JPH0619702B2 - Full adder circuit - Google Patents

Full adder circuit

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JPH0619702B2
JPH0619702B2 JP60245397A JP24539785A JPH0619702B2 JP H0619702 B2 JPH0619702 B2 JP H0619702B2 JP 60245397 A JP60245397 A JP 60245397A JP 24539785 A JP24539785 A JP 24539785A JP H0619702 B2 JPH0619702 B2 JP H0619702B2
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transistor
data signal
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二郎 島田
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全加算回路に関し、特に電界効果トランジスタ
(以下FETと略記する)により構成するのに適する全
加算回路に関する。
The present invention relates to a full adder circuit, and more particularly to a full adder circuit suitable for being configured by a field effect transistor (hereinafter abbreviated as FET).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

CMOS論理ゲートを組合せて構成した全加算回路が多
用されている。複数ビットの全加算回路は、ビット数に
等しい数の1ビット全加算器で構成することができる。
A full adder circuit configured by combining CMOS logic gates is often used. The multi-bit full adder circuit can be configured by a 1-bit full adder whose number is equal to the number of bits.

第2図は、従来のかかる1ビット全加算器の一例を示す
論理回路図である。
FIG. 2 is a logic circuit diagram showing an example of such a conventional 1-bit full adder.

第2図において、31・34・35・38はNORゲー
ト、32・36・39はNANDゲート、33・37は
NOTゲートである。破線で囲んだ二つの部分はそれぞ
れ1ビット半加算器となっており、このように二つの1
ビット半加算器と一つのNANDゲートとで1ビット全
加算器を構成することができる。
In FIG. 2, 31.34.35.38 are NOR gates, 32.36.39 are NAND gates, and 33.37 are NOT gates. The two parts surrounded by the broken line are each a 1-bit half adder.
A 1-bit full adder can be configured with a bit half adder and one NAND gate.

第2図に示す従来例は、入力データ信号A・Bと入力桁
上げ信号Ciとを入力し、加算データ信号Sと出力桁上
げ信号C0とを出力する。
In the conventional example shown in FIG. 2, the input data signals A and B and the input carry signal C i are input, and the addition data signal S and the output carry signal C 0 are output.

第3図は、第2図に示す従来例の入出力関係、すなわち
1ビット全加算器一般の入出力関係を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the input / output relationship of the conventional example shown in FIG. 2, that is, the input / output relationship of a general 1-bit full adder.

第3図に図示する入出力関係はまた、二つの論理式によ
り、 S=(A・+・B)・▲▼ +(A・B+・)・Ci ………(1) C0=A・B+B・Ci+Ci・A ………(2) と表現される。
The input / output relationship shown in FIG. 3 is also expressed by two logical expressions: S = (A • + • B) • ▲ ▼ + (A • B + •) • C i ……… (1) C 0 = A・ B + B ・ C i + C i・ A ... (2)

周知のように、CMOSのNORゲート・ NANDゲートはそれぞれ4FETを要し、同じくNO
Tゲートは2FETを要するから、第2図に示す従来例
は32FETを必要とする。第2図に示す従来例で構成
される16ビットの全加算回路は512FETを必要と
する。
As is well known, the NOR gate and the NAND gate of CMOS each require 4 FETs.
Since the T gate requires 2 FETs, the conventional example shown in FIG. 2 requires 32 FETs. The 16-bit full adder configured in the conventional example shown in FIG. 2 requires 512 FETs.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

以上説明したように従来の全加算回路は、1ビットあた
りの必要FET数が多いので、高価であり、消費電力が
大きく、また配線が複雑になり配線長が長くなるので演
算速度が遅いという欠点がある。
As described above, the conventional full adder circuit has a large number of required FETs per bit, so that it is expensive, consumes a large amount of power, and has complicated wiring and long wiring. There is.

