DE2241267A1 - Rueckstellbarer binaerer flip-flop aus halbleiterbauelementen - Google Patents
Rueckstellbarer binaerer flip-flop aus halbleiterbauelementenInfo
- Publication number
- DE2241267A1 DE2241267A1 DE2241267A DE2241267A DE2241267A1 DE 2241267 A1 DE2241267 A1 DE 2241267A1 DE 2241267 A DE2241267 A DE 2241267A DE 2241267 A DE2241267 A DE 2241267A DE 2241267 A1 DE2241267 A1 DE 2241267A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit
- transistors
- transistor
- input
- output
- 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
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/08—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
- H03K19/094—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
- H03K19/0944—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET
- H03K19/0948—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors using MOSFET or insulated gate field-effect transistors, i.e. IGFET using CMOS or complementary insulated gate field-effect transistors
-
- 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
- H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
- H03K3/037—Bistable circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Description
PATENTANWÄLTE
DJPL.-ING. LEO FLEUCHAUS
DJPL.-ING. LEO FLEUCHAUS
DR.-ING. HANS LEYH ilk \
München 71, 21. AugUSt 1972
Melchiorstr. 42
Unser Zeichen: M025P-852
Motorola, Inc. 94-01 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois
V.St.A.
ßückstellbarer binärer Flip-Flop aus Halbleiterbauelementen.
Die Erfindung betrifft einen rückstellbaren binären Flip-Flop aus Halbleiterbauelementen, vorzugsweise Oberflächen-Feldeffekttransistoren.
Binäre Flip-Flops werden in grosser Anzahl für digital arbeitende
Systeme, wie Zähler, Multiplexer, Schieberegister u.dgl. verwendet. Daher ist es sehr vorteilhaft, wenn solche
Flip-Flops volumenmässig sehr klein und äusserst billig hergestellt werden können. Mit Hilfe der integrierten Schaltkreistechnik
ist es möglich, sich diesem Ziel zu nähern, Jedoch müssen bei herkömmlichen Flip-Flop-Schaltungen inaktive
Bauelemente, wie Widerstände und Kapazitäten, in der integrierten Schaltung mit untergebracht werden. Diese inaktiven
Bauelemente benötigen jedoch sehr grosse Flächenabschnitte integrierter
Schaltkreise, so dass damit einer Verkleinerung des Platzbedarfes einer Flip-Flop-Schaltung sowie eine Verringerung
Fs/wi " der
3 0 9 8 0 9/ 1091
^ M025P-852
der Herstellungskosten Grenzen gesetzt werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen rückstellbaren
binären Flip-Flop zu schaffen, der ausschliesslich aus aktiven Halbleiterelementen besteht und keine inaktiven
Halbleiterelemente umfasst. Ein solcher rückstellbarer Flip-Flop soll auf ein bekanntes Niveau zurückstellbar sein, ohne
dass auf die Herkunft des Eingangssignals Rücksicht genommen werden muss, und ohne dass es notwendig ist, eine Anzahl von
Eingangssignalen anzulegen, bevor dieses gewünschte Niveau eingenommen wird.
Es wurde bereits vorgeschlagen, einen binären Flip-Flop ganz aus aktiven Halbleiterelementen, insbesondere Feldeffekttransistoren,
herzustellen, jedoch ist ein solcher Flip-Flop nicht rückstellbar (US-AS 71 889 vom 14. September 1970).
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Flip-Floppier UND-Schaltungen und zwei NOR-Schaltungen
umfasst, wobei der Ausgang der ersten und zweiten UND-Schaltung mit den beiden Eingängen der NOR-Schaltung und
die beiden Ausgänge der dritten und vierten UND-Schaltung mit den beiden Eingängen der zweiten NOR-Schaltung verbunden sind,
dass eine erste Umkehrstufe an den Ausgang der ersten NOR-Schaltung und eine zweite Umkehrstufe an den Ausgang der zweiten
NOR-Schaltung angeschlossen sind, dass ferner der Ausgang der ersten NOR-Schaltung mit einem ersten Eingang der dritten
UND-Schaltung und der Ausgang der ersten Umkehrstufe mit einem ersten Eingang der ersten UND-Schaltung verbunden sind, wogegen
der Ausgang der zweiten Umkehrstufe mit einem dritten Eingang der zweiten UND-Schaltung und einem dritten Eingang
der vierten UND-Schaltung verbunden ist, dass jeweils ein zweiter Eingang der ersten, zweiten und vierten UND-Schaltung
zusammengeschaltet und als Eingang für ein Rückstellsignal
dient, dass jeweils ein erster Eingang der zweiten und vierten
- 2 - UND-Schaltung
309809/1091
3 M025P-852 -
UND-Schaltung zusammengeschaltet ist und als Eingang für ein Eingangssignal dient,· wogegen Jeweils ein zweiter Eingang der
ersten und dritten UED-Schaltung zusammengeschaltet ist und
als Eingang für ein invertiertes Eingangssignal dient, und
dass der Ausgang der ersten Umkehrstufe als Ausgang für ein
Ausgangssignal und der Eingang der ersten Umkehrstufe als Ausgang für ein invertiertes Ausgangssignal dient.
Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
von Unteransprüchen.
Ein nach den Merkmalen der Erfindung hergestellter rückstellbarer binärer Flip-Flop bietet den Vorteil, dass er ausschliesslich
aus aktiven Halbleiterelementen aufgebaut ist, die in monolithisch integrierter Bauweise einen sehr geringen
Platzbedarf erfordern und äusserst dicht gepackt werden können. Dadurch ist der erfindungsgemässe Flip-Flop" äusserst
vorteilhaft bei Anwendungen zu verwenden, die eine grosse Vielzahl von derartigen Flip-Flops benötigen und somit trotz
der Vielzahl der Flip-Flops verhältnismässig klein aufgebaut werden können«,
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es. zeigen:
Fig. 1 ein Logikschaltbild für einen rückstellbaren binären Flip-Flop;
Fig. 2 ein Schaltbild des rückstellbaren binären Flip-Flops gemäss Fig. 1;
Fig. 3 ein Schaltbild eines Teils der logischen Schaltung
gemäss Fig. 1;
- 3 - Fig. 4
309809/1091
U M025P-852
Fig. 4 .ein Schaltbild eines Teils der logischen Schaltung
gemäss Fig. 1;
Fig. 5 eine Funktionstabelle für den rückstellbaren binären Flip-Flop gemäss Fig. 1.
Gemäss Fig. 1 umfasst der rückstellbare binäre Flip-Flop einen ersten logischeiipchaltkreis 10 und einen zweiten logischen
Schaltkreis 11. Im logischen Schaltkreis 10 ist eine UND-Schaltung 12 mit drei Eingängen 13, 14 und 15 und einem
Ausgang 16, eine zweite UND-Schaltung 17 mit drei Eingängen 18, 19 und 20 und einem Ausgang 21 sowie eine NOR-Schaltung
25 mit einem Ausgang 28 und zwei Eingängen 26 und 27 vorgesehen,
von denen letztere mit den Ausgängen 16 und 21 der entsprechenden UND-Schaltungen 12 und 17 verbunden sind. Der
Ausgang 28 der NOR-Schaltung 25 ist mit dem Eingang einer Umkehrstufe 30 verbunden, die einen Ausgang 31 aufweist. Der
zweite logische Schaltkreis 11 umfasst eine erste Umschaltung 35 mit zwei Eingängen 36 und 37 sowie einem Ausgang 38, eine
zweite UND-Schaltung 39 mit drei Eingängen 40, 41 und 42 sowie einem Ausgang 43, und schliesslich eine NOR-Schaltung 45
mit zwei Eingängen 46 und 47, die mit den Ausgängen 38 und 43 der UND-Schaltungen 35 "und 39 verbunden sind. Der Ausgang
48 der NOR-Schaltung 45 ist mit dem Eingang einer Umkehrstufe 50 verbunden, welche einen Ausgang 51 hat.
Der Ausgang 31 der Umkehrstufe 30 liegt einerseits an der Ausgangskiemme Q und andererseits am Eingang 13 der UND-Schaltung
12. Der Eingang 14 der UND-Schaltung 12 ist mit dem Eingang 19 der UND-Schaltung 17 und ferner mit dem Eingang 41
der UND-Schaltung 39 sowie einer Rückstellklemme S verbunden. Der Eingang 15 der UND-Schaltung 12 liegt ain Eingang 37 der
UND-Schaltung 35 sowie an der Eingangsklemme !F. Der Eingang 18 der UND-Schaltung 17 ist mit dem Eingang 40 der UND-ScIbL-tung
39 und einer Eingangsklemme T verbunden. Der Eingang 20
- 4 - der
309809/ 1 091
5 M025P-852
der UND-Schaltung 17 steht mit dem Ausgang 51 der Umkehrstufe
50 und dem Eingang 42 der UND-Schaltung 39 in Verbindung. Der Eingang 36 der UND-Schaltung 35 ist mit dem Ausgang 28 der
NOR-Schaltung 25 verbunden und liegt ferner an einer Ausgangsklemme
Q. Die Eingangsklemme Ψ wird mit einem Eingangssignal beaufschlagt, das gegenüber dem an die Eingangsklemme T angelegten
Eingangssignal entgegengesetzt ist. Die Ausgangsklemme Q liegt am Eingang der Umkehrstuf e_ 30, wogegen die Ausgangsklemme
Q am Ausgang 31 der Umkehrstufe 30 liegt„ so dass das
an der Ausgangsklemme Q erscheinende Ausgangssignal entgegengesetzt
zu dem an der Ausgangsklemme Q auftretende Ausgangssignal ist.
In der Logikschaltung gemäss Fig. 1 entspricht ein hoher Spannungs-
bzw. Stromwert einer logischen 1, während eine niedrige Spannung bzw. ein niedriger Stromwert einer logischen Ö entspricht. Die UND-Schaltungen 12, 17, 35 und 39 arbeiten in
herkömmlicher Weise, wobei am Ausgang der jeweiligen UND-Schaltung
eine logische 1 erscheint, wenn alle Eingänge dieser UND-schaltung
mit einer logischen 1 beaufschlagt sind. Dagegen· ■ erscheint am Ausgang der jeweiligen UND-Schaltung eine logische
0, wenn zumindest einer der Eingänge mit einer logischen 0 beaufschlagt ist. Auch die NOR-Gatter 25 und 45 arbeiten in
herkömmlicher Weise, so dass, wenn einer oder beide Eingänge mit einer logischen 1 beaufschlagt sind, am Ausgang eine logische
0 erscheint, wogegen eine an beiden Eingängen wirksame logische 0 eine logische 1 am Ausgang bewirkt. Die Umkehrstufen
arbeiten in der Weise, dass das Ausgangssignal gegenüber dem Eingangssignal umgekehrt ist.
