[發明專利]一種移位寄存器單元和數字微流控制芯片驅動電路

在審

• 申請號: 202210487191.3
• 申請日: 2022-05-06
• 公開（公告）號: CN115101111A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣東奧素液芯微納科技有限公司
• 主分類號: G11C19/28
• 分類號: G11C19/28;G11C7/22;G11C5/14
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 殷海霞

本發明設計的移位寄存器單元，包括第一控制開關，與第一時鐘信號端連接，第一反相器，其輸入端通過所述第一控制開關與輸入信號端連接，構成所述移位寄存器單元的輸入端，第二控制開關，與第二時鐘信號端連接，第二反相器，其輸出端與輸出信號端連接，構成所述移位寄存器單元的輸出端，第一反相器的輸出端通過所述第二控制開關與第二反相器的輸入端連接，第一反相器和第二反相器的高電平端均與電源連接，低電平端均接地，在高壓時輸出的波形更加平整，上升沿和下降沿更加陡峭，并且本發明可以將輸入信號完整的移位寄存一個周期，相鄰級移位寄存器的輸出不會有重疊。

技術領域

本發明涉及微流控技術領域，尤其是指一種移位寄存器單元及其驅動方法、移位寄存器和數字微流控制芯片驅動電路。

背景技術

數字微流控芯片是指對不連續液滴的控制，核心技術在于利用電子電路控制液體表面張力，從而控制液滴的產生、移動、分裂、合并等操作。數字微流控生物芯片主要由一個二維電極陣列組成，上極板是一個覆蓋陣列中所有單元的大電極，作為公共接地端；下極板在使用中根據需要施加不同的控制電壓。基于介電潤濕技術，納升級的液滴在操作過程中被限制在兩極板之間，通過同時向液滴所在電極施加低電平和相鄰電極施加高電平，改變液滴的表面張力，從而實現了液滴從低電平向高電平移動。控制器將實驗步驟翻譯成一系列電壓序列，通過引腳加載到每個電極上，實現液滴混合、分離、稀釋、注入等所有操作。

在數字電路中，移位寄存器是一種在若干相同時間脈沖下工作的觸發器為基礎的器件，數據以并行或串行的方式輸入到該器件中，然后每個時間脈沖依次向左或右移動一個比特，在輸出端進行輸出。這種移位寄存器是一維的，事實上還有多維的移位寄存器，即輸入、輸出的數據本身就是一些列位。實現這種多維移位寄存器的方法可以是將幾個具有相同位數的移位寄存器并聯起來。

移位寄存器主要在數字微流控芯片中的應用主要是提供驅動電壓，以及數字微流控芯片與外部控制器之間的交互連接。

如圖1所示，現有技術中，數字微流控芯片驅動電路中，移位寄存器主要為d觸發器，其第一晶體管m1、第二晶體管m2、第三晶體管m3、第四晶體管m4、和第一電容c1能夠組成輸入模塊p1，第五晶體管m5、第六晶體管m6、第七晶體管m7、第二電容c2和第三電容c3能夠組成輸出模塊p2.輸入模塊p1用于根據第一時鐘信號端clk1、第二時鐘信號段clk2和數據進位信號端stv輸入的信號，向輸出模塊p2提供選擇信號；輸出模塊p2用于根據輸入模塊p1提供的選擇信號，選擇輸出高電平或低電平；圖2為該移位寄存器的仿真波形圖，我們可以看出，在高壓時，輸出的波形不平整，上升沿和下降沿不夠陡峭，且只能將輸入信號移位寄存半個周期，使得相鄰移位寄存器的輸出或出現重疊的現象，從而影響到了數字微流控制芯片的驅動。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中移位寄存器高壓輸出波形不平整、上升沿和下降沿不夠陡峭以及移位寄存周期短的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種移位寄存器單元，包括：

第一反相器，被配置為當該第一反相器的輸入端輸入一個高電平信號時，其輸出端輸出一個低電平信號；

第二反相器，具有和所述第一反相器相同的配置，且

所述第一反相器和第二反相器具有共接在一高電位恒壓源上的高電平端和共接在一低電位恒壓源上的低電平端；

第一控制開關，設置在所述第一反相器的輸入端和一外部輸入信號之間，所述第一控制開關接受第一時鐘信號的控制進行開啟或關斷；

第二控制開關，設置在所述第一反相器的輸出端和所述第二反相器的輸入端之間，所述第二控制開關接受第二時鐘信號的控制進行開啟或關斷，且所述第一時鐘信號和第二時鐘信號之間相差180°。

優選地，所述移位寄存器單元還包括