JP2681937B2 - Flip flop - Google Patents

Flip flop

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JP2681937B2
JP2681937B2 JP62214186A JP21418687A JP2681937B2 JP 2681937 B2 JP2681937 B2 JP 2681937B2 JP 62214186 A JP62214186 A JP 62214186A JP 21418687 A JP21418687 A JP 21418687A JP 2681937 B2 JP2681937 B2 JP 2681937B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は集積回路のフリップフロップに関し,特に複
数の入力信号の中から任意の信号を選択してラッチする
セレクタ付きマスター・スレイブ型フリップフロップに
関する。 〔従来の技術〕 従来,この種のマスター・スレイブ型フリップフロッ
プにおいては,マスターラッチからスレイブラッチへの
伝達信号にフリップフロップの入出力信号と同じ論理振
幅を持つ信号が用いられていた。 第2図は従来のフリップフロップの一例を示す図であ
る。第2図において,互いのエミッタが結合されたNPN
形トランジスタ101と102,NPN形トランジスタ103と104,
及びNPN形トランジスタ105と106によりマスター側のラ
ッチが構成され,互いのエミッタが結合されたNPN形ト
ランジスタ107と108,NPN形トランジスタ109と110,及びN
PN形トランジスタ111と112によりスレイブ側のラッチが
構成され,互いのエミッタが結合されたNPN形トランジ
スタ113と114と115,及びNPN形トランジスタ116と117と1
18によりセレクタが構成されている。 トランジスタ101と102は互いのエミッタが結合されて
第1のエミッタ結合部120を形成し,トランジスタ103と
104は互いのエミッタが結合されて第2のエミッタ結合
部121を形成している。第1のエミッタ結合部120にはト
ランジスタ105のコレクタが接続され,第2のエミッタ
結合部121にはトランジスタ106のコレクタが接続されて
いる。トランジスタ105とトランジスタ106は互いのエミ
ッタが結合されて第3のエミッタ結合部122を形成して
いる。 トランジスタ101のコレクタとトランジスタ103のコレ
クタとトランジスタ104のベースは互いに結合されて第
1のコレクタ結合部130を形成し,トランジスタ102のコ
レクタとトランジスタ104のコレクタとトランジスタ103
のベースは互いに結合されて第2のコレクタ結合部131
を形成している。 第1のコレクタ結合部130には抵抗140の一方の端子が
接続されており,抵抗140の他方の端子は第1の電源電
位170に接続されている。第2のコレクタ結合部131には
抵抗141の一方の端子が接続されており,抵抗141の他方
の端子は第1の電源電位170に接続されている。 第3のエミッタ結合部122には定電流源160の一方の端
子が接続され,定電流源160の他方の端子は,第1の電
源電位170よりも電位の低い第2の電源電位171に接続さ
れ,第3のエミッタ結合部122から第2の電源電位171へ
向って一定値I1の電流を流している。 以上のように接続されたトランジスタ101,102,103,10
4,105,106,抵抗140,141及び定電流源160とによりマスタ
ーラッチ回路195が構成されている。 このマスターラッチ回路は,第1の電源電位170から
第2の電源電位171までの間に,第1のエミッタ結合部1
20と第3のエミッタ結合部122あるいは第2のエミッタ
結合部121と第3のエミッタ結合部122というような2段
階のエミッタ結合部を持つ構成になっていることから,
縦型2段のエミッタ・カップルド・ロジック(Emitter
Coupled Logic:以後ECLと略す)回路と称される。 マスターラッチ回路195では,トランジスタ101のベー
スに入力データDSが供給され,トランジスタ102のベー
スに接続された第1のリファレンス電位172に入力デー
タDSの論理振幅の中間に相当する直流電位VR1が供給さ
れ,トランジスタ105のベースに接続されたクロック端
子190にクロック信号Xが供給され,トランジスタ106の
ベースに接続された第2のリファレンス電位173にクロ
ック信号Xの論理振幅の中間に相当する直流電位VR2
供給されている。次に,マスターラッチ回路195の動作
について説明する。 いま,クロック端子190に供給されているクロック信
号Xが第2のリファレンス電位VR2に比較してハイレベ
ルにある時、トランジスタ105がオン状態,トランジス
タ106がオフ状態になり,電流I1はトランジスタ105を通
って定電流源160へと流れている。 この時,トランジスタ101のベースに供給された入力
データDSがトランジスタ102のベースに供給されている
第1のリファレンス電位VR1に比較してハイレベルにあ
るとすると,トランジスタ101がオン,トランジスタ102
がオフとなり,電流I1はトランジスタ101を通ってトラ
ンジスタ105のコレクタへと流れる。すなわち,電流I1
は第1の電源電位170から,抵抗140,トランジスタ101,
トランジスタ105,及び定電流源160を順に通って第2の
電源電位171へと流れ込む。このため,上記の電流パス
上にある第1のコレクタ結合部130はローレベルとな
り,電流パス上にない第2のコレクタ結合部131はハイ
レベルとなる。 ここで,トランジスタ104のベースは第1のコレクタ
結合部130に接続されているため,ローレベル状態にあ
り,トランジスタ103のベースは,第2のコレクタ結合
部131に接続されているため,ハイレベル状態にある。 クロック信号Xがハイレベルからローレベルに立下が
ると,第2のリファレンス電位VR2に接続されているト
ランジスタ106のベース電位の方がトランジスタ105のベ
ース電位より高くなるため,トランジスタ105はオフ,
トランジスタ106はオンへと変り,トランジスタ105を流
れていた電流I1はトランジスタ106を流れるように切替
る。 この時,トランジスタ103のベースはハイレベル,ト
ランジスタ104のベースはローレベルの状態にあったた
め,トランジスタ103がオン,トランジスタ104がオフと
なり,電流I1はトランジスタ103を流れる。すなわち,
電流I1は第1の電源電位170から抵抗140,トランジスタ1
03,トランジスタ106,及び定電流源160を順に通って第2
の電源電位171へと流れ込む。従って,第1のコレクタ
結合部130にはローレベルが,第2のコレクタ結合部131
にはハイレベルがラッチされる。 トランジスタ101のベースに供給された入力データDS
がトランジスタ102のベースに供給されている第1のリ
ファレンス電位VR1に比較してローレベルにあった時
は,クロック信号Xがハイレベルの時,電流I1は第1の
電源電位170から抵抗141トランジスタ102,トランジスタ
105,及び定電流源160を順に通って流れており,電流パ
ス上にある第2のコレクタ結合部131はローレベル,電
流パス上にない第1のコレクタ結合部130はハイレベル
になっている。この時,第1のコレクタ結合部130に接
続されたトランジスタ104のベースはハイレベル,第2
のコレクタ結合部131に接続されたトランジスタ103のベ
ースはローレベルの状態になっており,クロック信号X
がハイレベルからローレベルに立下がると電流I1は第1
の電源電位170から抵抗141,トランジスタ104,トランジ
スタ106,及び定電流源160を順に通って流れるため,第
1のコレクタ結合部130にはハイレベルが第2のコレク
タ結合部131にはローレベルがラッチされる。 このようにマスターラッチ回路195では,クロック信
号Xがハイレベルからローレベルに立下がると,第1の
コレクタ結合部130には入力データDSの負論理レベル
を,第2のコレクタ共通部131には入力データDSの正論
理レベルをラッチされる。 スレイブラッチ回路196はマスターラッチ回路と同一
の回路構成を有する縦型2段のECL回路である。すなわ
ち,スレイブラッチ回路196のトランジスタ107,108,10
9,110,111,112,抵抗142,143,及び定電流源161はそれぞ
れマスターラッチ回路195のトランジスタ101,102,103,1
04,105,106,抵抗140,141,及び定電流源160に相当し,第
4,第5,第6のエミッタ結合部123,124,125,及び第3,第4
のコレクタ結合部132,133はそれぞれマスターラッチ回
