JPH0528007B2 - - Google Patents
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- JPH0528007B2 JPH0528007B2 JP59130194A JP13019484A JPH0528007B2 JP H0528007 B2 JPH0528007 B2 JP H0528007B2 JP 59130194 A JP59130194 A JP 59130194A JP 13019484 A JP13019484 A JP 13019484A JP H0528007 B2 JPH0528007 B2 JP H0528007B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/356—Bistable circuits
- H03K3/3562—Bistable circuits of the primary-secondary type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators 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
- H03K3/037—Bistable circuits
- H03K3/0372—Bistable circuits of the primary-secondary type
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ギガヘルツGHz帯の周波数領域にお
ける制御信号用の単一入力ならびにBFL論理の
2つの相補出力Qおよびを含むマスター スレ
ーブ フリツプ フロツプ形式の集積化した2分
周回路に関するものである。
ける制御信号用の単一入力ならびにBFL論理の
2つの相補出力Qおよびを含むマスター スレ
ーブ フリツプ フロツプ形式の集積化した2分
周回路に関するものである。
従来技術
ガリウム砒素(砒化ガリウム)の物理・化学的
特性はギガヘルツ帯周波数領域またはきわめて高
い速度で作動する集積回路の製造を可能にした。
このような技術は、例えば、“固体回路に関する
IEEEジヤーナル(IEEE Journal of Solid
State Circuits)”Vol.SC17.1982年6月号、No.
3569〜584ページに掲載のジー・ニユージラツト
(G.Nuzillat)ほかによる論文に記載されており、
活性N形層上に形成した活性素子金属シヨツトキ
ー電界効果トランジスタ(MESFET)として使
用されている。インバータ機能は、例えば、その
ゲート電極とソースを短絡し、該ゲート・ソース
接続をインバータトランジスタのドレインに接続
し、負荷トランジスタのドレインをVDDで示すD.
C電源に接続して、該インバータトランジスタの
ゲート電極に信号入力を供給し、このトランジス
タのドレインから出力信号を抽出するトランジス
タのように、活性状態を可とする負荷を有する共
通ソーストランジスタ(ソース接地形トランジス
タ)により形成される。
特性はギガヘルツ帯周波数領域またはきわめて高
い速度で作動する集積回路の製造を可能にした。
このような技術は、例えば、“固体回路に関する
IEEEジヤーナル(IEEE Journal of Solid
State Circuits)”Vol.SC17.1982年6月号、No.
3569〜584ページに掲載のジー・ニユージラツト
(G.Nuzillat)ほかによる論文に記載されており、
活性N形層上に形成した活性素子金属シヨツトキ
ー電界効果トランジスタ(MESFET)として使
用されている。インバータ機能は、例えば、その
ゲート電極とソースを短絡し、該ゲート・ソース
接続をインバータトランジスタのドレインに接続
し、負荷トランジスタのドレインをVDDで示すD.
C電源に接続して、該インバータトランジスタの
ゲート電極に信号入力を供給し、このトランジス
タのドレインから出力信号を抽出するトランジス
タのように、活性状態を可とする負荷を有する共
通ソーストランジスタ(ソース接地形トランジス
タ)により形成される。
ピンチオフ電圧が、
VT<0
であるようなインバータトランジスタとして空乏
形MESFETトランジスタ(DMESFET)を選定
した場合、インバータゲートの出力は他方のゲー
トの入力と互換性がない。この場合には、通常、
インピーダンス整合およびホロワ手段として作動
する共通ドレイントランジスタ(ドレインD.C電
源VDDに接続した形状のトランジスタ)により形
成したレベルトランスレータ段を使用する必要が
ある。レベルトランスレーシヨンは、そのゲート
電極とソースを短絡して大地電位と異なるD,C
電圧Vssに接続した補助電界効果トランジスタに
より形成された電流源により極性を与るようにし
たダイオードにより実施する。したがつて、信号
出力は前記ダイオードに接続した電界効果トラン
ジスタのドレインに導出される。
形MESFETトランジスタ(DMESFET)を選定
した場合、インバータゲートの出力は他方のゲー
トの入力と互換性がない。この場合には、通常、
インピーダンス整合およびホロワ手段として作動
する共通ドレイントランジスタ(ドレインD.C電
源VDDに接続した形状のトランジスタ)により形
成したレベルトランスレータ段を使用する必要が
ある。レベルトランスレーシヨンは、そのゲート
電極とソースを短絡して大地電位と異なるD,C
電圧Vssに接続した補助電界効果トランジスタに
より形成された電流源により極性を与るようにし
たダイオードにより実施する。したがつて、信号
出力は前記ダイオードに接続した電界効果トラン
