DE2332431A1

DE2332431A1 - Flip-flop

Info

Publication number: DE2332431A1
Application number: DE2332431A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Hatsukano; Kosei Nomiya; Shuichi Torii
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-06-26
Filing date: 1973-06-26
Publication date: 1974-01-24
Also published as: JPS4924058A; JPS4924345A; US3813564A; US3832578A; JPS4924347A; GB1410875A; US3813563A; JPS5223712B2; DE2332413A1; DE2332507A1

Description

Priorität} 26· Juni 1972, Japan, Nr. 63241/72

Die Erfindung betrifft eine Flip-Flop-Schaltung, insbeeondere ein statisches Flip-Flop aus Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate.

Flip-Flops aus Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate, die im folgenden einfach als !transistoren bezeichnet werden, werden in dynamische und statische Flip-Flops unterteilt. Da das dynamische Flip-Flop einfach aufgebaut ist, \Lrd es oft in Einrichtungen wie Schieberegistern verwendet, bei denen öine Anzahl von Flip-Flops in. Kaskade miteinander verbunden sind. Ist die Binschreibperiode der Information für das Flip-Flop lang, so ist das statische Flip-Flop, das eine Rückkopplung aufweist, besser geeignet.

Beispiele des statischen Flip-Flops sind in den Fig. 1 und 2 der beigefügten Zeichnung dargestellt.

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Das statische Flip-Flop der Fig. 1 enthält eine erste Umkehrstufe aus Transistoren Q₂, und Qp2* ^eine zweite Umkehrstufe aus Transistoren Q₂, und Q₂., eine dritte Umkehrstufe aus Transistoren Q_oc und Q_O£, und Transistoren Q_„ bis Q_0n als Übertraft? 2o 2/ 29

gungsgatter. Die zweit eund dritte Umkehrstufe sind in Kaskade geschaltet. Die Ausgangsklemme der dritten Umkehrstufe ist über den tibertragungsgatter-Transistor Q^q auf -ie Eingangsklemme der zweiten Umkehrstufe rückgekoppelt. Eine Information wird mittels der Rückkopplung statisch gehalten. Der du ch die Rückkopplung zu speichernde Informationsinhalt wird dur^h ein Eingangssignal V. gehalten, wenn der Übertragungsgatter- Transistor Q₂« durch einen Einschreibsteuerungs-Taktimpuls 0, eingeschaltet wird.

Die Gateanschlüsse der Transistoren Q₂₈ und Q₂Q werden mit den in Fig. 3b der beigefügten Zeichnv. g gezeigten Taktimpulsen 0Λ gespeist, während dem Gateanschl v3 des Transistors Q«« die sich in <?°r Phase von den Impulser. 0₂ unterscheidenden Einschreib-Steuertaktimpulse 0₁ zugeführt werden. Die Drainanschlüsse der Lasttransistoren Q_?. , Qp- v/id Q_?E- sind an eine negative Gleichspannung V«* angeschlossen. Die Gateanschlüsse sind an eine negative Gleichspannung Y„„ eageschlossen, die wenigstens um die Schwellenspannung V.. der Transistoren größer ist als

^VDD ^(|VGGⁱ⁼= ^lVDD^{l+ iV}thJ>·

Infolge des bekannten Substrateffc'rts muß den Gateanschlüseen der Übertragungsgatter-Transistoren Q,,-, bis Qpq eine ebenso hohe Spannung zugeführt werden wie den Laettransistoren Q₂₁, Qp3 und Q₂C (z. B. die Spannung V^q). Der Substrateffekt rührt daher, daß, wenn den Substraten der jeweiligen Transistoren ein gemeinsames Bezugspotential zugeführt wird (beispielsweise haben bei einer integrierten Halbleiterschaltung di* Transistoren ein einziges gemeinsames Halbleitersubstrat), wird zwischen dem Sourceanschluß jedes Transistors und dem Substrat eine Spannung aufgedrückt. Die Taktimpulse 0^ und 0₂ werden daheijmit hohen Spannungspegeln außerhalb der integrierten Halbleiterschaltung erzeugt.

