JPS58223916A - 3値レベルクロツク発生回路 - Google Patents

3値レベルクロツク発生回路

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JPS58223916A
JPS58223916A JP57107815A JP10781582A JPS58223916A JP S58223916 A JPS58223916 A JP S58223916A JP 57107815 A JP57107815 A JP 57107815A JP 10781582 A JP10781582 A JP 10781582A JP S58223916 A JPS58223916 A JP S58223916A
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高田 正日出
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/08Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices
    • H03K19/094Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using semiconductor devices using field-effect transistors
    • H03K19/09425Multistate logic

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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は3値しベルクロック発生回路に関し、特に、絶
縁ゲート型筒1界効果トランジスタ、主として、MO8
電界効果トランジスタ(以下MO8FETと呼ぶ。)に
よって構成された3値しベルクロック発生回路に関する
ものである。
MOS FETを用いた回路は、ディジタルあるいはア
ナログ回路のいずれにおいても早−電源動作が望まれ、
特に、5v単一電源動作の集積回路が広範に用いられて
いる。5v単一電源動作の集積回路とは、電源電圧VD
Dとして5■を用い、接地電圧GNDとしてOVを用い
て動作する回路を言う。
とζろで、単一電源動作の集積回路とともに。
3値レベルクロツクを用いたメモリや論理回路を集積化
して、高性能の集積回路を実現しようという試みがある
。例えば、メモリの一例として、1978年2月に開催
されたアイ・イー・イー・イー・インターナショナル・
ソリッドステート・サーキッツ・コンファレンス(19
78IFiEE IN−TFiRNATIONAL 8
0LID−8TATECIRCUIT8CONFERB
NCE )のダイジェスト・オブ・テクニカル・ペーパ
ーズ(l8SCCDIGEST 0FTFiCHNIC
AL PAPER8)の第24〜25頁(1978年2
月会議時に同時頒布)に所載された[層状電荷メモリ(
” 5tratlfled ChargeMemory
”)」と題するアープ(D、M、 Brb )氏の論文
がある。この論文に述べられたメモリセルは、電荷記憶
領域と電流読み出し領域が縦型に集積化された小面積の
メモリセルであり、大容量のメモリに適している。メモ
リセルの動作は、書き込み動作時に、pチャネルMO8
FFiTを導通させて、基板から電荷を注入するか、基
板へ掃き出すかによって、2値情報のいずれか一方を書
き込み、読み出し動作時には、nチャンネルMO8FE
Tを用いて、電流読み出しを行なう。つまり、記憶電荷
量に応じて、読み出し電流が変わり、この電流値の差を
検知することによって、2値情報の弁別が行なわれる。
しかし、このセルの駆動にはpチャネルMO8FETと
nチャネ/L/MO8FF1Tとの逆極性のMOS F
ETを駆動させるために、基準電圧、nチャネルMO8
ITの閾値電圧以上の電圧(正電圧)、pチャネルMO
8FFITの閾値電圧以下の電圧(負電圧)を3値レベ
ルとするクロックが必要となる。
単一電源回路内部において用いられる3値レベルクロツ
ク発生回路の従来例は、1981年2月に開催されたア
イ・イー・イー・イー・コンピューター ソサイアティ
 インターナシ曹ナル コンファレンス(IEEE C
OMPUTFdL 80CIETYINTERNATI
ONAL C0NFIi)RENCE)のダイジ   
 ウェスト オブ ペーパーズ ブイ エル ニスアイ
 −y7プ:I7 81 (dlgest of pa
persVLSI COMPCON 81 ’) (7
)第194〜208頁(1981年2月会議時に同時頒
布)に所載された「最近の多値レベル回路じRECEN
T MULTI−VALUED CIRCUIT8”)
 」とlliするダオ(Tich T、Dio )氏の
論文に述べられている。
しかし、この論文の中で述べられている3値レベルクロ
ツク発生回路は、電源電圧VDDと接地電圧0■との間
に、第3の中間電圧を発生させ、電源電圧■DD、中間
電圧、接地電圧OVを3値とするクロック発生回路であ
る。前記した層状電荷メモリを動作させるには、電源電
圧VDDと同極性の電圧と接地電圧Ov以外に、逆極性
の第3のレベルを発生させて、クロック動作させる必要
がある点で、従来回路は不十分な3値レベルクロツク発
生回路であった。
本発明の目的は、単一電源動作の集積回路内で動作し、
しかも、電源電圧と逆極性を有する3値レベルクロツク
発生回路を提供することにある。
本発明の他の目的は、集積回路内に中間電圧発生回路を
有しない3値レベルクロツク発生回路を提供することに
ある。
本発明の3値レベルクロツク発生回路は、ソースを第1
の電源線にドレインを出力端子にそれぞれ接続した第1
導電型のMI8電界効果トランジスタと、ドレインを出
力端子にソースを第2の電源線にそれぞれ接続した第2
導電型のMI8電界効果トランジスタと、前記出力端子
と第1のクロック線とを結合する第1の結合コンデンサ
と、前記第1導電型及び第2導電型のMIS電界効果ト
ランジスタのゲートに、それぞれ、前記第2の電源線の
電圧から見て第1の電源線の電圧およびこれと同極性の
電圧を2値レベルとするクロック信号を与える手段と、
前記第2導電型のMI8電界効果トランジスタのゲート
と第2のクロック線とを結合する第2の結合コンデンサ