ジスタのドレインに導出される。
完全なインバータは前段または後段にレベルト
ランスレータ段を配置するようにしたインバータ
段により形成するを可とする。後段にレベルトラ
ンスレータ段を配置したDMESFETインバータ
段を使用することを表すため、“BFL”論理(バ
ツフアドFET論理)”なる呼び名が使用されてい
る。
ランスレータ段を配置するようにしたインバータ
段により形成するを可とする。後段にレベルトラ
ンスレータ段を配置したDMESFETインバータ
段を使用することを表すため、“BFL”論理(バ
ツフアドFET論理)”なる呼び名が使用されてい
る。
BFL論理においては、NOR機能およびNAND
機能の形成を可能にする形状は、レベルトランス
レータ段を使用する必要がある場合には、MOS
(金属酸化物半導体)論理において使われる機能
と同様である。
機能の形成を可能にする形状は、レベルトランス
レータ段を使用する必要がある場合には、MOS
(金属酸化物半導体)論理において使われる機能
と同様である。
また、このようなBFL論理においては、OR機
能は2つのインバータのトランスレータ段のダイ
オードを共通に接続することにより形成でき、し
たがたつて、信号の伝搬時間を増やすことなしに
ワイヤドOR機能を形成させることができること
をも銘記すべきである。
能は2つのインバータのトランスレータ段のダイ
オードを共通に接続することにより形成でき、し
たがたつて、信号の伝搬時間を増やすことなしに
ワイヤドOR機能を形成させることができること
をも銘記すべきである。
ここで重要なことは、トランスレータ段のゲー
ト電極上の電荷と同量の電荷をこのトランジスタ
のチヤネルを介して後段のトランジスタのゲート
電極に転送させるのに必要な最少時間周期である
伝搬遅延時間Tpdを定めることである。
ト電極上の電荷と同量の電荷をこのトランジスタ
のチヤネルを介して後段のトランジスタのゲート
電極に転送させるのに必要な最少時間周期である
伝搬遅延時間Tpdを定めることである。
また、ガリウム砒素回路に関しては、インバー
タトランジスタをエンリツチメント形(ピンチオ
フ電圧VT>0)としたゲートを使用することが
知られている。その場合には、各ゲートは次段の
ゲートと互換性がある。この形式の論理はDFCL
(直接結合FET論理)と呼ばれている。また、前
段にトランスレータ段を配置したイインバータ段
の形状のゲートを使用する論理は、SDFL(シヨ
ツトキーダイオードFET論理)あるいはFEL(ホ
ロワFET論理)と呼ばれている。
タトランジスタをエンリツチメント形(ピンチオ
フ電圧VT>0)としたゲートを使用することが
知られている。その場合には、各ゲートは次段の
ゲートと互換性がある。この形式の論理はDFCL
(直接結合FET論理)と呼ばれている。また、前
段にトランスレータ段を配置したイインバータ段
の形状のゲートを使用する論理は、SDFL(シヨ
ツトキーダイオードFET論理)あるいはFEL(ホ
ロワFET論理)と呼ばれている。
ここ数年にわたりなされた調査の結果、
MESFETを用いた種々の形式の論理を比較した
場合は、論理BFL−2ダイオード(トランスレ
ータ段に2つのダイオードを含む場合)によると
き最も短い伝搬遅延時間が得られることが確認さ
れている。また、他方において、トランジスタが
厚い層(約2・1017cm-3のN形ドーピングに対し
150nmまたは0.150〓m)を含むこのBFL論理は
そのスピードが早いだけでなく、容易に実現可能
である。
MESFETを用いた種々の形式の論理を比較した
場合は、論理BFL−2ダイオード(トランスレ
ータ段に2つのダイオードを含む場合)によると
き最も短い伝搬遅延時間が得られることが確認さ
れている。また、他方において、トランジスタが
厚い層(約2・1017cm-3のN形ドーピングに対し
150nmまたは0.150〓m)を含むこのBFL論理は
そのスピードが早いだけでなく、容易に実現可能
である。
以上のことを考慮した場合、ギガヘルツGHz帯
の周波数領域におけるマスタースレーブT形フリ
ツプフロツプの2分周回路を形成させるために
は、次の3つの条件が満足されなければならない
ことが分る。
の周波数領域におけるマスタースレーブT形フリ
ツプフロツプの2分周回路を形成させるために
は、次の3つの条件が満足されなければならない
ことが分る。
(1) 回路は、容易に実現可能な技術の採用と製造
価格の低廉化をもたらしうるよう、数百万個の
オーダーで大量に製造するものでなければなら
ない。
価格の低廉化をもたらしうるよう、数百万個の
オーダーで大量に製造するものでなければなら
ない。
(2) 回路はギガヘルツGHz帯すなわち5GHzのオ
ーダーの周波数領域で作動するものでなければ
ならない。
ーダーの周波数領域で作動するものでなければ
ならない。
(3) ゲートには、マスター スレーブ フリツプ
フロツプを分圧器として作動させることを可
能にするための周期と同程度の大きさの伝搬遅
延時間をもたせなけれならない。
フロツプを分圧器として作動させることを可
能にするための周期と同程度の大きさの伝搬遅
延時間をもたせなけれならない。
上述の調査結果からいえることは、前記の課せら
れた3つの条件はガリウム砒素T形マスター ス
レーブ フリツプ フロツプ回路をBFL論理で
形成することにより満足させることができるとい
うことである。
れた3つの条件はガリウム砒素T形マスター ス
レーブ フリツプ フロツプ回路をBFL論理で
形成することにより満足させることができるとい
うことである。
しかしながら、前述の論文に記載されている既
知のマスター スレーブ フリツプ フロップ回