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BAD ORiGfNAL

/Der Einschreib-Steuer-Taktimpuls 0, wird gemäß Fig. 3a der "beigefügten Zeichnung mittels einer logischen Verknüpfung zwischen dem Taktimpuls 0.. und einem Steuersignal X erzeugt, das seinerseits beispielsweise in einem elektronischen Rechner erzeugt wird. Die logische Verknüpfung geschieht durch eine logische Schaltung aus transistoren Q.,.. bis Q-rc· ^£e logische Schaltung wird auf ähnliche Weise in einer integrierten Halbleiterschaltung ausgebildet, in der ein Flip-Flop vorgesehen ist. Hierbei liegt das Ausgangspotential der logischen Schaltung etwa in der gleichen Höhe wie die Spannung Vp_D. Um das Ausgangspotential anzuheben, erfolgt außerhalb der integrierten Halbleiterschaltung eine Pegelumwandlung, wodurch der Ausgangaimpuls in einen Takt-Steuerimpuls mit hohem Pegel gebracht wirt. Bei einer identischen integrierten Halbleiterschaltung wäre es außerdem möglich, den Ausgangspegel der logischen Schaltung durch eine zusätzliche Spannungsquelle anzuheben. Auf jeden Fall aber ist es unumgänglich, die Anzahl der äußeren Klemmen der integrierten Schaltung zu erhöhen, was die Ausführbarkeit der integrierten Schaltung begrenzt.

Wenn bei dem statischen Flip-Flop der Fig. 1 die Lasttransistoren Qp₁, Q_?~ und Q_?c- als Taktsignalsjeisung dienen sollen, um den Leistungsverbrauch abzusenken, so tritt die Erscheinung der sogenannten Laäungsteilung (uharge sharing) auf. Es besteht daher die Gefahr, daß Fehler eintreten.

Andererseits tritt bei dem statischen Flip-Flop der Fig. der erwähnte Substrateffekt nicht auf, da die Sourceanschlüsse der Transistoren Q^ und Q_Q zur Schreibste^ierung an Masse liegen. Daher kann der Spannungspegel des Schreibsteuerimpulses 0₁ gering sein. Da die Ausgangsklemme einer Umlehr stuf e, die aus den Transistoren Q_? und Q. besteht, direkt auf den Eingang einer Umkehrstufe rückgekoppelt ist, die aus den Transistoren Q₁ und Q₁. besteht, ohne daß der Transistor für das tJbertragungsgatter Qpq

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wie in Fig. 1 zwischengeschaltet ist, tritt die Erscheinung der Ladungsteilung nicht auf, so daß die Lasttransistoren Q.. und Qp vom Taktsignal gespeist werden können. Hierbei treten jedoch andere Schwierigkeiten auf.

Das Taktsteuersignal 0. wird durch die logische Schaltung gebildet, die aus den Transistoren Q-. bis Q,j- besteht und der der Taktimpuls 0^ und das Steuersignal X als Eingangssignale zugeführt werden (Fig. 3a). Demzufolge eilt das Taktsteuersignal 0, dem Taktimpuls 0. nach (Fig. 3h). Demzufolge wird die Zeitspanne, während der der Taktimpuls 0. und das Taktsteuersignal 0, einander überlappen, d. h. die Zeitspanne, während der die Transistoren Q„ und Q₇ und die Transistoren Q- und Q_Q beim Einschreiben gleichzeitig leitend gehalten werden, kürzer als die Impulsbreite des Taktimpulses 0. durch die Verzögerung der logischen Schaltung (schraffierter Teil in Fig. 3h). Da das Zeitintervall der gleichzeitigen Leitung der Transistoren kurz ist, wird die Zeitspanne zum Einschreiben des Eingangssignals V. in das Flip-Flop ebenfalls kurz. Dies führt unter Umständen zu Betriebsfehlern. Ist beispielsweise die Zeitspanne der gleichzeitigen Leitung der Transistoren Q₇ und Q- kurz, so kann es zu Betriebsfehlern kommen, und zwar wegen der Beziehung zwischen der Entladezeitkonstante einer Schaltung aus den Transitoren Q^, Q., Q^ und Q₇, einer in der Gatekapazität des Transistors Q. zurückbleibenden Spannung und der Schwellenspannung V., des Transistors Q.. Ist die Zeitspanne, während der die Transistoren Q und Q, gleichzeitig leiten kurz, so besteht die Gefahr von Betriebsfehlern infolge der Beziehung zwischen der Ladezeitkonstante einer aus den Transistoren Q. , Q- und Q. bestehenden Schaltung, der Speisespannung V-^^ und der Schwellenspannung V,, des Transistors Q.. Insbesondere bildet der letztere Fall bei der Ladung ein ernstes Problem. Um die Überlappungszeit zwischen dem Taktimpuls 0* und dem Taktsteuerimpuls 0.. zu verlängern, kann die Impulsbreite des Taktimpulses

