JPS62192098A - シフトレジスタ - Google Patents

シフトレジスタ

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JPS62192098A
JPS62192098A JP61034673A JP3467386A JPS62192098A JP S62192098 A JPS62192098 A JP S62192098A JP 61034673 A JP61034673 A JP 61034673A JP 3467386 A JP3467386 A JP 3467386A JP S62192098 A JPS62192098 A JP S62192098A
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mos
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敏夫 西本
Hideki Kawai
秀樹 河合
Masaru Fujii
勝 藤井
Kiyoto Ota
清人 大田
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Matsushita Electronics Corp
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    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1015Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
    • G11C7/1036Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port using data shift registers
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Shift Register Type Memory (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明はダイナミック型シフトレジスタに関する。
従来の技術 従来のシフトレジスタは、例えば第4図に示すように、
MOS)ランジスタT1〜T4および同T5〜T8の二
段構成を、互いに逆位相の2つのクロックφ1.φ2に
よって駆動して、入力Ii出力Oに伝達する。これによ
れば、クロックφ1が”H”レベルのとき、入カニの情
報がMOSトランジスタT4のゲートに伝達される。こ
のとき。
クロックφ2はまだ”L″レベルあり、通常、クロック
φ1とクロックφ2が同時に”H”レベルになることは
ない。入カニが“H”レベルとすると、MOS )ラン
ジスタで4はオンし、ノードNは、MOS)ランジスタ
T5とT4が両方ともオンするため、両者の比率によっ
てきまる電位となるが5通常、ノードNは十分低い電圧
すなわち“L″レベルなる。次にクロックφ1がL”レ
ベルになp、MOS)ランジスタT1はオフし。
MOS )ランジスタT4のゲートは入カニと電気的に
切離されるが、ゲート容量や配線の寄生各号に貯えられ
た電荷のため、MOS)ランジスタT4はオン状態を保
持し、ノードNは“L”レベルを保つ。次に、クロック
φ2が“H”レベルとなり。
MOS )ランジスタT5がオンし、MOS )ランジ
スタT5のゲートはノードNと電気的に接続され、L”
レベルになる。したがって、出力Oには入カニと同じ“
H”レベルが得られる。その後、クロックφ2がL”レ
ベルになると、MOS トランジスタで5はオフしMO
SトランジスタT8のゲートはノードNと電気的に切離
され、次に、クロックφ2が”H”レベルになるまで“
L”レベル金保ち、出力Oは“H″レベル持続する。
このようなシフトレジスタではMOSトランジスタT4
あるいは四T8がオンしているときには貫通電流が流れ
る。そのため低消費電流にするにはMOSトランジスタ
T5と同T7の電流駆動能力を小さくしなければならな
い。しかし、高速で大容量負荷を駆動するためには、M
OSトランジスタT3と同T7の電流駆動能力はできる
限り太きくしなければならない。このように従来のシフ
トレジスタでは低消費電流で、かつ、高速に大容量負荷
を駆動するという両機能をもたせることはできない。ま
たMOSトランジスタT8のゲートはクロックφ2が“
L″レベルなった後には高インピーダンス状態であるた
め、リークによって電荷は失われる。そのため、出力0
を長時間確定しておくこともできない。
発明が解決しようとする問題点 従来の技術では5低消費電流でかつ大容量負荷を高速に
駆動することは難しい。また、出力保持時間にも制限が
ある。
問題点を解決するだめの手段 本発明は5人力として互いに逆相の2つの信号を用い、
この各入力を第1のクロックによりオンするトランスフ
