JPH0212412B2 - - Google Patents

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JPH0212412B2
JPH0212412B2 JP58049927A JP4992783A JPH0212412B2 JP H0212412 B2 JPH0212412 B2 JP H0212412B2 JP 58049927 A JP58049927 A JP 58049927A JP 4992783 A JP4992783 A JP 4992783A JP H0212412 B2 JPH0212412 B2 JP H0212412B2
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JP
Japan
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level
mosfet
circuit
terminal
signal
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JP58049927A
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JPS59175214A (ja
Inventor
Kazuo Yamaguchi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP58049927A priority Critical patent/JPS59175214A/ja
Publication of JPS59175214A publication Critical patent/JPS59175214A/ja
Publication of JPH0212412B2 publication Critical patent/JPH0212412B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/15Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors
    • H03K5/151Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は相補MOS型集積回路装置内に設け
られる2相同期信号発生回路に関し、特に1相の
同期信号からこの同期信号と同一の周波数を持つ
2相の基本同期信号を発生する2相同期信号発生
回路に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来、入力基本クロツク信号φから、これと同
一周波数でかつ互いに能動レベル(たとえばNチ
ヤネルMOSFETの場合には“1”レベル、Pチ
ヤネルMOSFETの場合には“0”レベル)の期
間が重ならない様に位相をずらせた2相のクロツ
ク信号を発生する回路としては第1図のような回
路がある。 第1図に示す従来の2相同期信号発生回路は、
入力基本クロツク信号φを反転するインバータ1
1、偶数個のインバータを縦列接続してなり上記
インバータ11の出力信号を所定時間遅延する遅
延回路12、この遅延回路12の出力信号と上記
インバータ11の出力信号とが並列的にそれぞれ
入力されるNORゲート13およびNANDゲート
14、上記NORゲート13からの出力信号を反
転して2相のうちの一方のクロツク信号1を出
力するインバータ15および上記NANDゲート
14からの出力信号を反転して2相のうちの他方
のクロツク信号φ2を出力するインバータ16か
ら構成されている。この回路では第2図のタイミ
ングチヤートに示すように、遅延回路12におけ
る信号遅延時間を利用して信号1の“0”レベ
ル期間が信号φ2の“1”レベル期間と重ならな
いようにしている。 ところが、この回路では信号1,φ2の負荷容
量の駆動能力を考慮して、遅延回路12における
信号遅延時間を十分に設定する必要があり、回路
設計が容易ではない。また、信号1,φ2の負荷
容量に差がある場合には、この信号1,φ2
“0”レベル期間と“1”レベル期間との間の期
間(両者がともに能動レベルとならない期間であ
り、以降この期間をオフ・オフ期間と称する)が
確実にとれなくなるという欠点がある。 第3図および第5図はそれぞれ、第1図回路の
欠点である回路設計の困難性およびオフ・オン期
間が確実にとれないということを解消したさらに
従来の2相同期信号発生回路の回路図である。第
3図の回路は、NORゲート21とこのNORゲー
ト21の出力端に縦列接続される2個のインバー
タ22,23と、NORゲート24とこのNORゲ
ート24の出力端に縦列接続される2個のインバ
ータ25,26とでフリツプフロツプ回路27
構成し、このフリツプフロツプ回路27の一方入
力信号として入力基本クロツク信号φを入力し、
また他方入力信号として信号φをインバータ28
を介して入力するようにしたものである。そして
2相のクロツク信号φ1,φ2はフリツプフロツプ
回路27の出力信号として得られる。 この回路では、信号φ1,φ2の“0”レベルを
互いに確認した後に信号φ2,φ1が“1”レベル
に変わるように動作する。このため、信号φ1
φ2の負荷容量に差があつても、NORゲート21
または24の1段分と2個のインバータ22,2
3または25,26の2段分の計3段分のゲート
