JP5035071B2 - Flip-flop circuit, frequency divider using flip-flop circuit, communication device and electronic equipment using frequency divider - Google Patents

Flip-flop circuit, frequency divider using flip-flop circuit, communication device and electronic equipment using frequency divider Download PDF

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本発明は、フリップフロップ回路、当該フリップフロップ回路を用いた周波数分周器、当該周波数分周器を用いた通信装置や電子機器に関する。より詳細には、CML(Current Mode Logic:電流論理)回路を使用した電流論理型のフリップフロップ回路や、当該フリップフロップ回路を用いた周波数分周器や通信装置や電子機器に関する。   The present invention relates to a flip-flop circuit, a frequency divider using the flip-flop circuit, a communication apparatus and an electronic apparatus using the frequency divider. More specifically, the present invention relates to a current logic type flip-flop circuit using a CML (Current Mode Logic) circuit, a frequency divider, a communication device, and an electronic device using the flip-flop circuit.

たとえば、電子機器において、CML回路を使用した電流論理型のフリップフロップ回路が用いられることがある。フリップフロップ回路には、マスター部とスレーブ部が縦続接続されたマスタースレーブフリップフロップ回路がある。一例としては、無線通信機器のフロントエンド部(同調回路系)においては、電流論理型のマスタースレーブフリップフロップ回路を利用した電流論理型の分周回路が用いられることがある(たとえば特許文献1を参照)。   For example, in an electronic device, a current logic type flip-flop circuit using a CML circuit may be used. The flip-flop circuit includes a master-slave flip-flop circuit in which a master unit and a slave unit are connected in cascade. As an example, a current logic type frequency divider circuit using a current logic type master-slave flip-flop circuit may be used in a front end unit (tuning circuit system) of a wireless communication device (for example, see Patent Document 1). reference).

特開2000−22502号公報JP 2000-22502 A

電流論理型の周波数分周器はマスタースレーブ型のDフリップフロップで構成される。Dフリップフロップはサンプルペアによるサンプル動作とラッチペアによるホールド動作から成る。周波数分周器の動作モードは2種類あり、ダイナミック動作とスタティック動作がある。   The current logic type frequency divider is composed of a master-slave type D flip-flop. The D flip-flop includes a sample operation by a sample pair and a hold operation by a latch pair. There are two types of operation modes of the frequency divider: dynamic operation and static operation.

ここで、ダイナミック動作は周波数分周器の出力周波数が自己共振周波数付近のときに起きる動作であり、動作周波数範囲が限られている。一方、スタティック動作は周波数分周器の出力周波数が自己共振周波数付近より低いときに起きる動作である。サンプルペアのトランジスタのゲート幅が大きい場合、ダイナミック動作が支配的であり、高速動作が期待できる。一方、ラッチペアのトランジスタのゲート幅が大きい場合、スタティック動作が支配的であり、低速での動作が保証され、広い動作周波数範囲が期待できる。   Here, the dynamic operation is an operation that occurs when the output frequency of the frequency divider is close to the self-resonant frequency, and the operating frequency range is limited. On the other hand, the static operation is an operation that occurs when the output frequency of the frequency divider is lower than near the self-resonant frequency. When the gate width of the transistor of the sample pair is large, dynamic operation is dominant and high speed operation can be expected. On the other hand, when the gate width of the latch pair transistor is large, static operation is dominant, operation at low speed is guaranteed, and a wide operating frequency range can be expected.

しかしながら、広い動作周波数範囲と高速動作とは、トレードオフの関係にあり、従来の電流論理型のマスタースレーブ型では、高速動作と広い動作周波数範囲を同時に実現することは困難であった。   However, there is a trade-off relationship between a wide operating frequency range and high-speed operation, and it has been difficult for the conventional current logic type master-slave type to simultaneously realize high-speed operation and a wide operating frequency range.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高速動作と広い動作周波数範囲のトレードオフ関係を緩和できる仕組みを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a mechanism that can alleviate the trade-off relationship between high-speed operation and a wide operating frequency range.

本発明に係るフリップフロップ回路の一形態は、データが入力されるマスター部と、前記マスター部からのデータが入力されるとともに、入力されたデータに対応するデータを出力するスレーブ部とを備える。   One form of a flip-flop circuit according to the present invention includes a master unit to which data is input, and a slave unit that receives data from the master unit and outputs data corresponding to the input data.

マスター部は、入力されたデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したマスターサンプルペアと、マスターサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したマスターラッチペアを有し、マスターサンプルペアとマスターラッチペアの動作はクロックによって制御されるものである。   The master unit includes a master sample pair including a pair of transistors that reads input data, and a master latch pair including a pair of transistors that outputs after holding the data read by the master sample pair, The operations of the master sample pair and the master latch pair are controlled by a clock.

スレーブ部は、マスターサンプルペアが保持したデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したスレーブサンプルペアと、スレーブサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したスレーブラッチペアを有し、スレーブサンプルペアとスレーブラッチペアの動作はクロックによって制御されるものである。   The slave unit reads a slave sample pair including a pair of transistors that reads data held by the master sample pair, and outputs a slave latch pair including a pair of transistors that is output after holding the data read by the slave sample pair. The operations of the slave sample pair and the slave latch pair are controlled by a clock.

さらに、本発明に係るフリップフロップ回路の一形態は、サンプルペアに流れる動作電流やラッチペアに流れる動作電流を前記クロックに応じてオンオフする、ペアごとに設けられたトランジスタと、クロックの周波数に応じて、ラッチペアに流れる動作電流を制御する動作電流制御部を具備する電流制御部と、を備える。   Furthermore, one form of the flip-flop circuit according to the present invention is a transistor provided for each pair for turning on and off the operating current flowing through the sample pair and the operating current flowing through the latch pair according to the clock, and according to the frequency of the clock. A current control unit including an operating current control unit that controls an operating current flowing through the latch pair.

電流制御部は、クロックの周波数が低いほど動作電流制御部によるラッチペアに流れる動作電流を増やすように制御する。つまり、動作電流制御部は、ラッチペアに流れる動作電流を、クロックの周波数が高いときには減らし、クロックの周波数が低いときには増やすように制御する。   The current controller controls to increase the operating current flowing through the latch pair by the operating current controller as the clock frequency is lower. That is, the operating current control unit controls the operating current flowing through the latch pair to decrease when the clock frequency is high and to increase when the clock frequency is low.

好ましくは、電流制御部は、サンプルペアに流れる動作電流を制御する動作電流均衡制御部をさらに備えるものとする。この場合、動作電流均衡制御部は、動作電流制御部によるラッチペアに流れる動作電流の変化を相殺する方向にサンプルペアに流れる動作電流を制御する。   Preferably, the current control unit further includes an operating current balance control unit that controls an operating current flowing through the sample pair. In this case, the operating current balance control unit controls the operating current flowing through the sample pair in a direction that cancels out the change in the operating current flowing through the latch pair by the operating current control unit.

ここで、動作電流制御部や動作電流均衡制御部の構成としては、可変電流源を利用することもできるし、スイッチを利用して所定の大きさの電流値を出力する各電流源を切り替える(オン/オフ制御する)構成を採ることもできる。   Here, as a configuration of the operating current control unit and the operating current balance control unit, a variable current source can be used, or each current source that outputs a current value of a predetermined magnitude is switched using a switch ( (On / off control) can also be adopted.

このように、本発明に係るフリップフロップ回路の一形態においては、ラッチペアへの動作電流(好ましくはさらにサンプルペアへの動作電流も)を制御可能な構成としておく。クロックの周波数(つまり動作周波数)に応じて動作電流を制御することで、高速動作と広い動作周波数範囲のトレードオフ関係を緩和し、高速動作と広い動作周波数範囲の両立を図る。具体的には、クロックの周波数が高いほどラッチペアに流れる動作電流を減らしてサンプルペアの動作を主体的にすることで高速動作を保証する。一方、クロックの周波数が低いほどラッチペアに流れる動作電流を増やすことで、低周波数時にもラッチペアの動作を保証し、広い動作周波数範囲も実現する。   Thus, in one form of the flip-flop circuit according to the present invention, the operation current to the latch pair (preferably also the operation current to the sample pair) is controlled. By controlling the operating current in accordance with the clock frequency (that is, operating frequency), the trade-off relationship between high-speed operation and a wide operating frequency range is relaxed, and both high-speed operation and a wide operating frequency range are achieved. Specifically, the higher the clock frequency, the lower the operating current flowing through the latch pair, and the high-speed operation is guaranteed by making the sample pair operation dominant. On the other hand, by increasing the operating current flowing through the latch pair as the clock frequency is lower, the operation of the latch pair is guaranteed even at low frequencies, and a wide operating frequency range is also realized.

このとき、好ましくは、動作電流制御部によるラッチペアへの動作電流制御分を相殺する方向にサンプルペアへの動作電流を制御する動作電流均衡制御部を設けることで、動作電流均衡制御部と動作電流均衡制御部の協調した動作を行なう。動作電流制御部による動作電流の変化を相殺する方向にサンプルペアに流れる動作電流を制御することで、出力振幅ができるだけ変化しないようにする。こうすれば、出力振幅の変化を抑えつつ(好ましくは振幅を一定に維持しつつ)、広い動作周波数範囲と高周波数動作が実現される。   At this time, preferably, the operating current balance control unit and the operating current are provided by providing an operating current balance control unit that controls the operating current to the sample pair in a direction that cancels out the operating current control to the latch pair by the operating current control unit. Performs coordinated operation of the balance controller. By controlling the operating current flowing through the sample pair in a direction that cancels out the change in operating current by the operating current control unit, the output amplitude is prevented from changing as much as possible. In this way, a wide operating frequency range and high frequency operation are realized while suppressing changes in the output amplitude (preferably maintaining the amplitude constant).

本発明の一形態によれば、動作周波数に合わせてトランジスタのペアに流れる電流を適正に制御でき、高速動作と広い動作周波数範囲のトレードオフ関係を緩和できる。これにより、広い動作周波数範囲を保ちつつ高い動作周波数範囲が実現される。   According to one embodiment of the present invention, a current flowing through a pair of transistors can be appropriately controlled in accordance with an operating frequency, and a trade-off relationship between high-speed operation and a wide operating frequency range can be relaxed. This realizes a high operating frequency range while maintaining a wide operating frequency range.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<基本構成:フリップフロップ回路>
図1は、電流論理型を含む一般的なマスタースレーブ型のフリップフロップ回路の基本構成を示すブロック図である。フリップフロップ回路1は、非反転データDが非反転入力端INに入力されその反転データNDが反転入力端NIN に入力されるマスター部3を備える。またフリップフロップ回路1は、マスター部3の非反転出力端 OUTから出力された非反転データMQが非反転入力端INに入力されマスター部3の反転出力端NOUTから出力されたその反転データNMQが反転入力端NIN に入力されるスレーブ部5を備える。スレーブ部5からは、非反転データSQおよびその反転データNSQが、このフリップフロップ回路1から出力される。このようなフリップフロップ回路1によって、非反転データDおよび反転データNDがマスター部3に一時的に保持され、保持されたデータは、スレーブ部5から非反転データSQおよび反転データNSQとして、フリップフロップ回路1から出力される。
<Basic configuration: flip-flop circuit>
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a general master-slave type flip-flop circuit including a current logic type. The flip-flop circuit 1 includes a master unit 3 in which non-inverted data D is input to a non-inverted input terminal IN and inverted data ND is input to an inverted input terminal NIN. The flip-flop circuit 1 also receives the non-inverted data MQ output from the non-inverted output terminal OUT of the master unit 3 at the non-inverted input terminal IN and the inverted data NMQ output from the inverted output terminal NOUT of the master unit 3. A slave unit 5 is provided which is input to the inverting input terminal NIN. Non-inverted data SQ and its inverted data NSQ are output from the flip-flop circuit 1 from the slave unit 5. By such a flip-flop circuit 1, the non-inverted data D and the inverted data ND are temporarily held in the master unit 3, and the held data is transferred from the slave unit 5 as non-inverted data SQ and inverted data NSQ to the flip-flop Output from circuit 1.

