JPH06152346A - 両相信号発生回路 - Google Patents

両相信号発生回路

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JPH06152346A
JPH06152346A JP4293345A JP29334592A JPH06152346A JP H06152346 A JPH06152346 A JP H06152346A JP 4293345 A JP4293345 A JP 4293345A JP 29334592 A JP29334592 A JP 29334592A JP H06152346 A JPH06152346 A JP H06152346A
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phase signal
signal
output
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JP4293345A
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Tsuzumi Tsuji
鼓 辻
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 正相信号と逆相信号が共に“H”レベルまた
は“L”レベルになることを防止する。 【構成】 インバータ51,52及びNAND回路の信
号伝達遅延時間をΤ1 ,Τ2 及びΤ3 とする。入力信号
i 11が“H”レベルのとき、それがインバータ6
1,62で逐次反転され、Τ1 +Τ2 遅れた“H”の正
相信号So 11となる。逆相信号So 12は、NAND
回路61によってΤ1 +Τ2 +Τ3 遅れて“L”とな
る。入力信号Si 11が“L”になると、逆相信号Si
12がΤ3 遅れて“H”となった後、正相信号So 11
が遅延時間Τ1 +Τ2 −Τ3 遅れて“L”となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路等にお
いて、フリップフロップ回路(以下、FFという)のク
ロック信号等に用いられる正相信号及び逆相信号からな
る両相信号を発生する両相信号発生回路に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献;アイイイ トランスアクションズ オン マイク
ロウェーブ セオリーアンド テクニクス(IEEE TRANS
ACTIONS ON MICROWAVE THEORY ANDTECHNIQVES)36
[12](1988−12)IEEE(米)M.TAHASI,H.IT
O,K.VEDA and R.YAMAMOTO“ア 9.5GHz コマー
シャリー アベイラブル 1/4 GaAs ダイナミ
ック プリスケーラ A 9.5GHzCommercially Available
1/4 GaAs Dynamic Prscaler )”P.1913−19
14図2は、前記文献に記載された従来の両相信号発生
回路の一構成例を示す構成図である。この両相信号発生
回路は、例えば9.5GHz程度のダイナミック型プリ
スケーラに用いられており、入力信号Si 1を入力する
入力端子1と、正相信号So1を出力する第1の出力端
子2と、逆相信号So 2を出力する第2の出力端子3と
を、有している。入力端子1には、第1の出力端子2が
接続されると共に、信号反転用のインバータ4を介して
第2の出力端子3が接続されている。インバータ4は、
例えばGaAsを用いた電界効果トランジスタ(以下、
FETという)で構成されている。
【0003】図3は、図2に示す両相信号発生回路のタ
イミングチャートであり、この図を参照しつつ、図2の
動作を説明する。入力端子1に入力される入力信号Si
1が“L”レベルの場合、それがそのまま“L”レベル
の正相信号So 1として出力端子2から出力される。さ
らに、入力信号Si 1は、インバータ4で反転され、
“H”レベルの逆相信号So 2が出力端子3から出力さ
れる。また、入力信号Si 1が“H”レベルの場合、そ
れがそのまま“H”レベルの正相信号So 1として出力
端子2から出力されると共に、インバータ4で反転され
て“L”レベルの逆相信号So 2が出力端子3から出力
される。以上のように、図2の両相信号発生回路では、
