JPS6011489B2 - フリツプフロツプ回路 - Google Patents

フリツプフロツプ回路

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JPS6011489B2
JPS6011489B2 JP53154460A JP15446078A JPS6011489B2 JP S6011489 B2 JPS6011489 B2 JP S6011489B2 JP 53154460 A JP53154460 A JP 53154460A JP 15446078 A JP15446078 A JP 15446078A JP S6011489 B2 JPS6011489 B2 JP S6011489B2
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JP
Japan
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circuit
output
terminal
nand
inverter
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JP53154460A
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JPS5579524A (en
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秀夫 菊池
恵 峰脇
陽司 日野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非同期でクリア又はプリセット可能のフリツ
プフロツプ回路に関するものである。
フリップ7ロップ回路は種々の形式のものが既に知られ
ており、多くの用途がある。例えば相補形電界効果トラ
ン ジ ス タCMOS FET(Compleme
ntaび Meね1 0xide Semicondu
ctorFieldEffectTransistor
)を用いた遅延形フリップフロップ回路(D一FF)は
、第1図に示す構成を有するものである。同図に於いて
、…Va〜INVhはインバータ、T1,T2はトラン
スミッションゲート、Dはデータ端子、Q,Qは出力端
子、Q1,Q3はpチャネルMOSトランジスタ、Q2
,Q4はnチヤネルMOSトランジスタ、少,少はクロ
ツク信号、MLはィンバータMVa,mVbからなるマ
スタラッチ回路、SLはィンバータINVc,mVdか
らなるスレーブラツチ回路である。インバータ瓜Va〜
INVh及びトランスミッションゲートT1,T2はC
MOSトランジスタにより構成されており、ィンバータ
INVa〜INVhは、第2図に示すように、pチャネ
ルMOSトランジスタQ5とnチヤネルMOSトランジ
スタQ6とのゲートを共通に接続して入力端子としてい
るものである。
従って入力が“1”であると、トランジスタQ5はオフ
、トランジスタQ6はオンとなるので出力は“0”、入
力が“0”であると、トランジスタQ5はオン、トラン
ジスタQ6はオフとなるので出力は“1”となる。又ト
ランスミッションゲートTIはクロツク信号ぐが“1”
であると、ぐは“0”となるから、pチヤネルとnチヤ
ネルとのMOSトランジスタQ1,Q2はオフとなり、
クロツク信号めが“0”であるとトランジスタQ1,Q
2はオンとなってトランスミッションゲートTIが開く
ことになる。
マスタラツチ回路MLとスレーブラツチ回路SLとの間
のトランスミッションゲートT2は、クロック信号?が
“1”であると開き、“0”であると閉じるものである
。従ってデータ端子Dに“1”のデータが加えられ、ク
ロツク債号ぐが“0”となると、インバータWVeの出
力がマスタラツチ回路MLに加えられてラッチされ、ク
ロツク信号?が“1”となると、マスタラツチ回路ML
の出力がスレーブラツチ回路SLに加えられてラッチさ
れ、出力端子Qは“111となる。
このようなD−FFを非同期でクリアする場合、従来は
第3図に示す構成が考えられていた。
即ちマスタラツチ回路MLの正帰還ゲートとしてナンド
回路NANDがインバータINVbの代わりに設けられ
、クリア端子CLに加えられるクリア信号clが“1”
