JPH0551209B2 - - Google Patents

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JPH0551209B2
JPH0551209B2 JP61248405A JP24840586A JPH0551209B2 JP H0551209 B2 JPH0551209 B2 JP H0551209B2 JP 61248405 A JP61248405 A JP 61248405A JP 24840586 A JP24840586 A JP 24840586A JP H0551209 B2 JPH0551209 B2 JP H0551209B2
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JP
Japan
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node
inverter
output terminal
terminal
becomes
Prior art date
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JP61248405A
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English (en)
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JPS63103511A (ja
Inventor
Makoto Yomo
Kotaro Tanaka
Yasushi Kawakami
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Priority to JP61248405A priority Critical patent/JPS63103511A/ja
Publication of JPS63103511A publication Critical patent/JPS63103511A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はフリツプフロツプに関し、特にデー
タフリツプフロツプおよびT−フリツプフロツプ
に関するものである。
(従来の技術) 従来、この種のフリツプフロツプ回路について
は、文献「フリツプフロツプ回路と計数回路の設
計」(昭和50年)東京電気大学出版局、第84頁〜
第89頁に記載されている。
第3図は一般のD−フリツプフロツプ回路を説
明するための回路図であり、6つのNORゲート
31〜36で構成される。CLはクロツクパルス
信号入力端子(以下クロツク端子という)であ
り、D及びはそれぞれデータパルス入力端子及
び逆相のデータパルス入力端子(以下データ端子
という)であり、Q及びはそれぞれ出力端子及
び逆相の出力端子である。
第4図は、第3図に示した回路において点線の
ように出力端子Qと逆相データ端子、逆相出力
端子とデータ端子Dをそれぞれ接続したT−フ
リツプフロツプ回路について、その動作を説明す
るためのタイムチヤートである。横軸は時刻t0〜
t5をとり、縦軸は第3図に示したクロツク端子
CL、ノードN1〜N4、出力端子Q及び逆相出
力端子の論理レベルをとつてある。以下図面を
用いて説明する。
第3図及び第4図に示すように、時刻t0におい
てクロツク端子CLが高レベル(以下Hという)
であり、出力端子Qが低レベル(以下Lという)、
逆相出力端子がHであるとする。このときノー
ドN2,N3はクロツク端子CLがHであるため
にともにLであり、ノードN1は出力端子Q、ノ
ードN2がともにLであるためにHであり、ノー
ドN4は逆相出力端子がHであるためLであ
る。回路はこの状態で安定である。次に時刻t1で
クロツク端子CLがLに変わるとノードN2はク
ロツク端子CLおよびノードN3がLであるため
ノードN1できまり、時刻t1でノードN1がHで
あるためノードN2はLである。同様にノードN
3は、時刻t1でノードN4がLであるためHに変
わる。逆相出力端子はノードN3がHのためL
に変わり、このため出力端子QはノードN2がL
であり、逆相出力端子がLに変わつたことによ
り、Hになる。N1は出力端子QがHのためにL
に変わり、ノードN4はノードN3がHのためL
である。回路はこの状態で安定になる。続いて時
刻t2でクロツク端子CLがHになるとノードN2,
N3はともにLになるがこのことにより出力端子
Qおよび逆相出力端子は変化しない。ノードN
1はLのままであるがノードN4はノードN3と
逆相出力端子とがともにLであるため、Hにな
る。回路はこの状態で安定になる。次に時刻t3で
クロツク端子CLがLになるとノードN2はノー
ドN1によりきまり、ノードN1がLであるた
め、ノードN2はHになる。ノードN3はノード
N4によりきまり、ノードN4がHのためノード
N3はLになる。出力端子QはノードN2がHに
なるためLになり逆相出力端子は出力端子Qお
よびN3がともにLであるため、Hになる。ノー
ドN1はノードN2がHになるためLのままであ
り、ノードN4は逆相出力端子がHになるため
Lになる。この状態で回路は安定する。続いて時
刻t4でクロツク端子CLがHになるとノードN2,
N3はLになる。このことにより出力端子Q、逆
相出力端子が変化することはない。ノードN1
は出力端子QがLでありノードN2がLになるた
め、Hになる。ノードN4は逆相出力端子がH
であるためLのままである。時刻t4で、回路は時
刻t0と同じ状態になり安定する。
以上のようにT−フリツプフロツプ回路は、ク
