JPH1174764A - Latch circuit having voltage level conversion function and flip-flop circuit - Google Patents

Latch circuit having voltage level conversion function and flip-flop circuit

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JPH1174764A
JPH1174764A JP9231272A JP23127297A JPH1174764A JP H1174764 A JPH1174764 A JP H1174764A JP 9231272 A JP9231272 A JP 9231272A JP 23127297 A JP23127297 A JP 23127297A JP H1174764 A JPH1174764 A JP H1174764A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of required elements, to reduce power consumption and to accelerate an operation speed by providing a latch circuit with a voltage level conversion function. SOLUTION: When a clock signal CK is high, both transmission gates TG1 and TG2 become conductive. A slave latch circuit SL becomes a circuit which increases a voltage level of an intermediate output signal from a data output terminal Q1 in a master latch circuit ML and makes it pass through as it is when the signal CK is high. That is, since the voltage of the signal is VDD2 when the intermediate output signal from the terminal Q1 is high, the voltage VDD2 is converted into VDD1 that is higher voltage than it and an output data signal OD is outputted as a high signal. On the other hand, since the voltage of the signal is ground when the intermediate output signal of the terminal Q1 is low, the ground potential is just outputted as the signal OD.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電圧レベル変換機能
付ラッチ回路及びフリップフロップ回路に関し、特に、
多電源で動作するLSIに用いられる、電圧レベル変換
機能付ラッチ回路及びフリップフロップ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a latch circuit and a flip-flop circuit having a voltage level conversion function,
The present invention relates to a latch circuit with a voltage level conversion function and a flip-flop circuit used for an LSI that operates with multiple power supplies.

【0002】[0002]

【従来の技術】消費電力を抑制するために、LSIのチ
ップ内部を多電源化することが、従来から行われてい
る。例えば、通常電圧VDDで動作する組み合わせ論理
回路と、この通常電圧VDDより低い電圧VDDLで動
作する組み合わせ論理回路とを、1つのLSIチップの
中に設けることが行われている。このようなLSIにお
いては、低電圧VDDLで動作する組み合わせ論理回路
と、通常電圧VDDで動作する組み合わせ論理回路との
間で、電圧レベルを変換する必要が生じる。つまり、電
圧レベル変換回路を設ける必要が生じる。このような電
圧レベル変換回路をLSIチップの各所に分散して設け
ることは、得策ではない。なぜなら、電圧レベル変換回
路を分散して設けると、この電圧レベル変換回路自体の
電力消費があるため、内部を2電源化したことによる消
費電力の削減効果が滅却されるおそれがあるためであ
る。したがって、電圧レベル変換回路は、フリップフロ
ップ部分に集中して設けることが得策であるといわれて
いる。このように、フリップフロップ回路に電圧レベル
変換回路を設けたものを、一般に、電圧レベル変換機能
付フリップフロップ回路という。
2. Description of the Related Art In order to suppress power consumption, it has been conventionally performed to increase the number of power supplies inside an LSI chip. For example, a combinational logic circuit operating at a normal voltage VDD and a combinational logic circuit operating at a voltage VDDL lower than the normal voltage VDD are provided in one LSI chip. In such an LSI, it is necessary to convert the voltage level between the combinational logic circuit operating at the low voltage VDDL and the combinational logic circuit operating at the normal voltage VDD. That is, it is necessary to provide a voltage level conversion circuit. It is not advisable to disperse such voltage level conversion circuits in various parts of the LSI chip. This is because, when the voltage level conversion circuits are provided in a distributed manner, the power consumption of the voltage level conversion circuit itself is consumed, and the effect of reducing the power consumption due to the internal power supply may be lost. Therefore, it is said that it is advisable to provide the voltage level conversion circuit intensively in the flip-flop portion. Such a flip-flop circuit provided with a voltage level conversion circuit is generally called a flip-flop circuit with a voltage level conversion function.

【0003】図15は、通常の、マスタースレーブ型フ
リップフロップ回路MSFを示す図である。この図15
からわかるように、マスタースレーブ型フリップフロッ
プ回路MSFは、マスターラッチ回路MLとスレーブラ
ッチ回路SLとを備えて構成される。これらマスターラ
ッチ回路MLとスレーブラッチ回路SLとは、クロック
入力端子CLKからの入力が、ハイのときに、入力端子
Dからのデータを通過させて出力端子Qから出力する機
能を有している。一方、クロック入力端子CLKからの
入力が、ロウのときには、この入力がロウに立ち下がっ
た時点のデータを保持する機能を有している。したがっ
て、図15に示すマスターラッチ回路MLのクロック入
力端子CLKに入力される信号は反転クロック信号/C
Kであるので、このマスターラッチ回路MLは、クロッ
ク信号CKがロウのときに、データを通過させる通過状
態となり、クロック信号CKがハイのときにデータを保
持する保持状態となる。これに対して、スレーブラッチ
回路SLのクロック入力端子CLKに入力される信号は
クロック信号CKであるので、このスレーブラッチ回路
SLは、クロック信号CKがハイのときにデータを通過
させる通過状態となり、クロック信号CKがロウのとき
にデータを保持する保持状態となる。つまり、このマス
タースレーブ型フリップフロップ回路MSF全体では、
エッジトリガ型のフリップフロップとして動作する。
FIG. 15 is a diagram showing a typical master-slave flip-flop circuit MSF. This FIG.
As can be understood from the above, the master-slave flip-flop circuit MSF includes a master latch circuit ML and a slave latch circuit SL. The master latch circuit ML and the slave latch circuit SL have a function of passing data from the input terminal D and outputting from the output terminal Q when the input from the clock input terminal CLK is high. On the other hand, when the input from the clock input terminal CLK is low, it has a function of retaining data at the time when this input falls to low. Therefore, the signal input to clock input terminal CLK of master latch circuit ML shown in FIG.
Since the signal is K, the master latch circuit ML is in a passing state for passing data when the clock signal CK is low, and is in a holding state for holding data when the clock signal CK is high. On the other hand, since the signal input to the clock input terminal CLK of the slave latch circuit SL is the clock signal CK, the slave latch circuit SL enters a pass state in which data passes when the clock signal CK is high, When the clock signal CK is at a low level, the state is a holding state for holding data. That is, in the master-slave type flip-flop circuit MSF as a whole,
It operates as an edge-triggered flip-flop.

【0004】この図15に示すようなマスタースレーブ
型フリップフロップ回路MSFに、電圧レベル変換回路
とを組み合わせた電圧レベル変換機能付フリップフロッ
プとしては、図16乃至図18に示すようなものがあ
る。図16は、マスタースレーブ型フリップフロップM
SFの前段に電圧レベル変換回路VCを設けた、電圧レ
ベル変換機能付フリップフロップ回路である。図17
は、マスタースレーブ型フリップフロップMSFの後段
に電圧レベル変換回路VCを設けた、電圧レベル変換機
能付フリップフロップ回路である。図18は、図17の
電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路と同様に、
後段に電圧レベル変換回路VCを設けたものである。こ
の図18に示す電圧レベル変換機能付フリップフロップ
回路における図17との違いは、スレーブラッチ回路S
Lの出力に反転出力端子/Qが設けられている点と、こ
の反転出力端子/Qからの出力信号を電圧レベル変換回
路VCで用いる点とにある。このため、図18に示す電
圧レベル変換回路VCには、スレーブラッチ回路SLに
おける出力端子Qからの信号を入力するための、入力端
子IN1と、同じくスレーブラッチ回路SLにおける反
転出力端子/Qからの信号を入力するための入力端子I
N2とが、設けられている。
There are flip-flops having a voltage level conversion function obtained by combining a master-slave type flip-flop circuit MSF shown in FIG. 15 with a voltage level conversion circuit, as shown in FIGS. FIG. 16 shows a master-slave flip-flop M
This is a flip-flop circuit having a voltage level conversion function, in which a voltage level conversion circuit VC is provided at a stage preceding the SF. FIG.
Is a flip-flop circuit with a voltage level conversion function provided with a voltage level conversion circuit VC at a stage subsequent to the master-slave flip-flop MSF. FIG. 18 is similar to the flip-flop circuit with the voltage level conversion function of FIG.
A voltage level conversion circuit VC is provided at a subsequent stage. The difference between the flip-flop circuit with the voltage level conversion function shown in FIG.
The point is that an inverted output terminal / Q is provided for the output of L, and the output signal from the inverted output terminal / Q is used in the voltage level conversion circuit VC. Therefore, the voltage level conversion circuit VC shown in FIG. 18 is connected to the input terminal IN1 for inputting a signal from the output terminal Q of the slave latch circuit SL, and also to the inverted output terminal / Q of the slave latch circuit SL. Input terminal I for inputting a signal
N2 are provided.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたような電圧
レベル変換機能付フリップフロップ回路では、データの
保持と電圧レベルの変換とを独立に行うため、必要な素
子数が多くなるとともに回路面積が大きくなり、このた
め動作速度も遅くなるという問題があった。また、電圧
レベル変換回路VCを独立に動作させるのにそれ相応の
電力を必要とするので、全体の消費電力が大きくなると
いう問題もあった。
In the flip-flop circuit with a voltage level conversion function as described above, since data holding and voltage level conversion are performed independently, the number of necessary elements increases and the circuit area increases. However, there is a problem that the operating speed is reduced. In addition, since the voltage level conversion circuit VC requires a corresponding amount of power to operate independently, there is a problem that the entire power consumption increases.

【0006】特に図16に示す電圧レベル変換機能付フ
リップフロップ回路では、電圧レベルの変換を行った後
にフリップフロップ動作を行うので、電圧レベル変換回
路VCとマスタースレーブ型フリップフロップ回路MS
Fとの双方を、通常電圧VDDで動作させる必要があっ
た。このため、消費電力が大きくなるという問題があっ
た。しかも、マスタースレーブ型フリップフロップ回路
MSFが通常電圧VDDで動作するため、クロック信号
CKの低電圧化を図ることができないという問題もあっ
た。つまり、クロック信号CKを低電圧VDDLではな
く、通常電圧VDDで動作させなければならないという
問題があった。
In particular, in the flip-flop circuit with a voltage level conversion function shown in FIG. 16, since the flip-flop operation is performed after the conversion of the voltage level, the voltage level conversion circuit VC and the master-slave flip-flop circuit MS
Both F and F need to operate at the normal voltage VDD. Therefore, there is a problem that power consumption is increased. Moreover, since the master-slave flip-flop circuit MSF operates at the normal voltage VDD, there is a problem that the voltage of the clock signal CK cannot be reduced. That is, there has been a problem that the clock signal CK must be operated at the normal voltage VDD instead of the low voltage VDDL.

【0007】これに対して、図17及び図18に示す電
圧レベル変換機能付フリップフロップでは、フリップフ
ロップ動作を行った後に電圧レベルの変換を行うので、
入力データ信号IDとクロック信号CKとの低電圧化は
図ることができた。すなわち、マスタースレーブ型フリ
ップフロップ回路MSFを低電圧VDDLで動作させ、
電圧レベル変換回路VCを通常電圧VDDで若しくは通
常電圧VDDと低電圧VDDLとで動作させることがで
きた。しかし、マスタースレーブ型フリップフロップ回
路MSF全体が低電圧VDDLで動作するため、動作速
度が遅くなるという問題があった。
On the other hand, in the flip-flop with a voltage level conversion function shown in FIGS. 17 and 18, the voltage level is converted after performing the flip-flop operation.
The voltage of the input data signal ID and the clock signal CK can be reduced. That is, the master-slave flip-flop circuit MSF is operated at the low voltage VDDL,
The voltage level conversion circuit VC can be operated at the normal voltage VDD or at the normal voltage VDD and the low voltage VDDL. However, since the entire master-slave flip-flop circuit MSF operates at the low voltage VDDL, there is a problem that the operation speed is reduced.

