JPH01179298A - シフトレジスタ - Google Patents

シフトレジスタ

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JPH01179298A
JPH01179298A JP62332301A JP33230187A JPH01179298A JP H01179298 A JPH01179298 A JP H01179298A JP 62332301 A JP62332301 A JP 62332301A JP 33230187 A JP33230187 A JP 33230187A JP H01179298 A JPH01179298 A JP H01179298A
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circuit
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transistor
shift register
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Moemi Harada
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、シフトレジスタに関する。より詳細には、本
発明は、MO3型電界効果トランジスタによって構成さ
れた半導体集積回路におけるシフトレジスタの新規な構
成に関するものである。
従来の技術 単導体集積回路において、シリアル出力系における出力
コントロール等には、ソフトレジスタが必要となる。
第4図は、上述のようなシフトレジスタを駆動するため
に必要となるシフトレジスタ駆動信号とシフトレジスタ
の出力信号とを示す波形図である。
即ち、シフトレジスタは、駆動信号φ1、φ2、$11
.lを入力されて、出力信号0utj−、・・・Ou 
t 、i。。を出力する。
ここで、信号i1並びに司2は、信号φ1並びにφ2の
反転信号であり、信号φ2は、信号φ1がHighレベ
ルの時LOWレベルからHighレベルへ変化して、信
号φ1がHighレベルからLowレベルへと変わるま
でHighレベルを保持し、信号φ1がLowレベルと
なった後にHighレベルからLowレベルへと変化し
、以後これを繰り返す波形を有する信号である。
第4図に示すようなシフトレジスタ駆動信号φ1、T1
、φ2、T2によって動作するシフトレジスタの構成と
しては、第3図に示すような構成を有するシフトレジス
タ回路が挙げられる。即ち、このシフトレジスタは、N
OR型フリップ70ツブによって各段の回路ブロックを
構成され、前段出力を次段NOR型フリップフロップの
入力信号とするものである。尚、第3図に示す回路にお
いて、トランジスタ しQc30、Qc33、Qc34、Qc37、Qc38
−はPチャネル型MO3電界効果トランジスタであり、
トランジスタ はNチャネル型MO3電界効果トランジスタである。尚
、Pチャネル型電界効果トランジスタは、ゲート入力電
圧がLowレベルの時にON状態となり、Highレベ
ルの時にOFF状態となるトランジスタであり、Nチャ
ネル型電界効果トランジスタは、ゲート入力端子がHi
ghレベルの時ON状態となり、Lowレベルの時OF
F状態となるトランジスタである。
第3図に示すシフトレジスタにおいて、各段の回路ブロ
ックの構成は同一である。そこで、以下の説明は、第1
段目の回路ブロックについて行うqまず、前段(J−1
段)回路ブロックの出力out)−、(但し、j=1の
時、すなわち初段回路ブロック時、前段回路ブロックの
出力は、最終段回路ブロックの出力とする。)がHig
hレベルになると、3段目の回路ブロックにおけるトラ
ンジスタQc9がOFFに、トランジスタQcllがO
Nになり、節点Nclは、シフトレジスタ駆動信号72
(φ1、囚1、φ2)のレベルにかかわらずLowレベ
ルとなる。従って、トランジスタQc14はON状態、
トランジスタQc15はOFF状態となる。
さらに、この状態で信号間2がH4ghレベルであれば
、トランジスタQc13はOFF、)ランジスタQc1
6はONであり、出力0utJ はLOWレベルとなる
。一方、信号92(φ1、il、φ2)がり、owレベ
ルになると、トランジスタQC13はON、)ランジス
タQ c 16はOFFとなり、出力outjはHig
