JPS63114409A - フリツプフロツプ回路 - Google Patents
フリツプフロツプ回路Info
- Publication number
- JPS63114409A JPS63114409A JP61258274A JP25827486A JPS63114409A JP S63114409 A JPS63114409 A JP S63114409A JP 61258274 A JP61258274 A JP 61258274A JP 25827486 A JP25827486 A JP 25827486A JP S63114409 A JPS63114409 A JP S63114409A
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- JP
- Japan
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- mosfet
- gate
- voltage
- resistor
- turned
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- Pending
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 11
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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。
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〕
本発明はブリップフロップ回路に係り、特に、MOSF
ETと抵抗から構成され、駆動電力、消費電力が小さく
、遷移が確実に行われるフリップフロップ回路に関する
ものである6 〔従来の技術〕 従来のフリップフロップは、「集積回路の解祈と設計」
(@和44年4月1日発行近代科学社出版)のp134
〜135に示される様にバイポーラトランジスタと抵抗
、又はI’IO3FETと抵抗等で構成されており、現
代の電子回路のメモリ、ロジック、スイッチング素子の
駆動などに幅広く活用されている。
ETと抵抗から構成され、駆動電力、消費電力が小さく
、遷移が確実に行われるフリップフロップ回路に関する
ものである6 〔従来の技術〕 従来のフリップフロップは、「集積回路の解祈と設計」
(@和44年4月1日発行近代科学社出版)のp134
〜135に示される様にバイポーラトランジスタと抵抗
、又はI’IO3FETと抵抗等で構成されており、現
代の電子回路のメモリ、ロジック、スイッチング素子の
駆動などに幅広く活用されている。
[発明が解決しようとする問題点〕
第3図はバイポーラトランジスタ、抵抗で構成された基
本的なフリップフロップである。フリップフロップは2
つの論理回路の相互接続で形成することができ、第3図
では、20及び21で示されるバイポーラトランジスタ
が相互接続されている。つまり相互接続されたトランジ
スタ20゜21は同時にオン又はオフ状態にはなれない
。仮にトランジスタ20がオンであれば、出力端01は
it L”、出力端o2は“H11となる。この状態に
おいて、IN2にパルス信号を印加すると、トランジス
タ22のコレクターエミッタ間の電圧は低くなり、トラ
ンジスタ20はオフし、トランジスタ21はオンする。
本的なフリップフロップである。フリップフロップは2
つの論理回路の相互接続で形成することができ、第3図
では、20及び21で示されるバイポーラトランジスタ
が相互接続されている。つまり相互接続されたトランジ
スタ20゜21は同時にオン又はオフ状態にはなれない
。仮にトランジスタ20がオンであれば、出力端01は
it L”、出力端o2は“H11となる。この状態に
おいて、IN2にパルス信号を印加すると、トランジス
タ22のコレクターエミッタ間の電圧は低くなり、トラ
ンジスタ20はオフし、トランジスタ21はオンする。
従って出力端01は“H”、出力端o2は゛L″となる
。この様に入力INz。
。この様に入力INz。
INzに信号を印加することで出力端01 、 Oxの
状態を反転できる。しかしながら次の様な問題もある。
状態を反転できる。しかしながら次の様な問題もある。
(1)常にトランジスタ20又は21に電流が流れてお
り、回路自体の電力消費が大きい。
り、回路自体の電力消費が大きい。
(2)バイポーラトランジスタを使うかぎり、駆動電力
が大きい。
が大きい。
(3)相互接続されたトランジスタ20又は21をオン
からオフに遷移するためには信号印加用のトランジスタ
ー9又は22の駆動力を大きくする必要がある。
からオフに遷移するためには信号印加用のトランジスタ
ー9又は22の駆動力を大きくする必要がある。
尚、第3図において、23.24は、電源Vs。
v2と接続するための抵抗である。
本発明の目的は、駆動電力、消費電力が小さく、かつ遷
移を確実に行えるフリップフロップ回路を提供すること
