JPS6212699B2 - - Google Patents

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JPS6212699B2
JPS6212699B2 JP4653778A JP4653778A JPS6212699B2 JP S6212699 B2 JPS6212699 B2 JP S6212699B2 JP 4653778 A JP4653778 A JP 4653778A JP 4653778 A JP4653778 A JP 4653778A JP S6212699 B2 JPS6212699 B2 JP S6212699B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
misfet
signal
circuit
series circuit
misfets
Prior art date
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Expired
Application number
JP4653778A
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English (en)
Other versions
JPS54139457A (en
Inventor
Masao Tamya
Osamu Yamashiro
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4653778A priority Critical patent/JPS54139457A/ja
Publication of JPS54139457A publication Critical patent/JPS54139457A/ja
Publication of JPS6212699B2 publication Critical patent/JPS6212699B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H03K3/353Generators 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
    • H03K3/3568Multistable circuits

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、相補型MISFET(絶縁ゲート型
電界効果トランジスタ)で構成されたダイナミツ
クカウンタ回路に関する。
相補型MISダイナミツクカウンタ回路として、
第2図に示すような回路が考えられている。
この回路は、pチヤンネルMISFET Q11とn
チヤンネルMISFET Q12,Q13を順に直列接続
し、上記両電源端子側のMISFET Q11とQ13のゲ
ートに入力信号φを印加した第1の直列回路と、
この第1の直列回路と同様なMISFET Q14〜Q16
のMISFET Q14,Q16のゲートに上記第1の直列
回路のMISFET Q11,Q12の接続点の信号Aを共
通に印加し、MISFET Q15のゲートに入力信号
φを印加した第2の直列回路と、ハイレベル側の
電圧端子VDDと上記第2の直列回路のMISFET
Q15,Q16の接続点との間に順にpチヤンネル
MISFET Q17,Q18とnチヤンネルMISFET Q19
とを直列接続し、上記MISFET Q17のゲートに
入力パルスφを印加し、MISFET Q18,Q19のゲ
ートに共通に第2の直列回路のMISFET Q14
Q15の接続点の信号Qを印加し、このMISFET
Q18,Q19の接続点の信号Bを第1の直列回路の
MISFET Q12のゲートに印加した第3の直列回
路とにより構成され、上記信号Qを出力とするも
のである。
この回路にあつては、ゲートを共通とするpチ
ヤンネルMISFETとnチヤンネルMISFETとが
相補的に動作する。
この回路は、第3図の動作波形図に示すよう
に、入力信号φに対して、1/2分周した出力Qを
形成するカウンタ動作を行なう。
この動作の検討の結果、この回路にあつては、
次のような問題点を有するものであることが判明
した。
その1つは、第3図に示すように、入力信号φ
がローレベルであり、出力Qがハイレベルを保持
していたとすると、第1の直列回路の出力Aは
MISFET Q11のオンによりハイレベルとなり、
第3の直列回路の出力Bは、上記信号Aのハイレ
ベルによりMISFET Q16がオン、また出力Qの
ハイレベルにより、MISFET Q19がオンとなつ
ているので、ローレベルとなる。
この状態において、入力信号φがハイレベルに
変化すると、第1の直列回路のMISFET Q11
オフ、MISFET Q13がオンに変わり、第2の直
列回路のMISFET Q15がオンし、第3の直列回
路のMISFET Q17がオフする。この場合、信号
BのローレベルでオフしているMISFET Q12
ため、信号Aはハイレベルを保持している。他
方、MISFET Q15のオンにより、MISFET Q15
とQ16とが共にオンとなるので、出力Qはローレ
ベルに変化する。この出力Qの変化で第3の直列
回路のMISFET Q18がオンし、MISFETQ19がオ
