DE2309192C3 - Regenerierschaltung nach Art eines getasteten Flipflops und Verfahren zum Betrieb einer solchen Regenerierschaltung - Google Patents
Regenerierschaltung nach Art eines getasteten Flipflops und Verfahren zum Betrieb einer solchen RegenerierschaltungInfo
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Description
3 4
ist jeweils eine Digitleitung 77 bzw. 88 angeschlos- wird, wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist beispielsweise
sen. Diese Digitleitungen führen zu den Speicherfei- in dem Zeitintervall von il und 12 an die Torandern22
bzw. 33, die aus einer Anzahl vonEin-Transi- Schlüsse 911 bzw. 921 der Transistoren 91 bzw. 92
stor-Speicherelementen bestehen. In der Figar ist im ein positives Potential von vorzugsweise +10V, an-Speicherfeld
22 ein einzelnes E;n-Transistor- 5 gelegt. Dadurch wird erreicht, daß die Transistoren
Speicherelement2 eingezeichnet, welches aus dem 91 bzw. 92 in dem Zeitintervall zwischen il und 12
Transistor 20 und dem Kondensator 23 besteht. Die leitend geschaltet sind, weshalb an die Digitleitung
Torelektrode des Transistors 20 ist über die Wortlei- 77 bzw. 88 das Potential von 0 V angelegt wird.
tung 21 mit einem in der Zeichnung nicht dargestell- Wenn die Transistoren 91 bzw. 92 zum Zeitpunkt /2
ten Decodierer verbunden. Ein dargestelltes io wieder gesperrt werden, so lädt sich die Digitleitung
Speicherelement des Speicherfeldes 33 besteht aus auf ein bestimmtes, vorgegebenes Potential auf. Da
dem Transistor 32 und dem Kondensator 30. Die die Transistoren 1 bzw. 11 seit dem Zeitpunkt il
Torelektrode des Transistors 32 ist über die Wortlei- durch Anlegen eines vorgegebenen Potentials an den
tung 31 mit einem nicht dargestellten Decodierer Toranschluß 13 bzw. 131 leitend geschaltet wurden
verbunden. In den Speicherelementen wird das ein- 15 beträgt das sich auf der Digitleitung 77 bzw. 88 eingeschriebene
Signal in Form von Ladung auf den stellende Potential i/13 —U7, bzw. 1/131 — UT,
Kondensatoren der Speicherelemente gespeichert. wobei UT die Einsatzspannung des Transistors 1
Beim Auslesen wird der Transistor, beispielsweise bzw. 11 bedeutet und wobei U13 bzw. U 131 das an
der Transistor 20 des Speicherelementes 2 des dem Eingang 13 bzw. 131 befindliche Potential be-
Speicherfeldes 22 angesteuert und leitend geschaltet. 20 deutet.
Die in der Kapazität 23 gespeicherte Ladung verteilt Zum Zeitpunkt 14 möge nun die Ladung eines
sich bei den Schaltungsanordnungen des Standes der Speicherelementes des Speicherfeldes 22 bzw. 33 auf
Technik auf die Kapazität des Transistors des die Digitleitung 77 bzw. 88 fließen. Je nach dem
Speicherelementes, auf die Schaltungskapazität der Vorzeichen dieser Ladung, d. h. je nach dem, ob die
Digitleitung und auf die Kapazität des Regenerier- 25 Information »0« oder »1« auf die Digitleitung77 bzw.
Flipflops. 88 gelangt, wird das auf dieser Digitleitung beste-
Die erfindungsgemäße Regenerierschaltung 14 nach hende vorgegebene Potential erhöht oder erniedrigt.
