JPH06244683A - リセット機能付dラッチ回路 - Google Patents

リセット機能付dラッチ回路

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JPH06244683A
JPH06244683A JP50A JP2545193A JPH06244683A JP H06244683 A JPH06244683 A JP H06244683A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 2545193 A JP2545193 A JP 2545193A JP H06244683 A JPH06244683 A JP H06244683A
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transistor
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differential transistor
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Shozo Nitta
田 昌 三 新
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロストーク等に対するノイズマージンが厳
しく要求される装置にも使用することが可能なリセット
機能付Dラッチを提供する。 【構成】 シリーズゲート2段の差動型Dラッチの下段
に更に第3段めの一対の差動トランジスタを設け、その
一方のトランジスタのコレクタを差動型Dラッチの第2
段めのエミッタ結合点に接続し、他方のトランジスタの
コレクタを差動型Dラッチの一方の差動トランジスタ対
のコレクタに接続する。 【効果】 ECL差動型リセット機能付きDラッチ回路
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ECL(エミッタ結合
ロジック)型リセット付きDラッチに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のECL回路を用いたDラッチ回路
の例を図2を参照して説明する。同図において、Dラッ
チ回路はクロック信号Gが供給されるレベルシフト回路
51、上記クロック信号Gにより電流切替動作を行う第
1の差動トランジスタ回路52、データ信号Dが供給さ
れる第2の差動トランジスタ回路53、第3の差動トラ
ンジスタ回路54、第3の差動トランジスタ回路と共に
論理レベルを保持する正帰還回路55、出力回路56等
によって構成される。これ等の回路は接地電位と例えば
−5.2ボルトの負の定電圧源VEE、−2ボルトの負の
定電圧源VTT間に形成される。
【0003】レベルシフト回路51は、互いに直列に接
続されたトランジスタQ51、ダイオードDi及び抵抗
R51からなり、トランジスタQ51のベースに供給さ
れるクロック信号Gを負電圧側にシフトする。第1の差
動トランジスタ回路52は、各々のベースにシフトされ
たクロック信号G及び基準電圧VBB2 が夫々印加される
差動トランジスタ対Q52及びQ53、ベースに印加さ
れる制御電圧VCSに応じたエミッタ電流を両トランジス
タQ52及びQ53のエミッタに供給する電流源トラン
ジスタQ54、トランジスタQ54のエミッタに接続さ
れる抵抗52からなる。第2の差動トランジスタ回路5
3は、トランジスタQ53を電流源トランジスタとし、
各々のベースにデータ信号D及び基準電圧VBB1 が夫々
印加される差動トランジスタ対Q55及びQ59からな
る。第3の差動トランジスタ回路54は、トランジスタ
Q52を電流源トランジスタとする差動トランジスタ対
Q56及びQ57からなる。トランジスタQ57と並列
にベースにリセット信号が与えられるトランジスタQ5
8が接続される。正帰還回路55は、トランジスタQ6
0及びQ61と、抵抗R53〜R59とからなり、差動
トランジスタ対Q56及びQ57と共に論理出力を保持
する正帰還ループを形成する。出力回路56は、トラン
ジスタQ62及び抵抗R60からなるエミッタフォロワ
で構成され、トランジスタQ62のエミッタがデータ出
力端子Qに接続される。
【0004】次に、回路の動作について説明する。EC
L回路ではエミッタを共通にするトランジスタを非飽和
領域で用いるが説明の便宜上、トランジスタについて
「オン」、「オフ」の表現を用いる。上記構成におい
て、クロック端子Gにデータがラッチ回路に取込まれる
クロック信号のスルー期間を表す「L」レベルが印加さ
れると、トランジスタQ52がオフ、トランジスタQ5
3がオンになり、差動トランジスタ回路53が活性化さ
