JPH1141071A - Latch circuit - Google Patents
Latch circuitInfo
- Publication number
- JPH1141071A JPH1141071A JP9196597A JP19659797A JPH1141071A JP H1141071 A JPH1141071 A JP H1141071A JP 9196597 A JP9196597 A JP 9196597A JP 19659797 A JP19659797 A JP 19659797A JP H1141071 A JPH1141071 A JP H1141071A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mos transistor
- gate
- circuit
- drain
- latch circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路規模を大がかりにすることなく、MOS
差動対を基本とする簡単な回路構成でもって、ラッチ回
路の動作を確実かつ安定なものにする。
【解決手段】 第1および第2のMOSトランジスタの
各ドレインをそれぞれ負荷回路を介して電源電位に接続
し、かつ各ソースを定電流源に共通接続することにより
差動対を形成させ、さらに第1のMOSトランジスタの
ドレインを第2のMOSトランジスタのゲートに接続す
るとともに、クロック信号でオン制御されるトランスフ
ァスイッチ回路を第1のMOSトランジスタのゲートと
入力ライン間に直列に介在させることにより、上記入力
ラインに現れる2値信号を上記クロック信号に同期して
保持および出力させるようにしたラッチ回路にあって、
第1のMOSトランジスタおよび/または第2のMOS
トランジスタのドレイン電圧を第1のMOSトランジス
タのゲートに正帰還させる帰還回路を設ける。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a MOS without increasing the circuit scale
With a simple circuit configuration based on a differential pair, the operation of the latch circuit is ensured and stable. SOLUTION: Each drain of first and second MOS transistors is connected to a power supply potential via a load circuit, and each source is commonly connected to a constant current source to form a differential pair. The drain of the first MOS transistor is connected to the gate of the second MOS transistor, and the transfer switch circuit, which is controlled to be turned on by a clock signal, is interposed in series between the gate of the first MOS transistor and the input line. In a latch circuit for holding and outputting a binary signal appearing on an input line in synchronization with the clock signal,
First MOS transistor and / or second MOS
A feedback circuit is provided for positively feeding the drain voltage of the transistor to the gate of the first MOS transistor.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ラッチ回路、さら
には2値論理信号をクロック信号に同期して保持および
出力するMOS構成のラッチ回路に適用して有効な技術
に関するものであって、たとえば半導体集積回路内に組
み込まれたRAMいわゆるオンチップRAMのアドレス
入力バッファに利用して有効な技術に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology effective when applied to a latch circuit, and further to a MOS-structured latch circuit for holding and outputting a binary logic signal in synchronization with a clock signal. The present invention relates to a technology effective when used for an address input buffer of a so-called on-chip RAM incorporated in a semiconductor integrated circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえばオンチップRAMにおいて、2
値論理信号として入力される多ビットアドレス信号のビ
ット間タイミングを揃えるためには、そのアドレス信号
をクロック信号に同期して保持するラッチ機能付バッフ
ァの使用が有効である(たとえば、日経BP社刊行「日
経エレクトロニクス 1981年9月14 日号(n
o.273)」174〜200参照)。2. Description of the Related Art For example, in an on-chip RAM, 2
In order to make the inter-bit timing of a multi-bit address signal input as a value logic signal uniform, it is effective to use a buffer with a latch function for holding the address signal in synchronization with a clock signal (for example, published by Nikkei BP). "Nikkei Electronics September 14, 1981 issue (n
o. 273) "174-200).
【0003】このラッチ機能付バッファを構成するため
に、本発明者らは、図4に示すようなMOS構成のラッ
チ回路を検討した。In order to construct this buffer with a latch function, the present inventors studied a MOS-structured latch circuit as shown in FIG.
【0004】図4に示すラッチ回路1は、公開されたも
のではなく、本発明者が本発明に先立って検討したもの
であり、nチャネルMOSトランジスタN1〜N4、p
チャネルMOSトランジスタP1〜P5、インバータ
(論理反転回路)L1〜L6などにより構成されてい
る。[0004] The latch circuit 1 shown in FIG. 4 is not disclosed, but has been studied by the present inventors prior to the present invention, and includes n channel MOS transistors N1 to N4, p
It is composed of channel MOS transistors P1 to P5, inverters (logic inversion circuits) L1 to L6, and the like.