<第1比較例:フリップフロップ回路>
図1Aは、図1に示したフリップフロップ回路1の第1比較例を示す回路図である。第1比較例のフリップフロップ回路1Aは、マスター部3Aおよびスレーブ部5Aの何れも、サンプルペアのトランジスタとラッチペアのトランジスタを具備するCML回路を備えた電流論理型の構成となっている。トランジスタとしては、MOS(Metal Oxide Semiconductor )型のFET(Field Effect Transistor )を使用している。マスター部3Aおよびスレーブ部5Aには、高電源電圧Vddと、この高電圧電源より低い低電源電圧Vss(図中の三角マーク)とが供給される。
<First comparative example: flip-flop circuit>
FIG. 1A is a circuit diagram showing a first comparative example of the flip-flop circuit 1 shown in FIG. The flip-flop circuit 1A of the first comparative example has a current logic type configuration in which both the master unit 3A and the slave unit 5A include a CML circuit including a sample pair transistor and a latch pair transistor. A MOS (Metal Oxide Semiconductor) type FET (Field Effect Transistor) is used as the transistor. The master unit 3A and the slave unit 5A are supplied with a high power supply voltage Vdd and a low power supply voltage Vss (triangle mark in the figure) lower than the high voltage power supply.

マスター部3Aは、低電源電圧Vss側に、動作電流を与える第1の電流源I1と、クロック CLKが入力されるトランジスタM1およびクロック CLKを論理反転したが反転クロックNCLKが入力されるトランジスタM2を有する。スレーブ部5Aは、低電源電圧Vss側に、動作電流を与える第2の電流源I2と、非反転データDおよび反転データNDの保持タイミングを規定する反転クロックNCLKが入力されるトランジスタM3およびクロック CLKが入力されるトランジスタM4を有する。クロック CLKおよび反転クロックNCLKは、非反転データDおよび反転データNDの保持タイミングを規定するものである。   The master unit 3A includes, on the low power supply voltage Vss side, a first current source I1 that provides an operating current, a transistor M1 that receives a clock CLK, and a transistor M2 that logically inverts the clock CLK but receives an inverted clock NCLK. Have. The slave unit 5A includes, on the low power supply voltage Vss side, a second current source I2 that provides an operating current, a transistor M3 and a clock CLK that receive an inverted clock NCLK that defines the holding timing of the non-inverted data D and the inverted data ND. Is input to the transistor M4. The clock CLK and the inverted clock NCLK define the holding timing of the non-inverted data D and the inverted data ND.

トランジスタM1とトランジスタM4は、ゲートに共通にクロック CLKが入力され、トランジスタM2とトランジスタM3のゲートは共通に反転クロックNCLKが入力されている。トランジスタM1,M2のソースは共通に接続され、そのソースは第1の電流源I1を介して低電源電圧Vssに接続されており、第1の電流源I1から動作電流(電流値=I1aとする)が供給される。トランジスタM3,M4のソースは共通に接続され、そのソースは第2の電流源I2を介して低電源電圧Vssに接続されており、第2の電流源I2から動作電流(電流値=I2aとする)が供給される。   The transistors M1 and M4 have a common clock CLK input to their gates, and the gates of the transistors M2 and M3 commonly receive an inverted clock NCLK. The sources of the transistors M1 and M2 are connected in common, and the sources are connected to the low power supply voltage Vss via the first current source I1, and the operating current (current value = I1a is set from the first current source I1. ) Is supplied. The sources of the transistors M3 and M4 are connected in common, and the sources are connected to the low power supply voltage Vss via the second current source I2, and the operating current (current value = I2a is set from the second current source I2. ) Is supplied.

マスター部3Aはまた、高電源電圧Vdd側に、非反転データDおよび反転データNDを読み込む一対の差動接続されたトランジスタM5,M6(マスターサンプルペアMSと称する)と、それらのドレインに接続された抵抗素子R1,R2を有する。トランジスタM1のドレインにはトランジスタM5,M6のソースが共通に接続され、トランジスタM5のゲート(マスター部3の非反転入力端IN)は非反転データDが入力され、トランジスタM6のゲート(マスター部3の反転入力端NIN )は反転データNDが入力される。トランジスタM5のドレイン(マスター部3の反転出力端NOUT)は抵抗素子R1を介して高電源電圧Vddに接続され、トランジスタM6のドレイン(マスター部3の非反転出力端 OUT)は抵抗素子R2を介して高電源電圧Vddに接続されている。   The master unit 3A is also connected to a pair of differentially connected transistors M5 and M6 (referred to as a master sample pair MS) for reading non-inverted data D and inverted data ND on the high power supply voltage Vdd side and their drains. And have resistance elements R1 and R2. The sources of the transistors M5 and M6 are commonly connected to the drain of the transistor M1, the non-inverted data D is input to the gate of the transistor M5 (the non-inverting input terminal IN of the master unit 3), and the gate (master unit 3) of the transistor M6. Inverting input terminal NIN) receives the inverted data ND. The drain of the transistor M5 (inverted output terminal NOUT of the master unit 3) is connected to the high power supply voltage Vdd through the resistor element R1, and the drain of the transistor M6 (non-inverted output terminal OUT of the master unit 3) is connected through the resistor element R2. Connected to the high power supply voltage Vdd.

マスター部3Aはまた、高電源電圧Vdd側に、トランジスタM5のドレイン出力およびトランジスタM6のドレイン出力を保持する一対の襷がけ接続されたトランジスタM7,M8(マスターラッチペアMLと称する)を有する。マスターラッチペアMLのトランジスタM7,M8は、ソースが共通にトランジスタM3のドレインに接続され、一方のゲートと他方のドレインが互い違いに(襷がけとなるように)接続されている。また、トランジスタM7のドレインおよびトランジスタM8のゲートがトランジスタM5のドレインと接続され、トランジスタM8のドレインおよびトランジスタM7のゲートがトランジスタM6のドレインと接続されている。トランジスタM5のドレイン出力がマスター部3Aの反転データNMQとなり、トランジスタM6のドレイン出力がマスター部3Aの非反転出力MQとなる。   The master unit 3A also has a pair of gate-connected transistors M7 and M8 (referred to as master latch pair ML) that hold the drain output of the transistor M5 and the drain output of the transistor M6 on the high power supply voltage Vdd side. The sources of the transistors M7 and M8 of the master latch pair ML are commonly connected to the drain of the transistor M3, and one of the gates and the other drain are alternately connected (so as to be separated). The drain of the transistor M7 and the gate of the transistor M8 are connected to the drain of the transistor M5, and the drain of the transistor M8 and the gate of the transistor M7 are connected to the drain of the transistor M6. The drain output of the transistor M5 becomes the inverted data NMQ of the master unit 3A, and the drain output of the transistor M6 becomes the non-inverted output MQ of the master unit 3A.

スレーブ部5Aはまた、高電源電圧Vdd側に、トランジスタM5のドレイン出力およびトランジスタM6のドレイン出力を読み込む一対の差動接続されたトランジスタM9,M10(スレーブサンプルペアSSと称する)と、それらのドレインに接続された抵抗素子R3,R4を有する。トランジスタM2のドレインにはトランジスタM9,M10のソースが共通に接続され、トランジスタM9のゲート(スレーブ部5の反転入力端NIN )はトランジスタM5のドレイン出力が入力され、トランジスタM10のゲート(スレーブ部5の非反転入力端IN)はトランジスタM6のドレイン出力が入力される。トランジスタM9のドレイン(スレーブ部5の非反転出力端 OUT)は抵抗素子R3を介して高電源電圧Vddに接続され、トランジスタM10のドレイン(スレーブ部5の反転出力端NOUT)は抵抗素子R4を介して高電源電圧Vddに接続されている。   The slave unit 5A also has a pair of differentially connected transistors M9 and M10 (referred to as a slave sample pair SS) for reading the drain output of the transistor M5 and the drain output of the transistor M6 on the high power supply voltage Vdd side, and their drains. Have resistance elements R3 and R4 connected to each other. The sources of the transistors M9 and M10 are commonly connected to the drain of the transistor M2, the drain output of the transistor M5 is input to the gate of the transistor M9 (the inverting input terminal NIN of the slave unit 5), and the gate of the transistor M10 (slave unit 5). The non-inverting input terminal IN) receives the drain output of the transistor M6. The drain of the transistor M9 (non-inverted output terminal OUT of the slave unit 5) is connected to the high power supply voltage Vdd through the resistor element R3, and the drain of the transistor M10 (inverted output terminal NOUT of the slave unit 5) is connected through the resistor element R4. Connected to the high power supply voltage Vdd.

抵抗素子R1〜R4は負荷素子であり受動負荷となるが、これらは、抵抗素子に限らずトランジスタを利用した能動負荷としてもよい。   The resistance elements R1 to R4 are load elements and are passive loads, but these are not limited to resistance elements and may be active loads using transistors.

スレーブ部5Aはまた、高電源電圧Vdd側に、トランジスタM9のドレイン出力およびトランジスタM10のドレイン出力を保持する一対の襷がけ接続されたトランジスタM11,M12(スレーブラッチペアSLと称する)を有する。スレーブラッチペアSLのトランジスタM11,M12は、ソースが共通にトランジスタM4のドレインに接続され、一方のゲートと他方のドレインが互い違いに(襷がけとなるように)接続されている。また、トランジスタM11のドレインおよびトランジスタM12のゲートがトランジスタM10のドレインと接続され、トランジスタM12のドレインおよびトランジスタM11のゲートがトランジスタM9のドレインと接続されている。マスターサンプルペアMSとスレーブサンプルペアSSを纏めてサンプルペア部Sと称する。マスターラッチペアMLとスレーブラッチペアSLを纏めてラッチペア部Lと称する。   The slave unit 5A also includes a pair of gate-connected transistors M11 and M12 (referred to as a slave latch pair SL) that hold the drain output of the transistor M9 and the drain output of the transistor M10 on the high power supply voltage Vdd side. In the transistors M11 and M12 of the slave latch pair SL, the sources are commonly connected to the drain of the transistor M4, and one gate and the other drain are alternately connected (so as to be separated). The drain of the transistor M11 and the gate of the transistor M12 are connected to the drain of the transistor M10, and the drain of the transistor M12 and the gate of the transistor M11 are connected to the drain of the transistor M9. The master sample pair MS and the slave sample pair SS are collectively referred to as a sample pair portion S. The master latch pair ML and the slave latch pair SL are collectively referred to as a latch pair portion L.

トランジスタM11のドレイン出力がスレーブ部5Aの非反転データSQ(非反転データDと同一論理)となり、トランジスタM12のドレイン出力がスレーブ部5Aの反転出力NSQ(反転データNDと同一論理)となる。   The drain output of the transistor M11 becomes non-inverted data SQ (same logic as the non-inverted data D) of the slave unit 5A, and the drain output of the transistor M12 becomes inverted output NSQ (same logic as the inverted data ND) of the slave unit 5A.

トランジスタM1〜M4は同一特性のものであり、またトランジスタM5〜M12は同一特性のものである。トランジスタM1〜M4は、各サンプルペアに流れる動作電流や各ラッチペアに流れる動作電流をクロック CLKや反転クロックNCLKに応じてオンオフするトランジスタである。   The transistors M1 to M4 have the same characteristics, and the transistors M5 to M12 have the same characteristics. The transistors M1 to M4 are transistors that turn on and off the operating current flowing through each sample pair and the operating current flowing through each latch pair according to the clock CLK and the inverted clock NCLK.

第1の電流源I1の動作電流I1aと第2の電流源I2の動作電流I2aは、同じになっている(I1a=I2a)。よって、サンプルペア部S(マスターサンプルペアMSやスレーブサンプルペアSS)は、同様の動作特性を呈するようになる。ラッチペア部L(マスターラッチペアMLやスレーブラッチペアSL)は、同様の動作特性を呈するようになる。たとえば、サンプルペア部S(マスターサンプルペアMSおよびスレーブサンプルペアSS)のトランジスタのゲート幅が大きい場合は、ダイナミック動作が支配的であり高速動作が期待できる。一方、ラッチペア部L(マスターラッチペアMLおよびスレーブラッチペアSL)のトランジスタのゲート幅が大きい場合は、スタティック動作が支配的であり、低速での動作が保証され、広い動作周波数範囲が期待できる。   The operating current I1a of the first current source I1 and the operating current I2a of the second current source I2 are the same (I1a = I2a). Therefore, the sample pair part S (master sample pair MS and slave sample pair SS) exhibits the same operating characteristics. The latch pair portion L (master latch pair ML and slave latch pair SL) exhibits similar operating characteristics. For example, when the gate width of the transistor of the sample pair section S (master sample pair MS and slave sample pair SS) is large, dynamic operation is dominant and high speed operation can be expected. On the other hand, when the gate width of the transistors of the latch pair portion L (master latch pair ML and slave latch pair SL) is large, static operation is dominant, low-speed operation is guaranteed, and a wide operating frequency range can be expected.