路をただ単純に置き換えただけでは、この形式の
論理のスピードの恩恵が失われるという問題が生
じ、さらに、機能しない不安定な回路のみしか得
られないという危険性がある。実際には、このよ
うなフリツプフロツプのスピードは常に不安定さ
と同意語である。
知のマスター スレーブ フリツプ フロップ回
路をただ単純に置き換えただけでは、この形式の
論理のスピードの恩恵が失われるという問題が生
じ、さらに、機能しない不安定な回路のみしか得
られないという危険性がある。実際には、このよ
うなフリツプフロツプのスピードは常に不安定さ
と同意語である。
また、前述の論文には、常にNORゲートおよ
びNANDゲートだけを使用した回路につき記述
されているが、BFL論理においては、次の理由
によりNANDゲートを使用することはできない。
すなわち、NANDゲートは2つの不等価入力を
表す2つの直列トランジスタにより形成されるこ
とによる。BFL論理における4Vの標準電源電圧
を使用する場合は、共通ソース配置として接続し
た2つのトランジスタの1つは、そのゲート上
に、これら2つのトランジスタ間の接続部に少な
くとも0.2Vの電圧を含む0.5Vないし−5V間で変
化する電圧を受電する。したがつて、第2トラン
ジスタのソースとゲート電極間には、0.2Vの電
圧のみがあらわれ、かくして、論理レベル“1”
の顕著な劣化をもたらすことになる。
びNANDゲートだけを使用した回路につき記述
されているが、BFL論理においては、次の理由
によりNANDゲートを使用することはできない。
すなわち、NANDゲートは2つの不等価入力を
表す2つの直列トランジスタにより形成されるこ
とによる。BFL論理における4Vの標準電源電圧
を使用する場合は、共通ソース配置として接続し
た2つのトランジスタの1つは、そのゲート上
に、これら2つのトランジスタ間の接続部に少な
くとも0.2Vの電圧を含む0.5Vないし−5V間で変
化する電圧を受電する。したがつて、第2トラン
ジスタのソースとゲート電極間には、0.2Vの電
圧のみがあらわれ、かくして、論理レベル“1”
の顕著な劣化をもたらすことになる。
発明の開示
本発明の目的は上述の諸問題を解決したT形フ
リツプフロツプ回路により形成した2分周回路を
提供しようとするものである。
リツプフロツプ回路により形成した2分周回路を
提供しようとするものである。
これがため、本発明2分周回路によるときは、
“マスター”段を2つのNORゲートG1,G2によ
り形成し、第1NORゲートG1の入力に制御信号
Hおよび第1帰還出力信号を、第2NORゲート
G2の入力に制御信号Hおよび第2帰還出力信号
Qを供給するようにするとともに、“スレーブ”
段を4つのNORゲートG3,G4,G5およびG6によ
り形成し、その第1NORゲートG3の入力に該マ
スター段の第1NORゲートG1の出力信号E1およ
び第1帰還出力信号を、第2NORゲートG4に
第1帰還出力信号および制御信号Hを、第
3NORゲートG5の入力に制御信号Hおよび第2
帰還出力信号Qを、また、第4NORゲートG6の
入力に該マスター段の第2NORゲートG2の出力
信号E2および第2帰還出力信号Qを供給するよ
うにし、前者の2つのNORゲート(G3および
G4)の出力をワイヤドORゲートG7の形状に相互
接続して第2出力信号Qを導出させるようにし、
後者の2つのNORゲート(G5およびG6)の出力
をワイヤドORゲートG3の形状に相互接続して第
1出力信号を導出させるよう形成したことを特
徴とする。
“マスター”段を2つのNORゲートG1,G2によ
り形成し、第1NORゲートG1の入力に制御信号
Hおよび第1帰還出力信号を、第2NORゲート
G2の入力に制御信号Hおよび第2帰還出力信号
Qを供給するようにするとともに、“スレーブ”
段を4つのNORゲートG3,G4,G5およびG6によ
り形成し、その第1NORゲートG3の入力に該マ
スター段の第1NORゲートG1の出力信号E1およ
び第1帰還出力信号を、第2NORゲートG4に
第1帰還出力信号および制御信号Hを、第
3NORゲートG5の入力に制御信号Hおよび第2
帰還出力信号Qを、また、第4NORゲートG6の
入力に該マスター段の第2NORゲートG2の出力
信号E2および第2帰還出力信号Qを供給するよ
うにし、前者の2つのNORゲート(G3および
G4)の出力をワイヤドORゲートG7の形状に相互
接続して第2出力信号Qを導出させるようにし、
後者の2つのNORゲート(G5およびG6)の出力
をワイヤドORゲートG3の形状に相互接続して第
1出力信号を導出させるよう形成したことを特
徴とする。
かくして、本発明によるときは、ガリウム砒素
基板上にBFL論理で集積化し、かつ、すべて
NORゲートにより形成した2分周回路を実現す
ることができる。また、本発明2分周回路の他の
実施例によるときは、マスター段G1,G2におけ
る転移時間〓1と、スレーブ段の第1および第
2NORゲートG3,C4における転移時間〓3と、ス
レーブ段の第3および第4NORゲートG5,G6に
おける転移時間〓4との間に、次の不等式、〓1≧
(〓3+〓4)が成立するよう各トランジスタを調
和させるようにしたことを特徴とする。
基板上にBFL論理で集積化し、かつ、すべて
NORゲートにより形成した2分周回路を実現す
ることができる。また、本発明2分周回路の他の
実施例によるときは、マスター段G1,G2におけ
る転移時間〓1と、スレーブ段の第1および第
2NORゲートG3,C4における転移時間〓3と、ス
レーブ段の第3および第4NORゲートG5,G6に
おける転移時間〓4との間に、次の不等式、〓1≧
(〓3+〓4)が成立するよう各トランジスタを調