路195の第1,第2,第3のエミッタ結合部120,121,122,及
び第1,第2のコレクタ結合部130,131に相当する。ま
た,スレイブラッチ回路196の出力部には,トランジス
タ119,抵抗145によるエミッタフォロワが接続され,エ
ミッタフォロワ出力をフリップフロップの出力信号DOUT
としている。 スレイブラッチ回路196もマスターラッチ回路195と同
様のラッチ動作を行ない,第3のコレクタ結合部132に
マスターラッチ回路195の出力である入力データDMの負
論理レベルを,第4のコレクタ結合部133に入力データD
Mの正論理レベルをラッチする。ただし,マスターラッ
チ回路195では,トランジスタ105のベースにクロック信
号Xを入力し,トランジスタ106のベースに第2のリフ
ァレンス電位VR2を入力したのに対し,スレイブラッチ
回路196では,トランジスタ105に相当するトランジスタ
111のベースに第2のリファレンス電位VR2を入力し,ト
ランジスタ106に相当するトランジスタ112のベースにク
ロック信号Xを入力しており,クロック信号Xと第2の
リファレンス電位VR2の接続関係が逆になっている。こ
のため,マスターラッチ回路195ではクロック信号Xが
ハイレベルからローレベルへ立下がる時,データをラッ
チしたのに対し,スレイブラッチ回路196ではクロック
信号Xがローレベルからハイレベルへ立上がる時にデー
タをラッチする。 セレクタ回路197は互いにエミッタが結合されたトラ
ンジスタ113,114,115及び定電流源162から成る第1のゲ
ート回路と,互いにエミッタが結合されたトランジスタ
116,117,118及び定電流源163から成る第2のゲート回路
とから構成されている。 トランジスタ113,114,115は互いにエミッタが結合さ
れ,エミッタ結合部126を形成しており,トランジスタ1
13,114のコレクタは結合されて第1の電源電位170に接
続され,トランジスタ115のコレクタは抵抗144を介して
第1の電源電位170に接続されている。エミッタ結合部1
26には定電流源162の一方の端子が接続され,定電流源1
62の他方の端子は第2の電源電位171に接続されてお
り,エミッタ結合部126から第2の電源電位171へ向って
一定値I1の電流を流している。 この回路は,第1の電源電位170から第2の電源電位1
71までの間にエミッタ結合部126を1段持っていること
から,マスターラッチ回路195やスレイブラッチ回路196
の縦型2段ECL回路に対比して,1段型のECL回路と称され
る。 第2のゲート回路は第1のゲート回路と同一の回路構
成を有する1段型ECL回路である。すなわち,第2のゲ
ート回路のトランジスタ116,117,118,及び定電流源163
はそれぞれ第1のゲート回路のトランジスタ113,114,11
5及び定電流源162に相当し,エミッタ結合部127は第1
のゲート回路のエミッタ結合部126に相当する。第2の
ゲート回路のトランジスタ118のコレクタは,第1のゲ
ート回路のトランジスタ115のコレクタと結合してお
り,第1のゲート回路と第2のゲート回路とで抵抗144
を共有している。 セレクタ回路197の動作について説明する。 第1のゲート回路のトランジスタ113のベースに第1
の入力データD1が供給され,トランジスタ114のベース
に第1の入力データD1を選択するためのセレクト信号S1
が供給されている。第2のゲート回路のトランジスタ11
6のベースに第2の入力データD2が供給され,トランジ
スタ117のベースに第2の入力データD2を選択するため
のセレクト信号S2が供給されている。また,トランジス
タ115と118のベースには,第1の入力データD1,第2の
入力データD2,及びセレクト信号S1,S2の論理振幅の中
間に相当する直流電位VR2が供給されている。 今,第2のリファレンス電位VR2に比べてセレクト信
号S1がローレベル,セレクト信号S2がハイレベルの場合
を考える。 この時,第2のゲート回路においては,トランジスタ
117のベース電位の方が第2のリファレンス電位VR2が供
給されたトランジスタ118のベース電位より高いため,
トランジスタ117がオン,トランジスタ118がオフとな
る。このため,トランジスタ116のベース供給されてい
る入力データD2がハイレベルであるかローレベルである
かに関係なく,電流I1は第1の電源電位170からトラン
ジスタ117のある枝を通って定電流源163へと流れ,トラ
ンジスタ118はオフ状態になる。 また,この時,第1のゲート回路では,トランジスタ
114のベース電位は第2のリファレンス電位VR2が供給さ
れたトランジスタ115のベース電位より低いため,トラ
ンジスタ114がオフ状態となり,電流I1はトランジスタ1
13もしくはトランジスタ115を通って定電流源162へと流
れるが,どちらを流れるかはトランジスタ113のベース
に供給された第1の入力データD1により決定される。す
なわち,第1の入力データD1が第2のリファレンス電位
VR2よりもローレベルならば,トランジスタ113はオフ,
トランジスタ115がオンとなり,電流I1はトランジスタ1
15を流れ,もし第1の入力データD1が第2のリファレン
ス電位VR2よりもハイレベルならば,トランジスタ113が
オン,トランジスタ115がオフとなり,電流I1はトラン
ジスタ113を流れる。 第1の入力データD1がローレベルで電流I1がトランジ
スタ115を流れると,トランジスタ115とトランジスタ11
8のコレクタ結合部134はローレベルとなる。また,第1
の入力データD1がハイレベルで電流I1がトランジスタ11
3を流れると,第1のゲート回路のトランジスタ115にも
第2のゲート回路のトランジスタ118にも電流が流れな
いため,コレクタ結合部134はハイレベルとなる。 以上のように,セレクト信号S1がローレベル,セレク
ト信号S2がハイレベルの時は,コレクタ結合部134に第
1の入力データD1の論理値が選択されて現れ,これがセ
レクタ回路197の出力DSとなる。 セレクト信号S1がハイレベル,セレクト信号S2がロー
レベルの時は,セレクト信号S1がローレベル,セレクト
信号S2がハイレベルの時における第1のゲート回路の動
作と第2のゲート回路の動作が入れ替りになるため,コ
レクタ結合部134には第2の入力データD2の論理値が選
択されて現れ,これがセレクタ回路197の出力DSとな
る。 第2図に例示したフリップフロップは,上述したよう
なマスターラッチ回路195,スレイブラッチ回路196,及び
セレクタ回路197より構成されており,セレクタ回路197
においてセレクト信号S1,S2により選択された入力デー
タD1もしくはD2の一方が,コレクタ結合部134に現れ,
これがマスターラッチ回路195とスレイブラッチ回路196
から成るマスター・スレイブ型フリップフロップにてラ
ッチされる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来のフリップフロップでは,マスターラッ
チ回路195からスレイブラッチ回路196への伝達信号に,
フリップフロップへの入出力信号と同じ論理振幅を持つ
信号を用いていた。すなわち,抵抗141の抵抗値をRと
すると,マスターラッチ回路195の出力信号DMの論理振
幅Vlは、定電流源の電流値I1からVlI1Rとなるが,こ
の論理振幅Vlの値がフリップフロップの入力信号D1
D2,S1,S2,Xや出力信号DOUT等と同じ値になるように作
られていた。このため,マスターラッチ回路の出力がハ
イレベルの時に,スレイブラッチ回路の入力トランジス
タ107のベース電位はコレクタ電位より高くなり,トラ
ンジスタ107が飽和するために,スレイブラッチ回路の
信号伝播遅延時間が大きく,フリップフロップとしての
高速動作に支障をきたすという欠点がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明によるフリップフロップは, 少なくとも第1及び第2のトランジスタを含み,該第
1及び第2のトランジスタのエミッタが互いに結合され
た第1のエミッタ結合部と,第3及び第4のトランジス
タを含み,該第3及び第4のトランジスタのエミッタが
互いに結合された第2のエミッタ結合部と,前記第1の
エミッタ結合部にコレクタが接続された第5のトランジ
スタと前記第2のエミッタ結合部にコレクタが接続され
た第6のトランジスタとを含み,前記第5及び第6のト
ランジスタのエミッタが互いに結合された第3のエミッ
タ結合部の3つのエミッタ結合部を有し,前記第1のト
ランジスタのコレクタと前記第3のトランジスタのコレ
クタと前記第4のトランジスタのベースが互いに接続さ
れた第1のコレクタ結合部と,前記第2のトランジスタ
