JPH04180407A - ダイナミック型フリップフロップ回路 - Google Patents

ダイナミック型フリップフロップ回路

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JPH04180407A
JPH04180407A JP2310383A JP31038390A JPH04180407A JP H04180407 A JPH04180407 A JP H04180407A JP 2310383 A JP2310383 A JP 2310383A JP 31038390 A JP31038390 A JP 31038390A JP H04180407 A JPH04180407 A JP H04180407A
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JP
Japan
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turned
transfer gate
inverter circuit
circuit
section
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Pending
Application number
JP2310383A
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English (en)
Inventor
Masafumi Kubo
雅史 久保
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH04180407A publication Critical patent/JPH04180407A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、例えばMOSFETで構成されたダイナミ
ック型フリップ20ツブ回路に関する。
[従来の技術] 第3図はダイナミック型79777077回路の一例を
示すものである。
同図において、データ入力端子りは、nチャネルMO3
FETおよびpチャネルM OS F E Tが並列接
続されてなるトランスファーゲート3を介してCMOS
インバータ回路4の入力側に接続される。これらトラン
スファーゲート3およびインバータロN4によってマス
ター部が構成される。
諌な、インバータ回路4の出力側は、nチャネルMO5
FETおよびpチャネルMO3FETが並列接続されて
なるトランスファーゲート5を介してCMOSインバー
タ回路7の入力側に接続される。これらトランスファー
ゲート5およびインバータ回路7によってスレーブ部が
構成される。そして、インバータ回路7の出力側より出
力端子Qが導出される。
また、クロック入力端子CKはCMOSインバータ回l
@1の入力側に接続され、このインバータ回路1の出力
側はトランスファーゲート3のnチャネルMO5FET
のゲート トランスファーゲート5のpチャネルMO3
FETのゲートおよびインバータ回路2の入力側に接続
される。そして、インバータ回路2の出力側は、 トラ
ンスファーゲート3のpチャネルMO5FETのゲート
およびトランスファーゲート5のnチャネルMO3FE
Tのゲートに接続される。
次に、この回路の動作について説明する、クロック入力
端子CKに入力されるクロック信号がローレベル「L」
のとき、マスター部のトランスファーゲート3はオンと
なり、スレーブ部のトランスファーゲート5はオフとな
る。したがって、データ入力端子りより入力されている
データDAIはトランスファーゲート3を通過してイン
バータロB4の入力側に入力され、このインバータ回路
4の出力側にはデータフ二V]−が出力される。
クロック信号がローレベル「L」からハイレベルrHJ
に変化すると、スレーブ部のトランスファーゲート5は
オンとなり、マスター部のトランスファーゲート3はオ
フとなる。したがって、インバータ回路4より出力され
るデータ■−(]−はトランスファーゲート5を通過し
てインバータ回路7の入力側に入力され、出力端子Qに
はデータDA1が出力される。
クロック信号がローレベル「L」に戻ると、再びマスタ
ー部のトランスファーゲート3はオンとなり、スレーブ
部のトランスファーゲート5はオフとなり、インバータ
回路7の入力側はハイインピーダンス状態となるが、あ
る一定期間はインバータ回路7の入力データは保持され
る。そのため、クロック信号の周波数が高い場合には、
スタティック型フリップフロップ回路と同じ動作を行い
、しかもクロック信号の立ち上がりからデータ出力の時
間がスタティック型に比べて短縮化され、かつ低消費電
力化が図られる。
[発明が解決しようとする課題] ところで、第3図例のダイナミック型フリップフロップ
回路においては、クロック信号がローレベルr L J
からハイレベル「H」へ、そしてハイレベルr HJか
らローレベル「L」へと常に変化しているときは問題が
ないが、ts投入時にクロック信号がローレベル「LJ
のまま変化しないとき、すなわちスタンバイ状態のとき
には、スレーブ部のトランスファーゲート5がオフとな