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0, ausreichend lang gemacht werden. Hierzu muß jedoch die Taktfrequenz abgesenkt werden, wodurch unvermeidlich die Arbeitsgeschwindigkeit des Schieberegisters oder dergleichen verringert werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flip-Flop zu schaffen, bei dem ein Schreibsteuersignal mit niedrigem Pegel verwendet werden kann und bei dem die Zeitspanne, während der das Schreibsteuersignal und ein Taktimpuls einander überlappen, gleich der Zeitspanne der Impulsbreite des Taktimpulses gemacht, also hundertprozentig ausgenutzt werden kann. Ferner soll ein miniaturisiertes Flip-Flop geschaffen werden, dessen Raumbedarf in einer integrierten Halbleiterschaltung gering ist.

Das erfindungsgemäße Flip-Flop enthält eine erste Umkehrstufe mit einem ersten Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (MISFET), einem zweiten MISFET zur Speicherung und einem dritten MISFET, wobei der zweite MISFET zischen den ersten und dritten MISFET in Reihe geschaltet ist, einen vierten MISFET zur Eingabe und einen fünften MISFET zur Steuerung des Einschreibens, die in Reihe zwischen den ersten und dritten MISFET geschaltet sind, eine zweite Umkehrstufe mit einem MISFET als Last und einem sechsten MISFET zur Speicherung, die in Reihe miteinander geschaltet sind, einen siebten MISFET zur Übertragung, der zwischen eine Ausgangsklemme der ersten Umkehrstufe und einen Eingang des sechsten MISFET geschaltet ist, und einen achten MISFET, der parallel zum sechsten MISFET liegt. Eine Ausgangsklemme der zweiten Umkehrstufe ist auf eine Eingangsklemme des zweiten MISFET rückgekoppelt. Die Eingänge des dritten und siebten MISFET werden mit einer ersten Taktimpulsfolge gespeist und einem Eingang des ersten MISFET wird eine zweite Taktimpulsfolge zugeführt, deren Phase sich von der der ersten Taktimpulsfolge unterscheidet. Einem Eingang des vierten MISFET wird ein Eingangssignal zugeführt. Die Eingänge des fünften und achten MISFET werden mit

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einem Schreibsteuersignal gespeist, durch das der fünfte und achte MISFET beim Einschreiben leitend gemacht werden, wenn wenigstens der dritte und siebte MISFET leitend sind. Vom Eingang des sechsten MISFET wird ein Ausgangssignal abgegriffen.

Anhand des in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen (die bereits erwähnten Fig. werden der Vollständigkeit halber nochmals mitaufgezählt):

Fig. 1. Schaltbilder bekannter statischer Flip-Flops; und 2

Fig. 3a eine bereits erwähnte logische Schaltung zur Erzeugung des Schreibsteuersignals 0, , des Taktimpulses 0. und des Steuersignals X;

Fig. 3b die Taktimpulse 0. und 0„, das Steuersignal X und den Schreibsteuer-Taktimpuls 0. ;

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Fig. 4 das Schaltbild eines bevorzugten erfindungsgemäßen

statischen Flip-Flops; und
Fig. 5 ^i Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung der Fig. 4.