【0005】ここで、N1とN2はソース同士が共通接
続されたMOS差動対11をなす。N3はその共通ソー
スから基準電位Vss側に定電流を通電する定電流源を
なす。P1とP2はN1のドレインと電源電位Vdd間
に直列に介在することにより、そのN1のドレイン負荷
回路12をなす。同様に、P3とP4はN2のドレイン
と電源電位Vdd間に直列に介在することにより、その
N2のドレイン負荷回路13をなす。N4とP5は、N
1のゲートと入力ライン間に直列に介在する双方向トラ
ンスファスイッチ回路14をなす。インバータL1はア
ドレス入力信号Anをスイッチ回路12の入力側にバッ
ファ伝達する。インバータL2〜L4はスイッチ回路1
4をクロック信号CKによりオン/オフ制御する。イン
バータL5,L6は出力バッファをなす。Here, N1 and N2 form a MOS differential pair 11 whose sources are commonly connected. N3 forms a constant current source for supplying a constant current from the common source to the reference potential Vss side. P1 and P2 form a drain load circuit 12 for N1 by being interposed in series between the drain of N1 and the power supply potential Vdd. Similarly, P3 and P4 form a drain load circuit 13 for N2 by being interposed in series between the drain of N2 and the power supply potential Vdd. N4 and P5 are N
A bidirectional transfer switch circuit 14 interposed in series between one gate and the input line. Inverter L 1 transmits the buffer of address input signal An to the input side of switch circuit 12. Inverters L2 to L4 are switch circuits 1
4 is controlled on / off by a clock signal CK. Inverters L5 and L6 form an output buffer.
【0006】上述した回路1では、スイッチ回路14と
N1のゲート容量Cgにより一種のサンプリングおよび
ホールド回路が形成されているとともに、N1のドレイ
ンがN2のゲートに接続されて一種の正帰還ループが形
成されている。スイッチ回路14がクロック信号CKに
よりオン状態になると、このスイッチ回路14を通して
N1のゲートに入力信号が印加される。これにより、N
1のゲート容量Cgは、入力信号の論理レベルに応じ
て、ハイまたはロウのいずれかに充電される。この充電
電圧(Vg)はスイッチ回路14がオフ状態に復帰した
後もゲート電圧Vgとして保持される。In the circuit 1 described above, a kind of sampling and holding circuit is formed by the switch circuit 14 and the gate capacitance Cg of N1, and a kind of positive feedback loop is formed by connecting the drain of N1 to the gate of N2. Have been. When the switch circuit 14 is turned on by the clock signal CK, an input signal is applied to the gate of N1 through the switch circuit 14. This gives N
One gate capacitance Cg is charged to either high or low according to the logic level of the input signal. This charging voltage (Vg) is maintained as the gate voltage Vg even after the switch circuit 14 returns to the off state.
【0007】ここで仮に、N1のゲート電圧Vgがハイ
レベルに充電された場合は、N1がオンでN2がオフと
なって安定する第1のラッチ状態が形成される。また、
N1のゲート電圧Vgがロウレベルに充電された場合
は、先とは逆に、N1がオフでN2がオンとなって安定
する第2のラッチ状態が形成される。このようにして、
2つのラッチ状態のいずれか一方の状態が、クロック信
号CKによりスイッチ回路14がオンしたときの入力信
号の論理レベルにより設定されるようになっている。こ
のラッチ状態はN1,N2の各ドレインから取り出さ
れ、インバータL5,L6を介して出力される(+An
/−An)。Here, if the gate voltage Vg of N1 is charged to a high level, N1 is turned on and N2 is turned off, and a stable first latch state is formed. Also,
When the gate voltage Vg of N1 is charged to the low level, on the contrary, N1 is turned off and N2 is turned on, so that a second latch state is formed in which the state is stabilized. In this way,
One of the two latch states is set by the logic level of the input signal when the switch circuit 14 is turned on by the clock signal CK. This latch state is taken out from the drains of N1 and N2 and output via inverters L5 and L6 (+ An
/ -An).
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者によ
ってあきらかとされた。However, it has been clarified by the present inventors that the above-described technology has the following problems.
