JPS59100614A - Flip-flop circuit - Google Patents

Flip-flop circuit

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JPS59100614A
JPS59100614A JP57209632A JP20963282A JPS59100614A JP S59100614 A JPS59100614 A JP S59100614A JP 57209632 A JP57209632 A JP 57209632A JP 20963282 A JP20963282 A JP 20963282A JP S59100614 A JPS59100614 A JP S59100614A
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circuit
transistor
inverter
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small
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Norishige Tanaka
田中 教成
Kenji Matsuo
松尾 研二
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/037Bistable circuits

Abstract

PURPOSE:To reduce the pattern occupying area against high speed by inputting directly a control signal of set/reset to a gate of a feedback circuit so as to eliminate the effect on the circuit operation when set/reset is not in operation. CONSTITUTION:A transistor (TR) 27 is turned on when a set terminal is at ''1'', an output Q' is goes forcibly to ''0'' and an output Q goes forcibly to ''1''. On the other hand, a TR22 is turned on and the TR27 is turned off when the set terminal is at ''0''. As a load to the output Q' line, a gate capacitance of an inverter 21 is small. The junction capacitance of a feedback loop of a block 28 can be small, because the junction capacitance of the TR27 only is large. Thus, the load capacitance of the Q' line is small, the clock inverter 2 is speeded up. Since only the dimension of a few TRs has only to be increased against the high speed of the circuit operation, an FF circuit having a small pattern occupying area is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はセット、リセット機能等を有するフリップフロ
ップ回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a flip-flop circuit having set, reset functions, etc.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

第1図、第2図に示されるマスタースレーブ型フリッゾ
フロッゾは、セット(プリセット)、リセット(クリア
)信号をNAND、 NORff −)を介して制御す
る回路である。図中1,2はデータラインに設けられた
クロックドインバータ、3.4はNAND ff−ト、
5,6はクロックドインバータ、7,8はN0Rff−
)、9〜12はNANDゲート314、NORダート2
,8をスタティック動作させるためのクロックドインバ
ータ、13はインバータである。第3図はクロックドイ
ンバータの記号とその詳細回路、第4図は第2図のフリ
ップフロップ回路の動作を示すタイミングチャート、第
5図(、)はインバータ、第5図(b)は2人力NAN
Df  )、第5図(C)は2人力NORr−トの詳細
回路図である。下記の第1表は第1図の動作を示す真理
値表、第2表は第2図の動作を示す真理値表である。
The master-slave type frizzo-frozzo shown in FIGS. 1 and 2 is a circuit that controls set (preset) and reset (clear) signals via NAND and NORff-). In the figure, 1 and 2 are clocked inverters provided on the data line, 3.4 is a NAND ff-to,
5 and 6 are clocked inverters, 7 and 8 are N0Rff-
), 9-12 are NAND gate 314, NOR dart 2
, 8 are clocked inverters for static operation, and 13 is an inverter. Figure 3 is the symbol of a clocked inverter and its detailed circuit, Figure 4 is a timing chart showing the operation of the flip-flop circuit in Figure 2, Figure 5 (,) is an inverter, and Figure 5 (b) is powered by two people. NAN
Df), FIG. 5(C) is a detailed circuit diagram of a two-man powered NOR r-to. Table 1 below is a truth table showing the operation of FIG. 1, and Table 2 is a truth table showing the operation of FIG. 2.

第1表 第2表 但し第1表、第2表においてHは高(1#)レベル、L
は低(0”)レベル、※印は′H1,″′L”に係わら
ないという意味である。
Table 1 Table 2 However, in Tables 1 and 2, H is high (1#) level, L
is a low (0'') level, and the asterisk (*) means that it is not related to ``H1'' and ``L''.

