JPS59201516A - フリツプフロツプ回路 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、フリップフロップ回路に係り、特に低消費
昂１カ化を図るようにしたものに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

眉知のように、例えば電池使用機器等に使用されるフ１
１ツブプロップ回路にあっては、低電圧で動作回部にい
わゆる低消費電力形のものが望まれており、従来ではＣ
Ｍ　ＯＳやＩ２Ｌ　　等を用いて構成するように［、て
いる。

ところが、上記ＣＭ　ＯＳを用いたものは、バイポーラ
回路とともにモノリシックＩＣ化するのは工程が複雑に
かｉｌ、また重派電圧が１ｙ以下の低電圧での動作や、
０．８　〔Ｖｌ〜６〔Ｖ〕のように広範囲に低動する電
圧での動作の保証を行なうためには、ＭＯＳ　　トラン
ジスタのスレッンヨルド電圧を精密に制御［７，なけれ
ば々らないという問題を有し、でいる。

また、上記Ｉ　Ｔ、を用いたものは、インジェクターの
電流によって消費電力が定まるものであるが、この電流
を上述したような広範囲に変動する電源電圧の基で一定
に保持することは、極めて困難なことである。さらに、
フリップフロップ回路の出力によって他の回路部にバイ
アス電流を供給するようにした供給回路を有する場合に
は、この供給回路の消費電流も極小にする必要があるが
、一般的に、供給すべき電流よ４）も大きな直流を通常
消費してしまうため、結局低消費電力化に適さないもの
である。

第１図はバイアス電流供給回路を備えた従来のＩ２Ｌに
よるフリップフロップ回路を示すものでちる。すなわち
、トランジスタＱ、乃至Ｑｓ。

抵抗１７１．コンデンサＣ１及びスイッチＳ１より々る
回路が、フリップフロップ回路部／ｌを構成し、抵抗Ｒ
２及びダイオードＤ１がバイアス電流供給回路１２を構
成するものである。また、図中１３は、上記バイアス電
流供給１６１路ｚ２からのバイアス電流が供給きれるト
ラツク　・スタＱ４を含む負荷回路であ１）、１４は電
源々寿る電池である、 そして、このフリップフロップ回路部ｒ　ｒは、スイッ
チＳ１がオフ状態にあるとき、）・ランジスタＱ１がオ
ン１１、トランジスタＱ、２がオフ（。

ている。このとき、バイアス電流供給回路１２からのバ
イアス電流は、トランジスタＱ＋　のコレクタに流れ込
み、結局第１図中Ａ点は約０〔ｖ］となって、トランジ
スタＱ４がバイアスされず負荷回路Ｉ３は非駆動状態と
なされている。

このような状態でスイッチＳ、をオンすると、フリップ
フロップ回路部１１け反転され、トランジスタＱ１がオ
フ状態と々す、トランジスタＱ２がオン状態となされる
。そして、このフリップフロップ回路部１１の反転状η
）冑１寸、スイッチＳ１　をオフ状態に戻しても保持さ
れるものである。ここで、上記のようにトランジスタＱ
１がオフ状態になされると、第１図中入点の千′位は、
ダイオードＤ、の順方向電圧（約０．７〔Ｖ〕）となり
、トランジスタＱ４にバイアス電流が供給され、負荷回
路７３が駆動されるように々るものである。

ここにおいて、上記フリップフロップ回路部ＩＩの消費
′直流は、′重油１４の出力電圧をＶｃｃトシ、トラン
ジスタＱ３のベース−エミッタ間電圧をＶＢ＋シとする
と、 ■Ｂ　ｔＨ−’Ｊ　ＬＩ　Ｒ １ と＆　）Ｊ、例えばＶｃｃ　＝　１．５　ＣＶ〕、　Ｖ
ｒ３ｇ　＝　０．７　（Ｖ’ｌｌとして、消％を電流を
１〔μＡ〕　にせんとした場合、抵抗Ｒ１は、 １５〔Ｖｌ　−０，７〔Ｖ’ｌ Ｊで、−一一−−Ｔσ訂−＝＝８ＱＯ（ＫΩ〕もの高抵
抗としかければガらず、このような高抵抗をＩＣの中に
作り込むことは実際上不可能々ものである。

〔発明の目的〕

この発明は上記事情を考慮１−２でなされたもので、簡
易な構成で低消費７わニブ１化を実現でき、特に集積回
路化に好適する極めて良好なフリップフロップ回路を提
供することを目的とする３、〔発明の概要〕 すなわち、この発明は、一方の第１の被制御ｆＲＩ電極
と他方の制御電極とが互いに接続され両方の第２の被制
飢電極が共に基帖電位点に接船：されてなる同極性の第
１及び第２のトランジスタと、この第１及び第２のトラ
ンジスタの各部１の被制御電極電流がそれぞれ制御電極
に供給される前記第１及び第２のトランＣ・スタと同極
性の第３及び第４のトランジスタと、この第３及び第４
のトランジスタの各一方の被制ｆｒｉｌ＋電枠７１＝。

