JPS6232531A - キヤリ−伝播回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高速加算回路に於ける。キャリー伝播回路の動
作速度の改良に関する。

〔発明の背景〕

従来のキャリー伝播回路は１例えば特開昭５９−１００
３２号公報に示されるように、トランスファーＭＯＳト
ランジスタとディスチャージＭＯ３）−ランジスタがベ
アになったものを、単に複数段接続して構成されていた
。

第２図は、ｎビットキャリー伝播回路に於ける。

キャリー伝播部分の回路例である。

図中＋　４１．４２，４３，４４．４５及び４６はＮＭ
Ｏ８，５１，５２及び５３には２値の排他的論理和が入
力される。５４．５５及び５６に＆よ２値の論理積が入
力される。７０は１ビット分のキャリー伝播回路である
。

従来は、７０の様な回路を多段設続することにより所望
のキャリー伝播回路を構成していた。

そのため、ノード６１，６２及び６３に於ける接合容量
がｎ段目の接合容量と等しくなり、結果として回路の動
作速度を遅くしてしまた。

また、次段との接続関係等から一般にＣＭＯＳ回路では
、６１．６２及び６３の各ノードを、接地電位から電源
電圧まで振幅させる必要があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来のキャリー伝播回路の欠点を改良
することにより、より高速で動作するキャリー伝播回路
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明のキャリー伝播回路の特徴は、まず第１に、トラ
ンスファーＭｏＳトランジスタ及びディスチャージＭＯ
ＳトランジスタのＭＯＳサイズを、各ビットごとに変え
たことにある。

第２に、出力段にバイポーラトランジスタを付加するこ
とにより、内部を低振幅動作させたことにある。

〔発明の実施例〕

以下５本発明の一実施例について説明する。第１図は４
ビツトキャリー伝播回路の例であり、図中１及び２は抵
抗、３はＮＰＮバイポーラトランジスタ、６〜１４はＮ
Ｍｏ５）−ランジスタ、２３はＧＮＤ端子、２４は電源
端子である。３６は下位からのキャリー人力、３０は上
位へのキャリー出力である。３２〜３５には２値の排他
的論理和が入力され、３７〜４０には２値の論理積が入
力される。次に回路の動作について説明する。

ノード２９からＧＮＤへの電流バスがないと仮定すると
、ノード２９は１４１　ｘ　ｇｈ　ＩＴとなりＮＰＮト
ランジスタ３はＯＮする。したがって上位へのキャリー
出力３０は“Ｌｏｗ”となり、キャリーの桁上げは行な
われない。

又逆に、６〜１４の一連のＭＯＳトランジスタがＯＮｕ
、ノード２９からＧＮＤへの電流パスができると、ノー
ド２９は”Ｌｏｗ”となりＮＰＮトランジスタ３はＯＦ
Ｆする。したがってキャリー出力３０は’　）Ｉｉｇｈ
″となり１次段へキャリーが伝播される。

ここで、ノード２９からＭＯＳトランジスタ９゜８．７
．６及び１０を介してＧＮＤへ通じる経路（以下パス１
と呼ぶ）と、ＭＯＳトランジスタ９゜８．７及び１１を
介してＧＮＤへ通じる経路（以下バス２と呼ぶ）につい
て比較してみる。

ノード２６からＧＮＤ間で、バス１の方はＭｏ５６及び
１０とＭｏ８を直列に２段接続しているのに対し、バス
２の方はＭＯＳＩＩの１段だけである。

これをＭｏ５のインピーダンスについて比較すると、バ
ス２の方が小さい。

この回路の最高動作速度はバス１で決定する為、回路の
動作速度を落とすことなく、バス２のインピーダンスを
バス１のそれと同等まで大きくすることができる。すな
わち、Ｍｏ８ＩＩのＭＯＳサイズをＭｏ８ＩＯよりも小
さくできる。

この様に考えていくと、Ｍｏ５ＩＯよりもＭｏ８１１、
Ｍｏ８ＩＩよりもＭｏ８１２、Ｍｏ８１２よりもＭｏ５
１３と、だんだんＭＯＳサイズを小さくできる。

以上のことを実施例に基づいて定量的に示す。

バス１に於るＭｏ８９，８，７．６及び１ｏのＭＯＳサ
イズをＷとすると、Ｍｏ８１１のサイズｔｔＷ／２、Ｍ
ｏ８１２のサイズはＷ／３．Ｍｏ８１３のサイズはＷ／
４、Ｍｏ８１４（７）サイズはＷ１５となる。これによ
りノード２６，２７，２８及び２９の接合容量が全体で
２１％程度減少し、その分バス１での最高動作速度も上
がる。

さらに、出力段にＮＰＮトランジスタ３を付加したこと
により、ノード２９の電気振幅は、　ＮＰＮトランジス
タのベース・エミッタ間電圧で抑えられてしまう。

回路の遅延時間は、容量負荷及び振幅電圧に比例して小
さくなる。すなわち、本実施例によると各ノードの接合
容量が小さくなり、内部の電圧振幅を低減したことによ
り１回路の動作速度を速くすることができる。又、この
回路を集積回路上で実現するためのセル面積も小さくで
きる等の効果がある。

〔発明の効果〕

以上述べた様に本発明によれば、充放電する各ノードの
接合容量を従来より小さくでき、又、キャリーが伝播す
る部分を低振幅動作させることができるため、回路の動
作速度を速くする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は４ビツトのキャリー伝播回路を示す図、第２図
はキャリー伝播回路に於て、キャリーを伝播させる。あ
る一部分を示す図である。 ６．７，８，９，１０，１１，１２，１３．１４・・・
ＮＭＯＳトランジスタ、３・・・バイポーラトランジス
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の信号をゲート入力とするトランスファーＭＯ
   Ｓトランジスタと、第２の信号をゲート入力とするディ
   スチャージＭＯＳトランジスタとを具備して成る、キャ
   リー伝播回路に於て、上記トランジスタのＭＯＳサイズ
   を各ビットごとに変えたことを特徴とするキャリー伝播
   回路。 ２、特許請求の範囲第１項に於て、出力段にバイポーラ
   トランジスタを付加したことを特徴とするキャリー伝播
   回路。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に於て、上位ビ
   ットへ行くにしたがい、ディスチャージＭＯＳトランジ
   スタのサイズをしだいに小さくしたことを特徴とするキ
   ャリー伝播回路。