ァゲートを介して、それぞれダイナミック型コンパレー
タの一対の入力に与える。
そして、このダイナミック型コンパレータは互いに逆相
の一対の出力をもち、第2のクロックにより駆動される
。ダイナミック型コンパレータの2つの出力はそれぞれ
第3のクロックにより駆動される一対のバッファに与え
られ、さらに、同バッファの2つの出力はラッチ回路に
結合された構成である。
第1のクロックは外部クロックに同期して、動作する。
第2のクロックは第1のクロックとは逆相で動作する。
第3のクロックは第2のクロックと同相で動作するが、
第2のクロックより遅れ時間を有している。
作用 本発明によれば、第1のクロックにより入力をダイナミ
ック型コンパレータに取り込み、第2のクロックにより
、ダイナミック型コンパレータの出力を確定するが、こ
のとき貫通電流はダイナミック型のため流れない。その
後、第3のクロックによりバッファを駆動し、ダイナミ
ック型コンパレータの出力を増幅する。このようにコン
パレートと増幅と全分けて行なうことにより大容量負荷
に対しても高速に駆動でき、低消費電流にもかかわらず
高速動作が得られる。また5出力にラッチ回路を備えて
いるため、第3のクロックが”L”レベルになっても出
力は低インピーダンス状態で電源電圧あるいは接地電位
と接続されるため出力保持時間も制限がない。また、ダ
イナミック型のため占有面積も少なくて良い。
実施例 本発明の一実施例を第1図に示す。第2図には第1図の
クロックの発生回路ブロック図を示し。
第3図には第1図のクロックの電圧の時間変化を示す。
第1図において、互いに逆相の入力Iと工とが、それぞ
れMOS )ランジスタからなるトランスファゲート(
h 、Q2 ’fc介しダイナミック型コンパレータの
入力であるMOS )ランジスタQ 3+Q4のゲート
に与えられる。第1のクロックφ1がH”レベルのとき
には、入力I、Iの情報はそれぞれMOS )ランジス
タQs 、Qaのゲートに伝達される。一方、このとき
、ダイナミック型コンパレータCは第1のクロックφ1
が“H″しベル、第2のクロックφ2が“L”レベルで
あるため、ノードN5 + N4 + ’5は電源電圧
よりMOSトランジスタのしきい値電圧だけ低い電位に
充電される。ノード”、+ N2は、ノード’ 5 +
 N4が* Hnレベルであり、第2のクロックφ2が
“L”レベルであるので、どちらも“L″nレベルある
。入力I、Iがそれぞれ“H”  II L IIの各
レベルであるとすると、MOSトランジスタQ3はオン
し、MOS)ランジスタQ4はオフしている。次に、第
1のクロックφ1が”L”レベルになり、MOS)ラン
ジスタQ+ 、Q2はオフし、MOS)ランジスタQs
、Qaのゲートには入力I、Iの情報が保持され、以降
入力!、Iの状態が変化しても、第1のクロックφ1が
″L″レベルの期間には、MO3トランジスタQs 、
Q4の状態は変わらない。またこのとき、MOS)ラン
ジスタQ++ + (hz + Q10もオフするため
、ノードN5 + N4 + N5には電荷が貯えられ
たままである。
次に、第2のクロックφ2が″L″レベルから“H”レ
ベルになると、MOS)ランジスタQ9゜Q+oはオン
しているので、ノードN1.N2の電位は上昇する。こ
のとき、MOS)ランジスタQ5がオン、MOS トラ
ンジスタQ4はオフしているため、ノードN2の方がN
1よりも電位上昇が速い。そのため、MOS )ランジ
スタQ5と97はそれぞれ同Q6と98より早くオンし
て、ノードN1の電位上昇が抑制されると同時にノード
N3に貯えられていた電荷がMOSトランジスタQ5を
通して放電される。そして、ノードN3の電位が下ると
、MOS)ランジスタQ9はオフし、ノードN1の電位
も下る。一方、ノードN4は、ノードN1の電位がMO
S)ランジスタQ6をオンさせる程高くならないため、
電荷の放電はなく。
また、ノードN4が高インピーダンス状態にあるため、
MOS)ランジスタQ+oでのゲート容量カップリング
により、第2のクロックφ2が“H”レベルになると初
期状態の電源電圧よ!11M0Sトランジスタのしきい
値電圧だけ低い電位から上昇する。したがって、入カニ
が”H”レベルのときにはノードN4が′H″レベルと
なり、ノードN5が11 L nレベルになる。入カニ
が″H′ルベルのときにはその逆になる。以上の動作に
おいては電流が定常的に流れる糸路は無い。また、ノー
ドN5 +N4は動作時にどちらか一方が°L“レベル
になることで入力のコンパレートを行なうことと、“H
”レベル側のフィードバックが′″L’L’レベル側ド
にかかるため、コンパレートは高速に行なわれる。次に
、第3のクロックφ5が“Lnレベルから“H”レベル
になると、バッファを構成するMOS)ランジスタQ1
4〜Q17が動作する。初期状態ではノードN、、N4
ともに“H”レベルのため、MOS )ランジスタQ1
6.Q17はオンし。
ノードN6 + N7は第3のクロックφ5と同様に”