流、で駆動され一方の被制宿１電！・；１・に′１″ｉ
Ｍ、　Ａ＋ａ　’ｉ’↓・“川が印加される前記第３及
び第４のトラン、ンスタと′３ｊ）’ｉ極性の第５のト
ランジスタと、この角１５のトランジスタの出力電流と
前Ｕｉ：：　？ｊＬ源１ξ１゛川と［ｐ、Ｇづいてそれ
ぞれ駆動され前記第１及び第２のトランジスタへの電流
供給源となる第６及び第７のトランジスタと、前記第３
及び第４のトランジスタの各他方の被制鉤電極と前記Ｆ
：＠電位点との間にそれぞれ介在される第１及び第２の
電流制限素子とを具備し７、前記第１及び第２のトラン
ジスタのうちの−・方を導通状態、他方を非導通状態に
保持するとともに、スイッチ操作に応じて前記保持状態
を反転させるようにして々ることを特徴とするものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。すなわち、第２図において、Ｑ、、Ｑ、は
フリップフロップ回路部１５ヲ構成するＮＰＮ　形のト
ランジスタで、−力のベースと他方のコレクタとが互い
に接続されている。また、このトランジスタＱ、、Ｑ、
の各エミッタは、共に接地されている。

ここで１．上記トランジスタＱ、のコレクタは、他のＮ
ＰＮ　形のトランジスタＱ７のベースに接続され、上記
トランジスタＱ６のコレクタは、他のＮＰＮ　形のマル
チエミッタタイプのトランジスタＱ８のベースに接続さ
れている１、このｌ・ランジスタＱ？、Ｑ１１の各コレ
クタは共】１！ｉ接続され、その接続点けＰＮＦ’　　
形のトランジスタＱ。

のベース及びコレクタにそれぞれ接続されている。また
、上記トランジスタＱ７のエミッタは、抵抗Ｒ２を介し
てトランジスタＱ８のエミンタ忙接続され、その接続点
は抵抗Ｒ３を介して接地されている。

一方、上記トランジスタＱ９のエミッタは、電源ライン
Ｉ６に接続されている。この電源ラインＩ６は、図示極
性の電池Ｉ７を介して接地されている。そして、このト
ランジスタＱ、のベースは、他のｐ　Ｎ　））　　形の
トランジスタＱ、ｏ。

Ｑｌ＋の各ベースにそり、ぞれ接続さハ、ている。この
トランジスタＱ、。、Ｑｌ、は、前記トランジスタＱ、
、Ｑ、に対してぞれぞれ電流供給派となるもので、その
各コレクタはトランジスタＱ、。

Ｑ６の各コレクタにそれぞれ接続され、その各エミッタ
は電源ライン１６に共に接続されている。

ここで、上記トランジスタＱ、のコレクタとトランジス
タＱ７のベースとの接続点は、コンデンサＣ２を介して
電源ラインＩ６に接続されるとともに、スイッチＳ２を
介し２て接地されている。また、上記トランジスタＱ８
のベースは、トランジスタＱ＋２を含む負荷回路１８の
バイアス入力端に接続されている。

上記のような構成において、以下その動作を説明する。

まず、スイッチＳ２がオフ状態で、電源ライン１６に電
池Ｉ７の電圧が印加されたとする。すると、コンデンサ
Ｃ２に充電電流が流れ、トランジスタＱａ、Ｑ７の各ベ
ースに電流が流れる。このため、トランジスタＱ７のコ
レクタには、そのベース電流をβ（トランジスタＱ７の
エミッタ接地電流増幅率）倍した電流が流れ、この電流
がトランジスタＱ、を介してトランジスタＱ、。、Ｑｌ
、のベースに供給されることによＩ）、トランジスタＱ
、。、Ｑ７．が駆動される。

このとき、前述したように、トランジスタＱ６のベース
には電流が流わ込んでいるので、トランジスタＱ　１６
　＋　Ｑ　Ｉ＋　のコレクタ電流はトランｉンスタＱ、
のベース及びコ１／クタに流Ｆ１−、トランジスタＱ６
はオン状態ト庁＋）、トランジスタＱ５はオフ状態とな
さ、ｌする。この場合、トランジスタ０゜のコレクタ電
位は略０〔ｖ］　　であるため、トランｉンスタ０，８
はオフ状態となされ、負荷回路１８のトランジスタ（ａ
１２にバイアス電流が供給さり、ず、負荷回路１８は非
駆動状態となさねている。