遅延時間がオフ・オフ期間として自動的に確保さ
れる。したがつて、回路設計の困難性を伴なわず
にオフ・オフ期間を確実にとることができる。な
お、第4図に第3図回路のタイミングチヤートを
示す。 第5図の回路は第3図回路中NORゲート21,
24の代りにNANDゲート29,30をそれぞ
れ用いて前記フリツプフロツプ回路27を構成し
たものであり、2相の出力クロツク信号12
の“1”レベルを互いに確認した後に信号2
φ1が“0”レベルに変わるように動作する点が
異なつている。そしてこの回路の動作は第6図の
タイミングチヤートに示す通りである。 上記のように、第3図および第5図の従来回路
では第1図回路の持つ欠点を解消し得る。ところ
が、この両回路では次のような問題点がある。 近年、LSIの大規模化に伴ない消費電力の問題
がでてきており、特に低消費電力を特長とする
CMOS型のLSIが注目されている。クロツク信号
発生回路をCMOSLSIに内蔵させる場合を考えた
場合、クロツク信号の出力動作が停止していると
きにLSIではほとんど電力は消費されない。とこ
ろが、クロツク信号が出力されているときには
CMOSLSIといえども電力は消費される。とりわ
け、クロツク信号発生回路はLSIの中で最も高い
周波数で常時動作しているだけに、この部分にお
ける消費電力は大きい。一方、CMOS回路にお
ける消費電力は次の2つに大別されることがよく
知られている。第1は内部容量の充放電電流や
種々のリーク電流によるものであり、第2は直列
接続されているPチヤネルおよびNチヤネル
MOSFETのスイツチング時に両MOSFETが共
にオンし、電源間に直流電流経路が生じてここに
流れる電流(貫通電流)によるものである。リー
ク電流によるものは別として上記各電流による消
費電力は、周波数が高い程大きくなる。このた
め、たとえばマイクロコンピユータシステムのよ
うに高速、高周波動作が要求されるものに使用さ
れるCMOSLSIでは、その消費電力が問題となり
つつある。一方、LSIが大規模化される程内部の
クロツクラインの負荷容量が増大し、内部基本ク
ロツク信号を発生する駆動MOSトランジスタと
しては電流駆動能力が大きく寸法も大きなものが
必要となり、また高速動作を行なうためにも駆動
MOSトランジスタのgm値(コンダクタンス)は
大きくする必要がある。このような情況におい
て、上記第3図あるいは第5図回路中の最終段の
インバータ23,26それぞれを構成する
MOSFETのgm値を大きくして上記のようなLSI
の大規模化、高速化に対処しようとすると、結
局、前段のインバータ22,25の負荷容量を増
すことになる。すると、インバータ23,26の
入力信号波形がなまつてしまい、各インバータ2
3,26それぞれで前記貫通電流が流れる期間が
長くなり、しかもインバータ23,26内の
MOSFETのgm値も大きくされているので、この
両インバータ23,26それぞれにおける消費電
力は大きなものとなつてしまう。そこで上記両イ
ンバータ23,26への入力信号波形のなまりを
防止するために前段のインバータ22,25内の
MOSFETのgm値も大きくすれば、各2段のイン
バータ22と23および25と26それぞれのゲ
ート遅延時間が十分に確保できない。これによつ
て信号φ1とφ2あるいは信号1とφ2それぞれのオ
フ・オフ期間が短かくなつてしまい、安全な最小
のオフ・オフ期間がとれなくなつてしまう。 このためにさらに従来では、第7図に示すよう
に、前記第5図回路中のそれぞれ1個のインバー
タ22,25の代りに、それぞれ偶数個のインバ
ータを縦列接続して構成されるプリバツフアを兼
ねた遅延回路31,32を設けることによつて十
分な遅延時間を得るようにしている。しかしなが
ら、この回路でも本質的に最終段のインバータ2
3,26における貫通電流を解消するとはでき
ず、また各段のインバータ内のMOSFETのgm値
および遅延回路31,32内のインバータの段数
等を貫通電流や遅延時間を考慮して設計する必要
があり、回路設計が困難である。 上記第1図、第3図、第5図および第7図に示
す従来回路は、いずれの場合も入力基本クロツク
信号φと周波数が等しい2相のクロツク信号1
とφ2、φ1とφ2あるいは12を発生するための
ものであるが、入力基本クロツク信号φを順次分
周した信号を用いて2相クロツク信号を作り出す
方式も考えられる。この方式による従来回路には
たとえば第8図に示す構成のものがある。この回
路はシフトレジスタやカウンタ等を用いた分周回
路41により入力基本クロツク信号φを分周して
2相の信号を作り、それぞれの信号をプリバツフ
ア用のインバータ42,43それぞれを介して駆
動用のインバータ44,45それぞれに供給する
ことによつて2相のクロツク信号φ1,φ2を作つ
ている。この回路で作られる信号φ1,φ2のオ
フ・オフ期間は、第9図のタイミングチヤートに
示すように入力基本クロツク信号φのパルス幅あ
るいは周期を利用して形成されている。ところが
この回路においても貫通電流が発生する。しかも
2相のクロツク信号φ1,φ2のオフ・オフ期間は、
入力基本クロツク信号φによつて決定されてしま
い、必要以上に長くなつてしまうおそれがある。
このオフ・オフ期間は、2相のクロツク信号φ1
φ2が供給されるCMOS回路においてたとえばシ
フトレジスタ等が含まれる場合にクロックによる
データのレーシング誤動作(データのつき抜け現
象)を防止するため、あるいはダイナミツク回路
