JPS59200520A - Cmosフリツプフロツプ回路 - Google Patents
Cmosフリツプフロツプ回路Info
- Publication number
- JPS59200520A JPS59200520A JP58072884A JP7288483A JPS59200520A JP S59200520 A JPS59200520 A JP S59200520A JP 58072884 A JP58072884 A JP 58072884A JP 7288483 A JP7288483 A JP 7288483A JP S59200520 A JPS59200520 A JP S59200520A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flip
- latch circuit
- circuit
- flop circuit
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
- H03K3/356—Bistable circuits
- H03K3/3562—Bistable circuits of the primary-secondary type
Landscapes
- Shift Register Type Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
この発明は、MOSFET (絶縁ゲート形電界効果ト
ランジスタ)で構成されたCMO3(相補型MO3)フ
リップフロップ回路に関するもので、例えば、多数のC
MOSフリップフロップn路を具備するCMO3集積回
路装置に有効な技術に関するものである。
ランジスタ)で構成されたCMO3(相補型MO3)フ
リップフロップ回路に関するもので、例えば、多数のC
MOSフリップフロップn路を具備するCMO3集積回
路装置に有効な技術に関するものである。
CMOSフリップフロップ回路として、第1図に示すよ
うなマスタースレーブCMOSフリップフロップ回路が
公知である。このフリップフロップ回路は、pチャンネ
ルMO3FETQI、Q3とnチャンネルMO3FET
Q2.Q4とがそれぞれ並列接続して構成されたCMO
3伝送ゲートTI、T2と、CMOSインバータIVI
、IV2で構成されたマスターラッチ回路MLとCMO
SインバータIV3.IV4で構成されたスレーブラッ
チ回路SLと、上記伝送ゲー)TI、T2へ供給する反
転クロック信号Cを形成するためのインバータIV5と
により構成される。このフリツブフロップ回路は、クロ
ック信号Cがロウレベル(OV)のとき、伝送ゲートT
Iを構成するMO3FETQ1.Q2がオン状態となっ
て、マスターラッチ回路MLに入力信号りが取り込まれ
る。
うなマスタースレーブCMOSフリップフロップ回路が
公知である。このフリップフロップ回路は、pチャンネ
ルMO3FETQI、Q3とnチャンネルMO3FET
Q2.Q4とがそれぞれ並列接続して構成されたCMO
3伝送ゲートTI、T2と、CMOSインバータIVI
、IV2で構成されたマスターラッチ回路MLとCMO
SインバータIV3.IV4で構成されたスレーブラッ
チ回路SLと、上記伝送ゲー)TI、T2へ供給する反
転クロック信号Cを形成するためのインバータIV5と
により構成される。このフリツブフロップ回路は、クロ
ック信号Cがロウレベル(OV)のとき、伝送ゲートT
Iを構成するMO3FETQ1.Q2がオン状態となっ
て、マスターラッチ回路MLに入力信号りが取り込まれ
る。
そして、クロック信号Cがハイレベル(V oo )の
とき、伝送ゲートT2を構成するMO3FETQ3、Q
4がオン状態となって、上記マスターランチ回路MLの
出力がスレーブラッチ回路SLに取り込まれる。
とき、伝送ゲートT2を構成するMO3FETQ3、Q
4がオン状態となって、上記マスターランチ回路MLの
出力がスレーブラッチ回路SLに取り込まれる。
上記CMOSフリップフロップ回路においては、上記C
MO3伝送ゲートを用いることによって、伝達すべき信
号レベルを正しく出力側に得るものである。すなわち、
nチャンネルMOS F ET又はpチャンネルMO3
FETのみにより伝送ゲートを構成したのでは、そのし
きい値電圧骨だけハイレベル又はロウレベルにレベル損
失が生じることによって、正しく信号レベルの伝送が行
われないからである。このため、第1図に示したような
CMOSフリップフロップ回路にあっては、比較的素子
数が多くなるという欠点がある。
