JPS6074723A - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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Publication number
JPS6074723A
JPS6074723A JP59184185A JP18418584A JPS6074723A JP S6074723 A JPS6074723 A JP S6074723A JP 59184185 A JP59184185 A JP 59184185A JP 18418584 A JP18418584 A JP 18418584A JP S6074723 A JPS6074723 A JP S6074723A
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JP
Japan
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node
level
output
signal
mo8t
Prior art date
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Pending
Application number
JP59184185A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Osami
長見 晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS6074723A publication Critical patent/JPS6074723A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H03K3/356017Bistable circuits using additional transistors in the input circuit
    • H03K3/356026Bistable circuits using additional transistors in the input circuit with synchronous operation

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】 本発明は、半導体素子によって構成された回路に関し、
特に絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いた回路に
関するものである。
以下の説明は、すべて絶縁ゲート型電界効果トランジス
タのうち代表的なMOS)ランジスタ(以下MO8Tと
称す)を用い、かつNチャンネルMO8Tで行ない高レ
ベルが論理ルベルであ〕、低レベルが論理0レベルであ
る。しかし、回路的にはPチャンネルMO8Tでも本質
的に同様である。
最近、微少なTTL入力信号を受けTTL以上の大振幅
の真補MO8論理出力を発生する機能を有する回路が要
求されている。TTL小信号を受けて、これと戸相及び
逆相のMO8論理出力を発生する回路に+hlnQd 
$ II &f*limlkM−F PI/ W 6 
ノ −/aZ+ j−バッファ、人力データ発生回路及
びチップ選択論理回路として特にその適用範囲が見い出
される。
即ちアドレス信号1人力データ信号及びチップ選択信号
という外部人力信号を受けてチップ上で発生する真補M
O8論理出力は、それぞれデコーダの選択メモリセルに
書き込むレベルの決定及びデータ出力回路の禁止(出力
データ端子を高インピーダンスにする)制御に主として
寄与する。この回路に要求される点は次の通シである。
1)低電力で動作すること。MOSメモリ集積回路では
、数の多い回路ブロックとなるためできるだけダイナミ
、り動作を計った低電力回路が要求される。
2)外部入力端子容量を小さく抑えること。MOSメモ
リ集積回路の実使用において、外部駆動能力に対する余
裕度の目安となる。
8)高速なう、チ機能を有すること。有効な人力信号レ
ベルを与える期間をできるだけ短くするととか、MOS
メモリ集積回路の回路機能の拡張実使用における汎用性
の上から要求される。
4)論理的に安定し、バランスのとれた真補側出力が得
られること。出力高レベルは真補出力両方共立ち上シが
揃いレベルも一致すること、出力低レベルは閾値電圧以
下充分低く次段への影響を全くなくすことが必須の条件
となる。出方の高速化を計る要求は、出力の論理レベル
の確定忙不安定を生じる可能性があル、この条件の許容
限界まで至って最適化を計ることを余儀なくされる。し
たがって、真補側出力の論理的確定及びバランスについ
て処置判断の容易な回路構成が要求される。
本発明の目的は、これらの条件を最大限に充足すること
をねらった回路を提供することである。
本発明は、基準電位と第1の出力端子との間に接続され
た第1のトランジスタと、該第1のトランジスタのゲー
トとフリップフロップの第1の出力節点とを結合する手
段と、前記第1の出力端子とクロック信号源との間に接
続されたゲートにプ第2 qト=’ランジスタのゲート
と基準電位との間に接続される第8のトランジスタと、
基準電位と第2の出力端子との間に接続された第4のト
ランジスタと、該第4のトランジスタのゲートと前記フ
リップフロップの第2の出力節点とを結合する手段と、
前記第2の出力端子と前記クロック信号源との間に接続
されたゲートにプリチャージ電位を受ける第5のトラン
ジスタと、第5のトランジスタのゲートと基準電位との
