JPH04172809A - Flip flop circuit - Google Patents
Flip flop circuitInfo
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- JPH04172809A JPH04172809A JP2302187A JP30218790A JPH04172809A JP H04172809 A JPH04172809 A JP H04172809A JP 2302187 A JP2302187 A JP 2302187A JP 30218790 A JP30218790 A JP 30218790A JP H04172809 A JPH04172809 A JP H04172809A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はフリップ・フロップ回路に関し、特にMOS)
ランジスタにより構成されるダイナミック・フリップ・
フロップ回路に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to flip-flop circuits, particularly MOS).
Dynamic flip circuit composed of transistors
Regarding flop circuits.
従来、この種のダイナミック・フリップ・フロップとし
ては第4図に示すようなものがある。Conventionally, there is a dynamic flip-flop of this type as shown in FIG.
入力側のラッチとしてはPチャネル間O8)ランジスタ
M5.M6とNチャネルMOS)ランジスタM7.M8
で構成されるトライステートインバータラ用い、M6.
M7にはクロック入力CK。As a latch on the input side, a transistor M5. M6 and N-channel MOS) transistor M7. M8
Using a tri-state inverter consisting of M6.
M7 has clock input CK.
σXを相補的に入力することにより”σY=ハイレベル
、CK=ロウレベルの時に入力端子VrNの電位を反転
した状態で内部ノードN1に蓄積される。By inputting σX in a complementary manner, when σY=high level and CK=low level, the potential of the input terminal VrN is stored in an inverted state at the internal node N1.
クロックGK、−σXが反転すると入力側のラッチはオ
フし、ノードN1の電荷は後段のラッチのゲート電極に
蓄積された状態となる。When the clocks GK and -σX are inverted, the latch on the input side is turned off, and the charge at the node N1 is stored in the gate electrode of the latch at the subsequent stage.
出力側のラッチは入力側と同じくPチャネル間O8)ラ
ンジスタMl、M2とNチャネルMOSトランジスタM
3.M4より構成され、ただし、クロック入力CK、−
σXは入力側と逆に各々M3.M2を制御しており、ク
ロックOK=ハイレベル、σに=ロウレベルの時にノー
ドN1の電位を圧力端子V。TJTに反転して出力する
。The latch on the output side is the same as the input side, between the P-channel transistors Ml and M2 and the N-channel MOS transistor M.
3. M4, however, clock inputs CK, -
σX is M3. M2 is controlled, and when the clock OK is high level and σ is low level, the potential of node N1 is set to the pressure terminal V. Invert and output to TJT.
以上の動作をタイムチャートで表わしたのが第2図であ
る。このフリップ・フロップはクロックCKの立り上が
りで動作することになり、「ダイナミック」と称してい
るのは内部状態がMOS)ランジスタMl、M4のゲー
ト電極に蓄積されただけで保持されているからである。FIG. 2 shows a time chart of the above operation. This flip-flop operates on the rising edge of the clock CK, and is called "dynamic" because its internal state is maintained simply by being stored in the gate electrodes of the MOS transistors M1 and M4. It is.
又、出力V。UTの!位もOK=ロウレベル、CK=ハ
イレベルノ時にはV。LITに付加される容量負荷によ
り保持されることになる。Also, the output V. UT's! The position is also V when OK = low level and CK = high level. It will be maintained by the capacitive load added to the LIT.
上述した従来のフリップ・フロップにおいて、MOSト
ランジスタM5〜M8による入力側ラッチの役割は入力
端子VrNの電位を内部ノードN1に蓄積するためだけ
のものであり、回路構成上、ノードN1に他の回路の入
力負荷や配線負荷が付加されることは無いので出力側ラ
ッチとは異なりドライブ能力は問題とはならない。In the conventional flip-flop described above, the role of the input side latch by MOS transistors M5 to M8 is only to store the potential of the input terminal VrN in the internal node N1. Since no input load or wiring load is added to the output side latch, the drive ability is not a problem, unlike the output side latch.