Das Schaltbild des binären Flip-Flop in der logischen Darstellung gemäss Fig. 1 ist in Fig., 2 dargestellt. Für den
Gesamtaufbau finden zehn Oberflächen-Feldeffekttransistoren 60 bis 69 mit P-leitender Kanalstrecke und zehn Oberflächen-Feldeffekttransistoren
70 bis 79 mit N-leitender Kanalstrecke Verwendung. Jede dieser Feldeffekttransistoren ist schematisch
- 5 - - durch
309809/1091 ' '
£ K025P-852
durch eine lange, dünne Linie dargestellt, zu der parallel
eine kürzere Linie verläuft, die Jeweils das Tor des Feldeffekttransistors
kennzeichnet. Die Quelle der Feldeffekttransistoren ist mit- einem Pfeil gekennzeichnet, der senkrecht
auf der langen Linie steht, wogegen die Senke lediglich mit einer senkrecht auf der langen Linie stehenden Linie gekennzeichnet
ist. Die Richtung des Pfeiles gibt die Richtung des Stromes durch den Feldeffekttransistor an. Wenn die Pfeilspitze
gegen die lange Linie weist, handelt es sich um einen Feldeffekttransistor mit P-leitender Kanalstrecke, wogegen
ein von der laugen Linie wegweisender Pfeil einen Feldeffekttransistor
mit N-leitender Kanalstrecke kennzeichnet. Ein Feldeffekttransistor
mit P-leitender Kanalstrecke leitet ei^en
Strom von der Quelle zur Senke, wenn das Tor negativ gegenüber der Quelle vorgespannt ist. Beim Feldeffekttransistor
mit N-leitender Kanalstrecke fliesst ein Strom von der Senke zur Quelle, wenn das Tor positiv gegenüber der Quelle vorgespannt
ist. In der beschriebenen Ausführungsform werden Oberflächen-Feldeffekttransistoren
wegen der guten charakteristischen Betriebseigenschaften verwendet, obwohl auch andere Halbleiteranordnungen
verwendbar sind, wie z.B. Sperrschicht-Feldeffekttransistoren oder Transistoren eines anderen Aufbaus,
deren Einsatz und Verwendung für den Fachmann in Anpassung an die Erfindung keine Schwierigkeiten bereitet. In der nachfolgenden
Beschreibung wird ganz allgemein der Begriff "Transistor" verwendet, obwohl die einzelnen Figuren Feldeffekttransistoren
darstellen.
Die Quellen der Transistoren 60, 61 und 62 sind mit einer
positiven Spannungsquelle 85 verbunden, wogegen die Senken
an einer Leitung 86 liegen, die ihrerseits mit den Quellen der Transistoren 63, 64, 65, 66 und 6? verbünden ist. Die
Senken der Transistoren 63, 64 und 65 Bind zusammengeschaltet
und an die Gatter der Transistoren 68, 78 sowie die Senken der Transistoren 70 und 73 angelegt. Ober einen Verbindunge-
- 6 - punkt
3 09809/1091
T . Μ025Ρ-852
punkt 87 sind die Senken der Transistoren 63, 64 und 65 auch
mit der Ausgangsklemme Q und den Toren der Transistoren 6?
und 77 verbunden. Die Quelle des Transistors 68 liegt an der
positiven Spannungsquelle 85, wogegen die Senke dieses Transistors
mit der Senke des Transistors 78 verbunden ist« Die Quelle des Transistors 78 liegt an Massepotential bzw. an einer
gemeinsamen Leitung 88. Das Tor des Transistors 64 ist mit den
zusammengeschalteten Senken der Transistoren 68 und 78 und ferner dem Tor des Transistors 73 sowie der Ausgangsklemme Q verbunden·
Die Quelle des Transistors 73 steht mit der Senke des Transistors 74 in Verbindung, wogegen die Quelle des Transistors
74 mit der Senke des Transistors 75 und der Quelle des
Transistors 77 verbunden ist. Das Tor des Transistors 63 ist an das Tor des Transistors 74, das Tor des Transistors 72 sowie
das Tor des Transistors 60 und die Rückstellklemme S angeschlossen. Das Tor des Transistors 65 steht mit dem Tor des
Transistors 66, dem Tor des Transistors 75 und der Eingangski emme T in Verbindung. Die Quelle des Transistors 75 ist mit
Masse verbunden. Das Tor des Transistors 61 liegt an der Senke der Transistoren 69 "und 79 sowie den Toren der beiden Transistoren
70 und 76 über eine Leitung 90« Das Tor des Transistors
62 ist einerseits mit dem Tor des Transistors 71 und
andererseits mit der Ausgangsklemme T verbunden. Die Quelle des Transistors 70 ist mit der Quelle des Transistors 76 und
der Senke des Transistors 71 verbunden, wogegen die Quelle
dieses Transistors 71 mit der Senke des Transistors 72 in
Verbindung steht, dessen Quelle seinerseits an Masse liegt. Die Senken der Transistoren 66 und 67 sind miteinander verbunden
und an die Tore der Transistoren 69 und 79 sowie die Senken der Transistoren 76 und 77 über eine Leitung 89 angeschlossen.