本発明の目的は、上記欠点を解決して必要FET数が少
い、したがって経済的であり、消費電力が小さく、かつ
配線が簡単であり演算速度が速い全加算回路を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a full adder circuit which requires a small number of FETs, is therefore economical, consumes less power, has simple wiring, and has a high operation speed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の全加算回路は、第一・第二・第三・第四・第五
・第六・第七のスイッチ手段と、第一の導電形である電
界効果形の第一・第二・第三・第四・第五・第六・第七
のトランジスタと、前記第一の導電形と異なる第二の導
電形である電界効果形の第八・第九・第十・第十一・第
十二・第十三・第十四・第十五・第十六のトランジスタ
とを備え、前記第一・第二のトランジスタの、ソースを
電源の第一の端子に共通に、ゲートを前記第一・第二の
スイッチ手段を介して前記電源の前記第一の端子に、ド
レインを前記第三・第四のスイッチ手段を介して前記電
源の第二の端子に接続し、前記第三・第四のトランジス
タと前記第五・第六・第七のトランジスタとを直列並列
に接続し、前記第三・第五のトランジスタのソースを前
記電源の前記第一の端子に共通に接続し、前記第四・第
七のトランジスタのドレインを共通に前記第五のスイッ
チ手段を介して加算データ信号端子に接続し、前記第八
・第九のトランジスタと前記第十・第十一のトランジス
タと前記第十二・第十三のトランジスタとを直列並列に
接続し、前記第八・第十・第十二のトランジスタのドレ
インを前記第一のトランジスタのゲートに共通に接続
し、前記第九・第十一・第十三のトランジスタのソース
を前記電源の前記第二の端子に共通に接続し、前記第十
四・第十五・第十六のトランジスタを直列に接続し、前
記第十四のトランジスタのドレインを前記第六のスイッ
チ手段を介して前記第二のトランジスタのゲートに接続
し、前記第十六のトランジスタのソースを前記電源の前
記第二の端子に接続し、前記第五・第六・第七のトラン
ジスタの組と前記第十四・第十五・第十六のトランジス
タの組との、それぞれいずれか一つのトランジスタのゲ
ートを第一の入力データ信号端子に共通に、残るそれぞ
れ二つのトランジスタのそれぞれ一方のゲートを第二の
入力データ信号端子に共通に、それぞれ他方のゲートを
入力桁上げ信号端子に共通に接続し、前記第八・第九・
第十・第十一・第十二・第十三のトランジスタをたがい
に直列接続されない二つのトランジスタからなる組に分
けた三つの組のうち、いずれか一つの組の二つのゲート
を前記第一の入力データ信号端子に共通に、残る二つの
組の一方の二つのゲートを前記第二の入力データ信号端
子に共通に、他方の二つのゲートを前記入力桁上げ信号
端子に共通に接続し、前記第三・第四のトランジスタの
ゲートの、いずれか一方を前記第一のトランジスタのゲ
ートに、他方を前記第二のトランジスタのドレインに接
続し、前記第一のトランジスタのドレインを出力桁上げ
信号端子に接続し、前記加算データ信号端子を前記第七
のスイッチ手段を介して前記電源の前記第二の端子に接
続する1ビットの全加算器を具備して構成される。
The full adder circuit of the present invention comprises first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh switch means, and a first conductivity type field effect type first, second ,. Third, fourth, fifth, sixth and seventh transistors, and field effect type eighth, ninth, tenth, eleventh, which is a second conductivity type different from the first conductivity type. Twelfth, thirteenth, fourteenth, fifteenth and sixteenth transistors, wherein the sources of the first and second transistors are common to the first terminal of the power supply and the gate is The first and second switch means are connected to the first terminal of the power supply, and the drain is connected to the second terminal of the power supply via the third and fourth switch means, and the third A fourth transistor and the fifth, sixth, and seventh transistors are connected in series and parallel, and the sources of the third and fifth transistors are connected to the first of the power source. Commonly connected to a terminal, the drains of the fourth and seventh transistors are commonly connected to the addition data signal terminal through the fifth switch means, and the eighth and ninth transistors and the tenth An eleventh transistor and the twelfth and thirteenth transistors are connected in series and parallel, and the drains of the eighth, tenth and twelfth transistors are commonly connected to the gate of the first transistor. The sources of the ninth, eleventh, and thirteenth transistors are commonly connected to the second terminal of the power source, and the fourteenth, fifteenth, and sixteenth transistors are connected in series. The drain of the fourteenth transistor is connected to the gate of the second transistor through the sixth switch means, and the source of the sixteenth transistor is connected to the second terminal of the power supply. The 5th and 5th The gate of any one of the seventh set of transistors and the fourteenth, fifteenth, and sixteenth set of transistors is commonly used for the first input data signal terminal One gate of each of the two transistors is commonly connected to the second input data signal terminal, and the other gate of each of the two transistors is commonly connected to the input carry signal terminal.
Of the three groups of the tenth, eleventh, twelfth, and thirteenth transistors divided into groups of two transistors that are not connected in series with each other, one of the two gates of the first group is the first group. Common to the input data signal terminal of, two gates of the remaining two sets are commonly connected to the second input data signal terminal, the other two gates are commonly connected to the input carry signal terminal, One of the gates of the third and fourth transistors is connected to the gate of the first transistor and the other is connected to the drain of the second transistor, and the drain of the first transistor is output as a carry signal. It comprises a 1-bit full adder connected to the terminal and connecting the addition data signal terminal to the second terminal of the power supply via the seventh switch means.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例を示す図面を参照して本発明について詳細に
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating an embodiment.

第1図は、本発明の全加算回路の一実施例を示す回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the full adder circuit of the present invention.