単相の入力信号Si 1を入力することにより、正相信号
o 1及び逆相信号So 2からなる両相信号が得られ
る。このような両相信号の通用回路例を図4に示す。
【0004】図4は、従来のマスタスレーブ型FFの回
路図である。このマスタスレーブ型FFは、入力信号I
Nを入力する入力端子11と、出力信号OUTを出力す
る出力端子12とを有し、これらの間には、同一構成の
マスタFF20とマスタFF30が縦続されている。マ
スタFF20は、入力端子11と接続点N1との間に接
続された転送用FET21を有し、その接続点N1が信
号反転用のインバータ22を介して接続点N2に接続さ
れている。接続点N2は、直列接続された信号反転用イ
ンバータ23及び転送用FET24を介して、接続点N
1に接続されている。スレーブFF30は、接続点N2
と接続点N3との間に接続された転送用FET31を有
し、その接続点N3が信号反転用のインバータ32を介
して接続点N4に接続されている。接続点N4は、直列
接続されたインバータ33及びFET34を介して接続
点N3に接続されている。FET21及び34は、
“H”レベルの正相信号So 1によってオン状態とな
り、“L”レベルの正相信号So 1によってオフ状態に
なるトランジスタである。同様に、FET24及び31
は、“H”レベルの逆相信号So 2によってオン状態と
なり、“L”レベルの逆相信号So 2によってオフ状態
になるトランジスタである。
【0005】次に、図4のマスタスレーブ型FFの動作
を説明する。正相信号So 1が“H”レベルで逆相信号
o 2が“L”レベルの場合、入力信号INが入力端子
11から入力されると、該入力信号INがオン状態のF
ET21を介して接続点N1を通り、インバータ22で
反転された後、接続点N2へ送られる。正相信号So
が“L”レベルで逆相信号So 2が“H”レベルになる
と、接続点N2上の入力信号INは、インバータ23で
反転され、オン状態のFET24を介して、接続点N1
へ帰還する。このインバータ22,23及びFET24
の帰還ループにより、入力信号INが保持される。ま
た、接続点N2上の入力信号INは、インバータで反転
され、接続点N2を通り、オン状態のFET31を介し
て接続点N3へ送られる。接続点N3上の入力信号IN
は、インバータ32で反転された後、接続点N4へ送ら
れ、出力信号OUTとして出力端子12から出力され
る。正相信号So 1が“H”レベルで、逆相信号So
が“L”レベルになると、接続点N4上の入力信号IN
は、インバータ33で反転され、オン状態のFET34
を介して接続点N3へ帰還する。このようなインバータ
32,33及びFET34の帰還ループにより、入力信
号INが保持される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図2のような両相信号発生回路では、次のような課題が
あった。従来の両相信号発生回路は、インバータ4の信
号伝達遅延時間Τがあるため、逆相信号So 2が正相信
号So 1に比べ該信号伝達遅延時間Τだけ遅れ、共に
“H”レベルまたは“L”レベルになるという問題があ
った。例えば、9.5GHz程度のダイナミック型プリ
スケーラ等に用いられる両相信号発生回路では、信号伝
達遅延時間Τを短くすることは可能であるが、その遅延
時間Τを零にすることはできない。そのため、このよう
な正相信号So 1及び逆相信号So 2で動作する図4の
マスタスレーブ型FFでは、正相信号So 1と逆相信号
o 2が短い時間でも共に“L”レベルになると、接続
点N1及びN2の電位が不安定になって誤動作の原因と
なる。
【0007】図4のマスタスレーブ型FFでは、共に
“L”レベルになるということが問題になるが、それと
は逆に、共に“H”レベルになることが問題になる回路
もある。従って、従来の両相信号発生回路では、その用
途上の制限を受けることになる。本発明は、前記従来技
術が持っていた課題として、正相信号と逆相信号の立ち
上り及び立ち下りが重複する点について解決した両相信
号発生回路を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、入力端子から入力される入力信号に
基づき相補的な正相信号及び逆相信号を生成し、それら
の両相信号を第1及び第2の出力端子から出力する両相
信号発生回路において、次のような手段を設けている。