におけるプリチヤージやデイスチヤージの干渉に
よる誤動作防止のために設けられているものであ
る。そしてこの両クロツク信号φ1,φ2に基づい
て動作する回路の動作速度からみれば、上記オ
フ・オフ期間は上記誤動作が発生しない安全な長
さでかつ最小であることが望ましい。 〔発明の目的〕 この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、消費電力が少なくかつ高
速動作および高集積化に適し、しかも回路設計の
困難さを伴なわずに2相同期信号の能動期間相互
の間の期間を安全な長さの最小に設定し得る2相
同期信号発生回路を提供することにある。 〔発明の概要〕 この発明によれば、高電位供給端子と2相クロ
ツク信号のうちの一方が出力される第1の出力端
子との間にPチヤネルの第1のMOSFETを挿入
し、上記第1の出力端子と低電位供給端子との間
にNチヤネルの第2のMOSFETを挿入し、上記
高電位供給端子と2相クロツク信号のうちの他方
が出力される第2の出力端子との間にPチヤネル
の第3のMOSFETを挿入し、上記第2の出力端
子と上記低電位供給端子との間にNチヤネルの第
4のMOSFETを挿入し、1つの同期信号が入力
され上記各MOSFETのゲートに供給される第1
ないし第4のMOSFETのゲートに各々供給され
る第1ないし第4の4相の制御信号を発生する4
相信号発生回路を設け、上記4相信号発生回路で
発生される第1の制御信号の“0”レベルの期間
が第2の制御信号の“1”レベルの期間とは重な
らず、かつ第3の制御信号の“0”レベルの期間
が第4の制御信号の“1”レベルの期間とは重な
らないようにされた2相同期信号発生回路が提供
されている。 〔発明の実施例〕 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第10図はこの発明に係る2相同期信号発
生回路の一実施例の構成を示す回路図である。図
において正極性の電源電圧VDDが供給される端子
51(第1の端子)と2相クロツク信号(2相同
期信号)の一方の信号φ1が出力される出力端子
52(第3の端子)との間にはPチヤネルの
MOSFET53(第1のMOSFET)が挿入され
る。上記出力端子52と接地電圧VSS(OV)が供
給される端子54(第2の端子)との間にはNチ
ヤネルのMOSFET55(第2のMOSFET)が
挿入される。上記端子51と2相クロツク信号の
他方の信号φ2が出力される出力端子56(第4
の端子)との間にはPチヤネルのMOSFET57
(第3のMOSFET)が挿入される。上記出力端
子56と上記端子54との間にはNチヤネルの
MOSFET58(第4のMOSFET)が挿入され
る。 さらに第10図において、4相信号発生回路
(4相信号発生手段)61は入力基本クロツク信
号φから第11図のタイミングチヤートに示す4
相の第1ないし第4の制御パルス(第1ないし第
4の制御信号)p1,φo1p2,φo2をそれぞれ発
生するものであり、これらの制御パルスp1
φo1p2,φo2それぞれは上記4個のMOSFET5
3,55,57,58それぞれのゲートに供給さ
れる。 上記4相信号発生回路61で発生される4相の
制御パルスのうち、制御パルスp1の“0”のレ
ベルの期間は制御パルスφo1の“1”レベルの期
間と互いに重ならないように設定され、また制御
パルスp2の“0”レベルの期間は制御パルスφo2
の“1”レベルの期間と互いに重ならないように
設定される。しかも制御パルスφo1が“0”レベ
ルから“1”レベルに変化してこれよりも所定期
間遅れてから制御パルスp2が“1”レベルから
“0”レベルに反転され、かつ制御パルスφo2
“0”レベルから“1”レベルに変化してこれよ
りも所定期間遅れてから制御パルスp1が“1”
レベルから“0”レベルに反転される。 このような構成において、いま制御パルスp1
が“0”レベルとなつている期間ではMOSFET
53がオンされ、出力端子52における信号φ1
は第11図に示すように“1”レベルに設定され
る。次に制御パルスp1が“0”レベルから“1”
レベルに変化した後から、制御パルスφo1が“0”
レベルから“1”レベルに変化するまでの期間で
は、MOSFET53,55がともにオフされる。
したがつてこの期間では、信号φ1は“1”レベ
ルのまま保持される。次に制御パルスφo1が“1”
レベルとなつている期間ではMOSFET55がオ
ンされ、出力端子52における信号φ1は今度は
“0”レベルに設定される。次に制御パルスφo1
“1”レベルから“0”レベルに変化した後から、
制御パルスp1が“1”レベルから“0”レベル
に変化するまでの期間では、再びMOSFET5
3,55がともにオフされる。したがつてこの期
間では、信号φ1は“0”レベルのまま保持され
る。 一方、制御パルスp2が“0”レベルとなつて
いる期間ではMOSFET57がオンされ、出力端
子56における信号φ2は第11図に示すように
“1”レベルに設定される。次に制御パルスp2
“0”レベルから“1”レベルに変化した後から、
制御パルスφo2が“0”レベルから“1”レベル
に変化するまでの期間では、MOSFET57,5
8がともにオフにされる。したがつてこの期間で
は、信号φ2は“1”レベルのまま保持される。
次に制御パルスφo2が“1”レベルとなつている
期間ではMOSFET58がオンされ、出力端子5
6における信号φ2は今度は“0”レベルに設定