上記の如きセット或いはリセット機能を有するフリップ
フロッグにおいて、高速化が要求される場合、各ダート
の遅延時間をそれぞれ短かくしなければならない。この
時第1図、第2図に示される回路では、セット或いはリ
セット信号を入力するNANII”−)或いはNORダ
ートにおいて、P或いはNチャネル型MO8)ランジス
タが第5図(b) 、 (e)に示される如く、ソース
・ドレイン間に2個直列に挿入されるため、同一の遅延
時間を要するインバータ(第5図(!L)に示す如くソ
ース・ドレイン間にトランジスタ1個)に比べ、トラン
ジスタのチャネル幅は大きくしなければならない。また
これによJ NAND ? −)或いはNORゲートの
前段のf−)の出力点で、上記チャネル幅の増大による
ダート容量が増加することになシ、その増加分による遅
延をなくすためにはそのダートのチャネル幅を大きくし
なければならず、これはまたそのr−)の前段にも影響
を及ぼす。このように従来のセット、リセット機能等を
有するフリツプフロツプは、高速化に対し、各トランジ
スタのディメンジョンが大きくなシ、問題となるもので
あった。
In a flip-flop having a set or reset function as described above, if high speed is required, the delay time of each dart must be shortened. At this time, in the circuits shown in FIGS. 1 and 2, in the NANII"-) or NOR dart inputting the set or reset signal, the P or N channel type MO8) transistor is shown in FIGS. 5(b) and 5(e). As shown in Figure 5, two transistors are inserted in series between the source and drain, so compared to an inverter (one transistor between the source and drain as shown in Figure 5 (!L)) that requires the same delay time, the transistor The channel width of J NAND ?-) or f-) in the front stage of the NOR gate must be increased. In order to eliminate the delay due to the increase, the channel width of the dart must be increased, which also affects the front stage of the r-). However, the size of each transistor is large, which poses a problem in terms of speeding up.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、セット、リ
セット機能等を有するフリッf70ツブにおいて、高速
化に対し、ノ!ターン占有面積を小さくする、換言すれ
ば各MO8)ランジスタのチャネル幅を極力小さくでき
る7リツグフロツプ回路を提供しようとするものである
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is intended to improve the speed of the flip F70 knob having set and reset functions. The present invention aims to provide a 7-Rig flop circuit in which the area occupied by the turns can be reduced, in other words, the channel width of each MO8 transistor can be made as small as possible.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明はセット、リセット等のコントロール信号を、保
持(帰還)回路のダートに直接入力することによシ、セ
ット或いはリセットが働いていない時の回路動作に対す
る影響をなくするようにしたものである。
The present invention eliminates the influence on the circuit operation when the set or reset is not working by directly inputting the control signal such as set or reset to the dart of the holding (feedback) circuit. .

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。第6図は
同実施例を示すが、これは第1図のものと対応させた場
合の例であるから、対応個所には同一符号を付して説明
を省略し、特徴とする点の説明を行なう。図中21はク
ロック5− ドインパータ2諸出力データラインに介挿されたインバ
ータである。電源VDDと出力端01との間には、Pチ
ャネル型のMOS )ランジスタ22〜24を直列接続
し、出力端01と電源VIIgとの間にはNチャネル型
のMOS )ランゾスタ25.26を直列接続し、出力
端01 と電源Vllllとの間にはNチャネル型トラ
ンジスタ27を設ける。トランジスタ22.27のr−
トにはセット信号を供給し、トランジスタ24゜25の
ダートはデータQ2インに接続し、トランジスタ23.
26のダートにはそれぞれクロック信号φ、7を供給す
る。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 6 shows the same embodiment, but since this is an example that corresponds to the one in FIG. 1, corresponding parts are given the same reference numerals and explanations are omitted, and the characteristic points will be explained. Do the following. In the figure, reference numeral 21 denotes an inverter inserted into the various output data lines of the clock 5-domain inverter 2. P-channel MOS transistors 22 to 24 are connected in series between the power supply VDD and the output terminal 01, and N-channel MOS transistors 25 and 26 are connected in series between the output terminal 01 and the power supply VIIg. An N-channel transistor 27 is provided between the output terminal 01 and the power supply Vllll. Transistor 22.27 r-
The gates of transistors 24 and 25 are connected to the data Q2 input, and the gates of transistors 23 and 25 are connected to the data Q2 input.
Clock signals φ and 7 are supplied to the 26 darts, respectively.