第1図に示す実施例は2ビットの全加算回路であり、下
位ビット用の1ビット全加算器1と、上位ビット用の1
ビット全加算器2とを具備して構成されている。1ビッ
ト全加算器1には、入力データ信号A1・B1と入力桁上
げ信号Ci1とプリチャージ信号P・とイネーブル信号
12とが入力し、加算データ信号1と出力桁上げ信
号C01とが出力する。1ビット全加算器2には、入力デ
ータ信号A2・B2と入力桁上げ信号Ci2とプリチャージ
信号P・とイネーブル信号E12とが入力し、加算
データ信号2と出力桁上げ信号C02とが出力する。出
力桁上げ信号C01の端子は、入力桁上げ信号Ci2の端子
に接続される。
The embodiment shown in FIG. 1 is a 2-bit full adder circuit. It has a 1-bit full adder 1 for lower bits and a 1-bit full adder for upper bits.
And a bit full adder 2. The 1-bit full adder 1 receives the input data signals A 1 and B 1 , the input carry signal C i1 , the precharge signal P, and the enable signal E 1 and 2, and adds the addition data signal 1 and the output carry signal. The signal C 01 is output. The 1-bit full adder 2 receives the input data signals A 2 and B 2 , the input carry signal C i2 , the precharge signal P, and the enable signal E 1 and 2, and adds the added data signal 2 and the output carry signal. The signal C 02 is output. The terminal of the output carry signal C 01 is connected to the terminal of the input carry signal C i2 .

1ビット全加算器1は、P形のFETP1〜P10とN形
のFETN1〜N13とを備えて構成されている。FET
1・P3の、ソースは電源電圧VDD の端子に、ゲートは
プリチャージ信号の端子に接続されている。FETN
7・N12・N13の、ソースは電源電圧VSSの端子に、ゲート
はプリチャージ信号Pの端子に接続されている。FET
10 の、ドレインは加算データ信号1の端子とFET
13 のドレインとに、ゲートはイネーブル信号2の端
子に接続されている。FETN11の、ドレインはFET
3のドレインに、ゲートはイネーブル信号E1 の端子
に接続されている。FETP2・P4の、ソースは電源電
圧VDDの端子に、ゲートはFETP1・P3のドレインに、
ドレインはFETN7・N12のドレインに接続されてい
る。FETP5.P6 とFETP7・P8・P9とは直列並列
に接続され、FETP5・P7 のソースとFETP5・P6
のドレインとは電源電圧VDD の端子とFETP10のソー
スとに接続され、FETP5〜P9のゲートはFETP2
のゲート・FETP4のドレイン・入力データ信号B1
端子・入力信号A1の端子・入力桁げ信号Ci1の端子に
接続されている。FETN1・N2とFETN3・N4とFE
TN5・N6とは直列並列に接続され、FETN1・N3・N5
のソースとFETN2・N4・N6のドレインとは電源電圧V
SSの端子とFETP2のゲートとに接続され、FETN1
・N6のゲートとFETN3・N5のゲートとFETN2・N
4のゲートとは入力データ信号A1の端子と入力データ信
号B1の端子と入力桁上げ信号Ci1の端子とに接続され
ている。FETN8〜N10 は直列に接続され、FETN
8のソースとFETN10 のドレインとは電源電圧VSS
端子とFETN11 のソースとに接続され、FETN8〜N10
のゲートは入力データ信号B1・入力データ信号A1
入力桁上げ信号Ci1の端子に接続されている。FETP
2 のドレインはまた、出力桁上げ信号C01の端子にも接
続されている。
The 1-bit full adder 1 includes P-type FETs P 1 to P 10 and N-type FETs N 1 to N 13 . FET
The sources of P 1 and P 3 are connected to the power supply voltage VDD terminal, and the gates are connected to the precharge signal terminal. FETN
The sources of 7 · N 12 · N 13 are connected to the terminals of the power supply voltage V SS , and the gates thereof are connected to the terminals of the precharge signal P. FET
The drain of P 10 is the terminal of the addition data signal 1 and the FET
The gate is connected to the drain of N 13 and the terminal of the enable signal 2 . The drain of FETN 11 is FET
The drain of P 3 is connected to the gate of the enable signal E 1 . The source of FETP 2 · P 4 is the terminal of power supply voltage V DD , the gate is the drain of FETP 1 · P 3 ,
The drain is connected to the drains of FETs N 7 and N 12 . FETP 5 .P 6 and FETP 7 , P 8 and P 9 are connected in series and parallel, and the source of FETP 5 and P 7 and FETP 5 and P 6 are connected.
And a drain connected to the source terminal and FETP 10 of the power supply voltage V DD, a gate of FETP 5 ~P 9 is FETP 2
Of the gate, the drain of the FET P 4 , the terminal of the input data signal B 1 , the terminal of the input signal A 1 , and the terminal of the input carry signal C i1 . FETN 1・ N 2 and FETN 3・ N 4 and FE
TN 5 and N 6 are connected in series and in parallel, and FET N 1 N 3 N 5
Source and the drains of FETs N 2 , N 4 and N 6 are the power supply voltage V
It is connected to the terminal of SS and the gate of FETP 2 , and FETN 1
・ Gate of N 6 and FET N 3・ N 5 and FET N 2・ N
The gate of 4 is connected to the terminal of the input data signal A 1 , the terminal of the input data signal B 1 and the terminal of the input carry signal C i1 . FETN 8 to N 10 are connected in series, and FETN
The drain of the eighth source and FETn 10 of being connected to the source terminal and FETn 11 of the power supply voltage V SS, FETN 8 ~N 10
The gate of the input data signal B 1 · input data signal A 1 ·
It is connected to the terminal of the input carry signal C i1 . FETP
The drain of 2 is also connected to the terminal of the output carry signal C 01 .