される。次に制御パルスφo2が“1”レベルから
“0”レベルに変化した後から、制御パルスp2
“1”レベルから“0”レベルに変化するまでの
期間では、再びMOSFET57,58がともにオ
フされる。したがつてこの期間では、信号φ2
“0”レベルのまま保持される。 ここで、制御パルスφo1が“0”レベルから
“1”レベルに変化するタイミング(第11図中
のt1のタイミング)に対して制御パルスp2
“1”レベルから“0”レベルに変化するタイミ
ング(t2のタイミング)は所定定期間遅れてお
り、かつ制御パルスφo2が“0”レベルから“1”
レベルに変化するタイミング(t3のタイミング)
に対して制御パルスp1が“1”レベルから“0”
レベルに変化するタイミング(t4のタイミング)
も所定期間遅れている。 したがつてこの実施例回路の2つの出力端子5
2,56からは、第11図に示すように、“1”
レベル期間が互いに重なり合わない2相のクロツ
ク信号φ1,φ2が出力される。しかも信号φ1,φ2
それぞれを出力するためのMOSFET53と55
および57と58とはそれぞれ、同時にオンされ
ることがないので、端子51と54との間に直列
挿入されたMOSFET53,55および
MOSFET57,58それぞれにおいて貫通電流
は発生せず、消費電力を少なくすることができ
る。しかもMOSFET53,55および
MOSFET57,58に貫通電流が発生しないの
で、ここでの消費電力を考慮することなしにそれ
ぞれのMOSFETの電流駆動能力を高めることが
でき、これによつて出力端子52,56それぞれ
に接続される負荷容量を急速に充放電することが
できる。すなわち、これによつて高集積化および
高速動作を可能ならしめるものである。また、制
御パルスφo1が“1”レベルに変化した後、次に
制御パルスp2が“0”レベルに変化するまでの
期間(t1からt2までの期間)および制御パルスφo2
が“1”レベルに変化した後、次に制御パルス
φp1が“0”レベルに変化するまでの期間(t3
らt4までの期間)のそれぞれを設定することによ
り、2相のクロツク信号φ1,φ2がそれぞれ“1”
レベル(能動レベル)となつている期間相互の間
の期間を回路設計の困難性を伴なわずに安全な長
さの最小値にすることができる。 第12図はこの発明の他の実施例に係る2相同
期信号発生回路の構成を示す回路図である。この
実施例回路が上記第10図の実施例回路と異なつ
ているところは、前記入力基本クロツク信号φの
みから4相の制御パルスp1,φo1p2,φo2を発
生する4相信号発生回路61の代りに、新たな4
相信号発生回路62が設けられているところにあ
る。そしてこの4相信号発生回路62には入力基
本クロツク信号φと前記出力端子52,56それ
ぞれから出力される2相のクロツク信号φ1,φ2
が入力される。そして4相信号発生回路62は上
記入力される3種のクロツク信号φ1,φ2に応じ
て前記4相の制御パルスp1,φo1p2,φo2それ
ぞれを発生する。 さらに第12図中の4相信号発生回路62は、
第13図に示すように2つの回路ブロツク62
A,62Bで構成されている。上記一方の回路ブ
ロツク62Aは、入力基本クロツク信号φと前記
一方の出力端子56から出力される一方のクロツ
ク信号φ2とから前記2相の制御パルスp1,φo1
発生する。また他方の回路ブロツク62Bは、入
力基本クロツク信号φと前記他方の出力端子52
から出力される他方のクロツク信号φ1とから前
記2相の制御パルスp2,φo2を発生する。 第14図は上記第13図中の2つの回路ブロツ
ク62A,62Bそれぞれを具体的に示す全体の
回路図である。図示するように、一方の回路ブロ
ツク62Aは3個のインバータ71,72,7
3、それぞれ1個ずつのNORゲート74、
MANDゲート75およびORゲート76を備えて
いる。上記NORゲート74の一方入力端にはイ
ンバータ71を介して入力基本クロツク信号φが
入力される。このNORゲート74の出力信号は
インバータ72を介してNANDゲート75の一
方入力端に入力される。このNANDゲート75
からの出力信号はインバータ73を介して上記
NORゲート74の他方入力端に入力される。ま
たORゲート76には上記インバータ71からの
出力信号と前記クロツク信号φ2が入力され、こ
のORゲート76からの出力信号は上記NANDゲ
ート75の他方入力端に入力される。すなわち、
この回路ブロツク62Aでは、NORゲート74
およびインバータ72とからなる実質的な論理和
型のゲート回路77(第1のゲート回路)と、
NANDゲート75およびインバータ73とから
なる実質的な論理積型のゲート回路78(第2の
ゲート回路)とでフリツプフロツプ回路79が構
成され、ゲート回路78の前後にクロツク信号
φ,φ2を入力とするORゲート76(第3のゲー
ト回路)が設けられている。 他方の回路ブロツク62Bは、一方の回路ブロ
ツク62A内に設けられているインバータ72,
73、NORゲート74、NANDゲート75、
ORゲート76それぞれに対応したインバータ8
2,83、NORゲート84、NANDゲート8
5、ORゲート86それぞれを備えている。この
回路ブロツク62Bでも上記回路ブロツク62A
と同様に、NORゲート84およびインバータ8
2とからなる実質的な論理和型のゲート回路87
(第1のゲート回路)と、NANDゲート85およ
びインバータ83とからなる実質的な論理積型の