のコレクタと前記第4のトランジスタのコレクタと前記
第3のトランジスタのベースが互いに接続された第2の
コレクタ結合部の2つのコレクタ結合部を有し,前記第
1及び第2のコレクタ結合部にそれぞれ一端が接続され
た第1及び第2の抵抗を含み,該第1及び第2の抵抗の
他端が互いに接続された共通コレクタ抵抗部を有し,該
共通コレクタ抵抗部に一端が接続された第3の抵抗を有
し,前記第3のエミッタ結合部に一端が接続された第1
の定電流源を有し,前記第3の抵抗の他端に接続された
第1の電源電位から前記第1の定電流源の他端に接続さ
れた第2の電源電位に向かって一定の電流を流して差動
動作させる第1のラッチ回路と, 第7及び第8のトランジスタを含み,該第7及び第8
のトランジスタのエミッタが互いに結合された第4のエ
ミッタ結合部と,第9及び第10のトランジスタを含み,
該第9及び第10のトランジスタのエミッタが互いに結合
された第5のエミッタ結合部と,前記第4のエミッタ結
合部にコレクタが接続された第11のトランジスタと前記
第5のエミッタ結合部にコレクタが接続された第12のト
ランジスタとを含み,前記第11及び第12のトランジスタ
のエミッタが互いに結合された第6のエミッタ結合部の
3つのエミッタ結合部を有し,前記第7のトランジスタ
のコレクタと前記第9のトランジスタのコレクタと前記
第10のトランジスタのベースが互いに接続された第3の
コレクタ結合部と,前記第8のトランジスタのコレクタ
と前記第10のトランジスタのコレクタと前記第9のトラ
ンジスタのベースが互いに接続された第4のコレクタ結
合部の2つのコレクタ結合部を有し,前記第3及び第4
のコレクタ結合部にそれぞれ一端が接続され,他端が共
通に前記第1の電源電位に接続された第4及び第5の抵
抗を有し,前記第6のエミッタ結合部に一端が接続さ
れ,他端が前記第2の電源電位に接続された第2の定電
流源を有し,前記第1のラッチ回路の正論理出力と負論
理出力の両方をバランス入力とする第2のラッチ回路
と, エミッタ同士が結合され,コレクタが直接若しくは抵
抗を介して前記第1の電源電位に接続された複数のトラ
ンジスタを有し,該複数のトランジスタのエミッタ同士
が結合された点に定電流源が接続されて,前記第2の電
源電位に向かって一定の電流を流して差動動作させるゲ
ート回路を少なくとも2つ以上含み,これらゲート回路
の入力のうちのいずれかを選択して,前記第1のラッチ
回路の入力とするセレクタ回路とから構成され, 前記第1のラッチ回路から前記第2のラッチ回路への
伝播信号だけを回路外部との入出力信号の論理振幅より
小さい論理振幅で,かつ低い直流レベルにシフトさせた
信号にして動作させることを特徴とする。 〔実施例〕 次に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。 第1図は本発明の一実施例によるフリップフロップの
構成を示す回路図である。 第1図の回路は,第2図に示した従来技術によるフリ
ップフロップにおいて,マスターラッチ回路195を抵抗1
40と抵抗141の第1の電源電位170に接続されていた側の
端子を直接第1の電源電位170に接続しないで,これら
の端子同士を結合して共通コレクタ抵抗部50を形成し,
これに第3の抵抗42を接続した上で第1の電源電位170
に接続し,またスレイブラッチ回路196のトランジスタ1
08のベースに第1のリファレンス電位172が入力されて
いたものを,マスターラッチ回路95の負論理出力信号DM
を入力するようにしたものである。 スレイブラッチ回路96のトランジスタ8のベースに接
続された信号DMは,第1のリファレンス電位VR1の時と
異なり,ハイレベルやローレベルに変化するが,常にト
ランジスタ7のベースに入力される信号DMの反転信号が
入るため,ラッチ動作のしくみは従来技術にて説明した
ものと同じになる。また,マスターラッチ回路95,セレ
クタ回路97の回路動作,及びこれら全体のフリップフロ
ップとしての動作も従来技術にて説明したものと同じで
あるためここでは説明を省略する。 本発明のフリップフロップにおいては,マスターラッ
チ回路95の出力信号DMの論理振幅VlMはセレクタ回路97
の出力信号DSやスレイブラッチ回路96の出力信号DLの論
理振幅VlSより小さくなるように,たとえばそれらの1/2
の大きさになるように設定される。これは,各定電流源
60,61,62,63の電流値をI1とし,抵抗43,44,45の抵抗値
をRSとすると,論理振幅VlSは VlSI1・RS で示され,またマスターラッチ回路95では抵抗40,41の
抵抗値をRMとすると,その出力信号DMの論理振幅VlMは VlMI1・RM で示されることから, なる関係を満すように抵抗値RM,RSを設定すれば良い。 また,マスターラッチ回路95では,抵抗42が抵抗40,4
1と第1の電源電位70との間に接続されている。抵抗42
には常時ほぼI1なる電流が流れるため,この抵抗値をR
CQとすると,マスターラッチ回路95の出力信号DMはI1
RCQの電位差だけ,直流レベルが低くシフトした信号に
なる。 マスターラッチ回路95の出力信号DMがハイレベルの
時,スレイブラッチ回路96にこのデータが入力される
と,コレクタ結合部32はローレベルとなるが,本発明に
おいては,DMのハイレベルが従来のものよりも低い直流
電位側にシフトしているため,トランジスタ7のコレク
タ電位はベース電位に比べて飽和するまでに低くなら
ず,その結果,スレイブラッチ回路の伝播遅延時間の遅
れを防ぐことができ,フリップフロップの高速動作を可
能にすることができる。 また,論理振幅VlMを論理振幅VlSの1/2にしたため
に,ハイレベル,ローレベルともに直流レベルが第1の
リファレンス電位VR1に近づき,その結果ノイズやリフ
ァレンス電位変動等に対するマージンの減少を招いてい
たが,スレイブラッチ回路96において,第1のリファレ
ンス電位VR1を廃し,そのかわりに入力トランジスタ7
に入力されるデータ信号DMの反転信号であるDMを入力す
ることにより,マージンを確保し,安定した高速動作を
得ることが可能である。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は, 少なくとも第1及び第2のトランジスタを含み,該第
1及び第2のトランジスタのエミッタが互いに結合され
た第1のエミッタ結合部と,第3及び第4のトランジス
タを含み,該第3及び第4のトランジスタのエミッタが
互いに結合された第2のエミッタ結合部と,前記第1の
エミッタ結合部にコレクタが接続された第5のトランジ
スタと前記第2のエミッタ結合部にコレクタが接続され
た第6のトランジスタとを含み,前記第5及び第6のト
ランジスタのエミッタが互いに結合された第3のエミッ
タ結合部の3つのエミッタ結合部を有し,前記第1のト
ランジスタのコレクタと前記第3のトランジスタのコレ
クタと前記第4のトランジスタのベースが互いに接続さ
れた第1のコレクタ結合部と,前記第2のトランジスタ
のコレクタと前記第4のトランジスタのコレクタと前記
第3のトランジスタのベースが互いに接続された第2の
コレクタ結合部の2つのコレクタ結合部を有し,前記第
1及び第2のコレクタ結合部にそれぞれ一端が接続され
た第1及び第2の抵抗を含み,該第1及び第2の抵抗の
他端が互いに接続された共通コレクタ抵抗部を有し,該
共通コレクタ抵抗部に一端が接続された第3の抵抗を有
し,前記第3のエミッタ結合部に一端が接続された第1
の定電流源を有し,前記第3の抵抗の他端に接続された
第1の電源電位から前記第1の定電流源の他端に接続さ
れた第2の電源電位に向かって一定の電流を流して差動
動作させる第1のラッチ回路と, 第7及び第8のトランジスタを含み,該第7及び第8
のトランジスタのエミッタが互いに結合された第4のエ
ミッタ結合部と,第9及び第10のトランジスタを含み,
該第9及び第10のトランジスタのエミッタが互いに結合
された第5のエミッタ結合部と,前記第4のエミッタ結
合部にコレクタが接続された第11のトランジスタと前記
第5のエミッタ結合部にコレクタが接続された第12のト
ランジスタとを含み,前記第11及び第12のトランジスタ
のエミッタが互いに結合された第6のエミッタ結合部の
3つのエミッタ結合部を有し,前記第7のトランジスタ
のコレクタと前記第9のトランジスタのコレクタと前記
第10のトランジスタのベースが互いに接続された第3の
コレクタ結合部と,前記第8のトランジスタのコレクタ
と前記第10のトランジスタのコレクタと前記第9のトラ
ンジスタのベースが互いに接続された第4のコレクタ結
合部の2つのコレクタ結合部を有し,前記第3及び第4
のコレクタ結合部にそれぞれ一端が接続され,他端が共
通に前記第1の電源電位に接続された第4及び第5の抵