MO3伝送ゲートを用いることによって、伝達すべき信
号レベルを正しく出力側に得るものである。すなわち、
nチャンネルMOS F ET又はpチャンネルMO3
FETのみにより伝送ゲートを構成したのでは、そのし
きい値電圧骨だけハイレベル又はロウレベルにレベル損
失が生じることによって、正しく信号レベルの伝送が行
われないからである。このため、第1図に示したような
CMOSフリップフロップ回路にあっては、比較的素子
数が多くなるという欠点がある。
この発明の目的は、素子数の削減を図ったCMOSフリ
ップフロップ回路を提供することにある。
ップフロップ回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、nチャンネルMO3FET又はpチャンネル
MOS F ETにより構成された伝送ゲートを通した
入力信号を2つのCMOSインバータにより構成された
ラッチ回路に入力して、このランチ回路の帰還用CMO
Sインバータによりレベル補償を行わせるようにするも
のである。
MOS F ETにより構成された伝送ゲートを通した
入力信号を2つのCMOSインバータにより構成された
ラッチ回路に入力して、このランチ回路の帰還用CMO
Sインバータによりレベル補償を行わせるようにするも
のである。
〔実施例1〕
第2図には、この発明の一実施例の回路図が示されてい
る。同図の各回路素子は、公知のCM O8築積面路の
製造技術によって、シリコンのような半導体基板上にお
いて形成される。
る。同図の各回路素子は、公知のCM O8築積面路の
製造技術によって、シリコンのような半導体基板上にお
いて形成される。
この実施例では、特に制限されないが、マスタースレー
ブ型フリップフロップ回路を示している。
ブ型フリップフロップ回路を示している。
すなわち、pチャンネルMO3FETQIによりマスタ
ーラッチ回路MLに入力信号りを取り込む伝送ゲートを
構成している。同様に、nチャンネルMO3FETQ4
により上記マスターラッチ回路MLからの出力信号をス
レーブラッチ回路SLに取り込む伝送ゲートを構成する
ものである。そして、上記両MO3FETQI、Q4の
ゲートには、共通にクロック信号Cが印加されている。
ーラッチ回路MLに入力信号りを取り込む伝送ゲートを
構成している。同様に、nチャンネルMO3FETQ4
により上記マスターラッチ回路MLからの出力信号をス
レーブラッチ回路SLに取り込む伝送ゲートを構成する
ものである。そして、上記両MO3FETQI、Q4の
ゲートには、共通にクロック信号Cが印加されている。
上記各ラッチ回路ML (SL)は、そのレベル補償を
行うため、出力用CMOSインバータIVI (IV
3)と帰還用CMOSインバータIV2 (IV4)と
で構成されている。これらのラッチ回路ML、SLは、
伝送ゲートT1.T2を通した信号レベルに従って動作
するようにするため、上記帰還用インバータIV2.I
V4のそれぞれの出力インピーダンスは、後述するレベ
ル補償動作を行うことができる範囲で比較的大きな値に
設定されている。それ故、ラッチ回路ML、SLのそれ
ぞれは、を源電圧VDDの約1/2のロジックスレッシ
ョルド電圧を持っており、入力された信号レベルに従っ
た反転信号を出力端子から送出するものとなる。
行うため、出力用CMOSインバータIVI (IV
3)と帰還用CMOSインバータIV2 (IV4)と
で構成されている。これらのラッチ回路ML、SLは、
伝送ゲートT1.T2を通した信号レベルに従って動作
するようにするため、上記帰還用インバータIV2.I
V4のそれぞれの出力インピーダンスは、後述するレベ
ル補償動作を行うことができる範囲で比較的大きな値に
設定されている。それ故、ラッチ回路ML、SLのそれ
ぞれは、を源電圧VDDの約1/2のロジックスレッシ
ョルド電圧を持っており、入力された信号レベルに従っ
た反転信号を出力端子から送出するものとなる。
次に、この実施例回路の動作を説明する。
今、クロック信号Cがロウレベル(回路の接地電位)な
ら、pチャンネルMOS F ETQ 1がオン状態と
なって、入力信号りをマスターラッチ回路MLの入力に
伝える。この時、入力信号りがロウレベル(回路の接地
電位OV)であっても、上記MO3FETQIのしきい
値電圧vth分だけ浮き上がるものとなってしまう。し
かし、上記ラッチ回路MLのロジックスレッショルド電
圧よりも低いレベルであるから、インバータIVIの出
力レベルがハイレベル([源電圧V DD )になり、
帰還用インバータIV2の出力がロウレベルとなって上