即ち、第1の発明では、所定の信号伝達遅延時間Τa
有し、前記入力端子及び第1の出力端子間に直列接続さ
れた1段または複数段のインバータからなる第1の論理
回路と、前記信号伝達遅延時間Τa と異なる信号伝達遅
延時間Τb を有し、該第1の論理回路の最終段出力また
は中間段出力に基づき開閉制御され、前記入力信号を入
力して前記第2の出力端子へ出力する第2の論理回路と
を、設けている。
【0009】第2の発明は、第1の発明の第1の論理回
路を、前記インバータで構成し、第2の論理回路を、前
記インバータの最終段出力に基づき開閉制御され、前記
入力信号を入力して前記第2の出力端子へ出力するNA
ND回路またはNOR回路で構成している。第3の発明
は、第1の発明の第1の論理回路を、前記インバータで
構成し、第2の論理回路を、前記インバータの中間段出
力を反転するインバータと、前記インバータの出力に基
づき開閉制御され、前記入力信号を入力して前記第2の
出力端子へ出力するNAND回路またはNOR回路と
で、構成している。
【0010】
【作用】第1の発明によれば、以上のように両相信号発
生回路を構成したので、入力信号が第1の論理回路に入
力されると、該入力信号が1段または複数段のインバー
タによって逐次反転された後、信号伝達遅延時間Τa
け遅れて、例えば正相信号が第1の出力端子から出力さ
れる。第2の論理回路は、前記インバータの最終段また
は中間段出力に基づき開閉制御され、前記入力信号を入
力して信号伝達遅延時間Τb だけ遅れて、例えば逆相信
号を第2の出力端子から出力する。第2の発明では、入
力信号が第1の論理回路に入力されると、この入力信号
が1段または複数段のインバータによって逐次反転され
た後、信号伝達遅延時間Τa だけ遅れて、例えば正相信
号が前記第1の出力端子から出力される。NAND回路
またはNOR回路で構成された第2の論理回路は、前記
複数段のインバータの最終段出力によって開閉制御さ
れ、前記入力信号を入力して信号伝達遅延時間Τa だけ
遅れて、例えば逆相信号を第2の出力端子から出力す
る。第3の発明では、入力信号が第1の論理回路に入力
されると、該入力信号が1段または複数段のインバータ
によって逐次反転された後、信号伝達遅延時間Τaだけ
遅れて、例えば正相信号が第1の出力端子から出力され
る。前記複数段のインバータの中間段出力は、第2の論
理回路内のインバータで反転された後、NAND回路ま
たはNOR回路が開閉される。このNAND回路または
NOR回路を通った入力信号は、信号伝達遅延時間Τb
だけ遅れて、例えば逆相信号が第2の出力端子から出力
される。従って、前記課題を解決できるのである。
【0011】
【実施例】第1の実施例 図1は、本発明の第1の実施例を示す両相信号発生回路
の構成図である。この両相信号発生回路は、入力信号S
i 11を入力する入力端子41と、正相信号So 11及
び逆相信号So 12をそれぞれ出力する第1,第2の出
力端子42,43とを、有している。入力端子41と第
1の出力端子42との間には、入力信号Si 11のタイ
ミング調整を行う第1の論理回路50が接続され、さら
に入力端子41と第2の出力端子43との間にも、逆相
信号So 11のタイミング調整を行う第2の論理回路6
0が接続されている。第1の論理回路50は、入力側が
入力端子41に接続されたインバータ51を有し、その
インバータ51の出力側に接続点N11が、インバータ
52を介して第1の出力端子42に接続されている。第
2の論理回路60は、2入力のNAND回路61で構成
され、その一方の入力側が入力端子41に、他方の入力
側が第1の出力端子42に、出力側が第2の出力端子4
3に、それぞれ接続されている。また、本実施例では、
インバータ51,52及びNAND回路61の信号伝達
遅延時間を、それぞれΤ1 ,Τ2 及びΤ3 とし、入力信
号Si 11と正相信号So 12の位相差がΤ1 +Τ
2 (=Τa )に等しく、Τa +Τ2 >Τ3 (=Τb )と
いう条件に設定されている。
【0012】図5は、図1の両相信号発生回路のタイミ
ングチャートであり、この図5を参照しつつ、図1の動
作を説明する。なお、入力信号Si 11と正相信号So
11及び逆相信号So 12の論理的閾値をTHとする。
入力信号Si 11を入力端子41から入力すると、該入
力信号So 11がインバータ51,52によって逐次反
