JPS5847889B2 - 半導体論理回路装置 - Google Patents

半導体論理回路装置

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JPS5847889B2
JPS5847889B2 JP51142724A JP14272476A JPS5847889B2 JP S5847889 B2 JPS5847889 B2 JP S5847889B2 JP 51142724 A JP51142724 A JP 51142724A JP 14272476 A JP14272476 A JP 14272476A JP S5847889 B2 JPS5847889 B2 JP S5847889B2
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JP
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flop
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康孝 堀場
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
    • H03K3/288Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable using additional transistors in the input circuit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新しい動作原理に基づいたフリツプフロツプ
、特に構或ゲート数を最少化した分周回路に関する。
すでにこれまでに数多くの分周回路が知られている。
その代表的なもののいくつかを挙げるならば、J−Kフ
リップフロツプ型、マスタースレーブ・フリツプフロツ
ブ型、トクル・フリツプフロツプ型等がある。
これらの多くは、かなり多数のNAND,NOR,IN
VERTER等のゲートを必要とし、例えば12Lのト
グル・フリツブフロツプは通常6ヶのNANDゲートを
必要とする。
これらの分局器を集積回路で実現し、電子腕時計など低
電力が要求され、しかも分周器を多用するシステムにお
いては、個々の分周器は特に低電力で動作し、分周器1
個当たりの占有面積は小さくなければならない。
個々の分局器を構或するゲートの数が少なければ、分周
器の占有面積を小さくすることができるだけでなく、そ
れぞれのゲート電力の和としての分周器の消費電力を削
減することが可能である。
本発明の目的は、新しい機能をゲートあるいはフリツプ
フロツプに付加することによって、最少のゲート数で構
成された分周器を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、新しい機能を付加したゲートある
いはフリツプフロツプを用い論理回路の機能の向上、ゲ
ート数の削減、消費電力の低減を図ることである。
本発明になる分周回路は、第1と第2のフリツプフロツ
プFF1,FF2を含んでいる。
第1のフリツプフロツプFF1は、2人力が双入力状態
から同時に無入力状態に転じたときの倒れ込みの方向性
を制御したBsフリツブフロツプであり、第2のフリツ
プフロツプFF2は、通常のRSフリツプフロツプであ
る。
第1のフリツプフロップFF1の2つの入力には、ある
所定周波数の入力が同相で加えられる。
第lのフリツプフロツプFF1の2つの出力は、それぞ
れ第2のフリツプフロツプFF2の2つの入力端子に接
続される。
双入力から無入力に転じたときの第1のフリツプフロツ
プFF1の倒れ込む方向を決める。
第1図は、本発明の分局器の基本概念を示すもので、図
中破線は上記制御経路を示すものである。
第1のRSフリツプフロツプFFIが、双入力状態から
無入力状態に転じたときの倒れ込む向きを制御するには
、このフリツプフロツプを構威する2つのNANDまた
はNORゲートのスイツ乏ング速変を、どちらかが他方
より速くなるように制御してやればよい。
2つのゲートのそれぞれを■1,v2とし、v1の方が
v2よりもスイッチング速度が速ければ、V1はv2よ
り速く出力信号を出し、V1とv2の交叉結合により、
V1の出力はv2のスイッチングを抑圧するのでv2は
出力信号の出ないままに終り、最終的には、■,が活性
、■2が非活性となって安定する。
′第2図は、本発明の概念を注入型論理素子■2L
(Integrated Injection Log
ic)によって、実現した一例を具体的な等価回路で示