にあるお 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、MO3電界効果トランジスタ(以下MO5
FET)と抵抗で構成することにより達成される。
移を確実に行えるフリップフロップ回路を提供すること
にあるお 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、MO3電界効果トランジスタ(以下MO5
FET)と抵抗で構成することにより達成される。
信号印加用の2個のMOSFETのソースは共通とし相
互接続されるMOSFETのしきい値電圧よりも十分大
きな電圧源に接続する。相互接続されるMOSFETの
ゲートはそれぞれ信号印加用の2個のMOSFETのド
レインに接続し、かつ抵抗を通してMOSFETのドレ
インにそれぞれ相互接続する。ソースは共通とする。出
力端は相互接続されるMOSFETのドレインである。
互接続されるMOSFETのしきい値電圧よりも十分大
きな電圧源に接続する。相互接続されるMOSFETの
ゲートはそれぞれ信号印加用の2個のMOSFETのド
レインに接続し、かつ抵抗を通してMOSFETのドレ
インにそれぞれ相互接続する。ソースは共通とする。出
力端は相互接続されるMOSFETのドレインである。
これらの制御信号を与える2つのゲートには。
相反する信号、つまり一方にON信号が与えられている
時にもう一方にはOFF信号を与える。
時にもう一方にはOFF信号を与える。
ON信号が与えられたMOSFETはONする。従って
ONしたMOSFETのドレインに接続されたゲートに
は電源電圧が印加され、ONする。OFF信号が与えら
れたMOSFETのドレインの電位、及びこのドレイン
に接続されているゲートの電位は抵抗と電源電圧が印加
されてONしているMOSFETを介してソースの電位
と等しくなる。従ってOFF信号が与えられているドレ
インに接続されたゲートを有するMOSFETは、ソー
ス電位とゲート電位が等しくなる事でOFFする。この
駆動回路が定常状態から反転された制御信号が印加され
た時を仮定する。
ONしたMOSFETのドレインに接続されたゲートに
は電源電圧が印加され、ONする。OFF信号が与えら
れたMOSFETのドレインの電位、及びこのドレイン
に接続されているゲートの電位は抵抗と電源電圧が印加
されてONしているMOSFETを介してソースの電位
と等しくなる。従ってOFF信号が与えられているドレ
インに接続されたゲートを有するMOSFETは、ソー
ス電位とゲート電位が等しくなる事でOFFする。この
駆動回路が定常状態から反転された制御信号が印加され
た時を仮定する。
つまり遷移状態にあるとき電源とのソース間に接続され
ている2個の!’l05FIliTが一時的にON状態
となる。この遷移状態にあるMOSFETにはON抵抗
によって分圧された電圧が生じると共に大電流が流れる
ことも考えられる。交差して接続されているゲートには
この分圧された電圧が印加される。ゲートに高い電圧を
印加し、確実に回路を反転の状態にし得るためには分圧
比を大きくすればよい。
ている2個の!’l05FIliTが一時的にON状態
となる。この遷移状態にあるMOSFETにはON抵抗
によって分圧された電圧が生じると共に大電流が流れる
ことも考えられる。交差して接続されているゲートには
この分圧された電圧が印加される。ゲートに高い電圧を
印加し、確実に回路を反転の状態にし得るためには分圧
比を大きくすればよい。
従って抵抗はゲートにより高い電圧を印加するためと、
−時的に2個のMOSFETがONL、た時の過電流保
護も兼ねている。出力端を相互接続されるMOSFET
のドレインとする事により出力インピーダンスは相互接
続されるMOSFETの出力インピーダンスとなる。つ
まり出力端を接続しているMOSFETがオンの時は出
力インピーダンスを小さく、オフの時は大きくできる。
−時的に2個のMOSFETがONL、た時の過電流保
護も兼ねている。出力端を相互接続されるMOSFET
のドレインとする事により出力インピーダンスは相互接
続されるMOSFETの出力インピーダンスとなる。つ
まり出力端を接続しているMOSFETがオンの時は出
力インピーダンスを小さく、オフの時は大きくできる。
以下本発明をMOSゲートを備えた半導体スイッチング
素子のゲート回路として用いたフリップフロップ回路の
実施例によって具体的に説明する。
素子のゲート回路として用いたフリップフロップ回路の
実施例によって具体的に説明する。
第1図は本発明の第一の実施例である。1はMOSゲー
ト型主駆動部ここではMOSゲートサイリスタ、2,7
.8は抵抗、3,4,5.6はMOSFET、9は逆バ
イアス阻止ダイオード、10は直流電源である。AはM
OSゲートサイリスタのアノード。
ト型主駆動部ここではMOSゲートサイリスタ、2,7
.8は抵抗、3,4,5.6はMOSFET、9は逆バ
イアス阻止ダイオード、10は直流電源である。AはM
OSゲートサイリスタのアノード。
Kはカソードである。Gl 、Gxは制御信号入力ゲー
トである。本発明の動作原理と特徴を第1図を用いて説
明する。
トである。本発明の動作原理と特徴を第1図を用いて説
明する。
