KR20000041297A - Flip flop - Google Patents

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KR20000041297A
KR20000041297A KR1019980057142A KR19980057142A KR20000041297A KR 20000041297 A KR20000041297 A KR 20000041297A KR 1019980057142 A KR1019980057142 A KR 1019980057142A KR 19980057142 A KR19980057142 A KR 19980057142A KR 20000041297 A KR20000041297 A KR 20000041297A
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이재욱
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윤종용
삼성전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A flip flop is provided to reduce a power consumption by reducing the number of transistors which get transient according to a clock signal. CONSTITUTION: A flip flop comprises first to fourth CMOS inverter circuits. The first inverter circuit inverts an input data signal(D), and consists of two PMOS transistors(MP7,MP8) and an NMOS transistor(MN8) which are connected in series between a power supply voltage(VDD) and a reference voltage(Vss). An input data signal(D) is applied in common to the gates of the transistors(MP7,MN8), and a clock signal(CK) is applied to the gate of the transistor(MP8). The second inverter circuit inverts an output of the first inverter circuit, and consists of two PMOS transistors(MP9,MP10) and two NMOS transistors(MN9,MN10) which are connected in series between the power supply voltage(VDD) and the reference voltage(Vss). The gates of the transistors(MP10,MN10) are connected to receive the clock signal(CK), and the gates of the transistors(MP10,MN9) are connected to receive a reset signal(RS) and the output of the first inverter circuit, respectively. The third inverter circuit consists of a PMOS transistor(MP11) and two NMOS transistors(MN12,MN13) which are connected in series between the power supply voltage(VDD) and the reference voltage(Vss). The gates of the transistors(MP11,MP12) are connected to receive an output of the second inverter circuit, and the gate of the transistor(MN13) is connected to receive the clock signal(CK). An NMOS transistor(MN11) is connected between the output of the second inverter circuit and the reference voltage(Vss), and is turned on and off by the reset signal(RS).

Description

저 전력 소모형 플립플롭Low Power Consumption Flip-Flops

본 발명은 플립플롭에 관한 것으로서, 특히, 저 전력을 소모하는 저 전력 소모형 플립플롭에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to flip-flops, and more particularly, to low power consumption flip-flops that consume low power.

현재 집적회로 설계에서 사용되는 여러가지의 래치(latch)나 플립플롭(flip-flop)은 그 사용 목적에 따라 다양하게 설계된다. 즉, 래치나 플립플롭은 두가지의 측면에서 설계될 수 있는데, 그 중 첫번째는 원하는 동작을 하도록 래치나 플립플롭을 설계하는 기능적인 측면이고, 두번째는 특성을 고려하여 래치나 플립플롭을 설계한다. 이 때, 주요한 관심사는 래치나 플립플롭에서 전력 소모가 얼마나 되는가 또는 어느 정도의 속도를 가지고 동작하는가등이다. 특히, 통신용 제품에 적용되는 충전기나 배터리에서 저 전력 소모는 매우 중요한 요구사항이라 할 수 있다.Various latches or flip-flops used in current integrated circuit designs are designed according to their purpose. That is, a latch or flip-flop can be designed in two aspects, the first of which is a functional aspect of designing a latch or flip-flop to perform a desired operation, and the second of which design a latch or flip-flop in consideration of characteristics. At this time, the main concern is how much power is consumed in the latch or flip-flop, or how fast it operates. In particular, low power consumption is a very important requirement in chargers and batteries used in communication products.

결국, 예를 들면 전술한 제품들 따위에 적용될 수 있는 래치나 플립플롭의 전력 소모를 줄이기 위한 필요성이 더욱 절실이 요구되며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.As a result, the need for reducing the power consumption of the latch or flip-flop that can be applied to the above-described products, for example, is more urgently needed, and research on this is being actively conducted.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 클럭 신호에 응답하여 전이되는 트랜지스터들의 수를 절감시킨 저 전력 소모형 플립플롭을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a low power consumption flip-flop that reduces the number of transistors transitioned in response to a clock signal.

도 1은 본 발명에 의한 저 전력 소모형 T 플립플롭의 바람직한 일실시예의 회로도이다.1 is a circuit diagram of one preferred embodiment of a low power consumption T flip-flop according to the present invention.

