JPS5911996B2 - ゲ−ト回路 - Google Patents

ゲ−ト回路

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JPS5911996B2
JPS5911996B2 JP57045780A JP4578082A JPS5911996B2 JP S5911996 B2 JPS5911996 B2 JP S5911996B2 JP 57045780 A JP57045780 A JP 57045780A JP 4578082 A JP4578082 A JP 4578082A JP S5911996 B2 JPS5911996 B2 JP S5911996B2
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JP
Japan
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field effect
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circuit
complementary
pair
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Application number
JP57045780A
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English (en)
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JPS57172593A (en
Inventor
俊雄 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS57172593A publication Critical patent/JPS57172593A/ja
Publication of JPS5911996B2 publication Critical patent/JPS5911996B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/18Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages
    • G11C19/182Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes
    • G11C19/184Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using capacitors as main elements of the stages in combination with semiconductor elements, e.g. bipolar transistors, diodes with field-effect transistors, e.g. MOS-FET

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Shift Register Type Memory (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は相補型絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以
下FETという。
)によるゲート回路に関するものである。ヂジタル装置
の分野では、クロックパルスが加えられた瞬間の信号を
次のクロックパルスが加えられるまでの期間、一時的に
記憶しておく装置が5 要望される。
この種の装置の基本的なものは一般にD型フリップフロ
ップと呼ばれている。かかる装置はデジタル装置の多く
の部分、例えばシフトレジスタ、カウンタ等の基本構成
となるものであり、他の基本装置と組合せて種々の複雑
な機能を10有する装置を構成することができる。MO
SFETに代表される絶縁ゲートFETによるこの種の
装置は、この素子特有の一時保持機能を巧みに利用して
集積回路内で幅広く利用され、種々の回路が考案されて
いる。15絶縁ゲートFETを用いたこの種の従来の回
路を大別すると、単一の導電型の電界効果トランジスタ
を利用するものと、相補的な二つの導電型の電界効果ト
ランジスタを利用するものに分類できる。
後者は前者に比して動作電圧範囲の広さ、消20費電力
の小さい点において大きな利点を有している。しかし、
その反面二つの導電型を利用するため、従来は制御用と
して正相、逆相の二種類のクロックパルスを必要とする
欠点があつた。ここで、相補型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジス25夕による従来のゲート回路を第5図を用いて
説明すると、従来のこの種回路はP型電界効果トランジ
スタ71とN型電界効果トランジスタT2とで相補電界
効果トランジスタ対700を構成しており、P型電界効
果トランジスタ71のソースが接30地されており、ド
レインは接続点TTに於いてN型電界効果トランジスタ
T2のドレインと接続されており、N型電界効果トラン
ジスタT2のソースは電源−VDDに接続されている、
電界効果トランジスタTi、T2の各ゲートは互いに接
続さ35れて信号入力部T5を形成している。
接続点TTにはP型電界効果トランジスタT4とN型電
界効果トランジスタT3の並列接続の一端が接続されて
おり、並列直接の他端は信号出力部76を形成している
。P型電界効果トランジスタ74のゲートとN型電界効
果トランジスタ73のゲートには互いに逆相の2つのク
ロツクパルスが加えられており、周期的に入力信号の状
態とは反対の信号を信号出力部に伝達している。
このように従来の相補電界効果トランジスタ対を用いた
ゲート回路では互いに逆相の2つのクロツクパルスを必
要とした。
この発明の目的は極めて低電力で動作するという相補電
界効果トランジスタ対を用いたゲート回路の効果を損う
ことなく、かつ一種類のクロツクパルスで制御できる新
規かつ改善されたゲート回路を提供することにある。
すなわち、本願発明のゲート回路は、相補型トランジス
タによる多入力論理部相補的な導電型を有する二つの電
界効果トランジスタを互いに直列に接続し、かつゲート
同志を直接接続してなる相補電界効果トランジスタ対と
、さらにこの論理部および相補電界効果トランジスタ対
に直列に接続された、望ましくは電界効果トランジスタ
からなるスイツチング素子とを含む直列回路を有し、一
方前段の直列回路の出力点を後段の直列回路の相補電界
効果トランジスタ対のゲートに接続して構成され、二段
の直列回路のスイツチング素子を同一の制御信号で開閉
することを特徴とする。
本願発明によれば、低電力で動作するという相補電界効
果トランジスタ対を用いたゲート回路の利点を備え、か
つスイツチング素子を制御する一つのクロツクパルスで
ゲート回路を動作せしめることができる。次に本発明で
用いられる基本構成をD型フリツプフロツプについて第
1図ないし第3図を参照して詳細に説明する。
第1図は相補型MOSインバータによるD型フリツプフ
ロツプ800の回路図である。