記入力端子の電位を接地電位まで低下させるというレベ
ル補償動作を行うものである。なお、入力信号りがハイ
レベルなら、pチャンネルMO3F ETQ 1は、そ
のレベルをそのままマスターラッチ回路MLの入力に伝
えるのものである。このようにしてマスターラッチ回路
MLは、そのレベル補償を行いつつ、入力信号りをクロ
ック信号Cのロウレベルの期間にをり込むものとなる。
ら、pチャンネルMOS F ETQ 1がオン状態と
なって、入力信号りをマスターラッチ回路MLの入力に
伝える。この時、入力信号りがロウレベル(回路の接地
電位OV)であっても、上記MO3FETQIのしきい
値電圧vth分だけ浮き上がるものとなってしまう。し
かし、上記ラッチ回路MLのロジックスレッショルド電
圧よりも低いレベルであるから、インバータIVIの出
力レベルがハイレベル([源電圧V DD )になり、
帰還用インバータIV2の出力がロウレベルとなって上
記入力端子の電位を接地電位まで低下させるというレベ
ル補償動作を行うものである。なお、入力信号りがハイ
レベルなら、pチャンネルMO3F ETQ 1は、そ
のレベルをそのままマスターラッチ回路MLの入力に伝
えるのものである。このようにしてマスターラッチ回路
MLは、そのレベル補償を行いつつ、入力信号りをクロ
ック信号Cのロウレベルの期間にをり込むものとなる。
次に、クロック信号Cがハイレベル(電源電圧)になる
と、nチャンネルMO3FETQ4がオン状態となって
、マスターラッチ回路MLの出力信号をスレーブラッチ
回路SLの入力に伝える。
と、nチャンネルMO3FETQ4がオン状態となって
、マスターラッチ回路MLの出力信号をスレーブラッチ
回路SLの入力に伝える。
この時、マスターランチ回路MLの出力信号がハイレベ
ル(電源電圧V DD )であっても、上記MO3FE
TQ4のしきい値電圧vth分だけ低下させた信号レベ
ル(VDD−Vth)となってしまう。しかし、上記ラ
ッチ回路SLのロジックスレッシッルド電圧よりも高い
レベルであるから、インバータIV3の出力レベルがロ
ウレベルになり、帰還用インバータIV4の出力がハイ
レベルとなってその入力電位を電源電圧VDDまで上昇
させるというレベル補償動作を行うものである。なお、
上記マスターラッチ回路MLからの出力信号がロウレベ
ルなら、nチャンネルMO3FETQ6は、そのレベル
をそのままスレーブランチ回路SLの入力に伝えるのも
のである。このようにしてスレーブラッチ回路SLは、
そのレベル補償を行いつつ、上記マスターラッチ回路M
Lの出力信号をクロック信号Cのハイレベルの期間に取
り込むものとなる。
ル(電源電圧V DD )であっても、上記MO3FE
TQ4のしきい値電圧vth分だけ低下させた信号レベ
ル(VDD−Vth)となってしまう。しかし、上記ラ
ッチ回路SLのロジックスレッシッルド電圧よりも高い
レベルであるから、インバータIV3の出力レベルがロ
ウレベルになり、帰還用インバータIV4の出力がハイ
レベルとなってその入力電位を電源電圧VDDまで上昇
させるというレベル補償動作を行うものである。なお、
上記マスターラッチ回路MLからの出力信号がロウレベ
ルなら、nチャンネルMO3FETQ6は、そのレベル
をそのままスレーブランチ回路SLの入力に伝えるのも
のである。このようにしてスレーブラッチ回路SLは、
そのレベル補償を行いつつ、上記マスターラッチ回路M
Lの出力信号をクロック信号Cのハイレベルの期間に取
り込むものとなる。
このようにして、各ラッチ回路ML、SLは、その入力
信号レベルのレベル補償を行うので、インバータIVI
、IV3等において、その入力レベルが中間レベルとな
ることによって発生する比較的大きな直流電流が流れる
ことが防止できるから、その低消費電力動作を維持する
ことができるものとなる。
信号レベルのレベル補償を行うので、インバータIVI
、IV3等において、その入力レベルが中間レベルとな
ることによって発生する比較的大きな直流電流が流れる
ことが防止できるから、その低消費電力動作を維持する
ことができるものとなる。
このマスタースレーブ型フリップフロップ回路は、上述
のようにクロック信号Cの半周期骨づつシフトして入力
信号りがマスターフリップフロップとスレーブフリップ
フロップを通して出力されるという動作を行う。
のようにクロック信号Cの半周期骨づつシフトして入力
信号りがマスターフリップフロップとスレーブフリップ
フロップを通して出力されるという動作を行う。
(実施例2)
第3図には、この発明の他の一実施例の回路図が示され
ている。
ている。