도 2 (a) ∼ (c)들은 도 1에 도시된 플립플롭의 동작을 설명하기 위한 파형도들이다.2 (a) to 2 (c) are waveform diagrams for explaining the operation of the flip-flop shown in FIG.

도 3은 본 발명에 의한 저 전력 소모형 D 플립플롭의 바람직한 일실시예의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a preferred embodiment of a low power consumption D flip-flop according to the present invention.

도 4는 종래의 플립플롭과 본 발명에 의한 플립플롭의 전력 소산을 비교하기 위한 그래프이다.4 is a graph for comparing the power dissipation of the conventional flip-flop and the flip-flop according to the present invention.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 저 전력 소모형 플립플롭은, 입력한 데이타를 반전하여 출력하고, 공급 전원과 기준 전위 사이에 연결되는 제1 상보형 모스(CMOS) 트랜지스터와, 클럭 신호에 응답하여 상기 제1 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 제1 MOS 트랜지스터와, 상기 클럭 신호를 반전하여 출력하고, 상기 공급 전원과 상기 기준 전위 사이에 연결되는 제2 CMOS 트랜지스터와, 반전된 상기 데이타에 응답하여 상기 제2 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 제2 MOS 트랜지스터와, 반전된 상기 클럭 신호를 반전하여 부 출력으로서 출력하는 제3 CMOS 트랜지스터 및 상기 클럭 신호에 응답하여 상기 제3 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 제3 MOS 트랜지스터로 구성되는 것이 바람직하다.The low power consumption flip-flop according to the present invention for achieving the above object, the first complementary MOS transistor (CMOS) transistor inverted and outputs the input data, and is connected between the power supply and the reference potential, the clock signal A first MOS transistor forming a current path of the first CMOS transistor, a second CMOS transistor inverted and outputting the clock signal, connected between the supply power supply and the reference potential, and responding to the inverted data. A second MOS transistor forming a current path of the second CMOS transistor, a third CMOS transistor inverting the inverted clock signal and outputting it as a negative output, and a current path of the third CMOS transistor in response to the clock signal. It is preferable that it is comprised with the 3rd MOS transistor which forms the structure.

일반적으로, 디지탈 집적회로에서 소모되는 전력(POWER)은 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.In general, power consumed in a digital integrated circuit (POWER) can be expressed as Equation 1 below.

POWER = CURRENT * VDDPOWER = CURRENT * VDD

여기서, CURRENT는 전류를 나타내고, VDD는 공급 전원을 나타낸다. 이 때, 전하량(Q)은 CURRENT/FREQUENCY 또는 CAPACITANCE*VDD로 표현될 수 있으며, 이를 이용하여 수학식 1은 다음 수학식 2와 같이 표현된다.Here, CURRENT represents current and VDD represents supply power. In this case, the charge amount Q may be expressed as CURRENT / FREQUENCY or CAPACITANCE * VDD, and Equation 1 is expressed as Equation 2 using this.

POWER = FREQUENCY * CAPACITANCE *VDD2 POWER = FREQUENCY * CAPACITANCE * VDD 2

이 때, 공급 전원(VDD)와 주파수(FREQUENCY)가 동일한 조건으로 주어진다고 가정하면 나머지 인자인 커패시턴스(CAPACITANCE)에 따라서 전력이 결정된다. 여기서, 커패시턴스란, 래치나 플립플롭을 구현할 때 사용되는 트랜지스터가 전이하는 노드에서의 커패시턴스를 의미한다.At this time, assuming that the power supply VDD and the frequency FREQUENCY are given under the same condition, the power is determined according to the remaining factor, the capacitance (CAPACITANCE). Here, the capacitance refers to the capacitance at a node to which a transistor used when implementing a latch or flip-flop transitions.

