JPH0376560B2 - - Google Patents

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JPH0376560B2
JPH0376560B2 JP57226606A JP22660682A JPH0376560B2 JP H0376560 B2 JPH0376560 B2 JP H0376560B2 JP 57226606 A JP57226606 A JP 57226606A JP 22660682 A JP22660682 A JP 22660682A JP H0376560 B2 JPH0376560 B2 JP H0376560B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel mis
circuit
mis transistor
transistor
channel
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57226606A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59119594A (ja
Inventor
Masaharu Kimura
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS59119594A publication Critical patent/JPS59119594A/ja
Publication of JPH0376560B2 publication Critical patent/JPH0376560B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers

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  • Shift Register Type Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は、ダイナミツクシフト回路に関し、特
にCMIS回路によつて構成され単一のクロツクパ
ルスによつて動作可能なダイナミツクシフト回路
に関する。
(2) 技術の背景 近年、半導体メモリあるいはマイクロコンピユ
ータ等のLSIにおいて省電力化のためにCMISプ
ロセスを用いて回路の構成するものが増加してい
る。ところが、CMIS回路はN−MISまたはP−
MIS等の単一チヤンネルの回路に比べて2倍また
は3倍程度の素子数または回路面積を要し、その
結果チツプ全体のサイズが大きくなるという傾向
がある。CMIS回路を小型化するためには内部回
路をダイナミツク回路とすることが有効な手段と
なり、特に近年のマイクロコンピユータ等のLSI
はその内部回路が同期型回路で構成されているこ
とを有効に利用する必要がある。
(3) 従来技術と問題点 第1図aはCMISプロセスを用いて構成される
従来形のトランスフアゲートを示す。この回路
は、第1図aに示す互いに逆相のクロツクφおよ
びによつてそれぞれオンオフされるNチヤネル
MISトランジスタ1およびPチヤネルMISトラン
ジスタ2を並列接続した回路とバツフアアンプと
して動作するインバータ3を具備する。そして、
入力信号INはクロツク信号φおよびによつて
それぞれオンとされるトランジスタ1,2および
インバータ3を介して出力され、クロツク信号φ
およびに同期した出力信号OUTが得られる。
第2図aは、上述のトランスフアゲートを2個
縦続接続して構成され、シフトレジスタあるいは
カウンタ等の回路を構成するために使用される従
来形のシフト回路を示す。同図の回路は、Nチヤ
ネルMISトランジスタ4、PチヤネルMISトラン
ジスタ5およびインバータ6によつて構成される
初段トランスフアゲートと、NチヤネルMISトラ
ンジスタ7、PチヤネルMISトランジスタ8およ
びインバータ9によつて構成される次段トランス
フアゲートを含む。初段トランスフアゲートの各
トランジスタ4および5はそれぞれ第2図bに示
す互いに逆相のクロツクφAおよびAによつて駆
動され、次段トランスフアゲートの各トランジス
タ7および8はそれぞれ第2図bに示す互いに逆
相のクロツクφBびBによつて駆動される。クロ
ツクφBおよびBにクロツクφAおよびAよりも例
えば1/2周期だけ遅延したものが用いられる。初
段インバータに使用された入力信号INはクロツ
クφAおよびAによつて制御されるトランジスタ
4および5を通過してインバータ6の入力回路に
存在する漂遊容量に蓄積される。漂遊容量に蓄積
された信号はインバータ6を介して次段トランス
フアゲートに入力され、クロツクφBおよびBの
タイミング該トランスフアゲートを通過し、イン
バータ9から出力信号OUTが取り出される。
第3図は、いわゆるクロツクゲートと称される
回路であつて、2個のNチヤネルMISトランジス
タ10,11および2個のPチヤネルMISトラン
ジスタ12,13を電源Vccとグランド間に直列
接続して構成される。入力信号INはトランジス
タ11および12のゲートに印加され、出力信号
