JPS62193319A - ダイナミツクpla回路 - Google Patents

ダイナミツクpla回路

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Publication number
JPS62193319A
JPS62193319A JP3461786A JP3461786A JPS62193319A JP S62193319 A JPS62193319 A JP S62193319A JP 3461786 A JP3461786 A JP 3461786A JP 3461786 A JP3461786 A JP 3461786A JP S62193319 A JPS62193319 A JP S62193319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
mos
trs
line
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3461786A
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English (en)
Inventor
Kazutaka Obara
小原 一剛
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS62193319A publication Critical patent/JPS62193319A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H03K19/177Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form
    • H03K19/17704Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns
    • H03K19/17708Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns using an AND matrix followed by an OR matrix, i.e. programmable logic arrays
    • H03K19/17716Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns using an AND matrix followed by an OR matrix, i.e. programmable logic arrays with synchronous operation, i.e. using clock signals, e.g. of I/O or coupling register
    • H03K19/1772Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form the logic functions being realised by the interconnection of rows and columns using an AND matrix followed by an OR matrix, i.e. programmable logic arrays with synchronous operation, i.e. using clock signals, e.g. of I/O or coupling register with synchronous operation of at least one of the logical matrixes

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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】 産業上の利用分野 本発明は、Nチャンネル形あるいはPチャンネル形MO
Sトランジスタ構成のダイナミックPI、A回路に関す
るものである。
従来の技術 従来のダイナミックPLA回路を第4図に、この回路の
タイミングチャートを第2図に示す。第4図においてI
、、I2および工。は入力線、R1゜R2+ R3オヨ
D R4’ri 論理m 項線、01.o2.o3およ
びo4は出力線、1,2・・・・・・18および19は
Nチャンネル形のエンハンストメント型MoSトランジ
スタ(以下、M OS −T r と記す)、20.2
1および22はインバータ、φ1.φ2.φ3およびφ
4はクロック線である。また、第2図中、aはクロック
線φ、のクロックパルス波形、bはクロック線φ2のク
ロックパルス波形、Cはクロック線φ3のクロックパル
ス波形、dはクロック線φ4のクロックパルス波形、e
は論理積項線R1のレベル波形、fは論理積項線R2の
レベル波形およびqは出力線o1 のレベル波形である
