JPS6299998A - シフトレジスタ - Google Patents

シフトレジスタ

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JPS6299998A
JPS6299998A JP60237422A JP23742285A JPS6299998A JP S6299998 A JPS6299998 A JP S6299998A JP 60237422 A JP60237422 A JP 60237422A JP 23742285 A JP23742285 A JP 23742285A JP S6299998 A JPS6299998 A JP S6299998A
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JP
Japan
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signal
circuit
shift register
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JP60237422A
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Taketomo Kawamura
川村 武朋
Tatsuya Nishihara
達也 西原
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
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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】 〔技術分野〕 この発明は、シフトレジスタに関するもので、例えば、
0M03回路により構成されたダイナミック型シフトレ
ジスタに利用して有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
0M03回路として、クロック駆動される各種ダイナミ
ックゲート回路が公知である(例えば、1976年「東
芝レビューJ誌の第31巻第1号頁66〜頁69参照)
このようなダイナミックゲート回路を2相のクロック信
号φ1.φ2により相補的に動作させることによって、
第3図に示すようなダイナミック型シフトレジスタSR
を構成することができる。
このような構成のシフトレジスタにおいて、非動作状態
における消費電流を低減さセるために、クロック信号を
停止させると、上記相補的に動作させられる一方の回路
の出力かハイインピーダンス(フローティング)状態と
なってしまう。このようなハイインピーダンス状態が長
く継続すると、それに結合されるM OS F E T
のソース、ドレインにおいて生じるリーク電流等により
その出力信号レベルが中間レベルになって、次段回路に
大きな貫通電流を発生させる。このような貫通電流の発
生は、クロック信号を停止させる目的である低消費電力
化とは逆に消費電流が増大するばかりでなく、過電流に
よる寄生サイリスク素子によるラッチアップやアルミニ
ュウム等の配線の断線を引き起こす原因となる。
また、入力信号Dinを制御信号SGに従ってそのまま
出力させる場合、上記制御信号Saと、インバータ回路
N13により形成された反転信号とにより相補的に動作
させられるクロックドインバータ回路Nil、N12か
らなるようなマルチプレクサ回路が必要になってしまう
〔発明の目的〕
この発明の目的は、簡単な構成により多機能化と低消費
電力化を図ったシフトレジスタを提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、所定の制御信号に従ってCMOSダイナミッ
ク型シフトレジスタに供給されるクロック信号の供給を
停止し、その停止状態で各単位回路を信号伝達状態にさ
せるクロック供給回路を設けるものである。
〔実施例〕
第り図には、この発明の一実施例の回路図が示されてい
る。同図の各回路素子は、公知のCMO8(相補型MO
5)集積回路の製造技術によって、1個の単結晶シリコ
ンのような半導体基板上において形成される。
特に制限されないが、集積回路は、単結晶P型シリコン
からなる半導体基板に形成される。NチャンネルMO5
FETは、かかる半導体基板表面に形成されたソース領
域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域との間
の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して形
成されたポリシリコンからなるようなゲート電極から構
成される。PチャンネルMO3FETは、上記半導体基
板表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。
これによって、半導体基板は、その上に形成された複数
のNチャンネルMO5FETの共通の基板ゲートを構成
する。N型ウェル領域は、その上に形成されたPチャン
ネルMO5FETの基板ケートを構成する。Pチャンネ