フする。MISFET Q17とQ18との接続点の寄生容
量(図示しない)は入力信号φがローレベルであ
つた期間にほゞVDDのハイレベルとなつている。
そのため、上記のように、MISFET Q18がオン
すると信号Bの保持レベルは、上記のMISFET
Q17,Q18の接続点の寄生容量との電荷分散が生
じ、同図破線で示すようにハイレベル側にシフト
する。
この電荷分散によるレベル変化は、回路の誤動
作につながるもので、動作電源マージンを小さく
することとなる。
他の1つは、上記状態において、再び入力信号
φがハイレベルからローレベルに変化するとき、
MISFET Q11のオンにより、信号Aはハイレベ
ルを保持するため、出力Qは変化しない。一方、
MISFET Q17がオンするため、信号Bはハイレ
ベルに変化する。このとき、MISFET Q11,Q13
のオン/オフ切り変わりと、信号Bの立ち上りに
よるMISFET Q12のオン動作が競争することと
なり、上記信号Bの立上りが早いと、上記
MISFET Q11,Q13の切り変り前のMISFET Q12
のオンにより、同図破線で示すように、信号Aが
レベルダウンを生じるとともに、このときの貫通
電流は、電圧VDD〜VSSの下で流れるものとな
る。この動作は、同図に示すような入力信号φを
矩形波とする場合には、生じにくいが、正弦波と
した場合には、相補動作における遷移期間が長く
なるため、生じるものとなる。
この発明は、上記問題を解決するためなされた
もので、その目的とするところは、電源マージン
の拡大及び低消費電力化を図つたダイナミツクカ
ウンタ回路を提供することにある。
この発明は、前記ダイナミツクカウンタ回路に
おける入力信号φの印加方法を変えることによ
り、保持信号の電荷分散の防止及び貫通電流の低
減を図ろうとするものである。
以下、実施例により、この発明を具体的に説明
する。
第1図は、この発明の一実施例を示す回路図で
ある。
この回路は、ハイレベル電源端子VDDとローレ
ベル電源端子VSSとの間に、pチヤンネル
MISFET Q1とnチヤンネルMISFET Q2,Q3
を順に(Q1,Q2,Q3の順という意味)に直列接
続し、上記MISFET Q1,Q2のゲートに共通に入
力信号φを印加した第1の直列回路と、上記電源
端子間にpチヤンネルMISFET Q4とnチヤンネ
ルMISFET Q5,Q6とを順に直列接続し、上記
MISFET Q4,Q6のゲートに共通に上記第1の直
列回路のMISFET Q1,Q2の接続点の信号Aを印
加し、上記MISFET Q5のゲートに入力信号φを
印加した第2の直列回路と、上記電源端子VDD
第2の直列回路のMISFET Q5,Q6の接続点との
間に、pチヤンネルMISFET Q7,Q8とnチヤン
ネルMISFET Q9とを順に直列接続し、上記
MISFET Q7,Q9のゲートに共通に第2の直列回
路のMISFET Q4,Q5の接続点の信号Qを印加
し、上記MISFET Q8のゲートに入力信号φを印
加し、上記MISFET Q8,Q9の接続点の信号Bを
第1の直列回路のMISFET Q3のゲートに印加し
た第3の直列回路とにより構成され、上記信号Q
を出力とするものである。すなわち、この回路
は、第2図に示した回路におけるMISFET
Q12,Q13及びMISFET Q17,Q18の接続位置を入
れ替えて構成したものである。
この回路の基本的な分周動作は、前記に説明し
た回路と同様であり、第3図に示すように、入力
信号φがローレベルで、出力Qの記憶レベルがハ
イレベルのとき、MISFET Q1のオンにより信号
Aはハイレベル、この信号Aのハイレベル及び出
力QのハイレベルによりMISFET Q6,Q9がオン
しているため、信号Bはローレベルとなる。
次に、入力信号φがハイレベルに変化すると、
MISFET Q1がオフ、MISFET Q2がオン、
MISFET Q5がオン、MISFET Q8がオフに変わ
る。このとき、MISFET Q5のオンにより、出力
Qはローレベルに変化し、この出力Qがローレベ
ルに変化してMISFET Q7がオン、MISFET Q9
がオフとなるが、このMISFET Q9がオフとなる
前に入力信号φのハイレベルにより、MISFET
Q8がオフしてしまうため、信号BはMISFET Q8
を通しての前記電荷分散が生ずることはなく、ロ
ーレベルを保持し、同図実線で示すようになる。
この信号Bがローレベルを保持するため、
MISFET Q3がオフ状態を保ち、信Aは変化せ
ず、上述のような動作で出力Qはローレベルに固
定される。なお、このとき、MISFET Q2がオン
していることより、信号Aにおける蓄積電荷が、
このMISFET Q2を介して、MISFET Q2,Q3
接続点における寄生容量に分散されることが考え
られるが、この場合には、信号Aにおける容量
は、2つのMISFET Q4,Q6のゲート容量を含む
ために蓄積電荷量が大きく、レベルダウンは、前
記第2図の回路における信号Bのレベル変化量の
1/2以下となり問題とならない。
次に、再び入力信号φがローレベルに変化する
と、MISFET Q1のオンにより、信号Aはハイレ
ベルを保持し、MISFET Q5のオフにより、信号
Qは、記憶容量によるローレベルを保持し、信号
BだけがMISFET Q8のオンによりハイレベルに
変化する。この場合、信号Bの立ち上りが早く、