In Fig. 4 sind gleiche Teile oder Teile mit der gleichen Funktion wie bei der Schaltung der Fig. 2 mit den gleichen Zeichen bezeichnet.

Ein Kondensator C, entspricht den Verbindungskapazitäten eines Transistors Q₁. und der Transistoren Qg oder Q^ und den Kapazitäten der Verbindungen zum Anschluß dieser Transistoren an den Transistor Q,. Ein Kondensator C₉ entspricht den G-atekapazitäten des Transistors Q. und eines Transistors Q,„ sowie der Kapazität der Verdrahtung zwischen den Transistoren Q,, Q. und Q_g« Die Kapazität des Kondensators C, wird ausreichend höher gewählt als die Kapazität des Kondensators C-. Als Kondensator C₁ kann, ein

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getrennter Kondensator verwendet werden, der zwischen den Drainänschluß des Transistors Qp- und eine Masseklemme gelegt wird. Einer der Ausgangsanschlüsse eines Transistors Q₂Q ist an einen der Ausgangsanschliisse des Transistors Q₇ und Q₁- angeschlossen, während der andere Ausgangsanschluß an Masse liegt. Der Taktimpuls 0, wird dem Gate des Transistors Q₂Q und dem Gate des Übertragungsgatter-Transistors Q, zugeführt. Einer der Ausgangsanschliisse eines Transistors Q₁₇ und einer der Ausgangsanschliisse des Transistors Q„_o sind miteinander verbunden. Der andere Aus-

I O

gangsanschluß des Transistors Q ist an die Gleichspannung Y.™ angeschlossen, während der andere Ausgang des Transistors Q₁₈ an Masse liegt. Das Gate des Transistors Q₁₈ ist an das des Transistors Q. angeschlossen. Der Taktimpuls 0₂ wird dem Gate des Transistors Q.„ zugeführt. Ferner ist einer der Ausgangsanschlüsse eines Transistors Q₁q an die Verbindung zwischen den TransJsboren Q₁₇ und Q_1fi angeschlossen. Das Ausgangssignal V . Wird an dem anderen Ausgangsanschluß des Transistors Q.q abgegriffen. Der Taktimpuls 0₂ wird wie dem Gate des Transistors Q₁₇ auch dem des Transistors Q_{1 q} zugeführt.

Im Gegensatz zum Flip-Flop der Fig. 2 wird dem Gate des Transistors Q₁₁ der Taktimpuls 0₂ zugeführt.

Das Schreibsteuersignal X, das dem Gate des Transistors Q₇ zugeführt wird, hält die Transistoren Q₇ und Qg beim Einschreiben einer Information eingeschaltet, und zwar wenigstens während eines Zeitintervalls, in dem die Transistoren Q, und Q „ eingeschaltet sind.

Anhand des Zeitablaufdiagramms der Fig. 5 soll nun die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen statischen Flip-Flops erläutert werden. In dieser Figur ist der obere Pegel jedes Signals der logische Viert "1" (Massepotential), während der untere Pegel den Wert "0" (negatives Potential) bedeutet. Das Schreibsteuersignal X ist ähnlich wie das Eingangssignal V. mit dem Taktimpuls

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Seine Impulsbreite ist gleich der Pid des Taktimpulses 0p.

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0p synchronisiert. Seine Impulsbreite ist gleich der Periode

1. Bevor der Taktimpuls 0^ den Vert "0" annimt, um die Transistoren Qp₀ und Q_ durchzuschalten, ist der Kondensator C. während der "0"-Periode des Taktimpulses ;2L stets geladen. Im Zeitablaufdiagramm der Pig. 5 wird der Kondensator Cj zwischen den Zeiten t. und t.¹ geladen.