일반적으로, 래치나 플립플롭에서 전력을 가장 많이 소모하는 부분은 데이타 보다는 클럭 신호에 응답하여 전이되는 트랜지스터들이다. 즉, 클럭 신호에 응답하여 전이하는 트랜지스터는 데이타에 응답하여 전이하는 트랜지스터보다 전력을 3∼4배 정도 더 많이 소모하게 된다. 왜냐하면, 클럭 신호에 대비하여 일반적으로 데이타는 불규칙한 값으로 주어지기 때문이다. 이와 같이, 클럭 신호에 응답하여 전이되는 트랜지스터들에서 소모하는 전력량은 그 플립플롭이 사용되는 시스템의 전력 소모의 대략 20∼40%를 차지한다.In general, the most power-consuming portion of a latch or flip-flop is transistors that transition in response to a clock signal rather than data. That is, a transistor that transitions in response to a clock signal consumes 3 to 4 times more power than a transistor that transitions in response to data. This is because, in general, data is given an irregular value in comparison to a clock signal. As such, the amount of power consumed by transistors that transition in response to a clock signal accounts for approximately 20-40% of the power consumption of the system in which the flip-flop is used.

이하, 본 발명에 의한 저 전력 소모형 플립플롭의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a low power consumption flip-flop according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 저 전력 소모형 T 플립플롭의 바람직한 일실시예의 회로도로서, 제1 PMOS 트랜지스터(MP1)와 제1 NMOS 트랜지스터(MN1)로 구성되는 제1 CMOS 트랜지스터, 제2 PMOS 트랜지스터(MP2), 제3 PMOS 트랜지스터(MP3), 제4 PMOS 트랜지스터(MP4)와 제3 NMOS 트랜지스터(MN3)로 구성되는 제2 CMOS 트랜지스터, 제2 NMOS 트랜지스터(MN2), 제4 NMOS 트랜지스터(MN4), 제5 PMOS 트랜지스터(MP5)와 제5 NMOS 트랜지스터(MN5)로 구성되는 제3 CMOS 트랜지스터, 제6 NMOS 트랜지스터(MN6), 제6 PMOS 트랜지스터(MP6)와 제7 NMOS 트랜지스터(MN7)로 구성되는 제4 CMOS 트랜지스터로 구성된다.FIG. 1 is a circuit diagram of a preferred embodiment of a low power consumption T flip-flop according to the present invention, and includes a first CMOS transistor and a second PMOS transistor including a first PMOS transistor MP1 and a first NMOS transistor MN1. The second CMOS transistor, the second NMOS transistor MN2, the fourth NMOS transistor MN4 including the MP2, the third PMOS transistor MP3, the fourth PMOS transistor MP4, and the third NMOS transistor MN3. A third CMOS transistor including a fifth PMOS transistor MP5 and a fifth NMOS transistor MN5, a sixth NMOS transistor MN6, a sixth PMOS transistor MP6, and a seventh NMOS transistor MN7. 4 CMOS transistors.