MISFET Q1,Q2が切り変る前に、MISFET Q3
がオンしたとしても、このMISFET Q3のオン抵
抗により、相補動作を行なうMISFET Q1,Q2
両端子間電圧が小さくなるため、貫通電流が小さ
くなつて、低消費電力化が図られる。そして、こ
のMISFET Q3のオン抵抗分だけ、信号Aはレベ
ルアツプされることとなるため、信号Aのローレ
ベル側への変化は小さくなる。
この動作における貫通電流及びレベルダウン
は、入力信号φとして正弦波を用いた場合に大き
くなるので、この実施例回路における上記効果
も、正弦波入力を用いた場合に大きくあらわれる
こととなる。
次に、入力信号φがハイレベルに変化すると、
MISFET Q1がオフ、MISFET Q2がオン、
MISFET Q5がオン、MISFET Q8がオフに変化
する。上記MISFET Q2のオンにより、信号Aは
ローレベルに変化し、この信号Aのローレベルの
変化によりMISFET Q4がオンするため、出力Q
はハイレベルに変化する。また、この信号Aのロ
ーレベルの変化によりMISFET Q6がオフとなる
ため、出力Qがハイレベルに変化したときの信号
Bは、MISFET Q4,Q5,Q9を通したハイレベル
に固定されたものとなる。
次に、入力信号φがローレベルに変化すると、
MISFET Q1がオン、MISFET Q2がオフ、
MISFET Q5がオフ、MISFET Q8がオンに変化
する。上記MISFET Q1のオンにより、信号Aは
ハイレベルに変化する。このとき、MISFET Q5
がオフしているため、信号Aがハイレベルとなつ
て、MISFET Q4がオフ、MISFET Q6がオンし
ても、出力Qは、電荷分散によるハイレベル変化
が生じることなくハイレベルを保持する。したが
つて、MISFET Q9がオンしつづけるため、
MISFET Q6のオンにより、信号Bはローレベル
に変化する。
以下同様の動作を繰り返すことにより、この実
施例回路は、第3図の実線で示すようなカウンタ
動作を行なうものとなる。
以上の動作明により明らかなように、この実施
例回路は、信号A,Bのレベル変化が小さくなる
ので、これに伴ない低電源電圧まで動作すること
となり、電源マージンの拡大が図られる。そし
て、貫通電流が減少するので、低消費電力化が図
られる。
この発明は、前記実施例に限定されず、電源電
圧の極性、及びMISFETの導電型を逆にして構
成するものであつてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示すカウンタ
回路の回路図、第2図は、本願出願人において考
えられているカウンタ回路の回路図、第3図は、
これらの動作波形図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1電圧端子と第2電圧端子との間に、第1
    導電型のMISFET Q1及び第2導電型のMISFET
    Q2,Q3を順に直列結合し、上記MISFET Q1
    Q2のゲートに入力信号を印加した第1の直列回
    路と、上記第1電圧端子と第2電圧端子との間
    に、第1導電型のMISFET Q4及び第2導電型の
    MISFET Q5,Q6を順に直列結合し、上記
    MISFET Q4,Q6のゲートに第1の直列回路の
    MISFET Q1,Q2の結合点の出力を印加し、上記
    MISFET Q5のゲートに入力信号を印加した第2
    の直列回路と、上記第1電圧端子と上記第2の直
    列回路のMISFET Q5,Q6の結合点との間に、第
    1導電型のMISFET Q7,Q8及び第2導電型の
    MISFET Q9を順に直列結合し、上記MISFET
    Q7,Q9のゲートに第2の直列回路のMISFET
    Q4,Q5の結合点の出力を印加し、上記MISFET
    Q8のゲートに入力信号を印加し、上記MISFET
    Q8,Q9の結合点の出力を上記第1の直列回路の
    MISFET Q3のゲートに印加した第3の直列回路
    とを具備し、上記第2の直列回路のMISFET
    Q4,Q5又は第3の直列回路のMISFET Q8,Q9
    の結合点から得られる信号を出力としたことを特
    徴とするダイナミツクカウンタ回路。
JP4653778A 1978-04-21 1978-04-21 Dynamic counter circuit Granted JPS54139457A (en)

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JPS54139457A JPS54139457A (en) 1979-10-29
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JPS5656043A (en) * 1979-10-15 1981-05-16 Nec Corp Electronic circuit

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JPS54139457A (en) 1979-10-29

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