しかしながら、1つの半導体デバイスの中では、サンプルペア部Sとラッチペア部Lの各トランジスタは、同一特性のものであり、そのゲート幅は同一であり、サンプルペア部Sのダイナミック動作・高速動作と、ラッチペア部Lのスタティック動作・低速動作・広い動作周波数範囲と言った特性は、相反する動作特性となる。つまり、サンプルペア部Sとラッチペア部Lの動作特性はトレードオフの関係にあり、高速動作と広い動作周波数範囲を同時に実現することは困難である。   However, in one semiconductor device, the transistors of the sample pair unit S and the latch pair unit L have the same characteristics, the gate width is the same, the dynamic operation / high-speed operation of the sample pair unit S, The characteristics of the latch pair portion L such as static operation, low speed operation, and wide operating frequency range are contradictory operation characteristics. That is, the operating characteristics of the sample pair section S and the latch pair section L are in a trade-off relationship, and it is difficult to simultaneously realize a high speed operation and a wide operating frequency range.

<第1実施形態:フリップフロップ回路>
図1Bは、図1に示したフリップフロップ回路1の第1実施形態を示す回路図である。第1実施形態のフリップフロップ回路1Bは、第1比較例におけるサンプルペア部Sとラッチペア部Lの動作特性が相反する点を緩和することで、高速動作と広い動作周波数範囲を同時に実現するようにするものである。
<First embodiment: flip-flop circuit>
FIG. 1B is a circuit diagram showing a first embodiment of the flip-flop circuit 1 shown in FIG. The flip-flop circuit 1B of the first embodiment is configured to simultaneously realize high-speed operation and a wide operating frequency range by alleviating the point where the operation characteristics of the sample pair unit S and the latch pair unit L in the first comparative example conflict. To do.

図1Bに示すように、第1実施形態のフリップフロップ回路1Bは、第1比較例のフリップフロップ回路1Aに対して、マスター部3A側のマスターラッチペアMLおよびスレーブ部5A側のスレーブラッチペアSLをそれぞれ2つに分けている点に特徴を有する。つまり、マスター部3Bは、トランジスタM7_1,M7_2,M8_1,M8_2を有し、スレーブ部5Bは、トランジスタM11_1,M11_2,M12_1,M12_2を有する。   As shown in FIG. 1B, the flip-flop circuit 1B of the first embodiment is different from the flip-flop circuit 1A of the first comparative example in that a master latch pair ML on the master unit 3A side and a slave latch pair SL on the slave unit 5A side. Is characterized in that each is divided into two. That is, the master unit 3B includes transistors M7_1, M7_2, M8_1, and M8_2, and the slave unit 5B includes transistors M11_1, M11_2, M12_1, and M12_2.

トランジスタM7_1,M8_1で第1のマスターラッチペアML_1が構成され、トランジスタM7_2,M8_2で第2のマスターラッチペアML_2が構成される。トランジスタM11_1,M12_1で第1のスレーブラッチペアSL_1が構成され、トランジスタM11_2,M12_2で第2のスレーブラッチペアSL_2が構成される。第1のマスターラッチペアML_1と第1のスレーブラッチペアSL_1を纏めて第1ラッチペア部L1と称し、第2のマスターラッチペアML_2と第2のスレーブラッチペアSL_2を纏めて第2ラッチペア部L2と称する。   The transistors M7_1 and M8_1 constitute a first master latch pair ML_1, and the transistors M7_2 and M8_2 constitute a second master latch pair ML_2. The transistors M11_1 and M12_1 constitute a first slave latch pair SL_1, and the transistors M11_2 and M12_2 constitute a second slave latch pair SL_2. The first master latch pair ML_1 and the first slave latch pair SL_1 are collectively referred to as a first latch pair portion L1, and the second master latch pair ML_2 and the second slave latch pair SL_2 are collectively referred to as a second latch pair portion L2. Called.

各ラッチペアを2に分けるということであり、先ず、トランジスタM7_1,M7_2のドレイン同士、トランジスタM8_1,M8_2のドレイン同士、トランジスタM11_1,M11_2のドレイン同士、トランジスタM12_1,M12_2のドレイン同士、がそれぞれ接続されている。   Each latch pair is divided into two. First, the drains of the transistors M7_1 and M7_2, the drains of the transistors M8_1 and M8_2, the drains of the transistors M11_1 and M11_2, and the drains of the transistors M12_1 and M12_2 are connected to each other. Yes.

第1実施形態のフリップフロップ回路1Bは、マスター部3B側の第2のマスターラッチペアML_2であるトランジスタM7_2,M8_2およびスレーブ部5B側の第2のスレーブラッチペアSL_2であるトランジスタM11_2,M12_2の動作電流を制御する動作電流制御機構を備えている点に特徴を有する。加えて、これら第2のラッチペアに流れる動作電流を制御したとき、第1のラッチペアの出力振幅を一定に保つために、第2のラッチペアに流れる動作電流に対する制御に合わせて、負荷素子である抵抗素子R1,R2,R3,R4に流れる電流が変わらないような動作電流均衡制御機構を備えている点に特徴を有する。   The flip-flop circuit 1B according to the first embodiment includes the operations of the transistors M7_2 and M8_2 which are the second master latch pair ML_2 on the master unit 3B side and the transistors M11_2 and M12_2 which are the second slave latch pair SL_2 on the slave unit 5B side. It is characterized in that an operating current control mechanism for controlling current is provided. In addition, when the operating current flowing through the second latch pair is controlled, in order to keep the output amplitude of the first latch pair constant, a resistance that is a load element is matched to the control for the operating current flowing through the second latch pair. It is characterized in that it has an operating current balance control mechanism that does not change the current flowing through the elements R1, R2, R3, and R4.

具体的には、先ず、サンプルペア部S(マスターサンプルペアMSおよびスレーブサンプルペアSS)に動作電流を与えるトランジスタM1,M2のソース側には、第1の電流源I1(電流値=I1bとする)に加えて、第3の電流源I3(電流値=I3とする)が並列に設けられている。第1ラッチペア部L1(第1のマスターラッチペアML_1および第1のスレーブラッチペアSL_1)に動作電流を与えるトランジスタM3_1,M4_1のソース側には、第2の電流源I2(電流値=I2bとする)に加えて、第4の電流源I4(電流値=I4とする)が並列に設けられている。   Specifically, first, the first current source I1 (current value = I1b) is set on the source side of the transistors M1 and M2 that supply the operating current to the sample pair unit S (master sample pair MS and slave sample pair SS). In addition, a third current source I3 (current value = I3) is provided in parallel. A second current source I2 (current value = I2b) is provided on the source side of the transistors M3_1 and M4_1 for supplying an operating current to the first latch pair portion L1 (first master latch pair ML_1 and first slave latch pair SL_1). ), A fourth current source I4 (current value = I4) is provided in parallel.

第2ラッチペア部L2は、低電源電圧Vss側に、動作電流を与える第5の電流源I5と、反転クロックNCLKが入力されるトランジスタM3_2およびクロック CLKが入力されるトランジスタM4_2を有する。トランジスタM3_2のゲートはトランジスタM3_1のゲートに共通に接続され、トランジスタM4_2のゲートはトランジスタM4_1のゲートに共通に接続されている。トランジスタM3_2,M4_2のソースは共通に接続され、そのソースは第5の電流源I5に接続されている。   The second latch pair section L2 includes, on the low power supply voltage Vss side, a fifth current source I5 that supplies an operating current, a transistor M3_2 that receives an inverted clock NCLK, and a transistor M4_2 that receives a clock CLK. The gate of the transistor M3_2 is commonly connected to the gate of the transistor M3_1, and the gate of the transistor M4_2 is commonly connected to the gate of the transistor M4_1. The sources of the transistors M3_2 and M4_2 are connected in common, and the sources are connected to the fifth current source I5.

ここで、第3の電流源I3の低電源電圧Vss側には第1のスイッチSW1が設けられ、第1のスイッチSW1を介して動作電流(電流値=I3とする)がトランジスタM1,M2に供給される。第4の電流源I4の低電源電圧Vss側には第2のスイッチSW2が設けられ、第2のスイッチSW2を介して動作電流(電流値=I4とする)がトランジスタM3_1,M4_1に供給される。第5の電流源I5の低電源電圧Vss側には第3のスイッチSW3が設けられ、第3のスイッチSW3を介して動作電流(電流値=I5とする)がトランジスタM3_2,M4_2に供給される。   Here, a first switch SW1 is provided on the low power supply voltage Vss side of the third current source I3, and an operating current (current value = I3) is supplied to the transistors M1 and M2 via the first switch SW1. Supplied. A second switch SW2 is provided on the low power supply voltage Vss side of the fourth current source I4, and an operating current (current value = I4) is supplied to the transistors M3_1 and M4_1 via the second switch SW2. . A third switch SW3 is provided on the low power supply voltage Vss side of the fifth current source I5, and an operating current (current value = I5) is supplied to the transistors M3_2 and M4_2 via the third switch SW3. .

第1のスイッチSW1の制御入力端には第1のインバータINV1が設けられ、第2のスイッチSW2の制御入力端には第2のインバータINV2が設けられている。第1のインバータINV1および第2のインバータINV2の入力と第3のスイッチSW3の制御入力端は共通に接続され、イネーブル信号ENが供給されるようになっている。各スイッチSW1,SW2,SW3は、制御入力端がアクティブHのときにオンする。第1のスイッチSW1および第2のスイッチSW2の制御入力端にはインバータINV1,INV2が介在しているので、第3のスイッチSW3がオン時にはスイッチSW1,SW2がオフであり、第3のスイッチSW3がオフ時にはスイッチSW1,SW2がオンである。   A first inverter INV1 is provided at the control input terminal of the first switch SW1, and a second inverter INV2 is provided at the control input terminal of the second switch SW2. The inputs of the first inverter INV1 and the second inverter INV2 and the control input terminal of the third switch SW3 are connected in common, and the enable signal EN is supplied. Each switch SW1, SW2, SW3 is turned on when the control input terminal is active H. Since the inverters INV1 and INV2 are interposed at the control input terminals of the first switch SW1 and the second switch SW2, the switches SW1 and SW2 are off when the third switch SW3 is on, and the third switch SW3 When is off, the switches SW1 and SW2 are on.

トランジスタM3_2,M4_2、第5の電流源I5、および第3のスイッチSW3で、マスターラッチペアML_2であるトランジスタM7_2,M8_2および第2のスレーブラッチペアSL_2であるトランジスタM11_2,M12_2の動作電流を制御する動作電流制御部CCが構成される。   The transistors M3_2 and M4_2, the fifth current source I5, and the third switch SW3 control the operating currents of the transistors M7_2 and M8_2 as the master latch pair ML_2 and the transistors M11_2 and M12_2 as the second slave latch pair SL_2. An operating current control unit CC is configured.

また、第3の電流源I3、第1のスイッチSW1、および第1のインバータINV1により、動作電流制御部CCによる第2ラッチペア部L2の電流制御に合わせて、動作電流制御部CCによる第2ラッチペア部L2への電流制御量を相殺する方向にスレーブサンプルペアSSや第1ラッチペア部L1への動作電流を制御する第1の動作電流均衡制御部BC1が構成される。この動作電流の制御は、好ましくは第1ラッチペア部L1の出力振幅を一定に保つようにする。第4の電流源I4、第2のスイッチSW2、および第2のインバータINV2により、動作電流制御部CCによる第2ラッチペア部L2の電流制御に合わせて、動作電流制御部CCによる第2ラッチペア部L2への電流制御量を相殺する方向にスレーブサンプルペアSSや第1ラッチペア部L1への動作電流を制御する動作電流均衡制御部BC2が構成される。この動作電流の制御は、好ましくは第1ラッチペア部L1の出力振幅を一定に保つようにする。第1の動作電流均衡制御部BC1と第2の動作電流均衡制御部BC2を纏めて、動作電流均衡制御部BCと称する。そして、動作電流制御部CCと動作電流均衡制御部BCを纏めて、クロック CLK(および反転クロックNCLK)の周波数に応じて、各サンプルペアや各ラッチペアの各動作電流を制御する電流制御部2が構成される。   In addition, the second latch pair by the operating current control unit CC is adjusted by the third current source I3, the first switch SW1, and the first inverter INV1 in accordance with the current control of the second latch pair unit L2 by the operating current control unit CC. A first operating current balance control unit BC1 is configured to control the operating current to the slave sample pair SS and the first latch pair unit L1 in a direction to cancel the current control amount to the unit L2. This control of the operating current preferably keeps the output amplitude of the first latch pair section L1 constant. By the fourth current source I4, the second switch SW2, and the second inverter INV2, the second latch pair unit L2 by the operating current control unit CC is synchronized with the current control of the second latch pair unit L2 by the operating current control unit CC. An operation current balance control unit BC2 is configured to control the operation current to the slave sample pair SS and the first latch pair unit L1 in a direction that cancels out the current control amount to. This control of the operating current preferably keeps the output amplitude of the first latch pair section L1 constant. The first operating current balance control unit BC1 and the second operating current balance control unit BC2 are collectively referred to as an operating current balance control unit BC. Then, the operating current control unit CC and the operating current balance control unit BC are combined into a current control unit 2 that controls each operating current of each sample pair and each latch pair according to the frequency of the clock CLK (and the inverted clock NCLK). Composed.

