JPH0251291B2 - - Google Patents

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JPH0251291B2
JPH0251291B2 JP56005500A JP550081A JPH0251291B2 JP H0251291 B2 JPH0251291 B2 JP H0251291B2 JP 56005500 A JP56005500 A JP 56005500A JP 550081 A JP550081 A JP 550081A JP H0251291 B2 JPH0251291 B2 JP H0251291B2
Authority
JP
Japan
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transistor
current
collector
base
emitter
Prior art date
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JP56005500A
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English (en)
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JPS57119514A (en
Inventor
Mitsutoshi Sugawara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP56005500A priority Critical patent/JPS57119514A/ja
Priority to US06/339,796 priority patent/US4472646A/en
Publication of JPS57119514A publication Critical patent/JPS57119514A/ja
Publication of JPH0251291B2 publication Critical patent/JPH0251291B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
    • H03K3/288Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable using additional transistors in the input circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はTフリツプフロツプ回路もしくはトリ
ガーフリツプフロツプ回路(以下、Tフリツプフ
ロツプ回路という)に関し、特にアナログ回路と
ともに集積回路化しやすく、かつ低消費電力のT
フリツプフロツプ回路に関する。
Tフリツプフロツプは入力信号の立ち上りもし
くは立ち下りに応じて出力が反転するフリツプフ
ロツプ回路であつて、分周回路やカウンタ等によ
く用いられている。アナログ集積回路中で用いら
れることも多く、例えばD/Aコンバータ、
PAL方式テレビジヨン信号の復調回路、FMマル
チプレツクス復調回路をはじめとする周波数、位
相制御回路等がある。従来かかる用途に適する従
来のTフリツプフロツプとして第1図に示す回路
がしばしば用いられているが、消費電力が大きい
欠点があつた。
第1図において、1は入力端子、16は出力端
子である。説明の都合上まず入力信号がなく、ト
ランジスタ3がONしているときについて動作を
考える。トランジスタ6及び8は入力信号がない
のでコレクタに電圧が印加されていないため
OFFであり、トランジスタ3はONしているので
コレクタ電圧はほぼ接地電位であるから、抵抗4
とトランジスタ11のベース電位もこれと同じに
なり、トランジスタ11はOFFである。よつて
トランジスタ11のコレクタは高レベルとなり、
負荷抵抗10、抵抗9を介してトランジスタ3に
ベース電流を供給するので、トランジスタ3は
ON状態を保持している。このとき負荷抵抗1
0、抵抗12を介してトランジスタ14にベース
電流を供給するためトランジスタ14はONとな
り、出力端子16の電圧は低レベルとなつてい
る。次にこの状態から入力端子1が高レベルに変
化すると、トランジスタ6のエミツタは前述のよ
うにほぼ接地位置であるので、抵抗7→トランジ
スタ6のベースエミツタ間→抵抗4→トランジス
タ3のコレクタエミツタ間という経路で電流が流
れはじめる(このときトランジスタ8のエミツタ
はトランジスタ3のベース・エミツタ間電圧(約
0.7V)がかかつているので、抵抗5→トランジ
スタ8のベースエミツタ間→トランジスタ3のベ
ースエミツタ間という経路には電流が流れない)。
トランジスタ6にベース電流が流れるためトラン
ジスタ6はONとなり、そのコレクタ電圧はエミ
ツタ電圧とほぼひとしくなるとともに抵抗5を介
してコレクタ→エミツタ間に電流を流しトランジ
スタ8はさらにOFFの方向になる。この電流に
よる抵抗4の電圧降下が0.7Vを越すと、トラン
ジスタ11がONし、そのコレクタ電圧をほぼ接
地電圧とひとしくするためトランジスタ3は
OFFとなつて状態が反転する。このときトラン
ジスタ14もOFFとなり、出力端子16は高レ
ベルとなる。なお抵抗13は負荷である。入力電
圧が再び低レベルになつてもトランジスタ6,8
がOFFとなるだけで、トランジスタ3,11の
状態は保持される。次に再び入力電圧が高レベル
となると上記と逆の動作によつて出力状態が反転
する。以上をくりかえすことになる。
本回路を電流15の電圧(Vcc=12V)で使用
する場合を一例として消費電力を計算してみる。
抵抗4,5,7,9,12は大きい値にすること
が可能なため、集積回路に実用上製作可能な最大
値50kΩを用いるとする。抵抗2,10,13は