OUTはこれらのトランジスタ11および12の
共通のドレインから取り出される。トランジスタ
10および13のゲートにはそれぞれ第1図bに
示される互いに逆相のクロツクφおよびが印加
される。第3図の回路においてクロツクφが高レ
ベルでありクロツクが低レベルである時にトラ
ンジスタ10および13が共にオンとなり、入力
信号INが反転されて出力信号OUTとして出力さ
れる。
上述の従来形の各回路の欠点は、互いに逆位相
すなわちコンプリメントな2種類のクロツクを必
要とすることである。また、上述のトランスフア
ゲートまたはクロツクゲートを用いてシフトレジ
スタあるいはカウンタ等の回路を構成する場合に
は第2図bに示すような互いに逆位相のクロツク
を2組したがつて合計4種類のクロツク信号を必
要とする。さらに、互いに逆位相のクロツクはい
わゆるノンオーバラツプ型のクロツクであること
が必要であり、したがつて互いに逆位相のクロツ
クが同時に両方共高レベルあるいは低レベルにな
らないことが必要である。ところが、ノンオーバ
ラツプ型のクロツクは、クロツク周波数が高くな
るほどおよびクロツクのデユーテイサイクルが50
%に近づくほど回路の遅延による影響を受けやす
くなり作成が困難となる。
(4) 発明の目的 本発明の目的は、前述の従来形における問題点
に鑑み、CMIS形式のダイナミツクシフト回路に
おいて、シフト回路を単一のクロツクで動作する
ようにして所要クロツクの種類を少なくし動作の
信頼性を向上することにある。
(5) 発明の構成 そしてこの目的は、本発明によれば、ソースが
それぞれ第1の電源に接続された第1、第2のP
チヤネルMISトランジスタと、該第1のPチヤネ
ルMISトランジスタとゲート及びドレインが共通
接続された第1のNチヤネルMISトランジスタ
と、該第2のPチヤネルMISトランジスタとゲー
ト及びドレインが共通接続された第2のNチヤネ
ルMISトランジスタと、該第2のNチヤネルMIS
トランジスタと第2の電源間に接続された第3の
NチヤネルMISトランジスタとを具備し、該第1
のPチヤネルMISトランジスタのドレインを該第
2のPチヤネルトランジスタのゲートに接続し、
該第1のPチヤネルMISトランジスタ及び第1、
第3のNチヤネルMISトランジスタのゲートにク
ロツクパルスを印加し、該第1のNチヤネルMIS
トランジスタのソースを入力端子、該第2のPチ
ヤネルMISトランジスタのドレインを出力端子と
したことを特徴とするダイナミツクシフト回路を
提供することによつて達成される。
(6) 発明の実施例 以下図面により本発明の実施例を説明する。第
4図aは本発明の1実施例に係わるダイナミツク
シフト回路を示す。同図の回路は、互いに直列接
続されたNチヤネルMISトランジスタ41および
PチヤネルMISトランジスタ42からなる初段
CMIS回路と、電源Vccとグランド間に直列接続
されたNチヤネルCMISトランジスタ43,44
およびPチヤネルMISトランジスタ45からなる
次段CMIS回路等を具備する。トランジスタ42
のソースは電源Vccに接続され、トランジスタ4
1のソースは入力信号INが印加される。また、
クロツクパルスφはトランジスタ42,41およ
び43のゲートに印加される。トランジスタ42
および41のドレインは共通接続され初段CMIS
回路の出力Aとして取り出され次段CMIS回路の
トランジスタ44および45のゲートに入力され
る。次段CMIS回路の出力OUTはトランジスタ
44および45の共通接続されたドレインから取
り出される。
第4図bは、第4図aに示す回路を従来形の2
相クロツクを用いる回路で表わした等価回路を示
す。すなわち、同図の等価回路はインバータ46
と、2相クロツクφおよびでそれぞれ駆動され
るNチヤネルMISトランジスタ47とPチヤネル
MISトランジスタ8との並列回路によつて構成さ
れる。
次に、第5図を用いて第4図aに示す回路の動
作を説明する。入力INが低レベルの場合は初段
CMIS回路はCMISインバータと等価になり点A
にはクロツクパルスφが反転された信号が出力さ
れる。この場合に、クロツクパルスφが高レベル
の期間では次段CMIS回路のトランジスタ43が
オンとなり点Aのレベルが低レベルであるからト
ランジスタ45がオン、トランジスタ44がオフ
となつて出力OUTが高レベルとなる。クロツク
パルスφの低レベルの期間においては、トランジ
スタ43がオフになり点Aのレベルが高レベルと
なるためトランジスタ45もオフとなるから出力
OUTは第5図において信号Zで示されるように
高インピーダンス状態すなわちフローテイング状
態となり直前の期間におけるレベルがそのまま保
持される。したがつて出力OUTは入力INが低レ
ベルになつた後クロツクパルスφの最初の立上り
時点から高レベルを維持する。
入力INが高レベルの場合は、点Aは常に高レ
ベルとなり、クロツクパルスφが高レベルの時は
トランジスタ42および41が共にオフとなり点
Aはハイインピーダンス状態となる。クロツクパ
ルスφが低レベルの場合はトランジスタ42が導
通状態となるため点Aは低インピーダンス状態と
なる。また、クロツクパルスφが高レベルの場合