【0009】すなわち、上述したラッチ回路1では、図
5に示すように、クロック信号CKにより設定されるス
イッチ回路14のオン期間tonと、入力信号Anの確
定期間tstとの間にタイミングずれがあったり、ある
いは入力信号Anの立ち上がり/立ち下がり時間が大き
くなったりすると、スイッチ回路14がオンからオフに
復帰したときのゲート電圧Vgが、ハイまたはロウの2
値論理レベルのいずれともつかない中間レベルで保持さ
れてしまうことがある。この中間レベルにてゲート電圧
Vgが保持された場合、ラッチ回路1のラッチ状態は非
常に不安定なものとなってしまいノイズ等による誤動作
が生じやすくなるなどの問題が生じる。That is, in the above-described latch circuit 1, as shown in FIG. 5, there is a timing difference between the ON period ton of the switch circuit 14 set by the clock signal CK and the definite period tst of the input signal An. Or the rise / fall time of the input signal An becomes longer, the gate voltage Vg when the switch circuit 14 returns from on to off becomes high or low of 2
It may be held at an intermediate level that has nothing to do with any of the value logic levels. If the gate voltage Vg is held at this intermediate level, the latch state of the latch circuit 1 becomes very unstable, and there is a problem that malfunctions easily occur due to noise and the like.
【0010】上述の問題の対策手段として、たとえばマ
スター・スレーブ方式のラッチ回路を使用すれば、確実
かつ安定なラッチ動作を期待することができる。しか
し、この場合は、回路規模が大がかりになって、必要な
素子数が大幅に増えてしまうという別の問題が生じてし
まう。If a master-slave type latch circuit is used as a countermeasure against the above-mentioned problem, a reliable and stable latch operation can be expected. However, in this case, there is another problem that the circuit scale becomes large and the number of required elements is greatly increased.
【0011】本発明の目的は、回路規模を大がかりにす
ることなく、MOS差動対を基本とする簡単な回路構成
でもって、ラッチ回路の動作を確実かつ安定なものにす
る、という技術を提供することにある。An object of the present invention is to provide a technique for ensuring a stable and stable operation of a latch circuit with a simple circuit configuration based on a MOS differential pair without increasing the circuit scale. Is to do.
【0012】本発明の前記ならびにそのほかの目的と特
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。The above and other objects and features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】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
記のとおりである。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, typical ones will be briefly described as follows.
【0014】すなわち、第1および第2のMOSトラン
ジスタ(N1,N2)の各ドレインをそれぞれ負荷回路
(12,13)を介して電源電位(Vdd)に接続し、
かつ各ソースを定電流源(N3)に共通接続することに
より差動対(11)を形成させ、さらに第1のMOSト
ランジスタ(N1)のドレインを第2のMOSトランジ
スタ(N2)のゲートに接続するとともに、クロック信
号(CK)でオン制御されるトランスファスイッチ回路
(14)を第1のMOSトランジスタ(N1)のゲート
と入力ライン間に直列に介在させることにより、上記入
力ラインに現れる2値信号を上記クロック信号(CK)
に同期して保持および出力させるようにしたラッチ回路
(1)であって、上記ラッチ回路(1)の出力状態を第
1のMOSトランジスタ(N1)のゲートに直流電圧と
して正帰還させる帰還回路(15)を設けるようにした
ものである。That is, the drains of the first and second MOS transistors (N1, N2) are connected to the power supply potential (Vdd) via the load circuits (12, 13), respectively.
In addition, a differential pair (11) is formed by commonly connecting each source to the constant current source (N3), and the drain of the first MOS transistor (N1) is connected to the gate of the second MOS transistor (N2). By interposing a transfer switch circuit (14), which is turned on by a clock signal (CK), in series between the gate of the first MOS transistor (N1) and the input line, a binary signal appearing on the input line is obtained. Is the clock signal (CK)
And a latch circuit (1) for holding and outputting in synchronism with a feedback circuit for positively feeding back the output state of the latch circuit (1) to the gate of the first MOS transistor (N1) as a DC voltage. 15) is provided.
【0015】上述した手段によれば、第1のMOSトラ
ンジスタのゲート電圧をハイまたはロウのいずれかの論
理レベルにラッチさせるような正帰還動作により、その
ゲート電位が中間レベルのまま保持されるのを回避する
ことができる。このとき、その正帰還動作は、ゲート電
圧を中間レベルからハイまたはロウのいずれかに持って
行くだけの駆動能力により達成される。つまり、MOS
トランジスタのゲート容量だけという小さな負荷駆動能
力を持つだけでよい。According to the above-described means, the gate potential of the first MOS transistor is maintained at the intermediate level by the positive feedback operation such as latching the gate voltage to the high or low logic level. Can be avoided. At this time, the positive feedback operation is achieved by a driving capability that only brings the gate voltage from the intermediate level to either high or low. That is, MOS
It is only necessary to have a small load driving capability of only the gate capacitance of the transistor.
