JPH0368477B2 - - Google Patents

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JPH0368477B2
JPH0368477B2 JP60038613A JP3861385A JPH0368477B2 JP H0368477 B2 JPH0368477 B2 JP H0368477B2 JP 60038613 A JP60038613 A JP 60038613A JP 3861385 A JP3861385 A JP 3861385A JP H0368477 B2 JPH0368477 B2 JP H0368477B2
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JP
Japan
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input
transistor
pair
transistors
switching
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JP60038613A
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English (en)
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JPS60205900A (ja
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Aaru Howaitorii Suteibun
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Tektronix Inc
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Tektronix Inc
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Publication date
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Publication of JPH0368477B2 publication Critical patent/JPH0368477B2/ja
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    • 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
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/037Bistable circuits
    • 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)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データを蓄積するための論理回路、
特に再生スイツチング回路から絶縁された入出力
ポート有するフリツプフロツプの如きデータ蓄積
回路に関する。
〔背景技術とその問題点〕
フリツプフロツプ、ラツチ、マルチバイブレー
タ等のデータ蓄積素子はデジタル回路の基本的構
成素子である。これらの素子は、その用途に応じ
て種々の形式及び複雑さのものが市販されてい
る。しかし、これらは通常、相補的(一方が高レ
ベル、他方が低レベルの2進出力)な1対の出力
ポートを有し、ある入力状態に駆動されると一方
の安定状態から他方の安定状態へのスイツチング
(これにより出力状態が切換わる)を確実にする
再生ループ(regenerative loop)が形成される。
この再生スイツチング回路は実際には、クロツ
ク・エツジやデータの到達、あるいはプリセツト
制御信号、クリヤ制御信号等の多くの入力イベン
トにより駆動される。よつて、互いに無関係(非
同期)のデータ変化やクロツク・エツジが非常に
近接して到達するような装置においては、再生ル
ープに不安定状態が生じ、即ち、出力が切換わる
最終状態が定まらず、いずれの状態へも移行し得
るような状態となり、出力データにエラーが生じ
るという問題が起こる。
従来のデータ蓄積回路は、入出力ポートが次の
ように再生ループに結合される回路構成を有す
る。即ち、入出力信号または再生ループ内のデー
タ変化は、能動素子の寄生容量に結合され、これ
により入出力結合が行なわれると共に再生ループ
に実行的に容量が付加され再生ループが不安定状
態から脱出する速度を低域している。
幾つかのデータ蓄積素子が結合されてシフトレ
ジスタを形成するような高速非同期データ取込シ
ステムにあつては、このデータ蓄積素子を不安定
状態となす敏感性がエラーを増加させ、データを
取込み得る速度を制限してしまう。
従つて本発明の目的は、特に高速非同期データ
取込みまたは処理システムに適した改良したデー
タ蓄積回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、入出力ポートが再生スイ
ツチング回路から、絶縁され、不安定状態の発生
の可能性を大幅に減少させ、最小エラーで高速の
データ取込みが行なえるデータ蓄積回路を提供す
ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明データ蓄積回路は図に示す如く1対の入
力端子14,20及び1対の出力端子16,22
に接続され少なくとも1入力論理信号に応じてこ
の出力端子16,22に1対の相補論理出力を発
生する1対のデータ入力用スイツチング素子Q1
Q2と、この1対のデータ入力用スイツチング素