1ビット全加算器2も1ビット全加算器1と同一の構成
であり、入力データ信号A2・入力データ信号B2・入力
桁上げ信号Ci2・加算データ信号2・出力桁上げ信号
02は、1ビット全加算器1の入力データ信号A1・入
力データ信号B1・入力桁上げ信号Ci1・加算データ信
1・出力桁上げ信号C01に対応している。
The 1-bit full adder 2 has the same configuration as the 1-bit full adder 1, and the input data signal A 2 , the input data signal B 2 , the input carry signal C i2 , the addition data signal 2, and the output carry signal C 02. Corresponds to the input data signal A 1 , the input data signal B 1 , the input carry signal C i1 , the addition data signal 1, and the output carry signal C 01 of the 1-bit full adder 1.

1ビット全加算器1・2はいずれも同じ動作をするか
ら、1ビット全加算器1の動作について説明する。
Since the 1-bit full adders 1 and 2 perform the same operation, the operation of the 1-bit full adder 1 will be described.

第4図は、1ビット全加算器1の動作を説明するための
タイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the 1-bit full adder 1.

プリチャージ信号Pは、第4図に図示するように周期的
に区間aで論理値“1”をとり、区間aに挾まれた区間
b・c……で論理値“0”をとる信号である。プリチャ
ージ信号は参照符号が示すようにプリチャージ信号P
と逆相の信号である。区間aの開始・終了のタイミング
をタイミングt5・t1とする。イネーブル信号E1は、タイ
ミングt1より遅くタイミングt5より早いタイミングt2
論理値“0”から論理値“1”に、タイミングt5に論理
値“1”から論理値“0”に変る信号である。イネーブ
ル信号2は、タイミングt2より遅くタイミングt5 より
早いタイミングt3に論理値“1”から論理値“0”に、
タイミングt5に論理値“0”から論理値“1”に変る信
号である。
As shown in FIG. 4, the precharge signal P is a signal that periodically takes a logical value “1” in the section a and takes a logical value “0” in the sections b and c ... is there. The precharge signal is the precharge signal P as indicated by the reference numeral.
And the opposite phase signal. The timings of the start and end of the section a are set to timings t 5 and t 1 . Enable signal E 1 is a logical value "1" from logic "0" at the earliest timing t 2 later than the timing t 5 the timing t 1, changed to a logic "0" from logic "1" with the timing t 5 It is a signal. The enable signal 2 changes from the logical value “1” to the logical value “0” at the timing t 3 which is later than the timing t 2 and earlier than the timing t 5 .
It is a signal that changes from a logical value “0” to a logical value “1” at timing t 5 .

まず区間aにおける動作について説明する。First, the operation in the section a will be described.

入力データ信号A1・B1 と入力桁上げ信号Ci1とをこの
区間論理値“0”にする。その結果FETN1〜N6・N8
〜N10がオフとなる。この区間FETP1がオンであり
FETN1〜N6がオフであるからFETP2のゲートが
電源電圧VDD (論理値“1”の電圧)にチャージされ
る。その結果FETP2がオフとなり、FETN7はオン
であるからFETP2のドレインは電源電圧VSS(論理値
“0”の電圧)にチャージされる。したがって出力桁上
げ信号C01は論理値“0”になる。FETP3がオン、
FETN8〜N10がオフであることから、FETP4のゲ
ートが電源電圧VDDにチャージされる。その結果FET
4がオフになり、FETN12 がオンであることからF
ETP6のゲートは電源電圧VSS にチャージされる。F
ETP10 がオフ、FETN13 がオンであることから、
FETP10のドレインは電源電圧VSSにチャージされ
る。したがって加算データ信号1も論理値“0”にな
る。このように区間aは、FETP2・P4 のゲートを電
源電圧VDD に、FETP2・P10のドレインとFETP6
のゲートとを電源電圧VSSにプリチャージして演算サイ
クルの初期状態にセットする区間である。FETP1・P
3・N7・N12・N13はこのプリチャージ動作を制御するス
イッチとして動作している。
The input data signals A 1 and B 1 and the input carry signal C i1 are set to the section logical value “0”. As a result, FETs N 1 to N 6 and N 8
~ N 10 is turned off. Since the FET P 1 is ON and the FETs N 1 to N 6 are OFF in this section, the gate of the FET P 2 is charged to the power supply voltage V DD (voltage of logical value “1”). As a result, the FET P 2 is turned off and the FET N 7 is turned on, so that the drain of the FET P 2 is charged to the power supply voltage V SS (voltage of logical value “0”). Therefore, the output carry signal C 01 has the logical value “0”. FETP 3 is on,
FETn 8 to N 10 is because it is off, the gate of the FETP 4 is charged to the supply voltage V DD. As a result FET
Since P 4 is off and FETN 12 is on, F
The gate of ETP 6 is charged to the power supply voltage V SS . F
Since ETP 10 is off and FETN 13 is on,
The drain of FET P 10 is charged to the power supply voltage V SS . Therefore, the addition data signal 1 also has the logical value "0". As described above, in the section a, the gates of the FETs P 2 and P 4 are set to the power supply voltage V DD , the drains of the FETs P 2 and P 10 and the FET P 6 are connected.
And the gate of is precharged to the power supply voltage V SS and set to the initial state of the operation cycle. FETP 1・ P
3 · N 7 · N 12 · N 13 is operating as a switch for controlling the precharge operation.

