauskellojen Ic, Ic jakami-20 seksi datasalpojen kanssa. Palautuspulssit RR on esitetty kuviossa 9 samanaikaisina aikavälien TI3, TI13 kanssa tästä syystä.

Palautusfetti 202 kytketään ulostuloliityntään 210 ja se toimii edullisesti yhteisemitterikytkennässä vetäen 25 liitynnän 210 alas. Jos tämän on määrä sulkea ohjainaste (268, 270), niin fetin 270 kollektoriliityntä kytketään suhteellisesti positiiviseen potentiaaliin W2 ja fetin 268 emitterikytkentä kytketään suhteellisesti negatiiviseen potentiaaliin Wl.

30 Palautuspulssi RR kytketään yhteisesti kaikkiin salpa/ohjainpiireihin kunkin rivin aikavälin aikana. Sen * - tähden jokaisen salpa/ohjaimen salpaulostuloliityntä 208 on korkean tason tilassa kunkin rivin aikavälin alussa. Salpa/ohjain ohjataan päälle tilaan vetämällä salvan ulos-35 tuloliityntä 208 matalan tason tilaan. Tämä aikaansaadaan 1 33 94294 ohjaamalla samanaikaisesti fetit SQn+1 ja SR,,^ johtamaan ja ohjaamalla PK valinta johto matalan tason tilaan. Qn.!, R„tl ja PK esittävät salpa/ohjäimien 17', 17" ja 17"' salpa/oh-jain-ulostulokäyrämuotoja tässä järjestyksessä.

5 Tässä toimintamuodossa valintapulssit Q, R ja P

viedään osoitettuun salpa/ohjaimeen käynnistämään tilan vaihto. Tällöin (TI4, TI14) salpapiirien vaihtuvien impedanssien kuormituspiirit 211 ja 222 ovat suuri-impedanssi-sessa tilassa niin, että demultiplekserifetit voivat ve-10 tää nopeasti ulostuloliitynnän 208 alas. Kuormituspiirit ohjataan sitten (Til, TIU) vaihtuvanopeuksisilla kelloilla varaamaan ulostuloliityntä 210 maksimiin ohjauspotenti-aaliinsa. Valintapulsseja Qit R; ja Pj ei tarvitse viedä koko rivin aikaväliä vaan vain riittävän kauan tilan vaih-15 don aikaansaamiseksi.

Kun salpa/ohjain on myöhemmin palautettu palautus-transistorilla 202, saatetaan vaihdeltavat kuormitusimpe-danssit samalla tavalla peräkkäisesti suuri-impedanssiseen tilaan, pieni-impedanssiseen tilaan ja suuri-impedanssi-20 seen tilaan salpa/ohjaimen palautusajan vähentämiseksi.