子Q1,Q2に接続されこの入力論理信号に応じて
このスイツチング素子Q1,Q2の動作状態を切換
える再生スイツチング回路50とを具えたもので
ある。
この実施態様としてはデータ入力用スイツチン
グ素子Q1,Q2はトランジスタでであり、各エミ
ツタはプリバイアス用抵抗10,12を介して基
準電位に接続されている。また他の実施態様とし
てはデータ入力用スイツチング素子Q1,Q2はト
ランジスタであり、この再生スイツチング回路5
0は少なくともエミツタ結合トランジスタ対Q4
Q5を有し、このコレクタが抵抗32,30を介
してこのデータ入力用スイツチング素子のトラン
ジスタQ2,Q1のエミツタに接続されている。
〔発明の作用〕
本発明によれば、データ蓄積回路の入出力ポー
トが再生スイツチング回路50から絶縁されて、
不安定状態の発生の可能性を大幅に減じ、最小の
エラーで高速のデータ取込が行なえる。
クロツク、データ等の入力信号は、1対のデー
タ入力用スイツチング素子Q1,Q2の制御端子1
4,20へ印加され、この入力に応じて相補出力
が1対の出力端子16,22から取出される。
ループを形成する1対の制御素子と、交差結合
された1対の差動スイツチング素子とから成る再
生スイツチング回路50、即ちラツチは1対のデ
ータ入力用スイツチング素子Q1,Q2のバイアス
回路網に接続される。このように、再生ループは
データ伝達素子に補足的に関連するだけで所望の
ラツチング動作を行なわせることができる。ま
た、再生スイツチング回路50は、データ伝達素
子に印加する電圧より高い電圧を能動素子に印加
することにより高速のスイツチングが行なえる。
〔実施例〕
本発明の好適実施例を示す添付図を参照する
と、1対のデータ入力用スイツチング素子は1対
のトランジスタQ1,Q2から成り、これらのエミ
ツタは夫々エミツタ抵抗器10,12を介して互
いに結合され中点が接地される。エミツタ抵抗器
10,12は必ずしも必要ではないが、低いプリ
バイアス電流を流すため充分高抵抗のものが用い
られる。トランジスタQ1のベースは入力端子1
4に接続され、コレクタは出力端子16に接続さ
れると共に、コレクタ負荷抵抗器18を介して適
切なコレクタ電圧源+Vc.c.に接続される。同様
に、トランジスタQ2のベースは入力端子20に
接続され、コレクタは出力端子22に接続される
と共に、コレクタ負荷抵抗器24を介してコレク
タ電圧源+Vc.c.に接続される。
破線で囲まれた再生スイツチング回路、即ちラ
ツチ50は、4個のトランジスタQ3,Q4,Q5
Q6とこれら関連した受動バイアス素子とから成
る。トランジスタQ3,Q6は、1対の制御素子で
あり、夫々トランジスタQ1,Q2のエミツタから
抵抗器30,32を介してベースに信号を受け
る。図から判るとおり、抵抗器30,32はま
た、交差結合された1対の作動スイツチング素子
のコレクタ負荷抵抗でもある。トランジスタQ3
Q6のエミツタは夫々抵抗器34,36を介して
適切なエミツタ電圧源−VEEに接続され、コレク
タは適切なコレクタ電圧源+Vsに接続される。
トランジスタQ4,Q5は、交差結合された1対の
差動スイツチング素子を構成し、これらのエミツ
タは互いに結合されラツチ電流源抵抗器40を介
してエミツタ電圧源−VEEに接続される。トラン
ジスタQ4のベスはトランジスタQ3のエミツタに
接続され、トランジスタQ4のコレクタはトラン
ジスタQ6のベース及び抵抗器32に交差結合さ
れる。同様に、トランジスタQ5のベースはトラ
ンジスタQ6のエミツタに接続され、トランジス
タQ5のコレクタはトランジスタQ3のベース及び
抵抗器30に交差結合される。
回路動作を理解するため、入力端子20には高
論理入力が印加され、入力端子14には低論理入
力が印加されるという確定した状態を考える。こ
の状態では、トランジスタQ1,Q2は、抵抗器1
0,12を流れるある量のエミツタ電流を有する
ので、トランジスタQ2のエミツタ電圧はトラン
ジスタQ1のエミツタ電圧より高くなる。ラツチ
電流源抵抗器40及び負荷抵抗器30,32の抵
抗値は、抵抗器30,32に発生する最大電圧が
常に入力端子14及び20間、即ち入力能動素子
のベース間の差動電圧より小さくなるように決定
される。従つて、上述の確定状態の例では、トラ
ンジスタQ6のベース電圧はトランジスタQ3のベ
ース電圧より(僅かに)高い。トランジスタQ3
Q6はバイアス・ネツトワークのためいずれも常
時導通しており、よつてこれらのベース電圧の差
はトランジスタQ4,Q5のベースに結合される。
トランジスタQ5は、そのベース電圧がトランジ
スタQ4のベース電圧より高いので、オンとなり、
逆にトランジスタQ4はオフとなる。従つて、抵
抗器40を流れるラツチ電流は、ほとんど総てト
ランジスタQ5、抵抗器30、トランジスタQ1
び抵抗器18を通過する。こうして、端子16の
出力は抵抗器18に生じる電圧のため低となる。
抵抗器24には漏れ電流しか流れずトランジスタ
Q2のコレクタ電圧は+Vc.c.に近いので端子22
の出力は、高となる。
次に、入力状態が切換わつた場合、即ち、入力
端子20の入力が低レベル、入力端子14の入力
が高レベルの場合を考える。入力端子14での高
レベルへの変化はトランジスタQ1,Q3のエミツ
タフオロワ動作によつてトランジスタQ4のベー
スに伝達され、他方、入力端子20での低レベル
への変化は同様にトランジスタQ2,Q6のエミツ
タフオロワ動作によりトランジスタQ5のベース
に伝達される。ラツチ電流が抵抗器30から抵抗
器32へとシフトするにつれて、トランジスタ
Q4,Q5は切換わり、今度はトランジスタQ4が導
通し、Q5がオフとなる。この動作は再生的であ
る。即ち、抵抗器30を流れる電流が減少するに
つれてトランジスタQ3のベース電圧が正方向に
向かい、抵抗器32を流れる電流が増加するにつ
れてトランジスタQ6のベース電圧が負方向に向