ロツク端子CLの立ち下がり時に、出力端子Qが
LとHのスイツチングを繰り返す1/2分周動作を
行う分周回路として用いられる。この回路のクリ
テイカルパスは、例えばノードN1がHのときは
ノードN1からNORゲート32を通り、ノード
N2を経てNORゲート35を通りさらにNORゲ
ート36を通りNORゲート34を通りノードN
4に至る道すじであり、この部分の遅延時間特性
によりこの回路の最高動作周波数が決定される。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら上述のようなフリツプフロツプ回
路では、NORゲート32およびNORゲート33
はフアンアウト数が3と大きく、これらのNOR
ゲートについては伝搬遅延時間が大きい。また
NORゲート段数が多く回路全体の遅延時間が大
きくなる。これらの理由により、高い周波数の入
力クロツクパルスでは正常に分周動作をしないと
いう問題点があつた。
そこで、この発明の目的は高い周波数の入力ク
ロツクパルスで正常に動作可能なフリツプフロツ
プ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) この発明は前記問題点を解決するために、2つ
のインバータ回路から成り互いに一方のインバー
タ回路の出力を他方のインバータ回路の入力とし
て帰還接続された基本フリツプフロツプ回路と、
前記基本フリツプフロツプ回路の入力及び出力に
それぞれ接続された電界効果トランジスタ(以下
FETという)及び増幅用インバータ回路とを設
け、入力信号がこのFETを介して前記基本フリ
ツプフロツプ回路に入力され、且つこのFETの
ゲートにはクロツクパルス信号が入力され、前記
基本フリツプフロツプ回路の出力が前記増幅用イ
ンバータ回路を介して出力されるように構成した
ものである。
(作用) 以上のようにこの発明によれば、増幅用インバ
ータ回路とFETを用いたトランスフアゲートに、
お互いの入力と出力を相互接続した2つのインバ
ータ回路により構成される基本フリツプフロツプ
回路を加えてフリツプフロツプ回路を構成してい
るので、フリツプフロツプ回路の最高動作周波数
を決めるクリテイカルパスの伝搬遅延時間を小さ
くすることができる。
(実施例) 第1図はこの発明の実施例を説明するためのフ
リツプフロツプ回路の回路図であり、第2図は第
1図に示したフリツプフロツプ回路の動作を説明
するためのタイムチヤートである。以下図面を用
いて説明する。
第1図に示したフリツプフロツプ回路は、マス
ター側とスレーブ側の両方にこの発明のフリツプ
フロツプ回路を用いたものであり、クロツクパル
ス入力端子CLと逆相クロツクパルス入力端子
と、データ入力端子Dと逆相データ入力端子
と、出力端子Qとこれと逆相の出力端子を有
し、この間にインバータ回路2つからなる基本フ
リツプフロツプ回路が2つと、増幅用インバータ
回路4つとFET4つが接続されている。
データ入力端子DはFET1のドレインに接続
され、逆相データ入力端子はFET2のドレイ
ンに接続されている。FET1のソースは第1の
基本フリツプフロツプ回路を構成するインバータ
3の入力と増幅用インバータ5の入力に接続さ
れ、FET2のソースは同じく第1の基本フリツ
プフロツプ回路を構成するインバータ4の入力
と、同じく増幅用インバータ6の入力に接続され
る。インバータ3の出力はインバータ4の入力に
帰還接続され、インバータ4の出力はインバータ
3の入力に帰還接続される。増幅用インバータ5
の出力はFET7のドレインに接続され、増幅用
インバータ6の出力はFET8のドレインに接続
される。FET7のソースは第2の基本フリツプ
フロツプ回路を構成するインバータ9の入力と、
増幅用インバータ11の入力に接続され、FET
8のソースは同じく第2の基本フリツプフロツプ
回路を構成するインバータ10の入力と同じく増
幅用インバータ12の入力に接続される。インバ
ータ9の出力はインバータ10の入力に帰還接続
され、インバータ10の出力はインバータ9の入
力に帰還接続される。増幅用インバータ11の出
力は出力端子Qに接続され増幅用インバータ12
の出力は逆相出力端子に接続される。
クロツクパルス入力端子CLはFET7のゲート
とFET8のゲートに接続され、逆相クロツクパ
ルス入力端子はFET1のゲートとFET2のゲ
ートに接続される。
次にこのフリツプフロツプ回路の動作を、第1
図に示した点線のように、増幅用インバータ11
の出力をFET2のドレインに接続し、増幅用イ
ンバータ12の出力をFET1のドレインに接続
した回路について第2図を用いて説明する。
第2図において、横軸は時刻t0〜t5をとり、縦
軸は第1図に示したクロツクパルス入力端子CL、
逆相クロツクパルス入力端子、ノードN11
〜N16、出力端子Q及び逆相出力端子の論理
レベルをとつてある。
第1図及び第2図に示すように、時刻t0におい
てクロツク端子CLがL、逆相クロツク端子が
H、ノードN11がH、ノードN12がL、ノー
ドN13がL、ノードN14がH、ノードN15
がH、ノードN16がL、出力端子QがL、逆相
出力端子がHであるとする。時刻t1においてク
ロツク端子がH、逆相クロツク端子がLになると
FET1とFET2とが非導通状態になり、FET7
とFET8とが導通状態になり、ノードN15が
L、ノードN16がHになり、従つて出力端子Q
がH、逆相出力端子がLになる。ノードN11
〜N14は変化しない。次に時刻t2でクロツク端
子CLがL、逆相クロツク端子がHになると、
FET1とFET2が導通状態になりFET7とFET
8が非導通状態になり、ノードN11がL、ノー
ドN12がHになり、ノードN13がH、ノード