2. Wenn das Schreibsteuersignal X den Wert "0" annimmt, werden die beiden Transistoren CU und Qg ::ur eingeschaltet. Wenn der Taktimpuls 0.. in dieser Periode auf "")" fällt, wird nur in Abhängigkeit von einer neuen Information "'. bestimmt, ob die Kondensatoren C, oder Cp über die Transit oren Q^, Qg, Qr, und Qp₀ entladen werden. Dies liegt daran, de.3 bei leitendem Transistor Qo die vorher im Transistor Q_r gespeicherte Information gelöscht wird, da, der Transistor Qf- nicht leitend wird. Das Ergebnis der Bestimmung wird im Kondensator Cp gespeichert. Da gemäß Fig. 5 das Schreibsteuersignal X während einer Periode t.. bis t~ "O" ist, sind die beiden Transistoren Q^ und Q_Q leitend, während der Transistor Q_c in dieser Periode nicht leitend ist. Da die Transistoren Q-, und Qp₀ während einer Periode tp "bis t_?' leitend sind, werden die im Kondensator C^ oder Cp gespeicherten Ladungen hinsichtlich der Entladung bestimmt, und zwar unabhängig von der vorherigen, im Transistor Q₁- gespeicherten Ladung und in Abhängigkeit davon, ob der Transistor Qg durchgeschaltet ist oder nicht (nämlich durch das Eingangssignal V. ).

Nimmt man an, daß das Eingangssignal V. während dieser Periode gemäß Fig. 5 den Wert "1" hat, so werden die zuvor im Kondensator C. gespeicherten Ladungen oder die vor der Zeit t. im Kondensator Cp gespeicherten Ladungen nicht entladen. Demzufolge tritt jeder Fall auf, wenn die Ladungen im Kondensator Cp verbleiben oder wenn er vom Kondensator C, aufgeladen wird. In jedem Fall sind im Kondensator Cp Ladungen vorhanden.

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BAD

Wie in Pig. 5 gezeigt, erfolgt das Einschreiben in ähnlicher Weise in einer Periode zwischen den Zeitpunkten t_q und t. . Während dieser Periode hat jedoch das Eingangssignal V. den Wert "0", so daß die in den Kondensatoren CL und CL gespeicherten Ladungen über die Transistoren Q,_f Qg, Q₇ und Q₂₀ entladen werden.

Auf diese Weise wird das Einschreiben des Eingangssignals V. in das Flip-Flop abgeschlossen.

3. Wenn andererseits das Schreibsteuersignal X "1" wird,

werden die beiden Transistoren Q„ und Q₀ nichtleitend. Wenn der

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Taktimpuls 0. in der Periode auf "0" fällt, wird durch die Transistoren Q-., Qp. und Qp₀ bestimmt, ob die in den Kondensatoren C. oder Cp gespeicherten Ladungen entladen werden, und zwar unabhängig vom Eingangssignal V. und durch die vorherige alte Information im Transistor Qr-, da der Transistor CV, nicht leitend ist. Das Ergebnis wird'wiederum im Kondensator O₀ gespeichert. Da gemäß Fig. 5 das Schreibsteuersignal X während der Periode zwischen t~ und t_ den Wert "1" hat, sind in dieser Zeit die Transistoren Qr₇ und Qc nicht leitend. Da die Transistoren Q-, und Q_0n während der Periode t. bis t.¹ leiten, wird die Entladung der im Kondensator C_-. oder Cp gespeicherten Ladung bestimmt, unabhängig vom Eingangssignal V. und in Abhängigkeit davon, ob der Transistor Q₁- leitet oder nicht, d. h., durch die vorherige, in der Gatekapazität des Transistors Qr- gespeicherte alte Information. Die im Transistor Q,- zu speichernde Information wird durch die im Kondensator Cp gespeicherte Information bestimmt. Sie hat den Wert "1", wenn die im Kondensator Cp gespeicherte Information "O" ist und umgekehrt. Da die Information "O" . ■ .,..■» zur Zeit tp',wie unter (2) erwähnt, im Kondensator C₂ gespeichert wurde, wird im Transistor Qr- die Information "1" gespeichert. Die in den Kondensatoren C₁ und Cp gespeicherten Ladungen werden daher nicht entladen. Daher verbleiber/die Ladungen im Kondensator C₂ in ihrem

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Zustand und die Leckverluste in der Periode zwischen t~^! und t,

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werden ihm vom Kondensator C. wieder zugeführt. Mit anderen V/orten, die in den Transistoren Q. und Qj- einmal gespeicherten Informationen verbleiben in ihrem Zustand während der Zeit, während der das Schreibsteuersignal X den Wert "1" hat.