抵抗4,9,12あるいは次段の抵抗5,7に相
等する抵抗に比してある程度小さくないと出力電
圧を高レベルとすることができないので、実用上
20kΩ程度が上限となつてしまう。この場合の消
費電流は平均してほぼ Vcc/R2+Vcc/R10+R9R12+1/2・Vcc/R13=1.17
(mA) …(1) となり、電力では14mWとなる。かかるTフリツ
プフロツプを8段用いるカウンタを集積回路上に
作成した場合には消費電力は112mWとなり、高
集積度集積回路で消費し得る最大消費電力の1/3
程度に達することになり、電力的制限から全体の
集積度を低下せざるを得なくなる。
本発明の目的は低消費電力で集積回路に適した
フリツプフロツプ回路を提供することにある。
本発明によるフリツプフロツプ回路は、電流入
力端子ならびに第1および第2の電流出力端子を
有するカレントミラーと、コレクタおよびベース
がそのカレントミラーの第1および第2の電流出
力端子にそれぞれ接続された第1のトランジスタ
と、コレクタおよびベースがカレントミラーの第
2および第1の電流出力端子にそれぞれ接続され
た第2のトランジスタと、これら第1および第2
のトランジスタのエミツタにそれぞれベースが接
続された第3および第4のトランジスタと、これ
ら第3および第4のトランジスタのエミツタを電
源端子に接続する手段と、第3のトランジスタの
コレクタと第2のトランジスタのエミツタとの間
に第2のトランジスタからの電流が第3のトラン
ジスタに流れることを阻止する向きに接続された
第1のダイオードと、第4のトランジスタのコレ
クタと第1のトランジスタのエミツタとの間に第
1のトランジスタからの電流が第4のトランジス
タに流れることを阻止する向きに接続された第2
のダイオードと、第3および第4のトランジスタ
のコレクタにそれぞれ接続された第1および第2
の定電流回路と、第3のトランジスタから出力を
取り出す手段とを備えている。
本発明によれば、消費電流を極めて小さくで
き、例えばわずか6mVにおさえることが可能と
なり、全消費電力に比して無視できるため、電力
的制限からの集積度低下をきたすことはない。ま
た上記従来例においては抵抗値の合計が1段あた
り360kΩ、8段で2.88MΩとなり、集積回路上で
の占有面積もかなり大きくなつてしまう。本発明
によれば、高抵抗を一切使用せず、かわりに一段
あたりカレントミラーとトランジスタ4個とダイ
オード2個で実現でき、占有面積も従来の1/2以
下にできる。このように、消費電力が小さく、半
導体集積回路に適したフリツプフロツプを得るこ
とができる。
次に、図面を参照して本発明をより詳細に説明
する。
第2図は本発明の一実施例であり、第1図と同
一のものには同一の番号を付してある。説明の都
合上まず入力端子1に入力信号がなくトランジス
タ17がOFFしており、かつトランジスタ3が
ONしているときについて動作を考える。入力信
号がないのでトランジスタ17,6,8はOFF
であり、トランジスタ3はONであるからコレク
タ電圧はほぼダイオード19の順方向電圧
(0.7V)のため、ダイオード18を介してトラン
ジスタ11のベース電流を流すことができる電圧
に達していないため、トランジスタ11はOFF
である。したがつてトランジスタ20のコレクタ
のうちトランジスタ11のコレクタに接続されて
いるもののコレクタ電流はダイオード21を介し
てトランジスタ3のベースに流入し、トランジス
タ3をONに保つ。次にこの状態から入力端子1
に入力信号が加わり、トランジスタ17にベース
電流が流れるように変化すると、トランジスタ1
7はカレントミラーを構成するのでかかるベース
電流に比例した電流がトランジスタ17の各コレ
クタに流れる(尚比例定数はトランジスタ17の
コレクタ面積比で与えられるが通常1:1:1で
よい)。トランジスタ17のコレクタ電流のうち
の一方はトランジスタ6のベースエミツタ間→ト
ランジスタ11のベースエミツタ間→ダイオード
22を介して流れはじめる。一方トランジスタ1
7の他方のコレクタ電流が、トランジスタ8のベ
ースエミツタ→トランジスタ3のベースエミツタ
トランジスタ19を介して流れる経路も考えられ
るが、トランジスタ3とダイオード19はすでに
ONしているためトランジスタ3、ダイオード1
9の順方向電圧降下は、前述のトランジスタ1
1、ダイオード22の流れはじめの順方向電圧降
下より大く、流れにくい。さらにはトランジスタ
6がONするためにトランジスタ8のベース電圧
を引き下げ、ますますトランジスタ8はOFFに
なつてしまう。トランジスタ11にベース電流が
流れるためトランジスタ11はONとなり、コレ
クタ電圧を降下せしめ、トランジスタ3をOFF
にしてしまう。すなわち状態が反転する。次に入
力信号がなくなるとトランジスタ17,6,8は
OFFになるが状態は変化しない。次に再度入力
信号が入力端子1に加わると、上述と逆の動作に
より再度反転する。
本実施例ではトランジスタ11のON/OFFの
情報をダイオード22とトランジスタ14による
カレントミラー回路を用いてトランジスタ14の
コレクタより得ている。トランジスタ14のコレ
クタはトランジスタ20による定電流負荷が付け
てある。ただしトランジスタ14のONのときの
コレクタ電流がトランジスタ20のコレクタ電流
より大きくなるようにトランジスタ20のコレク
タ又はトランジスタ14のエミツタの大きさを選
ぶ必要がある。尚トランジスタ20のコレクタ電
流はトランジスタ20の各コレクタの大きさの比
と、ダイオード23との比及び定電流源24によ
つて決定されるが、たとえば定電流源24を
30μAとし、トランジスタ20の各コレクタ電流
を10μAづつとし、全体で60μAの消費電流で動作
させることも可能である。消費電力はVcc=12V
のときわずかに0.72mWであり従来例の1/20であ
る。また、大きな抵抗を全く使用していないの
で、従来例よりも集積回路上の面積をへらすこと