F i g. 1 besteht vorzugsweise aus zwei invertierenden, Für den Fall, daß das Potential erhöht wird, d. h.,
rückgekoppelten Verstärkerstufen, die jeweils au? daß das Potential in dem angenommenen Beispiel
einem Transistor 4 bzw. 5 und einem dazugehörigen 30 positiver wird, bleibt dieses Potential auf der Digit-
Lastelement 44 bzw. 55 aufgebaut sind, aus den Bar- leitung 77 bzw. 88 erhalten, da der Barrieretransi-
rieretransistoren 1 bzw. 11 am Signaleingang 71 bzw. stör 1 bzw. 11 gesperrt bleibt. Für den Fall, daß ne-
81, aus den Einrichtungen 91 bzw. 92 zum Einstellen galive Ladung auf die Digitleitung 77 bzw. 88 ge-
eines Vorpotentials an den Eingängen der Regene- langt, wird das vogegebene, an der Digitleitung anlie-
rierschaltung und außerdem aus der Vorkehrung 9 35 gende Potential kurzzeitig erniedrigt, da der Barrie-
zur Aufhebung der Rückkopplungsfunktion. Vorzugs- retransistor 1 bzw. 11 vorübergehend leitend wird,
weise bestehen die Einrichtungen aus Feldeffekttran- Erfindungsgemäß fließt nun von dem Knoten 7
sistoren. bzw. 8 so lange Ladung über den Transistor 1 bzw.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Re- 11, bis an der Digitleitung 77 bzw. 88 das ursprüng-
generierschaltung nach F i g. 1 soll nun auch im Zu- 40 lieh vorgegebene Potential wieder erreicht ist. Dies
sammenhang mit der F i g. 2 beschrieben werden. bewirkt, daß an den Knoten 7 bzw. 8 das dort herr-
Vor Beginn des Auslesevorgangs befindet sich das sehende Potential von vorzugsweise 10 V erniedrigt
zwisi en den Punkten 7 und 8 der Regenerierschal- wird.
tung befindliche Flipflop in dem Zustand »c:n«. d.h. Je nach dem Vorzeichen der auf die Digitleitung
bei der Verwendung von n-Kanal-Feldeffel ttransi- 45 77 bzw. 88 fließenden Ladung stellt sich also erfin-
storen befinden sich beispielsweise an dem Eingang dungsgemäß, wie oben beschrieben, an dem Knoten 7
10 + 10 V, an dem Eingang 9 OV und an dem Ein- bzw. 8 ein bestimmtes Potential ein. Wird das Potengang
12 + 10 V. V01 Beginn des Auslesezyklus sind tial auf der Digitleitung erhöht, so bleibt das an dem
die Transistoren 91 und 92 gesperrt, d. h., an den Ein- Knoten 7 bzw. 8 herrschende Potential erhalten,
gangen 911 bzw. 921 liegen OV an. Zum Zeitpunkt 50 Wird dagegen das Potential erniedrigt, so wird eben-
11 wird nun mit Hilfe der Vorkehrung zur /\ufhe- falls das Potential an den Punkt 7 bzw. 8 erniedrigt,
bung der Rückkopplungsfunktion die Rückkopplung Als nächstes wird nun zum Zeitpunkt tS das Flipaufgehoben. Vorzugsweise besteht diese Vorkehrung flop wieder in den Zustand »ein« geschaltet. Zu dieaus dem Eingang 9, an dem zum Zeitpunkt 11 vor- sem Zweck werden an die Eingänge 9 und 10 wieder zugsweise +10V angelegt werden. Damit befindet 55 die dort vor dem Zeitpunkt il herrschenden Potensich der Anschluß 9 und der Anschluß 10 auf glei- tiale angelegt. Das Flipflop der Regenerierschaltung ehern Potential. An dem Anschluß 12 liegen eben- liegt nun, je nach der über die Digitleitung 77 bzw. falls +10V. In der Folgezeit laden sich nun die 88 eingegangenen Information in einem seiner stabi-Knoten 7 und 8 des Flipflops auf das gleiche, relativ len Arbeitspunkte.
bung der Rückkopplungsfunktion die Rückkopplung Als nächstes wird nun zum Zeitpunkt tS das Flipaufgehoben. Vorzugsweise besteht diese Vorkehrung flop wieder in den Zustand »ein« geschaltet. Zu dieaus dem Eingang 9, an dem zum Zeitpunkt 11 vor- sem Zweck werden an die Eingänge 9 und 10 wieder zugsweise +10V angelegt werden. Damit befindet 55 die dort vor dem Zeitpunkt il herrschenden Potensich der Anschluß 9 und der Anschluß 10 auf glei- tiale angelegt. Das Flipflop der Regenerierschaltung ehern Potential. An dem Anschluß 12 liegen eben- liegt nun, je nach der über die Digitleitung 77 bzw. falls +10V. In der Folgezeit laden sich nun die 88 eingegangenen Information in einem seiner stabi-Knoten 7 und 8 des Flipflops auf das gleiche, relativ len Arbeitspunkte.
hohe Potential von 4 10V —UT, wobei UT die 60 Zum Zeitpunkt i6 wird der Transistor 1 bzw. 11
Schwellspannung des Transistors ist, auf. Zum Zeit- wieder gesperrt.