抗を有し,前記第6のエミッタ結合部に一端が接続さ
れ,他端が前記第2の電源電位に接続された第2の定電
流源を有し,前記第1のラッチ回路の正論理出力と負論
理出力の両方をバランス入力とする第2のラッチ回路
と, エミッタ同士が結合され,コレクタが直接若しくは抵
抗を介して前記第1の電源電位に接続された複数のトラ
ンジスタを有し,該複数のトランジスタのエミッタ同士
が結合された点に定電流源が接続されて,前記第2の電
源電位に向かって一定の電流を流して差動動作させるゲ
ート回路を少なくとも2つ以上含み,これらゲート回路
の入力のうちのいずれかを選択して,前記第1のラッチ
回路の入力とするセレクタ回路とから構成され, 第1のラッチ回路から第2のラッチ回路への伝播信号
だけを回路外部との入出力信号の論理振幅より小さい論
理振幅で,かつ低い直流レベルにシフトさせた信号にし
て動作させることにより,第1のラッチ回路の出力信号
を受ける第2のラッチ回路の入力トランジスタにおい
て,ベースに入力される信号がハイレベルの時に,コレ
クタ電位がベース電位より低くなりすぎるために発生す
るトランジスタの飽和状態を防止し,飽和状態が引起こ
す第2のラッチ回路における伝播遅延時間の増加を防い
で,フリップフロップの高速動作を可能にすることがで
きるという効果がある。また,第2のラッチ回路におい
て,入力データDMのリファレンス用として用いられてい
た第1のリファレンス電圧を廃し,その代わりに入力デ
ータDMの反転データDMを接続して,第1のラッチ回路の
正論理出力と負論理出力によるバランス信号により第2
のラッチ回路を駆動させる構成にすることによって,十
分なマージンを確保し,安定した高速動作を行うことが
できるという効果がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated circuit flip-flop, and more particularly to a master-slave flip-flop with a selector that selects and latches an arbitrary signal from a plurality of input signals. . [Prior Art] Conventionally, in this type of master-slave flip-flop, a signal having the same logical amplitude as the input / output signal of the flip-flop has been used as a transmission signal from the master latch to the slave latch. FIG. 2 is a diagram showing an example of a conventional flip-flop. In Fig. 2, NPNs with their emitters coupled to each other
Transistors 101 and 102, NPN transistors 103 and 104,
And NPN type transistors 105 and 106 constitute a latch on the master side, and their emitters are coupled to each other. NPN type transistors 107 and 108, NPN type transistors 109 and 110, and N
NPN type transistors 113, 114 and 115, and NPN type transistors 116, 117 and 1 in which the slave side latch is configured by the PN type transistors 111 and 112 and the emitters of the slave side are coupled to each other.
The selector 18 is constituted by 18. Transistors 101 and 102 have their emitters coupled to each other to form a first emitter coupling section 120, and
The emitters of 104 are coupled to each other to form a second emitter coupling section 121. The collector of the transistor 105 is connected to the first emitter coupling section 120, and the collector of the transistor 106 is connected to the second emitter coupling section 121. The transistors 105 and 106 have their emitters coupled to each other to form a third emitter coupling section 122. The collector of the transistor 101, the collector of the transistor 103 and the base of the transistor 104 are coupled to each other to form a first collector coupling section 130, and the collector of the transistor 102, the collector of the transistor 104 and the transistor 103
Bases are joined together to form a second collector junction 131
Is formed. One terminal of the resistor 140 is connected to the first collector coupling portion 130, and the other terminal of the resistor 140 is connected to the first power supply potential 170. One terminal of the resistor 141 is connected to the second collector coupling portion 131, and the other terminal of the resistor 141 is connected to the first power supply potential 170. One terminal of the constant current source 160 is connected to the third emitter coupling section 122, and the other terminal of the constant current source 160 is connected to the second power source potential 171 lower than the first power source potential 170. Then, a current having a constant value I 1 flows from the third emitter coupling portion 122 toward the second power supply potential 171. Transistors 101, 102, 103, 10 connected as described above
A master latch circuit 195 is constituted by 4, 105, 106, resistors 140, 141 and constant current source 160. This master latch circuit includes a first emitter coupling unit 1 between the first power supply potential 170 and the second power supply potential 171.