区間bは、入力データ信号A1・入力データ信号B1・入
力桁上げ信号Ci1が論理値“1”・“0”・“1”であ
る場合の演算区間である。タイミングt1の後FETP1
がオフ、FETN1・N2がオンになるから、FETP2
ゲートが電源電圧VSS になり、その結果FETP2がオ
ンになる。一方、FETN7はオフになるからFETP2
のドレイン電圧が立上り、出力桁上げ信号C01として論
理値“1”が出力する。タイミングt2の後FETP3
オフFETN11 がオンになるがFETN8がオフになっ
ているからFETP4のゲートは電源電圧VDD のまま変
らず、その結果FETP6のゲートは電源電圧VSS のま
まであり、FETP6はオンである。またFETP5のゲ
ートは、FETP2のゲートと同電圧でありFETP2
と同時にオンになっている。一方FETN13はオフにな
っているから、タイミングt3の後FETP10 がオンに
なると、FETP10 のドレイン電圧が立上り、加算デ
ータ信号1として論理値“1”が出力する。タイミン
グt3の後、タイミングt5の前であるタイミングt4に加算
データ信号1・出力桁上げ信号C01をサンプルする。
すなわちタイミングt4は1ビット全加算器1の読出しタ
イミングである。
The section b is a calculation section when the input data signal A 1 , the input data signal B 1, and the input carry signal C i1 have the logical values “1”, “0”, and “1”. After timing t 1 , FETP 1
Is turned off and the FETs N 1 and N 2 are turned on, so that the gate of the FET P 2 becomes the power supply voltage V SS , and as a result, the FET P 2 is turned on. On the other hand, since FETN 7 is turned off, FETP 2
Drain voltage rises, the logic value "1" is outputted as an output carry signal C 01. After timing t 2 , FETP 3 is turned off, FETN 11 is turned on, but FETN 8 is turned off, so the gate of FETP 4 remains unchanged at the power supply voltage V DD , and as a result, the gate of FETP 6 is turned on at the power supply voltage V SS. And FETP 6 is on. The gate of the FETP 5 is a gate the same voltage as the FETP 2 FETP 2
At the same time it is turned on. On the other hand, since the FET N 13 is off, when the FET P 10 is turned on after the timing t 3 , the drain voltage of the FET P 10 rises and a logical value “1” is output as the addition data signal 1 . After the timing t 3 , the addition data signal 1 and the output carry signal C 01 are sampled at the timing t 4 which is before the timing t 5 .
That is, the timing t 4 is the read timing of the 1-bit full adder 1.

区間Cは、入力データ信号A1・入力データ信号B1・入
力桁上げ信号Ci1が論理値“0”・“0”・“1”であ
る場合の演算区間である。この場合、FETN1・N3・N
5・N6 がオフであることからFETP2のゲートは電源
電圧VDD のまま、すなわちFETP2はオフのままであ
るから、出力桁上げ信号C01は論理値“0”である。F
ETP2と同じくFETP5がオフであり、FETN8・N
9・P9がオフであることから、FETN11・P10がオン
になってもFETP4のゲートが電源電圧VDD、FETP
10 のドレインが電源電圧VSS であることは変らず、し
たがって加算データ信号1も論理値“0”である。
The section C is a calculation section when the input data signal A 1 , the input data signal B 1, and the input carry signal C i1 are logical values “0”, “0”, and “1”. In this case, FETN 1 · N 3 · N
Since 5 · N 6 is off, the gate of the FET P 2 remains at the power supply voltage V DD , that is, the FET P 2 remains off, so that the output carry signal C 01 has the logical value “0”. F
Like ETP 2 , FETP 5 is off, and FETN 8 · N
Since 9 · P 9 is off, even if FETN 11 · P 10 is turned on, the gate of FET P 4 is the power supply voltage V DD , and FETP is
The drain of 10 still has the power supply voltage V SS , and therefore the addition data signal 1 also has the logical value "0".