第6図の回路は、セット端子が1#の時トランジスタ2
7がオンで、出力頁は強制的に10″、出力Qは強制的
に1#となシ、第1図と同じ動作である。一方、セット
端子が′O”の時トランジスタ22がオン、トランジス
タ27がオフで、ブロック28は第1図のクロックドイ
ンバータ10と等価になシ、第1図の場合と同じ動作と
なるものである。
The circuit in Figure 6 shows that when the set terminal is 1#, the transistor 2
7 is on, the output page is forced to 10'', and the output Q is forced to 1#, which is the same operation as in Fig. 1.On the other hand, when the set terminal is 'O', the transistor 22 is on, When transistor 27 is off, block 28 is equivalent to clocked inverter 10 of FIG. 1 and operates in the same way as in FIG.

6− 第6図の回路にあっては、出力iラインの負荷を考える
と、インバータ21のダート容量は、第5図(、)の場
合と同様で小である。またブロック28の帰還ループの
接合容量は、トランジスタ27のみが大きければよいか
ら、小さくて済む。従って互ラインの負荷容量は小さく
なるから、クロックドインバータ2は高速となるもので
ある。
6- In the circuit of FIG. 6, considering the load on the output i-line, the dart capacitance of the inverter 21 is small, as in the case of FIG. 5 (,). Further, the junction capacitance of the feedback loop of the block 28 can be small because only the transistor 27 needs to be large. Therefore, the load capacitance of the mutual lines becomes small, so that the clocked inverter 2 can operate at high speed.

第7図は本発明の他の実施例を示すが、これは第2図の
ものと対応させた場合の例であるから、対応個所には同
一符号を付して説明を省略し、特徴とする点の説明を行
なう。クロック信号φ、¥は、原クロックとリセット信
号を入力とするNORゲート31.インバータ32 、
3 J’で形成される。34はクロックドインバータ5
の出力データラインに介挿されたインバータである。電
源vDDと出力端0鵞との間にはPチャネル型トランジ
スタ35.36を直列接続し、出力端02と電源V81
との間にはNチャネル型ト2ンジスタ37〜39を直列
接続する。また出力端02と電源vDDとの間にはPチ
ャネル型トランジスタ40を設ける。トランジスタ39
゜40のダートにはリセット信号を、インバータ4ノを
介して供給し、トランジスタ36.37のダートはイン
バータ34の出力データラインに接続し、トランジスタ
35.38のダートにはそれぞれクロック信号7.φを
供給する。クロックドインバータ6の出力データライン
にはインバータ42が介挿される。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, but since this is an example in which it corresponds to that in FIG. I will explain the points. The clock signals φ and ¥ are input to a NOR gate 31. which receives the original clock and the reset signal. Inverter 32,
3 J' is formed. 34 is clocked inverter 5
This is an inverter inserted into the output data line of the P-channel transistors 35 and 36 are connected in series between the power supply vDD and the output terminal 0, and the output terminal 02 and the power supply V81 are connected in series.
N-channel transistors 37 to 39 are connected in series between them. Further, a P-channel type transistor 40 is provided between the output terminal 02 and the power supply vDD. transistor 39
The darts of transistors 36 and 37 are connected to the output data line of the inverter 34, and the darts of transistors 35 and 38 are each supplied with a clock signal 7. Supply φ. An inverter 42 is inserted into the output data line of the clocked inverter 6.