この実施例では、上記伝送ゲートT1を構成するMOS
FETがnチャンネルMO3FETQ2により構成され
、伝送ゲー1−72を構成するMOSFETがpチャン
ネルMO3FETQ3によって構成される点が上記第2
図の実施例と異なっている。したがって、この実施例で
は、クロック信号Cのハイレベルの期間にマスターラッ
チ回路MLに入力信号りの取込みが行dh、クロック信
号Cのロウレベルの期間にスレーブラッチ回路SLに上
記マスターラッチ回路MLの出力信号の取込みが行われ
る。
FETがnチャンネルMO3FETQ2により構成され
、伝送ゲー1−72を構成するMOSFETがpチャン
ネルMO3FETQ3によって構成される点が上記第2
図の実施例と異なっている。したがって、この実施例で
は、クロック信号Cのハイレベルの期間にマスターラッ
チ回路MLに入力信号りの取込みが行dh、クロック信
号Cのロウレベルの期間にスレーブラッチ回路SLに上
記マスターラッチ回路MLの出力信号の取込みが行われ
る。
〔実施例3〕
第4図には、この発明の更に他の一実施例の回路図が示
されている。
されている。
この実施例では、上記伝送ゲー)TI、T2が同じ導電
型の例えばnチャンネルMO3FETQ2、Q4によっ
て構成される。したがって、そのゲートには、2相のク
ロック信号C1,C2がそれぞれ印加されるものである
。
型の例えばnチャンネルMO3FETQ2、Q4によっ
て構成される。したがって、そのゲートには、2相のク
ロック信号C1,C2がそれぞれ印加されるものである
。
(11この実施例では、マスタースレーブ型フリップフ
ロップ回路を構成するための素子数は、第1図に示した
マスタースレーブ型フリップフロップ回路に比べて一方
の導電型の伝送ゲー)MOSFETと、反転クロック信
号を形成するインバータとが不用となるから合計4個の
MOSFETを削減できるという効果が得られる。
ロップ回路を構成するための素子数は、第1図に示した
マスタースレーブ型フリップフロップ回路に比べて一方
の導電型の伝送ゲー)MOSFETと、反転クロック信
号を形成するインバータとが不用となるから合計4個の
MOSFETを削減できるという効果が得られる。
(2)上記素子数の削減に伴い、その配線も削減するこ
とができるという効果が得られる。
とができるという効果が得られる。
(3)上記(11及び(2)により、多数のフリップフ
ロップ回路を含む半導体集積回路装置においては、高集
積度を達成することができるという効果が得られる。
ロップ回路を含む半導体集積回路装置においては、高集
積度を達成することができるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、フリップフロ
ップ回路は、1個の伝送ゲートMO3FETと、この伝
送ゲートMO5FETを通した信号を受ける1個のCM
OSランチ回路とにより構成するものであってもよい。
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、フリップフロ
ップ回路は、1個の伝送ゲートMO3FETと、この伝
送ゲートMO5FETを通した信号を受ける1個のCM
OSランチ回路とにより構成するものであってもよい。
また、入力クロック端子から伝送ゲートMO3FETと
の間にゲート機能を設けるもの、スレーブラッチ回路の
出力と出力端子との間にゲート機能を設けるもの、ある
いはセント入力機能、リセット入力機能とうの付加回路
を設けるものであってもよい。
の間にゲート機能を設けるもの、スレーブラッチ回路の
出力と出力端子との間にゲート機能を設けるもの、ある
いはセント入力機能、リセット入力機能とうの付加回路
を設けるものであってもよい。
この発明は、CMOSフリップフロップ回路として広く
利用できるものである。
利用できるものである。
第1図は、CMOSフリップフロップ制路として考えら
れるものの一例を示す回路図、第2図は、この発明の一
実施例を示す回路図、第3図は、この発明の他の一実施
例を示す回路図、 第4図は、この発明の更に他の一実施例を示す回路図で
ある。 夏VI 〜IV4−−CMOSインバータ、ML1 ・・マスターラッチ回路、SL・・スレーブラッチ回路 2
れるものの一例を示す回路図、第2図は、この発明の一
実施例を示す回路図、第3図は、この発明の他の一実施
例を示す回路図、 第4図は、この発明の更に他の一実施例を示す回路図で
ある。 夏VI 〜IV4−−CMOSインバータ、ML1 ・・マスターラッチ回路、SL・・スレーブラッチ回路 2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、nチャンネルMO3FET又はpチャンネルMO3