Edellä selitetty rivinvalintatapa vaatii, että äskettäin osoitettu salpa/ohjain kytkeytyy pieni-impedanssi-sesta tilasta suuri-impedanssiseen tilaan ja sitten suuri--impedanssisesta tilasta pieni-impedanssiseen tilaan yhden 25 rivin aikana. Näihin kahteen siirtoon tarvittava aika ra- V · 1 t · 1 joittaa aikaa, joka on käytettävissä suorittamaan datan vaihto kuva-alkioelementeissä. On mahdollista aiheuttaen vähän havaittavaa muutosta näytettävään informaatioon suorittaa rivin valinta yhtä (tai useampaa) juovajaksoa aiem-30 min kuin normaali rivin valinta ja pitää riviväylää korkean tason tilassa kaksi (tai useampi) rivin aikaväli yh- • · ‘ den asemasta. (Huomaa, että kuva-alkioiden rivin resul- tanttidata määrätään ajan hetkellä, jolloin riviväylä suljetaan). Tämä käyttötapa varaa kuva-alkioille oleellisesti 35 täyden rivin aikavälin uuden datan vastaanottamiseksi. 2 2 34 94294 Tässä toimintamuodossa palautustransistoria 202 ei voida käyttää ja salpa/ohjaimet pitää sekä asettaa että palauttaa demultipleksereiden kautta. Koska salpa/ohjai-men palauttaminen (sulkeminen) on kriittisempää kuin aset-5 taminen (kytkeminen), demultiplekserifetit toimivat kol-lektoriseuraajakytkennässä ja yhteisemitterikytkennässä salpa/ohjaimen asettamiseksi ja palauttamiseksi, tässä järjestyksessä. Asettamis- ja palutusaikavälien aikana salvan kuormitusimpedansseja moduloidaan kuten edellisessä 10 esimerkissä. Ainoa muutos, joka piiriltä vaaditaan, on se, että potentiaali W2 on saatava suhteellisesti negatiiviseksi. Lisäksi valintapulssit QL ja Rx täytyy viedä asetus jakson aikana ja uudelleen palautusjakson aikana ja valintapulssin täytyy vaihdella asetus-(positiivinen) ja 15 palautus- (suhteellisesti negatiivinen) potentiaalien välillä. Tätä toimenpidettä kuvaavat tärkeimmät käyrämuodot on esitetty kuviossa 9. Esitetyssä esimerkissä jokainen juovan rivi ohjataan "päällä"-jännitteeseen noin kahdeksi rivin aikaväliksi. Tätä voidaan laajentaa useampiin rivin 20 aikaväleihin valitsemalla sopivasti osoitesignaaleja P, Q ja R.

Jos 512 datariviä käsitellään limitetyssä muodossa, jossa on 256 riviä kenttää kohti, niin data voidaan näyttää limittämättömässä valemuodossa viemällä jokainen da- 25 tarivi kahteen näyttöelementtien riviin. Esimerkiksi pa- ( · » rittomien kenttien aikana rivit 1 ja 2, 3 ja 4, 5 ja 6 jne. voidaan viedä tässä järjestyksessä samanaikaisesti. Sitten parillisten kenttien aikana rivit 1, 2 ja 3, 4 ja 5,6 ja 7 jne. viedään tässä järjestyksessä samanaikaises-30 ti.

Kuvioiden 4 ja 8 esimerkkipiireihin sisältyy kytkettyjä kondensaattoripiirejä vaihtelevan kuormituksen laitteina, ne voidaan kuitenkin korvata muilla vaihtelevan kuormituksen piireillä. Esimerkiksi yhdellä fetillä voi-35 daan korvata kytketty kondensaattoripiiri ja hilapotenti- • ·. - 35 94294 aalin vaihtelu. Tämä fetti on mitoitettu siten, että riittävän korkealla hilapotentiaalilla toivotun viimeistä edellisen salvan ulostulopotentiaalin järjestämiseksi, emitteri-kollektori-impedanssi vastaa suuren impedanssin 5 tilaa. Pieni-impedanssisen tilan kehittämiseksi käytetään suurempaa hilapotentiaalia. Kuvio 10 esittää erästä toista vaihdeltavan impedanssin kuormituspiiriä. Tämä kuormi-tuspiiri muodostuu kahdesta rinnakkain kytketystä fetistä 300 ja 302, jotka yhdistetään kuviossa 4 esimerkiksi väy-10 Iän 126 ja ulostuloliitynnän 108 väliin. Fetin 300 hila-elektrodiin on viety vakio tasajännite ja se järjestää suuren resistanssin salpaan emitterin ja kollektorin välisen virtatien kautta. Fetti 302 on rakenteeltaan sellainen, että sen kollektori-emitteriresistanssi on pienempi 15 ja se ohjataan johtamaan rinnakkain fetin 300 kanssa aikaväleinä, joina pientä kuormitusimpedanssia tarvitaan.