れる。この状態で、データ信号Dの「L」レベルが入力
端子Dに供給されると、トランジスタQ55はオフ、ト
ランジスタQ59はオンになり、トランジスタQ59の
コレクタは「L」レベルになる。従って、トランジスタ
Q61及び62の各ベース電位は「L」レベルとなり、
トランジスタQ62はオフとなってQ出力端子には
「L」レベルが出力される。
【0005】また、データ信号Dの「H」レベルが入力
端子Dに供給されると、トランジスタQ55はオン、ト
ランジスタQ59はオフになり、トランジスタQ59の
コレクタは「H」レベルになる。従って、トランジスタ
Q61及び62の各ベース電位は「H」レベルとなり、
トランジスタQ62はオンとなってQ出力端子には
「H」レベルが出力される。
【0006】なお、このスルーモードでは、電流源トラ
ンジスタQ52がオフであり、これに接続されるトラン
ジスタQ58は動作しない。従って、リセット信号Rが
トランジスタQ58に与えられても、出力Qのリセット
動作は行われない。このようにして、クロック端子Gに
「L」レベルが供給されている場合には、データ信号D
の「H」あるいは「L」レベルがQ出力端子に出力され
る。
【0007】これに対し、クロック端子Gにラッチ回路
がデータを保持すべきホールド期間を表す「H」レベル
が印加されると、トランジスタQ52がオン、トランジ
スタQ53がオフになり、差動トランジスタ回路53が
非活性化、差動トランジスタ回路54が活性化される。
このクロック信号Gが「H」レベルに立上ったとき、ト
ランジスタQ62のベースに「L」レベル(論理出力Q
はL)が保持されていると、正帰還回路55のトランジ
スタQ61がオフ→ベースが抵抗R54によって略負電
圧VEEにバイアスされてトランジスタQ56がオフ→ト
ランジスタQ60がオン→トランジスタQ57がオン、
となって正帰還ループが形成されてトランジスタQ57
のコレクタ(トランジスタQ62のベース)電位が
「L」レベルに保持される。
【0008】同様に、このクロック信号Gが「H」レベ
ルに立上ったとき、トランジスタQ62のベースに
「H」レベル(論理出力QはH)が保持されていると、
正帰還回路55のトランジスタQ61がオン→ベースが
順バイアスされてトランジスタQ56がオン→トランジ
スタQ60がオフ→トランジスタQ57がオフ、となっ
て正帰還ループが形成されてトランジスタQ57のコレ
クタ(トランジスタQ62のベース)電位が「H」レベ
ルに保持される。
【0009】クロック信号Gが「H」レベルで、差動ト
ランジスタ回路54がトランジスタQ52によって活性
化されているときに、リセット信号RがトランジスタQ
58のベースに与えられるとトランジスタQ58はオン
になる。これにより、トランジスタQ62のベースが
「L」レベルに引込まれ、トランジスタQ62はオフに
なり、出力端子Qにはリセット状態である「L」レベル
が出力される。また、正帰還回路のトランジスタQ61
のベースが「L」レベルに引込まれ、トランジスタQ5
6オフ→トランジスタQ60オン→トランジスタQ57
オン→トランジスタQ62のベースが「L」レベル、と
いうルートで保持される。この結果、上述したECL回
路はDラッチとして機能する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
シングルエンド型のリセット付Dラッチでは、ノイズマ
ージンが基準電圧(例えば、VBB1 、VBB2 )と、入力
信号(例えば、データ信号D、クロック信号G)の
「H」レベルあるいは「L」レベルとの差であるため、
小信号振幅で高速動作を図るECL回路ではノイズマー
ジンの確保が難しい。
【0011】よって、本発明はクロストーク等に対する
ノイズマージンが厳しく要求される装置にも使用するこ
とが可能なリセット機能付Dラッチを提供することを目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のリセット機能付Dラッチ回路は、第1の平
衡信号が差動入力端子に供給される第1差動トランジス
タ対と、差動出力端子が上記第1差動トランジスタ対の
差動出力端子に同極性で接続される第2差動トランジス
タ対と、2つのベースが上記第2差動トランジスタ対の
差動出力端子に夫々接続され、2つのエミッタが夫々上
記第2差動トランジスタ対の差動入力端子に正帰還する
ように接続される一対のエミッタフォロワトランジスタ
と、第2の平衡信号に応答して上記第1及び第2差動ト
ランジスタ対のうちいずれか一方にエミッタ電流を供給
する第3差動トランジスタ対と、第3の平衡信号に応答
して上記第3差動トランジスタ対のエミッタ及び上記第
2差動トランジスタのコレクタのうちいずれか一方を所
定電位に引込む第4差動トランジスタ対と、を備えるこ
とを特徴とする。
【0013】