第5図は、1ビット全加算器1の入出力関係を示す論理
回路図である。
FIG. 5 is a logic circuit diagram showing the input / output relationship of the 1-bit full adder 1.

第1図における各FETと第5図における各論理ゲート
との対応について説明する。
The correspondence between each FET in FIG. 1 and each logic gate in FIG. 5 will be described.

FETN1・N2は共にオンになるときのみFETN2のド
レインと電源電圧VSS の端子との間をオンする。したが
ってFETN1・N2を、入力データ信号A1・入力桁上げ
信号Ci1を入力とするNANDゲート11として表現す
る。第5図において、 NANDゲート11の2入力信号線に符号N1・N2を付
記してあるのは、入力データ信号A1・入力桁上げ信号
i1がFETN1・N2のゲートに入力していることを示
している。同様にしてFETN3・N4ならびにFETN5
・N6をNANDゲート12ならびにNANDゲート13
として表現する。FETN2・N4・N6の少くとも一つの
ドレインと電源電圧VSS の端子との間がオンになるとF
ETP2のゲートが電源電圧VDD から電源電圧VSS に、
すなわち論理値“1”から論理“0”に変るので、FE
TN2・N4・N6のドレインをFETP2のゲートに並列接
続する信号線の部分をANDゲート14として表現す
る。FETP2のゲートが論理値“1”のままであると
FETP2のドレインは論理値“0”のままであり、ゲ
ートが論理値“0”に変るとドレインは論理値“1”に
変るから、FETP2をNOTゲート15として表現す
る。FETN8〜N10は、すべてがオンになるときのみ
FETP4のゲートを論理値“1”から論理値“0”に
するから、FETN8〜N10を NANDゲート16
として表現する。FETP4はFETP2と同様にしてN
OTゲート17として表現される。FETP5・P6 は、
共にオンのときのみFETP6のドレインと電源電圧VDD
の端子との間をオンにするから、NORゲート19と
して表現される。同様にしてFETP7〜P9をNORゲ
ート18として表現する。FETP6・P9の少くとも一
方のドレインと電源電圧VDD の端子との間のオンになる
とFETP10 のソースと電源電圧VDD の端子との間が
オンになるから、FETP6・P9 のドレインをFETP
10 のソースに並列接続する信号線の部分をORゲート
20として表現する。なお FETP10 は、加算デー
タ信号1を出力するタイミングを制御するイネーブル
スイッチとして動作し、論理動作には関係しない。同様
にFETN11 は、FETN8〜N10 のオンオフ状態を
FETP4のゲートの状態として読み出すタイミングを
制御するイネーブルスイッチとして動作し、論理動作に
は関係しない。プリチャージ動作を制御するFETP1・P3
7・N12・N13も論理動作には関係しない。
FETN 1 · N 2 is turned between a terminal of the drain of FETn 2 and the power supply voltage V SS only when both turned on. Therefore, the FETs N 1 and N 2 are expressed as the NAND gate 11 that receives the input data signal A 1 and the input carry signal C i1 . In FIG. 5, the reference numerals N 1 and N 2 are added to the two input signal lines of the NAND gate 11 so that the input data signal A 1 and the input carry signal C i1 are input to the gates of the FETs N 1 and N 2. It shows that it is doing. Similarly, FETN 3 · N 4 and FETN 5
A · N 6 NAND gate 12 and NAND gate 13
Express as. When at least one drain of the FETs N 2 , N 4, and N 6 and the terminal of the power supply voltage V SS are turned on, F
The gate of ETP 2 changes from the power supply voltage V DD to the power supply voltage V SS ,
That is, since the logical value "1" changes to the logical "0", FE
The portion of the signal line that connects the drains of TN 2 , N 4, and N 6 to the gate of FET P 2 in parallel is expressed as an AND gate 14. The drain of FETP 2 If left gate logic value "1" of the FETP 2 remains logic "0", because the gate is changed to a logic value "0" drain is changed to a logic value "1" , FETP 2 is represented as a NOT gate 15. FETn 8 to N 10, since everything is the logical value "0" to the gate of FETP 4 from the logical value "1" only when turned on, the FETN 8 ~N 10 NAND gate 16
Express as. FETP 4 is similar to FETP 2 in N
It is represented as an OT gate 17. FETP 5 and P 6 are
Only when both are on, the drain of FET P 6 and the power supply voltage V DD
It is expressed as a NOR gate 19 because it is turned on between the terminals of and. Similarly, the FETs P 7 to P 9 are expressed as the NOR gate 18. Since between the at least terminal of the source and the power supply voltage V DD of the turned on when FETP 10 between the terminal of one of the drain and source voltage V DD of FETP 6 · P 9 is on, FETP 6 · P 9 The drain of the FETP
The portion of the signal line connected in parallel to the 10 sources is expressed as an OR gate 20. The FET P 10 operates as an enable switch that controls the timing of outputting the addition data signal 1 , and is not related to the logical operation. Similarly, the FET N 11 operates as an enable switch that controls the timing of reading the on / off state of the FETs N 8 to N 10 as the gate state of the FET P 4 , and is not related to the logical operation. FETP 1 / P 3 / that controls the precharge operation
N 7 · N 12 · N 13 also not related to the logical operation.