電流制御部2は、動作電流制御部CCによるラッチペア部L(ここでは第2ラッチペア部L2)に対する動作電流の増加分が、動作電流均衡制御部BCによるサンプルペア部Sに対する動作電流の減少分と均衡するように制御する。クロックの周波数が低いほど動作電流制御部CCによる第2ラッチペア部L2に対する動作電流を増やすようにしつつ動作電流均衡制御部BCにより、動作電流制御部CCによる動作電流の変化を相殺する方向にサンプルペア部S(本例では第1ラッチペア部L1も)に対する動作電流を制御する。   The current control unit 2 is configured such that an increase in the operating current for the latch pair unit L (here, the second latch pair unit L2) by the operating current control unit CC is a decrease in the operating current for the sample pair unit S by the operating current balance control unit BC. Control to balance. As the clock frequency is lower, the operating current control unit CC increases the operating current for the second latch pair unit L2, while the operating current balance control unit BC increases the operating current by the operating current control unit CC. The operation current for the part S (in this example, the first latch pair part L1) is also controlled.

つまり、電流論理型のフリップフロップ回路1のラッチペア部Lやサンプルペア部Sの電流を切り替えることができるとともに、動作電流制御部CCと動作電流均衡制御部BCの動作電流制御を同時に行なうことで、データの出力振幅が極力一定にするようにする。   That is, the current of the latch pair unit L and the sample pair unit S of the current logic type flip-flop circuit 1 can be switched, and the operation current control of the operation current control unit CC and the operation current balance control unit BC can be performed simultaneously. Make the output amplitude of data as constant as possible.

ここで、電流関係は、次のようになっている。イネーブル信号ENがアクティブHのとき、第3のスイッチSW3がオンし、第2のマスターラッチペアML_2および第2のスレーブラッチペアSL_2に第5の電流源I5から動作電流が供給されるようになる。このとき、第1のスイッチSW1および第2のスイッチSW2はオフであり、第3の電流源I3および第4の電流源I4は電流供給能力を持たない。   Here, the current relationship is as follows. When the enable signal EN is active H, the third switch SW3 is turned on, and the operating current is supplied from the fifth current source I5 to the second master latch pair ML_2 and the second slave latch pair SL_2. . At this time, the first switch SW1 and the second switch SW2 are off, and the third current source I3 and the fourth current source I4 do not have a current supply capability.

この状態では、第2のマスターラッチペアML_2が第1のマスターラッチペアML_1と並列動作をし、また、第2のスレーブラッチペアSL_2が第1のスレーブラッチペアSL_1と並列動作をすることで、実質的に、第1比較例と同様の動作状態となるようにしている。よって、第1の電流源I1の動作電流I1bが第1比較例の第1の電流源I1の動作電流I1aと等しく、第2の電流源I2の動作電流I2bと第5の電流源I5の動作電流I5の和(I2b+I5)が第1比較例の第2の電流源I2の動作電流I2aと等しくなるようにする。つまり、I1b=I1a、I2b+I5=I2aとする。   In this state, the second master latch pair ML_2 operates in parallel with the first master latch pair ML_1, and the second slave latch pair SL_2 operates in parallel with the first slave latch pair SL_1. The operation state is substantially the same as in the first comparative example. Therefore, the operating current I1b of the first current source I1 is equal to the operating current I1a of the first current source I1 of the first comparative example, and the operating currents I2b of the second current source I2 and the operations of the fifth current source I5. The sum (I2b + I5) of the current I5 is made equal to the operating current I2a of the second current source I2 of the first comparative example. That is, I1b = I1a and I2b + I5 = I2a.

また、イネーブル信号ENがインアクティブLのとき、第1のスイッチSW1および第2のスイッチSW2はオンであり、第3の電流源I3はトランジスタM1,M2に対して、第4の電流源I4はトランジスタM3_1,M4_1に対して、それぞれ電流供給能力を持つようになる。このとき、第3のスイッチSW3はオフであり、第2のマスターラッチペアML_2および第2のスレーブラッチペアSL_2には第5の電流源I5からの動作電流I5が供給されない。   When the enable signal EN is inactive L, the first switch SW1 and the second switch SW2 are on, and the third current source I3 is connected to the transistors M1 and M2, and the fourth current source I4 is Each of the transistors M3_1 and M4_1 has a current supply capability. At this time, the third switch SW3 is off, and the operating current I5 from the fifth current source I5 is not supplied to the second master latch pair ML_2 and the second slave latch pair SL_2.

このとき、第1の動作電流均衡制御部BC1および第2の動作電流均衡制御部BC2は、第3のスイッチSW3がオフのために発生する動作電流制御部CCによる動作電流I5の不足分(動作電流の変化量)を相殺するように機能させる。よって、第3の電流源I3の動作電流I3(動作電流の変化量)と第4の電流源I4の動作電流I4(動作電流の変化量)の和(I3+I4)が第3のスイッチSW3がオン時の第5の電流源I5の動作電流I5と等しくなるようにする。つまり、I3+I4=I5とする。   At this time, the first operating current balance control unit BC1 and the second operating current balance control unit BC2 are deficient in the operating current I5 generated by the operating current control unit CC that is generated because the third switch SW3 is turned off (operation Function to cancel out the current variation). Therefore, the sum (I3 + I4) of the operating current I3 (the amount of change in operating current) of the third current source I3 and the operating current I4 (the amount of change in operating current) of the fourth current source I4 is turned on. To be equal to the operating current I5 of the fifth current source I5 at the time. That is, I3 + I4 = I5.

第3のスイッチSW3がオンのときの第2ラッチペア部L2(第2のマスターラッチペアML_2および第2のスレーブラッチペアSL_2)に流れる電流分を、第3のスイッチSW3がオフ時には、サンプルペア部S(マスターサンプルペアMSおよびスレーブサンプルペアSS)と第1ラッチペア部L1(第1のマスターラッチペアML_1および第1のスレーブラッチペアSL_1)に振り分けられるようにしている。こうすることで、第3のスイッチSW3がオン時とSW3がオフ時で、抵抗素子R1,R2,R3,R4に流れる電流が同様となる(変わらないような)構成になっている。   When the third switch SW3 is turned off, the amount of current flowing through the second latch pair unit L2 (second master latch pair ML_2 and second slave latch pair SL_2) when the third switch SW3 is on is sampled when the third switch SW3 is off. S (master sample pair MS and slave sample pair SS) and first latch pair unit L1 (first master latch pair ML_1 and first slave latch pair SL_1) are distributed. By doing so, the current flowing through the resistance elements R1, R2, R3, and R4 is the same (not changed) when the third switch SW3 is on and when SW3 is off.

このように、第1実施形態のフリップフロップ回路1Bは、サンプル動作のときとラッチ動作のときで電流が変わらないようにしている。フリップフロップはサンプル動作とラッチ動作を交互に行なうのであるが、振幅を一定に保つために、それぞれの動作のときの電流を一定にしているのである。そして、このような条件下で、高速動作と広い動作周波数範囲のトレードオフ関係を緩和できるように、ラッチ動作の強さを変えるために、ラッチペアを複数に分け、それぞれに対する電流制御によって、ラッチペアのゲート幅を等価的に変化させる仕組みを採っている。   As described above, the flip-flop circuit 1B according to the first embodiment prevents the current from changing between the sampling operation and the latching operation. The flip-flop alternately performs the sample operation and the latch operation, but in order to keep the amplitude constant, the current during each operation is made constant. Under these conditions, in order to change the strength of the latch operation so that the trade-off relationship between the high-speed operation and the wide operating frequency range can be relaxed, the latch pair is divided into a plurality of parts, and current control for each of the latch pairs is performed. A mechanism to change the gate width equivalently is adopted.

<フリップフロップの動作>
ここで、第1比較例および第1実施形態のフリップフロップ回路1A,1Bの動作について説明する。基本的な動作は、どちらも同じなので、理解を容易にするため、第1比較例のフリップフロップ回路1Aで説明する。
<Operation of flip-flop>
Here, operations of the flip-flop circuits 1A and 1B of the first comparative example and the first embodiment will be described. Since both basic operations are the same, the flip-flop circuit 1A of the first comparative example will be described for easy understanding.

まず、現在、非反転データSQがL、反転データNSQがHに安定しているとする。このとき、クロック CLKにHが、反転クロックNCLKにLが入力されているとする。この状態では、トランジスタM2,M3はオフ状態となっているため、トランジスタM7〜M10は、そのゲート電位に拘わらずオフ状態となっている。一方、トランジスタM1,M4はオン状態となっている。このとき、トランジスタM12のゲートは反転データNSQの電位Hとなっているためオン状態であり、トランジスタM11のゲートは非反転データSQの電位Lとなっているためオフ状態となっている。   First, it is assumed that the non-inverted data SQ is stable at L and the inverted data NSQ is currently at H. At this time, it is assumed that H is input to the clock CLK and L is input to the inverted clock NCLK. In this state, the transistors M2 and M3 are off, so that the transistors M7 to M10 are off regardless of their gate potentials. On the other hand, the transistors M1 and M4 are on. At this time, the gate of the transistor M12 is in the ON state because it is at the potential H of the inverted data NSQ, and the gate of the transistor M11 is in the OFF state because it is at the potential L of the non-inverted data SQ.

ここで、クロック CLKがH、反転クロックNCLKがLのときにトランジスタM5のゲートに供給される非反転データDがL、トランジスタM6のゲートに供給される反転データNDがHのときには、トランジスタM5はオフし、トランジスタM6側がオンするので、トランジスタM8のゲートがHとなりオンし、トランジスタM7のゲートがLとなりオフする。その後クロック CLKがL、反転クロックNCLKがHになると、トランジスタM1,M2への動作電流が停止され、トランジスタM7,M8に動作電流が供給される。トランジスタM7,M8はゲート・ドレインが襷がけ接続されているので、この状態が維持される。またこのとき、トランジスタM9,M10に動作電流が供給され、トランジスタM11,M12への動作電流が停止される。トランジスタM9のゲートがHでオンするので非反転データSQがLに維持され、トランジスタM10のゲートがLでオフするので、反転データNSQのHが維持される。この状態を初期状態とする。   Here, when the clock CLK is H and the inverted clock NCLK is L, the non-inverted data D supplied to the gate of the transistor M5 is L, and when the inverted data ND supplied to the gate of the transistor M6 is H, the transistor M5 is Since the transistor M6 is turned on, the gate of the transistor M8 is turned on and turned on, and the gate of the transistor M7 is turned off and turned off. Thereafter, when the clock CLK becomes L and the inverted clock NCLK becomes H, the operating current to the transistors M1 and M2 is stopped, and the operating current is supplied to the transistors M7 and M8. Since the gates and drains of the transistors M7 and M8 are connected to each other, this state is maintained. At this time, the operating current is supplied to the transistors M9 and M10, and the operating current to the transistors M11 and M12 is stopped. Since the gate of the transistor M9 is turned on at H, the non-inverted data SQ is maintained at L, and the gate of the transistor M10 is turned off at L, so that H of the inverted data NSQ is maintained. This state is the initial state.