和させるようにしたことを特徴とする。
本発明2分周回路によるときは、全体の伝搬遅
延時間をさらに短縮でき、ギガヘルツGHz帯周波
数領域において少ない電力消費で、安定な作動を
確保することができる。
延時間をさらに短縮でき、ギガヘルツGHz帯周波
数領域において少ない電力消費で、安定な作動を
確保することができる。
実施例
以下図面により本発明を説明する。
第1図から分るように、本発明回路は2つの
段、すなわち、マスター段およびスレーブ段によ
り形成する。マスター段は2つのNORゲートG1
およびG2を含み、スレーブ段は4つのNORゲー
トG3,G4,G5,G6ならびにワイヤド(配線式)
ORゲートG7およびG8を含む。この場合、後者の
ゲートG7およびG8は補足的転移時間を有しない。
マスター段のゲートG1およびG2の各々の一方の
入力には制御信号Hを供給する。また、スレーブ
段の各ゲートG4およびG5の一方の入力にも制御
信号Hを供給し、これらのゲートG4およびG5に
特定の機能をもたせる。
段、すなわち、マスター段およびスレーブ段によ
り形成する。マスター段は2つのNORゲートG1
およびG2を含み、スレーブ段は4つのNORゲー
トG3,G4,G5,G6ならびにワイヤド(配線式)
ORゲートG7およびG8を含む。この場合、後者の
ゲートG7およびG8は補足的転移時間を有しない。
マスター段のゲートG1およびG2の各々の一方の
入力には制御信号Hを供給する。また、スレーブ
段の各ゲートG4およびG5の一方の入力にも制御
信号Hを供給し、これらのゲートG4およびG5に
特定の機能をもたせる。
また、マスター段はメモリ作用を有せず、ワイ
ヤドORゲートG7およびG8の出力Qおよびはそ
れぞれゲートG2およびG1の第2入力を形成する。
ここで、〓1はゲートG1またはG2における転移
(トランジツト)時間を表す。
ヤドORゲートG7およびG8の出力Qおよびはそ
れぞれゲートG2およびG1の第2入力を形成する。
ここで、〓1はゲートG1またはG2における転移
(トランジツト)時間を表す。
これに対して、スレーブ段はメモリ作用を有
し、ゲートG3およびG4の短絡出力E3およびE4は
第2出力信号Qを形成する。前記出力信号Qはゲ
ートG5およびG6の入力の1つに帰還させる。同
様に、ゲートG5およびG6の短絡出力E5およびE6
は第1出力信号(Qの補数)を形成する。前記
出力信号はゲートG3およびG4の入力の1つに
帰還させる。また、ゲートG3およびG5の第2入
力をそれぞれゲートG1およびG2の出力E1および
E2に接続する。さらに、ゲートG3またはG4にお
ける転移時間を〓3で表示し、ゲートG5またはG6
における転移時間を〓4で表示する。
し、ゲートG3およびG4の短絡出力E3およびE4は
第2出力信号Qを形成する。前記出力信号Qはゲ
ートG5およびG6の入力の1つに帰還させる。同
様に、ゲートG5およびG6の短絡出力E5およびE6
は第1出力信号(Qの補数)を形成する。前記
出力信号はゲートG3およびG4の入力の1つに
帰還させる。また、ゲートG3およびG5の第2入
力をそれぞれゲートG1およびG2の出力E1および
E2に接続する。さらに、ゲートG3またはG4にお
ける転移時間を〓3で表示し、ゲートG5またはG6
における転移時間を〓4で表示する。
第3図から明らかなように、制御信号Hが高レ
ベル(H=1)のとき、出力E1=E2=0である。
これは、出力E3=1,E4=0したがつてQ=1
であること、ならびに出力E5=E6=0したがつ
て=0であることを意味する。信号Hが1から
0に変化したときは、始めにQ=1で=0と仮
定した場合、E1は時間周期〓1後に1となり、E2
は0状態を保持する。また、他の信号は同じ状態
を保持し、マスター段のみが活性状態となる。信
号Hが転移してから時間周期〓1経過した後、情
報はスレーブ段にあらわれる。
ベル(H=1)のとき、出力E1=E2=0である。
これは、出力E3=1,E4=0したがつてQ=1
であること、ならびに出力E5=E6=0したがつ
て=0であることを意味する。信号Hが1から
0に変化したときは、始めにQ=1で=0と仮
定した場合、E1は時間周期〓1後に1となり、E2
は0状態を保持する。また、他の信号は同じ状態
を保持し、マスター段のみが活性状態となる。信
号Hが転移してから時間周期〓1経過した後、情
報はスレーブ段にあらわれる。
信号Hが0から1に変化したときは、情報E1
=1が、信号H=1および前の情報Q=1,=
0とともにスレーブ段にあらわれる唯一の情報
で、その結果、信号Hのこの転移から時間周期〓
3経過後には、E3=0,E4=0およびQ=0とな
る。したがつて、再びQ=0にすることにより、
ゲートG5およびG6の出力E5=0,E6=1を得、
Q=1を得ることを保証するためには、他の補足
的時間周期〓4を必要とするが、この作動は、信
号Hの0から1への転移により生成される情報
E1=0が到来してスプレー段のフリツプフロツ
プ作用の最終段階を妨害しないうちに終結させる
必要がある。
=1が、信号H=1および前の情報Q=1,=
0とともにスレーブ段にあらわれる唯一の情報
で、その結果、信号Hのこの転移から時間周期〓
3経過後には、E3=0,E4=0およびQ=0とな
る。したがつて、再びQ=0にすることにより、
ゲートG5およびG6の出力E5=0,E6=1を得、
Q=1を得ることを保証するためには、他の補足
的時間周期〓4を必要とするが、この作動は、信
号Hの0から1への転移により生成される情報
E1=0が到来してスプレー段のフリツプフロツ
プ作用の最終段階を妨害しないうちに終結させる
必要がある。
前述したように、時間周期〓3は出力Qを切換