Die Quelle des Transistors 69 ist mit der positiven Spannungsquelle 85 verbunden, wogegen die QueLle des Transistors 79 an Masse liegt.
- 7 - Der
309309/1091
22/11267
° ΜΟ25Ρ-Ο52
Der binäre Flip-Flop gemäss Fig. 2 ist mit seinem den logischen
Schaltkreis 10 und die Umkehrstufe 30 umfassenden Teil in Fig. 3 dargestellt, wogegen der den logischen Schaltkreis
11 und die Umkehrstufe 50 umfassende Teil des binären Flip-Flops
in Fig. i\ dargestellt ist. Die sechs Transistoren 60,
61, 62, 71 j 72 und 75 werden sowohl im logischen Schaltkreis
10 als auch im logischen Schaltkreis 11 verwendet, so dass wegen dieser Doppelfunktion diese Transistoren sowohl in
Fig. 3 als auch in Fig. 4 in Erscheinung treten. Alle übrigen
Transistoren sowie die verschiedenen Anschlussklemmen
entsprecheri|fienen der Fig. 2 und sind auch wie diese bezeichnet.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, umfasst der logische Schaltkreis 10 die drei Transistoren 60, 61 und 62, die bezüglich ihrer
Quellmund Senken parallel zwischen die positive Spannungsquelle 85 und die Leitung 86 geschaltet sind. Die drei Transistoren
63» 64 und 65 sind mit den Quellen und Senken parallel
zwischen die Leitung 86 und die Leitung 87 geschaltet. Die drei Transintoren 70, 71 und 72 nind in Serie zwischen
die Leitung 87 und Masse geschaltet, was entsprechend auch für die Transistoren 73» 74 und 75 gilt. Die Tore der drei
Transistoren 70, 71 und 72 sind mit entsprechenden Toren der
/Verbunden Transistoren 61, 62 und 60/und ferner an die Leitung 90, d.h.
den Ausgang der Umkehrstufe sowie die Eingangsklemme T und
die Rückstellklemme S angeschlossen. Die Tore der Transistoren 73, 74 und 75 sind «jeweils mit entsprechenden Toren der Transistoren
64, 63 und 65 sowie mit dem Ausgang der Umkehrstufe 30 (Ausgangsklemme Q),der Rückstellklemme S und der Eingangsklemme T verbunden. Die Leitung 87 liegt an den Gattern der
Transistoren 68 und 78 (Umkehrstufe 30) und stellt den Eingang
für die Umkehrstufe 30 des ersten logischen Schaltkreises 10 dar. Die sechs parallel geschalteten Transietoren 60
bis 65 benötigen als Feldeffekttransistoren mit P-leitender Kanalstrecke ein negatives Signal am Eingang, um leitend zu
- 8 - werden
309809/ 1091
5 M025P-852
werden, wogegen die sechs in Serie geschalteten Transistoren 70 bis 75 als Feldeffekttransistoren mit N-Ieitender Kanal- ·
strecke ein positives Signal am Tor benötigen, um die Transistoren
leitend zu machen. Damit sind die drei Transistoren 60, 61 und 62 nicht leitend und die drei Transistoren 70, 7i und
r,2 leitend, wenn immer an der Klemme 90,der Eingangsklemme T
und'der Rückstellklemme S ein positives Signal wirksam ist,
so dass die Leitung 87 für diesen Zustand im wesentlichen auf MassepotentiaL bzw. auf einem niedrigen Signalwert liegt.
Wenn an der Aungangsklemnie Q, der Rückstellklemme S und der Eingangsklemme Γ ein positives Potential wirksam ist, sind
die Transistoren 65» 64 und 65 nicht 'leitend und die Transistoren
75» 7^ und 75 leitend, so dass die Leibung 87 für diesen Znsband im wesentlichen auf Massepotential bzw. einem
niedrigen Signalwerb liegt. Wenn irgendeine der Klemme 90,
der Eingangsklemme T oder der Ruckstellklemme S mit einem
niedrigen Pobentialwert bzw. Ilasse beaufschlagt wird, und
wenn an irgendeiner der Ausgangsklemme Q, der Rückstellklemme S und der Eingangsklemme T ein niedriger Potentialwert
oder Hasse wirksam ist, sind die jeweils zugeordneten
Transistoren 60, 61 und 62 Leitend und die eubsprechend zugoordneben
Transistoren 70, 71 und 72 nicht leitend. Bei dieser
zuletzt angegebenen Ansteuerung sind auch die entsprechend zugeordneten Transistoren 6;5, 64- und 65 leitend, wogegen die
entsprechend zugeordneten Transistoren 75» 74- und 75 nichb
leitend sind, so dass auf der Leitung 87 im wesenbLichen das PobentLaL der positiven Spannimgsquelle 85 wirksam ist.
