JPH0245373B2 - - Google Patents

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JPH0245373B2
JPH0245373B2 JP55086309A JP8630980A JPH0245373B2 JP H0245373 B2 JPH0245373 B2 JP H0245373B2 JP 55086309 A JP55086309 A JP 55086309A JP 8630980 A JP8630980 A JP 8630980A JP H0245373 B2 JPH0245373 B2 JP H0245373B2
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JP
Japan
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inverter
input
output
terminal
circuit
Prior art date
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JP55086309A
Other languages
English (en)
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JPS5711526A (en
Inventor
Hiroshi Koyada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP8630980A priority Critical patent/JPS5711526A/ja
Publication of JPS5711526A publication Critical patent/JPS5711526A/ja
Publication of JPH0245373B2 publication Critical patent/JPH0245373B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/356104Bistable circuits using complementary field-effect transistors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相補形絶縁ゲート電界効果トランジス
タ(以下IG―FETと記す。)を用いたラツチ回路
に係り、電源投入時の回路の初期値を所望の論理
レベルに自動的に設定する機能を有するラツチ回
路に関するものである。
従来、ラツチ回路として、例えば第1図に示す
如き回路がよく用いられている。図において、
1,2はPチヤンネル形IG―FET、3,4はN
チヤンネル形IG―FET、5,6はインバーター、
11はデータ入力端子、12,13はクロツク入
力端子、14は出力端子である。
IG―FET1,3及び2,4は相補形IG―FET
回路におけるトランスアーゲート(以下TGと記
す。)としてよく知られており、それぞれ第1及
び第2のTGを構成している。いま、クロツクφ
を1レベル、を0レベルとすると、第1のTG
はオン、第2のTGはオフ状態となる。したがつ
て、データはインバーター5に入力されインバ
ーター5にはDが出力され、さらにインバーター
6にはが出力される。次に、クロツクφを0レ
ベル、を1レベルとすると、第1のTGはオ
フ、第2のTGはオン状態となる。したがつて、
インバーター6の出力はインバーター5に入力
されインバーター5には引続きDが出力され回路
はラツチされる。よつて出力Qは入力データの
逆論理Dに保持される。
以上述べた動作のタイミング波形を第2図に示
す。
前述の如きラツチ回路において、電源投入時に
クロツクφが0レベル、が1レベルとなるよう
に構成された回路においてはラツチ回路の出力Q
は1レベルとなるか0レベルとなるかは不定であ
ることは一般によく知られているところである。
ラツチ回路の出力Qが1レベルとなるか0レベル
となるかは回路を構成するおのおののIG―FET
の寄生容量、配線の浮遊容量などによつて決まる
ものである。
このため、電源投入後のラツチ回路の出力を目
的の論理レベルに設定するためには所定のデータ
及びクロツクを入力しなければならない。しかし
ながら、第1図の如きラツチ回路を多数段カスケ
ードに接続して成るシフトレジスターなどにおい
ては、前述の方法によりすべてのラツチ回路を目
的の論理レベルに設定するのはなかなかやつかい
である。したがつて、他の方法として例えば第3
図に示す如き回路がしばしば用いられる。
第3図において、第1図と同一の素子は同一の
番号を用いて表わしてある。図において、7は2
入力NORゲート、15はリセツト入力端子であ
り、他の素子及び接続は第1図と同一である。い
ま、クロツクφを0レベル、を1レベル、すな
わちラツチの状態としリセツト入力を1レベルと
すると2入力NORゲート7には0レベルが出力
され、同様にインバーター6には1レベルが出力
される。次にリセツト入力を0レベルとしてもイ
ンバーター6の出力は2入力NORゲート7の一
方の入力端子に入力されており2入力NORゲー
ト7には引続き0レベルが出力され、回路はリセ
ツト状態にラツチされる。以上述べた動作のタイ