えるのに必要であり、また他の時間周期〓4は出
力を切換えるのに必要である。また、〓1をゲ
ートG1における転移時間とした場合、出力E1に
よりフリツプフロツプ作用が妨害されないように
するには、〓1を(〓3+〓4)に等しいか(〓3+
〓4)により大きくする必要がある。
えるのに必要であり、また他の時間周期〓4は出
力を切換えるのに必要である。また、〓1をゲ
ートG1における転移時間とした場合、出力E1に
よりフリツプフロツプ作用が妨害されないように
するには、〓1を(〓3+〓4)に等しいか(〓3+
〓4)により大きくする必要がある。
時間周期〓1はマスター段内で情報を循環させ
るのに必要であり、また時間間隔〓3および〓4は
情報をスレーブ段の出力に導出させるのに必要で
あることから、最高作動周波数は次の関係式、す
なわち、 nax=1/(〓1+〓3+〓4) により与えられる。
るのに必要であり、また時間間隔〓3および〓4は
情報をスレーブ段の出力に導出させるのに必要で
あることから、最高作動周波数は次の関係式、す
なわち、 nax=1/(〓1+〓3+〓4) により与えられる。
かくして、最高周波数はマスター段およびスレ
ーブ段がメモリ機能を有し、かつその場合に、 nax1/4〓(ただし、〓はゲートの伝搬遅延 時間)が成立するような回路により得られるもの
より高くなる。
ーブ段がメモリ機能を有し、かつその場合に、 nax1/4〓(ただし、〓はゲートの伝搬遅延 時間)が成立するような回路により得られるもの
より高くなる。
出力信号の周波数は、
〓12〓32τ4t/2(ただし、tは制御信号
の周波数)
に選定することにより、
関係式=1/2t
で与えられる。
第2a図から分るように、BFL論理のNORゲ
ートは並列に接続した2つの共通ソース空乏
MESFETトランジスタT1およびT2を含み、前記
トランジスタT1およびT2のドレインを共通ドレ
インチヤージトランジスタT3の短絡グリツドソ
ース電極に接続する。また、トランジスタT1お
よびT2ドレインは共通ドレイントランジスタホ
ロワT4のゲート電極にも接続するようにし、前
記トランジスタホロワT4のソースを、トランジ
スタホロワT4と電流源T5との間に直列に接続し
た2つのダイオードD1およびD2に接続する。
NORゲートの2つの等価入力はトランジスタT1
およびT2のゲート電極上に配置し、出力はトラ
ンジスタT5とダイオードD2間にあるトランジス
タT5のドレイン上に配置する。
ートは並列に接続した2つの共通ソース空乏
MESFETトランジスタT1およびT2を含み、前記
トランジスタT1およびT2のドレインを共通ドレ
インチヤージトランジスタT3の短絡グリツドソ
ース電極に接続する。また、トランジスタT1お
よびT2ドレインは共通ドレイントランジスタホ
ロワT4のゲート電極にも接続するようにし、前
記トランジスタホロワT4のソースを、トランジ
スタホロワT4と電流源T5との間に直列に接続し
た2つのダイオードD1およびD2に接続する。
NORゲートの2つの等価入力はトランジスタT1
およびT2のゲート電極上に配置し、出力はトラ
ンジスタT5とダイオードD2間にあるトランジス
タT5のドレイン上に配置する。
第2b図から分るように、第1図示の回路の論
理構成は第2a図に示すNORゲートにより実現
することができる。
理構成は第2a図に示すNORゲートにより実現
することができる。
しかし、ワイヤドORゲートは特定の方法で得
るようにしている。すなわち、ゲートG3および
G4に関しては、ダイオードD1およびD2ならびに
トランジスタT5を共通に接続する。したがつて、
これら2つのゲートのアセンブリは2つのトラン
ジスタホロワT4を有するが、ダイオードD1,D2,
T5を含むトランジスタ段は1つだけである。ま
た、この場合、出力Qは共通トランジスタT5の
ドレイン上に導出されるように配置する。これは
ゲートG5およびG6についても同様で、出力は
共通トランジスタのドレイン上に導出される。
るようにしている。すなわち、ゲートG3および
G4に関しては、ダイオードD1およびD2ならびに
トランジスタT5を共通に接続する。したがつて、
これら2つのゲートのアセンブリは2つのトラン
ジスタホロワT4を有するが、ダイオードD1,D2,
T5を含むトランジスタ段は1つだけである。ま
た、この場合、出力Qは共通トランジスタT5の
ドレイン上に導出されるように配置する。これは
ゲートG5およびG6についても同様で、出力は
共通トランジスタのドレイン上に導出される。
また、転移時間について〓1≧(〓3+〓4)の関
係を成立させるため、始めはマスター段とスレー
ブ段のゲートを同一とし、マスターにおける転移
時間を増加させるか、スレーブにおける転移時間
を減少させるかのいずれかの方法をとることが可
能であるが、マスター段における転移時間を増や
すことは、回路が作動しうる最高周波数が低くな
るという見知から興味あることではない。したが
つて、このような環境では、スレーブ段における
転移時間を減少させることが必要である。
係を成立させるため、始めはマスター段とスレー
ブ段のゲートを同一とし、マスターにおける転移
時間を増加させるか、スレーブにおける転移時間
を減少させるかのいずれかの方法をとることが可
能であるが、マスター段における転移時間を増や
すことは、回路が作動しうる最高周波数が低くな
るという見知から興味あることではない。したが
つて、このような環境では、スレーブ段における
転移時間を減少させることが必要である。
1つの解決法はスレーブ段のNORゲートのト
ランジスタT1およびT2の寸法を増大させること
で、この方法は必然的に電力消費が増えるという
欠点を有するが、マスター段のゲートがきわめて