従ってトランジスタM5〜M8はトランジスタM1〜M
4と比べて小さなサイズのものを用いることが可能であ
るが、ノードN1への充放電がトランジスタM5.M6
又はトランジスタM7.M8を2段直列に接続したバス
で行なわれるため、あまり小さなものを使うと充放電の
時間が長くなってしまうという欠点がある。つまり、L
SI化した場合にコンパクトにレイアウトする限界があ
る。Therefore, transistors M5-M8 are transistors M1-M
Although it is possible to use transistors smaller in size than transistors M5. M6
or transistor M7. Since this is carried out using a bus in which two stages of M8 are connected in series, there is a drawback that the charging and discharging time becomes longer if a too small one is used. In other words, L
There is a limit to how compact the layout can be when converted to SI.
本発明のフリップ・フロップ回路は、入力側ラッチとし
てトランスファー・ゲートと出力側ラッチとして増幅・
反転機能を有するダイナミック・ラッチを有している。The flip-flop circuit of the present invention has a transfer gate as an input latch and an amplification/amplification circuit as an output latch.
It has a dynamic latch with inversion function.
したがって、入力側のラッチを単なるトランスファーゲ
ートとしてレイアウトサイズの縮小化を可能にすること
ができる。Therefore, the layout size can be reduced by using the input side latch as a mere transfer gate.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は、本発明の第1の実施例の回路図である。入力
ラッチはPチャネルMOSトランジスタM5とNチャネ
ルMOS)ランジスタM6を並列に接続したトランスフ
ァー・ゲートで構成し、各々のゲー1にはクロック入力
CK、CKを相補的に入力する。トランスファー・ゲー
トの出力は内部ノードNUにつながる。出力側ラッチは
PチャネルトランジスタMl、M2とNチャネルトラフ
915M3.M4の直列接続によるトライステート・イ
ンバータで構成され、Ml、M4のゲートには内部ノー
ドN1が、M2.M3のゲートにはクロック“σに、C
Kが接続され、出力はM2、M3のドレインからとりだ
される。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. The input latch is composed of a transfer gate in which a P-channel MOS transistor M5 and an N-channel MOS transistor M6 are connected in parallel, and clock inputs CK and CK are input complementary to each gate 1. The output of the transfer gate is connected to internal node NU. The output side latch is composed of P-channel transistors M1, M2 and N-channel trough 915M3. It consists of a tri-state inverter in which M1 and M4 are connected in series, and the internal node N1 is connected to the gates of M1 and M4, and the internal node N1 is connected to the gates of M2 and M4. The gate of M3 has a clock “σ”, C
K is connected, and the output is taken out from the drains of M2 and M3.
動作上で第4図の従来例と異なるのは、入力側ラッチの
トランスファーゲートである。入力端子VfNの電位は
CK=ハイレベル、CK=ロウレベルの時に内部ノード
N1に反転されずに伝えられる。このとき、トランスフ
ァーゲートには増幅作用はなくスピードの低下が懸念さ
れるが、従来例において入力端子VINにつながってい
る負荷、つまり、第4図のM5.M8のゲート電極の充
放電が、本発明においてはトランスファー・ゲートを通
したM5.M6ゲート電極の充放電に相当するため、入
力から内部ノードNlの変化という観点で見た場合に、
従来例と比べて劣ることはない。The difference in operation from the conventional example shown in FIG. 4 is the transfer gate of the input latch. The potential of the input terminal VfN is transmitted to the internal node N1 without being inverted when CK=high level and CK=low level. At this time, the transfer gate has no amplification effect and there is a concern that the speed will decrease, but in the conventional example, the load connected to the input terminal VIN, that is, M5. In the present invention, the charging and discharging of the gate electrode of M8 is performed through the transfer gate of M5. This corresponds to the charging and discharging of the M6 gate electrode, so when viewed from the perspective of the change in the internal node Nl from the input,
It is not inferior to the conventional example.
内部ノードの充放電に要求される時間の最小値はセット
アツプタイム、ホールドタイムで表わされるが、各トラ
ンジスタのチャネルのW/L# 26μm/1.0μm
でセットアツプタイムとホールドタイムの和で0.5n
sa:という結果が得られている。The minimum time required for charging and discharging internal nodes is expressed by set-up time and hold time, and the W/L# of each transistor channel is 26 μm/1.0 μm.
The sum of set-up time and hold time is 0.5n.
The result is sa:.