hレベルとなる。即ち、トランジスタQclOはOFF
に、トランジスタQc12はONになり、節点Nc2の
LOWレベルは前段出力o u t J−、がLOWレ
ベルになる。ここで、トランジスタQc9がONl ト
ランジスタQcllがOFFになっても、前段出力o 
u t j−+ はL○Wレベルに保持され、従って、
信号力2 (φ1.91、φ2)がHighレベルとな
るまでは出力0utjのHighレベルは保持される。
次に信号間2(φ1、T1、φ2)がHighレベルに
なると、トランジスタQc13はOFFに、トランジス
タQc16はONになり、出力Ou t jはLOWレ
ベルとなる。従って、トランジスタQCIOはONに、
トランジスタQc12はOFFになり、節点N c 2
はHighレベルにチャージされる。即ち、トランジス
タQc14はOFFに、トランジスタQ c 15はO
Nになり、以後、信号力2(φ1、il、φ2)のレベ
ルにかかわりなく前段出力out、1−.がHighレ
ベルになるまで出力Ou t 、iはLOWレベルを保
持する。
以下、これらの動作を繰り返す。
発明が解決しようとする問題点 上述したような従来のシフトレジスタは、各段がNOR
型フリップフロップにより構成された回路ブロックによ
り形成されているので、全体として素子数が多い。
また、各段の回路ブロックの出力をNOR回路から出力
しているので、縦積み構造のPチャネル型トランジスタ
を使用する必要があり、Pチャネル型トランジスタが1
個の時と同一のトランジスタ能力を得るためには、素子
形成に大きな面積を必要する。従って、シフトレジスタ
の出力数が増加した場合、シフトレジスタ回路全体の面
積が非常に大きくなるという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、より簡明な構成で従来のシフトレジスタと置換可能
な新規なシフトレジスタを提供することにある。
問題点を解決するための手段 即ち、本発明に従い、HighレベルとLOWレベルを
交互に繰り返す第1駆動信号と、該第1駆動信号がHi
ghレベル期間中にLOWレベルからHighレベルに
変化し、該第1駆動信号がLOWレベル期間中にHi 
ghレベルからLowレベルへと変化する第2駆動信号
と、該第1駆動信号の反転信号である第3駆動信号と、
該第2駆動信号の反転信号となる第4の駆動信号とから
なるシフトレジスタを駆動信号を入力する4本のシフト
レジスタ駆動信号線を備えた出力段数がN段のシフトレ
ジスタであって、ラッチ回路と、前段の回路ブロックに
おける該ランチ回路の出力をゲート制御信号とするトラ
ンジスタとを備える出力段選択回路を、前記シフトレジ
スタの各出力段を構成する回路ブロックがそれぞれ備え
ていることを特徴とするシフトレジスタが提供される。
また、本発明の一実施態様に従えば、各出力段を構成す
る回路が電源と第1の節点に接続され、ゲート制御信号
を上記シフトレジスタ駆動信号とする第1のPチャネル
型電界効果トランジスタと、該第1の節点と第2の節点
に接続され、ゲート制御信号を前記シフトレジスタ駆動
信号とする第2のNチャネル型電界効果トランジスタと
、該第2の節点とグランドに接続され、ゲートを前段ラ
ンチ回路部の出力の電位によって制御される第3のNチ
ャネル型電界効果トランジスタより成る出力段選択回路
部と、電源と該第1の節点に接続され、ゲートを第3の
節点の電位によって制御される第4のPチャネル型電界
効果トランジスタと、該第1の節点とグランドに接続さ
れ、ゲートを該第3の節点の電位によって制御される第
5のNチャネル型電界効果トランジスタと、電源と該第
3の節点に接続され、ゲートを該第1の節点の電位によ
って制御れる第6のPチャネル型電界効果トランジスタ
と、該第3の節点とグランドの間に接続され、ゲートを
該第1の節点の電位によって制御される第7のNチャネ
ル型電界効果トランジスタよりなるラッチ回路部とより
成り、該第3の節点の電位をラッチ回路部出力とするこ
とを特徴とするシフトレジスタを構成することができる
更に、本発明の他の実施態様に従えば、上記シフトレジ
スタであって、各出力段を構成する回路が、上記シフト
レジスタ駆動信号と、第1の節点に接続され、ゲートを
前段ランチ部の出力の電位によって制御される第1のN
チャネル型電界効果トランジスタと、電源と該第1の節