20 and the third emitter coupling part 122, or the second emitter coupling part 121 and the third emitter coupling part 122, because of the structure having the two-stage emitter coupling part,
Vertical two-stage emitter coupled logic (Emitter
Coupled Logic: hereinafter referred to as ECL) circuit. The master latch circuit 195 is supplied with input data D S to the base of the transistor 101, the DC potential V R1 corresponding to the middle of the logical amplitude of the input data D S to the first reference potential 172 connected to the base of the transistor 102 Is supplied to the clock terminal 190 connected to the base of the transistor 105, and the second reference potential 173 connected to the base of the transistor 106 is supplied with a DC voltage corresponding to the middle of the logical amplitude of the clock signal X. V R2 is being supplied. Next, the operation of the master latch circuit 195 will be described. Now, when the clock signal X supplied to the clock terminal 190 is at a high level compared to the second reference potential V R2 , the transistor 105 is turned on, the transistor 106 is turned off, and the current I 1 is It flows through 105 to the constant current source 160. At this time, assuming that the input data D S supplied to the base of the transistor 101 is at a high level compared with the first reference potential V R1 supplied to the base of the transistor 102, the transistor 101 is on and the transistor 102 is on.
Is turned off, and the current I 1 flows through the transistor 101 to the collector of the transistor 105. That is, the current I 1
Is a resistor 140, a transistor 101,
It flows through the transistor 105 and the constant current source 160 in order to the second power supply potential 171. Therefore, the first collector coupling section 130 on the current path becomes low level, and the second collector coupling section 131 not on the current path becomes high level. Here, the base of the transistor 104 is in the low level state because it is connected to the first collector coupling section 130, and the base of the transistor 103 is in the high level state because it is connected to the second collector coupling section 131. Is in a state. When the clock signal X falls from the high level to the low level, the base potential of the transistor 106 connected to the second reference potential V R2 becomes higher than the base potential of the transistor 105, so that the transistor 105 is turned off,
The transistor 106 is turned on, and the current I 1 flowing through the transistor 105 is switched so as to flow through the transistor 106. At this time, since the base of the transistor 103 was at the high level and the base of the transistor 104 was at the low level, the transistor 103 was turned on, the transistor 104 was turned off, and the current I 1 flows through the transistor 103. That is,
Current I 1 is from the first power supply potential 170 to resistor 140, transistor 1
03, transistor 106, and constant current source 160 in order
Flows into the power supply potential 171 of. Therefore, the first collector coupling section 130 has a low level and the second collector coupling section 131 has a low level.
Is latched at a high level. Input data D S supplied to the base of transistor 101
Is at a low level compared to the first reference potential V R1 supplied to the base of the transistor 102, the current I 1 is a resistance from the first power source potential 170 when the clock signal X is at a high level. 141 transistor 102, transistor
The second collector coupling part 131 on the current path is at a low level, and the first collector coupling part 130 not on the current path is at a high level. . At this time, the base of the transistor 104 connected to the first collector coupling unit 130 is at the high level,
The base of the transistor 103 connected to the collector coupling unit 131 of the clock signal X is in the low level state, and the clock signal X
When I falls from the high level to the low level, the current I 1 becomes the first
Since the current flows from the power supply potential 170 through the resistor 141, the transistor 104, the transistor 106, and the constant current source 160 in order, a high level is applied to the first collector coupling part 130 and a low level is applied to the second collector coupling part 131. Latched. As described above, in the master latch circuit 195, when the clock signal X falls from the high level to the low level, the negative logic level of the input data D S is supplied to the first collector coupling unit 130 and the second collector common unit 131 is supplied. Is latched at the positive logic level of the input data D S. The slave latch circuit 196 is a vertical two-stage ECL circuit having the same circuit configuration as the master latch circuit. That is, the transistors 107, 108, 10 of the slave latch circuit 196
9,110,111,112, resistors 142,143, and constant current source 161 are transistors 101,102,103,1 of the master latch circuit 195, respectively.
04, 105, 106, resistors 140, 141, and constant current source 160.
4, the fifth and sixth emitter coupling portions 123, 124, 125, and the third and fourth
The collector coupling portions 132 and 133 of the above correspond to the first, second and third emitter coupling portions 120, 121 and 122 and the first and second collector coupling portions 130 and 131 of the master latch circuit 195, respectively. Further, an emitter follower made up of a transistor 119 and a resistor 145 is connected to the output section of the slave latch circuit 196, and the emitter follower output is output to the flip-flop output signal D OUT.
And The slave latch circuit 196 also performs the same latching operation as the master latch circuit 195, and the third collector coupling unit 132 receives the negative logic level of the input data D M output from the master latch circuit 195 and the fourth collector coupling unit 133. Input data to D
Latch the positive logic level of M. However, in the master latch circuit 195, the clock signal X is input to the base of the transistor 105 and the second reference potential V R2 is input to the base of the transistor 106, whereas in the slave latch circuit 196, it corresponds to the transistor 105. Transistor
The second reference potential V R2 is input to the base of 111, and the clock signal X is input to the base of the transistor 112 corresponding to the transistor 106, and the connection relationship between the clock signal X and the second reference potential V R2 is reversed. It has become. Therefore, the master latch circuit 195 latches the data when the clock signal X falls from the high level to the low level, whereas the slave latch circuit 196 latches the data when the clock signal X rises from the low level to the high level. To latch. The selector circuit 197 has a first gate circuit composed of transistors 113, 114, 115 and constant current sources 162 whose emitters are coupled to each other, and a transistor whose emitters are coupled to each other.
The second gate circuit includes 116, 117, 118 and a constant current source 163. Transistors 113, 114, and 115 have their emitters coupled to each other to form an emitter coupling section 126.
The collectors of 13,114 are coupled and connected to the first power supply potential 170, and the collector of the transistor 115 is connected to the first power supply potential 170 via the resistor 144. Emitter coupling 1
One terminal of the constant current source 162 is connected to 26, and the constant current source 1
The other terminal of 62 is connected to the second power supply potential 171, and a current of a constant value I 1 flows from the emitter coupling section 126 toward the second power supply potential 171. This circuit operates from the first power supply potential 170 to the second power supply potential 1
Since there is one stage of the emitter coupling section 126 up to 71, the master latch circuit 195 and the slave latch circuit 196
Compared to the vertical two-stage ECL circuit, it is called a one-stage ECL circuit. The second gate circuit is a one-stage ECL circuit having the same circuit configuration as the first gate circuit. That is, the transistors 116, 117, 118 of the second gate circuit and the constant current source 163.