ミング波形を第4図に示す。
しかしながら、前述の如くリセツト回路を設け
る方法は動作は確実であるが入力端子が増加する
という大きな欠点がある。
本発明の目的は、従来の回路のこのような欠点
を除去し、電源投入時の回路の初期値を0又は1
の所望の論理レベルに自動的に設定する機能を有
するラツチ回路を提供せんとするものである。
本発明の他の目的は、集積回路に適したラツチ
回路を提供せんとするものである。
本発明では、入力端と、この入力端からの入力
信号をうける相補型絶縁ゲート電界効果トランジ
スタからなる第1のトランフアーゲートと、第1
のトランスフアーゲートの出力端に入力端が接続
された相補型電界効果トランジスタからなる第1
のインバータと、第1のインバータの出力端に入
力端が接続された相補型電界効果トランジスタか
らる第2のインバータと、第2のインバータの出
力端に入力端が接続され、出力端が前記第1のイ
ンバータの入力端に接続された相補型電界効果ト
ランジスタからなる第2のトランスフアーゲート
と、前記第2のインバータの入力端と電源の一方
の端との間に設けられた初期設定用の容量素子
と、前記第1のインバータの入力端に入力端が接
続された相補型電界効果トランジスタからなる第
3のインバータとを具備し、前記第3のインバー
タから前記入力信号に対応する出力信号を取り出
すようにしたことを特徴とするラツチ回路がえら
れる。
以下、図面を用いて本発明の実施例について説
明する。
第5図は本発明の一実施例の回路図、第6図は
第5図の回路の一部をより詳細に表わした回路
図、第7図は第6図の回路の各部の電圧波形図で
ある。
第5図において、1,2はPチヤンネル形IG
―FET、3,4はNチヤンネル形IG―FET、5,
6,8はインバーター、11はデータ入力端子、
12,13はクロツク入力端子、14は出力端
子、21はコンデンサーである。
IG―FET1,3及び2,4はそれぞれ第1及
び第2のTGを構成しており、第1のTGの入力
はデータ入力端子11に、第2のTGの入力はイ
ンバーター6の出力にそれぞれ接続され、第1及
び第2のTGの出力は結合されている。インバー
ター5及び8の入力は第1及び第2のTGの出力
に、インバーター6の入力はインバーター5の出
力に接続され、インバーター8の出力は出力端子
14に接続されている。コンデンサー21はイン
バーター6の入力に接続されている。
以上述べた回路は、インバーター8及びコンデ
ンサー21を除いては前述の第1図の従来の回路
と同一であり、その動作も全たく同一であるので
ここではその説明は省略する。
第6図は、第5図における第2のTGを構成す
るIG―FET2,4、インバーター5,6、及び
コンデンサー21から成る回路を更に詳細に表わ
した回路図である。
図において、2,5―1,6―1はPチヤンネ
ル形IG―FET、4,5―2,6―2はNチヤン
ネル形IG―FET、21〜27はコンデンサー、
16は電源端子、10は接地端子である。コンデ
ンサー22〜27はそれぞれ各IG―FETのドレ
イン・ソースの拡散容量、ゲート容量、配線の浮
遊容量などを接続点ごとにまとめて表わしたもの
である。コンデンサー21は本発明にかかる新た
に設けられたコンデンサーであり、IG―FETの
ドレイン・ソース拡散領域と同等の拡散容量又
は、ゲート領域と同等のゲート容量などを用いる
ことができる。
図において、コンデンサー21〜27の容量を
それぞれC21〜C27とすると、コンデンサー
22,23の容量の比は、相補形IG―FET回路
の特徴としてのPチヤンネル形IG―FETとNチ
ヤンネル形IG―FETの対象性から、ほぼ等しい
か、かなり似かよつた値であることが知られる。
実際のところ、一般にPチヤンネル形IG―FET
に比してNチヤンネルIG―FETのドレイン・ソ
ースの拡散容量が大きいためコンデンサー22に
比してコンデンサー23がいくらか大きくなるの
が通常である。これは、コンデンサー26,27
についても同様であることは容易に知れるところ
である。
又、IG―FET6―1,6―2から成るインバ
ーター6の入力端子と接地端子間に接続されたコ
ンデンサー21の容量をコンデンサー27と同程
度に設定することができる。
いま、電源端子16の電圧を0Vから上昇させ
る。電源端子の電圧が各IG―FETのスレツシヨ
ールド電圧より低い範囲では、各IG―FETはす
べてオフ状態にあり、各ゲートの入力電圧はおの
おののゲートと電源端子、及びゲートと接地端子
との間の容量によつて分圧された電圧が印加され
る。
ここで、電源端子の電圧をV16、接続点34,
35,36の電圧をそれぞれV34,V35,V36とす
ると各電圧は次の如く表わすことができる。
V35=C22/C22+C23V16 (1) V34=C24/C24+C25V16 (2) V36=C26/C21+C26+C27V16 (3) よつて、インバーター5の入力端子電圧V35
インバーター6の入力端子電圧V36の関係は次の
如く表わすことができる。
V35>V36 (4) 以上述べたことを図示すると、第7図の時刻0
→t1の如く表わされる。
電源端子16の電圧V16をさらに上昇させる
と、(4)式に示した如く、V35>V36であるため、
時刻t1以降においてまずインバーター6の入力端
子と電源端子間の電圧すなわち第7図の破線で示
したVth6はインバーター6のロウレベルのスレ