であれば、ナンド回路NANDは第1図のィンバータI
NVbと同様に作用し、クリア信号clが“0”である
と、マスタラツチ回路MLの出力が“0”となってフリ
ツプフロツプ回路としてクリアされることになる。なお
第1図と同一符号は同一部分を示すものである。前述の
ナンド回路NANDとしては、第4図に示すように、p
チャネルMOSトランジスタQ7,QIOとnチヤネル
MOSトランジスタQ8,Q9とにより構成され、トラ
ンジスタQ9,QIOのゲートがクリア端子CLに接続
され、トランジスタQ7,Q8のゲートがインバータN
Vaの出力端子に接続される。
従ってクリア信号clが“0”となると、出力は‘‘1
”となり、インバータINVaの出力は“0”となる。
しかし、ナンド回路NANDの出力でィンバータ瓜Va
の出力を反転するパワーは余り大きくないのが一般であ
り、トランスミッションゲートTIが閉じているときに
クリア信号に1が加えられたときは問題ないが、トラン
スミッションゲートTIが開いているときは、インバー
タINVeの出力状態に影響される欠点がある。
即ち第5図に示すように、クロック信号ふが同図aの如
く時刻tl〜t3間に“0”となったとき、データ端子
Dの入力データが同図bの如く“1”であると、ィンバ
ータINVeの出力は同図cに示すように“0”となり
、クロック信号0が“0”であることによりトランスミ
ッションゲートTIが開いてィンバ−タINVaの入力
が同図eに示すように“0”に変化し、それによってイ
ンバータmVaの出力は同図fに示すように“1”に変
化する。そして時刻t2〜t4間に同図dに示すように
クリア信号clが“0”になると、ナンド回路NAND
の出力は‘‘1”となるが、インバータmVeの出力が
“0”であるから、クロツク信号ぐが“0”である期間
はインバータINVaの入力は“0”のままとなる。
このクロツク信号ぐが‘‘1”となると、トランスミッ
ションゲートTIが閉じてィンバ−夕INVeとの間が
切離され、ィンバータINVaの入力はナンド回路NA
NDの出力により“1”に変化することになる。しかし
、この変化過程でクリア信号clが“1’1となると、
ナンド回路NANDの出力は再び“0”となるから、ィ
ンバータINVaの出力は“0”に反転されないうちに
再び“1”となる。即ち第5図のe,fの点線に示す変
化が望ましいにも拘らず、実線に示す変化となってクリ
ア信号に1を“0”としてもクリアできないことがある
。これはクリアホールドタイムTHcLが大きくないと
クリアが有効に作用しないことによるものである。そこ
でクロック信号ぐの“0”の期間に比較してクリア信号
clの“0”の期間をクリアホールドタイムTHcLを
考慮して長くすることが考えられる。
しかし、クリア信号clのみを特に長くすることは、論
理設計上好ましくないものであるから、完全な非同期式
のクリアが困難であった。本発明は、前述の如き従来の
欠点を改善したもので、完全な非同期でクリアを可能と
することを目的とするものである。
又プリセットも非同期で可能とすることを目的とするも
のである。以下実施例について詳細に説明する。第6図
は本発明の一実施例の回路構成図であり、第1図及び第
3図と同一符号は同一部分を示し、N1,N2はナンド
回路である。
ナンド回路N2は第3図のナンド回路NANDと同一の
構成とすることができ、ナンド回路NIは、例えば第7
図に示すように、pチャネルMOSトランジスタQI
IとnチヤネルMOSトランジスタQ1 2,Q13か
ら構成され、トランジスタQI1,Q12のゲートをデ
ータ端子Dに接続し、トランジスタQ13のゲートをク
リア端子CLに接続したものである。データ端子Dとク
リア端子CLとに接続されたナンド回路NIの出力がト
ランスミツションゲ−トTIを介してィンバータINV
aとナンド回路N2とからなるマスタラツチ回路MLに
加えられる構成であるから、クリア信号に1が“1”で
あればナンド回路N1,N2はィンバータと同様に作用
し、第1図について説明したのと同様に動作することに
なる。
そしてクリア信号に1が仏0”になると、ナンド回路N
1,N2の出力は“1”となるので、データ端子Dが“
1”でトランスミッションゲートTIが開いていても、
インバータmVaの入力はナンド回路N2の出力の“1