Are transistors 113, 114, 11 of the first gate circuit, respectively.
5 and the constant current source 162, and the emitter coupling part 127 is the first
This corresponds to the emitter coupling part 126 of the gate circuit. The collector of the transistor 118 of the second gate circuit is coupled to the collector of the transistor 115 of the first gate circuit, and the resistor 144 is connected between the first gate circuit and the second gate circuit.
To share. The operation of the selector circuit 197 will be described. The base of the transistor 113 of the first gate circuit has the first
Input data D 1 is supplied to the base of the transistor 114 to select the first input data D 1
Is supplied. Second gate circuit transistor 11
6 based second input data D 2 is supplied to the select signal S 2 for selecting the second input data D 2 to the base of the transistor 117 is supplied. The bases of the transistors 115 and 118 are supplied with the first input data D 1 , the second input data D 2 , and the DC potential V R2 corresponding to the middle of the logical amplitude of the select signals S 1 and S 2. ing. Now, consider a case where the select signal S 1 is at a low level and the select signal S 2 is at a high level as compared with the second reference potential V R2 . At this time, in the second gate circuit, the transistor
Since the base potential of 117 is higher than that of the transistor 118 supplied with the second reference potential V R2 ,
The transistor 117 is turned on and the transistor 118 is turned off. Therefore, regardless of whether the input data D 2 supplied to the base of the transistor 116 is high level or low level, the current I 1 is constant from the first power supply potential 170 through a branch of the transistor 117. The current flows to the current source 163, and the transistor 118 is turned off. At this time, in the first gate circuit, a transistor
Since the base potential of 114 is lower than the base potential of the transistor 115 supplied with the second reference potential V R2 , the transistor 114 is turned off, and the current I 1 is
The current flows through the transistor 13 or the transistor 115 to the constant current source 162, and which of the current flows is determined by the first input data D 1 supplied to the base of the transistor 113. That is, the first input data D 1 is the second reference potential
If the level is lower than V R2 , the transistor 113 is off,
Transistor 115 is turned on, current I 1 is the transistor 1
If the first input data D 1 is higher than the second reference potential V R2 , the transistor 113 is turned on, the transistor 115 is turned off, and the current I 1 flows through the transistor 113. When the first input data D 1 is low level and the current I 1 flows through the transistor 115, the transistors 115 and 11
The collector coupling part 134 of 8 becomes low level. Also, the first
Input data D 1 of high level and current I 1 of transistor 11
When flowing through 3, no current flows in the transistor 115 of the first gate circuit or the transistor 118 of the second gate circuit, so that the collector coupling portion 134 becomes high level. As described above, when the select signal S 1 is at the low level and the select signal S 2 is at the high level, the logical value of the first input data D 1 is selected and appears in the collector coupling section 134, which is the selector circuit 197. Output D S. When the select signal S 1 is high level and the select signal S 2 is low level, the operation of the first gate circuit and the second gate circuit when the select signal S 1 is low level and the select signal S 2 is high level Since the operations of (1) and (2) are switched, the logical value of the second input data D 2 is selected and appears in the collector coupling unit 134, and this becomes the output D S of the selector circuit 197. The flip-flop illustrated in FIG. 2 is composed of the master latch circuit 195, the slave latch circuit 196, and the selector circuit 197 as described above.
In the collector coupling section 134, one of the input data D 1 or D 2 selected by the select signals S 1 and S 2 at
This is the master latch circuit 195 and slave latch circuit 196.
It is latched by a master-slave flip-flop consisting of. [Problems to be Solved by the Invention] In the above-described conventional flip-flop, the transmission signal from the master latch circuit 195 to the slave latch circuit 196 is
A signal having the same logical amplitude as the input / output signal to / from the flip-flop was used. That is, assuming that the resistance value of the resistor 141 is R, the logical amplitude V l of the output signal D M of the master latch circuit 195 is the current value I 1 to V l I 1 R of the constant current source. The value of l is the input signal D 1 of the flip-flop,
It was made to have the same value as D 2 , S 1 , S 2 , X and the output signal D OUT . Therefore, when the output of the master latch circuit is at a high level, the base potential of the input transistor 107 of the slave latch circuit becomes higher than the collector potential and the transistor 107 is saturated, so that the signal propagation delay time of the slave latch circuit is large, There is a drawback that it hinders high-speed operation as a flip-flop. [Means for Solving Problems] A flip-flop according to the present invention includes at least a first and a second transistor, and a first emitter coupling section in which the emitters of the first and the second transistor are coupled to each other. A second emitter coupling part including third and fourth transistors, wherein emitters of the third and fourth transistors are coupled to each other, and a fifth emitter coupling part having a collector connected to the first emitter coupling part. Three emitter junctions of a third emitter junction including a transistor and a sixth transistor having a collector connected to the second emitter junction, wherein the emitters of the fifth and sixth transistors are coupled to each other And a collector of the first transistor, a collector of the third transistor and a base of the fourth transistor are connected to each other. One collector coupling part, two collector coupling parts of a second collector coupling part in which the collector of the second transistor, the collector of the fourth transistor and the base of the third transistor are connected to each other. , A common collector resistor part including first and second resistors having one ends connected to the first and second collector coupling parts, respectively, and the other ends of the first and second resistors being connected to each other. A first resistor having one end connected to the common collector resistor portion and one end connected to the third emitter coupling portion.
Constant current source of the third resistor, the constant power source connected to the other end of the third resistor from the first power source potential to a second power source potential connected to the other end of the first constant current source A first latch circuit for flowing a current to perform a differential operation; and a seventh and an eighth transistor.
A fourth emitter coupling part in which the emitters of the transistors are coupled to each other, and a ninth and a tenth transistor,
A fifth emitter coupling section in which the emitters of the ninth and tenth transistors are coupled to each other, an eleventh transistor having a collector connected to the fourth emitter coupling section, and a collector in the fifth emitter coupling section. And a twelfth transistor connected to each other, wherein the emitters of the eleventh and twelfth transistors have three emitter coupling parts of a sixth emitter coupling part, and the collector of the seventh transistor And a third collector coupling part in which the collector of the ninth transistor and the base of the tenth transistor are connected to each other, the collector of the eighth transistor, the collector of the tenth transistor, and the ninth transistor Has two collector coupling parts, the bases of which are connected to each other, and the third and fourth collector coupling parts.
One end is connected to each collector coupling part of the other, and the other end has fourth and fifth resistors commonly connected to the first power supply potential, and one end is connected to the sixth emitter coupling part, A second latch circuit having a second constant current source whose other end is connected to the second power supply potential and having both positive logic output and negative logic output of the first latch circuit as balanced inputs; , A plurality of transistors whose emitters are coupled to each other and whose collectors are directly or via resistors connected to the first power supply potential, and a constant current source is coupled to a point where the emitters of the plurality of transistors are coupled to each other The gate circuit includes at least two gate circuits that perform a differential operation by flowing a constant current toward the second power supply potential, and select one of the inputs of the gate circuits to select the first circuit. The input to the latch circuit And a shifter circuit configured to shift only a propagation signal from the first latch circuit to the second latch circuit to a low DC level with a logical amplitude smaller than the logical amplitude of an input / output signal with the outside of the circuit. It is characterized in that it is operated as a signal. Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a flip-flop according to an embodiment of the present invention. The circuit shown in FIG. 1 is a flip-flop according to the prior art shown in FIG.