ができる。よつて工業上きわめて有効である。し
かも、本発明では、トランジスタ17によるカレ
ントミラーをトリガ入力段として用いており、前
述の従来例の電圧駆動方式から電流駆動方式に変
更している。したがつて、フリツプフロツプ回路
の状態変更に必要なトリガ電流はトランジスタ3
又は11のベース電流で足り、消費電流をさらに
低減させることができ回路設計も容易となる。
第2図においてダイオード18,21は複数個
直列接続したものであつてもよいし、ツエナーダ
イオードであつてもよい。また、トランジスタ1
7は必ずしもマルチコレクタでなくてもよく、同
じトランジスタを複数個用いてもよい。また、本
回路を複数固用いる場合はダイオード23、定電
流24は全体で1つづつとすることができる。ま
た縦続接続する場合、本回路は入力電流によつて
動作するのだから、トランジスタ14のコレクタ
に定電流を流しているトランジスタ20のコレク
タの1つはなくてもよく、トランジスタ14のコ
レクタ電流のON−OFFだけで次段を駆動可能で
ある。
ダイオード19,22は出力電流をカレントミ
ラーによつて取り出したいために付加したもの
で、フリツプフロツプの本来の動作には必要なわ
けではないので省略(短絡)できる。ただしこの
場合トランジスタ14のベースをトランジスタ1
1のベースに接続して出力をとりださなければな
らないが、トランジスタ11と14の電流配分に
注意が必要である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のTフリツプフロツプの一例を示
す回路図、第2図は本発明の一実施例を示す回路
図である。 1……入力端子、2,4,5,7,9,10,
12,13……抵抗、3,6,8,11,14…
…トランジスタ、15……電源、16……出力端
子、17,20……トランジスタ、18,19,
21,22,23……ダイオード、24……定電
流源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電流入力端子ならびに第1および第2の電流
    出力端子を有し、前記電流入力端子に入力信号の
    印加にもとづく電流が供給されるカレントミラー
    と、コレクタおよびベースが前記カレントミラー
    の前記第1および第2の電流出力端子にそれぞれ
    接続された第1のトランジスタと、コレクタおよ
    びベースが前記カレントミラーの前記第2および
    第1の電流出力端子にそれぞれ接続された第2の
    トランジスタと、前記第1及び第2のトランジス
    タのエミツタにそれぞれベースが接続された第3
    及び第4のトランジスタと、これら第3および第
    4のトランジスタのエミツタを電源端子に接続す
    る手段と、前記第3のトランジスタのコレクタと
    前記第2のトランジスタのエミツタとの間に前記
    第2のトランジスタからの電流が前記第3のトラ
    ンジスタに流れることを阻止する向きに接続され
    た第1のダイオードと、前記第4のトランジスタ
    のコレクタと前記第1のトランジスタのエミツタ
    との間に前記第1のトランジスタからの電流が前
    記第4のトランジスタに流れることを阻止する向
    きに接続された第2のダイオードと、前記第3及
    び第4のトランジスタのコレクタにそれぞれ接続
    された第1及び第2の定電流回路と、前記第3の
    トランジスタから出力を取り出す手段とを備える
    ことを特徴とするフリツプフロツプ回路。
JP56005500A 1981-01-16 1981-01-16 Flip-flop circuit Granted JPS57119514A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56005500A JPS57119514A (en) 1981-01-16 1981-01-16 Flip-flop circuit
US06/339,796 US4472646A (en) 1981-01-16 1982-01-15 Semiconductor flip-flop consuming low power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56005500A JPS57119514A (en) 1981-01-16 1981-01-16 Flip-flop circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57119514A JPS57119514A (en) 1982-07-26
JPH0251291B2 true JPH0251291B2 (ja) 1990-11-07

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ID=11612933

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JP56005500A Granted JPS57119514A (en) 1981-01-16 1981-01-16 Flip-flop circuit

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58159021A (ja) * 1982-03-16 1983-09-21 Mitsumi Electric Co Ltd 分周回路

Family Cites Families (6)

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JPS57119514A (en) 1982-07-26
US4472646A (en) 1984-09-18

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