punkt 13 wird das Flipflop in den Zustand »aus« ge- Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen
schaltet. Zu diesem Zweck wird an den Anschluß 10 Regenerierschaltung besteht, wie in der F i g. 3 dar-
vorzugsweise 10 V angelegt. gestellt, die Vorkehrung zur Aufhebung der Rück-
In dem Zeitintervall zwischen il und i3 wird mit 65 kopplungsfunktion vorzugsweise aus einem Feldef-
Hilfe der Einrichtungen 91, 92 zur Einstellung eines fekttransistor 6. Zur Aufhebung der Rückkopplung
Vorpotentials die Digitleitung vorzugsweise zunächst wird, die Verwendung von n-Kanal-Feldeffekttransi-
auf das Potential OV gebracht. Zu diesem Zeitpunkt stören vorausgesetzt, an den Eingang 10 vozugsweise
das Potential von 0 V angelegt. An dem Eingang 12 liegt kontinuierlich +10V an und an dem Eingang
61 zunächst ebenfalls + 10 V. Daraus ergibt sich, daß
der Transistor 6 leitend ist, was zur Folge hat, daß an den Punkten 7 und 8 des Flipflops ein Potential in
der Größenordnung der Einsatzspannung UT der Feldeffekt-Transistoren 44 bzw. 55 anliegt. Diese
Transistoren stellen bei diesem Ausführungsbeispiel die Einrichtung zum Einstellen eines Vorpotentials
an den Punkten 7 und 8 bzw. 71 und 88 dar. Dies hat zur Folge, daß an den Punkten 71 und 88 ebenfalls
das Potential UT anliegt, da die Transistoren 1 bzw.
11 leitend sind. Somit ist also die Digitleitung 77 bzw. 88 auf ein relativ niedriges Potential vorgeladen.
Sämtliche anderen Vorgänge laufen entsprechend der im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 angegebenen
Beschreibung ab.
Die Regenerierschaltung nach F i g. 3 kann auch so betrieben werden, daß beim Einstellen eines Vorpotentials
am den Punkten 7 und 8 bzw. 71 und 81 der Eingang 10 auf vorzugsweise + 10 V gelegt wird
ίο und daß kurzzeitig der Eingang 12 auf OV und
gleichzeitig, ebenfalls kurzzeitig, der Eingang 9 auf vorzugsweise +10 V gelegt wird. An den Punkten 7
und 8 bzw. 71 und 81 liegt dann kurzzeitig 0 V an.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Regenerierschaltung nach Art eines getaste- gesehen sind. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Beten
Flipflops für Binärsignale, insbesondere für S trieb einer solchen Regenerierschaltung.
die Lesesignale von integrierten Ein-Transistor- Regenerier-Flipflops für Speicheranordnungen der
Speicherelementen, die ein Speicherfeld bilden, vorgenannten Art sind bekannt In der älteren Pawobei
die Ein-Transistor-Speicherelemente eines tentanmeldiing P 2148 896.0-53 ist ein solches Re-Speicherfeldes
über eine Digitleitung mit dem generier-FIipflop beschrieben. Dabei sind die Em-Flipflop
verbunden sind und wobei Vorkehrun- io Transistor-Speicherelemente eines Speicherfeldes über
gen zur Aufhebung der Rückkopplungsfunktion eine gemeinsame Digitleitung mit dem Regenerierder
Verstärkerstufen des Flipflops vorgesehen Flipflop verbunden. Beim Auslesen der gespeichersind,
dadurch gekennzeichnet, daß ten Information erfolgt ein Ladungsausgleich zwimindestens
ein Barrieretransistor (1, 11) am Si- sehen der Kapazität eines Ein-Transistor-Speicherelegnaleingang
(71, 81) zwischen der Digitleitung 15 mentes einerseits und der Kapazität der Digitleitung
(77, 88) und einer betreffenden Verstärkerstufe sowie der Eingangskapazität des Flipflops andererdes
Flipflops und Einrichtungen (44, 55, 91, 92) seits, der zu einer, der ausgelesenen Information entzum
Einstellen eines Vorpotentials an den Ein- sprechenden Potentialveränderung auf der Digitleigängen
(7, 71,8, 81) der Regenerierschaltung rung führt,
vorgesehen sind. 20 Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regenerier-
vorgesehen sind. 20 Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regenerier-
2. Regenerierschaltung nach Anspruch 1, da- schaltung für eine wie oben angegebene Speicherandurch
gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Ordnung anzugeben, mit deren Hilfe die durch die
Einstellen eines hohen Vorpotentials an den Kapazität der Digitleitung und des Flipflops beding-Punkten
(7 und 8) der Regenerierschaltung die ten Verluste vermieden werden.