N14がLになる。ノードN15,N16、出力
端子Q及び逆相出力端子は変化しない。続いて
時刻t3でクロツク端子CLがH、逆相クロツク端
子がLになるとノードN15がH、ノードN
16がLになり、出力端子QがL、逆相出力端子
QがHになる。ノードN11〜N14は変化しな
い。続いて時刻t4でクロツク端子CLがL、逆相
クロツク端子がHになるとノードN11がH、
ノードN12がLになり、ノードN13がL、ノ
ードN14がHになる。ノードN15,N16、
出力端子Q、逆相出力端子は変化しない。時刻
t4で時刻t0と同じ状態にもどる。
この回路のクリテイカルパスはデータ入力端子
Dから始まるとすればFET1を通りノードN1
1を経て増幅用インバータ5を通りノードN13
を経てFET7を通りノードN15を経て増幅用
インバータ11を通り出力端子Qにいたる道すじ
であり、FET1、増幅用インバータ5、FET7、
増幅用インバータ11の伝搬遅延時間特性により
この回路の最高動作周波数が決まる。
以上詳細に説明したように本発明実施例のフリ
ツプフロツプ回路では、クリテイカルパスの
FETやインバータが従来の回路のNORゲートよ
りもフアンアウト数が小さく伝搬遅延時間を短く
できるので最高動作周波数を高くすることができ
る。例えば計算機によるシミユレーシヨンでは、
本発明実施例の回路は従来の回路の1.5倍の周波
数で動作することを確認した。また、従来の回路
にくらべ、基本フリツプフロツプ回路を構成する
インバータ回路に対し、増幅用インバータ回路の
駆動能力の設定の自由度が大きく、より適切な動
作を実現することが容易である。
尚、本発明の実施例では、基本フリツプフロツ
プ回路を構成するインバータ回路3,4及びイン
バータ回路9,10にはともにFET1,2及び
増幅用インバータ回路5,6とFET7,8及び
増幅用インバータ回路11,12を設けている
が、D−フリツプフロツプとして用いる場合
FET2,8及び増幅用インバータ回路6,12
は設けなくてもよく、また、T−フリツプフロツ
プとして用いる場合FET2,8及び増幅用イン
バータ回路6,11は設けなくてもよい。また、
増幅用インバータ回路5,6,11,12の入力
はそれぞれ基本フリツプフロツプ回路を構成する
インバータ回路3,4,9,10の入力に接続し
ているが、増幅用インバータ回路5,6,11,
12の入力はそれぞれインバータ回路3,4,
9,10の出力に接続してもよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、この発明によれば
増幅用インバータ回路とFETを用いたトランス
フアゲートに、お互いの入力と出力を相互接続し
た2つのインバータ回路により構成される基本フ
リツプフロツプ回路を加えてフリツプフロツプ回
路を構成しているので、フリツプフロツプ回路の
最高動作周波数を決めるクリテイカルパスの伝搬
遅延時間を小さくすることができ、したがつて最
高動作周波数が高く且つ適切な動作を行うフリツ
プフロツプ回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明の実施例を説明す
るためのフリツプフロツプ回路図及びその動作を
説明するためのタイムチヤートであり、第3図及
び第4図は従来のフリツプフロツプ回路図とその
動作を説明するためのタイムチヤートである。 D……データ入力端子、……逆相データ入力
端子、CL……クロツクパルス入力端子、……
逆相クロツクパルス入力端子、Q……出力端子、
Q……逆相出力端子、1,2,7,8……FET、
3,4,9,10……インバータ回路、5,6,
11,12……増幅用インバータ回路、N1〜N
4,N11〜N16……ノード、31〜36……
NORゲート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第一および第二インバータ回路からなり、一
    方のインバータ回路の出力端子が他方のインバー
    タ回路の入力端子に互いに接続された基本フリツ
    プフロツプ回路と、 データ入力端子と前記第一のインバータ回路の
    入力端子との間に接続された第一の電界効果トラ
    ンジスタと、 逆相データ入力端子と前記第二のインバータ回
    路の入力端子との間に接続された第二の電界効果
    トランジスタと、 逆相データ出力端子と前記第一のインバータ回
    路の入力端子との間に接続された第一の増幅用イ
    ンバータ回路と、 データ出力端子と前記第二のインバータ回路の
    入力端子との間に接続された第二の増幅用インバ
    ータ回路とを有し、 前記第一および第二の電界効果トランジスタの
    ゲートにのみクロツクパルス信号が入力されるこ
    とを特徴とするフリツプフロツプ回路。
JP61248405A 1986-10-21 1986-10-21 フリツプフロツプ回路 Granted JPS63103511A (ja)

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US4939384A (en) * 1988-10-03 1990-07-03 Oki Electric Industry Co., Ltd Flip-flop circuit
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JPS6070817A (ja) * 1983-09-28 1985-04-22 Hitachi Ltd 論理回路

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