【0016】これにより、回路規模を大がかりにするこ
となく、MOS差動対を基本とする簡単な回路構成でも
って、ラッチ回路の動作を確実かつ安定なものにする、
という目的が達成される。With this structure, the operation of the latch circuit can be made reliable and stable with a simple circuit configuration based on the MOS differential pair without increasing the circuit scale.
Is achieved.
【0017】また、上記第1のMOSトランジスタ(N
1)および/または第2のMOSトランジスタ(N2)
のドレインに現れる電圧を第1のMOSトランジスタ
(N1)のゲートに正帰還させるようにするとよい。こ
れにより、第1のMOSトランジスタ(N1)のゲート
電圧をハイまたはロウのいずれかのレベルにラッチさせ
ることができる。Further, the first MOS transistor (N
1) and / or second MOS transistor (N2)
Is preferably fed back to the gate of the first MOS transistor (N1). Thereby, the gate voltage of the first MOS transistor (N1) can be latched at either the high or low level.
【0018】さらに、上記帰還回路(15)として、第
1および第2のMOSトランジスタ(N1,N2)の両
ドレイン電圧によって相補駆動されるCMOSインバー
タを有するとともに、このCMOSインバータのノード
出力が第1のMOSトランジスタ(N1)のゲートに接
続させるようにする。これにより、第1のMOSトラン
ジスタ(N1)のゲート電圧(Vg)をハイまたはロウ
のいずれかのレベルにラッチさせる動作を確実に行わせ
ることができる。Further, as the feedback circuit (15), there is provided a CMOS inverter which is complementarily driven by both drain voltages of the first and second MOS transistors (N1, N2), and a node output of the CMOS inverter is a first output. Is connected to the gate of the MOS transistor (N1). Thus, the operation of latching the gate voltage (Vg) of the first MOS transistor (N1) at either the high or low level can be reliably performed.
【0019】また、上記スイッチ回路(14)として、
ドレイン同士およびソース同士で並列接続されていると
ともに、クロック信号(CK)により同時にオン/オフ
制御されるべく接続されたpチャネルMOSトランジス
タ(P5)とnチャネルMOSトランジスタ(N4)を
設けるようにする。Further, as the switch circuit (14),
A p-channel MOS transistor (P5) and an n-channel MOS transistor (N4) are connected in parallel between the drains and the sources and connected so as to be simultaneously turned on / off by a clock signal (CK). .
【0020】また、上記第1および第2のMOSトラン
ジスタ(N1,N2)としてnチャネルMOSトランジ
スタを使用するとともに、第1のMOSトランジスタ
(N1)のドレイン負荷回路(12)は、第2のMOS
トランジスタ(N2)のドレインにゲートが接続された
pチャネルMOSトランジスタ(P2)とクロック信号
(CK)がゲートに印加されるpチャネルMOSトラン
ジスタ(P1)とをドレイン同士およびソース同士で並
列接続することにより構成され、第2のMOSトランジ
スタ(N2)のドレイン負荷回路(13)は、第1のM
OSトランジスタ(N1)のドレインにゲートが接続さ
れたpチャネルMOSトランジスタ(P4)とクロック
信号(CK)がゲートに印加されるpチャネルMOSト
ランジスタ(P3)とをドレイン同士およびソース同士
で並列接続させるようにする。In addition, an n-channel MOS transistor is used as the first and second MOS transistors (N1, N2), and a drain load circuit (12) of the first MOS transistor (N1) has a second MOS transistor (N1).
A p-channel MOS transistor (P2) having a gate connected to the drain of the transistor (N2) and a p-channel MOS transistor (P1) having a gate to which a clock signal (CK) is applied are connected in parallel between the drains and the sources. And the drain load circuit (13) of the second MOS transistor (N2)
A p-channel MOS transistor (P4) having a gate connected to the drain of the OS transistor (N1) and a p-channel MOS transistor (P3) having a gate to which a clock signal (CK) is applied are connected in parallel between the drains and the sources. To do.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施態様を
図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0022】図1は本発明の技術が適用されたラッチ回
路の一実施態様を示す。FIG. 1 shows an embodiment of a latch circuit to which the technique of the present invention is applied.