ここで、トランジスタＱ７のベース電位は、トランジス
タの６のベース−エミッタ接合電圧であるが、この場合
トランジスタＱ６はそのコレクターエミッタ間が飽和状
態にかつているため、非飽和状態にあるときのベース−
毛ミッタ接合゛１トチ圧よを〕も例身ば２０　［ｍＶ１
程度高く橙っている。このため、トランジスタＱ７のコ
レクタ電流は、 ２０〔ｍＶｉ Ｒ２＋Ｒ８ たけ流れ、トランジスタＱ９乃至９口に流れることに々
る。

そして、今、１１．＋　Ｒ３＝　４０　（ｌ史〕　とす
ると、トランジスタＱ７のコレクタ電流は、約０５〔μ
Ａ〕　となｌ）、全体とし７て約０．５　Ｘ　３　＝　
１．ｓ　〔／ｌＡ〕の消費′電流となる。

ココで、上ａｊ”−スイッチＳ、をオンすると、ブリッ
プフロップ回路部Ｉ５は反転され、トランジスタＱ、が
オン状態となり、トランジスタＱ、がオフ状態となされ
る。このため、トランジスタＱ７がオフ状態となｉ〕、
代わってトランジスタＱ８がトランジスタＱ、のベース
電圧でバイアスさ、＋７．る。ここで、トランジスタＱ
１８のエミッタ面積をトランジスタＱ、のそれのＮ倍と
すると、トラン、ンスタＱ、のコレクタ電流は、略 」共Ω式テ土Ｖ１ｄｎＮ １？３ Ｔ Ｖ’Ｔ＝− Ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度 ｑ：電子の↑ド１萄 となるため、Ｎ　＝−＝　４　、　ｉ、＜　３＝＝　５
　〔ＫΩ〕とすると、トランジスタＱ８のコレクタ電流
は約１ｉ　ＣμＡ］となり、このコレクタｊ￥ｊ−ｒｎ
ＦかトランジスタＱ。

に流れることにより、トランジスタＱ　＋ｏ　＋　Ｑ　
＋＋の各コレクタにも略１１〔μＡ〕の両流が流れるこ
とになり、トランジスタＱ　＋　２かバイアスされ負荷
回路Ｉ８が駆−動されるようになるものである。

したがって、上記実施例のような構成によれば、スイッ
チＳ２がオフ状態にあるときの消費電流を１．５〔μＡ
〕と低くすることがでへ、また抵抗Ｒ２，Ｒ１の値も大
きくないので、低消費電力化を実現することができイ）
とともに、集結回路化に好適するものである。また、ス
イッチＳ２がオン状態にあるときには、トランジスタＱ
　、ｏ＋Ｑ、　ｌ　＋で電流供給を行なうようにしてい
るので、負荷回路１８に充分なバイアス電流を与えるこ
とができる。さらに、電源ライン１６と接地端との間に
は、トランジスタのベース−エミッタ接合が１つと、コ
レクターエミッタ回路が１つ介在されているだけである
から、電池Ｉ７の出力電圧がかなり低くなっても（例え
ばｏ、ＭＶ１程度）充分動作可能である。

さらに、トランジスタＱ５乃至Ｑ　＋　＋のエミツタ面
積比は、それぞれ適切に設定１〜で任意の動作電流を流
−ｔようにすることができることはもちろんである。

第３図は上述（，７た実砲例のフリップフロップ回路を
目］いて、ラジオ受信機のオートオフタイマーをＡ構成
１．たーイ吏甲イダｊを示すものである。すなわち、第
３図中１９は第２図に示したフリップフロップ回路で、
その出力端Ｑ（第２図中トランジスタＱＲのベースは、
発振回路２θ及ヒカウンタ１ｉｉｌ　’ｔ：４２１の各
バイアス入力端Ｂに接続されるとともに、コンーデンザ
Ｃｓｋ含ｔｒリセットパルス発生回路２２を介（，７て
カウンタ回路２１のリセット人力４ｉ　Ｒに接続され、
かつＮＰＮ形のトランジスタＱ＋３のベースに接続され
ている。このトランジスタＱ＋３のエミッタは接地すね
、コレクタは抵抗Ｒ４を介し？’ＰＮＰ　形のトランジ
スタＱ＋４のベースに接続さ七ている。そして、このト
ランジスタＱ＋４のエミッタは、上記電源ライン１６に
接続され、コレクタはラジオ受信機２３の弗：Δｑ蕾ｊ
ｉ　Ｉ）に接続されている。