かう。このようにして、スイツチングは助長さ
れ、トランジスタQ1及びQ2は、一方から他方へ
の電流シフトにより略同時にそのスイツチング動
作を完了し、出力端子16は高レベル、出力端子
22は低レベルとなる。
上述の説明から判るとおり、1対のデータ入力
用トランジスタQ1,Q2の通るデータ伝達はラツ
チ50から絶縁され、ラツチ50の再生ループ
は、データ伝達素子とは周辺的に関連するのみで
所望のラツチ動作を達成する。
トランジスタQ3,Q6に印加されるコレクタ電
圧+VsはトランジスタQ1,Q2に印加される電圧
+Vc.c.より高くしてもよい。例えば電圧+Vc.c.は
適切な高論理レベルを定めるため+5Vとし、電
圧+Vsは、ループの時定数を増加させる寄生容
量の影響を軽減することによりラツチトランジス
タのスイツチング速度を増加させるため、より高
い電圧例えば+15Vまたは+20Vとしてもよい。
この改良されたフリツプフロツプは、入力端子
14,20を夫々R入力、S入力とし、出力端子
16,22を夫々Q出力、出力として説明し
た。実際には、入力端子14,20は、相補クロ
ツク信号C、、相補データ信号D、等のフリ
ツプフロツプに通常関連したあらゆる入力を受け
ることができる。これら種々の入力は、図面では
抵抗器を介して端子14,20に印加するように
したが、更にトランジスタの差動対や適当な電流
源を用いて入力するようにしてもよい。図示の簡
略化された回路は、これらの入力が総てラツチ5
0から、絶縁されうることを示すためのものであ
る。またラツチ50は、エミツタフオロワ・トラ
ンジスタQ3,Q6がなくても作動可能であり、よ
り低消費電力が望ましいか又は、低スイツチング
速度が許容されるならば、これらは省略できる。
実施例ではバイポーラNPNトランジスタを示
したが、電界効果トランジスタのような他の能動
素子も、本発明の改良回路動作に影響を与えるこ
となく使用し得る。
以上、本発明の好適一実施例について説明した
が、本発明の要旨が逸脱することなく種々の変
形・変更が可能であることは当業者には明らかで
あろう。
〔発明の効果〕
本発明のデータ蓄積回路によれば、入出力端子
間に接続された入力スイツチ回路により再生スイ
ツチング回路内の静電容量と入出力端子の静電容
量が絶縁されるので、再生スイツチング回路内の
静電容量の低減によりスイツチングが高速とな
り、蓄積される論理信号の状態が不安定になる確
率を大幅に低減することが出来、信頼性が格段に
向上する。従つて、このデータ蓄積回路は高速デ
ジタルシフトレジスタに使用して好適である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明のデータ蓄積回路の一実施例を示す
回路図である。 図中、Q1,Q2は入力スイツチング回路、14,
20は1対の入力端子、16,22は1対の出力
端子、50は再生スイツチング回路であるラツチ
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1対の入力端子及び1対の出力端子と、 ベース及びコレクタが上記1対の入力端子の一
    方及び上記1対の出力端子の一方に夫々接続され
    た第1トランジスタと、ベース及びコレクタが上
    記1対の入力端子の他方及び上記1対の出力端子
    の他方に夫々接続された第2トランジスタとで構
    成された差動トランジスタ対を含み、上記入力端
    子に供給される少なくとも1つの入力論理信号に
    応じて相補的論理信号を上記出力端子に発生する
    入力スイツチング回路と、 ベース及びコレクタが上記第1及び第2トラン
    ジスタのエミツタに夫々接続された第3トランジ
    スタと、コレクタ及びベースが上記第1及び第2
    トランジスタのエミツタに夫々接続された第4ト
    ランジスタとで構成されたエミツタ結合トランジ
    スタ対を含み、上記入力論理信号に応じて上記入
    力スイツチング回路の状態を切り換える再生スイ
    ツチング回路とを具えることを特徴とするデータ
    蓄積回路。
JP60038613A 1984-03-05 1985-02-27 データ蓄積回路 Granted JPS60205900A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US585948 1984-03-05
US06/585,948 US4622475A (en) 1984-03-05 1984-03-05 Data storage element having input and output ports isolated from regenerative circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60205900A JPS60205900A (ja) 1985-10-17
JPH0368477B2 true JPH0368477B2 (ja) 1991-10-28

Family

ID=24343665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60038613A Granted JPS60205900A (ja) 1984-03-05 1985-02-27 データ蓄積回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4622475A (ja)
EP (1) EP0154330B1 (ja)
JP (1) JPS60205900A (ja)
CA (1) CA1235504A (ja)
DE (1) DE3580768D1 (ja)

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