ゲートG1に電源10よりも高いゲート電圧が印加され
ているとMOSFET 3はOFF状態にある。
ているとMOSFET 3はOFF状態にある。
ゲートGzにはOvを印加されているとMOSFET
4はON状態にある。MOSFET 5のゲートには電
源10の電圧が印加されておりMOSFET 5はON
状態にある。従ってMOSFET 6のゲート及びMO
Sゲートサイリスタ1のnチャネルゲートGnの電位は
カソードにの電位と等しい。この時MO5FET 6は
OFF状態、MOSゲートサイリスタは阻止状態にある
。この状態からゲートG1にov、ゲートG2に電源1
0よりも高いゲート電圧が印加された場合について説明
する。 MOSFET4はON状態からOFF状態に、
MO3F!ET 3は○FF状態からON状態に推移(
3!l移)しはじめる。MOSFET 4が推移状態に
あるため、 MOSFET5のゲートにはまだMO3F
E!T 5をON状態にする向きの電圧が表われている
。従ってMOSFET3.5はON状態となり、電源1
0→ダイオード9→140sFET 3→抵抗7→MO
3FET 5と電流が流れ始める。MOSゲートサイリ
スタ1のゲートGnとMOSFET 6のゲートには。
4はON状態にある。MOSFET 5のゲートには電
源10の電圧が印加されておりMOSFET 5はON
状態にある。従ってMOSFET 6のゲート及びMO
Sゲートサイリスタ1のnチャネルゲートGnの電位は
カソードにの電位と等しい。この時MO5FET 6は
OFF状態、MOSゲートサイリスタは阻止状態にある
。この状態からゲートG1にov、ゲートG2に電源1
0よりも高いゲート電圧が印加された場合について説明
する。 MOSFET4はON状態からOFF状態に、
MO3F!ET 3は○FF状態からON状態に推移(
3!l移)しはじめる。MOSFET 4が推移状態に
あるため、 MOSFET5のゲートにはまだMO3F
E!T 5をON状態にする向きの電圧が表われている
。従ってMOSFET3.5はON状態となり、電源1
0→ダイオード9→140sFET 3→抵抗7→MO
3FET 5と電流が流れ始める。MOSゲートサイリ
スタ1のゲートGnとMOSFET 6のゲートには。
ダイオード9とMOSFET 3のON抵抗と、抵抗7
゜MOSFET 5のON抵抗によって分圧された電圧
が印加される。ここでMOSFET 6のしきい値電圧
よりも高い電圧がMOSFET 6のゲートに印加され
たなら、MOSFET 6は導通し始める。 MOSF
ET5のゲート電荷は抵抗8 、 N03FET6を介
して流れ出し、MOSFET 5はOFF状態へと推移
しはじめる。従ってMOSFET5のON抵抗は大きく
なり、MOSFET 6のゲートとMOSゲートサイリ
スタのゲートGnに印加する分圧された電圧を大きくす
る事になる。つまりMOSFET5.6は互イニOFF
からON、ONからOFFする様に働きかける。MOS
FET 6のゲートとMOSゲートサイリスタのnチャ
ネルゲートG、lに印加された電圧は、ON抵抗等によ
って決る分圧比に影響される。この分圧比をゲートに大
きな電圧を印加するように大きくとればよい。抵抗7゜
8を挿入する事は擬似的にMOSFET5.6のON抵
抗と見なせるため、分圧比を大きくとれる6本実施例に
よればMOSゲートサイリスタを導通させるためのゲー
ト電圧を安定して供給でき、MOSゲートサイリスタが
阻止状態にあるときは相互接続されたMOSFET5.
6により低インピーダンスでゲートとカソード間は電位
に保たれる。従って急峻な電圧がカソードAとカソード
に間に印加された場合でもnチャネルゲートGnとチャ
ージアップを阻止でき、d v / d を耐量を向上
すると共に安定した耐圧を得ることができる。又、定常
状態にある時は電流はほとんど流れず、推移状態におい
てもゲート信号の立ち上り、立ち下りを早くすること、
抵抗7,8を数百にΩと大きくとることにより、電流を
小さくすることができる。
゜MOSFET 5のON抵抗によって分圧された電圧
が印加される。ここでMOSFET 6のしきい値電圧
よりも高い電圧がMOSFET 6のゲートに印加され
たなら、MOSFET 6は導通し始める。 MOSF
ET5のゲート電荷は抵抗8 、 N03FET6を介
して流れ出し、MOSFET 5はOFF状態へと推移
しはじめる。従ってMOSFET5のON抵抗は大きく
なり、MOSFET 6のゲートとMOSゲートサイリ
スタのゲートGnに印加する分圧された電圧を大きくす
る事になる。つまりMOSFET5.6は互イニOFF
からON、ONからOFFする様に働きかける。MOS
FET 6のゲートとMOSゲートサイリスタのnチャ
ネルゲートG、lに印加された電圧は、ON抵抗等によ
って決る分圧比に影響される。この分圧比をゲートに大
きな電圧を印加するように大きくとればよい。抵抗7゜
8を挿入する事は擬似的にMOSFET5.6のON抵
抗と見なせるため、分圧比を大きくとれる6本実施例に
よればMOSゲートサイリスタを導通させるためのゲー
ト電圧を安定して供給でき、MOSゲートサイリスタが
阻止状態にあるときは相互接続されたMOSFET5.
