JPS60205631A - 全加算回路 - Google Patents

全加算回路

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JPS60205631A
JPS60205631A JP59061347A JP6134784A JPS60205631A JP S60205631 A JPS60205631 A JP S60205631A JP 59061347 A JP59061347 A JP 59061347A JP 6134784 A JP6134784 A JP 6134784A JP S60205631 A JPS60205631 A JP S60205631A
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JP
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transistors
transistor
circuit
emitters
collectors
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JP59061347A
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Shoichi Shimizu
庄一 清水
Yukio Kamaya
幸男 釜谷
Yasuhiro Sugimoto
泰博 杉本
Hiroyuki Hara
浩幸 原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、差動トランジスタ対を用いた多重論理レベル
で用いる全加算回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、差動トランジスタ対を用いて1ビツトデータ3人
力、1ビツトデータ2出力構成とした全加算回路として
第1図に示すものが知られている0図中、 ■dd、V
ssはそれぞt″L尚電位電源、低電位電源である。A
、A、B、B、C2Cは入力信号であり、S、Sは和出
力信号。
C/、 C/は桁上げ出力信号である。VB は電流源
のバイアス電源である。
この回路の真理値表を示すと下記のとおりである。
第1図の回路の特徴は、多重論理レベル回路の有利性の
結果として、和出力信号Sと桁上げ出力信号C′がはソ
同時に出力され、しかもその演算時間が大体lゲート遅
延時間程度という高速動作をすることにある。
しかしながらこの回路では、トランジスタを26個用い
ており、これを用いて例えば多ビットの並列乗算器を構
成すると素子数が非常に多くなるという欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は、従来の回路の高速性を保持しつ\。
素子数の低減を図り1回路の簡略化を図った全加算回路
を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、基本論理回路を単純に組合せて得られる多重
論理レベルの全加算回路を、共用することのできるトラ
ンジスタを共用させて素子数の低減を図る。
全加算の演算は、和信号2桁上げ信号について各々。
S=A$BeC(1) C’=B−C+C−A−1−A−B ’(2)と薔くこ
とができる。従ってこれらの式から。
全加算回路は、排他的論理和回路、論理和回路および論
理回路を用いて構成することができる。
第2図はその基本構成を示す、第2図を構成する基本論
理回路要素が、第3図の排他的論理和回路、第4図0論
理和回路および第5図の論理積回路である。第3図〜第
5図の回路は周知であるので説明は省略する。第2図の
全加算回路のうち、トランジスタQll1m抵抗R,か
らなる電流源上に構成されているのは、第3図の排他曲
論゛理和回路t−2段に積み上げたもので、(1)式を
8= (AeB)eCと考えて構成した回路に相当する
。一方、第2図のトランジスタQma抵抗R6からなる
電流源上に構成されているのは、第4図の論理和回路と
第5図の論理積回路を組合せたものである0例えば C
/が茜電位レベルになる場合を考えると、トランジスタ
Q1□、Q1?に同時に電流が流れるときか、トランジ
スタQs z Qll a Qtyに同時に電流が流れ
るときか、またはトランジスタQs # Qsa a 
Qxaに同時に電流が流れるときかのいずれかである。
これを論理式で表わせば、 C=A−B−1−A−B−C−)−A−B−C=A−B
+入・C−1−B−C となり、(2)式と等価であることがわかる。
この第2図の全加算回路では、使用トランジスタ数は2
0個であり、第1図に比べると少なくなっている0本発
明においてはこの第2図の回路中、更に共用することの
できるトランジスタを共用させて素子数の低減を図る。
即ち第2図において、入力信号ム、Aが接続さnるトラ
ンジスタ対Q□、Q16およびQ ay t Q ta
より下の回路が同じ差動トランジスタ回路となっている
ため、本発明では、第2図中、トランジスタQsg 、
Qty k一つのトランジスタで賄い、同様にトランジ
スタQsa、Qsa’に一つのトランジスタで賄う。
本発明によれば、全加算回路の構成トランジスタ数を大
幅に減らすことができ、従って集積回路として構成した
場合にチップ占有面積の低減が図られる。また本発明に
よれば、素子数の低減により低コスト化、故障率の低減