一方、クロック CLKがH、反転クロックNCLKがLのときにトランジスタM5のゲートに供給される非反転データDがH、トランジスタM6のゲートに供給される反転データNDがLとなると、トランジスタM5はオンし、トランジスタM6側がオフするので、トランジスタM8のゲートがL側に遷移し、トランジスタM7のゲートがH側に遷移する。   On the other hand, when the clock CLK is H and the inverted clock NCLK is L, the non-inverted data D supplied to the gate of the transistor M5 is H, and the inverted data ND supplied to the gate of the transistor M6 is L, the transistor M5 is turned on. Since the transistor M6 side is turned off, the gate of the transistor M8 transitions to the L side, and the gate of the transistor M7 transitions to the H side.

その後クロック CLKがL、反転クロックNCLKがHになると、トランジスタM1,M2への動作電流が停止され、トランジスタM7,M8に動作電流が供給される。トランジスタM7,M8はゲート・ドレインが襷がけ接続されているので、前記の遷移動作が急速に伝達され、トランジスタM7は急速にオンして反転データNMQをLに変化させ、トランジスタM8は急速にオフして非反転出力MQをHに変化させる。またこのとき、トランジスタM9,M10に動作電流が供給される。トランジスタM9のゲートがLでオフするので非反転データSQがHに変化し、トランジスタM10のゲートがHでオンするので、反転データNSQのLが変化する。   Thereafter, when the clock CLK becomes L and the inverted clock NCLK becomes H, the operating current to the transistors M1 and M2 is stopped, and the operating current is supplied to the transistors M7 and M8. Since the gates and drains of the transistors M7 and M8 are connected to each other, the above transition operation is rapidly transmitted, the transistor M7 is rapidly turned on and the inverted data NMQ is changed to L, and the transistor M8 is rapidly turned off. Then, the non-inverted output MQ is changed to H. At this time, an operating current is supplied to the transistors M9 and M10. Since the gate of the transistor M9 is turned off at L, the non-inverted data SQ is changed to H, and the gate of the transistor M10 is turned on at H, so that L of the inverted data NSQ is changed.

次に、クロック CLKがH、反転クロックNCLKがLのときにトランジスタM5のゲートに供給される非反転データDがL、トランジスタM6のゲートに供給される反転データNDがHに切り替ると、トランジスタM5はオフし、トランジスタM6側がオンするので、トランジスタM8のゲートがH側に遷移し、トランジスタM7のゲートがL側に遷移する。   Next, when the clock CLK is H and the inverted clock NCLK is L, the non-inverted data D supplied to the gate of the transistor M5 is switched to L, and the inverted data ND supplied to the gate of the transistor M6 is switched to H. Since M5 is turned off and the transistor M6 side is turned on, the gate of the transistor M8 transitions to the H side, and the gate of the transistor M7 transitions to the L side.

その後クロック CLKがL、反転クロックNCLKがHになると、トランジスタM1,M2への動作電流が停止され、トランジスタM7,M8に動作電流が供給される。トランジスタM7,M8はゲート・ドレインが襷がけ接続されているので、前記の遷移動作が急速に伝達され、トランジスタM7は急速にオフして反転データNMQをHに変化させ、トランジスタM8は急速にオンして非反転出力MQをLに変化させる。またこのとき、トランジスタM9,M10に動作電流が供給される。トランジスタM9のゲートがHでオンするので非反転データSQがLに変化し、トランジスタM10のゲートがLでオフするので、反転データNSQのHが変化する。   Thereafter, when the clock CLK becomes L and the inverted clock NCLK becomes H, the operating current to the transistors M1 and M2 is stopped, and the operating current is supplied to the transistors M7 and M8. Since the gates and drains of the transistors M7 and M8 are connected to each other, the above transition operation is rapidly transmitted, the transistor M7 is rapidly turned off and the inverted data NMQ is changed to H, and the transistor M8 is rapidly turned on. Then, the non-inverted output MQ is changed to L. At this time, an operating current is supplied to the transistors M9 and M10. Since the gate of the transistor M9 is turned on at H, the non-inverted data SQ is changed to L, and the gate of the transistor M10 is turned off at L, so that H of the inverted data NSQ is changed.

これらのことから分るように、クロック CLKがHのときにマスターサンプルペアMSのトランジスタM5のゲートに供給された電位状態は非反転データSQで維持され、トランジスタM6のゲートに供給された電位状態は反転データNSQで維持される。   As can be seen from these, when the clock CLK is H, the potential state supplied to the gate of the transistor M5 of the master sample pair MS is maintained as the non-inverted data SQ, and the potential state supplied to the gate of the transistor M6. Is maintained by the inverted data NSQ.

<<分周器>>
<基本構成>
図2〜図2Bは、電流論理型のマスタースレーブフリップフロップ回路を利用した分周器を示す図である。ここで、図2は、周波数分周器7の基本構成を示すブロック図である。図2Aは、第1比較例のフリップフロップ回路1Aを使用した第2比較例の周波数分周器7Aの回路構成を示し、図2Bは、第1実施形態のフリップフロップ回路1Bを使用した第1実施形態の周波数分周器7Bの回路構成を示す。
<< Divisor >>
<Basic configuration>
2 to 2B are diagrams illustrating a frequency divider using a current logic type master-slave flip-flop circuit. Here, FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of the frequency divider 7. FIG. 2A shows a circuit configuration of a frequency divider 7A of the second comparative example using the flip-flop circuit 1A of the first comparative example, and FIG. 2B shows a first configuration using the flip-flop circuit 1B of the first embodiment. The circuit structure of the frequency divider 7B of embodiment is shown.

図1〜図1Bに示したフリップフロップ回路1〜1Bは、各種の用途があり、一例としては、分周回路(分周器)がある。周波数分周器7は、フリップフロップ回路1の反転データNSQを非反転データDとし、非反転データSQを反転データNDとする。これによって、周波数分周器7(フリップフロップ回路1)は、クロック CLKおよび反転クロックNCLKを分周した分周信号および反転分周信号を生成する。   The flip-flop circuits 1 to 1B shown in FIGS. 1 to 1B have various uses. As an example, there is a frequency dividing circuit (frequency divider). The frequency divider 7 sets the inverted data NSQ of the flip-flop circuit 1 as non-inverted data D and the non-inverted data SQ as inverted data ND. As a result, the frequency divider 7 (flip-flop circuit 1) generates a divided signal and an inverted divided signal obtained by dividing the clock CLK and the inverted clock NCLK.

<分周器の動作:第1比較例>
ここで、第1比較例のフリップフロップ回路1Aを利用した第1比較例の周波数分周器7Aの動作について説明する。なお、この動作は、第1実施形態のフリップフロップ回路1Bを利用した第1実施形態の周波数分周器7Bの基本動作と同じである。
<Operation of Frequency Divider: First Comparative Example>
Here, the operation of the frequency divider 7A of the first comparative example using the flip-flop circuit 1A of the first comparative example will be described. This operation is the same as the basic operation of the frequency divider 7B of the first embodiment using the flip-flop circuit 1B of the first embodiment.

フリップフロップ回路1の初期状態から説明を続ける。初期状態における非反転データSQがLの情報はトランジスタM6のゲートに入力され、反転データNSQがHの情報はトランジスタM5のゲートに入力されている。ここで、クロック CLKがH、反転クロックNCLKがLに切り替ると、トランジスタM5はオンし、トランジスタM6側がオフするので、トランジスタM8のゲートがL側に遷移し、トランジスタM7のゲートがH側に遷移する。よって、その後に、クロック CLKがL、反転クロックNCLKがHになると、フリップフロップ回路1の動作説明から理解されるように、非反転データSQがHに変化し、反転データNSQがLに変化する。   The description will be continued from the initial state of the flip-flop circuit 1. Information in which the non-inverted data SQ is L in the initial state is input to the gate of the transistor M6, and information in which the inverted data NSQ is H is input to the gate of the transistor M5. Here, when the clock CLK is switched to H and the inverted clock NCLK is switched to L, the transistor M5 is turned on and the transistor M6 side is turned off, so that the gate of the transistor M8 is shifted to the L side and the gate of the transistor M7 is moved to the H side. Transition. Therefore, after that, when the clock CLK becomes L and the inverted clock NCLK becomes H, the non-inverted data SQ changes to H and the inverted data NSQ changes to L as understood from the operation description of the flip-flop circuit 1. .

この変化後の状態における非反転データSQがHの情報はトランジスタM6のゲートに入力され、反転データNSQがLの情報はトランジスタM5のゲートに入力されている。ここで、クロック CLKがH、反転クロックNCLKがLに切り替ると、トランジスタM5はオフし、トランジスタM6側がオンするので、トランジスタM8のゲートがH側に遷移し、トランジスタM7のゲートがL側に遷移する。よって、その後に、クロック CLKがL、反転クロックNCLKがHになると、フリップフロップ回路1の動作説明から理解されるように、非反転データSQがLに変化し、反転データNSQがHに変化する。   In the state after the change, information with non-inverted data SQ being H is input to the gate of the transistor M6, and information with inversion data NSQ being L is input to the gate of the transistor M5. Here, when the clock CLK is switched to H and the inverted clock NCLK is switched to L, the transistor M5 is turned off and the transistor M6 side is turned on, so that the gate of the transistor M8 is shifted to the H side and the gate of the transistor M7 is moved to the L side. Transition. Therefore, after that, when the clock CLK becomes L and the inverted clock NCLK becomes H, the non-inverted data SQ changes to L and the inverted data NSQ changes to H as understood from the operation description of the flip-flop circuit 1. .

このように、非反転データSQおよび反転データNSQの状態は、クロック CLKの2周期ごとに切り替り、クロック CLKの1/2分周信号が非反転データSQおよび反転データNSQから出力されることになる。   As described above, the states of the non-inverted data SQ and the inverted data NSQ are switched every two cycles of the clock CLK, and the 1/2 frequency divided signal of the clock CLK is output from the non-inverted data SQ and the inverted data NSQ. Become.

ここで、電流論理型の周波数分周器7Aは、前述のように、マスタースレーブ型のD型のフリップフロップ回路1Aで構成される。このフリップフロップ回路1Aは、その動作状態として、サンプルペア部S(マスターサンプルペアMSおよびスレーブサンプルペアSS)によるサンプル動作と、ラッチペア部L(マスターラッチペアMLおよびスレーブラッチペアSL)によるホールド動作を持つ。周波数分周器7の動作モードは2種類あり、ダイナミック動作とスタティック動作がある。ダイナミック動作は、周波数分周器7の出力周波数が自己共振周波数付近のときに起きる動作であり、動作周波数範囲が限られている。一方、スタティック動作は、周波数分周器7の出力周波数が自己共振周波数付近より低いときに起きる動作である。   Here, the current logic type frequency divider 7A is configured by the master-slave type D-type flip-flop circuit 1A as described above. The flip-flop circuit 1A has, as its operation state, a sample operation by the sample pair unit S (master sample pair MS and slave sample pair SS) and a hold operation by the latch pair unit L (master latch pair ML and slave latch pair SL). Have. There are two types of operation modes of the frequency divider 7, which are dynamic operation and static operation. The dynamic operation is an operation that occurs when the output frequency of the frequency divider 7 is near the self-resonant frequency, and the operating frequency range is limited. On the other hand, the static operation is an operation that occurs when the output frequency of the frequency divider 7 is lower than the vicinity of the self-resonant frequency.

フリップフロップ回路1Aにおいて説明したように、サンプルペア部S(マスターサンプルペアMSおよびスレーブサンプルペアSS)を構成するトランジスタM5,M6,M9,M10のゲート幅が大きい場合、ダイナミック動作が支配的であり、高速動作が期待できる。一方、ラッチペア部L(マスターラッチペアMLおよびスレーブラッチペアSL)を構成するトランジスタM7,M8,M11,M12のゲート幅が大きい場合、スタティック動作が支配的であり、低速での動作が保証され、広い動作周波数範囲が期待できる。しかしながら、前述のように、サンプルペア部Sのダイナミック動作・高速動作と、ラッチペア部Lのスタティック動作・低速動作・広い動作周波数範囲はトレードオフの関係にあり、高速動作と広い動作周波数範囲を同時に実現することは困難である。   As described in the flip-flop circuit 1A, when the gate widths of the transistors M5, M6, M9, and M10 constituting the sample pair unit S (master sample pair MS and slave sample pair SS) are large, the dynamic operation is dominant. High-speed operation can be expected. On the other hand, when the gate widths of the transistors M7, M8, M11, and M12 constituting the latch pair portion L (the master latch pair ML and the slave latch pair SL) are large, the static operation is dominant and the operation at a low speed is guaranteed. A wide operating frequency range can be expected. However, as described above, the dynamic operation / high-speed operation of the sample pair unit S and the static operation / low-speed operation / wide operating frequency range of the latch pair unit L are in a trade-off relationship. It is difficult to realize.