6により低インピーダンスでゲートとカソード間は電位
に保たれる。従って急峻な電圧がカソードAとカソード
に間に印加された場合でもnチャネルゲートGnとチャ
ージアップを阻止でき、d v / d を耐量を向上
すると共に安定した耐圧を得ることができる。又、定常
状態にある時は電流はほとんど流れず、推移状態におい
てもゲート信号の立ち上り、立ち下りを早くすること、
抵抗7,8を数百にΩと大きくとることにより、電流を
小さくすることができる。
入力と主駆動部間はMOSゲートを介しているため互い
に電流の流れ込みがない。つまり駆動電力が小さく、入
力間は電気的に絶縁されている。
に電流の流れ込みがない。つまり駆動電力が小さく、入
力間は電気的に絶縁されている。
第2図は本発明の第二の実施例である。主駆動部はnチ
ャネルゲートGll、PチャネルゲートGPによって導
通するMOSゲートサイリスタ1aである。15.16
は抵抗、11,12゜13.14はMOSFET、17
は逆バイアス阻止ダイオード、18は直流電源である。
ャネルゲートGll、PチャネルゲートGPによって導
通するMOSゲートサイリスタ1aである。15.16
は抵抗、11,12゜13.14はMOSFET、17
は逆バイアス阻止ダイオード、18は直流電源である。
aia、 G211は制御信号入力ゲートである。
主駆動部nチャネルゲートGnに関する部分は第一の実
施例と同じである。pチャネルゲートGpに関する部分
は、第一の実施例のカソードKをアノードAに、nチャ
ネルMO3FETをpチャネルMO3FETに、pチャ
ネルMO5FETをnチャネルFETに変更したもので
ある。動作は第一の実施例と同様に説明できる。ここで
はMOSゲートサイリスタ1aのカソードにの電位とゲ
ート駆動回路の基準電位が固定されていない。つまりカ
ソードにの電位vkがフローティング状態の時を仮定す
る。
施例と同じである。pチャネルゲートGpに関する部分
は、第一の実施例のカソードKをアノードAに、nチャ
ネルMO3FETをpチャネルMO3FETに、pチャ
ネルMO5FETをnチャネルFETに変更したもので
ある。動作は第一の実施例と同様に説明できる。ここで
はMOSゲートサイリスタ1aのカソードにの電位とゲ
ート駆動回路の基準電位が固定されていない。つまりカ
ソードにの電位vkがフローティング状態の時を仮定す
る。
まずカソードにの電位vkが駆動回路の基準電位より低
い時はMOSFET3.6がON、 MOSFET4.
5がOFFするように制御信号を印加する。MOSゲー
トサイリスタ1aのnチャネルゲートGrlとカソード
にの間には電源10の電圧とカソードにの電位vkの和
の電圧差が生じ、MOSゲートサイリスタ1aは導通す
る。逆にカソードにの電位Vbが駆動回路の基準電位よ
り高い場合はpチャネルゲートGPを用いる。MOSF
ET 11 、14をON、 MO3FETI 2 、
13をOFFにする様に制御信号をGza、G2aに
印加する。PチャネルゲートGPとアノードAの間には
電源18とアノードAの電位V^の和の電圧差が生じ、
MOSゲートサイリスタ1aは導通する。この様に第二
の実施例によればカソードにの電位と駆動回路の基準電
位の差によらずMOSゲートサイリスタ1aを導通させ
ることができる。
い時はMOSFET3.6がON、 MOSFET4.