点に接続され、ゲート制御信号を前記シフトレジスタ駆
動信号の反転信号とする第2のPチャネル型電界効果ト
ランジスタよりなる出力段選択回路部と、電源と該第1
の節点に接続され、ゲートを第2の節点の電位によって
制御される第3のPチャネル型電界効果トランジスタと
、該第1の節点とグランドの間に接続され、ゲートを該
第2の節点の電位によって制御される第4のNチャネル
型電界効果トランジスタと、電界と該第2の節点に接続
され、ゲートを該第1の節点の電位によって制御される
第5のPチャネル型電界効果トランジスタと、該第2の
節点のグランドに接続され、ゲートを該第1の節点の電
位によって制御される第6のNチャネル型電界効果トラ
ンジスタより成るラッチ回路部とより成り、該第2の節
点の電位をラッチ回路部出力とすることを特徴とするシ
フトレジスタを構成することができる。
作用 本発明のシフトレジスタは、シフトレジスタを構成する
各段の回路ブロックにおいて、前段回路ブロックの出力
をゲート入力信号とするトランジスタによってシフトレ
ジスタ駆動信号のレベル変化を回路ブロックに取り込む
ことを制御する出力段選択回路部と、この出力段選択回
路部の出力のフローティング状態をおさえるためのラッ
チ回路部とを有していることをその主要な特徴としてい
る。
前述した従来の各段回路ブロックをNOR型フリップフ
ロップ構成とするシフトレジスタ対し、本発明は素子数
を減らし、かつ、出力をNOR回路によらず、従ってP
チャネルトランジスタの縦積み構造を必要としない回路
とすることにより、シフトレジスタを構成する各々回路
ブロックの面積を小さくし、シフトレジスタ全体の面積
を減少させるという独創的内容を有する。
実施例 以下に図面を参照して本発明をより具体的に詳述するが
、以下に開示するものは本発明の一実施例に過ぎず、本
発明の技術的範囲を何ら限定るものではない。
実施例1 本発明の一実施例を第1図に示す。
但し第1図における トランジスタ はPチャネル型MO3電界効果トランジスタであり、ま
た、トランジスタ はNチャネル型MO3電界効果トランジスタである。
本実施例のシフトレジスタにおける各回路ブロックは、
トライステートバッファ回路として構成された出力段選
択回路と、この出力回路のフローティング状態をおさえ
るためのラッチ回路とからそれぞれ構成されている。
ここで、出力段選択回路を構成するトライステートバッ
ファ回路は、前段回路ブロックの出力がHighレベル
の時その出力がシフトレジスタ駆動信号の反転レベルと
なり、前段回路ブロックの出力がり、owレベルの時に
、駆動信号がLowレベルならば出力がHighレベル
に、駆動信号がHighレベルならば出力がフローティ
ング状態となる回路である。また、ラッチ回路は、出力
段選択回路部(トライステートバッファ回路)の出力に
接続したインバーター型フリップフロップとして構成さ
れている。
以下に第4図に示した信号波形図を参照しながら、第1
図に示したシフトレジスタの動作を説明する。尚、この
シフトレジスタにおいても、各段の回路ブロックの構成
は同一であるため、第1段目の回路ブロックについてそ
の動作を説明する。
まず、前段(J−1段)回路ブロックの出力○uJ−,
(但し、]=1の場合、即ち、初段回路ブロックの場合
は、前段回路ブロックの出力は最終段回路ブロックの出
力とする)がHighレベルとなると、第1段目の回路
ブロックにおけるトランジスタQalQはON状態とな
る。
ここで、シフトレジスタ駆動信号φ2 (φ11、A1
1.;62)がLowレベルの時、トランジスタQa3
はONに、トランジスタQa9はOFFになり、節点N
a2はHighレベルとなる。従って、トランジスタQ
a13はOFFに、トランジスタQa14はONになり
、出力Ou t jはLowレベルとなる。
次に、信号φ2(φ1、T1、T2)がH1ghレベル
になると、トランジスタQa8はOFFに、トランジス
タQa9はONになり、節点Na2はLowレベルに引
き落とされ、これによりトランジスタQa13はONに
、トランジスタQa14はOFFになり、出力out」
はHighレベルになる。
更に、このHighレベルを受け、トランジスタQal
lはOFFに、トランジスタQa12はONになり、前
段出力outJ−,がLowレベルとなりトランジスタ
Q a toがOFF状態となっても、節点Na2のレ
ベルは、信号φ2(φ1、T1、i)がLowレベルと