Lasttransistoren (44, 55) der Verstärkerstufen 25 Diese Aufgabe wird durch eine wie eingangs angedes Flipflops vorgesehen sind, wobei die Last- gebene Regcnewerschaltung gelöst, die erfindungsgetransistoren über den Eingang (10) der Regene- maß dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein rierschaltung ansteuerbar sind. Barrieretransistor am Signaleingang zwischen der Di-
Lasttransistoren (44, 55) der Verstärkerstufen 25 Diese Aufgabe wird durch eine wie eingangs angedes Flipflops vorgesehen sind, wobei die Last- gebene Regcnewerschaltung gelöst, die erfindungsgetransistoren über den Eingang (10) der Regene- maß dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein rierschaltung ansteuerbar sind. Barrieretransistor am Signaleingang zwischen der Di-
3. Regenerierschaltung nach Anspruch 1, da- gitleitung und einer betreffenden Verstärkerstufe des
durch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum 30 Flipflops und Einrichtungen zum Einstellen eines
Einstellen eines niedrigen Vorpotentials an den Vorpotentials an den Eingängen der Regenerierschal-Punkten
(71 und 81) der Regenerierschaltung die tung vorgesehen sind.
Transistoren (91, 92) vorgesehen sind, die zu die- Dabei wird unter einem Barrieretransistor ein
sem Zweck über die Eingänge (911 bzw. 921) ak- Transistor verstanden, mit dessen Hilfe zwischen der
tivierbar sind. 35 Digitleitung und dem zugehörigen Knoten des Flip-
4. Regenerierschaltung nach Anspruch 1, da- flops eine Potentialbarriere erreichbar ist. Die Andurch
gekennzeichnet, daß als Vorkehrung zur Ordnung derartiger Potentialbarrieren ist bei EinAufhebung
der Rückkopplung und als Einrich- gangs- und Ausgangsstufen von ladungsgekoppelten
tung zur Einstellung eines Vorpotentials ein an Schaltungseinheiten bekannt. Beispielsweise ist in der
sich bekannter Feldeffekt-Transistor (6) vorgese- 4° Veröffentlichung »Charge-Coupled and Carrier-Dohen
ist, der mit seinem Quellen- bzw. Senken- main Devices« von M.F. Tompsett in IEEE InAnschluß
mit dem Punkt (7 bzw. 8) verbunden ternational Solid State Circuits Conference 1971, S.
ist und über den Eingang (61) ansteuerbar ist 160 und 161 eine solche Anordnung beschrieben.
(F i g. 3). Mit Hilfe des Barrieretransistors wird dabei erfin-
5. Regenerierschaltung nach einem der An- 45 dungsgemäß die Digitleitung vor Beginn des Auslesesprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als zyklus auf ein bestimmtes Potential vorgeladen, wo-Vorkehrung
zur Aufhebung der Rückkopplungs- bei der Barricretransistor eine Potentialbarriere darfunktion
ein Eingang (9) vorgesehen ist. stellt und wobei beim Auslesen je nach Art des aus
6. Verfahren zum Betrieb einer Regenerier- einem Speicherelement eines Speicherfeldes auf die
schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 50 Digitleitung gelangenden Ladungsimpulses das Po-Eeichnet,
daß zur Aufhebung der Rückkopplung tential an einer dei invertierenden, rückgekoppelten
die Spannung an dem Eingang (9) der Regene- Versiärkerstufe erhalten bleibt oder erniedrigt wird,
rierschaltung angehoben wird. Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus
rierschaltung angehoben wird. Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus
der Beschreibung und den Figuren bevorzugter Aus-55 führungsbeispiele der Erfindung und ihrer Weiterbildungen
hervor.
ή™. F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine er-
ή™. F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine er-
^Il findungsgemäße Regenerierschaltung, die mit den
Digitleitungen zweier Speicherfelder verbunden ist;
ifvji 6o Fig.2 zeigt die zeitliche Folge der an den ver-
ifvji 6o Fig.2 zeigt die zeitliche Folge der an den ver-
* schiedenen Eingängen der Regenerierschaltung anliegenden
Impulse vor, während und nach dem Ausle-Die Erfindung bezieht sich auf eine Regenerier- sen;
schaltung nach Art eines getasteten Flipflops für Bi- F i g. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine wei-
närsignale, insbesondere für die Lesesignale von inte- 65 tere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Regenegrierten
Ein-Transistor-Speicherelementen, die ein rierschaltung.
Speicherfeld bilden, wobei die Ein-Transistor- In der F i g. I ist die Regenerierschaltung mit 14
Speicherelemente eines Speicherfeldes über eine Di- bezeichnet. An jeweils, einem der Punkte 71 bzw. 81
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