したものである。
図中、2組の交叉結合トランジスタ対T1 とT2 ,
T3とT4は、それぞれRSフリップフロツプを構威し
ている。
定電流源■1,■2,■3,■4はそれぞれT1,T2
,T3,T4のベースに対する電流供給源である。
T1,T2よりなるフリツブフロップFFIの出カQ,
, Q,は、T3, T4よりなるフリツプフロツプ
FF2の入力R2,S2に接続されている。
?1,■2は、その電流値11 .12がフリップフロ
ツプFF2の状態によって制御されるような電流源であ
り、その制御はQ2が゛’F−]”.Q2がtt L
ptのときは1 t<t 2 tQ2が”L”,Qが゜
゛H″のときはi1> 12となるようなものである。
制御経路の存在を図中の破線で示し、■,■2力塙リ御
可能な電流源であることを示すため、定電流源記号の脇
に棒線が添えられている。
本発明になる第2図の回路をL2L構造の中に実現した
一例を第3図に示す。
すなわちインジエクタ1に対向してNPN I−ランジ
スタT1 とT3,T2とT4をそれぞれ互いに隣接し
て配列する。
領域2は各NPN l−ランジスタのエミツタであると
同時に、T1 t T2 + T3 , T4のベース
B1.B2 ,B3 ,B4をコレクタとし、インジエ
クタ1をエミツタとする PNPトランジスタのベース
領域である。
このPNPトランジスタはT1. T2,T3,T4の
各ベースlこ接続される定電流源として働く。
Cll ,C12,C21 ,C22,C31.c
32,C33,C41はそれぞれ、各NPN トランジ
スタのコレクタ領域を示す。
それぞれコレクタ領域は、対応するベース領域の内側の
主表面に設けられている。
太い線分は各領域を結線するための金属配線を示す。
金属配線の各部には、第2図に対応する記号が記入され
ている。
第3図の構造において、インジエクタ1から注入された
少数キャリアは、領域2を通ってNPNトランジスタの
ベースBl .B2.B3.B4lこ捕獲される。
いまQ2=”}T”.Q=”L I+の状態においてφ
,qとも接地されているものとする。
このとき、Bl,B2は゛’L”,B3は″LtlB4
は”H”である。
インジエクタ1から注入された少数キャリアは、領域2
を通ってB1,B2,B3.B4に捕獲されるが、B1
とB3の境界領域213に注入された少数キャリアは、
B1,B3ともにIt L 91電位にあるため、両ベ
ースに均等に流入する。
しかし、T2とT4の境界領域224を介して両ベース
へ流入する電流については、B2が゛L”.B4が″H
ttのため、B2へ流れる電流の方が84へ流れる電
流より大きくなる。
従ってインジエクタ1からB1へ流れる全電流をi1
,B2へ流れる電流をi2とすると、11くi2である
すなわちQ2−H,Q2−Lのときは、i1>i2であ
る。
同様にしてQ2 −L +Q2=Hのときは1 1>
1 2となる。
面して、第3図(こおいて、第2のフリツプフロツプF
F2を構或するトランジスタのベース、たとえばベース
B3の電位の高低に対応して、これと隣接する第1のフ
1ノツプフロツプFPlのトランジスタのベースB1に
対してインジエクタ1から流入する電流が増減するとと
もに、B3をエミツタ、213をベース、B1をコレク
タとするpnpトランジスタによりB3からB1に逆注
入される電流が増減する。
B1はB3の電位の高低とは逆の関係にあるから、B2
に流入する電流はB1とは逆に増減する。
したがって、トランジスタT1とT2とのスイッチング
速度に応じ、第1のフリツプフロツプFF1の反転方向
が制御される。
ところで、このとき、第1のフリツプフロツプFF1の
出力を第2のフリツプフロツプFF2に接続するトラン
ジスタのコレクタC12,C22は、結果的にトランジ
スタ動作とダイオード動作とを繰り返すことになるが、
これは必ずしも反転方向の制御(ことって必要不可欠な
事象ではない。
また、この実施例のような12L構造の場合には、第1
のフリツプフロツプFF1への電流供給が定電流源とし
てのインジエクタ1によって行われるので、マルチコレ
クタトランジスタの一方のトランジスタC12.C22
がトランジスタ動作とダイオード動作とを繰り返しても
、交叉結合に用いられている他方のトランジスタCl
1 ,C21の動作、ひいては第1のフリツプフロツプ
FF1の反転方向にはほとんど影響を与えない。
次に本発明を第2図σこ示す回路の動作を例にとり説明
する。
まず、Q2 ’= H ,Q2 = Lであったとする
このときR2−L,S2=Hであって1 1 < 12
である。
l2Lの動作速度は、流入電流に比例するから、フリツ