In Fig. 4 iat; dav zwei be logLnchti BchaLbkreis IL mit den
TraunIv,boren bO, 61 und 62 dargesbellb, die mit; ihrer Quellen-Senkenstreck«
,jeweils paraLLoL zwischen die positive Spannungsqual
Le 85 und die Leitung 86 geachaltot sind. Zwischen
der Leibung 86 und der Leibung 8C) liegen die beiden Transisboren
66 und 67 bezüglich ihrer QuelLon-Sunkenf} bracke ebenfalls
parallel gonchalbßb. Die Transistoren 76, 71 und 72
- 9 - sind
309009/1091
10 MO25P-852
sind mit ihrer Quellen-Senkenstrecke in Serie zwischen die
Leitung 89 und Masse geschaltet, was auch für die beiden Transistoren 77 und 75 zutrifft. Die Tore der drei Transistoren
76, 71 und 72 sind Jeweils mit dem zugeordneten Tor
der Transistoren 6L, 62 und 60 sowie der zugeordneten Klemme 90,der Eingangsklemme T und der Ruckstellklemme S verbunden.
Die Tore der Transistoren 77 und 75 Liegen an dem jeweils zugeordneten
Tor der Transistoren 66 und 67 sowie der Klemme 87 und der Eingangsklemme T. DLe Leitung 89 ist mit den Toren
der Transistoren 69 und 79 verbunden (Umkehrstufe 50), deren Ausgang die miteinander verbundenen Benken darstellen, die
an die Klemme 90 angeschlossen sind. V/enn an dio Klemme 90,
die Eingangsklemme T und die RuckstelLklemme S ein positives
Potential angelegt wLrd, werden die Transistoren 60, 61 und
62 nicht leitend und die Transistoren 76, 71 und 72 leitend, so dass die Leitung 89 Lm wesentlichen auf Hassepobeiitial
LLögt. Wenn die Klemme 87 und die Eingangsklemme Ψ mit einem
positiven Potential beaufschlagt werden, so werden damit die Transistoren 66 und 67 Ln den nicht Leitenden Zustand und dl«
Transistoren 77 und 75 Ln den Leitenden Zustand gesteuert,
so dass die Leitung 89 Lm wesentlichen auf Maßsepotential
LLegt. Wenn eine der KLommtm 90, der ELngungskLemme T und
der Rucks tellklemme ί) auf einem niedrLgen PotentLaLwert bzw.
Hasse liegt, und wenn eine der Klemme 87 oder der Eingangsklemrne
T auf einem niedrigen bzw. MaBsepotentlaL Liegt, werden
die entsprechend zugeordneten Transistoren 60, 61 und 62 leitend, v/ogegen die entsprechend zugeordneten Transistoren
76» 7L und 72 nicht Leitend worden. Unter den»elbcm zuletzt
genannten liiidliigunKon wird dor jewu-LLn zugoordnobe Trims·L-■
ο bor 6G b:iw. 67 loLttmd und dur mitsprechend zugeordnete Transistor
77 bzw. 75 nicht LoLtcmd, £5o dass sich die Leibung 89
Lm wesentLLehen auf dem PottmbLul der positiven SpannungsqiiüLLo
85 befindet.
- LC) - Bt)L
9 809/10-91
4f M025P-852
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Rückstellklemme
S während eines normalen Betriebs des binären Flip-Flops auf einem hohen Potential gehalten . Entsprechend der Darstellung
gemäss.den Fig. 3 und 4 bewirkt das an der Rückstellklemme S
wirksame hohe Potential, dass die Transistoren 60 und 63 nichtleitend und die Transistoren 72 und 74 leitend werden. Damit
arbeitet die Schaltung, als wenn die Transistoren 60, 63» 72
und 74 nicht vorhanden wären. Mit einem positiven Potential
an der Bucksteilklemme S ergibt sich die Betriebsweise des
binären Flip-Flops aus den fünf dargestellten Schaltbedingungen in der Funktionstabelle gemäss Fig. 5· Wenn das Potential
an der Rückstellklemme S auf Null verringert bzw. auf Massepotential
gebracht wird, werden die Transistoren 60 und 63 leitend und die Transistoren 72 und 74- nicht leitend, so dass
die Leitung 87 im wesentlichen auf dem Potential der positiven
Spannungsquelle 85 und die Ausgangsklemme Q auf Massepotential
liegt. Aus der Funktionstabelle gemäss Fig. 5 kann man entnehmen, dass die Ausgangsklemme Q auf einem niedrigen bzw.
Ilassepotential und die Ausgangsklemme "Q für das invertierte
Dignal im wesentlichen auf dem positiven Potential der Spannungsquelle
85 liegt, wenn die Rückstellklemme S mit einem niedrigen Potential bzw. Masse beaufschlagt ist. Gemäss Fig.