第7図の回路はリセット端子が′″1#の時、クロ、り
φ=61”、7=″0″となシ、クロックドイン・ぐ−
夕6がオン状態となる。一方、トランジスタ40がオン
し、出力端0.が′1”となってa点が@′O”となシ
、第2表の真理値表のリセットが成立つまシ第2図の場
合と同じ動作となるものである。またリセット端子が0
”の時、NORダート31はクロック信号のみに影響さ
れ、クロックφ、iがきまる。そしてトランジスタ40
がオフし、トランジスタ39がオンする。
The circuit in Fig. 7 shows that when the reset terminal is ``1#'', the clocked-in pin is set as φ = 61'' and 7 = ``0''.
On evening 6, the power is turned on. Meanwhile, the transistor 40 is turned on, and the output terminal 0. becomes '1' and point a becomes @'O', the truth table in Table 2 is reset, and the operation is the same as in the case of FIG. Also, the reset terminal is 0
”, the NOR dart 31 is influenced only by the clock signal, and the clock φ, i is determined. Then, the transistor 40
is turned off and transistor 39 is turned on.

従って!ロック43は第2図のクロックドインバータ1
1と等価になシ、第2図の場合と同じ動作となるもので
ある。
Therefore! The lock 43 is the clocked inverter 1 in FIG.
1, the operation is the same as in the case of FIG.

第7図の回路にあっては、クロックドインバータ5の出
力ラインを考えると、インバータ34のff−)容量は
前記の場合と同様に小である。またクロックドインバー
タ5の出力ラインの接合容量は、トランジスタ4oのみ
を大きくすればよいから、小さくて済む。従ってクロッ
クドインバータ5の負荷容量は小となるから、該インバ
ータ5は高速となるものである。
In the circuit of FIG. 7, considering the output line of the clocked inverter 5, the ff-) capacitance of the inverter 34 is small as in the previous case. Further, the junction capacitance of the output line of the clocked inverter 5 can be kept small because only the transistor 4o needs to be made large. Therefore, the load capacitance of the clocked inverter 5 is small, so that the inverter 5 can operate at high speed.

第8図は第6図の変形例で、電源VDDと出力端01と
の間にPチャネル型トランジスタ271を設け、トラン
ジスタ26と電源v■との間にNチャネル型トランジス
タ221を介挿し、これらトランジスタのf−)をコン
トロール信号入力端に接続して、リセットなる信号を与
え、第6図のトランジスタ27.22は省略した場合の
例である。この場合は第6図のNANDゲート3に相当
する部分は、NORダート3′とされ反転リセット型の
7リツプフロ、プとなる。
FIG. 8 is a modification of FIG. 6, in which a P-channel transistor 271 is provided between the power supply VDD and the output terminal 01, and an N-channel transistor 221 is inserted between the transistor 26 and the power supply v■. This is an example in which the transistor f-) is connected to the control signal input terminal to provide a reset signal, and the transistors 27 and 22 in FIG. 6 are omitted. In this case, the portion corresponding to the NAND gate 3 in FIG. 6 is a NOR gate 3', and becomes an inversion reset type 7-lip flop.

9− 第9図は第7図の変形例で、電源V88と出力端0!と
の間にNチャネル型トランジスタ401を設け、トラン
ジスタ35と電源VDDとの間にPチャネル型トランジ
スタ391を介挿し、これらトランジスタのゲートをコ
ントロール信号入力端に接続し、第7図のトランジスタ
40゜39を省略した場合の例である。この場合はセッ
ト型のフリップフロップ型となるものである。
9- Figure 9 is a modification of Figure 7, with power supply V88 and output terminal 0! An N-channel type transistor 401 is provided between the transistor 35 and the power supply VDD, a P-channel type transistor 391 is inserted between the transistor 35 and the power supply VDD, and the gates of these transistors are connected to the control signal input terminal. This is an example where 39 is omitted. In this case, it is a set type flip-flop type.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く本発明によれば、回路動作の高速化に
対し少数のトランジスタのディメンジョンを大きくすれ
ばよいから、小さいノ4ターン占有面積で済むフリップ
フロップ回路が提供できるものである。
As described above, according to the present invention, since it is sufficient to increase the dimensions of a small number of transistors in order to increase the speed of circuit operation, it is possible to provide a flip-flop circuit that occupies a small four-turn area.