プフロツプFF1の入力φ,〆が両接地状態から、両開
放状態になったときは、トランジスタT2はT1より速
く導通を始め、T2の導通は交錯結線によりT1の導通
を阻止するように働く結果、最終的には、Q1=H,Q
,=Lとなって安定する。
これはT3,T4よりなるフリツプフロツプFF2の状
態を逆転させ、Q2 = L + Q2 = Hとする
次にQ2 = L + Q2 =Hであったとすれば、
R2=H,S2=Lであってi1> t 2である。
こ?とき、φ,ψが両接地状態から両開放状態になった
ときは、T1 はT2より速く導通を始め、結果として
、Q1 = L + Q1 ”” Hで安定する。
これはフリツプフロツプI” F 2の状態を逆転させ
、Q2=H,Q2=Lとする。
φ,fが両開放状態から同時に両接地状態になれば、T
1,T2は非導通になるが、これはFF2の状態には変
化を与えない。
以上を要約すれば、第2図の回路は、φ,fが両接地状
態から同時に両開放状態になったときはFF2は状態を
変え、φ,φ′が両開放状態から、両接地状態になった
ときはFF2は状態を変えないということになる。
従ってφ,f,Q2,Q2は第4図のタイミング図のよ
うに変化し、第2図の回路は分周器として動作する。
Q2と同相のマルチコレクタ出力Φ,Φtま分周出力を
与え、次の分局器への入力とすることができる。
上述の動作において、[1,12の大小関係によって決
定されたFF1の状態変化を入力として、FF2の状態
が入れ変わると、i1,i2の大小関係は逆転するが、
この電流値の大小関係の逆転そのものは、FF.1には
新しい状態変化を誘起しないことが発振防止のために必
要である。
このためには電流値の大小の差は極端に大きなものでな
く、また、T1,T2の電流増幅率βは十分大きいこと
が必要である。
すなわちFF2の状態によって制御された電流値が+
1> + 2のときはβ1 2> 1 1 またi2>iのときは β1 1> 1 2 であることが必要である。
次に本発明の他の実施例を第5図に示す。
第5図aの平面図中、X−Xに沿った断面図を第5図b
に示す。
T3,T4のベース領域B3,B4の一部B31・,B
41はインジエクタ1の下部を迂回して、それぞれT,
, T2のベース領域B1,B2の近傍に設けられて
いる。
インジエクタ1から注入された少数キャリアは、T1,
T2のベース領域に流入し、それぞれのベース電流11
+12となるが、その一部はB31 ,B41に捕獲さ
れる。
捕獲される電流或分の大きさは、第3図の場合と同様に
831 ,B41の電位、すなわちT3,T4からなる
フリツプフロツプFF2の状態によって制御される。
Q2−”}J 29 , q2=″L I+ならば?3
1は゛’L”,B41は”H91であり、上記分流戒分
は、B31の方が841より大きく、従ってT1のベー
ス電流l1の方がT2のベース電流12より小さ<+1
<12である。
同様にQ2♂LB tQ2 =?T H j+のときは
1 1 > 1 2となる。
従って第5図の構造は、第3図と同様に、第2図の回路
に相当し、分周器として動作する。
第6図は本発明の、さらに他の実施例である。
Q2 = ” H ” + Q2 −” L′′すなわ
ちT3のベースが゛L I1ならば、T3のベースに対
向するインジエクタから注入された少鶴キャリアはT3
のベースに流入する。
しかし、T3のベースが゛H″ならば、流入した少数キ
ャリアの一部は再注入され、T3のベースに近接するT
1のベースB1の突出部B11に捕獲され、T1のベー
ス電流i 1に付加される。
このことはT2,T4についてモ同様である。
従って、Q2=f+ i, jl , Q2=?l H
”′ならばi1 < 1 2 * Q2 −” L
” + Q一″H′ならば+ 1 > 1 2である。
これは第3図の場合と同じであり、第6図の構造は、第
2図に相当する回路を与え、分周器として動作する。
本発明は分局器に関して説明されたが、その動作の根底
となるものは、I{.Sフリツプフロツプの2人力が、
2つとも入力を印加された状態から、両者同時に無入力
状態になるときに、RSフリツプフロツプを構或する2
つのゲートのスイッチング速度の大小関係を制御するこ
とにより、RSフリツプフロツプの倒れ込む向きを任意
に設定するところにある。
l2Lの場合には、それぞれのゲートに対応するインバ
ータの入力領域に流入する電流をその入力領域に隣接す
る同一導電型の領域の電位を変えて制御するところにあ
る。
かかる手法は、分周器のみならず、一般的なフリツプフ
ロ?プあるいは、論理回路にも適用でき、それぞれの機