はトランジスタ43がオンとなり出力OUTは低
インピーダンスかつ低レベルの状態となる。クロ
ツクパルスφが低レベルの場合はトランジスタ4
3がオフとなり、かつトランジスタ44および4
5もオフであるから出力OUTはハイインピーダ
ンス状態となり直前のレベルを維持する。したが
つて、クロツクパルスφが低レベルの期間中に入
力信号INが低レベルから高レベルに変化した場
合は出力信号OUTはクロツクパルスφの立上り
時点で高インピーダンス高レベルの状態から低イ
ンピーダンス低レベルの状態に変化する。以上の
ことから明らかなように第4図aに示す回路は、
第5図に示すように、入力信号INがクロツクパ
ルスφの低レベルの期間に立上りまたは立下つた
場合にクロツクパルスφの立上り時点で立下また
は立上り出力OUTを発生するシフト回路として
動作する。
第6図は、本発明の他の実施例に係わるCMIS
シフト回路を示す。同図の回路は、第4図aの回
路におけるトランジスタ41のソースすなわち入
力信号端子をトランジスタ61を介して接続し該
トランジスタ61のゲートに入力信号を印加
したものである。
第6図の回路は、第4図aの回路と同様のシフ
ト動作を行なうが入力信号が反転されること
なく出力される点において第4図aに示す回路と
異なる。
第7図aは、本発明のさらに他の実施例に係わ
るシフト回路を示す。同図の回路は、Nチヤネル
トランジスタ71およびPチヤネルトランジスタ
72からなる初段CMISとNチヤネルトランジス
タ73,74およびPチヤネルトランジスタ75
からなる次段CMIS回路とNチヤネルトランジス
タ76,77およびPチヤネルトランジスタ7
8,79がグランドと電源Vcc間に直列接続され
て構成される第3段CMIS回路とを具備する。初
段および次段毎路は第4図aに示す回路と同じ構
成を有する。第3段すなわち最終段CMIS回路の
トランジスタ76のゲートには初段回路の出力点
Aの信号が印加され、トランジスタ77および7
8のゲートには次段回路の出力点Bが接続され、
そしてトランジスタ79のゲートにはクロツクパ
ルスφが印加される。
第7図bは第7図aに示す回路の等価回路を示
す。すなわち、この等価回路はインバータ81
と、トランジスタ82および83からなるトラン
スフアゲートと、インバータ84、およびトラン
ジスタ85,86からなるトランスフアゲートと
を縦続接続したものであり、2つのトランスフア
ゲートは互いに逆相のクロツクφおよびとお
よびφによつて駆動される。
第8図を参照して第7図aの回路の動作を説明
する。入力信号INが低レベルの場合は点Aには
クロツクパルスφの反転信号が発生する。そし
て、クロツクパルスφが高レベルの時は点Aは低
レベルとなり、トランジスタ73がオンとなるか
ら次段CMIS回路はトランジスタ74および75
で構成されるCMISインバータ回路となり点Bは
低インピーダンス高レベルの状態となる。クロツ
クパルスφが低レベルの場合は、トランジスタ7
3がカツトオフし、また点Aは高レベルであるか
ら、トランジスタ74および75もカツトオフし
点Bは高インピーダンスの状態となり直前のレベ
ルが維持される。最終段の出力OUTは、クロツ
クパルスφが高レベルの場合はトランジスタ79
がオフであり、点Bは高レベルであるからトラン
ジスタ78もオフとなり、また点Aは低レベルで
あるからトランジスタ76もオフとなり出力
OUTは高インピーダンスの状態となつて直前の
電圧レベルを維持する。またクロツクパルスφが
低レベルになつた場合は、トランジスタ79がオ
ンとなりかつ点Aが高レベルになるからトランジ
スタ76もオンとなり、点Bが高レベルであるか
ら出力OUTは低インピーダンス低レベルの状態
となる。したがつて、第8図から明らかなように
入力信号INが高レベルから低レベルに変化した
場合にはこの変化時点の後におけるクロツクパル
スの最初の立下り時点で出力OUTが立下る。
次に、入力信号INが高レベルの場合は、クロ
ツクパルスφが高レベルの時に点Aがハイインピ
ーダンス高レベルとなり点Bは低インピーダンス
低レベルとなる。この場合、トランジスタ79が
オフでありかつトランジスタ77もオフであるか
ら出力OUTは高インピーダンス状態となり直前
のレベルを維持する。したがつて、入力INが低
レベルから高レベルに立上つた場合は出力OUT
は第8図に示すように入力INの立上り時点の後
におけるクロツクパルスφの最初に立上り時点で
低レベルから高レベルに立上る。以上の説明から
明らかなように第7図aの回路はいわゆるD型フ
リツプフロツプと同様の動作をすることが分る。
第9図は、本発明のさらに他の実施例を示すも
のであり、同図の回路においては第7図aに示す
シフト回路の初段回路におけるトランジスタ71
のソースにNチヤネルトランジスタ91およびP
チヤネルトランジスタ92からなるCMISインバ
ータを介して入力信号を供給するようにした
ものである。この回路は、入力信号が反転さ
れて出力OUTに出力される点において第7図a
に示す回路と異なるが基本的なシフト動作は同じ
であるからその説明を省略する。
(7) 発明の効果 このように、本発明によれば、ダイナミツクシ