間に接続される第6のトランジスタと、前記第1の出力
端子と前記第6のトランジスタのゲートを結合する手段
と、前記第2の出力端子と前記第8のトランジスタのゲ
ートを結合する手段とを有することを特徴とする。
以下、本発明を図面を参照して説明する。本発明の基本
回路図を第1図に示し、この回路に加えるべきクロ、ク
パルス及び主要節点の波形を第2図に示す。プリチャー
ジ用のクロック信号Pの高レベルは電源電圧VDD、他
のクロック信号φ0.φ、。
φ3の高レベルは(VDD−閾値電圧)レベルとする。
φ1.φ3 が低レベルにあるとき、回路はリセット状
態となシ第1図で節点l1節点89節点41節点7及び
節点10は(VDD−閾値電圧)レベル、節点5け(V
DD−2X閾値電圧)レベル及び節点2、節点69節点
8及び節点9は大地電位にある。
節点l及び節点6には特別な値のコンデンサCIA及び
C6Aがそれぞれ付加されておムコンデンサCIAは(
VDD−閾値電圧)レベルに充電され、コンデンサC6
Aは放電された状態にある。またブートストラップコン
デンサC’7F、Cl0Fは共に(vDD−閾値電圧)
レベルに充電されている。最初に信号Pを低レベルに移
行させるとMO8T Ql、Q4゜Q5 、Q? 、Q
ll、QlB、Ql4及びQ20が非導通になシ、節点
l1節点81節点41節点7及び節点10 uレベルは
殆んど変わらず浮遊電位となる。次に信号φ、を高レベ
ルにするとMO8T Q2及びQl2が導通して、節点
19節点2,1ili点81節点4及び節点6にレベル
の変化が生じ節点19節点2及び節点8の坂ベルの変化
は人力信号に依存する。人カ屑a b−+ ’a: −
Ax l−JL−i−ス音−1’$r&櫂1/−e m
−WFhC5+ −y−いなければならず、これによシ
人力信号セット時間が決められる。人力信号が低レベル
でMO8T Q8が非導通である場合、節点lの充電電
荷がMO8TQ2を通して節点2に移動し電荷平衡条件
CI×(vDl)−閾値電圧)=(CI+C2)XV2
 ・= [1)よシ、節点2は CI V−−X (V −閾値電圧) ・・・・・・〔2〕”
 C1+C2DD というレベルに上昇していく。ここでCI、C21d節
点l及び節点2の容量をそれぞれ表わす。この上昇の時
定数はMO8T Q2の導通抵抗とC2によυ決まる。
一方、入力信号が高レベルの場合は、MO8T Q2が
導通すると、節点1の充電電荷がMO8T Q2及びQ
8の直列バスで放電される。この放電期間に節点2のレ
ベルが閾値電圧を越えないよう充分にMO8T Q8の
電流能力をとる。即ち、寸法[(ここでLはチャンネル
長、Wはチャンネル幅を表わす。)を大きくする必要が
ある。以上より、人力信号が低レベルのときはMO8T
 Q6が節点2の上昇するレベル(最終的なレベルは〔
2〕式)によシ導通して、節点8の充電レベル(vDD
−閾値電圧)が低下していく。人力信号が高レベルのと
きは、節点2は閾値電圧以下に維持されMO8T Q6
は非導通のttで節点8は(vDD−閾値電圧)の充電
レベルを保つ。一方、節点番及び節点6については、パ
ルスφ1が上昇するとMO8T912が導通して節点4
の充電電荷が節点6に移動し、電荷平衡条件 C4×(VDr)−閾値電圧) = (C4−1−C(
3) X V4 ・[8)よル、節点4の電位は V4==−臼二 C4+C6×(VDD ”値電圧) ・−−−−・〔4
)という値に近づいていく。ここでC4,C:Iは節点
4及び節点6の容量をそれぞれ表わす。このレベル変化
の時定数は、MO8T Qlの導通抵抗とCOによシ決
まる。MO8T Q8.Q9及びQl()からなるフリ
ップフロップ回路が節点8或いは節点4に充分な高レベ
ルを保ったまt動作し得るレベルの差が節点8及び節点
るに生じてから信号φ、を上昇させる。このために人力
信号が低レベルのとき、節点3の電位が節点4に対しM
O8T Q8 、 Q9及びQIOのフリップフロップ
回路のオフセット電圧以下充分に低下するよう節点20
レベルを上昇させる必要があり、コンデンサCIAを大
きくする向きで節点1の容量の調整が要求される。人力
信号が高レベルのときは1.逆に節点4の電位が節点8
の(vDD−閾値電圧)レベルよシ、充分低下するよう
コンデンサC6Aを大きくする向きで、節点6の容量の
調整が必要となる。このようにして信号φ、が上昇する
とMO8TQIOが導通し、MO8T Q8 、Q9の
フリップフロップ動作により、人力信号が低レベルのと
きは、節点8は大地電位に低下し節点4は〔4・〕式の
レベルの11人力信号が高レベルのときは、節点8は(
vDD−閾値電圧)レベルのままで節点4は大地電位に
低下していく、従って、低レベルの場合はMO8T Q
l?、高レベルの場合はMO8T Ql9が非導通にな
る。次に4を上昇させると節点8及ベルのときMO8T
Q17が非導通でありφ3が上昇すると導通している1
’l’l03TQ16を通して、節点8が上昇し始め、
一方ブートスト2ツブコンデンサ07Fによシ節点7の
レベルが上昇して〔vDD−閾値型7F 圧子07+C7F×■’。ここで07は節点7の容量で
あり、V8は節点8の電圧である〕、MO8T Ql6
は非飽和領域を維持し、節点8には信号φ1とl’tぼ
同期したレベルで等しい立ち上シ波形が得られる。
一方、節点9は信号φ、が入るとMO8TQ18を通し
て上昇しようとするが、これを閾値電圧より十分低く抑
えるため、MO8TQ19の寸法を充分大きくする。即
ち、MO8TQ18及びQl9はそれぞれゲート電位が
(vDD−閾値電圧)及び〔4〕式のレベルとなって共
に導通しているためMO8TQ19の寸法をMO8TQ
18より充分大きくして節点9の低レベルを保っている
