全n型晶體管反相器電路的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請案
[0002] 本專利申請案主張2013年7月9日申請且受讓于本受讓人且特此以引用的方式 明確并入本文中的標題為"ALLN-TYPETRANSISTORINVERTERCIRCUIT"的美國實用申請 案第13/937, 752號的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體電路設(shè)計，且具體來說，涉及全η型晶體管電路。
【背景技術(shù)】
[0004] 當(dāng)前薄膜金屬氧化物半導(dǎo)體（M0S)電路（例如，基于氧化銦鎵鋅（IGZ0)的電路） 具有缺少容易可用的p-mos晶體管的缺點。同樣，普通硅電路中的可用的共同互補金屬氧 化物半導(dǎo)體（CMOS)數(shù)字電路（例如，反相器、緩沖器及各種邏輯柵極）不可用于基于金屬 氧化物薄膜過程。已提出用全η型晶體管制作的電路替代此類CMOS組件，但幾乎（如果非 全部）具有各種缺點。舉例來說，某些提出的IGZ0反相器處于至少一個邏輯狀態(tài)具有駐流 的缺點。一些提出的IGZ0反相器還缺少完整軌對軌電壓擺動。因此，需要更高的電壓源來 獲得所需的電壓輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，其中沒有單個方面單獨負責(zé) 本文所揭示的合乎需要的屬性。
[0006] 本發(fā)明中所描述的標的物的一個創(chuàng)新方面可實施于全η型薄膜晶體管（TFT)電路 中。所述電路可包含第一反相器。第一反相器可包含輸入電壓互連件。第一反相器可包含 輸入TFT，所述輸入TFT在其柵極處耦合到輸入電壓互連件且在其源極處耦合到第一低電 壓源。第一反相器可包含下拉TFT，所述下拉TFT在其柵極處耦合到輸入電壓互連件且在其 源極處耦合到第二低電壓源。第一反相器可包含放電TFT，所述放電TFT在其柵極處耦合 到輸入電壓互連件且在其源極處耦合到第三低電壓源。第一反相器可包含第一上拉TFT， 所述第一上拉TFT從其源極耦合到下拉TFT的汲極和電容器的第一端子，從其柵極耦合到 輸入TFT的汲極和電容器的第二端子，且從其汲極耦合到第一高電壓源。第一反相器可包 含第二上拉TFT，所述第二上拉TFT從其源極耦合到放電TFT的汲極，從其柵極耦合到第一 上拉晶體管的源極且耦合到第一電容器的第一端子和下拉TFT的汲極，且從其汲極耦合到 第二高電壓源。第一反相器可包含輸出電壓互連件，所述輸出電壓互連件耦合到第二上拉 TFT與放電TFT之間的節(jié)點。
[0007] 在一些實施方案中，第二低電壓源輸出比由第一低電壓源輸出的電壓更負的電 壓。在一些實施方案中，第一低電壓源為接地裝置。在一些實施方案中，第一高電壓源輸出 比由第二高電壓源輸出的電壓更正的電壓。在一些實施方案中，第一、第二和第三低電壓源 及第一和第二高壓區(qū)源為DC電壓源。
[0008] 在一些實施方案中，輸入TFT、下拉TFT、放電TFT及第一和第二上拉TFT經(jīng)配置， 使得在輸出電壓互連件上的電壓與在輸入電壓互連件上的電壓邏輯相反。在一些實施方案 中，電容器為浮動電容器。在一些實施方案中，邏輯低輸入電壓與由第二低電壓源輸出的電 壓之間的差的絕對值小于第一上拉TFT的閾值電壓。
[0009] 在一些實施方案中，邏輯低輸入電壓約等于由第一低電壓源輸出的電壓且高輸入 電壓等于由第二高電壓源輸出的電壓。在一些實施方案中，輸入TFT、下拉TFT、放電TFT、第 一上拉TFT及第二上拉TFT中的至少一者包含由導(dǎo)電氧化物形成的通道。在一些實施方案 中，由第一低電壓源輸出的電壓約等于由第三低電壓源輸出的電壓。在一些實施方案中，電 路包含第二反相器。第一反相器的輸出電壓互連件可電耦合到第二反相器的輸入電壓互連 件，使得第一和第二反相器一起作為緩沖器而操作。