さて、第5図に示す論理回路の入出力関係を表現する論
理式を算出すると、1 =(A111・B1)・Ci1 +(A1・B111)・i1 ……(3) C01=A1・B1+B1・Ci1+Ci1・A1 ……(4) となる。加算データ信号1の反転信号S1は、 S1=(A111・B1)・i1 +(A1・B111)・Ci1 ………(5) となる。(1)式・(2)式と(5)式・(4)式とは同じ形になっ
ている。すなわち第5図に示す論理回路は1ビット全加
算器として論理動作する。このことから、第1図に示す
1ビット全加算器は、たしかに1ビット全加算器として
の論理動作をする。
Now, when calculating the logical equation expressing the input-output relationship of the logic circuit shown in FIG. 5, 1 = (A 1 · 1 + 1 · B 1) · C i1 + (A 1 · B 1 + 1 · 1)・I1・ ・ ・ (3) C 01 = A 1・ B 1 + B 1・ C i1 + C i1・ A 1 ...... (4) Inverted signals S 1 of the addition data signal 1 becomes S 1 = (A 1 · 1 + 1 · B 1) · i1 + (A 1 · B 1 + 1 · 1) · C i1 ......... (5) . Equations (1), (2) and (5), (4) have the same shape. That is, the logic circuit shown in FIG. 5 logically operates as a 1-bit full adder. From this, the 1-bit full adder shown in FIG. 1 certainly operates as a 1-bit full adder.