4. Während der Periode, während der das Taktsignal 0~ den Wert "O" hat, wird am Transistor Q_1Q das Ausgangssignal V , als

I j OUt

invertiertes Signal der im Kondensator Cp gespeicherten Informa.-tion erzeugt. Werden beispielsweise im Kondensator C_? während der Periode t^ bis t,' negative Ladungen gespeichert, so daß der Transistor Q,g leitet, so liegt das Ausgangssignal V , auf Massepotential (logischer Wert "1"). Ebenso ist, wenn der Transistor Q. während der Periode t^ bis t,., ' nicht leitet, das Ausgangsßignal V . = "0". Auf diese Weise wird Leseoperation durchgeführt.

i)as soweit beschriebene erfindungsgemäße Flip-Flop hat folgende Vorteile:

1. Da die Impulsbreite des Taktimpulses 0-j hundertprozentig ausgenutzt werden kann, kann die Frequenz der Taktimpulse erhchi werden.

Wenn das Schreibsteuersignal X der Fig. ;5b oder der Fig. bei dem statischen Flip-Flop der Fig. 2 als Schreibsteuerimpuls verwendet wird, treten folgende Betriebsfehler auf. Ist das Schrei"bsteuersignal "0", so wird der Transistor Q_Q beim Lesen stets durchgeschaltet (wenn der Taktimpuls 0_? gleich ¹¹O". wird), und das Ausgangssignal V . wird stets unabhängig vom Eingangssignal V. auf

OU"C J-Ii

Massepotential gebracht. Das heißt, da das Ausgangssignal vom Gate des Transistors Q₁-, nämlich vom Ausgang des während der genannten Periode leitenden Transistors Q_Q abgeleitet wird, kann das Schreibsteuersignal X nicht verwendet werden. Demgegenüber -;ird bei dem erfindungsgemäßen statischen Flip-Flop der Fig.. 4 öas Ausgangs sigraL am Gate des Transistors Q^ abgegriffen.. Γ-aher wix-d d.i.3

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Λ*

Gatespannung des Transistors Q. oder das Ausgangssignal V , durch das Steuersignal in keiner Weise beeinflußt, womit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst ist. Das Schreibst euersignal X kann beim Schreiben "0" werden, wenn wenigstens der Taktimpuls 0₁ gleich "0" wird.

2. Das Ausführungsbeispiel gemäß der Schaltung der Fig. 4 enthält drei Transistoren mehr als die Schaltung der Pig. 1.

Jedoch werden bei dieser Ausführungsform der Transistor Q₁. zur Ladung des Kondensators C. , die Reihenschaltung aus den Transistoren Q,-, Q₇, Q„q und die Reihenschaltung aus den Transistoren Q₁-, Qpo» ^{die zur} Ableitung der im Kondensator C. gespeicherten Ladungen dienen, getrennt durch die unterschiedlichen Taktimpulse 0^ und 0„ betätigt, so daß das Widerstandsverhältnis zwischen den beiden Bestandteilen im Gegensatz zur bekannten Schaltung Deachtet zu werden braucht. Es ist daher nicht notwendig, die Transistoren CL·, Q₇ und Q_?q mit einer gegenüber dem Transistor Q^₁ größeren Fläche auszubilden. Die erfindungsgemäße Schaltung kann tatsächlich auf einer geringeren Fläche hergestellt werden als die der Fig. 1 .

