JPS59230321A - Digital circuit - Google Patents

Digital circuit

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JPS59230321A
JPS59230321A JP58106176A JP10617683A JPS59230321A JP S59230321 A JPS59230321 A JP S59230321A JP 58106176 A JP58106176 A JP 58106176A JP 10617683 A JP10617683 A JP 10617683A JP S59230321 A JPS59230321 A JP S59230321A
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JP
Japan
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vss
output
inverter
data
level
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JP58106176A
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Norishige Tanaka
田中 教成
Koichi Sato
晃一 佐藤
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics 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
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356Bistable circuits
    • H03K3/356104Bistable circuits using complementary field-effect transistors

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrase the total number of elements and the signal processing time and then to minimize the chip size by forming a data latch and a level shifter into a body. CONSTITUTION:A latch circuit and a level shift circuit are actuated by the voltage VSS-1 and VSS-2 respectively. In such a case, a relation ¦VDD-VSS-1¦< ¦VDD-VSS-2¦ is satisfied, where VDD means the power supply voltage. If a low level is applied to data D, FET2 and FET3 are turned off and on respectively and the output Q is set at VSS-2. When the data D is set at a high level, both FET2 and FET3 are turned on. In this case, the ON resistance ratio is set at a proper level to obtain the voltage close to VDD at the output Q. Thus the VSS1 is applied to the data D, and the VSS-2 can be delivered to the output Q. Furthermore a series circuit of FET2 and FET3 functions as an inverter, and the data D is applied to an inverter 1 which works with a clock phi. The output of the inverter 1 is inverted and fed back to an inverter 4 which works with a clock -phi to obtain a latch function.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ラッチ機能およびレベルシフト機能を有する
デジタル回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a digital circuit having a latch function and a level shift function.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

第1図はラッチ機能およびレベルシフト機能を有するデ
ジタル回路で、それぞれ異なるvsB電位で動作するも
のである。すなわちラッチ回路はV!18−1で動作し
、レベルシフト回路はVlll+−2で動作しかつ次の
1)式が成立する。
FIG. 1 shows a digital circuit having a latch function and a level shift function, each of which operates at different vsB potentials. In other words, the latch circuit is V! 18-1, and the level shift circuit operates at Vllll+-2, and the following equation 1) holds true.

f+ VDD−Vss−14〈1VDD−Vss−2]
1 −1)そして第1図においてS、、S、・・・Sn
はNピットのシフトレジスタでクロックφ0に同期して
データDを順次に転送する。そしてり、、L、・・・L
nはシフトレジスタS、、S、・・・Snの各出力Qt
 。
f+ VDD-Vss-14〈1VDD-Vss-2〈1VDD-Vss-2]
1-1) And in Figure 1, S,,S,...Sn
is an N-pit shift register that sequentially transfers data D in synchronization with clock φ0. Andri...L...L
n is each output Qt of shift register S, , S, ...Sn
.

Q、−・Qnをクロックφ1.T1に同期して取シ込む
N個のラッチ回路で電位vINg−1系で動作する。
Q, -Qn are clocked φ1. It operates on the potential vINg-1 system with N latch circuits that take in data in synchronization with T1.

そしてF、、F’、・・Fnは各ラッチ回路り、、L。And F,,F',...Fn are each latch circuit,,L.

・・・Lnの出力をレベルシフトするレベルシフト回路
である。そしてシフトレ・シフタS、、S、・・・Sn
の出力Ql  +Q2 ’−Qnをラッチ回路り、、L
...This is a level shift circuit that level shifts the output of Ln. And shifter shifter S,,S,...Sn
The output Ql +Q2'-Qn is a latch circuit, , L
.

・・・Lnで保持し、この出力をレベルシフト回路F、
、F、・・・FnによりVss−2系の信号に変換して
出力C,,G、・・・Gnを得る。
... is held by Ln, and this output is sent to the level shift circuit F,
, F, . . . Fn are converted into Vss-2 system signals to obtain outputs C, , G, . . . Gn.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

しかしながらこのようなものでは、シフトレジスタJ 
 、S! ”’SnのV2O−1系の出力Q + 、Q
 v・・・Qnを入力信号とするV2O−2系の回路で
は、先ずVss−1系の信号をラッチ回路り、、L、・
・・Lnで保持し、この出力信号によりレベルシフト回
路F、、F、・・・Fnを駆動している。
However, in such a case, the shift register J
,S! "'Sn's V2O-1 system output Q + , Q
In a V2O-2 system circuit that uses v...Qn as an input signal, first the Vss-1 system signal is passed through a latch circuit, L, .
. . Ln, and this output signal drives the level shift circuits F, , F, . . . Fn.