小であり、その電力消費が極度に少ないという事
実により、スレーブ段の電力消費量の増加はきわ
めて少なくて済む。
ランジスタT1およびT2の寸法を増大させること
で、この方法は必然的に電力消費が増えるという
欠点を有するが、マスター段のゲートがきわめて
小であり、その電力消費が極度に少ないという事
実により、スレーブ段の電力消費量の増加はきわ
めて少なくて済む。
また、他の解決法は、マスター段のゲートのス
レシヨールドレベルをシフトさせることで、これ
により所望の遅延を得ることができ、しかも発振
の問題も全然起こらない。
レシヨールドレベルをシフトさせることで、これ
により所望の遅延を得ることができ、しかも発振
の問題も全然起こらない。
最良の結果を与える解決法はトランジスタの寸
法とトランスレータ段の極性を操作することであ
る。
法とトランスレータ段の極性を操作することであ
る。
本発明の一実施例においては、トランジスタの
寸法を表4から選定するようにしている。表4に
おいて、Wはトランジスタの単位サイズである。
寸法を表4から選定するようにしている。表4に
おいて、Wはトランジスタの単位サイズである。
例えば、W=20〓m,VDD=4V,Vss=−3V,
ピンチオフ電圧VT=−2Vでトランジスタのゲー
ト長Lが0.6〓mの場合には、最高周波数nax=
5GHz、消費電力P=280mWが得られる。
ピンチオフ電圧VT=−2Vでトランジスタのゲー
ト長Lが0.6〓mの場合には、最高周波数nax=
5GHz、消費電力P=280mWが得られる。
これは、既知のダイヤグラムにしたがつて製造
した回路により4GHzを上廻る周波数値を得るこ
とがきわめて困難なことを考慮した場合、大幅な
進歩改良があつたことを示している。
した回路により4GHzを上廻る周波数値を得るこ
とがきわめて困難なことを考慮した場合、大幅な
進歩改良があつたことを示している。
このように、本発明によるときは、低価格、低
消費電力の集積形2分周回路をギガヘルツGHz帯
周波数領域で実現することが可能となる。
消費電力の集積形2分周回路をギガヘルツGHz帯
周波数領域で実現することが可能となる。
本発明は5GHzまでの周波数領域における信号
処理への適用に限定されるものでないこと当然で
ある。また、本発明は本明細書記載の実施例に限
定されるものでなく、、他の変形をも包含するも
のである。
処理への適用に限定されるものでないこと当然で
ある。また、本発明は本明細書記載の実施例に限
定されるものでなく、、他の変形をも包含するも
のである。
第1図はNORゲートおよびORゲートにより形
成したマスタースレーブT形フリツプフロツプの
回路図、第2a図はBFL論理のNORゲートの回
路図、第2b図はNORゲートの記号形状をBFL
論理の否定(インバータ)ゲートによる表示に置
き換えたマスタースレーブT形フリツプフロツプ
を示す回路図、第3図は入力信号または出力信号
に対する種々の入力(取得)段または転送段にお
ける波形を示す図、第4図はトランジスタの寸法
を示す表である。 G1〜G6……NORゲート、G7,G8……ワイヤド
ORゲート、H,I1,I2………入力、E1,〜E6,
Q,,S……出力、T1,T2……共通ソース空
乏形MESFETトランジスタ、T3……共通ドレイ
ンチヤージトランジスタ、T4…共通ドレイント
ランジスタホロワ、T5……電流源トランジスタ、
D1,D2……ダイオード、VDD,Vss……D.C電源。
成したマスタースレーブT形フリツプフロツプの
回路図、第2a図はBFL論理のNORゲートの回
路図、第2b図はNORゲートの記号形状をBFL
論理の否定(インバータ)ゲートによる表示に置
き換えたマスタースレーブT形フリツプフロツプ
を示す回路図、第3図は入力信号または出力信号
に対する種々の入力(取得)段または転送段にお
ける波形を示す図、第4図はトランジスタの寸法
を示す表である。 G1〜G6……NORゲート、G7,G8……ワイヤド
ORゲート、H,I1,I2………入力、E1,〜E6,
Q,,S……出力、T1,T2……共通ソース空
乏形MESFETトランジスタ、T3……共通ドレイ
ンチヤージトランジスタ、T4…共通ドレイント
ランジスタホロワ、T5……電流源トランジスタ、
D1,D2……ダイオード、VDD,Vss……D.C電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ギガヘルツGHz帯周波数領域の制御信号H用
の単一入力ならびにBFL論理の2つの相補出力
Qおよびを含むマスター スレーブ フリツプ
フロツプ形式の集積回路状2分周回路におい
て、 “マスター”段を2つのNORゲートG1,G2に
より形成し、第1NORゲートG1の入力に制御信
号Hおよび第1帰還出力信号を、第2NORゲー
トG2の入力に制御信号Hおよび第2帰還出力信
号Qを供給するようにするとともに、“スレーブ”
段を4つのNORゲートG3,G4,G5およびG6によ
り形成し、その第1NORゲートG3の入力に該マ
スター段の第1NORゲートG1の出力信号E1およ
び第1帰還出力信号を、第2NORゲートG4の
入力に第1帰還出力信号および制御信号Hを、
第3NORゲートG5の入力に制御信号Hおよび第
2帰還出力信号Qを、また第4NORゲートG6の
入力に該マスター段の第2NORゲートG2の出力
信号E2および第2帰還出力信号Qを供給するよ
うにし、前者の2つのNORゲートG2およびG4の
出力をワイヤドORゲートG7の形状に相互接続し
て第2出力信号Qを導出させるようにし、後者の
2つのNORゲートG5およびG6の出力をワイヤド
ORゲートG8の形状に相互接続して第1出力信号