転された後、正相信号So 11が出力端子42から出力
される。正相信号So 11がNAND回路61に入力さ
れると、該NAND回路61では、入力信号Si 11と
の否定論理積を求め、逆相信号So 12を出力端子43
へ出力する。
【0013】ここで、入力信号Si 11が“H”レベル
となった場合、遅延時間Τ1 +Τ2遅れて正相信号So
11が“H”レベルとなる。逆相信号So 12は、入力
信号Si 11と正相信号So 11とを入力としたNAN
D回路61により、入力信号Si 11が“H”レベルと
なってから遅延時間Τ1 +Τ2 +Τ3 遅れて“L”レベ
ルとなる。入力信号Si 11が“L”レベルになった場
合、逆相信号So 12が遅延時間Τ3 だけ遅れて“H”
レベルとなった後、正相信号So 11が遅延時間Τ1
Τ2 −Τ3 遅れて“L”レベルとなる。以上のように、
本実施例では、正相信号So 11と逆相信号So 12が
同時に“L”レベルになることがない。そのため、この
ような正相信号So 11及び逆相信号So 12を用い
て、例えば図4のようなマスタスレーブ型FFを動作さ
せれば、該マスタスレーブ型FFの誤動作を的確に防ぐ
ことができる。従って、本実施例の両相信号発生回路の
通用可能な回路範囲を拡大できる。
【0014】第2の実施例 図6は、本実施例の第2の実施例を示す両相信号発生回
路の構成図であり、第1の実施例を示す図1中の要素と
共通の要素には共通の符号が付されている。この両相信
号発生回路では、図1の第2の論理回路60が、構成の
異なる第2の論理回路60Aで構成されている。他の構
成は、図1の構成図と同一である。第2の論理回路60
Aは、2入力のNAND回路61及びインバータ62で
構成されている。2入力のNAND回路61は、一方の
入力側が入力端子41に接続され、他方の入力側が接続
点N11に接続されている。接続点N11と2入力のN
AND回路61の一方の入力側との間には、インバータ
62が接続されている。本実施例では、インバータ5
1,52,63及びNAND回路62の信号伝達遅延時
間をそれぞれΤ1 ,Τ2 ,Τ3 及びΤ4 とし、それぞれ
の信号伝達遅延時間の相互関係をΤ2 <Τ3 +Τ4 (Τ
3 +Τ4 =Τb )とΤ2 =Τ3 という条件に設定されて
いる。
【0015】次に、動作を説明する。入力信号Si 11
を入力端子41から入力すると、該入力信号Si 11が
図1と同様にインバータ51,52によって逐次反転さ
れた後、正相信号So 11が出力端子42から出力され
る。また、接続点N11から出力された反転信号がイン
バータ62で再び反転された後、NAND回路61に入
力されると、該NAND回路61では、入力信号Si
1との否定論理積を求め、逆相信号So 12を出力端子
43から出力する。このような動作と設定された条件に
より“H”レベル及び“L”レベルの出力状態は、第1
の実施例とほぼ同様となる。以上のように、本実施例で
は、正相信号So 11と逆相信号So 12が同時に
“L”レベルとなることがない。従って、第1の実施例
と同様に両相信号発生回路の通用可能な回路範囲を拡大
できる。また、インバータ52のファンアウト数が減少
することにより、正相信号So 11の駆動能力の低下を
防止できる。
【0016】第3の実施例 図7は、本実施例の第3の実施例を示す両相信号発生回
路の構成図であり、第1の実施例を示す図1中の要素と
共通の要素には共通の符号が付されている。この両相信
号発生回路では、図1の第2の論理回路60が、構成が
異なる第2の論理回路70で構成されている。他の構成
は図1の構成図と同一である。第2の論理回路70は、
2入力のNOR回路71で構成されている。2入力のN
OR回路71は、一方の入力側が入力端子41に接続さ
れ、他方の入力側が出力端子42に接続された構成とな
っている。本実施例では、インバータ51,52とNO
R回路71の信号伝達遅延時間をそれぞれΤ1 ,Τ2
びΤ3 とし、入力信号Si 11と正相信号So 12の位
相差がΤ1 +Τ2 に等しく、Τ1 +Τ2 >Τ3 という条
件に設定されている。
【0017】図9は、図7の両相信号発生回路のタイミ
ングチャートであり、この図9を参照しつつ、図7の動
作を説明する。入力信号Si 11を入力端子41から入
力すると、該入力信号Si 11が図1と同様にインバー
タ51,52によって逐次反転された後、正相信号So