도 1에 도시된 본 발명에 의한 플롭플롭은 이전에 출력된 부 출력[QB(t)]과 연결되는 게이트, 공급 전원(VDD)과 제1 노드(N1) 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 갖는 제1 PMOS 트랜지스터(MP1)와, 클럭 신호(CK)와 연결되는 게이트, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 갖는 제2 PMOS 트랜지스터(MP2)와, 이전의 부 출력[QB(t)]과 연결되는 게이트, 제2 노드(N2)와 기준 전위(VSS) 사이에 연결되는 드레인 및 소스를 갖는 제1 NMOS 트랜지스터(MN1)와, 클럭 신호(CK)와 연결되는 게이트, 공급 전원(VDD)과 제3 노드(N3) 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 갖는 제4 PMOS 트랜지스터(MP4)와, 제2 노드(N2)와 연결되는 게이트, 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 연결되는 드레인 및 소스를 갖는 제2 NMOS 트랜지스터(MN2)와, 클럭 신호(CK)와 연결되는 게이트, 제4 노드(N4)와 기준 전위(VSS) 사이에 연결되는 드레인 및 소스를 갖는 제3 NMOS 트랜지스터(MN3)와, 제3 노드(N3)와 연결되는 게이트, 공급 전원(VDD)과 현재의 부 출력[QB(t+1)] 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 갖는 제5 PMOS 트랜지스터(MP5)와, 제3 노드(N3)와 연결되는 게이트, 현재의 부 출력[QB(t+1)]과 제5 노드(N5) 사이에 연결되는 드레인 및 소스를 갖는 제5 NMOS 트랜지스터(MN5) 및 클럭 신호(CK)와 연결되는 게이트, 제5 노드(N5)와 기준 전위(VSS) 사이에 연결되는 드레인 및 소스를 갖는 제6 NMOS 트랜지스터(MN6)로 구성된다. 이 때, 현재의 부 출력[QB(t+1)]으로부터 정 출력[Q(t+1)]을 구하기 위해, CMOS 형태의 트랜지스터들(MP6 및 MN7)이 더 마련될 수 있다.The flop flop according to the present invention shown in FIG. 1 has a gate connected to the previously outputted negative output QB (t), a source and a drain connected between the supply power supply VDD and the first node N1. A second PMOS transistor MP2 having a first PMOS transistor MP1, a gate connected to the clock signal CK, a source and a drain connected between the first node N1 and the second node N2, A first NMOS transistor MN1 having a gate connected to the previous negative output QB (t), a drain and a source connected between the second node N2 and the reference potential VSS, and a clock signal CK. A fourth PMOS transistor MP4 having a gate connected to the gate, a source and a drain connected between the supply power supply VDD and the third node N3, a gate connected to the second node N2, and a third node ( A second NMOS transistor MN2 having a drain and a source connected between N3 and the fourth node N4, a gate connected to the clock signal CK, and a fourth node N4. The third NMOS transistor MN3 having a drain and a source connected between the reference potential VSS, the gate connected to the third node N3, the supply power supply VDD, and the current negative output QB (t + 1). )] Fifth PMOS transistor MP5 having a source and a drain connected therebetween, a gate connected to the third node N3, a current negative output QB (t + 1) and a fifth node N5 A fifth NMOS transistor MN5 having a drain and a source connected therebetween and a gate connected to the clock signal CK, a sixth having a drain and a source connected between the fifth node N5 and the reference potential VSS It consists of an NMOS transistor MN6. At this time, CMOS transistors MP6 and MN7 may be further provided to obtain the positive output Q (t + 1) from the current negative output QB (t + 1).

이 때, 도 1에 도시된 플립플롭에 리셋 신호(RS)가 인가될 경우, 도 1에 도시된 플립플롭은, 리셋 신호(RS)와 연결되는 게이트, 공급 전원(VDD)과 제4 PMOS 트랜지스터(MP4)의 소스 사이에 연결되는 소스 및 드레인을 갖는 제3 PMOS 트랜지스터(MP3) 및 리셋 신호(RS)와 연결되는 게이트, 제3 노드(N3)와 기준 전위(VSS) 사이에 연결되는 드레인 및 소스를 갖는 제4 NMOS 트랜지스터(MN4)를 더 마련할 수도 있다.In this case, when the reset signal RS is applied to the flip flop illustrated in FIG. 1, the flip flop illustrated in FIG. 1 may include a gate, a supply power supply VDD, and a fourth PMOS transistor connected to the reset signal RS. A third PMOS transistor MP3 having a source and a drain connected between the sources of MP4 and a gate connected to the reset signal RS, a drain connected between the third node N3 and the reference potential VSS, and A fourth NMOS transistor MN4 having a source may be further provided.

전술한 구성을 통한, 도 1에 도시된 플립플롭의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the flip-flop shown in Figure 1 through the above configuration, as follows.

도 2 (a) ∼ (c)들은 도 1에 도시된 플립플롭의 동작을 설명하기 위한 파형도들로서, 도 2 (a)는 클럭 신호(CK)의 파형도를 나타내고, 도 2 (b)는 현재의 정 출력[Q(t+1)]의 파형도를 나타내고, 도 2 (c)는 현재의 부 출력[QB(t+1)]의 파형도를 각각 나타낸다.2 (a) to 2 (c) are waveform diagrams for explaining the operation of the flip-flop shown in FIG. 1, FIG. 2 (a) shows a waveform diagram of the clock signal CK, and FIG. The waveform diagram of the present positive output Q (t + 1) is shown, and FIG.2 (c) shows the waveform diagram of the current negative output QB (t + 1), respectively.