ってインバータロ路7の入力側はハイインピーダンス状
態となり、インバータロ#87の入力電圧レベルが不安
定となり、状態によってはインバータ回路7を構成する
pチャネルMO3FETおよびnチャネルMO3FET
がともにオンとなって、tRと接地(グランド)間に貫
通を流が流れる。したがって、第3′図例のようなダイ
ナミック型フリップフロップ回路をLSI内で多数使用
している場合には、スタンバイ電流が非常に大きなもの
となる問題があった。
そこで、この発明では、スタンバイtiを大幅に低減で
きるダイナミック型79177077回路を提供するこ
とを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上述の課題を解決するため、この発明においては、入力
データを取り込むマスター部と、このマスター部に取り
込まれたデータを出力するスレーブ部とを有してなるダ
イナミック型フリップフロップ回路において、マスター
部には、クロック信号が第1の電圧レベルにあるときに
開状態となって入力データを通過させる第1のトランス
ファーゲートと、この第1のトランスファーゲートの出
力側に接続される第1のインバータ回路とを備え、スレ
ーブ部には、クロック信号が第2の電圧レベルにあると
きに開状態となって第1のインバータ回路の出力データ
を通過させる第2のトランスファーゲートと、この第2
のトランスファーゲートの出力側に接続される第2のイ
ンバータ回路と、第2のトランスファーゲートの出力側
と接地または電源間に接続され、を源投入後所定期間オ
ンとなるスイッチング素子とを備えるものである。
例えば、スイッチング素子はpチャネル電界効果トラン
ジスタで構成され、このトランジスタのゲートに電源投
入後所定期間はローレベルの電圧が供給される。
[作 用コ 上述の構成においては、電源投入後スイッチング素子6
はオンとなり、スレーブ部の第2のインバータ回路7の
入力側電圧レベルはローレベル「L」またはハイレベル
rH,となる。そして、この電圧レベルはスイッチング
素子6がオフになっても保持される。そのため、電源投
入時にクロック信号が供給されず、スレーブ部の第2の
トランスファーゲート5がオフとなっても、第2のイン
バータ回路7の入力電圧レベルは安定であり、第2のイ
ンバータ回路7を構成するpチャネルMO5FETまた
はnチャネルMO3FETのいずれかがオフとなるので
、貫通tiは流れなくなる。
[実 施 例] 以下、第1図を参照しながら、この発明の一実施例につ
いて説明する。この第1図において第3図と対応する部
分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
本例において、スレーブ部のトランスファーゲート5お
よびインバータ回路7の接続点は、pチャネルMO3F
ET6のドレインまたはソース電極に接続されている。
また8は、LSIの外部回路として構成される電源回路
である。この電源回路8は、W流電圧子B、例えば+5
■が供給される電源端子と接地間に抵抗器R1、接続ス
イッチSWおよびコンデンサC1の直列回路が接続され
て構成される。そして、LSI内部に形成されるフリッ
プフロップ回路のインバータ回路1. 2. 4および
7には、接続スイッチSWおよびコンデンサC1の接続
点Pより電源が供給される。また、上述したMO3FE
T6のゲートには、電源回路8の接続点Pが接続される
本例は、以上のように構成され、その他は第30例と同
様に構成される。
次に、第2図を使用して、本例の動作について説明する
。   。
電源回路8の接続スイッチSWがオンとされると(第2
図Aに図示)、コンデンサC1に充電電流が流れるため
、接続点Pの電圧VDDはすぐに+5Vとはならず、コ
ンデンサC1が充電されるにつれて+5Vに近づいてい
く(同図Bに図示)。
電源投入時に、クロック入力端子CKよりクロック信号
が供給される場合、すなわちクロック信号がローレベル
rl−Jからハイレベル「H」、ハイレベルrHJから
ローレベルrl−Jへと常に変化している場合には、第
3図例で説明したと同様に動作するので説明は省略する
次にクロック入力端子CKにクロック信号が供給されず
にローレベル「L」の状態のまま変化しないとき、すな
わちスタンバイ状態のときの動作を説明する。
クロック入力端子CKがローレベル「L」のtま変化し
ないときには、マスター部のトランスファーゲート3は
オンとなり、スレーブ部のトランスファーゲート5はオ
フとなる。
ところで、本例においては、電源図n8の接続スイッチ
SWをオンとする電源投入時において、接続点Pの電圧
VDDはすぐに+5Vとはならない(第2図Bに図示)
。そのため、電源投入後の所定期間はMO3FET6の
ゲートにはローレベル「L」の信号が供給され、このM
O3FET6はオンとなる。これにより、データビ・ン
ト1!X1の電圧、つまりインバータ回路7の入力電圧
は、MO5FET6のスレッシュ電圧vth分だけ接地
電圧に対して高い電圧に固定される(第2図Cに図示)
そして、時間が経過して接続点Pの電圧VDDが高くな
ると、MO3FET6はオフ状態となるが、データビッ