【0008】そこで本発明は、これらの課題に鑑みてな
されたものであり、消費電力の抑制を図りつつ、高速で
動作させることの可能な電圧レベル変換機能付ラッチ回
路及びフリップフロップ回路を提供することを目的とす
る。すなわち、入力データ信号IDとクロック信号CK
との低電圧化を図りつつ、高速で動作可能な電圧レベル
変換機能付ラッチ回路及びフリップフロップ回路を提供
することを目的とする。かかる目的を達成すべく、必要
な素子数の低減を図るとともに、回路面積を小さくした
電圧レベル変換機能付ラッチ回路及びフリップフロップ
回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these problems, and provides a latch circuit with a voltage level conversion function and a flip-flop circuit that can operate at high speed while suppressing power consumption. The purpose is to: That is, the input data signal ID and the clock signal CK
It is an object of the present invention to provide a latch circuit with a voltage level conversion function and a flip-flop circuit which can operate at high speed while lowering the voltage. In order to achieve the above object, it is an object to provide a latch circuit with a voltage level conversion function and a flip-flop circuit in which the number of necessary elements is reduced and the circuit area is reduced.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る電圧レベル変換機能付ラッチ回路は、
入力信号の電圧レベルを変換して、この入力信号の電圧
レベルとは異なる電圧レベルの出力信号を出力するため
の、電圧レベル変換手段と、入力された制御信号に応じ
て、前記電圧レベル変換手段を、前記入力信号が通過し
て出力信号となる通過状態と、前記制御信号の切り替わ
った際における前記入力信号が保持されて出力信号とな
る保持状態との、2つの状態に切り替えるための、モー
ド切替手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a latch circuit with a voltage level conversion function according to the present invention comprises:
Voltage level converting means for converting a voltage level of an input signal and outputting an output signal having a voltage level different from the voltage level of the input signal; and the voltage level converting means according to an input control signal. A mode for switching between two states, a passing state in which the input signal passes and becomes an output signal, and a holding state in which the input signal is held and becomes an output signal when the control signal is switched. And switching means.

【0010】また、本発明に係る電圧レベル変換機能付
フリップフロップ回路は、入力データ信号と制御信号と
が入力されるマスターラッチ回路であって、前記制御信
号に応じて、前記入力データ信号を通過させて中間出力
信号とする通過状態と、前記制御信号が切り替わった際
の前記入力データ信号を保持して中間出力信号とする保
持状態との、2つの状態を有する、マスターラッチ回路
と、前記中間出力信号と前記制御信号とが入力されるス
レーブラッチ回路であって、前記制御信号に応じて、前
記マスターラッチ回路が前記保持状態であるときには前
記中間出力信号を通過させて出力データ信号とする通過
状態となり、前記マスタータッチ回路が前記通過状態で
あるときには前記制御信号が切り替わった際の前記中間
出力信号を保持して出力データ信号とする保持状態とな
るとともに、前記中間出力信号の電圧レベルを変換し
て、前記中間出力信号の電圧レベルとは異なる電圧レベ
ルの前記出力データ信号として出力するスレーブラッチ
回路と、を備えたことを特徴とする。
Further, the flip-flop circuit with a voltage level conversion function according to the present invention is a master latch circuit to which an input data signal and a control signal are inputted, and which passes the input data signal in response to the control signal. A master latch circuit having two states, a pass state in which an intermediate output signal is generated and a holding state in which the input data signal is switched to an intermediate output signal when the control signal is switched; A slave latch circuit to which an output signal and the control signal are input, wherein, when the master latch circuit is in the holding state, the intermediate output signal is passed to become an output data signal according to the control signal. State, and holds the intermediate output signal when the control signal is switched when the master touch circuit is in the passing state. A slave latch circuit that is in a holding state as an output data signal, converts the voltage level of the intermediate output signal, and outputs the output data signal as a voltage level different from the voltage level of the intermediate output signal. It is characterized by having.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)本発明の第1実施形態は、マスタース
レーブ型のフリップフロップ回路におけるスレーブラッ
チ回路に電圧レベル変換回路を組み込むことにより、必
要な素子数の削減を図り、消費電力の抑制や動作の高速
化を図ったものである。以下により詳しく説明する。
(First Embodiment) In a first embodiment of the present invention, a voltage level conversion circuit is incorporated in a slave latch circuit of a master-slave type flip-flop circuit, thereby reducing the number of necessary elements and suppressing power consumption. This is to speed up the operation. This will be described in more detail below.

【0012】図1は本発明の第1実施形態に係る電圧レ
ベル変換機能付フリップフロップの回路の一例を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a circuit of a flip-flop with a voltage level conversion function according to a first embodiment of the present invention.

【0013】この図1からわかるように、第1実施形態
の電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路は、マス
ターラッチ回路MLとスレーブラッチ回路SLとを、備
えて構成される。
As can be seen from FIG. 1, the flip-flop circuit with a voltage level conversion function of the first embodiment includes a master latch circuit ML and a slave latch circuit SL.

【0014】マスターラッチMLは、一般的なラッチ回
路により構成されている。すなわち、入力データ信号I
Dを入力するためのデータ入力端子D1と、反転クロッ
ク信号/CKを入力するためのクロック入力端子CLK
と、データを出力するためのデータ出力端子Q1と、こ
のデータを反転して出力するための反転データ出力端子
/Q1とを、備えている。これらデータ出力端子Q1と
反転データ出力端子/Q1からのデータ出力信号は、こ
のフリップフロップ全体から見ると、スレーブラッチ回
路SLへの中間出力信号と見ることができる。
The master latch ML is constituted by a general latch circuit. That is, the input data signal I
A data input terminal D1 for inputting a clock signal D and a clock input terminal CLK for inputting an inverted clock signal / CK.
And a data output terminal Q1 for outputting data, and an inverted data output terminal / Q1 for inverting and outputting the data. The data output signals from the data output terminal Q1 and the inverted data output terminal / Q1 can be regarded as an intermediate output signal to the slave latch circuit SL when viewed from the entire flip-flop.

【0015】このマスターラッチ回路MLは、クロック
入力端子CLKからの入力がハイのときは、入力データ
信号IDを通過させて中間出力信号とし、クロック入力
端子CLKからの入力がロウのときは、そのロウになっ
た際の入力データ信号IDの状態を保持して中間出力信
号とする、機能を有している。本実施形態では、このク
ロック入力端子CLKに、反転クロック信号/CKが入
力されているので、このマスターラッチ回路MLは、ク
ロック信号CKがロウのときは入力データ信号IDを通
過させて中間出力信号とし、クロック信号CKがハイの
ときはその状態を保持して中間出力信号とする、機能を
有している。
The master latch circuit ML allows the input data signal ID to pass therethrough when the input from the clock input terminal CLK is high, and turns it into an intermediate output signal when the input from the clock input terminal CLK is low. It has a function of holding the state of the input data signal ID when it goes low and using it as an intermediate output signal. In the present embodiment, since the inverted clock signal / CK is input to the clock input terminal CLK, when the clock signal CK is low, the master latch circuit ML allows the input data signal ID to pass therethrough to pass the intermediate output signal And when the clock signal CK is high, the state is maintained and an intermediate output signal is provided.

【0016】このマスターラッチ回路MLは、後述する
スレーブラッチ回路SLを動作させるための電圧VDD
1よりも低い、電圧VDD2で動作するようになってい
る。また、クロック信号CKはグランドから電圧VDD
2の幅で振幅するようになっており、入力データ信号I
Dはグランドから電圧VDD4の幅で振幅するようにな
っている。グランドから電圧VDD2の幅で振幅するク
ロック信号CKは、電圧VDD2で動作する内部クロッ
ク信号発生回路30から出力される。すなわち、グラン
ドから電圧VDD3の幅で振幅するクロック信号CP
を、電圧VDD2で動作するインバータ32、34を介
すことにより、生成される。これらの電圧VDD3、V
DD4は、電圧VDD2と等しい電圧か、又はそれより
高い電圧になっている。つまり、電圧VDD3、VDD
4は、電圧VDD2以上の電圧になっている。また、こ
れら電圧VDD3、VDD4は、電圧VDD1よりは小
さい電圧になっている。これら電圧の高低関係をまとめ
ると、 VDD1 > VDD3、VDD4 > VDD2 となる。なお、電圧VDD3と電圧VDD4とは、等し
くしても良いし、異なっていても良い。
The master latch circuit ML has a voltage VDD for operating a slave latch circuit SL described later.
It operates at a voltage VDD2 lower than 1. Further, the clock signal CK is supplied from the ground to the voltage VDD.
2 and the input data signal I
D is configured to oscillate with the width of the voltage VDD4 from the ground. The clock signal CK that oscillates with the width of the voltage VDD2 from the ground is output from the internal clock signal generation circuit 30 that operates at the voltage VDD2. That is, the clock signal CP oscillating with the width of the voltage VDD3 from the ground.
Through the inverters 32 and 34 operating at the voltage VDD2. These voltages VDD3, V3
DD4 is equal to or higher than voltage VDD2. That is, the voltages VDD3, VDD
4 is a voltage equal to or higher than the voltage VDD2. Further, these voltages VDD3 and VDD4 are smaller than the voltage VDD1. The relationship between these voltages is as follows: VDD1> VDD3, VDD4> VDD2. Note that the voltage VDD3 and the voltage VDD4 may be equal or different.

【0017】スレーブラッチ回路SLは、モード切替部
10と電圧レベル変換回路20とを備えて構成されてい
る。より詳しくは、マスターラッチ回路MLにおけるデ
ータ出力端子Q1は、トランスミッションゲートTG1
に接続されている。また、マスターラッチ回路MLにお
ける反転データ出力端子/Q1は、トランスミッション
ゲートTG2に接続されている。これらのトランスミッ
ションゲートTG1、TG2は、クロック信号CKに対
応して、マスターラッチ回路MLからの中間出力信号を
導通、遮断するためのゲート回路である。すなわち、ク
ロック信号CKがハイの場合には信号を導通し、クロッ
ク信号CKがロウの場合には信号を遮断する。これらト
ランスミッションゲートTG1、TG2は、マスターラ
ッチ回路MLと同様に電圧VDD2の振幅のクロック信
号CK及び反転クロック信号/CKで制御するようにな
っている。
The slave latch circuit SL includes a mode switching section 10 and a voltage level conversion circuit 20. More specifically, the data output terminal Q1 of the master latch circuit ML is connected to the transmission gate TG1
It is connected to the. The inverted data output terminal / Q1 in the master latch circuit ML is connected to the transmission gate TG2. These transmission gates TG1 and TG2 are gate circuits for conducting and blocking the intermediate output signal from the master latch circuit ML in response to the clock signal CK. That is, when the clock signal CK is high, the signal is conducted, and when the clock signal CK is low, the signal is cut off. These transmission gates TG1 and TG2 are controlled by a clock signal CK having an amplitude of the voltage VDD2 and an inverted clock signal / CK similarly to the master latch circuit ML.

【0018】トランスミッションゲートTG1は、n型
MOSトランジスタnMOS1に接続されている。この
n型MOSトランジスタnMOS1のドレインDは、図
中上側に設けられたp型MOSトランジスタpMOS1
のドレインDと接続されている。このp型MOSトラン
ジスタpMOS1のソースSは、電圧VDD1の電源へ
接続されている。この電圧VDD1は、上述のように、
マスターラッチ回路MLに用いられる電圧VDD2より
も高いものである。一方、前記のn型MOSトランジス
タnMOS1のソースSはグランドへ接続されている。
The transmission gate TG1 is connected to an n-type MOS transistor nMOS1. The drain D of the n-type MOS transistor nMOS1 is connected to a p-type MOS transistor pMOS1 provided on the upper side in the figure.
Is connected to the drain D. The source S of the p-type MOS transistor pMOS1 is connected to the power supply of the voltage VDD1. This voltage VDD1 is, as described above,
It is higher than the voltage VDD2 used for the master latch circuit ML. On the other hand, the source S of the n-type MOS transistor nMOS1 is connected to the ground.

【0019】トランスミッションゲートTG2は、n型
MOSトランジスタnMOS2に接続されている。この
n型MOSトランジスタnMOS2のドレインDは、図
中上側に設けられたp型MOSトランジスタpMOS2
のドレインDと接続されている。このp型MOSトラン
ジスタpMOS2のソースSは、電圧VDD1の電源へ
接続されている。一方、前記のn型MOSトランジスタ
nMOS2のソースSはグランドへ接続されている。
The transmission gate TG2 is connected to an n-type MOS transistor nMOS2. The drain D of the n-type MOS transistor nMOS2 is connected to a p-type MOS transistor pMOS2 provided on the upper side in the figure.
Is connected to the drain D. The source S of the p-type MOS transistor pMOS2 is connected to the power supply of the voltage VDD1. On the other hand, the source S of the n-type MOS transistor nMOS2 is connected to the ground.