트랜지스터들(MP1 및 MN1)로 구성되는 제1 CMOS 트랜지스터는 제3 CMOS 트랜지스터로부터 출력되는 이전에 부 출력[QB(t)]을 반전하고, 반전된 결과를 트랜지스터(MN2)의 게이트로 출력한다. 이 때, 트랜지스터들(MP1 및 MN1) 사이에 삽입된 트랜지스터(MP2)는 도 2 (a)에 도시된 클럭 신호(CK)에 응답하여 제1 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 역할을 한다.The first CMOS transistor composed of the transistors MP1 and MN1 inverts the negative output QB (t) previously output from the third CMOS transistor, and outputs the inverted result to the gate of the transistor MN2. At this time, the transistor MP2 inserted between the transistors MP1 and MN1 forms a current path of the first CMOS transistor in response to the clock signal CK shown in FIG.

이와 비슷하게, 트랜지스터들(MP4 및 MN3)로 구성되는 제2 CMOS 트랜지스터는 도 2 (a)에 도시된 클럭 신호(CK)를 반전하고, 반전된 클럭 신호를 트랜지스터들(MP5 및 MN5)의 게이트들로 출력한다. 이 때, 트랜지스터들(MP4 및 MN3)의 사이에 삽입되는 트랜지스터(MN2)는 제1 CMOS 트랜지스터로부터 출력되는 반전된 이전의 부 출력에 응답하여 제2 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 역할을 한다.Similarly, the second CMOS transistor composed of the transistors MP4 and MN3 inverts the clock signal CK shown in FIG. 2 (a) and converts the inverted clock signal to the gates of the transistors MP5 and MN5. Will output At this time, the transistor MN2 inserted between the transistors MP4 and MN3 serves to form a current path of the second CMOS transistor in response to the inverted previous negative output output from the first CMOS transistor.

또한, 트랜지스터들(MP5 및 MN5)로 구성되는 제3 CMOS 트랜지스터는 제2 CMOS 트랜지스터에서 반전된 클럭 신호를 반전하고, 반전된 결과를 트랜지스터들(MP6 및 MN6)의 게이트들로 출력한다. 이 때, 트랜지스터(MP5)의 소스와 기준 전위(VSS) 사이에 삽입되는 트랜지스터(MN6)는 도 2 (a)에 도시된 클럭 신호(CK)에 응답하여 제3 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 역할을 한다.In addition, the third CMOS transistor including the transistors MP5 and MN5 inverts the clock signal inverted in the second CMOS transistor and outputs the inverted result to the gates of the transistors MP6 and MN6. At this time, the transistor MN6 inserted between the source of the transistor MP5 and the reference potential VSS forms a current path of the third CMOS transistor in response to the clock signal CK shown in FIG. Play a role.

결국, 제3 CMOS 트랜지스터로부터 도 2 (c)에 도시된 현재의 부 출력[QB(t+1)]이 출력되고, 트랜지스터들(MP6 및 MN7)로 구성되는 제4 CMOS 트랜지스터로부터 도 2 (b)에 도시된 현재의 정 출력[Q(t+1)]이 출력된다. 즉, 도 1에 도시된 플립플롭의 진리표(true table)는 다음 표 1과 같다.As a result, the current negative output QB (t + 1) shown in FIG. 2 (c) is output from the third CMOS transistor, and from FIG. 2 (b) from the fourth CMOS transistor composed of transistors MP6 and MN7. The current positive output Q (t + 1) shown in Fig. 9) is output. That is, the truth table of the flip-flop shown in FIG. 1 is shown in Table 1 below.

Q(t)Q (t) CKCK Q(t+1)Q (t + 1) 00 00 00 00 1One 1One 1One 00 1One 1One 1One 00

표 1에서, '0'은 "저" 논리 레벨을 나타내고, '1'은 "고" 논리 레벨을 각각 나타낸다.In Table 1, '0' represents a "low" logic level and '1' represents a "high" logic level, respectively.