【0023】同図に示すラッチ回路1は、nチャネルM
OSトランジスタN1〜N5、pチャネルMOSトラン
ジスタP1〜P6、インバータ(論理反転回路)L1〜
L7などにより構成されている。The latch circuit 1 shown in FIG.
OS transistors N1 to N5, p-channel MOS transistors P1 to P6, inverter (logic inversion circuit) L1
L7 and the like.
【0024】ここで、MOSトランジスタN1とN2は
ソース同士が共通接続されたMOS差動対11をなす。
MOSトランジスタN3はその共通ソースから基準電位
Vss側に定電流を通電する定電流源をなす。Here, the MOS transistors N1 and N2 form a MOS differential pair 11 whose sources are commonly connected.
The MOS transistor N3 forms a constant current source for supplying a constant current from the common source to the reference potential Vss side.
【0025】MOSトランジスタP1とP2はドレイン
同士およびソース同士で並列接続されて、MOSトラン
ジスタN1のドレインと電源電位Vdd間に直列に介在
することにより、そのMOSトランジスタN1のドレイ
ン負荷回路12をなす。同様に、MOSトランジスタP
3とP4はドレイン同士およびソース同士で並列接続さ
れて、MOSトランジスタN2のドレインと電源電位V
dd間に直列に介在することにより、そのMOSトラン
ジスタN2のドレイン負荷回路13をなす。さらに、M
OSトランジスタP1とP3の各ゲートにはクロック信
号CKが印加され、MOSトランジスタP2のゲートは
MOSトランジスタN1のドレインに接続され、MOS
トランジスタP4のゲートはMOSトランジスタN2の
ゲートに接続されている。The MOS transistors P1 and P2 are connected in parallel with each other at their drains and at their sources, and form a drain load circuit 12 for the MOS transistor N1 by being interposed in series between the drain of the MOS transistor N1 and the power supply potential Vdd. Similarly, the MOS transistor P
3 and P4 are connected in parallel between the drains and the sources, and the drain of the MOS transistor N2 and the power supply potential V
By interposing in series between dd and dd, the drain load circuit 13 of the MOS transistor N2 is formed. Further, M
The clock signal CK is applied to each gate of the OS transistors P1 and P3, the gate of the MOS transistor P2 is connected to the drain of the MOS transistor N1,
The gate of the transistor P4 is connected to the gate of the MOS transistor N2.
【0026】MOSトランジスタN4とP5はドレイン
同士およびソース同士で並列接続されて双方向のトラン
スファスイッチ回路14をなす。このスイッチ回路14
は、MOSトランジスタN1のゲートと入力ライン(イ
ンバータL1の出力側)間に直列に介在し、インバータ
L2〜L4を介して与えられるクロック信号CKにより
同時にオン/オフ制御されるようになっている。インバ
ータL1はアドレス入力信号Anをスイッチ回路12の
入力側にバッファ伝達する。The MOS transistors N4 and P5 are connected in parallel between the drains and the sources to form a bidirectional transfer switch circuit 14. This switch circuit 14
Are serially interposed between the gate of the MOS transistor N1 and the input line (the output side of the inverter L1), and are simultaneously turned on / off by a clock signal CK supplied through the inverters L2 to L4. Inverter L 1 transmits the buffer of address input signal An to the input side of switch circuit 12.
【0027】インバータL5,L6はラッチ回路1の出
力バッファを形成する。The inverters L5 and L6 form an output buffer of the latch circuit 1.
【0028】MOSトランジスタN5、P6、インバー
タL7は、ラッチ回路1の出力状態をMOSトランジス
タN1のゲートに直流電圧として正帰還させる帰還回路
15を形成する。この場合、帰還回路15は、MOSト
ランジスタN1とN2の各ドレインに現れる電圧をMO
SトランジスタN1のゲートに正帰還させるようなルー
プを形成する。MOSトランジスタN5とP6は、N1
およびN2の両ドレイン電圧によって相補駆動されるC
MOSインバータを形成し、このCMOSインバータの
ノード出力がMOSトランジスタN1のゲートに印加さ
れるようになっている。The MOS transistors N5 and P6 and the inverter L7 form a feedback circuit 15 for positively feeding back the output state of the latch circuit 1 to the gate of the MOS transistor N1 as a DC voltage. In this case, the feedback circuit 15 sets the voltage appearing at each drain of the MOS transistors N1 and N2 to MO
A loop is formed such that a positive feedback is made to the gate of the S transistor N1. MOS transistors N5 and P6 are connected to N1
Driven complementarily by the drain voltages of N2 and N2
A MOS inverter is formed, and the node output of the CMOS inverter is applied to the gate of the MOS transistor N1.