FETで構成された伝送ゲートと、この伝送ゲートを通
した入力信号を受ける出力用CMOSインバータと、帰
還用CM OSインバータからなるラッチ回路とを含む
ことを特徴とするCMOSフリップフロップ回路。 2、上記フリップフロップ回路は、2個が縦列形態とさ
れ、上記伝送ゲートを時系列的に動作させることにより
、マスタースレーブ動作を行うものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のCMOSフリップフロ
ップ回路。 3、上記前段のフリップフロップ回路の伝送ゲートとt
&段の伝送ゲートとは、互いに逆導電型のMOSFET
により構成されるものであることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載のフリップフロップ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072884A JPS59200520A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | Cmosフリツプフロツプ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58072884A JPS59200520A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | Cmosフリツプフロツプ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59200520A true JPS59200520A (ja) | 1984-11-13 |
Family
ID=13502201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58072884A Pending JPS59200520A (ja) | 1983-04-27 | 1983-04-27 | Cmosフリツプフロツプ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59200520A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016059049A (ja) * | 2009-12-23 | 2016-04-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52103945A (en) * | 1976-02-26 | 1977-08-31 | Nec Corp | Latch circuit |
| JPS553234A (en) * | 1978-06-22 | 1980-01-11 | Toshiba Corp | Self-supporting cmos latch circuit |
| JPS5579524A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-16 | Fujitsu Ltd | Flip-flop circuit |
-
1983
- 1983-04-27 JP JP58072884A patent/JPS59200520A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52103945A (en) * | 1976-02-26 | 1977-08-31 | Nec Corp | Latch circuit |
| JPS553234A (en) * | 1978-06-22 | 1980-01-11 | Toshiba Corp | Self-supporting cmos latch circuit |
| JPS5579524A (en) * | 1978-12-13 | 1980-06-16 | Fujitsu Ltd | Flip-flop circuit |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016059049A (ja) * | 2009-12-23 | 2016-04-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
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