도 3은 본 발명에 의한 저 전력 소모형 D 플립플롭의 바람직한 일실시예의 회로도로서, 제7 PMOS 트랜지스터(MP7)와 제8 NMOS 트랜지스터(MN8)로 구성되는 제5 CMOS 트랜지스터, 제8 PMOS 트랜지스터(MP8), 제9 PMOS 트랜지스터(MP9), 제10 PMOS 트랜지스터(MP10)와 제10 NMOS 트랜지스터(MN10)로 구성되는 제6 CMOS 트랜지스터, 제9 NMOS 트랜지스터(MN9), 제11 NMOS 트랜지스터(MN11), 제11 PMOS 트랜지스터(MP11)와 제12 NMOS 트랜지스터(MN12)로 구성되는 제7 CMOS 트랜지스터, 제13 NMOS 트랜지스터(MN13), 제12 PMOS 트랜지스터(MP12)와 제14 NMOS 트랜지스터(MN14)로 구성되는 제8 CMOS 트랜지스터로 구성된다.FIG. 3 is a circuit diagram of a preferred embodiment of a low power consumption D flip-flop according to the present invention, and includes a fifth CMOS transistor and an eighth PMOS transistor including a seventh PMOS transistor MP7 and an eighth NMOS transistor MN8. MP8, a ninth PMOS transistor MP9, a sixth CMOS transistor comprising a tenth PMOS transistor MP10 and a tenth NMOS transistor MN10, a ninth NMOS transistor MN9, an eleventh NMOS transistor MN11, A seventh CMOS transistor comprising an eleventh PMOS transistor MP11 and a twelfth NMOS transistor MN12, a thirteenth NMOS transistor MN13, a twelfth PMOS transistor MP12, and a fourteenth NMOS transistor MN14. It consists of 8 CMOS transistors.

도 2에 도시된 D 플립플롭은 이전의 부 출력[QB(t)] 대신에 외부로부터 데이타(D)를 입력하는 것을 제외하면, 도 1에 도시된 T 플립플롭과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 제7 PMOS 트랜지스터(MP7) 및 제8 NMOS 트랜지스터(MN8)들 각각의 게이트는 제1 PMOS 트랜지스터(MP1) 및 제1 NMOS 트랜지스터(MN1)들 각각의 게이트와 달리 궤환되는 부 출력[QB(t)] 대신에 외부로부터 데이타(D)와 연결되어 있다. 또한, 도 3에 도시된 트랜지스터들(MP8, MP9, MP10, MN9, MN10, MN11, MP11, MN12, MN13, MP12 및 MN14)은 도 1에 도시된 트랜지스터들(MP2, MP3, MP4, MN2, MN3, MN4, MP5, MN5, MN6, MP6 및 MN7)에 각각 해당하며 동일한 동작을 수행하므로, 그들의 동작에 대한 설명은 생략한다. 결국, 도 3에 도시된 D 플립플롭은 다음 표 2와 같은 진리표대로 동작한다.The D flip-flop shown in FIG. 2 has the same configuration as the T flip-flop shown in FIG. 1 except for inputting data D from the outside instead of the previous sub output QB (t). That is, the gates of each of the seventh PMOS transistor MP7 and the eighth NMOS transistor MN8 are fed back from each other by a negative output QB (which is different from that of each of the first PMOS transistor MP1 and the first NMOS transistor MN1). t)] is instead connected to the data (D) from the outside. In addition, the transistors MP8, MP9, MP10, MN9, MN10, MN11, MP11, MN12, MN13, MP12, and MN14 illustrated in FIG. 3 may include the transistors MP2, MP3, MP4, MN2, and MN3 illustrated in FIG. 1. , MN4, MP5, MN5, MN6, MP6 and MN7) and perform the same operations, and thus descriptions of their operations will be omitted. As a result, the D flip-flop shown in FIG. 3 operates according to the truth table shown in Table 2 below.

Q(t)Q (t) DD Q(t+1)Q (t + 1) 00 00 00 00 1One 1One 1One 00 00 1One 1One 00

여기서, Q(t)는 트랜지스터(MP12)의 드레인으로부터 이전에 출력되는 정 출력을 나타내고, Q(t+1)은 트랜지스터(MP12)의 드레인으로부터 현재 출력되는 정 출력을 나타내며, D는 데이타를 각각 나타낸다.Where Q (t) denotes a positive output previously output from the drain of transistor MP12, Q (t + 1) denotes a positive output currently output from the drain of transistor MP12, and D denotes data respectively. Indicates.

도 4는 종래의 플립플롭과 본 발명에 의한 플립플롭의 전력 소산을 비교하기 위한 그래프이다.4 is a graph for comparing the power dissipation of the conventional flip-flop and the flip-flop according to the present invention.