以下に、第2図と第4図を参照してダイナミックPLA
回路の主要部の動作原理を説明する。
M OS −T r 1は、クロック線φ1 の論理レ
ベルが高レベル(”H″)の状態になると論理積項線R
1〜R4はM OS −T r 1でプリチャージされ
、すべてH”となる。
論理積項線R1とR2の動作波形について説明する。
時刻上〇から121での間、入力線11.I、および工
、の論理レベルが“H″の状態であるとする。クロック
線φ の論理レベルが時刻t。で”H″になると論理積
項線RとR2はプリチャ−ジされ論理レベルは”L”か
ら“H″に変化する。
次に、クロック線φ2の論理レベルが時刻t1で”H”
になると、M OS −T r 2は導通(”ON”)
状態となる。この時、入力線I、、I、および工。
の論理レベルがH#であるためM OS −T r 3
は非導通(”OFF”)でありMOS−Tr4  と6
は”ON″の状態である。したがって論理積項線R4は
放電する経路が無いため”H”の状態の1まであるが、
論理積項線R2にプリチャージされた電荷がM OS 
−T r 2と4を通じてグランドに放電されるため、
論理積項線R2の論理レベルは“H#から”L″に変化
する。
次に、時刻t2から七〇 の間、入力線I、、I。
および工、の論理レベルi: ” L ’になる。この
時、M OS −T r 3は”ON”の状態となり、
MOS −T r4と6は○FF”の状態となる。この
状態でクロック線φ1に時刻t4で第2のパルスが来て
論理レベルが”H″になると、論理積項線R1の論理レ
ベルは”H”のままであるが論理積項線R2の論理レベ
ルは”L”から“H11に変化する。つづいて、クロッ
ク線φ2に時刻t5で第2のパルスが来て論理レベルが
”H”になると、論理積項線R1にプリチャージされた
電荷が放電され論理積項線R1の論理レベルは“H#か
ら“L”になるが、論理積項線R2の論理レベルは”H
″のままである。
次に、時刻t6からtloまでの間、入力線工、。
■、および工。の論理レベルがH#になる。この時、M
 OS −T r 3は″OFF″の状態となり、M 
OS −T r 4と5は“ON”の状態となる。この
状態でクロック線φ1に時刻t8で第3のパルスが来て
論理レベルが1H″になると、論理積項線R1の論理レ
ベルは”L″から“H”に変化するが、論理積項線R2
の論理レベルは”H″のままである。つづいて、クロッ
ク線φ2に時刻t9 で第3のパルスが来て論理レベル
が“H#になると、論理積項線R1の論理レベルは“H
#のままであるが、論理積項線R2にプリチャージされ
た電荷が放電され論理積項線R2の論理レベルは”H”
から”L″に変化する。第2図のeとfに示す波形は、
以上説明した論理積項線R1とR2の論理レベルの変化
を示す波形である。
次に、出力線01  について説明する。
クロック線φ3に時刻t2でパルスが来てクロック線φ
3の論理レベルが”H#になると、MO3−Tr12は
”ON″の状態となり、出力線o1はプリチャージされ
“L″から”H″の状態に変化する。つづいてクロック
線φ に時刻t3 でパルスが来てクロック線φ4の論
理レベルが“H”になるとMO3−Tr13が“○N″
の状態となり、かつ、論理積項線R1の論理レベルが“
H″であるのでMO3−Tr14と16も”ON” の
状態となるため出力線o1 にプリチャージされた電荷
はグランドに放電され、出力線Q1 の論理レベルは”
H″から“L″に変化する。すなわち、読み出しデータ
は”L″の状態になる。
次に、クロック線φ に時刻t6でパルスが来て論理レ
ベルが′H#になったとき、論理積項線R1の論理レベ
ルがL”の状態であるのでMO3−Tr14は”OFF
″の状態となり、出力線o1はプリチャージされ論理レ
ベルは@ L #から”H”に変化する。つづいて、ク
ロック線φ に時刻t7でパルスが来て論理レベルがH
#になるとMO3−Tr13は”ON”するもののMO
S−Tr14は“OFF”の状態であるので出力線o1
 の論理レベルはH″の状態のままである。すなわち、
読み出しデータばI HHの状態になる。
発明が解決しようとする問題点 しかるに、ダイナミックPLA回路の高速化にともない
、従来の回路による読み出しサイクルの動作速度では、
遅くなってきた。ところで、ダイナミックPLA回路の
読み出しサイクルの動作速度は、クロック線φ3の論理
レベルが“H”となって出力線がプリチャージされた状
態となり、つづいてクロック線φ4が′”H”の状態に
なったときに、すでに論理積項線の”H″の状態により
導通したM OS −T rを通じてプリチャージされ
た電荷が接続点へ放電される時間によって決定される。
ダイナミックPLAの読み出しサイクルの動作速度を上
げるためには、M OS −T rOサイズを大きくし
て電流駆動能力を上げる方法があるが、この方法では高
集積化が図れない不都合があった。
本発明は、高集積化を図るとともに、読み出しサイクル
の動作速度を上げたダイナミックPLA回路を提供する