Qを導出させるよう形成したことを特徴とする2
分周回路。 2 レベルトランスレータ段を後段に配置した否
定回路(インバータ)形ゲートを包含させる技術
を用いて、空乏形MESFETトランジスタにより
ガリウム砒素基板上に集積化するようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の2分周
回路。 3 該マスター段G1,G2における転移(トラン
ジツト)時間〓1と、該スレーブ段の第1および
第2NORゲートG3,G4における転移時間〓3と、
該スレーブ段の第3および第4NORゲートG5,
G6における転移時間〓4との間に、次の不等式、 〓1≧(〓3+〓4) が成立するよう各トランジスタを調和させるよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の2分周回路。 4 使用する制御信号の周波数を5GHzのオーダ
ーとし、かつ最大作動周波数が次式、すなわち nax=1/(〓1+〓3+〓4) により定義されるようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項
に記載の2分周回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8310739 | 1983-06-29 | ||
| FR8310739A FR2548487B1 (fr) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Diviseur de frequence par deux |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016027A JPS6016027A (ja) | 1985-01-26 |
| JPH0528007B2 true JPH0528007B2 (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=9290293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130194A Granted JPS6016027A (ja) | 1983-06-29 | 1984-06-26 | 2分周回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4623801A (ja) |
| EP (1) | EP0130645B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6016027A (ja) |
| DE (1) | DE3465676D1 (ja) |
| FR (1) | FR2548487B1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8502811A (nl) * | 1985-10-15 | 1987-05-04 | Philips Nv | Geintegreerde geheugenschakeling. |
| EP0262412A1 (de) * | 1986-09-01 | 1988-04-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Lastangepasster Taktgenerator in CMOS-Schaltungen |
| US4965863A (en) * | 1987-10-02 | 1990-10-23 | Cray Computer Corporation | Gallium arsenide depletion made MESFIT logic cell |
| JPH0683065B2 (ja) * | 1988-02-09 | 1994-10-19 | 沖電気工業株式会社 | 分周回路 |
| FR2627917A1 (fr) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Radiotechnique Compelec | Element de memoire du type maitre-esclave et bascule pour diviseur de frequence par 2 comportant de tels elements de memoire |
| FR2641426B1 (fr) * | 1988-12-30 | 1991-03-15 | Labo Electronique Physique | Dispositif semiconducteur integre incluant un diviseur de frequences pour applications hyperfrequences |
| US6700425B1 (en) | 2001-10-30 | 2004-03-02 | Integrated Device Technology, Inc. | Multi-phase clock generators that utilize differential signals to achieve reduced setup and hold times |
| US6573775B2 (en) | 2001-10-30 | 2003-06-03 | Integrated Device Technology, Inc. | Integrated circuit flip-flops that utilize master and slave latched sense amplifiers |