【0029】この場合、上記CMOSインバータの負荷
はMOSトランジスタN1のゲート容量Cgである。し
たがって、MOSトランジスタN5,P6は、上記ゲー
ト容量Cgをハイまたはロウのいずれかに充放電させる
だけの駆動能力が得られるような素子サイズで形成され
ている。In this case, the load of the CMOS inverter is the gate capacitance Cg of the MOS transistor N1. Therefore, the MOS transistors N5 and P6 are formed in such an element size that a driving capacity for charging or discharging the gate capacitance Cg to either high or low can be obtained.
【0030】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
【0031】上述した回路1では、まず、スイッチ回路
14とMOSトランジスタN1のゲート容量Cgにより
一種のサンプリングおよびホールド回路が形成されてい
るとともに、MOSトランジスタN1のドレインがN2
のゲートに接続されて一種の正帰還ループが形成されて
いる。スイッチ回路14がクロック信号CKによりオン
状態になると、このスイッチ回路14を通してMOSト
ランジスタN1のゲートに入力信号が印加される。これ
により、MOSトランジスタN1のゲート容量Cgは、
入力信号の論理レベルに応じて、ハイまたはロウのいず
れかに充電される。この充電電圧(Vg)はスイッチ回
路14がオフ状態に復帰した後もゲート電圧Vgとして
保持される。In the circuit 1 described above, first, a kind of sampling and holding circuit is formed by the switch circuit 14 and the gate capacitance Cg of the MOS transistor N1, and the drain of the MOS transistor N1 is N2.
And a kind of positive feedback loop is formed. When the switch circuit 14 is turned on by the clock signal CK, an input signal is applied to the gate of the MOS transistor N1 through the switch circuit 14. As a result, the gate capacitance Cg of the MOS transistor N1 becomes
Depending on the logic level of the input signal, it is charged to either high or low. This charging voltage (Vg) is maintained as the gate voltage Vg even after the switch circuit 14 returns to the off state.
【0032】ここで仮に、MOSトランジスタN1のゲ
ート電圧Vgがハイレベルに充電された場合は、そのハ
イレベルのゲート電圧VgによりMOSトランジスタN
1がオン駆動される。このMOSトランジスタN1のオ
ンにより、N1のドレインがロウレベルに下がり、これ
によりMOSトランジスタN2がオフさせられる。この
MOSトランジスタN2のオフにより、N2のドレイン
がハイレベルに上がる。これにより、MOSトランジス
タP2がオフさせられ、かつP4がオンさせられて、M
OSトランジスタN1のドレインがロウレベル方向に付
勢されるとともに、MOSトランジスタN2のドレイン
がハイレベル方向に付勢される正帰還状態が生じ、この
結果、MOSトランジスタN1がオンでN2がオフとな
って安定する第1のラッチ状態が形成される。MOSト
ランジスタN1のゲート電圧Vgがロウレベルに充電さ
れた場合は、先とは逆の動作により、MOSトランジス
タN1がオフでN2がオンとなって安定する第2のラッ
チ状態が形成される。Here, if the gate voltage Vg of the MOS transistor N1 is charged to a high level, the MOS transistor N1 is charged by the high level gate voltage Vg.
1 is turned on. When the MOS transistor N1 is turned on, the drain of the MOS transistor N1 falls to a low level, thereby turning off the MOS transistor N2. By turning off the MOS transistor N2, the drain of N2 rises to a high level. As a result, the MOS transistor P2 is turned off and P4 is turned on,
A positive feedback state occurs in which the drain of the OS transistor N1 is energized in the low level direction and the drain of the MOS transistor N2 is energized in the high level direction. As a result, the MOS transistor N1 is turned on and N2 is turned off. A stable first latch state is formed. When the gate voltage Vg of the MOS transistor N1 is charged to a low level, the operation reverse to the above is performed, and the MOS transistor N1 is turned off and N2 is turned on, so that a stable second latch state is formed.