[0010] 在一些實施方案中，電路包含第六TFT，所述第六TFT在其柵極處耦合到觸發(fā)信 號，在其汲極處耦合到數(shù)據(jù)輸入互連件，且在其源極處耦合到第一反相器的輸入電壓互連 件。電路可包含第二反相器，所述第二反相器在其輸入電壓互連件處耦合到第一反相器的 輸出電壓互連件，且在其輸出電壓互連件處耦合到第一反相器的輸入電壓互連件。電路可 包含第七晶體管，所述第七晶體管在其柵極處耦合到反相觸發(fā)信號且在其汲極處耦合到第 一反相器電路的輸出電壓互連件。電路還可包含第三反相器，所述第三反相器在其輸入電 壓互連件處耦合到第七晶體管的源極和第四反相器的輸出電壓互連件，且在其輸出電壓互 連件處耦合到第四反相器的輸入電壓互連件。第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四 反相器、第六晶體管及第七晶體管可形成D觸發(fā)器。
[0011] 在一些實施方案中，電路可包含顯示器和經(jīng)配置以與顯示器通信的處理器。處理 器可經(jīng)配置以處理圖像數(shù)據(jù)。電路還可包含經(jīng)配置以與處理器通信的存儲器裝置。在一些 實施方案中，電路還可包含經(jīng)配置以將至少一個信號發(fā)送到顯示器的驅(qū)動器電路和經(jīng)配置 以將圖像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到驅(qū)動器電路的控制器。在一些實施方案中，電路還可包 含經(jīng)配置以件圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器的圖像源模塊。圖像源模塊可包含接收器、收發(fā)器或 發(fā)射器。電路還可包含經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)且經(jīng)配置以將輸入數(shù)據(jù)傳達到處理器的輸入 裝置。
[0012] 本發(fā)明中所描述的標的物的另一創(chuàng)新方面可實施于控制電子顯示器的設(shè)備中。設(shè) 備可包含多個D觸發(fā)器，每一D觸發(fā)器串聯(lián)耦合到相應(yīng)緩沖器電路以形成多個行驅(qū)動器。多 個D觸發(fā)器和相應(yīng)緩沖器電路可由全TFT形成。設(shè)備還可包含觸發(fā)信號互連件，所述觸發(fā) 信號互連件并聯(lián)耦合到D觸發(fā)器中的每一者以用于發(fā)射觸發(fā)信號。每一D觸發(fā)器的輸出可 耦合到后續(xù)D觸發(fā)器的輸入且至對應(yīng)于電子顯示器的第一行的行驅(qū)動器的輸入耦合到獨 立控制輸入，使得響應(yīng)于在獨立控制輸入處施加的邏輯高壓區(qū)而在觸發(fā)信號連續(xù)循環(huán)期間 循序啟用緩沖器電路的輸出。設(shè)備還可包含具有多個掃描線互連件的控制矩陣。每一掃描 線互連件可耦合到相應(yīng)緩沖器電路和實質(zhì)上布置成一行的多個顯示元件。
[0013] 在一些實施方案中，設(shè)備還可包含襯底。形成D觸發(fā)器的TFT、緩沖器電路及控制 矩陣可在襯底上制作。在一些實施方案中，設(shè)備可包含用于輸出獨立控制輸入的控制器。獨 立控制輸入可起始顯示尋址過程。在一些實施方案中，設(shè)備還可包含用于將數(shù)據(jù)電壓循序 輸出到由對應(yīng)掃描線互連件啟用的成行顯示元件的數(shù)據(jù)驅(qū)動器?？刂破骺奢敵鲂盘栆詫?shù) 據(jù)驅(qū)動器與緩沖器電路的輸出同步。
[0014] 在附圖和下文描述中闡述本說明書中描述的標的物的一個或一個以上實施方案 的細節(jié)。盡管此
【發(fā)明內(nèi)容】
中所提供的實例主要依據(jù)基于MEMS的顯示器來描述，但本文中所 提供的概念可適用于其它類型的顯示器（例如，液晶顯示器（LCD)、有機發(fā)光二極管（0LED) 顯示器、電泳顯示器及場發(fā)射顯示器）以及其它非顯示器MEMS裝置（例如，MEMS麥克風(fēng)、傳 感器及光學(xué)開關(guān)）。其它特征、方面及優(yōu)點將從描述、圖式及權(quán)利要求書變得顯而易見。應(yīng) 注意，下圖的相對尺寸可能未按比例繪制。
【附圖說明】
[0015] 圖1A展示實例直觀式基于微機電系統(tǒng)（MEMS)的顯示設(shè)備的示意圖。
[0016] 圖1B展示實例主機裝置的框圖。
[0017] 圖2展示實例反相器電路的電路圖。
[0018] 圖3展示實例緩沖器電路的電路圖。