ゲート回路88(第2のゲート回路)とでフリツ
プフロツプ回路79が構成され、ゲート回路88
の前後にクロツク信号φ,φ1を入力とするORゲ
ート86(第3のゲート回路)が設けられてい
る。 そして上記一方の回路ブロツク62A内のイン
バータ72,73それぞれの出力信号が前記制御
パルスp1,φo1として出力され、他方の回路ブロ
ツク62B内のインバータ82,83それぞれの
出力信号が前記制御パルスp2,φo2として出力さ
れる。 次に第14図のように構成された回路の動作を
第15図のタイミングチヤートを用いて説明す
る。まず始めに制御パルスp1,φo1がともに
“0”レベルがありかつ制御パルスp2,φp2がと
もに“1”レベルであるとする。このとき
MOSFET53はオン、MOSFET55はオフさ
れ、出力端子52における信号φ1は“1”レベ
ルに設定される。同様にMOSFET57はオフ、
MOSFET58はオフされ、出力端子56におけ
る信号φ2は“0”レベルに設定される。さらに
このとき、回路ブロツク62B内のNANDゲー
ト85には“1”レベルとなつている制御パルス
φp2が入力し、かつORゲート86を介して、“1”
レベルとなつている信号φ1が入力しているので
その出力信号は“0”レベルのまま固定される。
しかも回路ブロツク62B内のNORゲート84
には“1”レベルとなつている制御パルスφo2
入力しているので、信号φにかかわらずこの
NORゲート84の出力信号も“0”レベルのま
ま固定される。すなわち、信号φ1が“1”レベ
ルの期間では、回路ブロツク62Bの動作は信号
φのレベル変化にかかわらず固定され制御パルス
φp2,φo2はそれぞれ“1”レベルのまま固定され
る。したがつて信号φ2は“0”レベルのままで
ある。 次にφ1=“1”レベル、φ2=“0”レベルのと
きに入力基本クロツク信号φが“1”レベルから
“0”レベルに変化する。これにより回路ブロツ
ク62A内においてインバータ71の出力信号が
“0”レベルから“1”レベルに変化する。さら
に続いてNORゲート74の出力信号が“1”レ
ベルから“0”レベルに変化し、この後、インバ
ータ72の出力信号も反転して制御パルスp1
“0”レベルから“1”レベルに変わる。すると
いままでオンされていたMOSFET53がオフさ
れる。制御パルスp1が“1”レベルに変化した
ときまでにORゲート76の出力信号はすでにク
ロツク信号φによつて“1”レベルにされている
ので、制御パルスp1の変化の後にNANDゲート
75の出力信号が“1”レベルから“0”レベル
に変化し、この後、インバータ73の出力信号も
反転して制御パルスφo1が“0”レベルから“1”
レベルに変わる。するといままでオフされていた
MOSFET55がオンされ、信号φ1が“0”レベ
ルに設定される。ここで入力基本クロツク信号φ
のレベル変化に応動した第1の回路ブロツク62
Aからの制御パルスp1,φo1により、クロツク信
号φ1は“1”レベルから“0”レベルに変化さ
れるものであるが、制御パルスp1が“0”レベ
ルから“1”レベルに変化されてMOSFET53
がオンするとき、制御パルスφo1は“0”レベル
に保たれておりMOSFET55はオフしている。
そして制御パルスp1の変化がNANDゲート75
およびインバータ73からなるゲート回路78
通して伝達されることによつて始めてMOSFET
55がオンされる。このために、MOSFET5
3,55がオン・オフそれぞれの状態からオフ・
オンそれぞれの状態に移る際には、ゲート回路
8による信号遅延時間に相当する期間だけ、とも
にオフの状態を経て移り、MOSFET53,55
における貫通電流は発生しない。 次に信号φ1が“0”レベルになると、第2の
回路ブロツク62B内のORゲート86の出力信
号が“1”レベルから“0”レベルに反転する。
するとこれに続いてNANDゲート85の出力信
号が“0”レベルから“1”レベルに変化し、さ
らにこれに続いてインバータ83の出力信号が反
転して制御パルスφo2が“1”レベルから“0”
レベルに変化する。するといままでオンされてい
たMOSFET58がオフされる。制御パルスφo2
“0”レベルに変化した後にNORゲート84の出
力信号が“0”レベルから“1”レベルに変化
し、さらにこの後、インバータ82の出力信号も
反転して制御パルスp2が“1”レベルから“0”
レベルに変わる。これにより、いままでオフされ
ていたMOSFET57がオンされて、信号φ2
“1”レベルに設定される。このように第2の回
路ブロツク62Bから出力されるクロツク信号
φ2は、第1の回路ブロツク62Aから出力され
るクロツク信号φ1が“1”レベルから“0”レ
ベルに変化した後に“0”レベルから“1”レベ
ルに変化される。そしてこのクロツク信号φ2
“0”レベルから“1”レベルに変化するとき、
すなわちMOSFET57,58がオフ・オンそれ
ぞれの状態からオン・オフそれぞれの状態に移る
ときには、上記と同様に制御パルスφo2の変化が
ゲート回路87による信号遅延時間に相当する期
間だけMOSFET57,58はともにオフ状態を
経て移る。したがつて、クロツク信号φ2のレベ
ル変化時にも、MOSFET57,58における貫
通電流は発生しない。 クロツク信号φ2が“1”レベルになるとこの
期間では、上記と同じ理由によつて第1の回路ブ
ロツク62Aの動作は信号φのレベル変化にかか
わらず固定され、制御パルスp1,φo1はそれぞれ