【作用】シリーズゲート2段の差動型Dラッチの下段に
更に第3段めの一対の差動トランジスタを設け、その一
方のトランジスタのコレクタを差動型Dラッチの第2段
めのエミッタ結合点に接続し、他方のトランジスタのコ
レクタを差動型Dラッチの一方の差動トランジスタ対の
コレクタに接続する。このような、シリーズゲート3段
構成とし、追加した差動トランジスタ対をリセット信号
で駆動するこにより、Dラッチのリセット機能を実現す
ることが可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、実施例にかかるDラッチ回路を示
しており、大別して、トランジスタQ1〜Q8及び抵抗
R1〜R4によって形成されるレベルシフト回路1、ト
ランジスタQ9〜Q17及び抵抗R5〜R8によって構
成されるECL論理回路2、トランジスタQ18〜Q1
9及び抵抗R9〜R10によって形成される出力回路3
の3つに分けられる。レベルシフト回路1及びECL論
理回路2は、接地電位と例えば−5.2ボルトの負の定
電圧源VEE間に形成される。出力回路3は、接地電位と
EEよりも値の低い例えば−2ボルトの負の定電圧源V
TT間に形成される。
【0015】ECL論理回路2は電源間に平衡型差動回
路を3段縦列に接続して構成され、4組の差動トランジ
スタ対が用いられている。第1段には差動トランジスタ
対Q9及びQ10,差動トランジスタ対Q11及びQ1
2、第2段には差動トランジスタ対Q13及びQ14、
第3段には差動トランジスタ対Q15及びQ16が配置
される。トランジスタQ9のコレクタは抵抗R6及びR
7を介して接地電位に接続される。トランジスタQ12
のコレクタは抵抗R8及びR7を介して接地電位に接続
される。トランジスタQ9及びQ11の各コレクタは出
力回路3のトランジスタQ18のベースに接続される。
トランジスタQ10及びQ12の各コレクタは出力回路
3のトランジスタQ19のベースに接続される。トラン
ジスタQ18及びQ19の各コレクタは共に接地に接続
され、各エミッタは夫々抵抗R9及びR10を介して電
源VTTに接続される。トランジスタQ18及びQ19の
各エミッタは夫々データ出力端子QN及びQに接続され
る。出力端子QN及びQには相補的な論理出力が得られ
る。また、トランジスタQ18及びQ19の各エミッタ
は夫々差動トランジスタ対Q11及びQ12のベースに
接続される。差動トランジスタ対Q11及びQ12、ト
ランジスタQ18及びQ19は2つの相補的な論理出力
を保持する正帰還ループを形成する。
【0016】差動トランジスタ対Q9及びQ10の各エ
ミッタはトランジスタQ13のコレクタに接続される。
差動トランジスタ対Q11及びQ12の各エミッタはト
ランジスタQ14のコレクタに接続される。差動トラン
ジスタ対Q13及びQ14の各エミッタはトランジスタ
Q15のコレクタに接続される。トランジスタQ16の
コレクタは、トランジスタQ12のコレクタ(従って、
トランジスタQ10コレクタ、Q19のベース)に接続
される。差動トランジスタ対Q15及びQ16の各エミ
ッタは、ベースへの印加電圧Vcsによって出力電流を設
定する定電流源トランジスタQ17及び抵抗R5を介し
て電源VEEに接続される。
【0017】図示しない前段からの平衡出力であるデー
タ信号が供給されるデータ入力端子D及びDNは夫々差
動トランジスタ対Q9及びQ10の各ベースに接続され
る。
【0018】前段からの平衡出力であるクロック信号及
びリセット信号はレベルシフト回路1を介してECL論
理回路2に供給される。差動トランジスタを三段縦続接
続したECL論理回路2に対応して供給信号にバイアス
を与えるレベルシフト回路1は4つの直列な回路によっ
て構成される。第1の直列回路は互いに直列に接続され
たトランジスタQ1、抵抗R1及びダイオードQ2から
なり、クロック端子Gに供給される正クロック信号をト
ランジスタQ1によって一段分レベルシフトしてトラン
ジスタQ13のゲートに与える。第2の直列回路は互い
に直列に接続されたトランジスタQ3、抵抗R2及びダ
イオードQ4からなり、クロック端子GNに供給される
負クロック信号をトランジスタQ3によって一段分レベ
ルシフトしてトランジスタQ14のゲートに与える。第
3の直列回路は互いに直列に接続されたトランジスタQ
5、ダイオードQ6及び抵抗R3からなり、リセット端
子RNに供給される負リセット信号をトランジスタQ5
及びダイオードQ6によって二段分レベルシフトしてト
ランジスタQ15のゲートに与える。第4の直列回路は
互いに直列に接続されたトランジスタQ7、ダイオード
Q8及び抵抗R4からなり、リセット端子Rに供給され
る正リセット信号をトランジスタQ7及びダイオードQ
8によって二段分レベルシフトしてトランジスタQ16