第3図は本発明の第2の実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
第1図の回路との違いは入力側ラッチのPチャネルMO
SトランジスタM5を削除したところにある。従って、
内部ノードNlはハイレベルとしてVDD VT (
VTはトランジスタM6のしきい値電圧)までしか振れ
なくなり、出力側ラッチがオンしたときに貫通電流が流
れるが、フリップ・フロップとしての動作は実施例1と
全く同じである。The difference from the circuit in Figure 1 is that the input side latch is a P-channel MO.
This is where the S transistor M5 is removed. Therefore,
Internal node Nl is at high level and VDD VT (
VT swings only up to the threshold voltage of transistor M6), and a through current flows when the output side latch is turned on, but the operation as a flip-flop is exactly the same as in the first embodiment.
この構成によれば、MOSトランジスタ5ケでフリップ
・フロップが構成可能である。According to this configuration, a flip-flop can be configured with five MOS transistors.
以上説明したように本発明はダイナミック・フリップ・
フロップの入力側のラッチをトランスファー・ゲートと
したことにより、5〜6ケのM○Sトランジスタでフリ
ップ・フロップを構成できるという効果がある。As explained above, the present invention is a dynamic flip
By using the latch on the input side of the flop as a transfer gate, there is an effect that the flip-flop can be constructed with 5 to 6 M○S transistors.
第1図は本発明のフリップ・フロップの第1の実施例の
回路図、第2図は本発明及び従来のフリップ・フロップ
の動作タイムチャート、第3図は本発明のフリップ・フ
ロップの第2の実施例の回路図、第4図は従来のフリッ
プ・フロップの回路図である。
M1〜M8・・・・・・MOS)ランジスタ、vrN・
・・・・・入力端子、VOUT・・・・・・出力端子、
CK、GK・・・・・・クロック入力端子、vDD・・
・・・・正電源、VSS・・・・・・負電源。
代理人 弁理士 内 原 晋
MrNHb:5os)ラシシヌク
ss
第1区
クロンクエンシ 介 0
当5 2 国つFIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the flip-flop of the present invention, FIG. 2 is an operation time chart of the flip-flop of the present invention and the conventional flip-flop, and FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the flip-flop of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional flip-flop. M1 to M8...MOS) transistor, vrN・
...Input terminal, VOUT...Output terminal,
CK, GK...Clock input terminal, vDD...
...Positive power supply, VSS...Negative power supply. Agent Patent Attorney Susumu UchiharaMrNHb: 5os) Lasishinuk SS 1st Ward Klong Kuenshi 0
5 2 countries
Claims (1)
縦線に接続して構成されるダイナミック・フリップ・フ
ロップ回路において、入力側のラッチは増幅・反転機能
をもたないトランスファーゲートで構成され、出力側の
ラッチは増幅・反転機能を有するダイナミック・ラッチ
で構成されることを特徴とするフリップ・フロップ回路
。In a dynamic flip-flop circuit that consists of two latches that operate complementary to the input clock and are connected in a vertical line, the latch on the input side consists of a transfer gate that does not have an amplification or inversion function. A flip-flop circuit characterized in that the latch on the output side is composed of a dynamic latch with amplification and inversion functions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2302187A JPH04172809A (en) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | Flip flop circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2302187A JPH04172809A (en) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | Flip flop circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04172809A true JPH04172809A (en) | 1992-06-19 |
Family
ID=17905984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2302187A Pending JPH04172809A (en) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | Flip flop circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04172809A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009022021A (en) * | 2002-03-13 | 2009-01-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
JP2010161761A (en) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Au Optronics Corp | Clock d-type flip-flop circuit |
JP2022534821A (en) * | 2019-06-04 | 2022-08-04 | リトル ドラゴン アイピー ホールディング エルエルシー | Low power flip-flop circuit |
-
1990
- 1990-11-07 JP JP2302187A patent/JPH04172809A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009022021A (en) * | 2002-03-13 | 2009-01-29 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
JP2012050147A (en) * | 2002-03-13 | 2012-03-08 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
JP2010161761A (en) * | 2009-01-09 | 2010-07-22 | Au Optronics Corp | Clock d-type flip-flop circuit |
JP2022534821A (en) * | 2019-06-04 | 2022-08-04 | リトル ドラゴン アイピー ホールディング エルエルシー | Low power flip-flop circuit |
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