JPWO2015098017A1 - 半導体集積回路、ラッチ回路およびフリップフロップ回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図1Aは実施形態1に係るラッチ回路の回路図の一例を示した図である。図1Bは、実施形態1に係るラッチ回路においてクロック信号を処理する回路の概念図である。
図2Aは実施形態2に係るラッチ回路の回路図の一例を示した図である。図2Aにおいて、ラッチ帰還部140以外の構成は、図1Aと同一または類似である。図2Bは、実施形態2に係るラッチ回路においてクロック信号を処理する回路の概念図であり、図1Bと同じ回路を示している。
図3Aは実施形態3に係るラッチ回路の回路図の一例を示した図である。図3Aにおいて、ラッチ帰還部140以外の構成は、図1Aと同一または類似である。また、図3Aに示すように、ラッチ帰還部140は、図2Aの構成と比較して、N型トランジスタT2(第2トランジスタ)のゲートとN型トランジスタT5(第6トランジスタ)のソースとの接続が省かれ、かつ、ゲートおよびドレインがグランドに接続され、ソースがN型トランジスタT2のゲートに接続されたP型トランジスタT6(第4トランジスタ)をさらに備えている。図3Bは、実施形態3に係るラッチ回路においてクロック信号を処理する回路の概念図であり、図1Bと同じ回路を示している。
図4Aは実施形態4に係るラッチ回路の回路図の一例を示した図である。図4Aにおいて、ラッチ帰還部140以外の構成は、図1Aと同一または類似である。図4Bは、実施形態4に係るラッチ回路においてクロック信号を処理する回路の概念図であり、図1Bと同じ回路を示している。
図6Aは、実施形態5に係るフリップフロップの回路図の一例を示した図である。図6Bは、実施形態5に係るフリップフロップ回路においてクロック信号を処理する回路の概念図であり、図1Bと同じ回路を示している。
図7は、実施形態6に係るフリップフロップ回路400の回路図である。図7において、図6Bにおけるインバータ310,320を省いている。そして、制御スイッチ120は、P型トランジスタ121のみで構成しており、制御スイッチ220はN型トランジスタ222のみで構成している。
図8は、本発明の実施形態7に係るフリップフロップ回路400の回路図である。図8に示すフリップフロップ回路400では、インバータ130の駆動能力を補助する補助回路410と、インバータ210の駆動能力を補助する補助回路420とが設けられている。
図9は、本発明の実施形態8に係るフリップフロップ回路400の回路図である。このフリップフロップ回路400は、図8に示される実施形態7のフリップフロップ回路と同様の機能を有する。本実施の形態では、図9において、図8と同様、ラッチ帰還部240および補助回路420が設けられているが、図8のマスターラッチ(インバータ130およびラッチ帰還部140)の代わりに、クロック信号CKを用いたクロックドインバータ150、151から構成されるダイナミック回路が設けられている。
110 インバータ(第1インバータ)
120 制御スイッチ
130 インバータ(第2インバータ)
140 ラッチ帰還部(半導体集積回路)
400 フリップフロップ回路
410 補助回路
420 補助回路
T1 P型トランジスタ(第4トランジスタ(実施形態1)、第5トランジスタ(実施形態2、3))
T2 N型トランジスタ(第2トランジスタ)
T3 N型トランジスタ(第3トランジスタ)
T4 P型トランジスタ(第1トランジスタ)
T5 N型トランジスタ(第4トランジスタ(実施形態2)、第6トランジスタ(実施形態3))
T6 P型トランジスタ(第4トランジスタ)
T11 P型トランジスタ(第3トランジスタ)
T12 P型トランジスタ(第1トランジスタ)
T13 N型トランジスタ(第2トランジスタ)
T14 N型トランジスタ(第4トランジスタ)
T21 P型トランジスタ(第4トランジスタ)
T22 P型トランジスタ(第2トランジスタ)
T23 N型トランジスタ(第3トランジスタ)
T24 N型トランジスタ(第1トランジスタ)
T31 P型トランジスタ(第7トランジスタ)
T32 P型トランジスタ(第8トランジスタ)