【0020】前述のp型MOSトランジスタpMOS1
とn型MOSトランジスタnMOS1との間の点Aは、
p型MOSトランジスタpMOS2のゲートGへ接続さ
れている。また、p型MOSトランジスタpMOS2と
n型MOSトランジスタnMOS2との間の点Bは、p
型MOSトランジスタpMOS1のゲートGへ接続され
ている。前記の点Aとn型MOSトランジスタnMOS
1との間の点Cは、n型MOSトランジスタnMOS3
を介して、n型MOSトランジスタnMOS2のゲート
Gへ接続されている。また、前記の点Bとn型MOSト
ランジスタnMOS2との間の点Dは、n型MOSトラ
ンジスタnMOS4を介して、n型MOSトランジスタ
nMOS1のゲートGへ接続されている。これらn型M
OSトランジスタnMOS3、nMOS4のゲートG、
Gには、反転クロック信号/CKが接続されている。さ
らに、前記の点Cは、インバータINV1にも接続され
ており、このインバータINV1からの出力が、出力デ
ータ信号ODとして、このスレーブラッチ回路SLから
出力されるようになっている。この出力データ信号OD
は、とりもなおさず、この電圧レベル変換機能付フリッ
プフロップ回路の出力である。すなわち、インバータI
NV1の先に出力データ信号OD用の出力端子が設けら
れている。
The aforementioned p-type MOS transistor pMOS1
A between the transistor and the n-type MOS transistor nMOS1 is
It is connected to the gate G of the p-type MOS transistor pMOS2. A point B between the p-type MOS transistor pMOS2 and the n-type MOS transistor nMOS2 is expressed by p
It is connected to the gate G of the type MOS transistor pMOS1. Point A and n-type MOS transistor nMOS
1 is an n-type MOS transistor nMOS3
Is connected to the gate G of the n-type MOS transistor nMOS2. The point D between the point B and the n-type MOS transistor nMOS2 is connected to the gate G of the n-type MOS transistor nMOS1 via the n-type MOS transistor nMOS4. These n-type M
The gates G of the OS transistors nMOS3 and nMOS4,
G is connected to an inverted clock signal / CK. Further, the point C is also connected to the inverter INV1, and the output from the inverter INV1 is output from the slave latch circuit SL as the output data signal OD. This output data signal OD
Is an output of the flip-flop circuit with the voltage level conversion function. That is, the inverter I
An output terminal for the output data signal OD is provided before NV1.

【0021】こららの各素子のうち、トランスミッショ
ンゲートTG1、TG2と、n型MOSトランジスタn
MOS3、nMOS4とで、モード切替部10が構成さ
れている。また、n型MOSトランジスタnMOS1、
nMOS2と、p型MOSトランジスタpMOS1、p
MOS2と、インバータINV1とで、電圧レベル変換
回路20が構成されている。この電圧レベル変換回路2
0は、上述したように、電圧VDD1で動作するように
なっている。
Of these elements, transmission gates TG1 and TG2 and n-type MOS transistor n
The mode switching unit 10 is composed of the MOS3 and the nMOS4. Also, an n-type MOS transistor nMOS1,
nMOS2 and p-type MOS transistors pMOS1, pMOS
The voltage level conversion circuit 20 is composed of the MOS2 and the inverter INV1. This voltage level conversion circuit 2
0 operates at the voltage VDD1 as described above.

【0022】次に、この図1に示す電圧レベル変換機能
付フリップフロップ回路の動作を説明する。まず、スレ
ーブラッチ回路SLの単独の動作を説明する。初めに、
クロック信号CKがハイであった場合を説明する。この
クロック信号CKがハイであると、トランスミッション
ゲートTG1、TG2はともに導通状態となる。また、
反転クロック信号/CKはロウであるので、n型MOS
トランジスタnMOS3、nMOS4はともにオフ状態
となる。したがって、このクロック信号CKがハイのと
きにおける図1の電圧レベル変換機能付フリップフロッ
プ回路は、図2に示す回路と等価になる。
Next, the operation of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function shown in FIG. 1 will be described. First, the independent operation of the slave latch circuit SL will be described. at first,
The case where the clock signal CK is high will be described. When the clock signal CK is high, the transmission gates TG1 and TG2 are both conductive. Also,
Since the inverted clock signal / CK is low, the n-type MOS
The transistors nMOS3 and nMOS4 are both turned off. Therefore, when the clock signal CK is high, the flip-flop circuit with a voltage level conversion function of FIG. 1 is equivalent to the circuit shown in FIG.

【0023】この図2からわかるように、このスレーブ
ラッチ回路SLは、クロック信号CKがハイのときは、
マスターラッチ回路MLにおけるデータ出力端子Q1か
らの中間出力信号の電圧レベルを上げて、そのまま通過
させる回路となる。すなわち、データ出力端子Q1から
の中間出力信号がハイのとき、この信号の電圧はVDD
2であるので、この電圧VDD2をこれより高い電圧で
あるVDD1へ変換して、ハイ信号として出力データ信
号ODを出力する。一方、データ出力端子Q1の中間出
力信号がロウのときは、この信号の電圧はグランドであ
るので、このグランド電位をそのまま、出力データ信号
ODとして出力する。より詳しく説明すると次のように
なる。
As can be seen from FIG. 2, when the clock signal CK is high, the slave latch circuit SL
This is a circuit that raises the voltage level of the intermediate output signal from the data output terminal Q1 in the master latch circuit ML and passes the signal as it is. That is, when the intermediate output signal from the data output terminal Q1 is high, the voltage of this signal is VDD.
2, the voltage VDD2 is converted to a higher voltage VDD1, and the output data signal OD is output as a high signal. On the other hand, when the intermediate output signal of the data output terminal Q1 is low, the voltage of this signal is ground, and this ground potential is output as it is as the output data signal OD. This will be described in more detail below.

【0024】マスターラッチ回路MLにおけるデータ出
力端子Q1からの中間出力信号がロウであり、反転デー
タ出力端子/Q1からの中間出力信号がハイであったと
仮定すると、n型MOSトランジスタnMOS1はオフ
状態となり、n型MOSトランジスタnMOS2はオン
状態となる。このn型MOSトランジスタnMOS2が
オン状態であるので、点Bの電圧はグランドになる。こ
のため、p型MOSトランジスタpMOS1のゲートG
の電圧もグランドとなり、このp型MOSトランジスタ
pMOS1はオン状態となる。このときn型MOSトラ
ンジスタnMOS1はオフ状態であるので、点Aは電圧
VDD1となる。この点Aが電圧VDD1となるので、
p型MOSトランジスタpMOS2のゲートGも電圧V
DD1となり、このp型MOSトランジスタpMOS2
はオフ状態となる。また、点Cも電圧VDD1となるの
で、インバータINV1の出力はグランドとなる。
Assuming that the intermediate output signal from data output terminal Q1 in master latch circuit ML is low and the intermediate output signal from inverted data output terminal / Q1 is high, n-type MOS transistor nMOS1 is turned off. , N-type MOS transistor nMOS2 is turned on. Since the n-type MOS transistor nMOS2 is on, the voltage at the point B becomes ground. Therefore, the gate G of the p-type MOS transistor pMOS1
Is also ground, and the p-type MOS transistor pMOS1 is turned on. At this time, since the n-type MOS transistor nMOS1 is in the off state, the point A becomes the voltage VDD1. Since this point A becomes the voltage VDD1,
The gate G of the p-type MOS transistor pMOS2 also has the voltage V
DD1 and the p-type MOS transistor pMOS2
Is turned off. Further, since the point C also becomes the voltage VDD1, the output of the inverter INV1 becomes the ground.

【0025】これとは反対に、マスターラッチ回路ML
におけるデータ出力端子Q1からの出力がハイであり、
反転データ出力端子/Q1からの出力がロウであったと
仮定する。この場合、n型MOSトランジスタnMOS
1はオン状態となり、n型MOSトランジスタnMOS
2はオフ状態となる。このn型MOSトランジスタnM
OS1がオン状態であるので、点Aの電圧はグランドと
なる。このため、p型MOSトランジスタpMOS2の
ゲートGの電圧もグランドとなり、このp型MOSトラ
ンジスタpMOS2はオン状態となる。このときn型M
OSトランジスタnMOS2はオフ状態であるので、点
Bは電圧VDD1となる。この点Bが電圧VDD1とな
るので、p型MOSトランジスタpMOS1のゲートG
も電圧VDD1となり、このp型MOSトランジスタp
MOS1はオフ状態となる。また、点Aと同様に点Cの
電圧もグランドとなるので、インバータINV1の出力
は電圧VDD1となる。この電圧VDD1というのは、
電圧VDD2よりも高い電圧である。このことから、マ
スターラッチ回路MLからの出力された電圧VDD1中
間出力信号が高い電圧へ変換されて出力されたことがわ
かる。
On the contrary, the master latch circuit ML
The output from the data output terminal Q1 is high,
Assume that the output from inverted data output terminal / Q1 was low. In this case, the n-type MOS transistor nMOS
1 is turned on, and the n-type MOS transistor nMOS
2 is turned off. This n-type MOS transistor nM
Since the OS1 is in the ON state, the voltage at the point A becomes the ground. Therefore, the voltage of the gate G of the p-type MOS transistor pMOS2 also becomes the ground, and the p-type MOS transistor pMOS2 is turned on. At this time, n-type M
Since the OS transistor nMOS2 is off, the point B becomes the voltage VDD1. Since this point B becomes the voltage VDD1, the gate G of the p-type MOS transistor pMOS1
Also becomes the voltage VDD1, and this p-type MOS transistor p
MOS1 is turned off. Further, since the voltage at the point C also becomes the ground like the point A, the output of the inverter INV1 becomes the voltage VDD1. This voltage VDD1 is
The voltage is higher than the voltage VDD2. This indicates that the voltage VDD1 intermediate output signal output from the master latch circuit ML has been converted to a higher voltage and output.

【0026】以上はクロック信号CKがハイであった場
合の、スレーブラッチ回路SLの単独の動作の説明であ
ったが、次に、クロック信号CKがロウであった場合
の、スレーブラッチ回路SLの単独の動作を説明する。
The above is a description of the independent operation of the slave latch circuit SL when the clock signal CK is high. Next, the operation of the slave latch circuit SL when the clock signal CK is low is described. A single operation will be described.

【0027】図1からわかるように、クロック信号CK
がロウであると、トランスミッションゲートTG1、T
G2はともに遮断状態となる。また、反転クロック信号
/CKはハイであるので、n型MOSトランジスタnM
OS3、nMOS4はともにオン状態となる。したがっ
て、このクロック信号CKがロウのときにおける図1の
電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路は、図3に
示す回路と等価になる。
As can be seen from FIG. 1, the clock signal CK
Is low, the transmission gates TG1, T
G2 is both in the cutoff state. Also, since the inverted clock signal / CK is high, the n-type MOS transistor nM
OS3 and nMOS4 are both turned on. Therefore, the flip-flop circuit with the voltage level conversion function of FIG. 1 when the clock signal CK is low is equivalent to the circuit shown in FIG.

【0028】この図3からわかるように、このスレーブ
ラッチ回路SLは、クロック信号CKがハイからロウに
切り替わった際における出力データ信号ODをそのまま
保持する回路となる。すなわち、クロック信号CKがロ
ウに切り替わった際に、出力データ信号ODがハイであ
った場合には、このハイの状態を次にクロック信号CK
がハイになるまで保持し続ける。反対に、クロック信号
CKがロウに切り替わった際に、出力データ信号ODが
ロウであった場合には、このロウの状態を次にクロック
信号CKがハイになるまで保持し続ける。より詳しく説
明すると次のようになる。
As can be seen from FIG. 3, the slave latch circuit SL is a circuit that holds the output data signal OD when the clock signal CK switches from high to low. That is, when the output data signal OD is high when the clock signal CK is switched to low, this high state is changed to the next clock signal CK.
Hold until goes high. Conversely, if the output data signal OD is low when the clock signal CK is switched to low, the low state is maintained until the next clock signal CK goes high. This will be described in more detail below.