とを含み、しかも前記第2の電源線の電圧から見て、そ
れぞれ、第1の電源線の電圧と同極性の第1の電圧レベ
ル、第2の電源線の電圧と同じ第2の電圧レベル、第1
の電源線の電圧と逆極性の第3の電圧レベル及び前記第
2の電圧レベルを順々に前記出力端子に出力する手段を
含んで構成することを特徴とする特以下、本発明をより
よく理解するために、実施例を用いて詳述する。第1図
は本発明の一実施例を示す。ここで、第1の導電型とし
てp型を、第2の導電型としてn型を用いる。pチャネ
ルMO8FETQ1は、ソースが第1の電源線である5
v電源線(電源電圧vDD)に、ドレインが出力端子N
1に、ゲートがMOS FET Q 1駆動用のクロッ
ク(φ3)信号線に、それぞれ接続している。nチャネ
ルMO8FETQ2は、ドレインが出力端子N1に、ソ
ースが第2の電源線である電圧Ovの接地線GNDに、
ゲートが節点N2に、それぞれ接続している。出力端子
N1は、第1の結合コンデンサC1を介して、第1のク
ロック(φ1)信号線に接続し、節点N2は、第2の結
合コンデンサC2を介して、第2のクロック(φ2)信
号線に接続している。nチャネルMO8FET Q 3
は、ド4     レインが節点N2に、ソースがMO
S FET Q 2駆動用クロツク(φ4)信号線に、
ゲートがクロック(φ5)信号線に、それぞれ接続して
いる。
第1図の本発明の実施例の回路動作を、第2図に示す動
作波形を用いて説明する。時刻toからtlまでのリセ
ット状態では、クロックφ4.φ5と節点N2の電圧が
高レベルにあり、同時にクロックφ3の電圧も高レベル
にあるので、MOS FETQ2は導通し、MOS F
ETQlは非導通になるので、出力端子N1の電圧はO
vの接地電圧となる。
時刻t1で、クロックφ4の電圧を高レベルからOVに
下げて、節点N2の電圧をOvにし、時刻t!で、クロ
ックφ3の電圧を高レベルからovに下げろと、MOS
 FIT Q 2は非導通に、MOS FB’l’Q1
は導通になるので、出力端子N1の電圧は高レベルに上
がる。次に、時刻t、で、クロックφ3の電圧をOvか
ら高レベルに上げ、時刻t4で、クロックφ4の電圧を
0■から高レベルへ上げると、節点N2の電圧が高レベ
ルになるので、MO8FETQIは非導通に、MOS 
FET Q 2は導通になり、出力端子N1の電圧は0
■に下がる。次に、時、刻t、で、クロックφ4を高レ
ベルからovに下げて、節点N2の電圧をOvにし、時
刻t6で、クロックφ5を高レベルからOvに下げると
、MOS     −FETQ3は非導通になり、節点
N2の電圧はOVのフローティング状態となる。この時
、MO8FETQ2は非導通になる。そこで、時刻t、
で、クロックφ2を高レベルからOvに下げると1節点
N2の電圧は、結合コンデンサC2による容量結合によ
って、低しベノビ(負電圧)に下がる。いま、nfヤネ
JvMO8FBTQ2及びQ3(7)閾値電圧がともに
Vthnであるとすると、節点N2の低レベルの電圧は
、それが負電圧−vthn以下になろうとすると、 M
O8FFliT Q 3が導通ずるので、負電圧−Vt
hnで落ち着く。次に、時刻t8で、クロッ外φ1を高
レベルからOvに下げると、出力端子N1の電圧は、結
合コンデンサC1による容量結合によって、低レベル(
負電圧)に下カル。
出力端子N1の低レベルの電圧は、負電圧−2vthn
以下になると、MOS FETQ2が導通するので、負
電圧−2Vthnで落ち着く。次に、時刻t。
で、クロックφ4.φ5をOvから高レベルに上げると
、節点N2の電圧は高レベルに上がり、M2S FF1
T Q 2が導通するので、出力端子N1の電圧は、再
び、Ovに上がる。その後、時刻t、。
で、クロックφ1.φ2をOvから高レベルに上げて1
時刻toのリセット状態に戻る。これ以降は、再び1時
刻1oからtioまで、同じ動作をくり返すことによっ
て、出力端子N1の電圧は、正電圧、Ov、負電圧の3
値レベルクロツクとして動作することができる。尚、本
実施例ではクロックφlとφ2を別々の信号線として示
したが、と    〜れらの線を同一のクロック信号線
として動作させでも、同様の3値レベルクロツクを発生
させることができる。
以上の説明から明らかなように、本実施例の3値レベル
クロツク発生回路は、ダイナミック動作に基づいている
ので、消費電流は、出力端子N1及び節点N2の充放電
に要する以外無視できるので、低消費電力の3値レベル
クロツク発生回路が実現できる。尚、本実施例を単一電
源動作の集積回路内で作るためには、基板と出力端子N
1とが常iこ逆バイアス状態になるように、nチャネル
MO8FETの基板電圧は一2■thn以下の負電圧に
保持しなければならないが、これは、従来からある基板
バイアス発生回路を集積回路内に内蔵することによって
、容易に実現できる。
本発明は、何も第1図の実施例に限定されるものではな
く、第1図の実施例において、トランスファーゲートの
MOS FETQ3の代りに、ダイナミック動作を行な
うインバータ回路を用いることもできる。つまり、 M
OS FF1iT Q 1及びQ2のゲートへの印加電
圧が、それぞれ、第2図1こ示されたクロックφ3及び
節点N2の電圧波形に等しければ、クロックφ3及び節
点N2に2値の信号を与える手段として、従来回路が自
由に使える。
以上の説明から明らかなように、本発明の3値レベルク
ロツク発生回路は、単一電源で動作する集積回路内で作
ることができ、しかも、正電圧。
接地電圧0■、負電圧の3値レベルクロツクを発(、生
す6員が7き6・し7゛も・角筒1を結合°7デンサに
よる容量結合によって作るために、直流電流は流れず、
消費電力の非常に少ない3値レベルクロツク発生回路が
実現できる。
また本発明ではMOS 1Tに限らず、一般にMI8 
FETであれば用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す3値レベルクロツク発
生回路の回路図であり、第2図は第1図の動作を説明す
るための波形図である。 図中の符号で、Ql〜Q3・・・・・・MOS FET
。 CI、C2・・・・・・結合コンデンサ、φ1〜φ5・
・曲クロック、Nl・・・・・・出力端子、N2・・・
・・・回路の節点、vDD・・・・・・電源電圧、GN
D・・・・・接地電圧(OV)、t(1”’1G・・・
・・・時刻、をそれぞれ示す。 譚1圀 療Z児