N型MOS電界効果トランジスタ(以下N型MOSFE
Tという。)1とP型MOS電界効果トランジスタ(以
下P型MOSFETという。)2の対100は直列に接
続されて相補型インバーターを構成しており、互いに接
続されたゲートは信号入力部3に接続されている。N型
FET4とP型FET5との対101も相補型インバー
タを構成しており、ノゲートは前段のインバーターの対
100の中間点6に接続されている.信号出力部7は対
101の中間接続点7′からとられている。
また各段の出力には素子および配線の寄生容量がコンデ
ンサ8および9を構成している。各インバーターの対1
00および101と電圧−VDDの電源との間にはスイ
ツチング用のN型MOSFETlOおよび11がそれぞ
れ設けられている。このスイツチング用MOSFETl
O,llは制御用クロツク端子12に加えられるクロツ
クパルスψで制御される。第2図は各部の信号波形を示
したものである。今端子12にクロツク信号ψが加えら
れていて、入力端子3に入力信号Dが加えられたとする
。S1の期間においてはMOSFETlO,llは導通
しており、MOSFETlと2、MOSFET4と5の
対100,101はインバーターとして通常の動作を行
ない、中間接続点6のレベルQ,および信号出力部7の
レベルQ2は各々前段の信号レベルになる。S2の期間
でMOSFETlO,llが遮断状態になるが、この期
間はMOSFET2が導通しているのでQ1は0vのま
まである。Q1が0vであればMOSFET5は遮断状
態であり、Q2のレベルはS,の期間に容量9に充電さ
れた一DDのレベルにS2の期間保持されている。S3
の期間で入力Dが−DDから0vに変化すると、MOS
FET2は遮断状態となり、MOSFETlは導通する
がMOSFETlOが遮断状態であるので容量8には電
源から充電されず、Q1は0vのままである。Q,が変
化しないのでQ2も依然として−VDDに保持されてい
る。S4の期間でMOSFETlO,llが導通すると
再びMOSFETl,2およびMOSFET4,5の各
対100,101はインバーター動作を行ない、この期
間で初めてQ1が−VOO,Q2が0vに変化する。S
,の期間でFETlO,llが遮断状態となつた場合、
入力Dが0vであるためMOSFETlが導通状態、M
OSFET2が遮断状態であり、S4の期間に容量8に
充電された電位一DDは保持される。Q1が−VODで
あればMOSFET5が導通状態であり、Q2は0vで
ある。期間S6で入力Dが−VDDに変化すると、Q,
は0vに変るがQ,は0vに維持される。次にS7でM
OSFETlO,llが導通すればインバータが動作し
てQ1は0vのままであるが、Q2が−VDDに変化す
る。以上の動作を要約すればクロツクパルスが加わつて
いる間は入力信号は信号出力部に伝達され、クロツクパ
ルスが加えられていない期間は入力信号の変化はその極
性に応じて第1段目のインバーターかあるいは第2段目
のインバーターで伝達が阻止されて信号出力部に変化が
現われず、次のクロツクパルスが加わるまで出力は一時
的にそのレベルを記憶している。
本構成によれば、全期間を通じて電源回路からの直流的
な電流経路は形成されず、消費電力は極めて少なく、か
つクロツクパルスは1つでよい。
第3図は本発明に係わる他の構成例であり、第1図のN
型MOSFETlO,llをP型MOSFET3O,3
lに置き換え、かつこれを相補電界効果トランジスタ対
100,101と接地との間にそれぞれ組み入れたD型
フリツプフロツプ900である。本実施例はクロツクパ
ルスとして第1図に用いるクロツクパルスψとは逆相の
ものψを用いることにより、第1図と全く同じ動作をす
る。なお、第1図に於けるN型MOSFETlO,ll
をそのままP型MOSFETに、また第2図に於けるP
型MOSFET3O,3lをそのままN型MOSFET
に置き変えることも可能であるが、出力電圧の高低の巾
をより大きくかつ動作速度を速めるためには第1図およ
び第3図の回路構成とする方が有利である。第4図は本
発明の実施例である。
この実施例は第1図の回路の第1段目のインバーター1
00をNANDゲート回路400で置換えたもので、複
数個の入力信号の論理演算を行う多入力論理機能を有し
ている。このNANDゲート回路400の部分は他の論
理演算回路で置換えても同様に動作することは明らかで
ある。なお、このNAND回路400はN型MOSFE
T4l,43とP型MOSFET42,44とで構成さ
れており、相補的なトランジスタ対はN型MOSFET
4lとP型MOSFET42とで構成されるものとN型
MOSFET44とで構成されるものとがある。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施
例に限られることなく、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第3図は本発明に係わる構成を説明するD
型フリツプフロツプの回路図、第2図は第1図回路の各
部の信号波形図、第4図は本発明の実施例を示した回路
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 相補的な電界効果トランジスタによつて構成される
    多入力論理部と該多入力論理部の一端と直流電源との間
    に接続された一導電型の第1の電界効果トランジスタと
    を有する第1の直列回路と、相補的な電界効果トランジ
    スタの直列対と、該直列対の一端と該直流電源との間に
    接続された一導電型の第2の電界効果トランジスタとを
    有する第2の直列回路と、該多入力論理部の他端を直接
    基準電位に接続する手段と、該直列対の他端を直接該基
    準電位に接続する手段と、該第1の直列回路の出力を該
    第2の直列回路の該直列対の相補的な電界効果トランジ
    スタの各ゲートに接続する手段と、該第1と第2の電界
    効果トランジスタのゲートに同一のクロックパルスを印
    加する手段とを有することを特徴とするゲート回路。
JP57045780A 1982-03-23 1982-03-23 ゲ−ト回路 Expired JPS5911996B2 (ja)

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JPS57172593A JPS57172593A (en) 1982-10-23
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01121830A (ja) * 1987-11-06 1989-05-15 Canon Inc ファインダ連動形カメラグリップ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01121830A (ja) * 1987-11-06 1989-05-15 Canon Inc ファインダ連動形カメラグリップ

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JPS57172593A (en) 1982-10-23

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