도 4를 참조하면, 종래의 플립플롭의 전력 소산(10)이 약 84.8㎼인 반면, 본 발명에 의한 플립플롭의 전력 소산(20)은 29.2㎼임을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 저 전력 소모형 플립플롭은 종래의 플립플롭에 대비하여 대략 3배 정도 전력 소모를 절약할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the power dissipation 10 of the conventional flip-flop is about 84.8 kW, whereas the power dissipation 20 of the flip-flop according to the present invention is 29.2 kW. That is, the low power consumption flip-flop according to the present invention can save about three times as much power as the conventional flip-flop.

전술한 본 발명에 의한 플립플롭은 도 1 및 도 3에 각각 도시된 바와 같이 T플립플롭 및 D플립플롭으로 국한시켜 설명하였다. 그러나, 본 발명에 의한 저 전력 소모형 플립플롭은 T 또는 D플립플롭에 국한되지 않고, 전술한 원리에 의해 기타 다른 형태의 플립플롭들에도 적용될 수 있다.The flip-flop according to the present invention described above was limited to T flip-flops and D flip-flops as shown in FIGS. 1 and 3, respectively. However, the low power consumption flip-flop according to the present invention is not limited to T or D flip-flop, and can be applied to other types of flip-flops by the above-described principle.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 저 전력 소모형 플립플롭은 클럭 신호에 응답하여 전이되는 트랜지스터들의 수를 줄임으로써, 플립플롭이 사용되는 시스템의 전체 소모 전력량을 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, the low power consumption flip-flop according to the present invention has an effect of significantly reducing the total power consumption of the system in which the flip-flop is used by reducing the number of transistors that are transitioned in response to the clock signal.

Claims (3)

입력한 데이타를 반전하여 출력하고, 공급 전원과 기준 전위 사이에 연결되는 제1 상보형 모스(CMOS) 트랜지스터;A first complementary MOS transistor, inverting and outputting the input data and connected between a supply power supply and a reference potential; 클럭 신호에 응답하여 상기 제1 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 제1 MOS 트랜지스터;A first MOS transistor forming a current path of the first CMOS transistor in response to a clock signal; 상기 클럭 신호를 반전하여 출력하고, 상기 공급 전원과 상기 기준 전위 사이에 연결되는 제2 CMOS 트랜지스터;A second CMOS transistor inverting and outputting the clock signal and connected between the supply power supply and the reference potential; 반전된 상기 데이타에 응답하여 상기 제2 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 제2 MOS 트랜지스터;A second MOS transistor forming a current path of the second CMOS transistor in response to the inverted data; 반전된 상기 클럭 신호를 반전하여 부 출력으로서 출력하는 제3 CMOS 트랜지스터; 및A third CMOS transistor inverting the inverted clock signal and outputting the inverted clock signal as a negative output; And 상기 클럭 신호에 응답하여 상기 제3 CMOS 트랜지스터의 전류 경로를 형성하는 제3 MOS 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 저 전력 소모형 플립플롭.And a third MOS transistor forming a current path of the third CMOS transistor in response to the clock signal. 제1 항에 있어서, 상기 데이타는 이전의 출력된 상기 정 출력에 해당하는 것을 특징으로 하는 저 전력 소모형 플립플롭.The low power consumption flip-flop of claim 1, wherein the data corresponds to a previously outputted positive output. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 저 전력 소모형 플립플롭은The method of claim 1, wherein the low power consumption flip-flop 리셋 신호에 응답하여 상기 공급 전원과 상기 제2 CMOS 트랜지스터를 연결시키는 제4 MOS 트랜지스터; 및A fourth MOS transistor coupling the supply power supply to the second CMOS transistor in response to a reset signal; And 상기 리셋 신호에 응답하여 상기 제3 CMOS 트랜지스터의 입력을 상기 기준 전위와 연결시키는 제5 MOS 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 저 전력 소모형 플립플롭.And a fifth MOS transistor coupling an input of the third CMOS transistor to the reference potential in response to the reset signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100399959B1 (en) * 2001-06-30 2003-09-29 주식회사 하이닉스반도체 Data Flip Flop with Low Power and Quick Reset

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