能を向上させ、ゲート数の削減ひいては消費電力の削減
を可能とする。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば一般的
なフリツプフロツプあるいは論理回路に適用して、回路
の簡単化、消費低電力化が可能となり、また論理回路の
多機能化に役立つものである。
本発明は特に分周器に適用して、その効果は顕著なもの
がある。
すなわち分周器を構戒するゲート数を最小に抑えうろこ
とであり、基本的には2つのRSフリツプフロツプで構
成できることである。
本発明になる分周器は、■2Lで構或すれば、わずか4
つのインバータで構或され、極めて小さな占有面積で構
或可能である。
従って時計用Icなど分周器を多用するものに適用すれ
ば、チップサイズを縮小し、分周電力を削減する上で極
めて効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明になるRSフリツプフロツプを用いて
戒る分周器の基本的概念図、第2図は、この分周器をI
ILで構戒する場合の等価回路図、第3図はこの分周器
IIL構造中における第1の構成例を示す平面図、第4
図は第2図の団路の分周動作を説明するためのタイミン
グ図、第5図、第6図は、第2図の回路の ILL構造
中における第2、第3の構成例を示す平面図及び断面図
である。 なお、各図において対応する箇所には同一記号が付され
ている。 図中、FFI ,FF2はRSフリツブフロツプ、■1
,1は制御手段、T1,T2,T3,T4はNPNトラ
ンジスタ、1はP型インジエクタ領域、2はN型領域で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1および第2のインバータの交叉結合より構成さ
    れた第1のノリツプフロツプ、第2および第4のインバ
    ークの交叉結合より構成され、第1のフリツプフロツプ
    の出力を入力とする第2のフリツプフロツプ、第1およ
    び第3のインバータならびに第2および第4のインバー
    タの各入力部にそれぞれエミツタ・コレクタを接続せる
    2つのベース接地トランジスタにより構成された、第1
    および第2のインバータの入力電流制御手段とからなり
    、第1および第2のインバータの各入力が双入力状態か
    ら同時に無入力状態になったときの第1および第2のイ
    ンバータの入力電流およびスイッチング時間の大小関係
    を、上記ベース接地トランジスタにより第2のフリツプ
    フロツプの論理状態に応じて制御するようにした半導体
    論理回路装置。 2 上記第1、第2、第3、第4のインバータは集積注
    入論理構造中に構威され、上記入力電流制御手段を、イ
    ンジエクタに対向する第1と第3のインバータの各入力
    領域を互いに近接して配置し、かつインジエクタに対向
    せる第2と第4のインバータの各入力領域を互いに近接
    して配置することから得られる複合構造ベース接地トラ
    ンジスタから構成し、インジエクタより第1および第2
    のインバータの各入力領域への注入電流の一部が第3お
    よび第4のインバータの各入力領域の電位により変化す
    る第1の作用、ならびに第3および第4のインバータの
    人力領域より第1および第2のインバータへの再注入電
    流が第3および第4のインバータの入力領域の電位によ
    り変化する第2の作用、の一方または両方の作用を生じ
    させることにより、第1および第2のインバータの入力
    電流およびスイッチング時間の大小関係を制御するよう
    にした特許請求の範囲第1項記載の半導体論理回路装置
JP51142724A 1976-11-27 1976-11-27 半導体論理回路装置 Expired JPS5847889B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0218271A (ja) * 1988-07-04 1990-01-22 Hitachi Elevator Eng & Service Co Ltd エレベータ表示装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0218271A (ja) * 1988-07-04 1990-01-22 Hitachi Elevator Eng & Service Co Ltd エレベータ表示装置

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