40 and the terminal of the resistor 141 on the side connected to the first power supply potential 170 are not directly connected to the first power supply potential 170, but these terminals are coupled to each other to form the common collector resistance section 50,
After connecting the third resistor 42 to this, the first power supply potential 170
To the slave latch circuit 196 transistor 1
The one in which the first reference potential 172 is input to the base of 08 is the negative logic output signal D M of the master latch circuit 95.
Is input. The signal D M connected to the base of the transistor 8 of the slave latch circuit 96 changes to a high level or a low level unlike the case of the first reference potential V R1 , but a signal which is always input to the base of the transistor 7. Since the inverted signal of D M is input, the mechanism of the latch operation is the same as that described in the prior art. Further, the circuit operation of the master latch circuit 95 and the selector circuit 97, and the operation of all of them as a flip-flop are the same as those described in the prior art, and therefore the description thereof is omitted here. In the flip-flop of the present invention, the logical amplitude V lM of the output signal D M of the master latch circuit 95 is the selector circuit 97.
Of the output signal D S of the slave latch circuit 96 or the logical amplitude V lS of the output signal D L of the slave latch circuit 96, for example, 1/2 of those
Is set to the size of. This is each constant current source
If the current value of 60,61,62,63 is I 1 and the resistance value of resistors 43,44,45 is R S , the logical amplitude V lS is shown by V lS I 1 · R S , and the master latch circuit In 95, assuming that the resistance values of the resistors 40 and 41 are R M , the logical amplitude V lM of the output signal D M is given by V lM I 1 · R M The resistance values R M and R S may be set so as to satisfy the relationship. Further, in the master latch circuit 95, the resistor 42 is connected to the resistors 40, 4
It is connected between 1 and the first power supply potential 70. Resistance 42
Since a current of almost I 1 always flows through this resistor,
If CQ , the output signal D M of the master latch circuit 95 is I 1
The signal has a low DC level shifted by the potential difference of R CQ . When this data is input to the slave latch circuit 96 when the output signal D M of the master latch circuit 95 is high level, the collector coupling section 32 becomes low level, but in the present invention, the high level of D M is Since it is shifted to the DC potential side lower than the conventional one, the collector potential of the transistor 7 does not become lower than the base potential until it is saturated, and as a result, the delay of the propagation delay time of the slave latch circuit is prevented. Therefore, the flip-flop can operate at high speed. Moreover, because of the logic amplitude V lM 1/2 logic amplitude V lS, high level, a direct current level to a low level in both approaches the first reference potential V R1, reduction of margin for resulting noise and the reference potential fluctuation However, in the slave latch circuit 96, the first reference potential V R1 is abolished, and the input transistor 7 is used instead.
It is possible to secure a margin and obtain stable high-speed operation by inputting D M , which is the inverted signal of the data signal D M input to. As described above, the present invention includes at least the first and second transistors, the first emitter coupling section in which the emitters of the first and second transistors are coupled to each other, and the third And a fourth transistor, a second emitter coupling part in which emitters of the third and fourth transistors are coupled to each other, a fifth transistor having a collector connected to the first emitter coupling part, and A sixth transistor having a collector connected to the second emitter coupling section, and having three emitter coupling sections of a third emitter coupling section in which the emitters of the fifth and sixth transistors are coupled to each other. A first collector coupling part in which the collector of the first transistor, the collector of the third transistor and the base of the fourth transistor are connected to each other , A collector of the second transistor, a collector of the fourth transistor, and a base of the third transistor are connected to each other, and have two collector coupling parts of a second collector coupling part. The second collector coupling section includes a common collector resistance section including first and second resistors each having one end connected to each other, and the other ends of the first and second resistances being coupled to each other. A first resistor having one end connected to the third emitter coupling part and one end connected to the third emitter coupling part.
Constant current source of the third resistor, the constant power source connected to the other end of the third resistor from the first power source potential to a second power source potential connected to the other end of the first constant current source A first latch circuit for flowing a current to perform a differential operation; and a seventh and an eighth transistor.
A fourth emitter coupling part in which the emitters of the transistors are coupled to each other, and a ninth and a tenth transistor,
A fifth emitter coupling section in which the emitters of the ninth and tenth transistors are coupled to each other, an eleventh transistor having a collector connected to the fourth emitter coupling section, and a collector in the fifth emitter coupling section. And a twelfth transistor connected to each other, wherein the emitters of the eleventh and twelfth transistors have three emitter coupling parts of a sixth emitter coupling part, and the collector of the seventh transistor And a third collector coupling part in which the collector of the ninth transistor and the base of the tenth transistor are connected to each other, the collector of the eighth transistor, the collector of the tenth transistor, and the ninth transistor Has two collector coupling parts, the bases of which are connected to each other, and the third and fourth collector coupling parts.
One end is connected to each collector coupling part of the other, and the other end has fourth and fifth resistors commonly connected to the first power supply potential, and one end is connected to the sixth emitter coupling part, A second latch circuit having a second constant current source whose other end is connected to the second power supply potential and having both positive logic output and negative logic output of the first latch circuit as balanced inputs; , A plurality of transistors whose emitters are coupled to each other and whose collectors are directly or via resistors connected to the first power supply potential, and a constant current source is coupled to the point where the emitters of the plurality of transistors are coupled to each other The gate circuit includes at least two gate circuits that perform a differential operation by flowing a constant current toward the second power supply potential, and select one of the inputs of the gate circuits to select the first circuit. The input to the latch circuit And a signal which is propagated from the first latch circuit to the second latch circuit and has a logical amplitude smaller than the logical amplitude of the input / output signal with the outside of the circuit and is shifted to a low DC level. Is generated because the collector potential of the input transistor of the second latch circuit that receives the output signal of the first latch circuit becomes too low when the signal input to the base is at high level. It is possible to prevent the saturated state of the transistor, and prevent the increase of the propagation delay time in the second latch circuit caused by the saturated state, thereby enabling the high-speed operation of the flip-flop. Further, in the second latch circuit, and waste the first reference voltage which has been used as a reference for the input data D M, connects the inverted data D M of the input data D M Instead, the first latch 2nd by balance signal by positive logic output and negative logic output of circuit