“1”レベルのまま固定される。したがつて信号
φ1は“0”レベルのままである。 次にφ1=“0”レベル、φ2=“1”レベルのと
きに入力基本クロツク信号φが“0”レベルから
“1”レベルに変化する。これにより第2の回路
ブロツク62B内においてNORゲート84の出
力信号が“1”レベルから“0”レベルに変化
し、続いてインバータ82の出力信号が反転して
制御パルスp2が“0”レベルから“1”レベル
に変わる。するとMOSFET57がまずオフされ
る。この制御パルスp2が“1”レベルに変わる
ときまでにORゲート86の出力信号はすでにク
ロツク信号φによつて“1”レベルにされている
ので、制御パルスp2が変化した後にNANDゲー
ト85の出力信号が“1”レベルから“0”レベ
ルに変化し、この後、インバータ83の出力信号
も反転して制御パルスφo2が“0”レベルから
“1”レベルに変わる。するといままでオフされ
ていたMOSFET58がオンされ、信号φ2
“1”レベルから“0”レベルに反転される。こ
こで、入力基本クロツク信号φのレベル変化に応
動した第2の回路ブロツク62Bからの制御パル
p2,φo2により、クロツク信号φ2は“1”レベ
ルから“0”レベルに変化されるものであるが、
MOSFET57,58がオン・オフそれぞれの状
態からオフ・オンそれぞれの状態に移る際には、
ゲート回路88による信号遅延時間に相当する期
間だけ、ともにオフの状態を経て移るために、こ
の場合にもMOSFET57,58における貫通電
流は発生しない。 次に信号インバータφ2が“0”レベルになる
と、第1の回路ブロツク62A内のORゲート7
6の出力信号が“1”レベルから“0”レベルに
反転する。するとこれに続いてNANDゲート7
5の出力信号が“0”レベルから“1”レベルに
変化し、さらにこれに続いてインバータ73の出
力信号が反転して制御パルスφo1が“1”レベル
から“0”レベルに変化する。するといままでオ
ンされていたMOSFET55がオフされる。制御
パルスφo1が“0”レベルに変化した後にNORゲ
ート74の出力信号が“0”レベルから“1”レ
ベルに変化し、さらにこの後、インバータ72の
出力信号も反転して制御パルスp1が“1”レベ
ルから“0”レベルに変わる。これにより、いま
までオフされていたMOSFET53がオンされ
て、信号φ1が“1”レベルに設定される。この
ように第1の回路ブロツク62Aから出力される
クロツク信号φ1は、第2の回路ブロツク62B
から出力されるクロツク信号φ2が“1”レベル
から“0”レベルに変化した後に“0”レベルか
ら“1”レベルに変化される。そしてこのクロツ
ク信号φ1が“0”レベルから“1”レベルに変
化するとき、すなわちMOSFET53,55がオ
フ・オンそれぞれの状態からオン・オフのそれぞ
れの状態に移るときには、上記と同様に制御パル
スφo1の変化がゲート回路77による信号遅延時
間に相当する期間だけMOSFET53,55はと
もにオフの状態を経て移る。したがつて、クロツ
ク信号φ1の“0”レベルから“1”レベルのレ
ベル変化時にも、MOSFET53,55における
貫通電流は発生しない。 クロツク信号φ1が“1”レベルになるとこの
期間では、上記と同じ理由によつて第2の回路ブ
ロツク62Bの動作は信号φのレベル変化にかか
わらず固定され、制御パルスp2,φo2はそれぞれ
“1”レベルのまま固定される。したがつて信号
φ2は“0”レベルのままである。そしてこれ以
降は上記と同様の動作が繰り返し行なわれる。 このようにこの実施例回路によれば、第15図
に示すように“1”レベル期間が互いに重なり合
わない2相のクロツク信号φ1,φ2を得ることが
できる。しかも信号φ1,φ2それぞれを出力する
ためのMOSFET53と55および57と58と
はそれぞれ同時にオンされることがないので、端
子51と54との間に直列挿入されたMOSFET
53,55およびMOSFET57,58それぞれ
において貫通電流を発生せず、消費電力を少なく
することができる。またクロツク信号φ1,φ2
それぞれ“1”レベルとなつている期間相互の間
の期間は、ゲート回路7778における信号遅
延時間の和あるいはゲート回路8878におけ
る信号遅延時間の和に相当する期間に自動的に設
定される。このために特別な遅延回路を設けるこ
となしに、しかも回路設計上の困難性を伴なわず
に、上記クロツク信号φ1,φ2を用いる回路にお
いて前記レーシングおよびプリチヤージとデイス
チヤージの干渉によるそれぞれの誤動作が発生し
ない安全な長さのしかも最小値に上記期間を設定
することができる。さらに制御パルスp1とφo1
φp2とφo2それぞれとの間では、ゲート回路77
78,8788によつて必らずともに能動レベ
ルとならない期間が作られるために、MOSFET
53,55およびMOSFET57,58それぞれ
で貫通電流は発生せず、ここでの消費電力が最小
の状態でそれぞれのMOSFETの電流駆動能力を
高めることができる。これによつて出力端子5
2,56それぞれに接続される負荷容量を急速に
充放電することができ、これによつて消費電力を
増加させることなしに高集積化と高速動作性とを
可能ならしめるものである。 なお、第14図回路の動作を示す第15図のタ
イミングチヤートは、前記第11図に示すタイミ
ングチヤートと同じであることがわかる。 また第14図回路と従来回路たとえば第7図回
路とをそれぞれ集積化した場合のチツプサイズを