ルMO3FETの基板ゲートずなわちN型ウェル領域は
、第1図の電源端子Vccに結合される。
ダイナミック型シフトレジスタSRは、特に制限されな
いが、縦列形態に接続されたクロックドインバータ回路
から構成される。単位(1ビット分)回路は、第2図に
示すように2つのクロックドインバータ回路から構成さ
れる。入力段回路は、直列形態にされたPチャンネルM
’03FETQ1゜Q2とNチャンネルMO3FETQ
3.Q4及びCMOSインバータ回路N9から構成され
る。上記PチャンネルMOS F ETQ 2とNチャ
ンネルMO5FETQ3のゲートは共通接続され、その
入力端子とされる。上記NチャンネルMO3FETQ4
のゲートには、クロック信号φ1が供給され、Pチャン
ネルMO5FETQIのゲートには、上記クロック信号
φlがインバータ回路N9によって反転されて供給され
る。出力段回路は、」二記入力段回路と同様に直列形態
にされたPチャンネルMO5FETQ5.Q6とNチ+
ンネルMOSFETQ7.Q8及びCM OSインバー
タ回路N10から構成される。上記PチャンネルMO5
FETQ6とNチャンネルMO3FETQ7のゲートは
共通接続され、上記入力段回路の出力信号が供給される
。上記MO5FETQ6.Q7の共通接続点から次段回
路に伝えられる出力信号が形成される。上記Nチャンネ
ルMO3FETQBのゲートには、クロック信号φ2が
供給され、PチャンネルMO3FETQ5のゲートには
、上記クロック信号φ2がインバータ回路NIOによっ
て反転されて供給される。
これにより、クロック信号φ1がハイレベルの期間、入
力段回路のNチャンネルMO3FETQ4とPチャンネ
ルMO3FETQIがオン状態になって、その入力信号
を出力段回路の入力ゲート容量に伝える。次に、クロッ
ク信号φ2がハイレベルの期間、出力段回路のNチャン
ネルM OS FET8と1)チャンネルMO5FET
Q5がオン状態となって、上記入力段回路から伝えられ
た信号を次段単位回路の入力ゲート容量に伝える。この
ような2相のクロック信号φlとφ2に従った入力段回
路と出力段回路との相補的な信号伝達動作により1ビツ
トのシフト動作が行われる。
この実施例では、特に制限されないが、第1図において
シフトレジスタSRの入力端子には、停止信号S T 
Bにより制御されるアンド(AND)ゲート回路Glを
介して、入力信号Dinが供給される。
また、上記クロック信号φ1とφ2が供給されるノード
AとBには、次のクロック供給回路を介し”で選択的な
りロック信号φlとφ2の供給が行われる。特に制限さ
れなル)が、ノードAには、後述する制御信号によって
相補的に動作させられるクロックドインバータ回路N2
とN3と、これらの出力信号を受けるインバータ回路N
1を介してクロック信号φl又はハイレベル(Vcc)
の信号が選択的に供給される。同様に、ノードBには、
後述する制御信号によって相補的に動作させられるクロ
ックドインバータ回路N6とN7と、これらの出力信号
を受けるインバータ回路N5を介してクロック信号φ2
又はハイレベル(Vec)の信号が選択的に供給される 上記制御信号は、停止信号STBとシグナル信号SGを
受けるオア(OR)ゲート回路G2により形成される。
このオアゲート回路G2の出力信号は、上記クロックド
インバータ回路N3とN7に供給され、インバータ回路
N4とN8によってその反転信号がそれぞれクロックド
インバータ回路N2とN6に供給される。
なお、上記クロック信号の供給回路は、同じ半導体築積
回路装置に形成された他のシフトレジスタにも、上記選
択的なりロック信号φ1とφ2の供給を行うもとしても
よい。
この実施例の動作を次に説明する。
停止信号STBとシグナル信号SGが共にロウレベル(
論理“0”)のとき、シフト動作モードにされる。すな
わち、上記信号STBとSGOロウレベルによって、上
記オアゲート回路G2の出力信号がロウレベルにされる
。したがって、クロックドインバータ回路N2とN6が
動作状態に、クロックドインバータ回路N3とN7が非
動作状!f3(出力ハイインピーダンス状態)となるた
め、上記ノードAにはクロック信号φ1が供給され、ノ
ードBにはクロック信号φ2が供給される。また、反転
の停止信号STBのハイレベル(論理“l”)によって
、アンドゲート回路Glを介して入力信号Dinがシフ
トレジスタSRの入力端子に供給される。これにより、
上記入力信号Dinのシフト動作が行われる。
停止信号S T Bがハイレベル(反転信号STBがロ
ウレベル)のとき、動作停止状態(リセット)状態にさ
れる。すなわち、停止信号STBのハイレベルによって
、オアゲート回路G2の出力信号がハイレベルにされる
。したがって、クロックドインバータ回路N2とN6が
非動作状態(出力ハイインピーダンス状態)に、クロッ
クドインバータ回路N3とN7が動作状態となるため、
上記ノードAとBにはハイレベルの信号が定常的に供給
される。これによって、シフトにジスタSRを構成する
各クロックドインバータ回路は、実質的にスタティック
型インバータ回路としての動作を行う。また、反転の停
止信号STBのロウレベル(論理″0″)によって、ア
ンドゲート回路Glの出力信号は、入力信号Dinには