ツシヨールド電圧に達する。よつて、時刻t1以降
インバーター6の出力電圧V34は上昇をはじめ、
つづいてインバーター5の入力電圧V35が上昇し
インバーター5の出力電圧は下降する。しかる
に、インバーター5の出力電圧はすなわちインバ
ーター6の入力電圧であり、インバーター6,5
及び第2のTGからなるループは正帰還回路を形
成し、インバーター6の出力電圧V34は急激に電
源端子の電圧すなわち1レベルに上昇し、インバ
ーター5の出力電圧V36は急激に接地端子の電圧
すなわち0レベルに下降する。
従つて、第6図に示す回路すなわち第5図に示
す回路は電源投入時のラツチ回路の出力の初期値
を0レベルに設定できるものである。
第6図又は第5図において、インバーター6の
入力端子と接地端子との間に接続されたコンデン
サー21をインバーター6の入力端子と電源端子
との間に接続することにより、前述の電源投入時
のラツチ回路の出力の初期値を1レベルに設定で
きることは容易に知れるところである。
しかるに以上述べ本発明によれば電源投入時の
ラツチ回路の出力の初期値を0又は1の任意の論
理レベルに自動的に設定できるものである。
第5図において、インバータ8はインバーター
5の出力に接続されたコンデンサー21によるイ
ンバーター5の伝搬時間の遅れを取除くために設
けられている。これにより、伝搬時間の遅れをも
たらすことなく電源投入時のラツチ回路の出力の
初期値を0又は1の任意の論理レベルに自動的に
設定できるものである。さらに、このインバータ
8は、出力端子の後に接続される配線(図示せ
ず)に付加される大きな浮遊容量をラツチ回路か
ら電気的に切り離すための作用をしている。一般
にラツチ回路の出力は比較的長い配線を介して次
段の回路に転送されるが、この長い配線には浮遊
容量が存在する。従つて、インバータ8がなけれ
ば、前記の浮遊容量が直接ラツチ回路のインバー
タ5の入力ゲートに影響を及ぼし、それによつて
コンデンサ21による時定数の微妙なバランスが
乱され、正確なリセツト動作が困難になる。本実
施例ではこれをインバータ8により防止し、コン
デンサ21が正確に動作するように工夫してい
る。
又、第5図において、インバーター5の伝搬時
間の遅れが問題とならないようなシステム構成に
おいては前述のラツチ回路の出力をインバーター
8の出力ではなく、インバーター5の出力としイ
ンバーター8を削除できることは言うまでもな
い。
さらには、コンデンサー21をインバーター5
の入力端子側に設けること、インバーター5及び
6の両方に設けることができることは言うまでも
ない。
以上述べた如く本発明によれば、伝搬時間の遅
れをもたらさずに電源投入時のラツチ回路の出力
の初期値を0又は1の任意の論理レベルに自動的
に設定できるラツチ回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第3図は従来の一実施例の回路図、
第2図及び第4はそれぞれ第1図及び第3図の回
路の動作を示すタイミング波形図、第5図は本発
明の一実施例の回路図、第6図は前記の本発明の
一実施例の回路の一部のより詳細な回路図、第7
図は前記の第6図の回路の電圧波形図である。 1,2,5―1,6……1…Pチヤンネル形
IG―FET、3,4,5―2,6―2…Nチヤン
ネル形IG―FET、5,6,8…インバーター、
7…2入力NORゲート、11,12,13,1
5…入力端子、14…出力端子、16…電源端
子、10…接地端子、21〜27…コンデンサ
ー、35,36…インバーター入力点、35…
TG入力点。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力端と、該入力端からの入力信号をうける
    相補型絶縁ゲート電界効果トランジスタからなる
    第1のトランフアーゲートと、該第1のトランス
    フアーゲートの出力端に入力端が接続された相補
    型電界効果トランジスタからなる第1のインバー
    タと、該第1のインバータの出力端に入力端が接
    続された相補型電界効果トランジスタからなる第
    2のインバータと、該第2のインバータの出力端
    に入力端が接続され、出力端が前記第1のインバ
    ータの入力端に接続された相補型電界効果トラン
    ジスタからなる第2のトランフアーゲートと、前
    記第2のインバータの入力端と電源の一方の端と
    の間に設けられた初期設定用の容量素子と、前記
    第1のインバータの入力端に入力端が接続された
    相補型電界効果トランジスタからなる第3のイン
    バータとを具備し、前記第3のインバータから前
    記入力信号に対応する出力信号を取り出すように
    したことを特徴とするラツチ回路。
JP8630980A 1980-06-25 1980-06-25 Latch circuit Granted JPS5711526A (en)

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Publication Number Publication Date
JPS5711526A JPS5711526A (en) 1982-01-21
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