[0019] 圖4展示實例D觸發(fā)器電路的框圖。
[0020] 圖5A展示有源矩陣顯示器的實例行驅(qū)動器的框圖。
[0021] 圖5B展示圖5中所展示的實例行驅(qū)動器的電路圖。
[0022] 圖6和7展示包含多個顯示元件的實例顯示裝置的系統(tǒng)框圖。
[0023] 各個圖式中的相同元件符號及名稱指示相同元件。
【具體實施方式】
[0024] 以下描述涉及出于描述本發(fā)明的創(chuàng)新方面的目的的某些實施方案。然而，所屬領(lǐng) 域的一般技術(shù)人員將容易認識到，可以許多不同方式應(yīng)用本文中的教示。所描述的實施方 案可在可經(jīng)配置以顯示圖像的任何裝置、設(shè)備或系統(tǒng)中實施，而不論圖像是在運動中（例 如，視頻）還是靜止的（例如，靜態(tài)圖像），且不論圖像為文字的、圖形的還是圖片的。更 確切地說，預(yù)期所描述的實施方案可包含在多種電子裝置中或與其相關(guān)聯(lián)，例如（但不限 于）：移動電話、具多媒體因特網(wǎng)功能的蜂窩式電話、移動電視接收器、無線裝置、智能電 話、BluekKUMi裝置、個人數(shù)據(jù)助理（PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或便攜式計算機、 上網(wǎng)本、筆記本計算機、智能筆記本計算機、平板計算機、打印機、復(fù)印機、掃描器、傳真裝 置、全球定位系統(tǒng)（GPS)接收器/導(dǎo)航儀、攝像機、數(shù)字媒體播放器（例如，MP3播放器）、便 攜式攝像機、游戲控制臺、腕表、時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、電子閱讀裝置（例 如，電子閱讀器）、計算機監(jiān)視器、汽車顯示器（包含里程表及速度計顯示器等）、駕駛艙控 制和/或顯示器、攝像機景觀顯示器（例如，車輛中的后視攝像機的顯示器）、電子照片、電 子布告板或標牌、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、微波、冰箱、立體聲系統(tǒng)、盒式記錄器或播放器、DVD播 放器、⑶播放器、VCR、收音機、便攜式存儲器芯片、洗衣機、烘干機、洗衣機/烘干機、停車計 時器、包裝（例如，機電系統(tǒng)（EMS)應(yīng)用中，包含微機電系統(tǒng)（MEMS)應(yīng)用以及非EMS應(yīng)用）、 美觀性結(jié)構(gòu)（例如，關(guān)于一件珠寶或服裝的圖像的顯示）及多種EMS裝置。本文中的教示還 可用于非顯示器應(yīng)用中，例如（但不限于）電子切換裝置、射頻濾波器、傳感器、加速度計、 陀螺儀、運動感測裝置、磁力計、用于消費型電子裝置的慣性組件、消費型電子產(chǎn)品的零件、 變?nèi)萜?、液晶裝置、電泳裝置、驅(qū)動方案、制造工藝及電子測試設(shè)備。因而，所述教示并不希 望僅限于圖中所描繪的實施方案，而實際上具有廣泛適用性，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容 易顯而易見的。
[0025] 全η型晶體管反相器可用軌對軌輸出電壓切換制作，且其通過適當(dāng)合并浮動電容 器而不具有處于兩個邏輯狀態(tài)的駐流。更具體地說，浮動電容器可并入到反相器電路中，使 得浮動電容器的一個端子并聯(lián)耦合到輸入晶體管的汲極和第一上拉晶體管的柵極。電容器 的其它端子并聯(lián)耦合到第一上拉晶體管的源極、第二上拉晶體管的柵極及下拉晶體管的汲 極。
[0026] 另外，下拉晶體管的源極和輸入晶體管耦合到兩個低電壓電壓源。耦合到下拉晶 體管的電壓源比耦合到輸入晶體管和放電晶體管的電壓源更負。這些低電壓電壓源的相應(yīng) 電壓的差的絕對值大于第一上拉晶體管的閾值電壓。
[0027] 可實施本發(fā)明中所描述的主題的特定實施方案以實現(xiàn)以下可能優(yōu)點中的一或多 者。反相器電路可經(jīng)配置以輸出實質(zhì)上等于由電耦合到反相器電路的電力供應(yīng)器輸出的電 壓的電壓。反相器電路的此軌對軌性能特性允許選擇電壓源，使得高電壓電壓源的電壓對 應(yīng)于邏輯1的電壓且低電壓電壓