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ソースを第1の電源線にドレインを出力端子にそれぞれ
    接続した第1導電型のMI8電界効果トランジスタと、
    ドレインを出力端子にソースを第2の電源線にそれぞれ
    接続した第2導電型のMIS電界効果トランジスタと、
    前記出力端子と第1のクロック線とを結合する第1の結
    合コンデンサと、前記第1導電型及び第2導電型のMI
    8電界効果トランジスタのゲートに、それぞれ、前記第
    2の電源線の電圧から見て第1の電源線の電圧およびこ
    れと同極性の電圧を2値レベルとするクロック信号を与
    える手段と、前記第2導電型のMIStIIL界効果ト
    ランジスタのゲートと第2のクロック線とを結合する第
    2の結合コンデンサとを含み、しかも前記第2の電源線
    の電圧から見て、それぞれ、第1の電源線の電圧と同極
    性の第1の電圧レベル、第2の電源線の電圧と同じ第2
    の電圧レベル、第1の電源線の電圧と逆極性の第3の電
    圧レベル及び前記第2の電圧レベルを順々に前記出力端
    子に出力する手段を含んで構成することを特徴とする3
    値しベルクロック発生回路。
JP57107815A 1982-06-23 1982-06-23 3値レベルクロツク発生回路 Granted JPS58223916A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100787326B1 (ko) 2005-10-26 2007-12-21 산요덴키가부시키가이샤 3치 펄스 발생 회로

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100787326B1 (ko) 2005-10-26 2007-12-21 산요덴키가부시키가이샤 3치 펄스 발생 회로

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JPH0459807B2 (ja) 1992-09-24

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