3 werden, wenn die Rückstellklemme S mit einem niedrigen Potential bzw. Masse beaufschlagt ist, die Transistoren 72 und 74
nicht leitend und verhindern, dass die Leitung 87 über die Serienschaltung der Transistoren unbeabsichtigt mit Massepotential
beaufschlagt wird. Unter denselben Bedingungen werden die Transistoren 60 und 63 leitend, wodurch das positive
Potential der Spannungsquelle 85 auf der Leitung 87 wirksam wird. Ferner gilt gemäss Fig. 4 beim Anlegen eines niedrigen
Potentialwertes an die Rückstellklemme S, dass der Transistor 72 nicht leitend wird, um zu verhindern, dass die drei in
Serie geschalteten Transistoren 76, 71 und 72, die Leitung 89 sowie die positive Spannungsquelle 85, wenn der binäre
Flip-Flop während gewisser Bedingungen zurückgestellt wird,
- 11 - (Zustand 4
30980 9/1091
Μ025Γ-852 (Zustand 4 gemäss der Funktionstabelle) geerdet werden.
Vorausstehend wurde ein rückstellbarer binärer Flip-Flop beschrieben,
der auf einen bestimmten Schaltzustand rückstellbar ist, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein
niedriges Potential an der Ausgangsklemme Q und ein hohes Potential an der Ausgangsklemme Q unabhängig von dem Zustand
oder dem Potential an den verschiedenen Eingänge- und Ausgangsklemmen
des binären Flip-Flops gekennzeichnet ist. Der binäre Flip-Flop arbeitet normal, wenn das an die Hückstellklemme
S angelegte Potential auf einem bestimmten Niveau gehalten wird, das im vorliegenden Beispiel einem hohen Potentialwert
entspricht. Es ist jedoch offensichtlich, dass man die vorliegende Ausführungsform auch derart abändern kann,
dass sowohl an der Rückstellklemme wie an den Ausgangsklemmen des Flip-Flops ein Potential liegt, das dem jeweils angegebenen
Potential bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entgegengesetzt
ist. Der binäre Flip-Flop ist durch das Hinzufügen von vier weiteren Halbleiteranordnungen rückstellbar
gemacht worden, so dass die Schaltung nach wie vor verhältnismässig
einfach aufgebaut und leicht in integrierter Bauweise herstellbar ist.
Da die einzelnen logischedpchaltkreise des binären Flip-Flops
ausschliesslich aus Transistoren und vorzugsweise aus Oberflächen-Feldeffekttransistoren
herstellbar sind, lässt sich der rückstellbare binäre Flip-Flop sehr einfach und vorteilhaft
in monolithisch integrierter Schaltkreisbauweise ausführen.
- 12 - Patentansprüche
309809/1091
Claims (6)
- MO25P-852PatentansprücheJiückstellbarer binärer Flip-Flop aus Halbleiterbauelementen, vorzugsweise Oberflächen-Feldeffekttransistoren, dadurch gekennzeichnet, dass der Flip-Flop vier UND-Schaltungen (12, 14, 35, 39) und zwei NOR-Schaltungen (25, 45) umfasst, wobei der Ausgang der ersten und zweiten UND-Schaltung (12, 14) mit den beiden Eingängen der NOR-Schaltung (25) und die beiden Ausgänge der dritten und vierten UND-Schaltung (35, 39) mit den beiden Eingängen der zweiten NOR-Schaltung (45) verbunden sind, dass eine erste Umkehrstufe (30) an den Ausgang der ersten NOR-Schaltung (25) und eine zweite Umkehrstufe (50) an den Ausgang der zweiten NOR-Schaltung (45) angeschlossen sind, dass ferner der Ausgang.der ersten NOR-Schaltung mit einem ersten Eingang (36) der dritten UND-Schaltung und der Ausgang der ersten Umkehrstufe mit einem ersten Eingang (13) der ersten UND-Schaltung verbunden sind, wogegen der Ausgang der zweiten Umkehrstufe mit einem, dritten Eingang (20) der zweiten UND-Schaltung und einem dritten Eingang (42) der vierten UND-Schaltung verbunden ist, dass jeweils ein zweiter Eingang (14, 19, 41) der ersten, zweiten und vierten UND-Schaltung zusammengeschaltet und als Eingang für ein Rückstellsignal (S) dient, dass jeweils ein erster Eingang (18, 40) der zweiten und vierten UND-Schaltung zusammengeschaltet ist und als Eingang für ein Eingangssignal (T) dient, wogegen jeweils ein zweiter Eingang (15, 37) der ersten und dritten UND-Schaltung zusammengeschaltet ist und als Eingang für ein invertiertes Eingangssignal (T) dient,309809/10 9122A 1267M025P-852und dass der Ausgang der ersten Umkehrstufe als Ausgang für ein Ausgangssignal (Q) und der Eingang der ersten Umkehrstufe als Ausgang für ein invertiertes Ausgangssignal (Q) dient.