【0029】クロック信号CKがハイからロウに切り替
わった際に、出力データ信号ODがハイ状態であったと
仮定する。この場合、上述したクロック信号CKがハイ
の場合の動作からわかるように、点Cの電圧はグランド
であるので、n型MOSトランジスタnMOS2のゲー
トGの電圧は、グランドとなる。このため、n型MOS
トランジスタnMOS2はオフ状態がそのまま維持され
る。また、点Aの電圧もグランドであるので、p型MO
SトランジスタpMOS2はオン状態がそのまま維持さ
れる。このp型MOSトランジスタpMOS2がオン状
態であり、n型MOSトランジスタnMOS2がオフ状
態であるので、点B、点Dの電圧VDD1もそのまま維
持される。点Bが電圧VDD1であるので、p型MOS
トランジスタpMOS1のゲートGも電圧VDD1とな
り、このp型MOSトランジスタpMOS1のオフ状態
がそのまま維持される。また、点Dが電圧VDD1であ
るので、n型MOSトランジスタnMOS1のオン状態
がそのまま維持される。このn型MOSトランジスタn
MOS1のゲートGの電圧は厳密には電圧VDD1から
n型MOSトランジスタnMOS4のしきい値電圧分だ
け低下した電位となるが、このゲート電圧でもn型MO
SトランジスタnMOS1のオン状態を十分に維持でき
る。このようにn型MOSトランジスタnMOS1のオ
ン状態が維持され、p型MOSトランジスタpMOS1
のオフ状態が維持されるので、点Cのグランド電圧もそ
のまま維持される。したがって、出力データ信号ODの
ハイ状態がそのまま維持されることになる。
It is assumed that the output data signal OD is in the high state when the clock signal CK switches from high to low. In this case, as can be seen from the above-described operation when the clock signal CK is high, the voltage at the point C is ground, and the voltage of the gate G of the n-type MOS transistor nMOS2 is ground. Therefore, the n-type MOS
The off state of the transistor nMOS2 is maintained as it is. Since the voltage at point A is also ground, the p-type MO
The ON state of the S transistor pMOS2 is maintained as it is. Since the p-type MOS transistor pMOS2 is on and the n-type MOS transistor nMOS2 is off, the voltage VDD1 at the points B and D is also maintained. Since the point B is at the voltage VDD1, the p-type MOS
The gate G of the transistor pMOS1 also has the voltage VDD1, and the off state of the p-type MOS transistor pMOS1 is maintained as it is. Further, since the point D is the voltage VDD1, the ON state of the n-type MOS transistor nMOS1 is maintained as it is. This n-type MOS transistor n
Strictly speaking, the voltage at the gate G of the MOS1 is a potential lower than the voltage VDD1 by the threshold voltage of the n-type MOS transistor nMOS4.
The ON state of the S transistor nMOS1 can be sufficiently maintained. Thus, the ON state of the n-type MOS transistor nMOS1 is maintained, and the p-type MOS transistor pMOS1
Is maintained, the ground voltage at the point C is also maintained as it is. Therefore, the high state of the output data signal OD is maintained as it is.

【0030】これとは反対に、クロック信号CKがハイ
からロウに切り替わった際に、出力データ信号ODがロ
ウ状態であったと仮定する。この場合、上述したクロッ
ク信号CKがハイの場合の動作からわかるように、点C
は電圧VDD1であるので、n型MOSトランジスタn
MOS2のゲートGは、電圧VDD1となる。このた
め、n型MOSトランジスタnMOS2はオン状態がそ
のまま維持される。このn型MOSトランジスタnMO
S2のゲートGの電圧は厳密には電圧VDD1からn型
MOSトランジスタnMOS3のしきい値電圧分だけ低
下した電圧となるが、このゲート電圧でもn型MOSト
ランジスタnMOS2のオン状態を十分に維持できる。
また、点Aも電圧VDD1であるので、p型MOSトラ
ンジスタpMOS2はオフ状態がそのまま維持される。
このp型MOSトランジスタpMOS2がオフ状態であ
り、n型MOSトランジスタnMOS2がオン状態であ
るので、点B、点Dのグランド電圧もそのまま維持され
る。点Bの電圧がグランドであるので、p型MOSトラ
ンジスタpMOS1のゲートGの電圧もグランドとな
り、このp型MOSトランジスタpMOS1のオン状態
がそのまま維持される。また、点Dの電圧がグランドで
あるので、n型MOSトランジスタnMOS1のオフ状
態がそのまま維持される。このようにn型MOSトラン
ジスタnMOS1のオフ状態が維持され、p型MOSト
ランジスタpMOS1のオン状態が維持されるので、点
Cの電圧VDD1もそのまま維持される。したがって、
出力データ信号ODのロウの状態がそのまま維持される
ことになる。
On the contrary, it is assumed that the output data signal OD is in the low state when the clock signal CK switches from high to low. In this case, as can be seen from the operation when the clock signal CK is high, the point C
Is the voltage VDD1, so that the n-type MOS transistor n
The gate G of the MOS2 becomes the voltage VDD1. Therefore, the ON state of the n-type MOS transistor nMOS2 is maintained as it is. This n-type MOS transistor nMO
Strictly, the voltage of the gate G of S2 is a voltage lower than the voltage VDD1 by the threshold voltage of the n-type MOS transistor nMOS3. Even with this gate voltage, the on-state of the n-type MOS transistor nMOS2 can be sufficiently maintained.
Further, since the point A is also at the voltage VDD1, the p-type MOS transistor pMOS2 is kept in the off state.
Since the p-type MOS transistor pMOS2 is off and the n-type MOS transistor nMOS2 is on, the ground voltages at points B and D are also maintained. Since the voltage at the point B is ground, the voltage of the gate G of the p-type MOS transistor pMOS1 also becomes ground, and the ON state of the p-type MOS transistor pMOS1 is maintained as it is. Since the voltage at the point D is ground, the off state of the n-type MOS transistor nMOS1 is maintained as it is. As described above, the off state of the n-type MOS transistor nMOS1 is maintained and the on-state of the p-type MOS transistor pMOS1 is maintained, so that the voltage VDD1 at the point C is also maintained. Therefore,
The low state of the output data signal OD is maintained as it is.

【0031】ここまでは、スレーブラッチ回路SLの単
独の動作について述べたが、次に、図4に基づいて、こ
の電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路の全体の
動作を説明する。この図4は、この電圧レベル変換機能
付フリップフロップ回路における各所のタイムチャート
を示す図である。図4(a)はクロック信号CPのタイ
ムチャートであり、グランドから電圧VDD3の幅で振
幅する。図4(b)は、クロック信号CKの一例を示す
タイムチャートであり、グランドから電圧VDD2の幅
で振幅する。図4(c)は、入力データ信号IDの一例
を示すタイムチャートであり、グランドから電圧VDD
4の幅で振幅する。図4(d)及び(e)は、データ出
力端子Q1からの中間出力信号及び反転データ出力端子
/Q1からの中間出力信号の一例を示すタイムチャート
であり、図4(f)及び(g)は、nMOS1とnMO
S2とのゲートGの電圧の一例を示すタイムチャートで
あり、いずれも、グランドから電圧VDD2の幅で振幅
する。図4(h)及び(i)は、点B及び点Aの電圧の
一例を示すタイムチャートであり、図4(j)は、出力
データ信号ODの一例を示すタイムチャートであり、い
ずれも、グランドから電圧VDD1の幅で振幅する。
Up to this point, the independent operation of the slave latch circuit SL has been described. Next, the overall operation of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing time charts at various points in the flip-flop circuit with a voltage level conversion function. FIG. 4A is a time chart of the clock signal CP, which oscillates with the width of the voltage VDD3 from the ground. FIG. 4B is a time chart illustrating an example of the clock signal CK, which oscillates with a width of the voltage VDD2 from the ground. FIG. 4C is a time chart illustrating an example of the input data signal ID.
Amplitude with a width of 4. FIGS. 4D and 4E are time charts showing examples of the intermediate output signal from the data output terminal Q1 and the intermediate output signal from the inverted data output terminal / Q1, and FIGS. 4F and 4G. Are nMOS1 and nMO
5 is a time chart showing an example of the voltage of the gate G with respect to S2, and all of them swing from the ground to the width of the voltage VDD2. FIGS. 4H and 4I are time charts showing examples of the voltages at points B and A, and FIG. 4J is a time chart showing an example of the output data signal OD. It swings with the width of the voltage VDD1 from the ground.

【0032】この図4と図1とからわかるように、クロ
ック信号CK及び反転クロック信号/CKが、トランス
ミッションゲートTG1、TG2と、マスターラッチ回
路MLのクロック入力端子CLKとへ、入力される。ま
た、反転クロック信号/CKが、n型MOSトランジス
タnMOS3、nMOS4とへ入力される。
As can be seen from FIGS. 4 and 1, the clock signal CK and the inverted clock signal / CK are input to the transmission gates TG1, TG2 and the clock input terminal CLK of the master latch circuit ML. Further, the inverted clock signal / CK is input to the n-type MOS transistors nMOS3 and nMOS4.

【0033】このようにクロック信号CKが入力されて
いる状態において、図4(c)からわかるように、時刻
t1に、マスターラッチ回路MLのデータ入力端子D1
へ入力される入力データ信号IDがロウからハイに切り
替わったとする。この時刻t1においては、図4(b)
からわかるように、クロック信号CKはロウであるの
で、この入力データ信号IDにおけるハイの信号は、図
4(d)からわかるように、データ出力端子Q1から出
力される。また、図4(e)からわかるように、この信
号を反転したロウの信号は、反転データ出力端子/Q1
から出力される。但し、図4(b)からわかるように、
クロック信号CKがまだロウであることから、トランス
ミッションゲートTG1、TG2はともに遮断状態にあ
る。このため、図4(f)(g)からわかるように、n
型MOSトランジスタnMOS1のゲートGの電圧はロ
ウのままであり、n型MOSトランジスタnMOS2の
ゲートGの電圧はハイのままである。
In the state where the clock signal CK is input, as shown in FIG. 4C, at time t1, the data input terminal D1 of the master latch circuit ML is turned on.
It is assumed that the input data signal ID to be input to is switched from low to high. At this time t1, FIG.
Since the clock signal CK is low, the high signal in the input data signal ID is output from the data output terminal Q1 as can be seen from FIG. Also, as can be seen from FIG. 4E, the signal of the row obtained by inverting this signal is supplied to the inverted data output terminal / Q1.
Output from However, as can be seen from FIG.
Since the clock signal CK is still low, the transmission gates TG1 and TG2 are both in the cutoff state. Therefore, as can be seen from FIGS.
The voltage of the gate G of the n-type MOS transistor nMOS1 remains low, and the voltage of the gate G of the n-type MOS transistor nMOS2 remains high.

【0034】図4(b)からわかるように、時刻t2で
クロック信号CKがロウからハイに切り替わると、図1
のトランスミッションゲートTG1、TG2がともに導
通状態となる。このため、図4(f)からわかるよう
に、n型MOSトランジスタnMOS1のゲートGの電
位がハイとなる。また、図4(g)からわかるように、
n型MOSトランジスタnMOS2のゲートGの電位が
ロウとなる。このため、図4(h)からわかるように、
スレーブラッチ回路SLの点Bの電位がロウからハイに
切り替わり、図4(i)からわかるように、スレーブラ
ッチ回路SLの点Aの電位がハイからロウに切り替わ
る。したがって、図4(j)からわかるように、出力デ
ータ信号ODがロウからハイに切り替わる。しかも図4
(c)と(j)とを比較するとわかるように、その電圧
は、電圧VDD4よりも高い電圧VDD1に変換されて
いる。
As can be seen from FIG. 4B, when the clock signal CK switches from low to high at time t2, FIG.
Transmission gates TG1 and TG2 are both conductive. Therefore, as can be seen from FIG. 4F, the potential of the gate G of the n-type MOS transistor nMOS1 becomes high. Also, as can be seen from FIG.
The potential of the gate G of the n-type MOS transistor nMOS2 becomes low. Therefore, as can be seen from FIG.
The potential at point B of the slave latch circuit SL switches from low to high, and as can be seen from FIG. 4 (i), the potential at point A of the slave latch circuit SL switches from high to low. Therefore, as can be seen from FIG. 4 (j), the output data signal OD switches from low to high. Moreover, FIG.
As can be seen by comparing (c) and (j), the voltage is converted to a voltage VDD1 higher than the voltage VDD4.

【0035】次に図4(c)からわかるように、時刻t
3で入力データ信号IDがハイからロウに切り替わった
とする。しかし、図4(b)からわかるように、このと
きのクロック信号CKはハイであるので、図4(d)か
らわかるように、マスターラッチ回路MLの保持機能に
より、データ出力端子Q1からの出力はハイ状態が維持
される。また、図4(e)からわかるように、反転デー
タ出力端子/Q1からの出力はロウ状態が維持される。
Next, as can be seen from FIG.
Assume that the input data signal ID has been switched from high to low at 3. However, since the clock signal CK at this time is high as shown in FIG. 4B, the output from the data output terminal Q1 is performed by the holding function of the master latch circuit ML as shown in FIG. 4D. Remain high. Also, as can be seen from FIG. 4 (e), the output from the inverted data output terminal / Q1 is maintained in a low state.