。節点8が上昇するとMO8TQ21が導通して節点l
Oの(vDD−閾値電圧)の充電レベルが大地電位に移
行しMO8TQ18は非導通になるため節点9のレベル
もMO8TQ19を通して天上り雷イ#πかスー 人カ
イ盾、JiL嶋;真レベルのシ衣糾MnRTQ19が非
導通であり、信号φ、が上昇すると導通していをMO8
TQ18を通して節点9が上昇し始め一方ブートストラ
ップコンデンサCl0Fにより節点IOのレベルが上昇
して〔vDD−閾値電圧+7埜沼鈷Xv、。こζでCI
Oは節点10の容量であルv、は節点9の電圧である)
 、MO8T Q18は非飽和領域を維持し、節点9に
φ、とほぼ同期した立ち上り波形が得られる。一方、節
点8はφ、が入るとMO8TQ16を通して上昇しよう
とするがMO8T Q17の寸法を充分大きくして閾値
電圧よシ十分低く抑えるようにする。即ち、MO8TQ
16及びQ17はゲート電位が共に(VDD−閾値電圧
)で導通しているためMO8T Q17の寸法をMO8
TQ16よシ充分大きくして節点8の低レベルを保って
いる。節点9が上昇t 7> トMO8T Q15 カ
導通して節点7ノ(vDD−閾値電圧)の充電レベルが
大地電位に移行し!1’lO8TQl(Sit非導通に
なるため節点80レベル4 MO8TQl’7を通して
大地電位になる。以上より人力信号が低レベルのときに
は、節点8が上昇し節点9は低レベル忙保建れ、高レベ
ルのときには節点9が上昇し、節点8が低レベルに保た
れるという回路機能が説明された。
本発明の回路は、次のような特徴を有する。
1 1) すべてダイナミック動作であ勺、消費電力は
低く抑えられる。
2)節点81節点9には、一致した立ち上りの高レベル
出力波形及び閾値電圧よシ充分低い低レベル出力波形が
要求される。信号φ、が上昇して節点8及び節点番に論
理的レベルが確定するがこの応答社、信号φ、が上昇す
る直前の節点8及び節点4の電位差がMO8TQ8及び
Q9の7リツプフロツプ動作忙十分な貴でバランスよく
与えられれば高速であシ、入力信号が高レベル或いは低
レベルのときについて揃った動作波形が得られる。従っ
て、このとき入力信号が高レベルのときのMO8T Q
19 、低レベルのときのMO8TQ17aはぼ同時に
非導通にすることができ、それぞれ節点99節点8に立
ち上り及びレベルの一致した高レベル出力波形が得られ
る。一方、低レベル出力については、前述のように入力
信号が低レベルのときMO8T Q19の寸法をMO8
TQ18よシ充分大きくとることにより、高レベルのと
きはMO8TQ17O寸法をMO8T Q16 ! D
充分大きくして、それぞれ節点91節点8に閾値電圧よ
り充分低い低レベル出力が得られ為。
このように本発明によれば、人力信号が低レベルのとき
、出力OUTに高レベルのとき出力OUTにそれぞれ信
号φ、とtlぼ同期し、レベルも等しい立ち上シ波形が
得られる。入力低レベルのときの出力OUT 、高レベ
ルのときの出力OUTには、それぞれMO8T Q19
F)寸法をMO8TQ18より充分大きく及びMO8T
 Q1? +7)寸法をMO8T Q16 ! D充分
大きくすることにより閾値電圧以下の低レベルが保たれ
る。したがって、二つの出力端子#CF!論理的に充分
確定し、バランスのとれた立ち上)の真補の出力が得ら
れる。
以上述べたように、本発明によれば論理的に安定な出力
及び低電力動作を示す回路が得られ、MO8Tを用いた
ダイナミック回路での応用に有効
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例の回路図であり、その動作波
形図を第2図に示す。 図において1〜lOは1節点番号、Qに続く数字はMO
Sトランジスタの番号CIA、C5A、C6慮付加コン
デンサ、及びC?P、Cl0F I−jブートストラッ
プコンデンサを表わす。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基準電位と第1の出力端子との間に接続された第1のト
    ランジスタと、該第1のトランジスタのゲートとフリッ
    プフロップの第1の出力節点とを結合する手段と、前記
    第1の出力端子とクロック信号源との間に接続され、ゲ
    ートにプリチャージ電位を受ける第2のトランジスタと
    、第2のトランジスタのゲートと基準電位との間に接続
    される第8のトランジスタと、基準電位と第2の出力端
    子との間に接続された第4のトランジスタと、該第4の
    トランジスタのゲートと前記ツリツブ70、ブの第2の
    出力節点とを結合する手段と、前記第2の出力端子と前
    記クロック信号源との間に接続されゲートにプリチャー
    ジ電位を受ける第5のと、前記第1の出力端子と前記第
    6のトランジスタのゲートを結合する手段と、前記第2
    の出力端子と前記第8のトランジスタのゲートを結合す
    る手段とを有することを特徴とする半導体回路。
JP59184185A 1984-09-03 1984-09-03 半導体回路 Pending JPS6074723A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4852422B2 (ja) * 2003-11-17 2012-01-11 ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド 気体/液体分離用の分離装置および分離方法

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