T33 N型トランジスタ(第8トランジスタ)
T34 N型トランジスタ(第7トランジスタ)
N11 ノード(第1ノード)
N12 ノード(第2ノード)
N14 ノード(第3ノード)
N18 ノード(第5ノード)
N19 ノード(第4ノード)
D1 データ信号(入力信号)
CK クロック信号
Q1 ラッチ信号
Claims (19)
- 第1ノードと第2ノードとの間に接続された半導体集積回路であって、
第1電位が与えられる第1電位ノードと前記第1ノードとの間に設けられ、ゲートに前記第2ノードが接続された第1導電型の第1トランジスタと、
ドレインが前記第1ノードに接続された第2導電型の第2トランジスタと、
前記第2トランジスタのソースが接続された第3ノードと第2電位が与えられた第2電位ノードとの間に設けられ、ゲートに前記第2ノードが接続された前記第2導電型の第3トランジスタと、
ソースまたはドレインが前記第2トランジスタのゲートに接続された第4トランジスタとを備え、
前記第2ノードにおける信号が変化するとき、前記第4トランジスタのゲートに当該第4トランジスタをオンさせる第3電位が与えられ、前記第2トランジスタのゲートに、前記第3電位から前記第4トランジスタの閾値分シフトした電位が与えられるように構成されている
半導体集積回路。 - 請求項1記載の半導体集積回路において、
前記第4トランジスタは、前記第1トランジスタのドレインと前記第1ノードとの間に設けられ、かつ、ゲートに前記第3ノードが接続され、
前記第2ノードにおける信号が変化するとき、前記第2トランジスタのゲートに、前記第1ノードの電位から前記第4トランジスタの閾値分シフトした電位が与えられる
半導体集積回路。 - 請求項1記載の半導体集積回路において、
前記第4トランジスタは、N型のトランジスタであり、かつ、当該第4トランジスタのゲートおよびドレインには前記第1電位が与えられている
半導体集積回路。 - 請求項3記載の半導体集積回路において、
前記第1トランジスタのドレインと前記第1ノードとの間に設けられ、かつ、ゲートに前記第4トランジスタのソースが接続された第5トランジスタを備えている
半導体集積回路。 - 請求項1記載の半導体集積回路において、
前記第4トランジスタは第1導電型のトランジスタであり、かつ、当該第4トランジスタのゲートおよびドレインには前記第2電位が与えられ、
前記第1トランジスタのドレインと前記第1ノードとの間に設けられた第1導電型の第5トランジスタと、
ゲートおよびドレインに前記第1電位が与えられ、ソースが前記第5トランジスタのゲートに接続された第2導電型の第6トランジスタとを備えている
半導体集積回路。 - 第1ノードと第2ノードとの間に接続された半導体集積回路であって、
前記第1ノードと第1電位が与えられている第1電位ノードとの間に設けられた第1導電型の第1トランジスタと、
前記第1ノードと第2電位が与えられている第2電位ノードとの間に設けられ、ゲートに前記第2ノードが接続された第2導電型の第2トランジスタと、
前記第1トランジスタのゲートと前記第2ノードとの間に設けられた第1導電型の第3トランジスタとを備え、
前記第2ノードにおける信号が前記第1トランジスタをオンさせるように変化するとき、前記第3トランジスタのゲートに当該第3トランジスタをオンさせる第3電位が与えられ、かつ、前記第1トランジスタのゲートに、前記第3電位から前記第3トランジスタの閾値分シフトした電位が与えられるように構成されている
半導体集積回路。 - 請求項6記載の半導体集積回路において、
前記第2トランジスタのゲートと、前記第2ノードとの間に設けられた第2導電型の第4トランジスタを備え、
前記第2ノードにおける信号が前記第2トランジスタをオンさせるように変化するとき、前記第4トランジスタのゲートに当該第4トランジスタをオンさせる第4電位が与えられ、前記第2トランジスタのゲートに、前記第4電位から前記第4トランジスタの閾値分シフトした電位が与えられるように構成されている
半導体集積回路。 - 請求項7記載の半導体集積回路において、
前記第3トランジスタのゲートには、前記第2電位が与えられ、
前記第4トランジスタのゲートには、前記第1電位が与えられている