11が出力端子42から出力される。正相信号So 11
がNOR回路71に入力されると、該NOR回路71で
は、入力信号Si 11との否定論理和を求め、逆相信号
o 12を出力端子43へ出力する。ここで、入力信号
i 11が“H”レベルとなった場合、遅延時間Τ3
れて逆相信号So 12が“L”レベルとなる。逆相信号
o 12が“L”レベルとなってから、遅延時間Τ1
Τ2 −Τ3 遅れて正相信号So 11が“H”レベルとな
る。
【0018】次に、入力信号Si 11が“L”レベルと
なった場合、正相信号So 11が遅延時間Τ1 +Τ2
れて“L”レベルとなり、逆相信号So 12が遅延時間
Τ1+Τ2 +Τ3 遅れて“H”レベルとなる。以上のよ
うに、本実施例では、正相信号So 11と逆相信号So
12が同時に“H”レベルになることがない。そのた
め、第1の実施例及び第2の実施例の他にも、通用可能
な回路範囲を拡大できる。また、NOR回路で第2の論
理回路70を構成することにより、図1の第2の論理回
路60のNAND回路に比べ、回路の構成素子数を低減
できる。
【0019】第4の実施例 図8は、本発明の第4の実施例を示す両相信号発生回路
の構成図であり、第2の実施例を示す図6中の要素と共
通の要素には共通の符号が付されている。この両相信号
発生回路では、図6の第2の論理回路60Aが構成の異
なる第2の論理回路70Aで構成されている。他の構成
は、図6の構成と同一である。第2の論理回路70A
は、2入力のNOR回路71及びインバータ72で構成
されている。2入力のNOR回路72の一方の入力側が
入力端子41に接続され、他方の入力側が接続点N11
に接続されている。接続点N11と2入力のNOR回路
72の一方の入力側との間には、インバータ72が接続
されている。また、本実施例はインバータ51,52,
72及びNOR回路71の信号伝達遅延時間をそれぞれ
Τ1 ,Τ2 ,Τ3 及びΤ4 とし、それぞれの信号伝達遅
延時間の相互関係をΤ2 <Τ3 +Τ4 とΤ2 =Τ3 とい
う条件に設定されている。
【0020】次に、動作を説明する。入力信号Si 11
を入力端子41から入力すると、該入力信号Si 11が
図6と同様にインバータ51,52によって逐次反転さ
れた後、正相信号So 11が出力端子42から出力され
る。また、接続点N11から出力された反転信号が、イ
ンバータ72で再び反転された後、NOR回路71に入
力されると、該NOR回路71では、入力信号Si 11
との不定論理和を求め、逆相信号So 12を出力端子4
3へ出力する。このような動作と、設定された条件によ
り“H”レベル及び“L”レベルの出力状態は、第3の
実施例とほぼ同様となる。従って、本実施例は、正相信
号So 11と逆相信号So 12が同時に“L”レベルと
なることがない。これにより、第3の実施例と同様に第
1の実施例及び第2の実施例の他にも、通用可能な回路
範囲を拡大できる。また、インバータ52のファンアウ
ト数が減少することによって、第2の実施例と同様に正
相信号So11の駆動能力の低下を防止できると共に、
NOR回路で第2の論理回路70Aを構成することによ
り、図1の第2の論理回路60のNAND回路に比べ回
路の構成素子数を低減できる。
【0021】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (a) インバータ51,52は、例えば2入力のNA
ND回路またはNOR回路に変えてもよい。この場合、
NAND回路またはNOR回路の一方の入力側は、
“H”レベルまたは“L”レベルに固定する。 (b) 図6のインバータ52を省略してNAND回路
61をAND回路に変えたり、あるいは図8のインバー
タ52を省略し、NOR回路71をOR回路に変えるこ
とにより、回路構成数を少なくすることができる。 (c) 第1の論理回路50と第2の論理回路60,6
0A,70及び70Aは、前記(a),(b)以外のゲ
ート回路等で構成してもよい。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、第1,第2の論理回路の信号伝達遅延時間
を、Τa とΤb それぞれ異なる時間に設定したので、次
のような効果がある。 (i) 第1,第2の論理回路の信号伝達遅延時間Τa
及びΤb により、第1,第2の出力端子からの出力が、
例えば同時に“L”レベル信号または“H”レベル信号