ことを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 本発明のダイナミックPLA回路では、ドレインとゲー
トを共通接続した複数個のトランジスタを直列に接続し
、一方の端部て位置するトランジスタのドレインを一方
の端子とし、他方の端部に位置するトランジスタのソー
スを他方の端子とした直列接続体を設け、その一方の端
子をダイナミックPLA回路のOR平面のプリチャージ
用負荷トランジスタのゲートに接続し、他方の端子を接
地点に接続したものである。
作  用 このような構成により、OR平面のプリチャージ用負荷
トランジスタのゲートにかかる“H”レベルの電圧を従
来の電圧より下げることができる。
これにより、また、出力線へのプリチャージ電圧を下げ
ることができる。
実施例 本発明のダイナミックPLA回路の実施例を第1図の回
路図、第2図の回路のタイミングチャート図および第3
図の読み出しサイクルの電圧と放電時間の関係図を参照
して説明する。
本実施例のダイナミックPLA回路の動作原理は、出力
線の波形の違いを除いて従来の技術の項で説明したもの
と同じであるので省略する。
本ダイナミックPLA回路は、第1図に示すようにダイ
ナミックPLA回路のOR平面のプリチャージ用負荷M
O8−Tr12のゲートにM OS −T r23のゲ
ートとドレインを接続し、このMOS−Tr23のソー
スをMOS−Tr24のゲートとドレインに接続し、M
 OS −T r 24のソースを接地するとともに、
MOS−Tr12のゲートとM OS −T r23の
ゲートとドレインをインバータ26の出力に接続した回
路を備えたものである。
ところで、M OS −T r回路の導通を開始する入
力スイッチングレベルは、特別な設計をしなければプロ
セスにより一定である。例えば、6v動作のNチャンネ
ル形MO5−Trの場合1.5vである。
また、MOS−Tr回路の放電曲線はMOS−Trの幾
何学的寸法により決まり、幾何学的寸法が一定ならば放
電曲線は一定となる。
以上のことから、第3図に示すように、プリチャージ電
圧が高い点から放電される電圧曲線Aとプリチャージ電
圧が少し低い点から放電される電圧曲線Bとでは、スイ
ッチング電圧に達する時間すなわち読み出し時間は、プ
リチャージ電圧の低い方が時間Tだけ短かくなる。
本発明はこの原理を利用したものであり、OR平面のプ
リチャージ用負荷M OS −T rのゲートにMOS
−Tr23と24を接続することにより出力線のプリチ
ャージ電圧を下げ、読み出しサイクル時間を短くしたも
のである。
次に第1図で示した回路図で、本発明の動作原理を説明
する。
この回路において、MOS−Tr23のゲートとドレイ
ンの電圧をV2 、M OS −T r 24のゲート
とドレインの電圧をvl  とする。MOS−Tr23
と24はそれぞれドレインとゲートが接続されているた
め、MOS−Trの飽和領域で動作する。また、M O
S −T rのしきい値電圧をVT 1M0S−Trの
バックゲートバイアス効果によるしきい値電圧の変動分
をΔv丁、およびソース・ゲート間電圧をvcisとす
る。
今、クロック線φ3にパルスが来てクロック線φ3の論
理レベルが1H”となってMOS−Tr23と24が“
○N″の状態になると、M OS −T rの動作条件
はvGs≧■Tであるから、v1=Vr 、 v2ユv
T+vT+ΔvT=2vT+ΔvTとなる。スナワチ、
電圧■2はVT とΔvTの値によって決まる一定の値
となる。クロック線φ3の論理レベルが”L”のときは
MOS−Tr23と24は1OFF”の状態となり、M
OS−Tr23と24を付けた効果は全くなくなる。
以上をまとめると、インバータ26の出力電圧75: 
2 V7 ” l V7 K ’a fCナイ場合ハ、
MOS−Tr23と24は1OFF″の状態となるので
電圧v2はインバータ26の出力電圧と等しくなり、一
方インバータ25の出力電圧が2VT+ΔV7以上の場
合には、MOS−Tr23と24は”ON”の状態とな
り、MOS−Tr23と24を通じてグランドへの電流
経路ができv2の電圧はほぼ2VT+Δ−に保たれる。
具体的に例を上げると、仮りに、vDDを6■、vTを
1.6v1Δ■Tを1vとすルト、■2==2vT+Δ
VT = 4Vとなり、インバータ26の出力電圧が4
v未満の時は、電圧v2はインバータ26の出力電圧と
等しく、また、インバータ26の出力電圧75r4V以
上の時は、MOS−Tr23と24が′″σ”の状態に
なり、インバータ25の出力電圧が仮りに6vに変化し
ようとしてもMOS −Tr 23と24を流れる電流
により、電圧v2はほぼ4■に保たれる。
次に、出力線o1oのm Hnレベルは、MOS−Tr
の動作条件が■Gs≧vTであり、MOS−Tr12の
ゲートに入る信号の゛H″レベルが2 V7+ΔvTテ
アルノテ、2vT+ΔvT−vT=vT+ΔvTとなる
これに対して、第4図に示す従来のダイナミックPLA
回路では、クロック線φ3の”H″レベル電源電圧vD