なるまでLowレベルを保持し、また、出力ouJ も
Highレベルを保持する。
一方、信号φ2 (φ1、T1、司2)がLowレベル
になると、トランジスタQa8がONに、トランジスタ
Qa9がOFFになり、節点Na2は)(ighレベル
になるので、トランジスタQa13がOFFに、トラン
ジスタQa14がONになり、出力○ut1はLOWレ
ベルに引き落とされる。
更に、この出力outjのLOWレベルを受けて、トラ
ンジスタQallはONに、トランジスタQa12はO
FFになり、節点Na2のf(i g h レベルは前
段出力outJ並びに信号φ2 (φ1、T1、T2)
が供にHighレベルになるまで保持される。従って、
出力○ut、iはLowレベルに保持される。
以下、この動作が繰り返されるが、初期回路ブロック段
の選択、即ちリセット信号は、リセット信号により何ら
かの形でシフトレジスタに与えられるように構成するこ
とが好ましい。
実施例2 第2図は、本発明の他の宮様を示す回路図である。尚、
第2図において、トランジスタはPチャネル型MO3電
界効果トランジスタを、またトランジスタ [Qbl・Qb4・Qb6・Qb7・QblO・]はN
チャネル型MO3電界効果トランジスタをそれぞれ示し
ている。
本実施例は、シフトレジスタを構成する各段の回路ブロ
ックにおいて、前段出力ouJ−+ をゲート入力信号
とし、シフトレジスタ駆動信号をソース電源としたトラ
ンスファーゲートと、シフトレジスタ駆動信号の反転信
号をゲート入力信号としてソースを電源としたPチャネ
ル型トランジスタにより出力段選択回路部を形成してい
る。
また、各回路プロ7りでは、前段出力がI、owレベル
であり且つPチャネル型トランジスタへのゲート入力信
号がHighレベルの場合に発生する出力段選択回路部
出力のフローティング状態を圧えるために、インバータ
型フリップフロップをラッチ回路として(曲えている。
以下に、第4図に示した信号波形を参照しながら、本実
施例のシフトレジスタの動作を説明する。
尚、各段毎の回路ブロックの構成は同一であるため、第
3段目の回路ブロックについて説明する。
まず、前段(J−1段目)の回路ブロックの出力Ouj
、1−+  (但し、j=1の時すなわち初段回路ブロ
ックの時、前段回路ブロックの出力は、最終段回路ブロ
ックの出力とする。)がHighレベルになると、第3
段目の回路ブロックにおけるトランジスタQb7はON
となる。
この時、シフトレジスタ駆動信号φ2 (φl、dl、
司2)はHi ghレベルであり、信号φ2(φ1、T
I、囚2)がLOWレベルになると、トランジスタQb
8がONになり、節点Nb2がHighレベルとなる。
従って、トランジスタQbllはOFFとなり、トラン
ジスタQb12がON状態となるので出力ouJ はL
OWレベルとなる。
この後、信号囚2 (φ1、囚1、φ2)がり。
Wレベルに、信号φ2 (φ1、司1.に62)がH1
ghレベルになると、トランジスタQb8はOFFとな
り、トランジスタQb7を通して節点Nb2のレベルは
Lowに引き下げられる。従って、トランジスタqb1
1がONに、トランジスタQb12がOFFとなり、出
力Out、i はH1ghレベルとなる。
更に、この出力out4のHighレベルを受けて、ト
ランジスタQb9がOFFに、トランジスタQblOが
ONとなるので、前段出力0uJ−+がLowレベルに
なり、トランジスタQb7がOFFになっても信号φ2
(φ1.11、問2)がLowレベルとなるまでは節点
Nb2がLowレベルを、出力0utjがHighレベ
ルを保持する。
また、信号φ2(φ1、司11.1)がLowレベルに
なると、トランジスタQb8はONに、節点N b 2
はHighレベルになり、トランジスタQbllがOF
Fに、トランジスタQb12がONになる。従って、出
力Ou t j はLowレベルに引き3客とされる。
更に、この出力ouJのLowレベルを受けて、トラン
ジスタQb9はONに、トランジスタQblOはOFF
になり、節点Nblは前段出力0uJ−、及び信号φ2
 (φ1、囚1、T2)がHighレベル、信号、62
(φ1、T1、φ2)がLowレベルとなるまで、Hi
 ghレベルを保持し、従って、出力out1はLow
レベルに保持される。
以下、この動作を繰り返す。
発明の詳細 な説明したように、本発明により提供されるシフトレジ