【0036】次に図4(b)からわかるように、時刻t
4でクロック信号がハイからロウに切り替わる。する
と、図4(c)からわかるように、入力データ信号ID
がロウの状態であるので、図4(d)に示すように、デ
ータ出力端子Q1の出力がハイからロウに切り替わる。
また、図4(e)に示すように、反転データ信号出力端
子/Q1の出力がロウからハイに切り替わる。しかし、
反転クロック信号/CKがハイであるため、トランスミ
ッションゲートTG1、TG2がオフし、スレーブラッ
チ回路SLのモード切替部10が保持状態になり、クロ
ック信号CKが切り替わった際の状態が維持される。す
なわち、図4(h)(i)からわかるように、点Bはハ
イの状態に維持され、点Aはロウの状態に維持される。
このため、出力データ信号ODも、ハイの状態に維持さ
れる。
Next, as can be seen from FIG.
At 4, the clock signal switches from high to low. Then, as can be seen from FIG. 4C, the input data signal ID
Is in a low state, the output of the data output terminal Q1 switches from high to low as shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 4E, the output of the inverted data signal output terminal / Q1 switches from low to high. But,
Since the inverted clock signal / CK is high, the transmission gates TG1 and TG2 are turned off, the mode switching unit 10 of the slave latch circuit SL is held, and the state when the clock signal CK is switched is maintained. That is, as can be seen from FIGS. 4H and 4I, point B is maintained in a high state and point A is maintained in a low state.
Therefore, the output data signal OD is also maintained at a high state.

【0037】次に図4(b)からわかるように、時刻t
5でクロック信号CKがロウからハイに切り替わる。す
ると、トランスミッションゲートTG1、TG2がとも
にオン状態となる。このため、図4(f)(g)からわ
かるように、n型MOSトランジスタnMOS1のゲー
トGの電位がロウとなり、n型MOSトランジスタnM
OS2のゲートGの電位がハイとなる。すると、点Bの
電位がハイからロウに切り替わり、点Aの電位がロウか
らハイに切り替わる。つまり、モード切替部10が通過
状態になる。このため、出力データ信号ODが、ハイか
らロウに切り替わる。
Next, as can be seen from FIG.
At 5, the clock signal CK switches from low to high. Then, transmission gates TG1 and TG2 are both turned on. Therefore, as can be seen from FIGS. 4F and 4G, the potential of the gate G of the n-type MOS transistor nMOS1 becomes low and the n-type MOS transistor nM
The potential of the gate G of OS2 becomes high. Then, the potential at point B switches from high to low, and the potential at point A switches from low to high. That is, the mode switching unit 10 enters the passing state. Therefore, the output data signal OD switches from high to low.

【0038】以上のように、本実施形態に係る電圧レベ
ル変換機能付フリップフロップ回路によれば、図1から
わかるように、スレーブラッチ回路SLに電圧レベル変
換回路20を設けたので、必要なトランジスタ数を削減
することができる。すなわち、従来のようにマスタース
レーブ型フリップフロップとは別個に、電圧レベル変換
回路を設ける必要がなくなるので、トランジスタ数の削
減を図ることができる。換言すれば、電圧レベル変換回
路20へn型MOSトランジスタnMOS3、nMOS
4の2つのトランジスタを追加するだけで、ラッチ機能
を実現することができるので、トランジスタ数の削減を
図ることができる。このようにトランジスタ数の削減を
図ることができることから、全体の回路面積を小さくす
ることができるとともに、全体の動作速度を速めること
ができる。
As described above, according to the flip-flop circuit with a voltage level conversion function according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the voltage level conversion circuit 20 is provided in the slave latch circuit SL. The number can be reduced. That is, since it is not necessary to provide a voltage level conversion circuit separately from the master-slave type flip-flop unlike the conventional case, the number of transistors can be reduced. In other words, the n-type MOS transistors nMOS3 and nMOS
Since the latch function can be realized only by adding the two transistors of No. 4, the number of transistors can be reduced. Since the number of transistors can be reduced in this manner, the overall circuit area can be reduced and the overall operation speed can be increased.

【0039】さらに、電圧レベル変換回路20を除い
て、電圧VDD1より低い電圧である電圧VDD2、V
DD3、VDD4で動作させることができるので、消費
電力の抑制を図ることができる。すなわち、マスターラ
ッチ回路MLは、電圧VDD1より低い電圧VDD2で
動作するので、消費電力の抑制を図ることができる。し
かも、クロック信号CPと入力データ信号IDとの低電
圧化を図ることもできる。すなわち、クロック信号CP
をグランドから電圧VDD3の幅で振幅させ、入力デー
タ信号IDをグランドから電圧VDD4の幅で振幅さ
せ、これら電圧VDD3、VDD4を、電圧VDD1よ
り低くすることができるので、消費電力の抑制を図るこ
とができる。
Further, except for the voltage level conversion circuit 20, the voltages VDD2 and VDD which are lower than the voltage VDD1 are set.
Since operation can be performed with DD3 and VDD4, power consumption can be suppressed. That is, since the master latch circuit ML operates at the voltage VDD2 lower than the voltage VDD1, power consumption can be suppressed. Moreover, the voltage of the clock signal CP and the input data signal ID can be reduced. That is, the clock signal CP
From the ground to the width of the voltage VDD3, and the input data signal ID from the ground to the width of the voltage VDD4. These voltages VDD3 and VDD4 can be made lower than the voltage VDD1, thereby suppressing power consumption. Can be.

【0040】さらにこの電圧VDD3、VDD4を、電
圧VDD2と等しいか又はそれ以上の電圧としたので、
マスターラッチ回路MLに定常的なリーク電流を流すこ
となく、フリップフロップ動作をすることができる。す
なわち、例えば図5からわかるように、p型MOSトラ
ンジスタpMOS5とn型MOSトランジスタnMOS
5とが直列的に接続された場合、電圧VDD2よりも電
圧VDD3、VDD4の方が低いと、p型MOSトラン
ジスタpMOS3が完全なオフ状態にできないという問
題がある。なぜなら、p型MOSトランジスタpMOS
5のゲートとソースの間の電位差Vgsがしきい値電圧
より小さくならなくなってしまうからである。このた
め、p型MOSトランジスタpMOS5が完全なオフ状
態にならず、リーク電流が流れてしまうという問題が生
ずる。しかしながら、図6からわかるように、電圧VD
D2よりも電圧VDD3、VDD4の方が高いか、又は
電圧VDD2と電圧VDD3、VDD4とが等しけれ
ば、ゲートとソースの間の電位差Vgsがしきい値電圧
以下となり、リーク電流が流れないようにすることがで
きる。
Further, since the voltages VDD3 and VDD4 are equal to or higher than the voltage VDD2,
The flip-flop operation can be performed without flowing a steady leak current to the master latch circuit ML. That is, as can be seen from FIG. 5, for example, a p-type MOS transistor pMOS5 and an n-type MOS transistor nMOS
5 are connected in series, there is a problem that if the voltages VDD3 and VDD4 are lower than the voltage VDD2, the p-type MOS transistor pMOS3 cannot be completely turned off. Because the p-type MOS transistor pMOS
This is because the potential difference Vgs between the gate and the source of No. 5 does not become smaller than the threshold voltage. Therefore, there is a problem that the p-type MOS transistor pMOS5 is not completely turned off and a leak current flows. However, as can be seen from FIG.
If the voltages VDD3 and VDD4 are higher than D2, or if the voltages VDD2 and VDD3 and VDD4 are equal, the potential difference Vgs between the gate and the source becomes equal to or less than the threshold voltage, so that no leak current flows. be able to.

【0041】(第2実施形態)本発明の第2実施形態
は、第1実施形態における電圧レベル変換機能付フリッ
プフロップ回路を変形したものであり、具体的には、マ
スターラッチ回路MLの出力端子をデータ出力端子Q1
の1つのみとし、かつ、スレーブラッチ回路SLの構造
をより簡素化したものである。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention is a modification of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function in the first embodiment, and more specifically, an output terminal of the master latch circuit ML. To the data output terminal Q1
And the structure of the slave latch circuit SL is further simplified.

【0042】図7は本発明の第2実施形態に係る電圧レ
ベル変換機能付フリップフロップの回路の一例を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a flip-flop circuit with a voltage level conversion function according to the second embodiment of the present invention.

【0043】この図7からわかるように、マスターラッ
チ回路MLには、出力端子として、データ出力端子Q1
のみが設けられており、反転データ出力端子/Q1は設
けられていない。
As can be seen from FIG. 7, the master latch circuit ML has a data output terminal Q1 as an output terminal.
Only, and the inverted data output terminal / Q1 is not provided.

【0044】また、スレーブラッチ回路SLは、第1実
施形態と同様に、モード切替部12と電圧レベル変換回
路22とから構成されているが、その構成が異なってい
る。より詳しくは、データ出力端子Q1はn型MOSト
ランジスタnMOS6のドレインDへ接続されている。
このn型MOSトランジスタnMOS6のゲートGに
は、クロック信号CKが入力されている。また、このn
型MOSトランジスタnMOS6のソースSは、インバ
ータINV2へ接続されている。このインバータINV
2はインバータINV3へ接続されている。このインバ
ータINV3の出力が、このスレーブラッチ回路SLの
出力である、出力データ信号ODとなる。前記のn型M
OSトランジスタnMOS6とインバータINV2との
間の点Eは、図中上側に設けられたp型MOSトランジ
スタpMOS6のドレインDへ接続されている。このp
型MOSトランジスタpMOS6のソースSは、電圧V
DD1の電源へ接続されている。また、このp型MOS
トランジスタpMOS6のゲートGは、前記のインバー
タINV2とインバータINV3との間の点Fに接続さ
れている。前記の点EとインバータINV3の出力側と
は、n型MOSトランジスタnMOS7を介して接続さ
れている。このn型MOSトランジスタnMOS7のゲ
ートGには、反転クロック信号/CKが入力されてい
る。
The slave latch circuit SL is composed of the mode switching section 12 and the voltage level conversion circuit 22 as in the first embodiment, but the configuration is different. More specifically, the data output terminal Q1 is connected to the drain D of the n-type MOS transistor nMOS6.
The clock signal CK is input to the gate G of the n-type MOS transistor nMOS6. Also, this n
The source S of the type MOS transistor nMOS6 is connected to the inverter INV2. This inverter INV
2 is connected to the inverter INV3. The output of the inverter INV3 becomes the output data signal OD which is the output of the slave latch circuit SL. The n-type M described above
A point E between the OS transistor nMOS6 and the inverter INV2 is connected to the drain D of the p-type MOS transistor pMOS6 provided on the upper side in the figure. This p
The source S of the p-type MOS transistor pMOS6 has a voltage V
It is connected to the power supply of DD1. Also, this p-type MOS
The gate G of the transistor pMOS6 is connected to a point F between the inverter INV2 and the inverter INV3. The point E and the output side of the inverter INV3 are connected via an n-type MOS transistor nMOS7. The inverted clock signal / CK is input to the gate G of the n-type MOS transistor nMOS7.

【0045】これらの点を除いては、この第2実施形態
の係る電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路は、
前述した第1実施形態と同様のものであるので、その詳
しい説明は省略する。
Except for these points, the flip-flop circuit with a voltage level conversion function according to the second embodiment has the following features.
Since it is the same as the first embodiment described above, a detailed description thereof will be omitted.

【0046】次に、この第2実施形態に係る電圧レベル
変換機能付フリップフロップ回路の動作を説明する。
Next, the operation of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function according to the second embodiment will be described.

【0047】まず、スレーブラッチ回路SLの単独の動
作を説明する。初めに、クロック信号CKがハイであっ
た場合を説明する。このクロック信号CKがハイである
と、n型MOSトランジスタnMOS6はオン状態とな
る。また、反転クロック信号/CKはロウであるので、
n型MOSトランジスタnMOS7はオフ状態となる。
したがって、このクロック信号CKがハイのときにおけ
る図7の電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路
は、図8に示す回路と等価になる。
First, the independent operation of the slave latch circuit SL will be described. First, a case where the clock signal CK is high will be described. When the clock signal CK is high, the n-type MOS transistor nMOS6 is turned on. Also, since the inverted clock signal / CK is low,
The n-type MOS transistor nMOS7 is turned off.
Therefore, the flip-flop circuit with the voltage level conversion function of FIG. 7 when the clock signal CK is high is equivalent to the circuit shown in FIG.