Bei der Schaltung der Fig. 4 benötigen nur die drei Transistoren Q., Q₀ und Q,_o wegen des Widerstandsverhältnisses eine 4 ο Ι ti

große Fläche, während bei der Schaltung der Fig. 2 fünf Transistoren, nämlich die Transistoren Qg, Q₁-* Q₇ Q. und Q₈ eine große Fläche benötigen.

Darüber hinaus müssen bei der bekannten Schaltung die Transistoren Q_c und Qr₇ den halben Widerstand der Transistoren Q. und Q₈ bei Fig. 1 und Q-, Q₈, Q₈ bei Fig. 4 haben. Dies bedeutet doppelte Flächen. Schließlich ist das Verhältnis zwischen der Gesamtfläche der fünf Transistoren in Fig. 1 und der drei Transistoren in Fig.4 6:3=2:1.

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Obwohl "bei dem Ausführungsbeispiel die Transistoren Q₂ und Q₁₇ als Last der Transistoren Q. bzw. CLg dienen, können sie durch übliche Impedanzelemente wie Widerstände oder Einrichtungen mit ähnlichen Eigenschaften ersetzt werden. Auch können die Transistoren Q, und Q₁₈ mit einer Gleichspannung gespeist werden. Statt, wie beim Ausführungsbeispiel dem Transistor Qg kann die Eingangsspannung Y. auch dem Transistor Q„ und das Signal X für die Schreibsteuerung des Eingangssignals V. dem Transistor Qg zugeführt werden.

Mit der Schaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel kann ein gesetztes Präferenz-Flip-Flop (RSS) derart aufgebaut werden, daß die Ausgangsanschlüsse eines nicht gezeigten anderen Transistors Q₁<- zwischen einem der Ausgangsanschlüsse des Transistors Q„ und Masse liegen, und daß ein Rücksetzsignal dem Gate des Transistors Q₁ r zugeführt wird, während ein Setzsignal dem Gate des Transistors Qg zugeführt wird.

Statt der MOS-Feldeffekttransistoren können auch andere Transistoren, beispielsweise MIS-Feldeffekttransistoren (mit isoliertem Gate )verwendet werden.

Durch die verschiedenen Vorteile des erfindungsgemäßen Flip-Flops wird es möglich, die Impulsbreite des Taktimpulses 0. hundertprozentig auszunutzen und die besetzte Fläche in einer integrierten Schaltung gering zu halten.

Patentanspruch

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Claims

PATENTANSPRUCH DA-10445
Flip-Flop, gekennzeichnet durch eine erste Umkehrstufe mit einem ersten Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate (MISFET), mit einem zweiten MISFET zur Speicherung und einem dritten MISFET, wobei der zweite MISFBT in Reihe zwischen den ersten und dritten MISFET geschaltet ist, durch einen vierteil MISFET zur Eingabe und einen fünften MISFET zur Schreibsteuerung, die in Reihe zwischen den ersten und dritten MISFET geschaltet sind, durch eine zweite Umkehrstufe mit· einem Iinpedanzelement und einem sechsten MISFET zur Speicherung, die in Reihe miteinander geschaltet sind, durch einen siebten MISFET zur Übertragung, der zwischen einen Ausgang der ersten Umkehrstufe und einen Eingang des sechsten MISFET geschaltet ist, und durch einen zum sechsten parallel geschalteten achten MISFET, wobei der Ausgang der zweiten Umkehrstufe auf einen Eingang des zweiten MISFET rückgekoppelt ist, die Eingänge des dritten und siebten MISFET mit einer ersten Taktimpulsfolge gespeist werden, ein Eingang des ersten MISFET mit einer zweiten Impulsfolge gespeist wird, deren Phase sich von der der ersten Taktimpulsfolge unterscheidet, ein Eingang des vierten MISFET mit einem Eingangssignal gespeist wird, die Eingänge des fünften und achten MISFET mit einem Schreibsteuersignal gespeist werden, durch das der fünfte und achte MISFET beim Schreiben in den leitenden Zustand gebracht werden, wenn wenigstens der dritte und siebte MIS-FET leitend sind, und wobei das Ausgangssignal vom Eingang des sechsten MISFET abgeleitet wird.
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