| US7379723B2 (en) * | 2004-07-29 | 2008-05-27 | Silicon Laboratories Inc. | Local oscillator and mixer for transceiver |
| US8615205B2 (en) | 2007-12-18 | 2013-12-24 | Qualcomm Incorporated | I-Q mismatch calibration and method |
| US8970272B2 (en) | 2008-05-15 | 2015-03-03 | Qualcomm Incorporated | High-speed low-power latches |
| US8712357B2 (en) | 2008-11-13 | 2014-04-29 | Qualcomm Incorporated | LO generation with deskewed input oscillator signal |
| US8718574B2 (en) | 2008-11-25 | 2014-05-06 | Qualcomm Incorporated | Duty cycle adjustment for a local oscillator signal |
| US8847638B2 (en) | 2009-07-02 | 2014-09-30 | Qualcomm Incorporated | High speed divide-by-two circuit |
| US8791740B2 (en) * | 2009-07-16 | 2014-07-29 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for reducing average current consumption in a local oscillator path |
| US8854098B2 (en) | 2011-01-21 | 2014-10-07 | Qualcomm Incorporated | System for I-Q phase mismatch detection and correction |
| US9154077B2 (en) | 2012-04-12 | 2015-10-06 | Qualcomm Incorporated | Compact high frequency divider |
| GB2573795B (en) | 2018-05-17 | 2023-01-11 | Pragmatic Printing Ltd | AND gates and clock dividers |
| GB2611882B (en) * | 2018-05-17 | 2023-07-05 | Pragmatic Printing Ltd | AND gates and clock dividers |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2483146A1 (fr) | 1980-05-23 | 1981-11-27 | Thomson Csf | Operateur logique rapide, a grande entrance, a fonction logique complexe, utilisant au moins un transistor a effet de champ a faible tension de seuil |
| US4450369A (en) | 1981-05-07 | 1984-05-22 | Schuermeyer Fritz L | Dynamic MESFET logic with voltage level shift circuit |
| DE3276988D1 (en) | 1981-09-30 | 1987-09-17 | Toshiba Kk | Logic circuit operable by a single power voltage |
-
1983
- 1983-06-29 FR FR8310739A patent/FR2548487B1/fr not_active Expired
-
1984
- 1984-06-19 US US06/622,351 patent/US4623801A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-06-25 EP EP84200914A patent/EP0130645B1/fr not_active Expired
- 1984-06-25 DE DE8484200914T patent/DE3465676D1/de not_active Expired
- 1984-06-26 JP JP59130194A patent/JPS6016027A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0130645A1 (fr) | 1985-01-09 |
| FR2548487A1 (fr) | 1985-01-04 |
| DE3465676D1 (en) | 1987-10-01 |
| FR2548487B1 (fr) | 1985-10-25 |
| US4623801A (en) | 1986-11-18 |
| JPS6016027A (ja) | 1985-01-26 |
| EP0130645B1 (fr) | 1987-08-26 |
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