比較した場合、第14図回路の方が一見素子数が
多いようにみえる。ところがパターン面積は配線
を考えても同等にでき、回路は対称性を持つた
め、チツプサイズはほぼ従来と同等にすることが
できる。 第16図および第17図はそれぞれ、第13図
中の4相信号発生回路62の他の例を示す回路図
であり、このような回路をそれぞれ用いることも
できる。 第16図に示す4相信号発生回路62は2つの
回路ブロツク62C,62Dで構成されている。
一方の回路ブロツク62Cは、NORゲート94
およびインバータ92とからなる実質的な論理和
型のゲート回路97と、NANDゲート95およ
びインバータ93とからなる実質的な論理積型の
ゲート回路98とで構成されたフリツプフロツプ
回路99、上記ゲート回路97の前段に設けられ
る、クロツク信号φおよび2を入力するANDゲ
ート96を備えている。他方の回路ブロツク62
Dは、NORゲート104およびインバータ10
2とからなる実質的な論理和型のゲート回路10
7と、NANDゲート105およびインバータ1
03とからなる実質的な論理積型のゲート回路
08とで構成されたフリツプフロツプ回路10
9、入力基本クロツク信号φを反転するインバー
タ101および上記ゲート回路107の前段に設
けられ上記インバータ101からの出力信号と、
φ1を入力とするANDゲート106とを備えてい
る。すなわち、この第1、第2の回路ブロツク6
2C,62Dでは、前記制御パルスp1,φo1
φp2,φo2の代りにこれらと逆相のパルスφp1
φo1,φp2o2が出力されるため、第14図の場
合とは異なり信号φ2,φ1それぞれと逆相の信号
φ21が前記出力端子52,56で得られ、こ
の両信号が第1,第2の回路ブロツク62C,6
2Dに制御信号として入力される。 第17図に示す4相信号発生回路62も2つの
回路ブロツク62E,62Fで構成されている。
一方の回路ブロツク62Eは、NORゲート11
4およびインバータ112とからなる実質的な論
理和型のゲート回路117と、NANDゲート1
15およびインバータ113とからなる実質的な
論理積型のゲート回路118とで構成されたフリ
ツプフロツプ回路119、信号φ2を反転するイ
ンバータ111および上記ゲート回路117の前
段に設けられ上記インバータ111からの出力信
2と信号φとを入力するANDゲート116を
備えている。他方の回路ブロツク62Fは、
NORゲート124およびインバータ122とか
らなる実質的な論理和型のゲート回路127と、
NANDゲート125およびインバータ123と
からなる実質的な論理積型のゲート回路128
で構成されたフリツプフロツプ回路129、信号
φ1を反転するインバータ121および上記ゲー
ト回路128の前段に設けられ上記インバータ1
21からの出力信号φ1と信号φとを入力するOR
ゲート126を備えている。すなわち、この第1
7図回路において第1の回路ブロツク62Eから
は前記制御パルスp1,φo1の代りにこれらと逆相
のパルスφp1o1が出力されるため、第14図の
場合とは異なり信号φ1と逆相の1が前記出力端
子52で得られ、この信号1が第2の回路ブロ
ツク62Fに制御信号として入力される。 そして上記第16図および第17図に示すよう
な構成の4相信号発生回路62を用いても、上記
と同様な効果を得ることができる。 〔発明の効果〕 以上説明したようにこの発明によれば、消費電
力が少なくかつ高速動作および高集積化に適し、
しかも回路設計の困難さを伴なわずに2相同期信
号の能動期間相互の間の期間を安全な長さの最小
に設定し得る2相同期信号発生回路を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来回路の回路図、第2図は第1図回
路のタイミングチヤート、第3図は従来回路の回
路図、第4図は第3図回路のタイミングチヤー
ト、第5図は従来回路の回路図、第6図は第5図
回路のタイミングチヤート、第7図および第8図
はそれぞれ従来回路の回路図、第9図は上記第8
図回路のタイミングチヤート、第10図はこの発
明の一実施例の構成を示す回路図、第11図は第
10図回路のタイミングチヤート、第12図はこ
の発明の他の実施例の構成を示す回路図、第13
図は第12図中の一部分が具体化された回路図、
第14図は第13図中の一部分を詳細に示した回
路図、第15図は第14図回路のタイミングチヤ
ート、第16および第17図はそれぞれ第13図
中の一部回路の他の例を示す回路図である。 53,57…PチヤネルのMOSFET、55,
58…NチヤネルのMOSFET、61,62…4
相信号発生回路、62A,62B,62C,62
D,62E,62F…回路ブロツク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1電位が供給される第1の端と、第2電位
    が供給される第2の端子と、2相同期信号のうち
    の一方が出力される第3の端子と、2相同期信号
    のうちの他方が出力される第4の端子と、上記第
    1の端子と第3の端子との間に挿入される一方チ
    ヤネルの第1のMOSFETと、上記第3の端子と
    第2の端子との間に挿入される他方チヤネルの第
    2のMOSFETと、上記第1の端子と第4の端子
    との間に挿入される一方チヤネルの第3の
    MOSFETと、上記第4の端子と第2の端子との
    間に挿入される第4のMOSFETと、1つの同期