”となる。第8図は動作説明図であり、同図aに示すよ
うに時刻tlでクロツク信号?が“0”となり、データ
端子Dには同図bに示すように“1”のデータが加えら
れ、ナンド回路NIの出力が同図dに示すように“0”
になっていると、トランスミッションゲートTIを介し
たィンバータ州Vaの入力は同図eに示すように“0”
に変化し、ィンバータINVaの出力は同図fに示すよ
うに“1”に変化する。そして時刻t2に同図cに示す
ようにクリア信号clが“0”となると、ナンド回路N
Iの出力は“1”に変化し、ナンド回路N2の出力も“
1”に変化するので、ィンバータ瓜Vaの入力は“1”
に変化し、それによってィンバ−タINVaの出力は“
0”に変化する。即ちクロック信号めが“0”の期間に
クリア信号clが“0”となることによりクリアされる
ことになる。従ってクリアホールドタイムTHcLは理
論上零であっても確実にクリアされることになる。又ナ
ンド回路NIはインバータにnチャネルMOSトランジ
スタQ1 3を1個追加した構成で実現できるので、第
3図に示す従来の構成に対して1個のトランジスタが増
加するのみであって、特に複雑化することはない。
前述の如きクリア付きのD−FFに於いて、ブリセット
を可能とする場合の実施例の要部を第9図及び第10図
に示す。第9図に於いては、マスタラツチ回路M山がナ
ンド回路N2,N3により構成され、データ端子Dとト
ランスミッションゲートTIとの間にアンド回路AIと
/ア回路NORIとを設け、プリセット端子PRとノア
回路*NORIとの間にィンバータ川Vを設け、プリセ
ット信号prをインバ−夕INVとナンド回路N3とに
加え、クリア信号clをアンド回路AIとナンド回路N
2とに加える。なお第6図と同一符号は同一部分を示す
ものである。クリア信号clが“1”でブリセット信号
prが“0’’の場合、ノア回路NOR1の出力は‘‘
0”となり、又マスタラツチ回路MLのナンド回路N3
の出力は、ノア回路NOR1及びナンド回路N2の出力
に関係なく“1”となり、ノア回路NORIの出力が“
0”でナンド回路N3の出力も“0”となるから、マス
タラツチ回路M山の出力は“1”にラツチされ、プリセ
ットされることになる。
又プリセット信号prが“1”でクリア信号clが“0
”となると、アンド回路AIの出力は“0”、ノア回路
NORの出力は“1”、ナンド回路N2の出力は“1”
となるので、トランスミッションゲートTIの開閉に関
係なくナンド回路N3の出力は“0”に反転してクリア
されることになる。又プリセット信号prとクリア信号
clとが共に“0”の場合は、ナンド回路N3の出力は
“1”となる。又第10図に示す実施例は、データ端子
DとトランスミッションゲートTIとの間にオア回路O
Rとナンド回路NIとを設け、プリセット端子PRとオ
ア回路ORとの間にインバ−タ川Vを設けたもので、他
の第6図及び第9図と同一符号は同一部分を示すもので
ある。
前述と同様にプリセット信号prが“0”でクリア信号
clが“1”の場合は、ナンド回路NIの出力が“1”
となり、又ナンド回路N3の出力が“1”となってプリ
セットされる。又プリセット信号prが“1”でクリア
信号clが“0“であると、ナンド回路NIの出力が“
1”となり、ナンド回路N2の出力も“1”となって、
ナンド回路N3の出力は“0”となり、クリアされるこ
とになる。前述の第9図及び第10図に示す実施例の論
理式は次の【1’及び■式となる。
cl,pr十pr,da=pr,(cl十da)ニpr
+cl・船… (1}ci+p
r.da=cl.(pr・da)=cl・(pr十da
).・., (2)上式に於いてd
aはデータ端子○へのデータ信号を示す。
第11図は本発明の更に他の実施例の回路構成図であり
、第6図と同一符号は同一部分を示し、NOR2,NO
R3はノア回路である。
即ち第11図は第6図に於けるナンド回路N1,N2を
ノア回路NOR2,NOR3に、又クリア端子CLをプ
リセット端子PRに置き換えたものであり、プリセット
を行なう場合に第6図で説明したと同様の効果があるも
のである。データ端子Dとプリセット端子PRとに接続
されたノア回路NOR2の出力がトランスミッションゲ
ートTIを介してインバータINVaとノア回路NOR
3とからなるマスタラツチ回路M止に加えられる構成で