ここで、前記スイッチＳ２がメーフ状態にあるときには
、フリップフロップ回路１９の出力端Ｑ＆ｉ、０ｒＶ１
つマヲ］ロー１７ベル（以下Ｌレベルという）に森って
いる。このため、発振回路２θ及びカウンタ回路２１は
共−にバイアスされずに非駆動状態となされてｔ、何）
、トランジスタＱ　Ｉ　ｉ　＋　Ｑ　１４　　はオフ状
が１：でラミンオ悟信１幾２３の電源ケｙ　Ｄには電池
１７の小、圧が１−１」加され寸うジオ受信機２３も非
ｊ枢動状態と外されている−このような状態で、１１１
記ス・ｆツナＳ２−４−オンすると、フリップフロラ１
回路１９の出力ｌＴｈ１ｊ　Ｑはハイレベル（以下Ｈレ
ベルという）になｉ］、発振回路２０が発振動作を開始
し、その発振信号をカウンタ回路２１がカウントする。

このとき、トランジスタＱ＋３　＋　Ｑ１４　　がオン
されるので、電池１７の出力電圧がラジオ受信機２３に
印加され、該ラジオ受信機２３が駆動される。そして、
カウンタ回路２１のカウント値が予め定められた所定値
に達すると、カウンタ回路２１はフリップフロップ回路
１９に対してリセット信号を発生する。すると、フリッ
プフロップ回路１９の出力端ＱはＨレベルからＨレベル
に反転され、発振回路２０及びカウンタ回路２１はそれ
ぞれ非駆動状態となｌ）、トランジスタＱＩｓ＋Ｑ、１
４はそれぞれオフ状態となされる。このためラジオ受信
機２３は非駆動状態と々す、また、フリップフロップ回
路１９の出力端ＱがＨレベルかＩＩ−＋Ｈレベルに反転
したことによって１１セットパルス発生回路２２がカウ
ンタ回路２Ｉにリセットパルスを発生し、カウンタ回路
２１がリセットされる。

したがって、スイッチＳ２をオンしたときから、カウン
タ回路２１のカウント値が所定値に達するまでの時間、
ラジオ受信機２３を動作させることができるものである
。この場合、フリップフロップ回路１９は常に電流を消
費し７ているが、その値は先に第２図で説明し、たまう
に１〜２〔μＡ）と非常に小さいので、はとんど電池１
７の寿命に影響を与えることはないものである。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものでは力く
、この外その要旨を逸脱し々い範囲で種々変形して実施
することができる。

〔発明の効果〕

したがって、以上詳述したようにこの発明によれば、簡
易々構成で低消費電力化を実現でき、特に集積回路化に
好適する極めて良好なフリップフロップ回路を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフリップフロップ回路を示す回路構成図
１、第２図はこの発明に係るフリップフロップ回路の一
実施例を示す回路構成図、第３図は同実施例の一使用例
を示すブロック回路構成図である。 １１・・・フリップフロップ回路部 １２・・・バイアス電流供給回路 Ｉ３・・・負荷回路 １４・・・電池 １５・・フリップフロップ回路部 Ｉ６・・・電源ライン １７・・・電池 １８・・・負荷回路 １９・・・フリップフロップ回路 ２０・・・発振回路 ２１・・・カウンタ回路 ２２・・・リセットパルス発生回路 ２３・・・ラジオ受信機 出１頭人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 ６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一方の第１の被制御電極と他方の制御電極とが互いに接
   続され両方の第２の被制御電極が共に基準電位点に接続
   されてなる同極性の第１及び第２のトランジスタと、こ
   の第１及び第２のトランジスタの各第１の被制御電極電
   流がそれぞれ制御電極に供給される前記第１及び第２の
   トランジスタと同極性の第３及び第４のトランジスタと
   、この第３及び第４のトランジスタの各一方の被制御電
   極電流で駆動され一方の被制御電極に電源電圧が印加さ
   れる前記第３及び第４のトランジスタと逆極性の第５の
   トランジスタと、この第５のトランジスタの出力電流と
   前記電源電圧とに基づいてそれぞれ駆動され前記第１及
   び第２のトランジスタへの電流供給源となる第６及び第
   ７のトランジスタと、前記第３及び第４のトランジスタ
   の各他方の被制御電極と前記基準電位点との間にそれぞ
   れ介在される第１及び第２の電流制限素子とを具備１２
   、前記第１伎び第２のトランジスタのうちの一方を導通
   状態、他方を非導通状態に保持するとともに、スイッチ
   操作に応して前記保持状態を反転させるよろにしてなる
   ことを特徴とするフリップフロップ回路。