    信号が入力され上記第1ないし第4のMOSFET
    の各ゲートに供給される第1ないし第4の4相の
    制御信号を発生する4相信号発生手段とを具備
    し、上記第1のMOSFETをオンさせるような第
    1の制御信号の一方レベルの期間が第2の
    MOSFETをオンさせるような第2の制御信号の
    一方レベルの期間とは重ならず、かつ第3の
    MOSFETをオンさせるような第3の制御信号の
    一方レベルの期間が第4のMOSFETをオンさせ
    るような第4の制御信号の一方レベルの期間とは
    重ならず、上記第2の制御信号が第2の
    MOSFETをオンさせるレベルに変化した後に上
    記第3の制御信号が第3のMOSFETをオンさせ
    るレベルに変化し、かつ第4の制御信号が第4の
    MOSFETをオンさせるレベルに変化した後に上
    記第1の制御信号が第1のMOSFETをオンさせ
    るレベルに変化するように構成したことを特徴と
    する2相同期信号発生回路。 2 第1電位が供給される第1の端子と、第2電
    位が供給される第2の端子と、2相同期信号のう
    ちの一方が出力される第3の端子と、2相同期信
    号のうちの他方が出力される第4の端子と、上記
    第1の端子と第3の端子との間に挿入される一方
    チヤネルの第1のMOSFETと、上記第3の端子
    と第2の端子との間に挿入される他方チヤネルの
    第2のMOSFETと、上記第1の端子と第4の端
    子との間に挿入される一方チヤネルの第3の
    MOSFETと、上記第4の端子と第2の端子との
    間に挿入される第4のMOSFETと、1つの同期
    信号および上記第3と第4の端子から出力される
    2相同期信号から上記第1ないし第4の
    MOSFETの各ゲートに供給される第1ないし第
    4の4相の制御信号を発生する4相信号発生手段
    とを具備し、上記第1のMOSFETをオンさせる
    ような第1の制御信号の一方レベルの期間が第2
    のMOSFETをオンさせるような第2の制御信号
    の一方レベルの期間とは重ならず、かつ第3の
    MOSFETをオンさせるような第3の制御信号の
    一方レベルの期間が第4のMOSFETをオンさせ
    るような第4の制御信号の一方レベルの期間とは
    重ならず、上記第2の制御信号が第2の
    MOSFETをオンさせるレベルに変化した後に上
    記第3の制御信号が第3のMOSFETをオンさせ
    るレベルに変化し、かつ第4の制御信号が第4の
    MOSFETをオンさせるレベルに変化した後に上
    記第1の制御信号が第1のMOSFETをオンさせ
    るレベルに変化するように構成したことを特徴と
    する2相同期信号発生回路。 3 前記4相信号発生手段は第1,第2の回路ブ
    ロツクから構成され、第1の回路ブロツクは前記
    1つの同期信号と前記第4の端子から出力される
    2相同期信号のうちの一方とから前記第1,第2
    の制御信号を発生し、第2の回路ブロツクは前記
    1つの同期信号と前記第3の端子から出力される
    2相同期信号のうちの他方とから前記第3,第4
    の制御信号を発生するように構成される特許請求
    の範囲第2項に記載の2相同期信号発生回路。 4 前記第1,第2の回路ブロツクは前記第4,
    第3の端子それぞれから出力される2相同期信号
    を制御信号とし、これら各制御信号が一方レベル
    のときには前記1つの同期信号のレベル変化に応
    動して前記第1と第2および第3と第4の
    MOSFETのそれぞれ一方がオン、他方がオフの
    状態からにともにオフの状態を経て一方がオフ、
    他方がオンの状態となるように前記第1ないし第
    4の制御信号のレベル設定を行ない、上記2相同
    期の各制御信号が他方レベルのときには前記1つ
    の同期信号のレベル変化にかかわらず前記第1と
    第2および第3と第4のMOSFETのうちそれぞ
    れいずれか一方のMOSFETをオフ状態のまま固
    定するように前記第1ないし第4の制御信号のレ
    ベル設定を行なうように構成される特許請求の範
    囲第3項に記載の2相同期信号発生回路。 5 前記第1,第2の回路ブロツクのそれぞれ
    は、2入力論理和型の第1のゲート回路と2入力
    論理積型の第2のゲート回路とからなるフリツプ
    フロツプ回路と、上記第1あるいは第2のゲート
    回路の前段に設けられる2入力論理積型あるいは
    2入力論理和型の第3のゲート回路とを備え、上
    記第3のゲート回路には前記制御信号としての2
    相同期信号のいずれか一方と前記1つの同期信号
    とを入力し、上記フリツプフロツプ回路には上記
    第3のゲート回路の出力信号と前記1つの同期信
    号とを入力するようにした特許請求の範囲第4項
    に記載の2相同期信号発生回路。
JP58049927A 1983-03-25 1983-03-25 2相同期信号発生回路 Granted JPS59175214A (ja)

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