The configuration in which the latch circuit is driven has an effect that a sufficient margin can be secured and stable high-speed operation can be performed.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例によるフリップフロップの構
成を示す回路図,第2図は従来技術におけるフリップフ
ロップの構成例を示す回路図である。 1〜19…トランジスタ,40〜46…抵抗,60〜63…定電流
源,20〜27…エミッタ結合部,30〜36…コレクタ結合部,5
0…共通コレクタ抵抗部,70…第1の電源電位,71…第2
の電源電位,72…第1のリファレンス電位,73…第2のリ
ファレンス電位,80,82…入力データ信号端子,81,83…セ
レクト信号端子,90…クロック信号端子,75…データ出力
端子,95…マスターラッチ回路,96…スレイブラッチ回
路,97…セレクタ回路。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a flip-flop according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a flip-flop according to the prior art. 1 to 19 ... Transistor, 40 to 46 ... Resistor, 60 to 63 ... Constant current source, 20 to 27 ... Emitter coupling section, 30 to 36 ... Collector coupling section, 5
0 ... Common collector resistance part, 70 ... First power supply potential, 71 ... Second
Power supply potential, 72 ... First reference potential, 73 ... Second reference potential, 80, 82 ... Input data signal terminal, 81, 83 ... Select signal terminal, 90 ... Clock signal terminal, 75 ... Data output terminal, 95 … Master latch circuit, 96… Slave latch circuit, 97… Selector circuit.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.少なくとも第1及び第2のトランジスタを含み,該
第1及び第2のトランジスタのエミッタが互いに結合さ
れた第1のエミッタ結合部と,第3及び第4のトランジ
スタを含み,該第3及び第4のトランジスタのエミッタ
が互いに結合された第2のエミッタ結合部と,前記第1
のエミッタ結合部にコレクタが接続された第5のトラン
ジスタと前記第2のエミッタ結合部にコレクタが接続さ
れた第6のトランジスタとを含み,前記第5及び第6の
トランジスタのエミッタが互いに結合された第3のエミ
ッタ結合部の3つのエミッタ結合部を有し,前記第1の
トランジスタのコレクタと前記第3のトランジスタのコ
レクタと前記第4のトランジスタのベースが互いに接続
された第1のコレクタ結合部と,前記第2のトランジス
タのコレクタと前記第4のトランジスタのコレクタと前
記第3のトランジスタのベースが互いに接続された第2
のコレクタ結合部の2つのコレクタ結合部を有し,前記
第1及び第2のコレクタ結合部にそれぞれ一端が接続さ
れた第1及び第2の抵抗を含み,該第1及び第2の抵抗
の他端が互いに接続された共通コレクタ抵抗部を有し,
該共通コレクタ抵抗部に一端が接続された第3の抵抗を
有し,前記第3のエミッタ結合部に一端が接続された第
1の定電流源を有し,前記第3の抵抗の他端に接続され
た第1の電源電位から前記第1の定電流源の他端に接続
された第2の電源電位に向かって一定の電流を流して差
動動作させる第1のラッチ回路と, 第7及び第8のトランジスタを含み,該第7及び第8の
トランジスタのエミッタが互いに結合された第4のエミ
ッタ結合部と,第9及び第10のトランジスタを含み,該
第9及び第10のトランジスタのエミッタが互いに結合さ
れた第5のエミッタ結合部と,前記第4のエミッタ結合
部にコレクタが接続された第11のトランジスタと前記第
5のエミッタ結合部にコレクタが接続された第12のトラ
ンジスタとを含み,前記第11及び第12のトランジスタの
エミッタが互いに結合された第6のエミッタ結合部の3
つのエミッタ結合部を有し,前記第7のトランジスタの
コレクタと前記第9のトランジスタのコレクタと前記第
10のトランジスタのベースが互いに接続された第3のコ
レクタ結合部と,前記第8のトランジスタのコレクタと
前記第10のトランジスタのコレクタと前記第9のトラン
ジスタのベースが互いに接続された第4のコレクタ結合
部の2つのコレクタ結合部を有し,前記第3及び第4の
コレクタ結合部にそれぞれ一端が接続され,他端が共通
に前記第1の電源電位に接続された第4及び第5の抵抗
を有し,前記第6のエミッタ結合部に一端が接続され,
他端が前記第2の電源電位に接続された第2の定電流源
を有し,前記第1のラッチ回路の正論理出力と負論理出
力の両方をバランス入力とする第2のラッチ回路と, エミッタ同士が結合され,コレクタが直接若しくは抵抗
を介して前記第1の電源電位に接続された複数のトラン
ジスタを有し,該複数のトランジスタのエミッタ同士が
結合された点に定電流源が接続されて,前記第2の電源
電位に向かって一定の電流を流して差動動作させるゲー
ト回路を少なくとも2つ以上含み,これらゲート回路の
入力のうちのいずれかを選択して,前記第1のラッチ回
路の入力とするセレクタ回路とから構成され, 前記第1のラッチ回路から前記第2のラッチ回路への伝
播信号だけを回路外部との入出力信号の論理振幅より小
さい論理振幅で,かつ低い直流レベルにシフトさせた信
号にして動作させることを特徴とするフリップフロッ
プ。
(57) [Claims] A first emitter coupling part including at least first and second transistors, wherein the emitters of the first and second transistors are coupled to each other; and third and fourth transistors, the third and fourth transistors A second emitter coupling part in which the emitters of the transistors are coupled to each other;
A fifth transistor having a collector connected to the emitter coupling section of the second transistor and a sixth transistor having a collector connected to the second emitter coupling section, wherein the emitters of the fifth and sixth transistors are coupled to each other. A third collector of the first emitter, a collector of the first transistor, a collector of the third transistor and a base of the fourth transistor are connected to each other. A second portion, a collector of the second transistor, a collector of the fourth transistor, and a base of the third transistor are connected to each other.
Of collector connections of the first and second resistors having two collector connections of one end connected to the first and second collector connections respectively. Has a common collector resistor part whose other ends are connected to each other,
A third resistor having one end connected to the common collector resistor portion, a first constant current source having one end connected to the third emitter coupling portion, and the other end of the third resistor A first latch circuit for causing a constant current to flow from the first power supply potential connected to the second power supply potential to the second power supply potential connected to the other end of the first constant current source for differential operation; A seventh and an eighth transistor, a fourth emitter coupling part in which the emitters of the seventh and the eighth transistor are coupled to each other, and a ninth and a tenth transistor, and a ninth and a tenth transistor A fifth emitter-coupled portion whose emitters are coupled to each other, an eleventh transistor whose collector is connected to the fourth emitter-coupled portion, and a twelfth transistor whose collector is connected to the fifth emitter-coupled portion And the 11th and 12th 6th emitter coupling part in which the emitters of the transistors are coupled to each other
And a collector of the seventh transistor, a collector of the ninth transistor, and a collector of the ninth transistor.
A third collector coupling part in which the bases of the tenth transistor are connected to each other, and a fourth collector in which the collector of the eighth transistor, the collector of the tenth transistor and the base of the ninth transistor are connected to each other A fourth and a fifth collector coupling section having two collector coupling sections each having one end connected to each of the third and fourth collector coupling sections and the other end commonly connected to the first power supply potential. A resistor having one end connected to the sixth emitter coupling part,
A second latch circuit having a second constant current source whose other end is connected to the second power supply potential and having both positive logic output and negative logic output of the first latch circuit as balanced inputs; , A plurality of transistors whose emitters are coupled to each other and whose collectors are directly or via resistors connected to the first power supply potential, and a constant current source is coupled to a point where the emitters of the plurality of transistors are coupled to each other The gate circuit includes at least two gate circuits that perform a differential operation by flowing a constant current toward the second power supply potential, and select one of the inputs of the gate circuits to select the first circuit. And a selector circuit which is an input to the latch circuit, wherein only the propagation signal from the first latch circuit to the second latch circuit has a logical amplitude smaller than the logical amplitude of an input / output signal with the outside of the circuit and is low. Flip-flop, characterized in that to operate in the signal obtained by shifting the flow level.
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