1ビット全加算器1は23個のFETから構成されてい
る。第1図に示す実施例と同様にして16ビットの全加
算回路を構成すれば、必要なFETの個数は368個と
なる。この個数は、従来の16ビットの全加算回路が必
要とするFETの個数512個よりはるかに少い。
The 1-bit full adder 1 is composed of 23 FETs. If a 16-bit full adder circuit is constructed in the same manner as the embodiment shown in FIG. 1, the required number of FETs becomes 368. This number is much smaller than the number of 512 FETs required in the conventional 16-bit full adder circuit.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳細に説明したように本発明の全加算回路は、1ビ
ットあたりの必要FET数が少く配線も簡単になり、し
かもダイナミック動作であるため信号レベルの変化時の
電源間貫通電流がないので、経済的であり、IC化に適
しており、演算速度が速く、しかも消費電力が小さいと
いう効果がある。これらの効果は、ビット数が多くなる
につれてより顕著になる。
As described in detail above, the full adder circuit of the present invention requires a small number of FETs per bit and simplifies wiring, and since it is a dynamic operation, there is no through current between power supplies when the signal level changes. It is economical, suitable for IC, has a high calculation speed, and has low power consumption. These effects become more remarkable as the number of bits increases.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の全加算回路の一実施例を示す回路
図、 第2図は、従来の1ビット全加算器の一例を示す論理回
路図、 第3図は、1ビット全加算器一般の入出力関係を示すた
めの説明図、 第4図は、第1図における1ビット全加算器1の動作を
示すためのタイムチャート、 第5図は、第1図における1ビット全加算器1の入出力
関係を示す論理回路図である。 1・2……1ビット全加算器、N1〜N13・P1〜P10
…FET。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a full adder circuit of the present invention, FIG. 2 is a logic circuit diagram showing an example of a conventional 1-bit full adder, and FIG. Is an explanatory diagram showing the input / output relationship of a 1-bit full adder in general, FIG. 4 is a time chart showing the operation of the 1-bit full adder 1 in FIG. 1, and FIG. It is a logic circuit diagram which shows the input-output relationship of the 1-bit full adder 1 in the figure. 1 & 2 ...... 1-bit full adders, N 1 ~N 13 · P 1 ~P 10 ...
... FET.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一・第二・第三・第四・第五・第六・第
七のスイッチ手段と、第一の導電形である電界効果形の
第一・第二・第三・第四・第五・第六・第七のトランジ
スタと、前記第一の導電形と異なる第二の導電形である
電界効果形の第八・第九・第十・第十一・第十二・第十
三・第十四・第十五・第十六のトランジスタとを備え、 前記第一・第二のトランジスタのソースを電源の第一の
端子に共通に、ゲートをそれぞれ前記第一・第二のスイ
ッチ手段を介して前記電源の前記第一の端子に、ドレイ
ンを前記第三・第四のスイッチ手段を介して前記電源の
第二の端子にそれぞれ接続し、 前記第三・第四のトランジスタと前記第五・第六・第七
のトランジスタとを直列並列に接続し、前記第三・第五
のトランジスタのソースを前記電源の前記第一の端子に
共通に接続し、前記第四・第七のトランジスタのドレイ
ンを共通に前記第五のスイッチ手段を介して加算データ
信号端子に接続し、 前記第八・第九のトランジスタと前記第十・第十一のト
ランジスタと前記第十二・第十三のトランジスタとを直
列並列に接続し、前記第八・第十・第十二のトランジス
タのドレインを前記第一のトランジスタのゲートに共通
に接続し、前記第九・第十一・第十三のトランジスタの
ソースを前記電源の前記第二の端子に共通に接続し、 前記第十四・第十五・第十六のトランジスタを直列に接
続し、前記第十四のトランジスタのドレインを前記第六
のスイッチ手段を介して前記第二のトランジスタのゲー
トに接続し、前記第十六のトランジスタのソースを前記
電源の前記第二の端子に接続し、 前記第五・第六・第七のトランジスタの組と前記第十四
・第十五・第十六のトランジスタの組との、それぞれい
ずれか一つのトランジスタのゲートを第一の入力データ
信号端子に共通に、残るそれぞれ二つのトランジスタの
それぞれ一方のゲートを第二の入力データ信号端子に共
通に、それぞれ他方のゲートを入力桁上げ信号端子に共
通にそれぞれ接続し、 前記第八・第九・第十・第十一・第十二・第十三のトラ
ンジスタをたがいに直接接続されない二つのトランジス
タからなる組に分けた三つの組のうち、いずれか一つの
組の二つのゲートを前記第一の入力データ信号端子に共
通に、残る二つの組の一方の二つのゲートを前記第二の
入力データ信号端子に共通に、他方の二つのゲートを前
記入力桁上げ信号端子に共通にそれぞれ接続し、 前記第三・第四のトランジスタのゲートの、いずれか一
方を前記第一のトランジスタのゲートに、他方を前記第
二のトランジスタのドレインに接続し、 前記第一のトランジスタのドレインを出力桁上げ信号端
子に接続し、 前記加算データ信号端子を前記第七のスイッチ手段を介
して前記電源の前記第二の端子に接続したことを特徴と
する全加算回路。
1. A first, a second, a third, a fourth, a fifth, a sixth and a seventh switch means, and a first conductivity type field effect type first, second, third. Fourth, fifth, sixth and seventh transistors and field effect type eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth which are second conductivity types different from the first conductivity type. A thirteenth, fourteenth, fifteenth, and sixteenth transistor, wherein the sources of the first and second transistors are common to the first terminal of the power supply, and the gate is the first The second terminal is connected to the first terminal of the power source via the second switch means, and the drain is connected to the second terminal of the power source via the third and fourth switch means, respectively. And the fifth, sixth, and seventh transistors are connected in series and parallel, and the sources of the third and fifth transistors are connected in front of the power source. Commonly connected to the first terminal, the drains of the fourth and seventh transistors are commonly connected to the addition data signal terminal through the fifth switch means, and the eighth and ninth transistors and the The tenth and eleventh transistors and the twelfth and thirteenth transistors are connected in series and parallel, and the drains of the eighth, tenth and twelfth transistors are connected to the gate of the first transistor. Commonly connected, the sources of the ninth, eleventh, and thirteenth transistors are commonly connected to the second terminal of the power source, and the fourteenth, fifteenth, and sixteenth transistors are connected. Connected in series, the drain of the fourteenth transistor is connected to the gate of the second transistor through the sixth switch means, and the source of the sixteenth transistor is connected to the second of the power supply. Connect to the terminal, The gate of any one of the fifth, sixth, and seventh transistor groups and the fourteenth, fifteenth, and sixteenth transistor groups is commonly used for the first input data signal terminal. , Each of the remaining two transistors has one gate commonly connected to the second input data signal terminal and the other gate commonly connected to the input carry signal terminal, respectively. Of the three sets of the eleventh, twelfth, and thirteenth transistors, which are divided into two transistors that are not directly connected to each other, one of the two gates is connected to the first input data. Common to the signal terminals, one of the remaining two gates of the two sets is connected to the second input data signal terminal in common, and the other two gates are connected to the input carry signal terminal in common, respectively, Connecting one of the gates of the fourth transistor to the gate of the first transistor and the other to the drain of the second transistor, and connecting the drain of the first transistor to the output carry signal terminal A full adder circuit, wherein the addition data signal terminal is connected to the second terminal of the power source through the seventh switch means.
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