トmX1t711に圧は、MO3FET6のスレッシュ
電圧Vthよりも上がることはない。
ここで、インバータ回路7の閾値電圧は、電圧vthよ
りもはるかに高いので、インバータ回路7の入力電圧は
安定したレベルになる。つまり、インバータ回I@7の
pチャネルMO5FETはオンとなり、 nチャオ・ル
MO3FETはオフとなり、出力端子Qのデータはハイ
レベルrH,となる(第2図りに図示)。
このように本例においては、電源投入時にデータ、クロ
ック信号が供給されないスタンバイ状態であっても、イ
ンバータ回路7の入力電圧レベルはローレベルrLゴに
安定に保持される。したがって、インバータ回路7のp
チャネルM OS F ETおよびnチャネルM OS
 F E Tが双方ともオンとなることはなく、貫通を
流は流れなくなり、スタンバイtiをほぼOとすること
ができる8特に、本例のダイナミック型フリップフロッ
プ回路をデータ、クロック信号を入力して動作させ、電
源を切った際にデータビットMX】の電圧レベルがハイ
レベルFH」であるときには、スタンバイを流で再び電
源を投入したとき、MO5FET6がオンし易くなるた
め、かなり有効なものとなる。
また、本例によれば、 1個のpチャネルMO3FET
6を追加しただけなので、データ、クロック信号を入力
して動作させたときの消wtaも従来に比べて増加する
ことがない。
なお、上述実施例においては、データビット線×1をM
O8FET6を介して接地したものて′あるが、電源側
に接続することも考えられる。この場合には、スタンバ
イ状態で電源投入をしたときにデータビット線X1の電
圧レベルはハイレベルr HJとなって、安定化される
また、上述実施例においでは、スイッチング素子として
MO3FET6を使用したものであるが、これに限定さ
れるものではない。要は、電源投入後所定期間オンとな
る構成のものであればよい。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によれば スイッチング
素子を1個追加するだけでスタンバイ電流を著しく低減
でき、かつデータ、クロック信号を入力して動作させた
ときの消費を流も増加することがない。 したがって、
グイナミツク型フリップフロップ回路多数使用する場合
に効果は絶大なしのとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す構成図、第2図は第
1図におけるタイミングチャート 第3図は従来例を示
す構成図である。 1、 2. 4. 7  ・ CMOSインバータ回路
3.5トランスフアーゲート 6   pチャネルMO5FET 特許出願人  シャープ 株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力データを取り込むマスター部と、このマスタ
    ー部に取り込まれたデータを出力するスレーブ部とを有
    してなるダイナミック型フリップフロップ回路において
    、 上記マスター部には、クロック信号が第1の電圧レベル
    にあるときに開状態となって上記入力データを通過させ
    る第1のトランスファーゲートと、この第1のトランス
    ファーゲートの出力側に接続される第1のインバータ回
    路とを備え、 上記スレーブ部には、上記クロック信号が第2の電圧レ
    ベルにあるときに開状態となって上記第1のインバータ
    回路の出力データを通過させる第2のトランスファーゲ
    ートと、この第2のトランスファーゲートの出力側に接
    続される第2のインバータ回路と、上記第2のトランス
    ファーゲートの出力側と接地または電源間に接続され、
    電源投入後所定期間オンとなるスイッチング素子とを備
    えるダイナミック型フリップフロップ回路。
  2. (2)上記スイッチング素子はpチャネル電界効果トラ
    ンジスタで構成され、このトランジスタのゲートに電源
    投入後所定期間はローレベルの電圧が供給される請求項
    1記載のダイナミック型フリップフロップ回路。
JP2310383A 1990-11-15 1990-11-15 ダイナミック型フリップフロップ回路 Pending JPH04180407A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100400042B1 (ko) * 2000-10-23 2003-09-29 삼성전자주식회사 Cp 플립플롭
JP2010161761A (ja) * 2009-01-09 2010-07-22 Au Optronics Corp クロックd型フリップ・フロップ回路
JP2020053813A (ja) * 2018-09-26 2020-04-02 東芝情報システム株式会社 フリップフロップ回路及び半導体装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61157113A (ja) * 1984-12-28 1986-07-16 Nec Corp フリツプフロツプ回路

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