<分周器の動作:第1実施形態>
一方、図2Bに示した第1実施形態の周波数分周器7Bでは、図1Bに示した第1実施形態のフリップフロップ回路1Bを基本として有しているので、動作電流制御部CCと動作電流均衡制御部BCを備えていることによる利点が得られる。以下、この点について、詳しく説明する。
<Operation of Frequency Divider: First Embodiment>
On the other hand, the frequency divider 7B according to the first embodiment shown in FIG. 2B basically includes the flip-flop circuit 1B according to the first embodiment shown in FIG. 1B. The advantage of having the balance control unit BC is obtained. Hereinafter, this point will be described in detail.

先ず、第3のスイッチSW3がオフの場合、第2ラッチペア部L2(第2のマスターラッチペアML_2および第2のスレーブラッチペアSL_2)もオフになるため、マスターサンプルペアMSおよびスレーブサンプルペアSSに流れる電流が多くなりダイナミック動作が支配的になって高速動作が期待できる。この状態では動作速度が下がってくると周波数分周器として動作しなくなる。   First, when the third switch SW3 is off, the second latch pair unit L2 (the second master latch pair ML_2 and the second slave latch pair SL_2) is also turned off, so that the master sample pair MS and the slave sample pair SS A large amount of current flows and dynamic operation becomes dominant, and high-speed operation can be expected. In this state, when the operation speed decreases, the frequency divider does not operate.

そのような周波数帯では、第3のスイッチSW3をオンにして第2ラッチペア部L2(第2のマスターラッチペアML_2および第2のスレーブラッチペアSL_2)をオンさせて、第2のマスターラッチペアML_2および第2のスレーブラッチペアSL_2に流れる電流を増やすことでスタティック動作を支配的にさせることができる。   In such a frequency band, the third switch SW3 is turned on to turn on the second latch pair unit L2 (second master latch pair ML_2 and second slave latch pair SL_2), and the second master latch pair ML_2 is turned on. The static operation can be made dominant by increasing the current flowing through the second slave latch pair SL_2.

このように、第1実施形態の仕組みにおいては、動作電流制御部CCは、高い周波数では第3のスイッチSW3をオフにして第2ラッチペア部L2に対する動作電流を減らし、低い周波数では第3のスイッチSW3をオンにして第2ラッチペア部L2に対する動作電流を増やすことにより、広い動作周波数範囲を保ちつつ高い動作周波数範囲を実現することができる。   Thus, in the mechanism of the first embodiment, the operating current control unit CC turns off the third switch SW3 at a high frequency to reduce the operating current for the second latch pair unit L2, and the third switch at a low frequency. By turning on SW3 and increasing the operating current for the second latch pair portion L2, a high operating frequency range can be realized while maintaining a wide operating frequency range.

このとき、動作電流均衡制御部BCは、動作電流制御部CCによる第2ラッチペア部L2への動作電流の変化分を相殺するように、第1のスイッチSW1をオン/オフ制御することでサンプルペア部Sに対する動作電流を制御しつつ、第2のスイッチSW2をオン/オフ制御することで第1ラッチペア部L1に対する動作電流を制御する。こうすることで、出力振幅を一定に維持しつつ、広い動作周波数範囲を保ちつつ高い動作周波数範囲にできる。   At this time, the operating current balance control unit BC performs on / off control of the first switch SW1 so as to cancel the change in the operating current to the second latch pair unit L2 by the operating current control unit CC. While controlling the operating current for the part S, the operating current for the first latch pair part L1 is controlled by ON / OFF control of the second switch SW2. By doing so, the output amplitude can be kept constant, and a wide operating frequency range can be maintained while maintaining a wide operating frequency range.

<動作特性例>
図2Cは、第1実施形態の周波数分周器7Bの動作特性例を示す図である。横軸に入力周波数(クロック CLKの周波数)、縦軸にVin(Vpp-per-phase)を示している。周波数分周器7の動作として不都合のないそれぞれのモードの周波数カバーレンジは、必要とされる動作周波数範囲に対して1/2以上あるものとする。
<Example of operating characteristics>
FIG. 2C is a diagram illustrating an example of operation characteristics of the frequency divider 7B according to the first embodiment. The horizontal axis indicates the input frequency (clock CLK frequency), and the vertical axis indicates Vin (Vpp-per-phase). It is assumed that the frequency cover range of each mode that is not inconvenient as the operation of the frequency divider 7 is ½ or more with respect to the required operating frequency range.

高い周波数では第3のスイッチSW3をオフにして、ダイナミック動作を支配的にさせる(ダイナミックモードで使用する)。このときには、当然に高い動作周波数範囲が実現される。一方、低い周波数では第3のスイッチSW3をオンにして、スタティック動作を支配的にさせる(スタティックモードで使用する)。このとき、第3のスイッチSW3がオンであることにより、第2のマスターラッチペアML_2および第2のスレーブラッチペアSL_2に流れる電流が増えるので、低い動作速度でも、周波数分周器として動作する。よって、周波数分周器7Bの全体としては、広い動作周波数範囲を保ちつつ高い動作周波数範囲が実現される。   At a high frequency, the third switch SW3 is turned off to make the dynamic operation dominant (used in the dynamic mode). In this case, a high operating frequency range is naturally realized. On the other hand, at a low frequency, the third switch SW3 is turned on to make the static operation dominant (used in the static mode). At this time, since the third switch SW3 is turned on, the current flowing through the second master latch pair ML_2 and the second slave latch pair SL_2 increases, so that it operates as a frequency divider even at a low operating speed. Therefore, as a whole of the frequency divider 7B, a high operating frequency range is realized while maintaining a wide operating frequency range.

図示した例からも分るように、必要とされる動作周波数範囲に対して各モードの周波数カバーレンジが1/2以上あるときには、モード(つまり動作周波数)に合わせて第2ラッチペア部L2への電流供給をオン/オフすることで、広い動作周波数範囲と高周波数動作が実現される。   As can be seen from the illustrated example, when the frequency cover range of each mode is ½ or more with respect to the required operating frequency range, the second latch pair unit L2 is supplied to the mode (that is, the operating frequency). By turning on / off the current supply, a wide operating frequency range and high frequency operation are realized.

<無線通信装置>
図3は、電子機器8の一例として周波数分周器7を利用する無線通信装置9の構成例を示すブロック図である。ここでは、無線通信装置9(たとえば、TVチューナ用無線通信機器)のフロントエンド部(同調回路系)の受信部90を示している。無線通信装置9の受信部90は、入力フィルタ部91と、局部発振信号Loを出力する局部発振部92と、位相が90度ずれた直交位相信号P_0(0°成分),P_90 (90°成分)を発生する直交位相信号発生部93と、周波数混合部94,95(ミキサー)と、出力フィルタ回路部96,97を有する。なお、ここでは受信部90について示しているが、直交位相信号発生部93や周波数混合部94,95と同様の構成は送信部の場合でも備える。
<Wireless communication device>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the wireless communication device 9 that uses the frequency divider 7 as an example of the electronic device 8. Here, the receiving unit 90 of the front end unit (tuning circuit system) of the wireless communication device 9 (for example, a TV tuner wireless communication device) is shown. The reception unit 90 of the wireless communication device 9 includes an input filter unit 91, a local oscillation unit 92 that outputs a local oscillation signal Lo, and quadrature signals P_0 (0 ° component) and P_90 (90 ° component) that are 90 degrees out of phase. ), Frequency mixing units 94 and 95 (mixers), and output filter circuit units 96 and 97. In addition, although it has shown about the receiving part 90 here, the structure similar to the orthogonal phase signal generation part 93 and the frequency mixing parts 94 and 95 is provided also in the case of a transmission part.

受信部90は、放送波などを受信する図示を割愛したアンテナ部を介して高周波信号RFがフィルタ回路91に入力される。入力フィルタ部91を通過して帯域制限された高周波信号RFは周波数混合部94,95に入力される。周波数混合部94では、局部発振信号Loに基づいて直交位相信号発生部93により生成された直交位相信号P_0(0°成分)と高周波信号RFの間で変調が行なわれI信号成分が生成される。周波数混合部95では、局部発振信号Loに基づいて直交位相信号発生部93により生成された直交位相信号P_90 (90°成分)と高周波信号RFの間で変調が行なわれQ信号成分が生成される。   The receiving unit 90 receives a high frequency signal RF to the filter circuit 91 via an antenna unit (not shown) that receives broadcast waves and the like. The high-frequency signal RF that has been band-limited through the input filter unit 91 is input to the frequency mixing units 94 and 95. In the frequency mixing unit 94, modulation is performed between the quadrature signal P_0 (0 ° component) generated by the quadrature signal generator 93 and the high frequency signal RF based on the local oscillation signal Lo, and an I signal component is generated. . The frequency mixing unit 95 performs modulation between the quadrature signal P_90 (90 ° component) generated by the quadrature signal generator 93 based on the local oscillation signal Lo and the high frequency signal RF to generate a Q signal component. .

周波数混合部94により生成されたI信号成分は出力フィルタ部96により帯域制限されて中間周波数IF(I成分)として出力される。周波数混合部95により生成されたQ信号成分は出力フィルタ部97により帯域制限されて中間周波数IF(Q成分)として出力される。   The I signal component generated by the frequency mixing unit 94 is band-limited by the output filter unit 96 and output as an intermediate frequency IF (I component). The Q signal component generated by the frequency mixing unit 95 is band-limited by the output filter unit 97 and output as an intermediate frequency IF (Q component).

ここで、直交位相信号発生部93には、周波数分周器7が使用される。周波数分周器7はTVチューナ用無線通信機器の直交位相信号発生器として有用である。次に、直交位相信号発生部93用として、より適正な周波数分周器7について説明する。   Here, the frequency divider 7 is used in the quadrature signal generator 93. The frequency divider 7 is useful as a quadrature signal generator for TV tuner radio communication equipment. Next, a more appropriate frequency divider 7 for the quadrature signal generator 93 will be described.

<分周器:第2実施形態>
図3Aおよび図3Bは、電流論理型のマスタースレーブフリップフロップ回路を利用した周波数分周器7の他の例を示す図である。ここで、図3Aは、第2比較例の周波数分周器7Cの回路構成を示し、図3Bは、第2実施形態の周波数分周器7Dの回路構成を示す。
<Divisor: Second Embodiment>
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating another example of the frequency divider 7 using a current logic type master-slave flip-flop circuit. Here, FIG. 3A shows a circuit configuration of the frequency divider 7C of the second comparative example, and FIG. 3B shows a circuit configuration of the frequency divider 7D of the second embodiment.

周波数分周器7は無線通信装置9のフロントエンド部における直交位相信号発生部93に用いられる。直交位相信号発生部93は、差動入力に対して直交位相信号を出力する回路である。   The frequency divider 7 is used for the quadrature signal generator 93 in the front end of the wireless communication device 9. The quadrature signal generator 93 is a circuit that outputs a quadrature signal with respect to the differential input.

ここで、TVチューナなどの無線通信装置9で用いられる直交位相信号発生部93(直交位相信号発生器)では、広い動作周波数範囲と低い位相誤差が重要である。たとえば、図2Aに示した第1比較例の周波数分周器7Aの場合、その位相誤差の原因の1つとして、入力差動信号のデューティ比が50%になっていないことが挙げられる。入力差動信号のデューティ比が50%から大きくずれている場合、第1比較例の周波数分周器7A自身の位相誤差特性をよくしても出力信号の位相誤差が改善しないことになる。   Here, in the quadrature signal generator 93 (quadrature signal generator) used in the radio communication device 9 such as a TV tuner, a wide operating frequency range and a low phase error are important. For example, in the case of the frequency divider 7A of the first comparative example shown in FIG. 2A, one cause of the phase error is that the duty ratio of the input differential signal is not 50%. When the duty ratio of the input differential signal is greatly deviated from 50%, the phase error of the output signal is not improved even if the phase error characteristic of the frequency divider 7A itself of the first comparative example is improved.