L”レベルになっているが、入カニがH”レベルのとき
にはコンパレート後、ノードN5が”L″nレベルノー
ドN4が”H″nレベルタメ。
MOSトランジスタQ16はオフし、他方のMOSトラ
ンジスタQ17はオンしている。したがって。
第3のクロックφ5が“H”レベルになると、ノードN
7の電位は上昇する。このとき、MOS)ランジスタQ
17のゲート容量カップリングによりノードN4は電源
電圧からMOSトランジスタのしきい値電圧よシさらに
高い電位となるため、ノードN7は電源電圧まで電位が
上昇する。一方、第2のクロ7りφ2により、すでにM
OS)ランジスタQ1a + Q19は、MOS )ラ
ンジスタQ201Q21 ’c通じて、オンしている。
そのため、ノードN6.N7の電位が出力0,0として
1次段に伝達される。ここで、同様にMOSトランジス
タQ+9のゲート容量カップリングにより出力OKは電
源電圧の電位が得られる。この第3のクロックφ5によ
り駆動するバッファを用いることで、出力0゜0は大容
量負荷を高速に駆動できる。
次に、第1のクロックφ1が外部クロックにより″Lル
ベルから”H’レベルに戻ると、トランスファゲートで
あるMOSトランジスタQ++Q2がオンし、入力情報
が再びダイナミック型コンパレータの入力に伝達される
。ダイナミック型コンパレータは次のコンパレートに備
えて、ノードN3.N4.N5のプリチャージを開始す
る。次に第1のクロックφ1により、第2のクロックφ
2が”H″レベルら”L”レベルになり、さらに遅れて
5第3のクロックφ3が“H”レベルから”L”レベル
になる。そして、バッファBもスタンバイ状態に戻り、
次の増幅に備える。このとき、出力o、ol保持するた
め、MOS トランジスタQ22〜Q25で構成される
ラッチ回路りが動作して、出力Oi ”H”レベルに、
他方の出力0を“L”レベルにそれぞれ低インピーダン
ス状態で保持する。出力0,0の“H”レベルを電源電
圧に保つため、MOSトランジスタQ24 + Q25
のゲートには電源電圧よりMOSトランジスタのしきい
値電圧以上高い電位が必要である。そのため1発振回路
O5CとMOS)ランジスタQ26〜Q28.さらにコ
ンデンサC1によりボンピング回路を構成している。こ
のボンピング回路に結合されたラッチ回路りにより、ダ
イナミック型の欠点である微小リークによる出力保持時
間の減少という制限を受けることもない。
発明の効果 本発明によれば、低消費電流で、かつ大容量負荷を高速
に駆動でき、出力保持時間の制限もないシフトレジスタ
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のダイナミック型シフトレジ
スタの回路図、第2図はクロlり発生回路プロ・ツク図
、第3図はクロックのタイミング図。 第4図は従来のシフトレジスタの一例を示す回路図であ
る。 Q1〜Q28・・・・・・MOS)ランジスタ、N1〜
N7・・・・・・ノード、C・・・・・・ダイナミック
型コンパレータ、B・・・・・・バッファ、L・・・・
・・ラッチ回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名EL
r、 fiz −−−トラノ入7アゲー1G−−−ダづ
アミック撃 コンパレータ δ−−− へ゛77ア 06−−−ヱn φ、−−−箒1のりr:Jツク 第 2 図                    
 φI−−−第1のグロ、7ψJ−−− 箔Jの7Dヴ
7 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いに逆相の入力がそれぞれ、第1のクロックを
    制御信号とする各トランスファゲートを介して、第2の
    クロックにより駆動され互いに逆相の出力を有するダイ
    ナミック型コンパレータに与えられ、前記ダイナミック
    型コンパレータの各出力が第3のクロックにより駆動さ
    れ逆相の出力を有するバッファに与えられ、前記バッフ
    ァの各出力がラッチ回路に結合される構成をそなえたシ
    フトレジスタ。
  2. (2)第1のクロックが外部クロックに同期して動作し
    、第2のクロックが前記第1のクロックと逆相で、第3
    のクロックが前記第2のクロックの遅延信号でなる特許
    請求の範囲第1項記載のシフトレジスタ。
JP61034673A 1986-02-18 1986-02-18 シフトレジスタ Expired - Fee Related JPH0754638B2 (ja)

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KR1019870001315A KR910001532B1 (ko) 1986-02-18 1987-02-18 시프트레지스터를 사용한 메모리장치

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