あるから、プリセット信号prが“0”であれば/ア回
路NOR2,NOR3はインバータと同様に作用し、第
1図について説明したのと同様に動作することになる。
そしてプリセット信号prが“1”になると、/ア回路
NOR2,NOR3の出力は“0”となるので、データ
端子○が“0”でトランスミッションゲートTIが開い
ていても、インバータ瓜Vaの入力は、ノア回路NOR
3の出力の“0”となる。以上説明したように、本発明
は、データ端子Dと第1のトランスミッションゲートT
Iを介して接続されたマスタラッチ回路MLと、このマ
スタラツチ回路MLと第2のトランスミッションゲート
T2を介して接続されたスレーブラツチ回路SLとを有
するフリップフロップ回路に於いて、マスタラッチ回路
MLの正帰還ループ内に設けられてそのループに一方の
入力端子が接続されたナンド回路N2(又はN3)又は
ノア回路NOR3の他方の入力端子に、クリア端子CL
又はブリセット端子PR,PRを袋続し、データ端子D
と第1のトランスミッションゲートTIとの間に一方の
入力端子が接続されたナンド回路NI又はノア回路NO
R1,NOR2の他方の入力端子に、クリア端子CL又
はプリセツト端子PR.PRを後続したものであり、C
MOSトランジス外こよって礎成することができるもの
である。
従って、非同期で出力端子Qを“0”とするクリアを行
なう場合、又は非同期で出力端子Qを“1”とするプリ
セットを行なう場合に、第1及び第2のトランスミッシ
ョンゲートT1,T2を開閉するクロック信号0に関係
なく、クリア又はプリセットすることが可能となるから
、論理設計が容易となる利点がある。
又僅かな構成の追加で済むから、経済的な構成となり、
実用上の効果は非常に大きいものである。なお本発明は
前述の各実施例の論理回路構成にのみ限定されるもので
はなく、種々変更し得ることは勿論である。
【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の論理回路図、第
2図はィンバータの回路図、第3図は従来のクリア付き
のフリップフロップ回路の論理回路図、第4図はナンド
回路の回路図、第5図は第3図の動作説明図、第6図は
本発明の一実施例の論理回路図、第7図は第6図に於け
るナンド回路の一例の回路図、第8図は第7図の動作説
明図、.第9図及び第10図は本発明の他の実施例の要
部論理回路図、第11図は本発明の更に他の実施例の論
理回路図である。 M山はマスタラツチ回路、SLはスレーブラツチ回路、
T1,T2はトランスミッションゲート、州Va〜IN
Vh,INVはインバータ、NI〜N3はナンド回路、
NORI〜NOR3はノア回路、Dはデータ端子、Q,
Qは出力端子、CLはクリア端子、PR,PRはプリセ
ット端子である。 オ1周 オ2囚 オ3四 オ4囚 才5肉 オ6四 オ7解 オ8図 オ9四 才10陣 が11曲

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 データ端子と第1のトランスミツシヨンゲートを介
    して接続されたマスタラツチ回路と、該マスタラツチ回
    路と第2のトランスミツシヨンゲートを介して接続され
    たスレーブラツチ回路とを有するフリツプフロツプ回路
    に於いて、前記マスタラツチ回路の正帰還ループ内に設
    けられ、該正帰還ループに一方の入力端子が接続された
    ナンド回路又はノア回路の他方の入力端子にクリア端子
    又はプリセツト端子を接続し、且つ前記データ端子と前
    記第1のトランスミツシヨンゲートとの間に一方の入力
    端子が接続されたナンド回路又はノア回路の他方の入力
    端子に前記クリア端子又はプリセツト端子を接続したこ
    とを特徴とするフリツプフロツプ回路。
JP53154460A 1978-12-13 1978-12-13 フリツプフロツプ回路 Expired JPS6011489B2 (ja)

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JPS5579524A JPS5579524A (en) 1980-06-16
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