フト回路を単一のクロツクで動作するようにする
ことができるから、いわゆるノンオーバーラツプ
型の2相クロツク等を作成する必要がなくなり動
作の信頼性を向上することができる。また、ダイ
ナミツク回路化することによりスタチツク型回路
あるいは単一チヤネル型のMISトランジスタを用
いる回路等に比較して回路素子数を大幅に削減し
かつ回路の専有面積を減少させることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図aは、従来形のダイナミツクシフト回路
の1例を示すブロツク回路図、第1図bは、第1
図aに示す回路に使用されるクロツクパルスを示
す波形図、第2図aは、従来形のダイナミツクシ
フト回路の他の例を示すブロツク回路図、第2図
bは、第2図aに示す回路に用いられるクロツク
パルスを示す波形図、第3図は、従来形のクロツ
クゲート回路を示す電気回路図、第4図aは、本
発明の1実施例に係わるダイナミツクシフト回路
を示す電気回路図、第4図bは、第4図aに示す
回路の等価回路を示す電気回路図、第5図は、第
4図aに示す回路の動作を説明するための波形
図、第6図は、本発明の他の実施例に係わるダイ
ナミツクシフト回路を示す電気回路図、第7図a
は、本発明のさらに他の実施例に係わるダイナミ
ツクシフト回路を示す電気回路図、第7図bは、
第7図aに示す回路の等価回路を示すブロツク回
路図、第8図は、第7図aに示す回路の動作を説
明するための波形図、そして第9図は、本発明の
さらに他の実施例に係わるダイナミツクシフト回
路を示す電気回路図である。 1,4,7,10,11,41,43,44,
47,61,71,73,74,76,77,8
2,85,91……NチヤネルMISトランジス
タ、2,5,8,12,13,42,45,4
8,72,75,78,79,83,86,92
……PチヤネルMISトランジスタ、3,6,9,
46,81,84……インバータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ソースがそれぞれ第1の電源に接続された第
    1、第2のPチヤネルMISトランジスタと、該第
    1のPチヤネルMISトランジスタとゲート及びド
    レインが共通接続された第1のNチヤネルMISト
    ランジスタと、該第2のPチヤネルMISトランジ
    スタとゲート及びドレインが共通接続された第2
    のNチヤネルMISトランジスタと、該第2のNチ
    ヤネルMISトランジスタと第2の電源間に接続さ
    れた第3のNチヤネルMISトランジスタとを具備
    し、該第1のPチヤネルMISトランジスタのドレ
    インを該第2のPチヤネルトランジスタのゲート
    に接続し、該第1のPチヤネルMISトランジスタ
    及び第1、第3のNチヤネルMISトランジスタの
    ゲートにクロツクパルスを印加し、該第1のNチ
    ヤネルMISトランジスタのソースを入力端子、該
    第2のPチヤネルMISトランジスタのドレインを
    出力端子としたことを特徴とするダイナミツクシ
    フト回路。 2 前記第1のNチヤネルMISトランジスタのソ
    ース電極と該第2の電源間にNチヤネルMISトラ
    ンジスタを接続し、該NチヤネルMISトランジス
    タのゲートに入力信号を与える様にした特許請求
    の範囲第1項に記載のダイナミツクシフト回路。 3 前記入力信号を他のインバータを介して前記
    第1のNチヤネルMISトランジスタのソースに入
    力する様にした特許請求の範囲第1項に記載のダ
    イナミツクシフト回路。
JP57226606A 1982-12-27 1982-12-27 ダイナミツクシフト回路 Granted JPS59119594A (ja)

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JP57226606A JPS59119594A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 ダイナミツクシフト回路

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JP57226606A JPS59119594A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 ダイナミツクシフト回路

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Publication Number Publication Date
JPS59119594A JPS59119594A (ja) 1984-07-10
JPH0376560B2 true JPH0376560B2 (ja) 1991-12-05

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ID=16847829

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