5がOFFするように制御信号を印加する。MOSゲー
トサイリスタ1aのnチャネルゲートGrlとカソード
にの間には電源10の電圧とカソードにの電位vkの和
の電圧差が生じ、MOSゲートサイリスタ1aは導通す
る。逆にカソードにの電位Vbが駆動回路の基準電位よ
り高い場合はpチャネルゲートGPを用いる。MOSF
ET 11 、14をON、 MO3FETI 2 、
13をOFFにする様に制御信号をGza、G2aに
印加する。PチャネルゲートGPとアノードAの間には
電源18とアノードAの電位V^の和の電圧差が生じ、
MOSゲートサイリスタ1aは導通する。この様に第二
の実施例によればカソードにの電位と駆動回路の基準電
位の差によらずMOSゲートサイリスタ1aを導通させ
ることができる。
応用変形例として第1図、第2図の抵抗7,8゜15.
16の代りにディプリーション形MO5FE!Tを用い
る事も可能である。
16の代りにディプリーション形MO5FE!Tを用い
る事も可能である。
また、他の応用変形例として第1図、第2図では主駆動
部としてMOSゲートサイリスタを用いていたが、FE
T、IGTなどのようにMOSゲート駆動駆動子素子れ
ば駆動電力も少ない。
部としてMOSゲートサイリスタを用いていたが、FE
T、IGTなどのようにMOSゲート駆動駆動子素子れ
ば駆動電力も少ない。
以上に述べた様にMOSFETで構成し、相互接続され
る部分に抵抗を入れた本発明フリップフロップ回路では
1次の様な効果がある。
る部分に抵抗を入れた本発明フリップフロップ回路では
1次の様な効果がある。
(1)回路の消費電力が少ない。
(2)回路駆動電力が少ない。
(3)過電流保護作用がある。
(4)遷移が確実である。
(5)出力インピーダンスを小さくできる。
第1図は本発明の一実施例になるフリップフロップ回路
の一使用例を示す図、第2図は本発明の他の実施例にな
るブリップフロップ回路の一使用例を示す図、第3図は
従来のフリップフロップ回路を示す図である。 1、la−MOSゲート型主駆動部、2,7,8゜15
.16・・・抵抗、3,4,5,6,11,12゜13
.14・・・MOSFET、 9 、 17・・・ダ
イオード。 10.18・・・直流電圧源。
の一使用例を示す図、第2図は本発明の他の実施例にな
るブリップフロップ回路の一使用例を示す図、第3図は
従来のフリップフロップ回路を示す図である。 1、la−MOSゲート型主駆動部、2,7,8゜15
.16・・・抵抗、3,4,5,6,11,12゜13
.14・・・MOSFET、 9 、 17・・・ダ
イオード。 10.18・・・直流電圧源。
Claims (1)
- 1、信号印加用の2個のFETトランジスタと相互接続
される2個のFETトランジスタを有し、信号印加用の
2個のFETトランジスタ及び相互接続される2個のF
ETトランジスタのソースはそれぞれ共通接続され、相
互接続される各FETトランジスタのゲートは相手方の
FETトランジスタのドレインと抵抗を介して接続され
、相互接続されるFETトランジスタのドレインと抵抗
の接続点が出力端となつているフリップフロップ回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61258274A JPS63114409A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | フリツプフロツプ回路 |
US07/086,823 US4837458A (en) | 1986-08-22 | 1987-08-19 | Flip-flop circuit |
DE19873727948 DE3727948A1 (de) | 1986-08-22 | 1987-08-21 | Flip-flop-schaltung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61258274A JPS63114409A (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | フリツプフロツプ回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63114409A true JPS63114409A (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=17317966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61258274A Pending JPS63114409A (ja) | 1986-08-22 | 1986-10-31 | フリツプフロツプ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63114409A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007509561A (ja) * | 2003-10-23 | 2007-04-12 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 周波数分周器 |
JP2007528657A (ja) * | 2004-03-11 | 2007-10-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分周器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5119956A (ja) * | 1974-08-12 | 1976-02-17 | Nippon Telegraph & Telephone | |
JPS51130154A (en) * | 1975-05-07 | 1976-11-12 | Nec Corp | Flip-flop circuit |
JPS58159363A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Nec Corp | 半導体集積回路の入出力保護装置 |
JPS58196727A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-16 | Nec Corp | 論理回路 |
JPS60233931A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-20 | Toshiba Corp | インバ−タ回路 |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP61258274A patent/JPS63114409A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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JP4719843B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2011-07-06 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | 周波数分周器 |
JP2007528657A (ja) * | 2004-03-11 | 2007-10-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分周器 |
JP4734510B2 (ja) * | 2004-03-11 | 2011-07-27 | エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム | 分周器 |
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