- 2. ifückstellbarer binärer Flip-Flop nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t, dass die erste und zweite UND-Schaltung sowie die erste NOR-Schaltung zusammen einen ersten logischen Schaltkreis (10) bilden, der aus zwölf Halbleitern, vorzugsweise Oberflächen-Feldeffekttransistoren aufgebaut ist, dass die ersten, zweiten und dritten Transistoren mit ihren Quellen und Senken parallel zwischen eine Spannungsquelle und einen ersten Anschluss (86) geschaltet sind, dass die vierten, jünften und sechsten Transistoren mit ihren Quellen und Senken parallel zwischen den ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss (87) geschaltet sind, dass die siebten, achten und neunten Transistoren mit ihrer Quellen-Sen kenstrecke in Serie zwischen den zweiten Anschluss (87) und ein Bezugspotential geschaltet sind, dass die zehnten, elften und zwölften Transistoren mit ihrer Quellen- und Senkenstrecke in Serie zwischen den. zweiten Anschluss (87) und das Bezugspotential geschaltet sind, dass das Tor des ersten, zweiten und dritten Transistors jeweils an das entsprechende Tor des siebten, achten und neunten Transistors angeschlossen ist, und dass das Tor des vierten, fünften bzw. sechsten Transistors mit dem entsprechend zugeordneten Tor des zehnten, elften bzw. zwölften Transistors verbunden ist.
- 3. Rückstellbarer binärer Flip-Flop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und vierte UND-Schaltung sowie die zweite NOR-Schaltung einen zweiten logischen Schaltkreis (11) bilden, der zehn Halbleiterelemente, vorzugsweise Oberflächen-309809/ 1091M025P-852Feldeffekttransistoren umfasst, dass die ersten, zweiten und dritten Transistoren mit ihren Quellen und Senken parallel zwischen die Spannungsquelle und den ersten Anschluss (86) geschaltet sind, dass die vierten und fünften Transistoren mit ihren Quellen und Senken parallel zwischen den ersten Anschluss und einen dritten Anschluss geschaltet sind, dass die sechsten, siebten und achten Transistoren mit ihrer Quellen-Senkenstrecke in Serie zwischen den zweiten Anschluss und das Bezugspotential geschaltet sind, dass die neunten und zehnten Transistoren mit ihrer Quellen-Senkenstrecke in Serie zwischen den zweiten Anschluss und das Bezugspotential geschaltet sind, dass das Tor jeweils des ersten, zweiten und dritten Transistors mit dem zugeordneten Tor des sechsten, siebten und achten Transistors verbunden ist, und dass die Tore des vierten und fünften Transistors jeweils mit dem zugeordneten Tor des neunten und zehnten Transistors verbunden sind.
- 4. Rückstellbarer binärer Flip-Flop nach den Ansprüchen 2 und 3i dadurch gekennzeichnet, dass bei der Zusammenschaltung des ersten und zweiten logischen Schaltkreises der erste, zweite und dritte Transistor im ersten und zweiten logischen Schaltkreis sowie der achte, neunte und zwölfte Transistor des ersten logischen Schaltkreises und der siebte, achte und zehnte Transistor des zweiten logischen Schaltkreises eine Doppelfunktion für beide Schaltkreise übernehmen, wogegen die verbleibenden Transistoren jeweils eine Einzelfunktion ausführen.
- 5· Rückstellbarer binärer Flip-Flop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, zweite, dritte sowie der vierte, fünfte und sechste Transistor ein Oberflächen-Feldeffekttransistor mit309809/109116 M025P-852P-leitender Kanalstrecke ist, und dass der siebte, achte und neunte sowie der zehnte, elfte und zwölfte Transistor ein Oberflächen-Feldeffekttransistor mit N-leitender Kanalstrecke ist.
- 6. Rückstellbarer binärer Flip-Flop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass fünf Oberflächen-Feldeffekttransistoren mit P-leitender Kanalstrecke und fünf Oberflächen-Feldeffekttransistoren mit N-leitender Kanalstrecke Verwendung finden, wobei der erste, zweite und dritte sowie der vierte und fünfte Transistor ein Oberflächen-lfeldeffekttransistor mit P-leitender Kanalstrecke und der sechste, siebte und achte sowie der neunte und zehnte Transistor ein Oberflächen-Feldeffekttransistor mit N-leitender Kanalstrecke ist.Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17389471A | 1971-08-23 | 1971-08-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2241267A1 true DE2241267A1 (de) | 1973-03-01 |
DE2241267B2 DE2241267B2 (de) | 1974-04-18 |
Family
ID=22633962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2241267A Pending DE2241267B2 (de) | 1971-08-23 | 1972-08-22 | Rückstellbarer binärer Flip-Flop aus Halbleiterbauelementen |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3753009A (de) |
JP (1) | JPS532034B2 (de) |
CA (1) | CA970044A (de) |
DE (1) | DE2241267B2 (de) |
FR (1) | FR2151370A5 (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4998566A (de) * | 1973-01-22 | 1974-09-18 | ||