したがってこのようなものではデータラッチおよびレベ
ルシフトの2種類の機能を必要とし、第1図に示すもの
ではこの部分に2個のクロックドインバータ、2個のイ
ンバータおよび4個のMOS −FETとして合計16
個の素子を用いることになる。よって複数、たとえばn
の信号列のためには16×nの素子を必要とすることに
なる。
Therefore, such a device requires two types of functions: data latch and level shift, and the device shown in Figure 1 has a total of two clocked inverters, two inverters, and four MOS-FETs in this part. 16
In this case, 2 elements are used. Therefore, plural, for example n
For a signal train of , 16×n elements are required.

このために信号処理時間を短縮化の必要性に伴ない並列
処理する信号数が増加するとそれによって素子数も大幅
に増加することになる。特に素子数の増加は、集積回路
化の際にチップサイズの大型化の大きな要因となる問題
があった。
For this reason, if the number of signals to be processed in parallel increases due to the need to shorten signal processing time, the number of elements will also increase significantly. In particular, an increase in the number of elements has been a problem as it becomes a major factor in increasing the chip size when integrating circuits.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記の事情に佳みてなされたもので、データラ
ッチおよびレベルシフタを一体化して行ない、全体の素
子数の増加を抑制することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to integrate a data latch and a level shifter to suppress an increase in the total number of elements.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

すなわち本発明は、第1の電位系で動作する第1のクロ
ックドインバータへデータを与えこの出力を第2の電位
系で動作するP型およびN型のMOS −FETの直列
回路の各ダートへ共通に与え、この直列接続点から出力
を得るとともに上記第1のクロックドインバータとは逆
相のり四ツクを与えられ第1の電位系で動作する第2の
り皇ツクドインバータを介して上記直列回路の各ダート
へ帰還することを特徴とするものである。
That is, the present invention provides data to a first clocked inverter operating on a first potential system, and outputs the data to each dart of a series circuit of P-type and N-type MOS-FETs operating on a second potential system. The output is obtained from this series connection point, and the second clocked inverter operates on the first potential system and is supplied with a voltage having an opposite phase to the first clocked inverter. It is characterized by a return to each dart of the circuit.

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

以下本発明の一実施例を第2図に示すブロック図を参照
して詳細に説明する。図中1は入力にデータDが与えら
れかつクロックtで動作し、第1の電位系vss−1を
与えられる第1のクロックドインバータである。そして
2はP型MO8−FET、3はN型MO8−FET ”
t” P型MO8−FET 2のドレインとN型MO8
−FET Jのドレインを直列に接続し、各ゲートに上
記第1のクロックドインバータ1の出力を共通に与える
。そして上記P型MO8−FET 2のソースを電源V
DDに接続し、N型MO8−FET 3のソースを第2
の電位系Vsa−tニ接続シテイル。(” I、テP 
型MO8−FET2とN型MO8−FET 3の直列接
続点から出力Qを得、かつこの出力QをクロックTで動
作し1、第1の電位系V*S−tが与えられる第2のり
pツー5− クドインパータ4を介して上記直列に接続したP型MO
8−FET 2およびN型MO8−FET 3のゲート
へ帰還するようにしている。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the block diagram shown in FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a first clocked inverter to which data D is applied, operates with a clock t, and receives a first potential system vss-1. 2 is a P-type MO8-FET, and 3 is an N-type MO8-FET.
t” P-type MO8-FET 2 drain and N-type MO8
- The drains of FET J are connected in series, and the output of the first clocked inverter 1 is commonly applied to each gate. Then, connect the source of the P-type MO8-FET 2 to the power supply V
DD and connect the source of N-type MO8-FET 3 to the second
The potential system Vsa-t connection point. (”I, TeP
An output Q is obtained from a series connection point of a type MO8-FET2 and an N-type MO8-FET3, and this output Q is operated with a clock T1, and a second voltage p is given to the first potential system V*S-t. Two 5 - P-type MO connected in series through Kudo Imperter 4
It is fed back to the gates of 8-FET 2 and N-type MO8-FET 3.

なおこの場合も第1図に示すブロック図と同様に、第1
、第2の電位系yss −t 、 Vss−2の間″?
” 、、V。。−Vss−′、1<IV。。−Vs8−
2’ +1なる関係を満足させるようにする。
In this case, as well as the block diagram shown in FIG.
, the second potential system yss-t, and Vss-2''?
",,V..-Vss-', 1<IV..-Vs8-
Try to satisfy the relationship 2' +1.

このような構成であれば、今、データDに′L′′を与
えると、P型NO8−FET 2はオフ、N型MO8−
FET 31dオンし、出力Qは第2の電位系Vss−
2レベルの信号を得ることができる。
With such a configuration, if 'L'' is given to data D, P-type NO8-FET 2 is turned off and N-type MO8-FET 2 is turned off.
FET 31d is turned on, and the output Q is the second potential system Vss-
Two level signals can be obtained.