【0048】この図8からわかるように、このスレーブ
ラッチ回路SLは、クロック信号CKがハイのときは、
マスターラッチ回路MLにおけるデータ出力端子Q1か
らの中間出力信号の電圧レベルを上げて、そのまま通過
させる回路となる。すなわち、データ出力端子Q1から
の中間出力信号がハイのとき、この中間出力信号は電圧
VDD2である。この電圧VDD2をこれより高い電圧
である電圧VDD1へ変換して、ハイ信号としての出力
データ信号ODを出力する。一方、データ出力端子Q1
からの中間出力信号がロウのときは、この中間出力信号
の電圧はグランドであるので、このグランド電位をその
まま、出力データ信号ODとして出力する。より詳しく
説明すると次のようになる。
As can be seen from FIG. 8, when the clock signal CK is high, the slave latch circuit SL
This is a circuit that raises the voltage level of the intermediate output signal from the data output terminal Q1 in the master latch circuit ML and passes the signal as it is. That is, when the intermediate output signal from the data output terminal Q1 is high, the intermediate output signal is the voltage VDD2. This voltage VDD2 is converted to a higher voltage VDD1, and an output data signal OD as a high signal is output. On the other hand, the data output terminal Q1
When the intermediate output signal is low, the voltage of this intermediate output signal is ground, and this ground potential is output as it is as the output data signal OD. This will be described in more detail below.

【0049】マスターラッチ回路MLにおけるデータ出
力端子Q1からの中間出力信号がロウであったと仮定す
る。すると、インバータINV2の出力はハイとなり、
インバータINV3の出力はロウとなる。したがって、
出力データ信号ODはロウとなる。インバータINV2
は電圧VDD1で動作しているので、点Fは電圧VDD
1となる。このため、p型MOSトランジスタpMOS
6のゲートGは電圧VDD1となる。したがって、この
p型MOSトランジスタpMOS6はオフ状態となり、
点Eはロウに保たれる。
It is assumed that the intermediate output signal from data output terminal Q1 in master latch circuit ML is low. Then, the output of the inverter INV2 becomes high,
The output of the inverter INV3 becomes low. Therefore,
The output data signal OD becomes low. Inverter INV2
Operates at the voltage VDD1, the point F is at the voltage VDD.
It becomes 1. Therefore, the p-type MOS transistor pMOS
The gate G of No. 6 is at the voltage VDD1. Therefore, the p-type MOS transistor pMOS6 is turned off,
Point E is kept low.

【0050】これとは反対に、マスターラッチ回路ML
におけるデータ出力端子Q1からの中間出力信号がハイ
であった場合を説明する。この場合、インバータINV
2の出力はロウとなり、インバータINV3の出力はハ
イとなる。したがって、出力データ信号ODはハイとな
る。この出力データ信号ODの電圧は電圧VDD1であ
り、データ出力端子Q1からの中間出力信号の電圧であ
る電圧VDD2よりも、高くなっていることがわかる。
インバータINV2の出力側である点Fにおける電圧は
グランドとなる。このため、p型MOSトランジスタp
MOS6のゲートGの電圧もグランドとなる。したがっ
てこのp型MOSトランジスタpMOS6はオン状態と
なり、点Eはハイに保たれる。
On the contrary, the master latch circuit ML
The case where the intermediate output signal from the data output terminal Q1 is high is described. In this case, the inverter INV
2 is low, and the output of inverter INV3 is high. Therefore, the output data signal OD becomes high. It can be seen that the voltage of the output data signal OD is the voltage VDD1, which is higher than the voltage VDD2 which is the voltage of the intermediate output signal from the data output terminal Q1.
The voltage at the point F on the output side of the inverter INV2 becomes the ground. Therefore, the p-type MOS transistor p
The voltage of the gate G of the MOS 6 also becomes the ground. Therefore, the p-type MOS transistor pMOS6 is turned on, and the point E is kept high.

【0051】なお、厳密に考えると、データ出力端子Q
1からの中間出力信号がハイとなった直後は、点Fにけ
る電位はグランドにはならない。なぜなら、中間出力信
号は電圧VDD2であり、点Eの電位は、これからn型
MOSトランジスタnMOS6のしきい値電圧分だけ低
いVDD2−αになる。このVDD2−αというのは、
電圧VDD1よりも低い値である。このため、電圧VD
D1で動作するインバータINV2の出力はグランドま
で下がり切らない。但し、このグランドまで下がりきら
ない電圧であってもp型MOSトランジスタpMOS6
をオン状態とするのには、十分な電圧となる。これによ
り、結果的に、p型MOSトランジスタpMOS6がオ
ン状態となる。このp型MOSトランジスタpMOS6
がオン状態となると、点Eは電圧VDD1となる。する
と、インバータINV2の出力電圧は完全なグランドと
なるのである。
Note that strictly speaking, the data output terminal Q
Immediately after the intermediate output signal from 1 goes high, the potential at point F does not go to ground. This is because the intermediate output signal is the voltage VDD2, and the potential at the point E becomes VDD2-α, which is lower by the threshold voltage of the n-type MOS transistor nMOS6. This VDD2-α is
The value is lower than the voltage VDD1. Therefore, the voltage VD
The output of the inverter INV2 operating at D1 does not fall to ground. However, even if the voltage does not fall to the ground, the p-type MOS transistor pMOS6
Is turned on enough to turn on. As a result, the p-type MOS transistor pMOS6 is turned on. This p-type MOS transistor pMOS6
Is turned on, the point E becomes the voltage VDD1. Then, the output voltage of the inverter INV2 becomes a complete ground.

【0052】以上はクロック信号CKがハイであった場
合の、スレーブラッチ回路SLの単独の動作の説明であ
ったが、次に、クロック信号CKがロウであった場合
の、スレーブラッチ回路SLの単独の動作を説明する。
The above is the description of the independent operation of the slave latch circuit SL when the clock signal CK is high. Next, the operation of the slave latch circuit SL when the clock signal CK is low is described. A single operation will be described.

【0053】図7からわかるように、クロック信号CK
がロウであると、n型MOSトランジスタnMOS6は
オフ状態となる。また、反転クロック信号/CKはハイ
であるので、n型MOSトランジスタnMOS7はオン
状態となる。したがって、このクロック信号CKがロウ
のときにおける図7の電圧レベル変換機能付フリップフ
ロップ回路は、図9に示す回路と等価になる。
As can be seen from FIG. 7, the clock signal CK
Is low, the n-type MOS transistor nMOS6 is turned off. Further, since the inverted clock signal / CK is high, the n-type MOS transistor nMOS7 is turned on. Therefore, the flip-flop circuit with the voltage level conversion function of FIG. 7 when the clock signal CK is low is equivalent to the circuit shown in FIG.

【0054】この図9からわかるように、このスレーブ
ラッチ回路SLは、クロック信号CKがハイからロウに
切り替わった際における出力データ信号ODをそのまま
保持する回路となる。すなわち、クロック信号CKがロ
ウに切り替わった際に、出力データ信号ODがハイであ
った場合には、このハイの状態を次にクロック信号CK
がハイになるまで保持し続ける。反対に、クロック信号
CKがロウに切り替わった際に、出力データ信号ODが
ロウであった場合には、このロウの状態を次にクロック
信号CKがハイになるまで保持し続ける。より詳しく説
明すると次のようになる。
As can be seen from FIG. 9, the slave latch circuit SL is a circuit that holds the output data signal OD as it is when the clock signal CK switches from high to low. That is, when the output data signal OD is high when the clock signal CK is switched to low, this high state is changed to the next clock signal CK.
Hold until goes high. Conversely, if the output data signal OD is low when the clock signal CK is switched to low, the low state is maintained until the next clock signal CK goes high. This will be described in more detail below.

【0055】クロック信号CKがハイからロウに切り替
わった際に、出力データ信号ODがハイ状態であったと
仮定する。この場合、点Eのハイの状態が維持され、点
Fのロウ状態も維持される。このため、p型MOSトラ
ンジスタpMOS6のオン状態も維持されることとな
り、点Eは電圧VDD1のハイ状態のままとなる。点F
がロウ状態ということは、インバータINV3の出力は
ハイ状態が維持される。
It is assumed that the output data signal OD is in the high state when the clock signal CK switches from high to low. In this case, the high state of the point E is maintained, and the low state of the point F is also maintained. Therefore, the ON state of the p-type MOS transistor pMOS6 is also maintained, and the point E remains at the high state of the voltage VDD1. Point F
Is in the low state, the output of the inverter INV3 is maintained in the high state.

【0056】これとは反対に、クロック信号CKがハイ
からロウに切り替わった際に、出力データ信号ODがロ
ウ状態であったと仮定する。この場合、点Eのロウの状
態が維持され、点Fのハイの状態も維持される。このた
め、p型MOSトランジスタpMOS6のオフ状態も維
持されることとなり、点Eの電圧はグランドのままとな
る。点Fがハイ状態ということは、インバータINV3
の出力はロウ状態が維持される。
On the contrary, it is assumed that when the clock signal CK switches from high to low, the output data signal OD is in the low state. In this case, the low state at the point E is maintained, and the high state at the point F is also maintained. Therefore, the off state of the p-type MOS transistor pMOS6 is also maintained, and the voltage at the point E remains at ground. That the point F is in the high state means that the inverter INV3
Is maintained in a low state.

【0057】ここまでは、スレーブラッチ回路SLの単
独の動作について述べたが、次に、図10に基づいて、
この電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路の全体
の動作を説明する。この図10は、この電圧レベル変換
機能付フリップフロップ回路にける各所のタイムチャー
トを示す図である。図10(a)は、クロック信号CP
の一例を示すタイムチャートであり、グランドから電圧
VDD3の幅で振幅する。図10(b)は、クロック信
号CKの一例を示すタイムチャートであり、グランドか
ら電圧VDD2の幅で振幅する。図10(c)は、入力
データ信号IDの一例を示すタイムチャートであり、グ
ランドから電圧VDD4の幅で振幅する。図10(d)
は、データ出力端子Q1からの中間出力信号の一例を示
すタイムチャートであり、グランドから電圧VDD2の
幅で振幅する。図10(e)及び(f)は、点E及び点
Fの電圧の一例を示すタイムチャートであり、図4
(g)は、出力データ信号ODの一例を示すタイムチャ
ートであり、いずれも、グランドから電圧VDD1の幅
で振幅する。
Up to this point, the independent operation of the slave latch circuit SL has been described. Next, referring to FIG.
The overall operation of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function will be described. FIG. 10 is a diagram showing time charts at various points in the flip-flop circuit with a voltage level conversion function. FIG. 10A shows the clock signal CP.
5 is a time chart showing an example, and the amplitude is from the ground to the width of the voltage VDD3. FIG. 10B is a time chart showing an example of the clock signal CK, which oscillates with a width of the voltage VDD2 from the ground. FIG. 10C is a time chart showing an example of the input data signal ID, which oscillates with a width of the voltage VDD4 from the ground. FIG. 10 (d)
Is a time chart showing an example of an intermediate output signal from the data output terminal Q1, which oscillates with the width of the voltage VDD2 from the ground. FIGS. 10E and 10F are time charts showing examples of voltages at points E and F.
(G) is a time chart showing an example of the output data signal OD, and each of the signals oscillates with the width of the voltage VDD1 from the ground.

【0058】この図10と図7とからわかるように、ク
ロック信号CKがn型MOSトランジスタnMOS6の
ゲートGへ入力される。反転クロック信号/CKが、n
型MOSトランジスタnMOS7のゲートGへ、入力さ
れる。クロック信号CK及び反転クロック信号/CKが
マスターラッチ回路MLへ入力される。
As can be seen from FIGS. 10 and 7, the clock signal CK is input to the gate G of the n-type MOS transistor nMOS6. When the inverted clock signal / CK is n
Input to the gate G of the type MOS transistor nMOS7. The clock signal CK and the inverted clock signal / CK are input to the master latch circuit ML.

【0059】このようにクロック信号CKが入力されて
いる状態において、図10(c)からわかるように、時
刻t1に、マスターラッチ回路MLのデータ入力端子D
1へ入力される入力データ信号IDがロウからハイに切
り替わったとする。この時刻t1においては、図10
(b)からわかるように、クロック信号CKはロウであ
るので、この入力データ信号IDにおけるハイの信号
は、図10(d)からわかるように、データ出力端子Q
1から出力される。但し、図10(b)からわかるよう
に、クロック信号CKがまだロウであることから、n型
MOSトランジスタnMOS6はオフ状態にある。この
ため、図10(e)からわかるように、点Eの電圧はロ
ウのままである。
In the state where the clock signal CK is input, as shown in FIG. 10C, at time t1, the data input terminal D of the master latch circuit ML is turned on.
It is assumed that the input data signal ID input to 1 has switched from low to high. At this time t1, FIG.
As can be seen from FIG. 10B, since the clock signal CK is low, the high signal in the input data signal ID is, as can be seen from FIG.
1 is output. However, as can be seen from FIG. 10B, since the clock signal CK is still low, the n-type MOS transistor nMOS6 is off. Therefore, as can be seen from FIG. 10E, the voltage at the point E remains low.