JPS49116939A (de) * | 1973-03-09 | 1974-11-08 | ||
US3845325A (en) * | 1973-04-23 | 1974-10-29 | Motorola Inc | Igfet flip-flop having facility for forcing its state |
US3835337A (en) * | 1973-07-20 | 1974-09-10 | Motorola Inc | Binary universal flip-flop employing complementary insulated gate field effect transistors |
US3873852A (en) * | 1973-11-12 | 1975-03-25 | Motorola Inc | Binary frequency divider circuit |
US3882325A (en) * | 1973-12-10 | 1975-05-06 | Ibm | Multi-chip latching circuit for avoiding input-output pin limitations |
GB1460194A (en) * | 1974-05-17 | 1976-12-31 | Rca Corp | Circuits exhibiting hysteresis |
US3900742A (en) * | 1974-06-24 | 1975-08-19 | Us Navy | Threshold logic using complementary mos device |
US3956643A (en) * | 1974-09-12 | 1976-05-11 | Texas Instruments Incorporated | MOS analog multiplier |
JPS5759689B2 (de) * | 1974-09-30 | 1982-12-16 | Citizen Watch Co Ltd | |
CH613318A5 (de) * | 1977-07-08 | 1979-09-14 | Centre Electron Horloger | |
CH629921A5 (fr) * | 1977-07-08 | 1982-05-14 | Centre Electron Horloger | Structure logique de bascule bistable d. |
IT1210890B (it) * | 1982-05-26 | 1989-09-29 | Ates Componenti Elettron | Circuito multivibratore, integrabile monoliticamente, avente un'uscita posizionabile in uno stato preferenziale. |
FR2726409B1 (fr) * | 1994-10-28 | 1996-12-13 | Suisse Electronique Microtech | Multiplexeur de variables logiques |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1113111A (en) * | 1964-05-29 | 1968-05-08 | Nat Res Dev | Digital storage devices |
US3339145A (en) * | 1965-04-05 | 1967-08-29 | Ibm | Latching stage for register with automatic resetting |
US3493785A (en) * | 1966-03-24 | 1970-02-03 | Rca Corp | Bistable circuits |
US3474262A (en) * | 1966-03-30 | 1969-10-21 | Sperry Rand Corp | N-state control circuit |
US3482172A (en) * | 1966-07-22 | 1969-12-02 | Rca Corp | Multiple state logic circuits |
US3539824A (en) * | 1968-09-03 | 1970-11-10 | Gen Electric | Current-mode data selector |
US3588545A (en) * | 1969-11-12 | 1971-06-28 | Rca Corp | J-k' flip-flop using direct coupled gates |
US3679913A (en) * | 1970-09-14 | 1972-07-25 | Motorola Inc | Binary flip-flop employing insulated gate field effect transistors and suitable for cascaded frequency divider operation |
-
1971
- 1971-08-23 US US00173894A patent/US3753009A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-08-01 CA CA148,414A patent/CA970044A/en not_active Expired
- 1972-08-21 JP JP8289572A patent/JPS532034B2/ja not_active Expired
- 1972-08-22 DE DE2241267A patent/DE2241267B2/de active Pending
- 1972-08-23 FR FR7230091A patent/FR2151370A5/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA970044A (en) | 1975-06-24 |
US3753009A (en) | 1973-08-14 |
JPS4830852A (de) | 1973-04-23 |
JPS532034B2 (de) | 1978-01-24 |
DE2241267B2 (de) | 1974-04-18 |
FR2151370A5 (de) | 1973-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2411839C3 (de) | Integrierte Feldeffekttransistor-Schaltung | |
DE2312414A1 (de) | Verfahren zur herstellung von integrierten mos-schaltkreisen | |
DE2752473A1 (de) | Gegentakt-treiberschaltung | |
DE2241267A1 (de) | Rueckstellbarer binaerer flip-flop aus halbleiterbauelementen | |
DE2119764A1 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Bezugsspannung und Feststellen eines Spannungspegels | |
DE2544974A1 (de) | Anordnung zum darstellen logischer funktionen | |
DE3736380C2 (de) | Verstärker | |
DE2917599A1 (de) | Integrierte monolithische komplementaere metalloxyd-halbleiterschaltung | |
DE69218746T2 (de) | Einschalt-Rücksetzschaltung | |
DE2809966C2 (de) | Feldeffekttransistorschaltung mit verbesserten Betriebseigenschaften | |
DE3884912T2 (de) | Schaltungen für einen Spannungsteiler. | |
DE2343386B2 (de) | Quarzkristalloszillatorschaltung | |
DE1942420C3 (de) | Antivalenz/ Äquivalenz-Schaltung mit Feldeffekt-Transistoren | |
DE2802595C2 (de) | Schaltungsanordnung mit Feldeffekttransistoren zur Spannungspegelumsetzung | |
DE2301855C3 (de) | Schaltungsanordnung mit Feldeffekttransistoren zur Pegelanpassung | |
DE2919569C2 (de) | Inverter-Pufferschaltung | |
DE3329874A1 (de) | Mos-inverterschaltung | |
DE2422123A1 (de) | Schaltverzoegerungsfreie bistabile schaltung | |
DE3021678A1 (de) | Lineare differenzverstaerkerschaltung | |
EP0082208B1 (de) | Integrierter CMOS-Schaltkreis | |
DE2733674A1 (de) | Rauscharme eingangsschaltung fuer ladungsgekoppelte schaltungsanordnungen | |
DE2128536B2 (de) | Halbleiteranordnung aus zwei Feldeffekttransistoren von gleichem Aufbau | |
EP0081208A2 (de) | Statische Speicherzelle | |
DE3875985T2 (de) | Logische schaltung mit feldeffekttransistor, der eine verbindung mit gleichrichtender charakteristik zwischen gatter und quelle aufweist. | |
DE2438519A1 (de) | Logische gatterschaltung |