および歩留り向上が図られる。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例による全加算回路を第6図に°示す。
第2図と対応する部分には第2図と同一符号を付して、
トランジスタの共用関係を明らかにしである。
エミッタが共通接続された第1.第2のトランジスタQ
s−Qxはそれぞれのコレクタが第1、第2の抵抗R1
、R,を介してmlの電源である高電位電源V ddに
接続されている。エミッタが共通接続さnた第3.第4
のトランジスタQa−Q+はそれぞれのコレクタがやは
り第1.第2の抵抗Rs*R*t−介してVadrci
続されてhる。エミッタが共通接続された第5゜第6の
トランジスタQIl 、Q・はそれぞれのコレクタが第
3.第4の抵抗RsaR4を介してVdd に接続され
ている。第1〜第4の抵抗81〜2番は同じ抵抗値をも
つ、第1.第4および第5のトランジスタQl 、Q4
およびQsのペースは共通に入力信号Cが入る第1の信
号入力端子に接続され、第2.第3および第6のトラン
ジスタQx−QsおよびQ・のペースは、入力信号Cと
は補の入力信号Cが入る第2の信号入力端子に接続され
ている。エミッタが共通接続された第7.第8のトラン
ジスタQr aQ1□はそれぞれのコレクタが第1.第
2のトランジスタQs=Qiの共通エミッタと第5のト
ランジスタQsのコレクタに接続さnている。
またこれら$7.第8のトランジスタQ7 #Qsrと
共にエミッタが共通接続された第9.第1Oのトランジ
スタQxt、Qaは、それぞれのコレクタが第5.第6
+Z))ランジスタQs aQ6の共通エミッタと第3
.第4のトランジスタの共通エミッタに接続されている
。エミッタ諷共通接続された第11.第12のトランジ
スタQ・ #Q14はそれぞれのコレクタが第1.第2
のトランジスタQ1−Q友の共通エミッタ、第6のトラ
ンジスタQ6のコレクタに接続されている。またこれら
第11.第12のトランジスタQo=Q□4と共にエミ
ッタが共通接続された第13.第14のトランジスタQ
 >s e Q toはそれぞれのコレクタが第5.第
6のトランジスタQs 、−Qsの共通エミッタ、第3
.第4のトランジスタQs−Q+の共通エミッタに接続
されている。そして第7.第8.編13および第14の
トランジスタQy p Qll # Qts a QI
Oのペースは、入力信号Bが入る第3の信号入力端子に
接続され、第9.第10.第11および第12のトラン
ジスタQu、Q魯 e Qe e Q14のペースは入
力信号Bが入る第4の信号なカ端子に接続されている。
第15.第16のトランジスタQ is a 1? I
 Qta h tsはエミッタが共通にトランジスタQ
 19 e vと抵抗R1,6からなる電流源を介して
第2の電源である低電位電源Vssに接続され。
βれぞれのコレクタは第7〜第10のトランジスタQy
 e Qll # Qu a Qaの共通エミッタ。
第11〜第14のトランジスタQ・ e Ql4 sQ
u*Qxoの共通エミッタに接続されている。
そしてこれらトランジスタQtII*st aQsea
ssのペースはそれぞれA、Aが入る第5.第6の信号
入力端子に接続されている。
第6図の回路中、トランジスタQ 15 # 17は第
2図のトランジスタQ ssとQtyt”ひとつにまと
めたものであり、同様にトランジスタQ so + x
iはトランジスタQssとQ□、をひとつにまとめたも
のを示している。これに伴って電流源の部分も。
第2図のトランジスタQ1GとQ鵞oがひとつのトラン
ジスタQ1.ゎに、また抵抗RIIとR6がひとつの抵
抗R6,・にまとめられている、そしてこれらのトラン
ジスタの共用に伴って第6図ではトランジスタQy〜Q
14の部分の配置関係が第2図とは異なったものとして
示されている。
この実施例による全加算回路の演算は、先に示し九真理
値表のとおりであり、また先に示した(1) 、 (2
)式で表わされる。
この実施例によれば、使用トランジスタ数は17個であ
り、第2図に比べて3個少なく、第1図の従来回路に比
べると9個少なくなっている。しかも多重論理レベル回
路の利点である高速性は何ら損われていない。
第6図の全加算回路のシンボルt−第7図のように表わ
し、これを応用した回路例を次に説明する。第8図は一
つのノアゲー)t−付加した例である。その具体回路を
第9図に示す、これは第6図OA、A入力のところに、
’ X 、 YのNORゲートを組込んだもので、トラ
ンジスタ対Q□#Q1mが付加されている。
この回路では、第6図と比べて更に1段多く積みあげら
れている。このためY、Yの入力論理レベルが第6図O
A、Aより更に低くなければならず、電源V、、、V、
、間の電圧が十分でない場合には動作しにくいことがあ
る。この点を改良した回路が第1θ図である。こ0回路
では。
第9図でのトランジスタQ111#17とQuを並列接
続し、トランジスタQ m 11mのペースに固定の参
照電位Vrefs t:与えてトランジスタQttt″
省いている。これにより、X、X入力のいずれか一方が
Vreftより大の場合に、トランジスタQ。
#Q11#Q□2.Q、側が選択されることになり。
第9図と同じ論理動作が行われる。即ち第6図と同じ積
み重′ね段数で第6図より複雑な論理機能が実現される
。・ 第11図は、第6図OB、Bの中間論理レベルにノアゲ
ートを組込んで第10図と等価な回路を構成した例であ
る。この回路は第6図の回路に対し、トランジスタQy
sQstにそれぞれ並列゛にトランジスタQms−Q口
を設け、トランジスタQ1゜、Qlにそれぞれ並列にト