またデータDに′H″を与えると、P型MO8−FET
 2およびN型MO8−FET 3の両方がオンするが
そのオン抵抗比を適自に設定することにょ力出力Qに電
源vDDレベルに近いレベルの信号を得ることができる
。したがって入力側のデータDとして第1の電位系V8
8−1の信号を与えて出力Qに第2の電位系Vss−2
の信号を得ることができる。
Also, when data D is set to 'H', P-type MO8-FET
Both MO8-FET 2 and N-type MO8-FET 3 are turned on, but by appropriately setting their on-resistance ratios, it is possible to obtain a signal at the power output Q at a level close to the power supply vDD level. Therefore, as the data D on the input side, the first potential system V8
A signal of 8-1 is applied to the output Q of the second potential system Vss-2.
signal can be obtained.

6− また第2図に示すブロック図ではP型MO8−FET 
2とN型MO8−FET 3の直列回路はインバータと
して動作する。したがって第3図に示すブロック図のよ
うにデータDをクロックφで動作するクロックドインバ
ータ11へ与え、この出力をインバータ12で反転して
出力Qを得ると七もにこの出力Qをクロックfで動作す
るクロックドインバータ13を介してインバータ12の
入力へ帰還するものに等しい。そして、各クロックドイ
ンバータ11.13を第1の電位系V811−1で動作
させ、インバータ12を第2の電位系Vsg−2で動作
させればよい。
6- Also, in the block diagram shown in Figure 2, the P-type MO8-FET
The series circuit of MO8-FET 2 and N-type MO8-FET 3 operates as an inverter. Therefore, as shown in the block diagram shown in FIG. 3, if data D is applied to a clocked inverter 11 that operates with a clock φ, and this output is inverted by an inverter 12 to obtain an output Q, then this output Q can be inputted with a clock f. This is equivalent to feeding back to the input of the inverter 12 via the clocked inverter 13 which is in operation. Then, each clocked inverter 11.13 may be operated with the first potential system V811-1, and the inverter 12 may be operated with the second potential system Vsg-2.

また本発明は上記実施例に限定されるものではなく、た
とえば第4図に示すようにクロックφで動作するクロッ
クドインバータ11の出力にインバータ12を直列に接
続して出力Qを得るようにしてもよい。この場合もクロ
ックドインバータ11を第1の電位系Vss−1で動作
させ、インバータ12を第2の電位系VSB−2で動作
させることKよりクロックφに同期するダイナミックな
ラッチ機能および信号レベルをVss−s系からVss
−x系へ変換するレベルシフト機能を合せもつことがで
きる。
Further, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but for example, as shown in FIG. Good too. In this case as well, the clocked inverter 11 is operated with the first potential system Vss-1, and the inverter 12 is operated with the second potential system VSB-2. Vss from Vss-s system
It can also have a level shift function for converting to -x system.

また第5図に示すように第1の電位系V88−1系で動
作するクロックドインバータ14.16と単なるインバ
ータ15とを交互に直列接続にし、この出力にレベルシ
フト機能を有する第2の電位系Vss−2系で動作する
インバータ17を設けるようにしてもよい。このように
すればレベルシフト機能を有し、かつダイナミック動作
を行なうシフトレジスタを構成することができる。
Further, as shown in FIG. 5, clocked inverters 14 and 16 operating on the first potential system V88-1 system and a simple inverter 15 are alternately connected in series, and a second potential having a level shift function is applied to the output. An inverter 17 operating in the Vss-2 system may be provided. In this way, a shift register that has a level shift function and performs dynamic operation can be constructed.

また第6図に示すようにスタチック動作を行なうシフト
レジスタを構成することもできる。
It is also possible to configure a shift register that performs static operation as shown in FIG.

この場合、第5図に示す構成において、各インt4−夕
15.17の出力を第1の電位系V8I!−1系で動作
するクロックドインバータ18.19を介して入力側へ
帰還すればよい。
In this case, in the configuration shown in FIG. 5, the output of each input t4-15.17 is connected to the first potential system V8I! It is sufficient to feed back to the input side via clocked inverters 18 and 19 operating in the -1 system.