の立ち上り及び立ち下りが重複することを防止できる。 (ii) 従来技術では、正相信号と逆相信号の間に時間
的なズレがあったが、本発明では第2の論理回路の開閉
制御により、時間的なズレを防止し、同一タイミングで
出力することができる。 (iii) 第2の論理回路の入力側を第1の論理回路の中
間段出力とすることにより、第2の出力端子の駆動能力
の低下を防止することができる。
【0023】第2の発明によれば、第2の論理回路をN
AND回路またはNOR回路で構成したので、比較的簡
単な回路によって第1の発明の(i)及び(ii)の効果
を得ることができる。第3の発明によれば、第2の論理
回路の入力を、第1の論理回路のインバータの中間段出
力としたので、第2の発明の効果が得られ、さらにファ
ンアウト数を少なくすることができ、第1の発明の(ii
i)の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す両相信号発生回路
の構成図である。
【図2】従来の両相信号発生回路の構成図である。
【図3】図2のタイミングチャートである。
【図4】アウタースレーブ型FFの回路図である。
【図5】図1のタイミングチャートである。
【図6】本発明の第2の実施例を示す両相信号発生回路
の構成図である。
【図7】本発明の第3の実施例を示す両相信号発生回路
の構成図である。
【図8】本発明の第4の実施例を示す両相信号発生回路
の構成図である。
【図9】図7のタイミングチャートである。
【符号の説明】 41 入力端子 42,43 出力端子 50 第1の論理回路 51,52,62,72 インバータ 60,60A,70,70A 第2の論理回路 61 NAND回路 71 NOR回路 N11 接続点 Si 11 入力信号 So 11,So 12 出力信号 Τ,Τ1 ,Τ2 ,Τ3 信号伝達遅延時間

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力端子から入力される入力信号に基づ
    き相補的な正相信号及び逆相信号を生成し、それらの両
    相信号を第1及び第2の出力端子から出力する両相信号
    発生回路において、 所定の信号伝達遅延時間Τa を有し、前記入力端子及び
    第1の出力端子間に直列接続された1段または複数段の
    インバータからなる第1の論理回路と、 前記信号伝達遅延時間Τa と異なる信号伝達時間Τb
    有し、該第1の論理回路の最終段出力または中間段出力
    に基づき開閉制御され、前記入力信号を入力して前記第
    2の出力端子へ出力する第2の論理回路とを、 備えたことを特徴とする両相信号発生回路。
  2. 【請求項2】 前記第1の論理回路は、前記複数段のイ
    ンバータで構成し、 前記第2の論理回路は、前記複数段のインバータの最終
    段出力に基づき開閉制御され、前記入力信号を入力して
    前記第2の出力端子へ出力するNAND回路またはNO
    R回路で構成したことを特徴とする請求項1記載の両相
    信号発生回路。
  3. 【請求項3】 前記第1の論理回路は、前記複数段のイ
    ンバータで構成し、 前記第2の論理回路は、前記複数段のインバータの中間
    段出力を反転するインバータと、前記インバータの出力
    に基づき開閉制御され、前記入力信号を入力して前記第
    2の出力端子へ出力するNAND回路またはNOR回路
    とで、構成したことを特徴とする請求項1記載の両相信
    号発生回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7064597B2 (en) 2003-07-24 2006-06-20 Oki Electric Industry Co., Ltd. Complementary signal generator
JP2011234157A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Elpida Memory Inc 半導体装置
JP2011239363A (ja) * 2010-04-30 2011-11-24 Hynix Semiconductor Inc 差動信号生成回路

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