ランジスタQ*a−Q□を設け、トランジスタQt* 
a QasQesQt4のペースに固定の参照電位V 
ref tを与え、Qy=Q墓1 a QtsおよびQ
l6のペースにX入力・Qsm参Qt4eQsoおよび
Qlmの−スにX入力を与えるようにしたものである0
m10図に比べて素子数は増えるが、回路の対称性がよ
く、特性の面で有利になる。
第12図は本発明の全加算回路に二つのノアゲートtm
込んだ例であり、その具体回路の一例を第13図に示す
、これは第9図と第11図の回路の組合せである。他の
例を第14図に示す、これは第10図と第11図の回路
の組合せである。
以上においては専らnpn)?ンジスタを用いた場合に
つき説明したが、本発明はpnp )ランジスタを用い
た場合は勿論%GaAs かうなるMBSFET t−
用いた場合にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の差動トランジスタ回路を用いた全加算回
路を示す図、第2図は本発明のもとになる全加算回路を
示す図、第3図はこの全加算回路の構成要素である排他
的論理和回路を示す図、第4図は同じく論理和回路を示
す図、第5図は同じく論理積回路を示す図、第6図は第
2図を改良した本発明に係る全加算回路の−例生示す図
、第7図はそのブロック表示を示す因。 第8図はこれにノアゲー)1一つ組込んだ全加算回路を
示す図、第9図〜第11図はその具体的回路例を示す図
、第12図は第7図に二つのノアゲートを組込んだ全加
算回路を示す図、第13図および第14図はその具体的
回路例を示す図である。 Ql・・・第1のトランジスタ、Q、・・・第2のトラ
ンジスタ、Qs・・・第3のトランジスタIIQ4・・
・第4のトランジスタ%Q、・・・第5のトランジスj
i、 Q・・・・第61Z))ランジスタbQy・・・
第7のトランジスタsQu・・・第8のトランジスタ。 Qlto・・第9のトランジスタ、Q、・・・第1Oの
トランジスタ、Q・・・・第11のトランジスタ。 Q 14・・・第12のトランジスタ、Q18・・・第
13のトランジスタ、QIG・・・第14のトランジス
タ。 Qlle□、・・・第15のトランジスタbQsa、□
畠・・・第16のトランジスタbQte*x。・・・電
流源トランジスタ11 R111・・・電流源抵抗、R
1・・・第1の抵抗、R,・・・第2の抵抗、Rs・・
・第3の抵抗。 R,・・・第4の抵抗、 Vad・・・高電位電源(第
1の電源)%VSS・・・低電位電源(第2の電源)。 出願人代理人弁理士 鈴江武彦 沖2(¥I VSS 沖3図 5s 21−4図 5t−5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エミッタが共通接続されコレクタがそれぞれ第1.第2
    の抵抗を介して第1の電源に接続された第1および第2
    のトランジスタと、エミッタが共通接続されコレクタが
    それぞれ前彰第1、第2の抵抗を介して前記第1の電源
    に接続された第3および第4のトランジスタと、エミッ
    タが共通接続されコレクタがそれぞれ第3.第4の抵抗
    を介して前記第1の電源に接続された第5および第6の
    トランジスタと、前記第1゜第4および第5のトランジ
    スタのベースに共通接続された第1の信号入力端子と、
    l5iI記第2゜第3および第6のトランジスタのベー
    スに共通接続され第xoイH号入力端子とは補の信号が
    供給される第2の信号入力端子と、エミッタが共通接続
    されコレクタがそれぞれ前記第1.第2のトランジスタ
    の共通エミッタおよび前記第5Oトランジスタのコレク
    タに接続された第7および第8のトランジスタと、エミ
    ッタがこれら第7および第8のトランジスタと共通接続
    されコレクタがそれぞれ前記第5.第6のトランジスタ
    の共通エミッタおよび前記#!3.第4のトランジスタ
    の共通エミッタに接続された第9および第1Oのトラン
    ジスタと、エミッタが共通接続されコレクタがそれぞれ
    前記第7および第6のトランジスタのコレクタに接続さ
    れた第11および第5Oトランジスタと、エミッタ″が
    これら第11および第12のトランジスタと共通接続さ
    れコレクタがそれぞれ前記第9および第10のコレクタ
    に接続され九第13および第14のトランジスタと、前
    記第7.第8.第13および第14のトランジスタのベ
    ースに共通接続された第3の信号入力端子と、前記@9
    、第1O1第11および第12のベースに共通接続され
    第3の信号入力端子とは補の信号が供給される第4の信
    号入力端子と、エミッタが共通接続されコレクタがそれ
    ぞれ第7〜第10のトランジスタの共通エミッタおよび
    第11〜第14のトランジスタの共通エミッタに接続さ
    れた第15および第16のトランジスタと、これら第1
    5および第16のトランジスタのベースにそれぞれ接続
    された第5および第6の信号入力端子と、前記第15お
    よび第16の共通エミッタと第2の電源との間に設けら
    れた電流源とを備えたことを特徴とする全加算回路。
JP59061347A 1984-03-29 1984-03-29 全加算回路 Pending JPS60205631A (ja)

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