【0060】次に図10(b)からわかるように、時刻
t2でクロック信号CKがロウからハイに切り替わる
と、図7のn型MOSトランジスタnMOS6がオン状
態となる。このため、図10(e)からわかるように、
点Eの電圧がハイとなる。但し、上述したところからわ
かるように、このn型MOSトランジスタnMOS6が
オン状態となった直後の点Eの電圧は、VDD2−αで
あり、完全なハイ状態とはまだいえない。このため、図
10(f)からわかるように、点Fの電位もグランドと
はならずに、βとなる。しかし、この点Fの電圧は、p
型MOSトランジスタpMOS6をオン状態とするのに
十分な電圧である。このため、p型MOSトランジスタ
pMOS6がオン状態となり、図10(e)からわかる
ように、点Eの電圧が一定時間遅れて電圧VDD1とな
り、図10(f)からわかるように、点Fの電圧が一定
時間遅れてグランドとなる。
Next, as can be seen from FIG. 10B, when the clock signal CK switches from low to high at time t2, the n-type MOS transistor nMOS6 in FIG. 7 is turned on. Therefore, as can be seen from FIG.
The voltage at point E goes high. However, as can be seen from the above description, the voltage at the point E immediately after the n-type MOS transistor nMOS6 is turned on is VDD2-α, and it cannot be said that the voltage is completely high yet. Therefore, as can be seen from FIG. 10F, the potential of the point F does not become the ground, but becomes β. However, the voltage at this point F is p
This is a voltage sufficient to turn on the type MOS transistor pMOS6. Therefore, the p-type MOS transistor pMOS6 is turned on, and as can be seen from FIG. 10 (e), the voltage at the point E becomes the voltage VDD1 with a delay of a certain time, and as can be seen from FIG. Becomes ground with a certain delay.

【0061】次に図10(c)からわかるように、時刻
t3で入力データ信号IDがハイからロウに切り替わっ
たとする。しかし、図10(b)からわかるように、こ
のときのクロック信号CKはハイであるので、図10
(d)からわかるように、マスターラッチ回路MLの保
持機能により、データ出力端子Q1からの中間出力信号
はハイ状態が維持される。
Next, as can be seen from FIG. 10C, it is assumed that the input data signal ID switches from high to low at time t3. However, as can be seen from FIG. 10B, since the clock signal CK at this time is high,
As can be seen from (d), the intermediate output signal from the data output terminal Q1 is maintained at a high state by the holding function of the master latch circuit ML.

【0062】次に図10(b)からわかるように、時刻
t4でクロック信号がハイからロウに切り替わる。ま
た、図10(b)からわかるように、反転クロック信号
/CKはロウからハイに切り替わる。すると、図10
(c)からわかるように、入力データ信号IDがロウの
状態であるので、図10(d)に示すように、データ出
力端子Q1からの中間出力信号がハイからロウに切り替
わる。しかし、反転クロック信号/CKがハイであるた
め、スレーブラッチ回路SLでは、モード切替部12が
保持状態となり、クロック信号CKが切り替わった際の
状態が維持される。すなわち、図10(e)乃至(g)
からわかるように、点Eの電圧はハイの状態に維持さ
れ、点Fの電圧はロウの状態に維持される。このため、
出力データ信号ODも、ハイの状態に維持される。
Next, as can be seen from FIG. 10B, the clock signal switches from high to low at time t4. As can be seen from FIG. 10B, the inverted clock signal / CK switches from low to high. Then, FIG.
As can be seen from (c), since the input data signal ID is in the low state, the intermediate output signal from the data output terminal Q1 switches from high to low as shown in FIG. However, since the inverted clock signal / CK is high, in the slave latch circuit SL, the mode switching unit 12 is in the holding state, and the state when the clock signal CK is switched is maintained. That is, FIGS. 10 (e) to 10 (g)
As can be seen, the voltage at point E is maintained at a high state and the voltage at point F is maintained at a low state. For this reason,
The output data signal OD is also maintained at a high state.

【0063】次に図10(b)からわかるように、時刻
t5でクロック信号CKがロウからハイに切り替わる。
すると、n型MOSトランジスタnMOS6がオン状態
となる。このため、図10(d)からわかるように、デ
ータ出力端子Q1からの中間出力信号がロウであるの
で、図10(e)からわかるように、点Eの電圧がハイ
からロウに切り替わる。このため、点Fの電圧がロウか
らハイに切り替わり、出力データ信号ODはハイからロ
ウに切り替わる。
Next, as can be seen from FIG. 10B, the clock signal CK switches from low to high at time t5.
Then, the n-type MOS transistor nMOS6 is turned on. Therefore, as can be seen from FIG. 10 (d), the intermediate output signal from the data output terminal Q1 is low, so that the voltage at the point E switches from high to low as can be seen from FIG. 10 (e). Therefore, the voltage at the point F switches from low to high, and the output data signal OD switches from high to low.

【0064】以上のように、第2実施形態に係る電圧レ
ベル変換機能付フリップフロップ回路によれば、図7か
らわかるように、スレーブラッチ回路SLに電圧レベル
変換回路22を設けたので、第1実施形態と同様の作用
を奏することができる。すなわち、従来のようにマスタ
ースレーブ型フリップフロップとは別個に、電圧レベル
変換回路を設ける必要がなくなるので、トランジスタ数
の削減を図ることができる。換言すれば、電圧レベル変
換回路22へn型MOSトランジスタnMOS7を追加
するだけで、モード切替部12を実現することができる
ので、第1実施形態よりもトランジスタ数の削減を図る
ことができる。このようなトランジスタ数の削減によ
り、回路全体の高速化を図ることができる。しかも、ス
レーブラッチ回路SLにおいて、クロック信号CK又は
反転クロック信号/CKの入力を必要とする素子をn型
MOSトランジスタnMOS6、nMOS7の2つにす
ることができるので、消費電力を小さくできる。そのう
え、マスターラッチ回路MLの出力をデータ出力端子Q
1だけにしたので、マスターラッチ回路MLにおける出
力端子の数も削減することができる。このため、全体の
回路面積をさらに小さくすることができる。
As described above, according to the flip-flop circuit with the voltage level conversion function according to the second embodiment, as can be seen from FIG. 7, the voltage level conversion circuit 22 is provided in the slave latch circuit SL. The same operation as the embodiment can be achieved. That is, since it is not necessary to provide a voltage level conversion circuit separately from the master-slave type flip-flop unlike the conventional case, the number of transistors can be reduced. In other words, the mode switching unit 12 can be realized only by adding the n-type MOS transistor nMOS7 to the voltage level conversion circuit 22, so that the number of transistors can be reduced as compared with the first embodiment. Such reduction in the number of transistors makes it possible to increase the speed of the entire circuit. Moreover, in the slave latch circuit SL, the number of elements that require the input of the clock signal CK or the inverted clock signal / CK can be the two n-type MOS transistors nMOS6 and nMOS7, so that the power consumption can be reduced. In addition, the output of the master latch circuit ML is connected to the data output terminal Q
Since there is only one, the number of output terminals in the master latch circuit ML can also be reduced. Therefore, the entire circuit area can be further reduced.

【0065】さらに、図7からわかるように、第1実施
形態と同様に、スレーブラッチ回路SLに電圧レベル変
換回路22を設けたので、図17に示した従来の電圧レ
ベル機能付フリップフロップよりも高速で動作させるこ
とができる。すなわち、スレーブラッチ回路SLの動作
電圧を高くすることによる高速化と、全体のトランジス
タ数を削減することによる高速化とを図ることができ
る。
Further, as can be seen from FIG. 7, similar to the first embodiment, the voltage level conversion circuit 22 is provided in the slave latch circuit SL, so that the conventional flip-flop with a voltage level function shown in FIG. 17 is provided. It can be operated at high speed. That is, the speed can be increased by increasing the operating voltage of the slave latch circuit SL, and the speed can be increased by reducing the total number of transistors.

【0066】また、第1実施形態と同様に、電圧レベル
変換回路22を除いて、電圧VDD1より低い電圧であ
る電圧VDD2、VDD3、VDD4で動作させること
ができるので、消費電力の抑制をはかることができる。
すなわち、マスターラッチ回路MLは、電圧VDD1よ
り低い電圧VDD2で動作するので、消費電力の抑制を
図ることができる。また、クロック信号CKと入力デー
タ信号IDとの低電圧化を図ることもできる。すなわ
ち、クロック信号CKをグランドから電圧VDD3の幅
で振幅させ、入力データ信号IDをグランドから電圧V
DD4の幅で振幅させ、これら電圧VDD3、VDD4
を、電圧VDD1より低くすることができるので、消費
電力の抑制を図ることができる。
Further, similarly to the first embodiment, except for the voltage level conversion circuit 22, the operation can be performed at the voltages VDD2, VDD3, and VDD4 which are lower than the voltage VDD1, so that the power consumption can be suppressed. Can be.
That is, since the master latch circuit ML operates at the voltage VDD2 lower than the voltage VDD1, power consumption can be suppressed. Further, the voltage of the clock signal CK and the input data signal ID can be reduced. That is, the clock signal CK is made to swing from the ground by the width of the voltage VDD3, and
The amplitude is set to the width of DD4, and these voltages VDD3, VDD4
Can be made lower than the voltage VDD1, so that power consumption can be suppressed.

【0067】さらにこの電圧VDD3、VDD4を、電
圧VDD2と等しいか又はそれ以上の電圧としたので、
マスターラッチ回路MLに定常的なリーク電流を流すこ
となく、フリップフロップ動作をすることができる。
Further, since the voltages VDD3 and VDD4 are equal to or higher than the voltage VDD2,
The flip-flop operation can be performed without flowing a steady leak current to the master latch circuit ML.

【0068】なお、本発明は上記実施形態に限定されず
種々に変形可能である。例えば、図1に示すマスターラ
ッチ回路MLの反転データ出力端子/Q1を省略して、
図11に示すように構成することもできる。すなわち、
トランスミッションゲートTG1とn型MOSトランジ
スタnMOS2との間をインバータINV4を介して接
続することにより、反転データ出力端子/Q1を省略す
ることもできる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, the inverted data output terminal / Q1 of the master latch circuit ML shown in FIG.
It can also be configured as shown in FIG. That is,
By connecting the transmission gate TG1 and the n-type MOS transistor nMOS2 via the inverter INV4, the inverted data output terminal / Q1 can be omitted.

【0069】また、ゲート回路としては、図12に示す
ようなクロックドインバータを用いて構成することもで
きる。また、図13に示すようなn型MOSトランジス
タのみ、若しくは、図14に示すようなp型MOSトラ
ンジスタのみで構成することもできる。
Further, the gate circuit can be configured using a clocked inverter as shown in FIG. Further, it may be configured only with an n-type MOS transistor as shown in FIG. 13 or only with a p-type MOS transistor as shown in FIG.

【0070】さらに、電圧VDD1からVDD4の高低
関係は、上記のものに限られない。また、入力データ信
号IDとクロック信号CKとは、異なる複数の振幅の信
号を用いることも可能である。例えば、クロック信号C
Kに、グランドから電圧VDD3の幅の振幅と、グラン
ドから電圧VDD1の幅の振幅とが混在してもよい。同
様に、入力データ信号IDに、グランドから電圧VDD
4の幅の振幅と、グランドから電圧VDD1の幅の振幅
とが混在してもよい。
The relationship between the levels of the voltages VDD1 to VDD4 is not limited to the above. In addition, the input data signal ID and the clock signal CK can use signals having a plurality of different amplitudes. For example, the clock signal C
K may have both the amplitude of the width of the voltage VDD3 from the ground and the amplitude of the width of the voltage VDD1 from the ground. Similarly, the input data signal ID is supplied from the ground to the voltage VDD.
The amplitude of the width of 4 and the amplitude of the width of the voltage VDD1 from the ground may be mixed.