無関係にロウレベルにされる。これにより、シフトレジ
スタSRを構成する各単位回路の入力段回路の出力信号
がハイレベルに、出力段回路の出力信号がロウレベルに
される。これにより、シフトレジスタSRはりセント状
態にされ、出力信号Doutをロウレベルとする。この
場合、各単位回路は、実質的にスタティック型インバー
タ回路としての動作を行うものであるので、直流電流を
消費しなくなるため、低消費電力化を図ることができる
シグナル信号SGがハイレベルのとき、入力信号Din
をそのまま伝えるスルー動作状態にされる。
すなわち、シグナル信号SGのハイレベルによって、オ
アゲート回路G2の出力信号がハイレベルにされる。し
たがって、クロックドインバータ回路N2とN6が非動
作伏態(出力ハイインピーダンス状態)に、クロックド
インバータ回路N3とN7が動作状態となるため、上記
ノードAとBにはハイレベルの信号が定常的に供給され
る。これによって、シフトレジスタSRを構成する各ク
ロックドインバータ回路は、実質的にスタティック型イ
ンバータ回路としての動作を行う。また、反転の停止信
号STBのハイレベル(論理“1″)によって、アンド
ゲート回路G1を介して入力信号Dinがシフトレジス
タSRに伝えられる。これによって、シフトレジスタS
Rを構成する各単位回路は、上記入力信号Dinに従っ
た信号を形成するので、入力信号Dinに従った出力信
号Doutを形成することができる。これにより、マル
チプレクサ回路を設けることなく、シフトレジスタSR
の出力端子からは、上記シグナル信号SGに従って選択
的に入力信号Dinのシフート信号と、その入力信号D
inをそのまま得ることができる。
〔効 果〕
(1) CM OSダイナミック型シフトレジスタに供
給するクロック信号を、各単位回路が信号伝達状態とな
るようなレベルに設定することによって、各単位回路を
スタティック動作させることができる。
これにより、低消費電力化を図ることができるという効
果が得られる。
(2)上記動作停止状態において、入力信号に無関係な
電電レベルの信号を供給することによってリセット動作
を行わせることができるという効果が得られる。
(3)上記動作停止状態において、その入力端子に入力
信号を供給することによって、出力部にマルチプレクサ
回路を設けることなく、その出力端子から、上記入力信
号に対応された出力信号を得ることができるという効果
が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではな(、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない0例えば、第1図の回路
において、インバータ回路N4を省略して、クロックド
インバータ回路N2とN6を、インバータ回路N8の出
力信号により制御するものとてもよい。また、これらク
ロックドインバータ回路を用いた信号切り換え回路は、
例えばアンドゲート回路とオアゲート回路との組み合わ
せから構成されてもよい。また、第2図に示したシフト
レジスタを構成する単位回路において、入力段回路の出
力信号は、CMOSインバータ回路を介し”ζ出力段回
路の入力に伝え、出力段回路の出力信号は、CMOSイ
ンバータ回路を介して次段回路に伝えるものとてもよい
。また、シフトレジスタを構成する単位回路は、スタテ
ィック型インバータ回路と、その入力又は出力に設けら
れたCMOS伝送ゲート回路とから構成されてもよい。
さらに、クロック供給回路において、互いに逆相のクロ
ック信号を形成して、各単位回路におけるPチャンネル
MO3FETとNチャンネルMOS F E ′T’と
に供給するものとてもよい。
〔利用分野〕
この発明は、CMOSシフトレジスタとして広く利用で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す回路図、第2図は
、そのシフトレジスタを構成する単位回路の一実施例を
示す回路図、 第3図は、従来のシフトレジスタの一例を示す回路図で
ある。 SR・・シフトレジスタ、G1・・アンドゲート回路、
G2・・オアゲート回路 /  。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、CMOS回路により構成されたダイナミック型シフ
    トレジスタと、所定の制御信号に従って上記シフトレジ
    スタに供給されるクロック信号の供給を停止し、その停
    止状態で各単位回路を信号伝達状態にさせるクロック供
    給回路とを具備することを特徴とするシフトレジスタ。 2、上記クロック信号の供給停止状態において、シフト
    レジスタの入力端子には、データ信号が選択的に供給さ
    れるものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のシフトレジスタ。
JP60237422A 1985-10-25 1985-10-25 シフトレジスタ Expired - Lifetime JPH06101236B2 (ja)

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