半導体集積回路。 - 請求項7記載の半導体集積回路において、
前記第3トランジスタのゲートは、前記第2トランジスタのゲートと前記第4トランジスタとの間の第4ノードに接続され、
前記第4トランジスタのゲートは、前記第1トランジスタのゲートと第3トランジスタとの間の第5ノードに接続されている
半導体集積回路。 - 請求項1記載の半導体集積回路をラッチ帰還部として備えるラッチ回路。
- 請求項10記載のラッチ回路において、
入力信号およびクロック信号を受けて、ラッチ信号を出力するものであり、
前記入力信号を反転して出力する第1インバータと、
前記クロック信号に基づいて、前記第1インバータの出力信号を遮断または透過させる制御スイッチと、
前記制御スイッチの出力信号を受け、当該受けた信号を反転して前記ラッチ信号として出力する第2インバータと、
前記ラッチ信号を前記第2ノードに受け、前記第1ノードを介して前記第2インバータの入力に帰還させる請求項1記載の半導体集積回路を有するラッチ帰還部とを備え、
前記制御スイッチは1個のトランジスタによって構成されている
ラッチ回路。 - 請求項11記載のラッチ回路において、
前記第1インバータの出力信号をゲートに受ける第7トランジスタと、前記クロック信号をゲートに受け、前記第7トランジスタと直列に接続された第8トランジスタとを有する補助回路をさらに備え、
前記補助回路は、前記制御スイッチが前記第1インバータの出力信号を透過させているとき、前記第1インバータの出力信号を前記ラッチ回路の出力信号に直接伝播させるように構成されている
ラッチ回路。 - 請求項10乃至12のいずれか1項に記載のラッチ回路を備えるフリップフロップ回路。
- 請求項6記載の半導体集積回路をラッチ帰還部として備えるラッチ回路。
- 請求項14記載のラッチ回路において、
入力信号およびクロック信号を受けて、ラッチ信号を出力するものであり、
前記入力信号を反転して出力する第1インバータと、
前記クロック信号に基づいて、前記第1インバータの出力信号を遮断または透過させる制御スイッチと、
前記制御スイッチの出力信号を受け、当該受けた信号を反転して前記ラッチ信号として出力する第2インバータと、
前記ラッチ信号を前記第2ノードに受け、前記第1ノードを介して前記第2インバータの入力に帰還させる請求項1記載の半導体集積回路を有するラッチ帰還部とを備え、
前記制御スイッチは1個のトランジスタによって構成されている
ラッチ回路。 - 請求項15記載のラッチ回路において、
前記第1インバータの出力信号をゲートに受ける第7トランジスタと、前記クロック信号をゲートに受け、前記第7トランジスタと直列に接続された第8トランジスタとを有する補助回路をさらに備え、
前記補助回路は、前記制御スイッチが前記第1インバータの出力信号を透過させているとき、前記第1インバータの出力信号を前記ラッチ回路の出力信号に直接伝播させるように構成されている
ラッチ回路。 - 請求項14乃至16のいずれか1項に記載のラッチ回路を備えるフリップフロップ回路。
- 相互に反転した信号が与えられた第1ノードおよび第2ノード間に接続された半導体集積回路であって、
第1電位が与えられる第1電位ノードと前記第1ノードとの間に設けられた第1導電型の第1トランジスタと、
前記第1ノードと第2電位が与えられる第2電位ノードとの間に設けられ、ドレインが前記第1ノードに接続された第2導電型の第2トランジスタと、
ソースが前記第2トランジスタのゲートに接続された第3トランジスタとを備え、
前記第2ノードにおける信号が変化するとき、前記第3トランジスタのゲートに当該第3トランジスタをオンさせる第3電位が与えられ、前記第2トランジスタのゲートに、前記第3電位から前記第3トランジスタの閾値分シフトした電位が与えられるように構成されている
半導体集積回路。 - 請求項10乃至12、14乃至16のいずれか1項に記載のラッチ回路を用いてスレーブラッチが構成され、
フローティングノードをもつダイナミック回路でマスターラッチが構成される
フリップフロップ回路。
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