【0071】また、電圧VDD1と電圧VDD2と電圧
VDD4を等しくし、電圧VDD3のみをこれらの電圧
よりも低くすることにより、クロック系の電力を小さく
することができる。
Further, by making the voltage VDD1, the voltage VDD2, and the voltage VDD4 equal and setting only the voltage VDD3 lower than these voltages, the power of the clock system can be reduced.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電圧
レベル機能付ラッチ回路及びフリップフロップ回路によ
れば、ラッチ回路に電圧レベル変換機能を設けたので、
必要な素子数の削減を図ることができ、これにより、消
費電力の低減や動作速度の高速化を図ることができる。
As described above, according to the latch circuit with the voltage level function and the flip-flop circuit according to the present invention, the voltage level conversion function is provided in the latch circuit.
The required number of elements can be reduced, which can reduce power consumption and increase operating speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る電圧レベル変換機
能付フリップフロップの回路の一例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a circuit of a flip-flop with a voltage level conversion function according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の電圧レベル変換機能付フリップフロップ
回路でクロック信号がハイの状態における等価回路図。
2 is an equivalent circuit diagram of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function in FIG. 1 in a state where a clock signal is high.

【図3】図1の電圧レベル変換機能付フリップフロップ
回路でクロック信号がロウの状態における等価回路図。
3 is an equivalent circuit diagram of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function in FIG. 1 when a clock signal is in a low state;

【図4】図1の電圧レベル変換機能付フリップフロップ
回路における各所のタイムチャートを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing time charts at various points in the flip-flop circuit with a voltage level conversion function of FIG. 1;

【図5】MOSトランジスタが完全なオフ状態となら
ず、リーク電流が流れる状態を説明した図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which a MOS transistor does not completely turn off and a leak current flows.

【図6】MOSトランジスタが完全なオフ状態となり、
リーク電流が流れない状態を説明した図。
FIG. 6 shows that the MOS transistor is completely turned off,
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which no leak current flows.

【図7】本発明の第2実施形態に係る電圧レベル変換機
能付フリップフロップの回路の一例を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a circuit of a flip-flop with a voltage level conversion function according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7の電圧レベル変換機能付フリップフロップ
回路でクロック信号がハイの状態における等価回路図。
8 is an equivalent circuit diagram of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function in FIG. 7 when a clock signal is in a high state.

【図9】図7の電圧レベル変換機能付フリップフロップ
回路でクロック信号がロウの状態における等価回路図。
9 is an equivalent circuit diagram of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function in FIG. 7 when a clock signal is in a low state.

【図10】図7の電圧レベル変換機能付フリップフロッ
プ回路における各所のタイムチャートを示す図。
10 is a diagram showing a time chart of each part in the flip-flop circuit with a voltage level conversion function of FIG. 7;

【図11】図1に示す電圧レベル変換機能付フリップフ
ロップ回路の変形例を示す図。
11 is a diagram showing a modification of the flip-flop circuit with a voltage level conversion function shown in FIG. 1;

【図12】ゲート回路としての他の一例である、クロッ
クドインバータを示す図。
FIG. 12 is a diagram illustrating a clocked inverter which is another example of the gate circuit.

【図13】ゲート回路としての他の一例である、n型M
OSトランジスタを示す図。
FIG. 13 shows another example of an n-type M as a gate circuit.
FIG. 14 illustrates an OS transistor.

【図14】ゲート回路としての他の一例である、p型M
OSトランジスタを示す図。
FIG. 14 shows a p-type M, which is another example of a gate circuit.
FIG. 14 illustrates an OS transistor.

【図15】一般的なマスタースレーブ型のフリップフロ
ップ回路を示す図。
FIG. 15 illustrates a general master-slave flip-flop circuit.

【図16】従来の電圧レベル変換機能を設けたフリップ
フロップ回路を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a conventional flip-flop circuit provided with a voltage level conversion function.

【図17】別の従来の電圧レベル変換機能を設けたフリ
ップフロップ回路を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing another conventional flip-flop circuit provided with a voltage level conversion function.

【図18】さらに別の従来の電圧レベル変換機能を設け
たフリップフロップ回路を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing another conventional flip-flop circuit provided with a voltage level conversion function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ML マスターラッチ回路 SL スレーブラッチ回路 ID 入力データ信号 OD 出力データ信号 CK クロック信号 /CK 反転クロック信号 10 モード切替部 12 モード切替部 20 電圧レベル変換回路 22 電圧レベル変換回路 TG1 トランスミッションゲート TG2 トランスミッションゲート ML master latch circuit SL slave latch circuit ID input data signal OD output data signal CK clock signal / CK inverted clock signal 10 mode switching section 12 mode switching section 20 voltage level conversion circuit 22 voltage level conversion circuit TG1 transmission gate TG2 transmission gate

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号の電圧レベルを変換して、この入
力信号の電圧レベルとは異なる電圧レベルの出力信号を
出力するための、電圧レベル変換手段と、 入力された制御信号に応じて、前記電圧レベル変換手段
を、前記入力信号が通過して出力信号となる通過状態
と、前記制御信号の切り替わった際における前記入力信
号が保持されて出力信号となる保持状態との、2つの状
態に切り替えるための、モード切替手段と、 を備えたことを特徴とする電圧レベル変換機能付ラッチ
回路。
A voltage level converting means for converting a voltage level of an input signal and outputting an output signal having a voltage level different from the voltage level of the input signal, and according to an input control signal, The voltage level conversion means is switched into two states, a passing state in which the input signal passes and becomes an output signal, and a holding state in which the input signal is held and becomes an output signal when the control signal is switched. A latch circuit having a voltage level conversion function, comprising: mode switching means for switching.
【請求項2】前記電圧レベル変換手段は、 入力端子が第1電圧の電源へ接続された第1及び第2ト
ランジスタであって、 一方の出力端子と他方の制御端子とが互いに接続された
第1及び第2トランジスタと、 これら第1及び第2トランジスタの出力端子と第2電圧
の電源との間にそれぞれ設けられた第3及び第4トラン
ジスタであって、前記第1及び第2トランジスタと前記
第2電圧の電源との間の導通を、前記入力信号に応じて
相補的にそれぞれオン、オフするための、第3及び第4
トランジスタと、 前記第1トランジスタと第3トランジスタとの間、及び
前記第2トランジスタと前記第4トランジスタとの間
の、少なくとも一方に設けられた前記出力信号を取り出
すための出力端子と、 を備えるとともに、 前記モード切替手段は、 前記第1トランジスタの出力端子と、前記第4トランジ
スタの制御端子とを接続する、第5トランジスタであっ
て、前記制御信号が入力される制御端子を有する第5ト
ランジスタと、 前記第2トランジスタの出力端子と、前記第3トランジ
スタの制御端子とを接続する、第6トランジスタであっ
て、前記制御信号が入力される制御端子を有する第6ト
ランジスタと、 を備えることを特徴とする請求項1に記載の電圧レベル
変換機能付ラッチ回路。
2. The voltage level conversion means according to claim 1, wherein the first and second transistors have input terminals connected to a power supply of a first voltage, and have one output terminal and the other control terminal connected to each other. First and second transistors, and third and fourth transistors provided between output terminals of the first and second transistors and a power supply of a second voltage, respectively, wherein the first and second transistors and A third and a fourth switch for turning on and off the conduction between the power supply of the second voltage and the power supply complementarily according to the input signal;
A transistor, and an output terminal for extracting the output signal provided at at least one of between the first transistor and the third transistor and between the second transistor and the fourth transistor. A mode switching unit configured to connect an output terminal of the first transistor and a control terminal of the fourth transistor, the fifth transistor being a fifth transistor having a control terminal to which the control signal is input; A sixth transistor that connects an output terminal of the second transistor and a control terminal of the third transistor, the sixth transistor having a control terminal to which the control signal is input. The latch circuit with a voltage level conversion function according to claim 1.
【請求項3】前記電圧レベル変換手段は、 前記入力信号が入力される第1インバータと、 入力側が前記第1インバータの出力側と接続され、出力
側から前記出力信号が出力される第2インバータと、 これら第1インバータと第2インバータとの間に接続さ
れた制御端子と、第1電圧の電源へ接続された入力端子
と、前記第1インバータの入力側に接続された出力端子
とを有する、第1トランジスタと、 を備えるとともに、 前記モード切替手段は、 前記第2インバータの出力側と前記1インバータの入力
側とを接続する第2トランジスタであって、前記制御信
号が入力される制御端子を有する、第2トランジスタ
を、 備えることを特徴とする請求項1に記載の電圧レベル変
換機能付ラッチ回路。
3. The voltage level conversion means, comprising: a first inverter to which the input signal is input, and a second inverter having an input side connected to an output side of the first inverter and outputting the output signal from an output side. A control terminal connected between the first inverter and the second inverter, an input terminal connected to a power supply of a first voltage, and an output terminal connected to the input side of the first inverter. And a first transistor, wherein the mode switching means is a second transistor that connects an output side of the second inverter and an input side of the one inverter, and is a control terminal to which the control signal is input. The latch circuit with a voltage level conversion function according to claim 1, further comprising a second transistor having:
【請求項4】入力データ信号と制御信号とが入力される
マスターラッチ回路であって、前記制御信号に応じて、
前記入力データ信号を通過させて中間出力信号とする通
過状態と、前記制御信号が切り替わった際の前記入力デ
ータ信号を保持して中間出力信号とする保持状態との、
2つの状態を有する、マスターラッチ回路と、 前記中間出力信号と前記制御信号とが入力されるスレー
ブラッチ回路であって、前記制御信号に応じて、前記マ
スターラッチ回路が前記保持状態であるときには前記中
間出力信号を通過させて出力データ信号とする通過状態
となり、前記マスタータッチ回路が前記通過状態である
ときには前記制御信号が切り替わった際の前記中間出力
信号を保持して出力データ信号とする保持状態となると
ともに、前記中間出力信号の電圧レベルを変換して、前
記中間出力信号の電圧レベルとは異なる電圧レベルの前
記出力データ信号として出力するスレーブラッチ回路
と、 を備えたことを特徴とする電圧レベル変換機能付フリッ
プフロップ回路。
4. A master latch circuit to which an input data signal and a control signal are inputted, wherein the master latch circuit receives
A passing state in which the input data signal is passed to be an intermediate output signal, and a holding state in which the input data signal is held and the intermediate output signal is held when the control signal is switched,
A master latch circuit having two states, and a slave latch circuit to which the intermediate output signal and the control signal are input, wherein the master latch circuit is in the holding state according to the control signal. A pass state in which an intermediate output signal is passed to be an output data signal, and when the master touch circuit is in the pass state, the intermediate output signal when the control signal is switched is held and held as an output data signal And a slave latch circuit that converts the voltage level of the intermediate output signal and outputs the output data signal at a voltage level different from the voltage level of the intermediate output signal. Flip-flop circuit with level conversion function.
【請求項5】前記スレーブラッチ回路では、前記出力デ
ータ信号の電圧レベルを、前記中間出力信号の電圧レベ
ルよりも高く変換することを特徴とする請求項4に記載
の電圧レベル変換機能付フリップフロップ回路。
5. The flip-flop according to claim 4, wherein the slave latch circuit converts the voltage level of the output data signal higher than the voltage level of the intermediate output signal. circuit.
【請求項6】前記スレーブラッチ回路の少なくとも一部
は第1電圧で動作し、前記マスターラッチ回路はこの第
1電圧より低い第2電圧で動作することを特徴とする請
求項5に記載の電圧レベル変換機能付フリップフロップ
回路。
6. The voltage according to claim 5, wherein at least a part of the slave latch circuit operates at a first voltage, and the master latch circuit operates at a second voltage lower than the first voltage. Flip-flop circuit with level conversion function.
【請求項7】前記制御信号は、グランドと第3電圧との
間で振幅し、前記入力データ信号は、グランドと第4電
圧の間の幅で振幅するとともに、これら第3電圧及び第
4電圧は、前記第2電圧以上の電圧であることを特徴と
する請求項6に記載の電圧レベル変換機能付フリップフ
ロップ回路。
7. The control signal oscillates between ground and a third voltage, and the input data signal oscillates with a width between ground and a fourth voltage. 7. The flip-flop circuit with a voltage level conversion function according to claim 6, wherein is a voltage equal to or higher than the second voltage.
【請求項8】前記第3電圧と前記第4電圧は、前記第1
電圧よりも低いことを特徴とする請求項7に記載の電圧
レベル変換機能付フリップフロップ回路。
8. The system according to claim 1, wherein said third voltage and said fourth voltage are equal to said first voltage.
The flip-flop circuit with a voltage level conversion function according to claim 7, wherein the flip-flop circuit is lower than a voltage.
【請求項9】前記第3電圧と前記第4電圧とは、互いに
等しい電圧であることを特徴とする請求項7又は請求項
8に記載の電圧レベル変換機能付フリップフロップ回
路。
9. The flip-flop circuit according to claim 7, wherein the third voltage and the fourth voltage are equal to each other.
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