スタは、これを構成する各段の回路ブロフクにおいて、
前段回路ブロックの出力をゲート入力信号とするトラン
ジスタによって、シフトレジスタ駆動信号のレベル変化
を回路ブロックに取り込むことを制御する出力段選択回
路と、この出力段選択回路部の出力のフローティング状
態をおさえるためのラッチ回路部とを分離するという特
徴的な構成を採っている。従って、従来のシフトレジス
タに比較して、これを構成するトランジスタ素子数を現
象することができる。
また、その出力回路にPチャネル型トランジスタの縦積
み構造が不可避なN OR回路を使用せずに、インバー
タ回路としている。従って、同一トランジスタ能力を小
さな面積で実現でき、従来の製品に較べ、シフトレジス
タ全体の回路面積を減少することができる。
これら本発明の利点は、シフトレジスタの出力数が増す
程、得られる効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図並びに第2図は、本発明に従って構成されたシフ
トレジスタの構成を示す図であり、第3図は、従来のシ
フトレジスタの構成を示ス図であり、 第4図は、シフトレ・7ンスクを駆動するために必要な
シフトレジスタ駆動信号の波形と、シフトレジスタの出
力波形とを示す波形図である。 〔主な参照番号〕 φ1、司1、φ2、T2・・・・ ・・・シフトレジスタ駆動信号、 Qal、Qa4、Qa5、Qa8、Qall、Qal3
、Q a 15、Qal8、Qa20、Qa22、Qa
25、Qa27、Qa29、Qa32、Qa34、Qb
2、Qb3、Qb5、Qb8、Qb9、Qbll、Qb
l4、Qbl5、Qbl7、Qb20、Qb21、Qb
23、Qb26、Qb27、Qb29、Qcl、Qc2
、Qc5、Qc6、Qc9、QcloS Qcl3、Q
al4、QC17、Qcl8、Qc21、Qc22、Q
c25、Qc26、Qc29、Qc30S Qc33、
Qc34、Qc37、Q038・ ・・・Pチャネル型
MO3電界効果トランジスタ、Qa2、Qa3、Qa5
、Qa7、Qa9、Qa10SQa12、Qal4、Q
al6、Qal7、Qal9、Qa21、Qa23、Q
a24、Qa26、Qa28、Qa30. Qa31、
Qa33、Qa35、Qbl、Qb4、Qb6、Qb7
、QblQ。 Qbl2、Qbl3、Qbl5、Qbl8、Qb25、
Qb28、Qb30、Qc3、Qc4、Qc7、Qc3
、Qcll、Qcl2、Qal5、Qcl6、Qcl9
、Qc20、Qc23、Qc24、Qc27、Qc28
、Qc31、Qc32、Qc35、Qc36、Qc39
、Qc40・・・・・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 HighレベルとLowレベルを交互に繰り返す第1駆
    動信号と、該第1駆動信号がHighレベル期間中にL
    owレベルからHighレベルに変化し、該第1駆動信
    号がLowレベル期間中にHighレベルからLowレ
    ベルへと変化する第2駆動信号と、該第1駆動信号の反
    転信号である第3駆動信号と、該第2駆動信号の反転信
    号となる第4の駆動信号とからなるシフトレジスタを駆
    動信号を入力する4本のシフトレジスタ駆動信号線を備
    えた出力段数がN段のシフトレジスタであって、 ラッチ回路と、前段の回路ブロックにおける該ラッチ回
    路の出力をゲート制御信号とするトランジスタとを備え
    る出力段選択回路を、前記シフトレジスタの各出力段を
    構成する回路ブロックがそれぞれ備えていることを特徴
    とするシフトレジスタ。
JP62332301A 1987-12-29 1987-12-29 シフトレジスタ Expired - Lifetime JPH07107800B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6070599A (ja) * 1983-09-28 1985-04-22 Seiko Instr & Electronics Ltd シフトレジスタ回路
JPS629998A (ja) * 1985-07-06 1987-01-17 岩崎 孝生 短小筆記具

Patent Citations (2)

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