のゲートに与える。
【0019】かかる構成において、 (1) リセット指令が存在せず(トランジスタQ15オ
ン、同Q16オフ)、クロック信号の状態がスルーモー
ドになると、トランジスタQ13はオン、トランジスタ
Q14はオフとなる。トランジスタQ13のオンによ
り、差動トランジスタ対Q9及びQ10がアクティブに
なり、トランジスタQ14のオフにより差動トランジス
タ対Q11及びQ12が非アクティブになり正帰還ルー
プは遮断される。従って、データ信号の論理レベルがト
ランジスタ対Q9及びQ10、トランジスタQ18及び
Q19を経由して出力端子QN及びQに転送される。
【0020】(2) リセット指令が存在せず(トランジス
タQ15オン、同Q16オフ)、クロックがホールドモ
ードになると、トランジスタQ13はオフ、トランジス
タQ14はオンとなる。トランジスタQ13のオフによ
り、差動トランジスタ対Q9及びQ10が非アクティブ
になり、トランジスタQ14のオンにより差動トランジ
スタ対Q11及びQ12がアクティブになり正帰還ルー
プが形成される。従って、データ信号の取込みは中止さ
れ、出力端子QN及びQに出力されている論理レベルが
トランジスタQ11,Q12,Q18及びQ19によっ
てそのまま保持される。
【0021】(3) リセット指令が発せられると(R;
H,RN;L)、トランジスタQ15はオフ、トランジ
スタQ16はオンとなる。トランジスタQ15のオフに
よってトランジスタQ13及びQ14は共にオフとな
り、データ信号の取込みは行われず、正帰還ループも遮
断される。また、トランジスタQ16のオンにより、ト
ランジスタQ19のベースは強制的に低レベルに設定さ
れ、トランジスタQ19はオフとなってクロック信号の
状態に拘らず出力端子Qは「L」レベルに設定される。
【0022】(4) リセット指令が終了すると(R;L,
RN;H)、出力端子Qが「L」レベルの状態から上述
した動作(1),(2) を繰り返す。
【0023】この回路の動作はクロック信号Gの立下り
あるいはクロック信号GNの立上りで供給されるデータ
信号をラッチするDラッチである。
【0024】なお、上述のDラッチ回路は、バイポーラ
トランジスタのみならず、絶縁ゲート型トランジスタ等
によって構成することも可能であり、図示の実施例に限
定されない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の差動型D
ラッチ回路はシリーズゲートを3段にする構成としてい
るので、Dラッチにリセット機能を付すことが可能とな
り、しかもリセット機能を付すために消費電力を大幅に
増やすこともない。また、ラッチの論理回路部分が全差
動型の回路構成であるため、平衡信号の論理入力及び出
力が得られ、クロストーク等のノイズに対する余裕が大
きく、回路動作の高速化のための論理振幅の圧縮に適す
る。更に、従来のシングル型の論理振幅と同じ振幅にし
た場合はよりノイズに対する余裕が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。
【図2】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 レベルシフト回路1 2 ECL論理回路 3 出力回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の平衡信号が差動入力端子に供給され
    る第1差動トランジスタ対と、 差動出力端子が前記第1差動トランジスタ対の差動出力
    端子に同極性で接続される第2差動トランジスタ対と、 2つのベースが前記第2差動トランジスタ対の差動出力
    端子に夫々接続され、2つのエミッタが夫々前記第2差
    動トランジスタ対の差動入力端子に正帰還するように接
    続される一対のエミッタフォロワトランジスタと、 第2の平衡信号に応答して前記第1及び第2差動トラン
    ジスタ対のうちいずれか一方にエミッタ電流を供給する
    第3差動トランジスタ対と、 第3の平衡信号に応答して前記第3差動トランジスタ対
    のエミッタ及び前記第2差動トランジスタのコレクタの
    うちいずれか一方を所定電位に引込む第4差動トランジ
    スタ対と、 を備えることを特徴とするリセット機能付Dラッチ回
    路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1997047088A1 (fr) * 1996-06-04 1997-12-11 Hitachi, Ltd. Circuit integre a semi-conducteur
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