このような位相誤差を改善して低い位相誤差を実現する手法としては、たとえば、図3Aに示す第2比較例の周波数分周器7Cのような回路方式を用いて、入力差動信号の影響を小さくすることが考えられる。すなわち、第2比較例の周波数分周器7Cは、図2Aに示した第1比較例の周波数分周器7Aをベースとして、トランジスタM1のソースと第1の電流源I1の間に抵抗素子R5を、トランジスタM2のソースと第1の電流源I1の間に抵抗素子R6を、それぞれゲイン調整用として設けている。同様に、トランジスタM3のソースと第2の電流源I2の間に抵抗素子R7を、トランジスタM4のソースと第2の電流源I2の間に抵抗素子R8を、それぞれゲイン調整用として設けている。考え方としては、入力トランジスタであるトランジスタM1,M2,M3,M4のゲインが抵抗素子R5〜R8の存在により下がることで、位相誤差に対する感度を低下させるものである。   As a technique for improving such a phase error and realizing a low phase error, for example, a circuit system such as the frequency divider 7C of the second comparative example shown in FIG. It is conceivable to reduce. That is, the frequency divider 7C according to the second comparative example is based on the frequency divider 7A according to the first comparative example shown in FIG. 2A, and has a resistance element R5 between the source of the transistor M1 and the first current source I1. The resistor element R6 is provided for gain adjustment between the source of the transistor M2 and the first current source I1, respectively. Similarly, a resistor element R7 is provided between the source of the transistor M3 and the second current source I2, and a resistor element R8 is provided between the source of the transistor M4 and the second current source I2 for gain adjustment. The idea is that the sensitivity to the phase error is reduced by reducing the gain of the transistors M1, M2, M3, and M4, which are input transistors, due to the presence of the resistance elements R5 to R8.

しかしながら、このように、ゲイン調整用の抵抗素子R5〜R8を入力トランジスタであるトランジスタM1,M2,M3,M4のソース側に設けると、抵抗素子R5〜R8による電圧降下も発生するため、高速動作が期待できなくなる。   However, if the resistance elements R5 to R8 for gain adjustment are provided on the source side of the transistors M1, M2, M3, and M4 as input transistors in this way, a voltage drop due to the resistance elements R5 to R8 also occurs, so that high speed operation is possible. Cannot be expected.

その対策として、図3Bに示す第2実施形態の周波数分周器7Dのような回路方式が有効に機能する。すなわち、第2実施形態の周波数分周器7Dは、図2Bに示した第1実施形態の周波数分周器7Bをベースとして、第1比較例の周波数分周器7Cと同様に、トランジスタM1のソースと第1の電流源I1および第3の電流源I3の間に抵抗素子R5をゲイン調整用として設けている。同様に、トランジスタM2のソースと第1の電流源I1および第3の電流源I3の間に抵抗素子R6をゲイン調整用として設けている。   As a countermeasure, a circuit system such as the frequency divider 7D of the second embodiment shown in FIG. 3B functions effectively. That is, the frequency divider 7D of the second embodiment is based on the frequency divider 7B of the first embodiment shown in FIG. 2B, and is similar to the frequency divider 7C of the first comparative example. A resistance element R5 is provided for gain adjustment between the source and the first current source I1 and the third current source I3. Similarly, a resistance element R6 is provided for gain adjustment between the source of the transistor M2 and the first current source I1 and the third current source I3.

同様に、トランジスタM3_1のソースと第2の電流源I2および第4の電流源I4の間に抵抗素子R7_1を、トランジスタM4_1のソースと第2の電流源I2および第4の電流源I4の間に抵抗素子R8_1を、ゲイン調整用として設けている。同様に、トランジスタM3_2のソースと第5の電流源I5の間に抵抗素子R7_2を、トランジスタM4_2のソースと第5の電流源I5の間に抵抗素子R8_2を、ゲイン調整用として設けている。   Similarly, a resistance element R7_1 is provided between the source of the transistor M3_1 and the second current source I2 and the fourth current source I4, and between the source of the transistor M4_1 and the second current source I2 and the fourth current source I4. A resistance element R8_1 is provided for gain adjustment. Similarly, a resistor R7_2 is provided between the source of the transistor M3_2 and the fifth current source I5, and a resistor R8_2 is provided between the source of the transistor M4_2 and the fifth current source I5 for gain adjustment.

ゲイン調整用の抵抗素子R5〜R8を入力トランジスタであるトランジスタM1,M2,M3,M4のソース側に設けて、位相誤差に対する感度を低下させる点では第2比較例と同様である。一方、高速動作(もちろん広い動作周波数範囲も)に関しては、第1実施形態の周波数分周器7Bが有する機能を享受できる。よって、第2実施形態の周波数分周器7Dによれば、位相誤差を低減しつつ高速動作(および広い動作周波数範囲)が期待できるようになる。   Similar to the second comparative example, the resistance elements R5 to R8 for gain adjustment are provided on the source side of the transistors M1, M2, M3, and M4 that are input transistors to reduce the sensitivity to the phase error. On the other hand, regarding the high-speed operation (of course, a wide operating frequency range), the function of the frequency divider 7B of the first embodiment can be enjoyed. Therefore, according to the frequency divider 7D of the second embodiment, high-speed operation (and a wide operating frequency range) can be expected while reducing the phase error.

以上、本発明について実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で前記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention, and embodiments to which such changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

また、前記の実施形態は、クレーム(請求項)にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   Further, the above embodiments do not limit the invention according to the claims (claims), and all combinations of features described in the embodiments are not necessarily essential to the solution means of the invention. Absent. The embodiments described above include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. Even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, as long as an effect is obtained, a configuration from which these some constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

たとえば、前記実施形態では、ラッチペア部L(マスターラッチペアMLおよびスレーブラッチペアSL)を2つに分けるとともに動作電流制御部CCを設けていたが、その分割数は2つに限らない。必要とされる動作周波数範囲に対して各モードの周波数カバーレンジが1/(N+1)以上で1/N未満であるあるときには、ラッチペア部Lの分割を(N+1)とし、周波数に応じて電流の切替えを(N+1)通りにすればよい。   For example, in the above-described embodiment, the latch pair unit L (the master latch pair ML and the slave latch pair SL) is divided into two and the operating current control unit CC is provided. However, the number of divisions is not limited to two. When the frequency cover range of each mode is greater than or equal to 1 / (N + 1) and less than 1 / N with respect to the required operating frequency range, the division of the latch pair portion L is set to (N + 1), and the current in accordance with the frequency Switching may be made in (N + 1) ways.

また、動作電流制御部CCや動作電流均衡制御部BCの電流切替機構としてはスイッチを利用した構成例を示したが、各スイッチSW1〜SW3を取り外して、第3〜第5の電流源I3〜I5を可変電流源とすることもできる。この場合、たとえば、イネーブル信号ENを電流制御信号に変更する。電流制御部2は、クロック CLKの周波数が低いほど動作電流制御部CCによる第2ラッチペア部L2に対する動作電流を増やすように制御する。つまり、動作電流制御部CCは、第2ラッチペア部L2に対する動作電流を、クロック CLKの周波数が高いときには減らし、クロック CLKの周波数が低いときには増やすように制御する。動作電流均衡制御部BCは、この動作電流制御部CCによる動作電流の増減を相殺するようにサンプルペア部Sや第1ラッチペア部L1に対する動作電流を制御する。   Moreover, although the structural example using a switch was shown as a current switching mechanism of the operating current control unit CC and the operating current balance control unit BC, each of the switches SW1 to SW3 is removed, and the third to fifth current sources I3 to I3 are removed. I5 can also be a variable current source. In this case, for example, the enable signal EN is changed to a current control signal. The current control unit 2 performs control so that the operating current for the second latch pair unit L2 by the operating current control unit CC is increased as the frequency of the clock CLK is lower. That is, the operating current control unit CC controls the operating current for the second latch pair unit L2 to be decreased when the frequency of the clock CLK is high and to be increased when the frequency of the clock CLK is low. The operating current balance control unit BC controls the operating current for the sample pair unit S and the first latch pair unit L1 so as to cancel the increase and decrease of the operating current by the operating current control unit CC.

電流制御信号に対する第5の電流源I5と第3の電流源I3および第4の電流源I4の電流値の変化方向を逆にする。なお、可変電流源とする場合、第3の電流源I3は第1の電流源I1と纏めて1つにし、第4の電流源I4は第2の電流源I2と纏めて1つにすることも可能である。   The change direction of the current values of the fifth current source I5, the third current source I3, and the fourth current source I4 with respect to the current control signal is reversed. When the variable current source is used, the third current source I3 is combined with the first current source I1, and the fourth current source I4 is combined with the second current source I2. Is also possible.

また、フリップフロップ回路1Bや周波数分周器7B,7Dは、無線通信装置9への適用に限らず、一般的な電子機器にも適用可能である。   Further, the flip-flop circuit 1B and the frequency dividers 7B and 7D are not limited to being applied to the wireless communication device 9, but can be applied to general electronic devices.

電流論理型を含む一般的なマスタースレーブ型のフリップフロップ回路の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a basic configuration of a general master-slave type flip-flop circuit including a current logic type. 図1に示したフリップフロップ回路の第1比較例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a first comparative example of the flip-flop circuit shown in FIG. 1. 図1に示したフリップフロップ回路の第1実施形態を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of a flip-flop circuit shown in FIG. 1. 周波数分周器の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of a frequency divider. 第1比較例のフリップフロップ回路を使用した第2比較例の周波数分周器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the frequency divider of the 2nd comparative example using the flip-flop circuit of a 1st comparative example. 第1実施形態のフリップフロップ回路を使用した第2実施形態の周波数分周器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the frequency divider of 2nd Embodiment using the flip-flop circuit of 1st Embodiment. 第1実施形態の周波数分周器の動作特性例を示す図である。It is a figure which shows the example of an operating characteristic of the frequency divider of 1st Embodiment. 周波数分周器を利用する無線通信装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the radio | wireless communication apparatus using a frequency divider. 第2比較例の周波数分周器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the frequency divider of a 2nd comparative example. 第2実施形態の周波数分周器の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the frequency divider of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…フリップフロップ回路、2…電流制御部2、3…マスター部3、5…スレーブ部5、7…周波数分周器、8…電子機器、9…無線通信装置、90…受信部、91…入力フィルタ部、92…局部発振部、93…直交位相信号発生部、94…周波数混合部、95…周波数混合部、96…出力フィルタ部、97…出力フィルタ部、BC…動作電流均衡制御部、BC1…第1の動作電流均衡制御部、BC2…第2の動作電流均衡制御部、L…ラッチペア部、L1…第1ラッチペア部、L2…第2ラッチペア部、ML…マスターラッチペア、ML_1…第1のマスターラッチペア、ML_2…第2のマスターラッチペア、MS…マスターサンプルペア、S…サンプルペア部、SL…スレーブラッチペア、SL_1…第1のスレーブラッチペア、SL_2…第2のスレーブラッチペア、SW1…第1のスイッチSW1、SW2…第2のスイッチSW2、SW3…第3のスイッチSW3、I1…第1の電流源、I2…第2の電流源、I3…第3の電流源、I4…第4の電流源、I5…第5の電流源、INV1…第1のインバータ、INV2…第2のインバータ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flip-flop circuit, 2 ... Current control part 2, 3 ... Master part 3, 5 ... Slave part 5, 7 ... Frequency divider, 8 ... Electronic device, 9 ... Wireless communication apparatus, 90 ... Reception part, 91 ... Input filter unit, 92 ... Local oscillation unit, 93 ... Quadrature phase signal generation unit, 94 ... Frequency mixing unit, 95 ... Frequency mixing unit, 96 ... Output filter unit, 97 ... Output filter unit, BC ... Operating current balance control unit, BC1 ... first operating current balance control unit, BC2 ... second operating current balance control unit, L ... latch pair unit, L1 ... first latch pair unit, L2 ... second latch pair unit, ML ... master latch pair, ML_1 ... first 1 master latch pair, ML_2 ... second master latch pair, MS ... master sample pair, S ... sample pair part, SL ... slave latch pair, SL_1 ... first slave latch pair, SL_2 ... second Slave latch pair, SW1 ... first switch SW1, SW2 ... second switch SW2, SW3 ... third switch SW3, I1 ... first current source, I2 ... second current source, I3 ... third current Source, I4 ... fourth current source, I5 ... fifth current source, INV1 ... first inverter, INV2 ... second inverter

Claims (9)