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

第1図、第2図は従来のフリップフロップ回路図、第3
図はクロックドインバータの記号及び回路図、第4図は
従来回路の動作を示すタイミングチャート、第5図はダ
ート回路の詳細図、第6図は本発明の一実施例の回路図
、第7図な10− いし第9図は本発明の他の実施例の回路図である。 1.2,5,6,9.12・・・クロックドインバータ
、J・=NANIl”−)、J 3 、21 、34.
。 42・・・インバータ、22〜24.−35.36゜4
0・・・Pチャオル型MO8)ランジスタ、25〜27
.37〜39・・・Nチャネル型MO8)ランジスタ、
01 、O鵞・・・出力端。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦11− 0       1C) へ  − 00 83−
Figures 1 and 2 are conventional flip-flop circuit diagrams, and Figure 3 is a conventional flip-flop circuit diagram.
The figure shows the symbol and circuit diagram of a clocked inverter, Figure 4 is a timing chart showing the operation of a conventional circuit, Figure 5 is a detailed diagram of a dart circuit, Figure 6 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and Figure 7 Figures 10-9 are circuit diagrams of other embodiments of the present invention. 1.2, 5, 6, 9.12...Clocked inverter, J.=NANIl"-), J3, 21, 34.
. 42... Inverter, 22-24. -35.36°4
0...P chaol type MO8) transistor, 25-27
.. 37-39...N-channel type MO8) transistor,
01, 0... Output end. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 11- 0 1C) To - 00 83-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] クロックドインバータと反転f−)を交互に並べてカス
ケード接続した回路本体と、前記反転f−)をスタティ
ック動作させるだめの保持ループとを具備し、との保持
ループは、第1の電位供給端と出力端との間に第1チヤ
ネル型の第1ないし第3のMOS )ランジスタの直列
回路を設け、第2の電位供給端と前記出力端との間に第
2チヤネル型の第4、第5のMOS )ランジスタの直
列回路を設け、第2の電位供給端と前記出力端との間に
第2チヤネル型の第6のMO8トランジスタを設け、前
記第3、第4のMOS )ランジスタの?−トはデータ
ラインに接続し、前記第2、第5のMOS )ランジス
タのr−1・には互に反転関係を有するクロック信号を
供給し、前記第1、第6のMOS )ランジスタのダー
トには、前記回路本体の出力レベルを設定するコントロ
ール信号を印加することを特徴とするフリップフロップ
回路。
It comprises a circuit main body in which clocked inverters and inverters f-) are alternately arranged and connected in cascade, and a holding loop for statically operating the inverter f-), the holding loop being connected to a first potential supply end and A series circuit of first to third MOS transistors of the first channel type is provided between the output end, and a series circuit of fourth and fifth MOS transistors of the second channel type is provided between the second potential supply end and the output end. A series circuit of transistors is provided, a second channel type sixth MO8 transistor is provided between the second potential supply end and the output end, and a series circuit of the third and fourth MOS transistors is provided. - gate is connected to the data line, clock signals having a mutually inverted relationship are supplied to r-1 of the second and fifth MOS transistors, and the dart of the first and sixth MOS transistors A flip-flop circuit, wherein a control signal for setting an output level of the circuit body is applied.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008167292A (en) * 2006-12-28 2008-07-17 Fujitsu Ltd Latch circuit, flip-flop circuit with the same and logic circuit
JP2014155163A (en) * 2013-02-13 2014-08-25 Toshiba Corp Flip-flop circuit

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JPS5579524A (en) * 1978-12-13 1980-06-16 Fujitsu Ltd Flip-flop circuit

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