« · · • · ·

Claims (5)

36 94294

1. Ohjainpiiristö näyttöelementille matriisissa, jossa kukin elementtien rivi on kytketty ohjainväylien 5 ensimmäisen joukon vastaavaan väylään ja kukin elementtien palsta on kytketty ohjainväylien toisen joukon vastaavaan väylään, erään mainituista joukoista väylien ollessa kytkettynä vastaavien salpapiirien (20) ulostuloihin, jotka salpapiirit ovat kytketyt ensimmäisen potentiaalijohtimen 10 ja, vastaavan kuormavälineen lävitse, toisen potentiaali-johtimen väliin toimintajännitteen syöttämiseksi mainittuun salpapiiriin (20), kunkin mainitun salpapiirin (20) edelleen käsittäessä ohjaussisäänmenon datapulssin sisään-syöttämiseksi, joka datapulssi saavuttaessaan ennaltamää-15 rätyn liipaisupotentiaalin pystyy toimimaan mainitun salpapiirin (20) liipaisemiseksi siirtymään ensimmäisestä toiseen tilaan, mainitun kunkin mainitun salpapiirin ohjaussisäänmenon ollessa kytkettynä kommutointipiirin vastaavan transistorikytkimen kautta terminaaliin, joka tuot-20 taa mainitun datapulssin, mainittujen transistorikytkinten ollessa valinnaisesti ohjattuna kommutointijaksolle data-pulssien syöttämiseksi peräjälkeen valittuihin mainituista salpapiireistä, tunnettu biasointivälineistä (26), jotka toimivat mainitun •125 kommutaatiojakson aikana siten, että ne asettavat kaikkien mainittujen salpapiirien (20) mainitun ensimmäisen potentiaali johtimen (100) potentiaalin (Se) tasolle (-2 V), joka taso on sellainen, että kukin noista salpapiireistä, jotka ovat ensimmäisessä tilassa saadaan omaksumaan väli-30 tila mainitun ensimmäisen ja toisen tilan välissä, kun ne : vastaanottavat mainitun liipaisupotentiaalin (+5 V) data- pulssin, mainitun biasointivälineen ollessa sovitettu toimimaan mainitun kommutointijakson mukaan kaikkien mainittu-35 jen salpapiirien (20) mainitun ensimmäisen potentiaalijoh- 37 94294 timen (100) potentiaalin (Sc) asettamiseksi toiselle tasolle (-5 V), joka on sellainen, että ne salpapiirit, jotka ovat omaksuneet mainitun välitilan siirtyvät mainittuun toiseen tilaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjainpiiristö, tunnettu siitä, että kukin salpapiiri on kytketty vastaavaan väylään vastaavan lisäsalpapiirin (22) avulla, mainitun ohjainpiiristön käsittäessä lisäksi: ensimmäiset asetusvälineet (102) kunkin sisään-10 menosalpapiirin (104, 106) asettamiseksi ennaltamäärättyyn tilaan (+5) ja toiset asetusvälineet (155, 161) mainitun ulostu-losalpapiirin asettamiseksi ennalta välitilaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen ohjainpiiristö, 15 tunnettu siitä, että ensimmäiset asetusvälineet (102) käsittävät transistorin (102, 601), joka on kytketty ensimmäisen potentiaalin syöttöväylän ja sisäänmeno-sal-papiirin yhden komplementtiulostuloliittimen väliin, transistorin ohjauselektrodin ollessa kytkettynä palautusoh-20 jausväylään (124).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen ohjainpiiristö, tunnettu siitä, että toisiin asetusvälineisiin sisäänmenosalvan asettamiseksi kuuluu lisäksi toinen transistori (604), joka kytketään toisen potentiaalin syöttö- ; .35 väylän (VSS1) ja sisäänmenosalpapiirin toisen komplement-• « · tiulostuloliittimen väliin, toisen transistorin ohjaus-elektrodin ollessa kytkettynä palautusohjausväylään (PRCH1).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjainpiiristö, 30 tunnettu siitä, että kukin salpapiiri (104, 106) on kytketty vastaavaan väylään (172) lisäsalpapiirin (22) kautta, jolla lisäsalpapiirillä on ulostulo, joka on kytketty siirtohilan (134, 136) kautta mainitun salpapiirin (104, 106) sisääntulo/ulosmenosolmuun (108, 110). 1 · 38 94294