データが入力されるマスター部と、
前記マスター部からのデータが入力されるとともに、入力されたデータに対応するデータを出力するスレーブ部とを備え、
前記マスター部は、前記入力されたデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したマスターサンプルペアと、前記マスターサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したマスターラッチペアを有し、前記マスターサンプルペアと前記マスターラッチペアの動作はクロックによって制御されるものであり、
前記スレーブ部は、前記マスターサンプルペアが保持したデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したスレーブサンプルペアと、前記スレーブサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したスレーブラッチペアを有し、前記スレーブサンプルペアと前記スレーブラッチペアの動作は前記クロックによって制御されるものであり、
前記サンプルペアに流れる動作電流や前記ラッチペアに流れる動作電流を前記クロックに応じてオンオフする、前記ペアごとに設けられたトランジスタと、
前記クロックの周波数に応じて、前記ラッチペアに流れる動作電流を制御する動作電流制御部と、
をさらに備え、
前記動作電流制御部は、前記クロックの周波数が低いほど、前記ラッチペアに流れる動作電流を増やすように制御する
フリップフロップ回路。
A master part to which data is input;
The data from the master unit is input, and a slave unit that outputs data corresponding to the input data,
The master unit reads a master sample pair including a pair of transistors that reads the input data, and outputs a master latch pair including a pair of transistors that is output after holding the data read by the master sample pair. And the operation of the master sample pair and the master latch pair is controlled by a clock,
The slave unit is configured to read data held by the master sample pair, read a slave sample pair including a pair of transistors, and output a slave sample pair read after holding the data read by the slave sample pair. Having a latch pair, the operation of the slave sample pair and the slave latch pair is controlled by the clock,
A transistor provided for each pair that turns on and off the operating current flowing through the sample pair and the operating current flowing through the latch pair according to the clock;
An operating current control unit for controlling an operating current flowing in the latch pair according to the frequency of the clock;
Further comprising
The flip-flop circuit that controls the operating current control unit to increase the operating current flowing through the latch pair as the frequency of the clock is lower.
前記サンプルペアに流れる動作電流を制御する動作電流均衡制御部をさらに備え、
前記動作電流均衡制御部は、前記動作電流制御部による前記ラッチペアに流れる動作電流の変化を相殺する方向に前記サンプルペアに流れる動作電流を制御する
請求項1に記載のフリップフロップ回路。
An operating current balance control unit for controlling an operating current flowing through the sample pair;
2. The flip-flop circuit according to claim 1, wherein the operating current balance control unit controls the operating current flowing through the sample pair in a direction that cancels a change in the operating current flowing through the latch pair by the operating current control unit.
前記動作電流均衡制御部は、前記動作電流制御部による前記ラッチペアへの動作電流の変化があっても前記スレーブ部から出力されるデータの振幅が一定に維持されるように、前記サンプルペアに流れる動作電流を制御する
請求項2に記載のフリップフロップ回路。
The operating current balance control unit flows to the sample pair so that the amplitude of data output from the slave unit is maintained constant even when the operating current to the latch pair is changed by the operating current control unit. The flip-flop circuit according to claim 2, which controls an operating current.
前記ラッチペアはそれぞれ複数に分かれており、
前記動作電流制御部は、分かれた一方の各ラッチペアに対して前記クロックの周波数が低いほど動作電流を増やすようにするものであり、
前記動作電流均衡制御部は、前記動作電流制御部による前記一方の各ラッチペアに流れる動作電流の変化を相殺する方向に前記サンプルペアに流れる動作電流を制御する第1の動作電流均衡制御部と、前記分かれた他方の各ラッチペアに対して前記動作電流制御部による前記一方のラッチペアに流れる動作電流の変化を相殺する方向に動作電流を制御する第2の動作電流均衡制御部を有する
請求項1〜3の内の何れか1項に記載のフリップフロップ回路。
Each of the latch pairs is divided into a plurality,
The operating current control unit is configured to increase the operating current as the frequency of the clock is lower for each one of the separated latch pairs,
The operating current balance control unit is configured to control a working current flowing through the sample pair in a direction that cancels a change in operating current flowing through the one latch pair by the operating current control unit; The second operating current balance control unit that controls the operating current in a direction that cancels out the change of the operating current flowing through the one latch pair by the operating current control unit with respect to each of the other separated latch pairs. 4. The flip-flop circuit according to any one of 3.
前記動作電流制御部による前記一方の各ラッチペアに流れる動作電流の変化量が、前記動作電流均衡制御部による前記サンプルペアに流れる動作電流の変化量と前記動作電流均衡制御部による前記他方の各ラッチペアに流れる動作電流の変化量との和と等しい
請求項4項に記載のフリップフロップ回路。
The amount of change in the operating current flowing through the one latch pair by the operating current control unit is the amount of change in the operating current flowing through the sample pair by the operating current balance control unit and the other latch pair by the operating current balance control unit. The flip-flop circuit according to claim 4, wherein the flip-flop circuit is equal to a sum of a change amount of an operating current flowing through the FF.
データが入力されるマスター部と、
前記マスター部からのデータが入力されるとともに、入力されたデータに対応するデータを出力するスレーブ部とを備え、
前記スレーブ部から出力される非反転データが前記マスター部の反転入力端に供給され、あるいは、前記スレーブ部から出力される反転データが前記マスター部の非反転入力端に供給されており、
前記マスター部は、前記入力されたデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したマスターサンプルペアと、前記マスターサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したマスターラッチペアを有し、前記マスターサンプルペアと前記マスターラッチペアの動作はクロックによって制御されるものであり、
前記スレーブ部は、前記マスターサンプルペアが保持したデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したスレーブサンプルペアと、前記スレーブサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したスレーブラッチペアを有し、前記スレーブサンプルペアと前記スレーブラッチペアの動作は前記クロックによって制御されるものであり、
前記サンプルペアに流れる動作電流や前記ラッチペアに流れる動作電流を前記クロックに応じてオンオフする、前記ペアごとに設けられたトランジスタと、
前記クロックの周波数に応じて、前記ラッチペアに流れる動作電流を制御する動作電流制御部を具備する電流制御部と、
をさらに備え、
前記動作電流制御部は、前記クロックの周波数が低いほど、前記ラッチペアに流れる動作電流を増やすように制御する
周波数分周器。
A master part to which data is input;
The data from the master unit is input, and a slave unit that outputs data corresponding to the input data,
Non-inverted data output from the slave unit is supplied to the inverting input terminal of the master unit, or inverted data output from the slave unit is supplied to the non-inverted input terminal of the master unit,
The master unit reads a master sample pair including a pair of transistors that reads the input data, and outputs a master latch pair including a pair of transistors that is output after holding the data read by the master sample pair. And the operation of the master sample pair and the master latch pair is controlled by a clock,
The slave unit is configured to read data held by the master sample pair, read a slave sample pair including a pair of transistors, and output a slave sample pair read after holding the data read by the slave sample pair. Having a latch pair, the operation of the slave sample pair and the slave latch pair is controlled by the clock,
A transistor provided for each pair that turns on and off the operating current flowing through the sample pair and the operating current flowing through the latch pair according to the clock;
A current control unit comprising an operating current control unit for controlling an operating current flowing through the latch pair in accordance with the frequency of the clock;
Further comprising
The operating current control unit performs control to increase the operating current flowing through the latch pair as the frequency of the clock is lower.
トランジスタの各ペアの電流供給側の端子にはゲインを調整する抵抗素子が設けられている
請求項6に記載の周波数分周器。
The frequency divider according to claim 6, wherein a resistor for adjusting a gain is provided at a current supply side terminal of each pair of transistors.
高周波信号を受信または送信する通信部を備え、
前記通信部は、
データが入力されるマスター部と、
前記マスター部からのデータが入力されるとともに、入力されたデータに対応するデータを出力するスレーブ部とを備え、
前記スレーブ部から出力される非反転データが前記マスター部の反転入力端に供給され、あるいは、前記スレーブ部から出力される反転データが前記マスター部の非反転入力端に供給されており、
前記マスター部は、前記入力されたデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したマスターサンプルペアと、前記マスターサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したマスターラッチペアを有し、前記マスターサンプルペアと前記マスターラッチペアの動作はクロックによって制御されるものであり、
前記スレーブ部は、前記マスターサンプルペアが保持したデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したスレーブサンプルペアと、前記スレーブサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したスレーブラッチペアを有し、前記スレーブサンプルペアと前記スレーブラッチペアの動作は前記クロックによって制御されるものであり、
前記サンプルペアに流れる動作電流や前記ラッチペアに流れる動作電流を前記クロックに応じてオンオフする、前記ペアごとに設けられたトランジスタと、
前記クロックの周波数に応じて、前記ラッチペアに流れる動作電流を制御する動作電流制御部と、
をさらに備え、
前記動作電流制御部は、前記クロックの周波数が低いほど、前記ラッチペアに流れる動作電流を増やすように制御する
通信装置。
A communication unit that receives or transmits a high-frequency signal,
The communication unit is
A master part to which data is input;
The data from the master unit is input, and a slave unit that outputs data corresponding to the input data,
Non-inverted data output from the slave unit is supplied to the inverting input terminal of the master unit, or inverted data output from the slave unit is supplied to the non-inverted input terminal of the master unit,
The master unit reads a master sample pair including a pair of transistors that reads the input data, and outputs a master latch pair including a pair of transistors that is output after holding the data read by the master sample pair. And the operation of the master sample pair and the master latch pair is controlled by a clock,
The slave unit is configured to read data held by the master sample pair, read a slave sample pair including a pair of transistors, and output a slave sample pair read after holding the data read by the slave sample pair. Having a latch pair, the operation of the slave sample pair and the slave latch pair is controlled by the clock,
A transistor provided for each pair that turns on and off the operating current flowing through the sample pair and the operating current flowing through the latch pair according to the clock;
An operating current control unit for controlling an operating current flowing in the latch pair according to the frequency of the clock;
Further comprising
The communication device that controls the operation current control unit to increase an operation current flowing in the latch pair as the frequency of the clock is lower.
データが入力されるマスター部と、
前記マスター部からのデータが入力されるとともに、入力されたデータに対応するデータを出力するスレーブ部とを備え、
前記スレーブ部から出力される非反転データが前記マスター部の反転入力端に供給され、あるいは、前記スレーブ部から出力される反転データが前記マスター部の非反転入力端に供給されており、
前記マスター部は、前記入力されたデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したマスターサンプルペアと、前記マスターサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したマスターラッチペアを有し、前記マスターサンプルペアと前記マスターラッチペアの動作はクロックによって制御されるものであり、
前記スレーブ部は、前記マスターサンプルペアが保持したデータを読み込む、一対のトランジスタを具備したスレーブサンプルペアと、前記スレーブサンプルペアが読み込んだデータを保持した後で出力する、一対のトランジスタを具備したスレーブラッチペアを有し、前記スレーブサンプルペアと前記スレーブラッチペアの動作は前記クロックによって制御されるものであり、
前記サンプルペアに流れる動作電流や前記ラッチペアに流れる動作電流を前記クロックに応じてオンオフする、前記ペアごとに設けられたトランジスタと、
前記クロックの周波数に応じて、前記ラッチペアに流れる動作電流を制御する動作電流制御部と、
をさらに備え、
前記動作電流制御部は、前記クロックの周波数が低いほど、前記ラッチペアに流れる動作電流を増やすように制御する
電子機器。
A master part to which data is input;
The data from the master unit is input, and a slave unit that outputs data corresponding to the input data,
Non-inverted data output from the slave unit is supplied to the inverting input terminal of the master unit, or inverted data output from the slave unit is supplied to the non-inverted input terminal of the master unit,
The master unit reads a master sample pair including a pair of transistors that reads the input data, and outputs a master latch pair including a pair of transistors that is output after holding the data read by the master sample pair. And the operation of the master sample pair and the master latch pair is controlled by a clock,
The slave unit is configured to read data held by the master sample pair, read a slave sample pair including a pair of transistors, and output a slave sample pair read after holding the data read by the slave sample pair. Having a latch pair, the operation of the slave sample pair and the slave latch pair is controlled by the clock,
A transistor provided for each pair that turns on and off the operating current flowing through the sample pair and the operating current flowing through the latch pair according to the clock;
An operating current control unit for controlling an operating current flowing in the latch pair according to the frequency of the clock;
Further comprising
The electronic device that controls the operating current control unit to increase the operating current flowing through the latch pair as the frequency of the clock is lower.
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