Dと等しいので出力線01゜の”H″レベルなわちプリ
チャージ電圧はvDD−vTとなる。この値はvT+Δ
vTの値より大きな値となる。
以上の結果、第2図りに示すように本回路により動作速
度が改善された出力線Q1oの波形が得られる。従来の
回路による出力線01 の波形と比較すると、読み出し
サイクル時間がT1  短かくなっていることがわかる
具体的な数値を上げて説明すると、仮りに、vDDをs
V、vTを1■、l VTヲ2 V オよび次段のMO
S−Trのスイッチング電圧を1.5vとすると、出力
線のプリチャージ電圧は、従来の回路では4■、本回路
では3vとなる。従って、出力線のプリチャージ電圧が
次段のM OS −T rのスイッチング電圧の1.6
vにまで放電により下がるまでの時間は、仮りに電圧が
放電時間の1次関数で下がると近似すれば、従来の回路
を1とすると本回路では0.6となり4Q%時間が短く
なる。すなわち、ダイナミックPLA回路の読み出しサ
イクルの動作速度を40%速くすることができる。
なお、一般にM OS −T rのしきい値電圧■Tが
上がると、ROMの読み出ししきい値電圧すなわち次段
のM OS −T rのスイッチング電圧も上昇する。
ところで、本回路では、出力線へのプリチャージ電圧は
vT+ΔVTであるので、vTが上昇すると自動的に出
力線のプリチャージ電圧も上昇し、スイッチング電圧の
上昇分を自動的に補償することができる。すなわち、プ
ロセスのばらつきによりしきい値電圧vTが変化しても
しきい値電圧の変化分を出力線のプリチャージ電圧が補
償するので諮λ出1廿イクルの凸間禍;誉召乙りいふ−
ら蒔写がある。
なお、実施例では電圧v2を下げるためにゲートとドレ
インを共通接続したMOS−Trを2個直列に接続した
例を示したが、vTやΔV7の値によって直列に接続さ
れるMOS−Trの個数が変わることはいうまでもない
発明の効果 このように、本発明のダイナミックPLA回路Kjれば
、トランジスタのサイズを大きくして集積度を落として
動作速度を上げることなく、出力線のプリチャージ電圧
を従来の電圧より下げることにより、読み出しサイクル
の動作速度を上げる効果が奏される。
このため、トランジスタのサイズを従来と同等かもしく
は縮少して集積度を上げることができる。
【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PLA回路の
回路図、第2図はそのダイナミックPLA回路のタイミ
ングチャート図、第3図はその読み出しサイクルの電圧
と時間との関係図、第4図は従来例のダイナミックPL
A回路の回路図である。 1〜19,23.24・・山・二ンハンストメント型M
O3−Tr、20,21.22.26−−−−=インバ
ータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 AND*frr  、1−0R411J ”第 2 図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ドレインとゲートを共通接続した複数個のトランジスタ
    を直列に接続し、一方の端部に位置するトランジスタの
    ドレインを一方の端子とし、他方の端部に位置するトラ
    ンジスタのソースを他方の端子とした直列接続体を設け
    、前記一方の端子をダイナミックPLA回路のOR平面
    のプリチャージ用負荷トランジスタのゲートに接続し、
    他方の端子を接地点に接続したことを特徴とするダイナ
    ミックPLA回路。
JP3461786A 1986-02-18 1986-02-18 ダイナミツクpla回路 Pending JPS62193319A (ja)

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JP3461786A JPS62193319A (ja) 1986-02-18 1986-02-18 ダイナミツクpla回路

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JP3461786A JPS62193319A (ja) 1986-02-18 1986-02-18 ダイナミツクpla回路

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JP (1) JPS62193319A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02153620A (ja) * 1988-12-05 1990-06-13 Nec Corp Mos半導体集積回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02153620A (ja) * 1988-12-05 1990-06-13 Nec Corp Mos半導体集積回路

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