さらに第7図に示すように、第1の電位系Vga−1系
の信号により第2の電位系V88−2系の信号をオン、
オフするアナログスイッチを制御する回路を構成するよ
うにしてもよい。すなわち、クロックφ0に同期してデ
ータDを順次に転送するNビットのシフトレジスタS1
.S、・・・Snの出力Qr、Qz・・・Qnを並列に
第1の電位系V8B−1系から第2の電位系Vss−2
系へレベルシフトし、かつラッチ機能を有するラッチ、
レベルシフト回路LJ  + LIT”2 =・LFn
へ与える。このラッチ、レベルシフト回路LF、  e
 LF、 −・・LF nは、それぞれ第2図に示すブ
ロック図と同一構成である。そしてこのラッチ、レベル
シフト回路LFt  r LF2・・・LF nの出力
により各対応するアナログスイッチA、、A、・・・A
nをオン、オフ制御するようにしている。そしてこのア
ナログスイッチA、、A、・・・Anにより入出力端子
IO。
Further, as shown in FIG. 7, the signal of the second potential system V88-2 is turned on by the signal of the first potential system Vga-1,
A circuit may be configured to control an analog switch that is turned off. That is, an N-bit shift register S1 that sequentially transfers data D in synchronization with clock φ0.
.. The outputs Qr, Qz...Qn of S,...Sn are connected in parallel from the first potential system V8B-1 system to the second potential system Vss-2.
A latch that shifts the level to the system and has a latch function,
Level shift circuit LJ + LIT”2 =・LFn
give to This latch, level shift circuit LF, e
LF, -...LF n have the same configuration as the block diagram shown in FIG. 2, respectively. Then, by the output of this latch and level shift circuit LFtr LF2...LFn, each corresponding analog switch A,,A,...A
n is controlled to turn on and off. The analog switches A, , A, . . . An provide input/output terminals IO.

位系yss−=z系の信号をオン、オフ制御するように
している。
The signals of the phase system yss-=z system are controlled to be turned on and off.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明によれば、データラッチ9− およびレベルシフタを一体化することができ全体の素子
数の少ないデジタル回路を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the data latch 9- and the level shifter can be integrated, and a digital circuit with a small number of elements in total can be provided.

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

第1図は従来のラッチ機能およびレベルシフト機能を有
する回路の一例を示すブロック図、第2図は本発明の一
実施例を示すブロック図、第3図は第2図と等価なブロ
ック図、第4図けた各別のシフトレジスタを示すブロッ
ク図である。 1.4・・・クロックドインバータ、2,3・・・MO
S −FET 0 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦10−
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional circuit having a latch function and a level shift function, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram equivalent to FIG. 2. FIG. 4 is a block diagram showing the different shift registers in FIG. 4; 1.4...Clocked inverter, 2,3...MO
S -FET 0 Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue 10-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  ラッチ機能およびレベルシフト機能を有する
回路において、第1の電位系で動作するクロックドイン
バータと、第2の電位系で動作し上記クロックドインバ
ータの出力を共通にダートへ与えられる直列に接続した
P型MO8−FETおよびN型MO8−FITからなり
この直列接続点を出力とし第1の電位系の′Hルベルの
入力に対して上記P型MO8−FETはオフ、上記N型
MO8−FETはオンして第2の電位系の% L Iレ
ベルの信号を出力し、かつ第1の電位系のS L ルベ
ルの入力に対して上記P型MO8−FITおよび上記N
型MO8−FETの両方がオンしてそのオン抵抗比によ
り第2の電位系の% HIレベルの信号を出力するイン
バータを具備することを特徴とするデジタル回路。 (2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、イン
バータの出力を第1の電位系で動作するクロックドイン
バータを介して入力側へ帰還することを特徴とするデジ
タル回路。
(1) In a circuit having a latch function and a level shift function, a clocked inverter that operates on a first potential system and a clocked inverter that operates on a second potential system are connected in series so that the output of the clocked inverter is commonly applied to the dart. Consisting of a connected P-type MO8-FET and an N-type MO8-FIT, this series connection point is used as an output, and in response to the input of 'H level of the first potential system, the above-mentioned P-type MO8-FET is turned off, and the above-mentioned N-type MO8-FET is turned off. The FET is turned on and outputs a signal at the % LI level of the second potential system, and the P-type MO8-FIT and the N
1. A digital circuit comprising an inverter that outputs a %HI level signal of a second potential system when both MO8-FETs are turned on and their on-resistance ratios are turned on. (2. The digital circuit according to claim 1, characterized in that the output of the inverter is fed back to the input side via a clocked inverter that operates on the first potential system.
JP58106176A 1983-06-14 1983-06-14 Digital circuit Granted JPS59230321A (en)

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JPH0344458B2 JPH0344458B2 (en) 1991-07-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0318116A (en) * 1989-06-15 1991-01-25 Toshiba Corp Flip-flop circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0318116A (en) * 1989-06-15 1991-01-25 Toshiba Corp Flip-flop circuit

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JPH0344458B2 (en) 1991-07-08

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