【0033】このようにして、2つのラッチ状態のいず
れか一方の状態が、クロック信号CKによりスイッチ回
路14がオンしたときの入力信号の論理レベルにより設
定される。このラッチ状態はMOSトランジスタN1,
N2の各ドレインから取り出され、インバータL5,L
6を介して出力される(+An/−An)。As described above, one of the two latch states is set by the logic level of the input signal when the switch circuit 14 is turned on by the clock signal CK. This latch state corresponds to MOS transistors N1,
Taken out from each drain of N2, the inverters L5, L
6 (+ An / −An).
【0034】さらに、図1に示した回路では、上述した
動作に加えて、MOSトランジスタN5、P6、L7に
より形成される帰還回路15によって、MOSトランジ
スタN1のゲート電圧Vgをハイまたはロウのいずれか
の論理レベルにラッチさせるような正帰還動作が行われ
る。Further, in the circuit shown in FIG. 1, in addition to the above-described operation, the feedback circuit 15 formed by the MOS transistors N5, P6 and L7 raises the gate voltage Vg of the MOS transistor N1 to either high or low. A positive feedback operation is performed such that the signal is latched at the logical level of.
【0035】この正帰還動作は次のように行われる。す
なわち、MOSトランジスタN1のドレインがロウレベ
ル側で、MOSトランジスタN2のドレインがハイレベ
ル側にあった場合は、MOSトランジスタP6がオン駆
動されてMOSトランジスタN1のゲート電圧Vgをハ
イレベル方向へ充電(チャージアップ)するような正帰
還ループが形成される。また、MOSトランジスタN1
のドレインがハイレベル側で、MOSトランジスタN2
のドレインがロウレベル側にあった場合は、MOSトラ
ンジスタN5がオン駆動されてMOSトランジスタN1
のゲート電圧Vgをロウレベル方向へ充電(チャージダ
ウン)するような正帰還ループが形成される。This positive feedback operation is performed as follows. That is, when the drain of the MOS transistor N1 is at the low level and the drain of the MOS transistor N2 is at the high level, the MOS transistor P6 is turned on to charge the gate voltage Vg of the MOS transistor N1 in the high level direction (charge). Up) is formed. Also, the MOS transistor N1
Of the MOS transistor N2
Is on the low level side, the MOS transistor N5 is turned on and the MOS transistor N1 is turned on.
A positive feedback loop is formed such that the gate voltage Vg is charged (charged down) in the low level direction.
【0036】これにより、たとえば図2に示すように、
クロック信号CKにより設定されるスイッチ回路14の
オン期間tonと、入力信号Anの確定期間tstとの
間にタイミングずれがあったり、あるいは入力信号An
の立ち上がり/立ち下がり時間が大きくなったりするこ
とにより、MOSトランジスタN1のゲート電圧Vgが
ハイまたはロウの2値論理レベルのいずれともつかない
中間レベルのときにスイッチ回路14がオンからオフに
復帰してしまうことがあっても、上述した正帰還動作に
より、MOSトランジスタN1のゲート電圧Vgはハイ
またはロウのいずれかに充電されて安定するようにな
る。Thus, for example, as shown in FIG.
There is a timing deviation between the ON period ton of the switch circuit 14 set by the clock signal CK and the definite period tst of the input signal An, or the input signal An
Switch circuit 14 returns from on to off when the gate voltage Vg of MOS transistor N1 is at an intermediate level that has no relation to either a high or low binary logic level. However, the gate voltage Vg of the MOS transistor N1 is charged to either high or low and stabilized by the above-described positive feedback operation.
【0037】このようにして、MOSトランジスタN1
のゲート電圧Vgが中間レベルになることによるラッチ
動作の不安定を確実に回避させることができ、これによ
りノイズ等による誤動作の畏れも解消することができ
る。さらに、注目すべきことは、上述した帰還回路15
による正帰還動作は、MOSトランジスタN1のゲート
電圧Vgを中間レベルからハイまたはロウのいずれかに
持って行くだけの駆動能力により達成されるということ
である。したがって、帰還回路15はMOSトランジス
タのゲート容量だけという小さな負荷駆動能力を持つだ
けでよく、その駆動能力を得るためのMOSトランジス
タP6,N5の素子サイズは最小限で済む。これによ
り、回路規模を大がかりにすることなく、MOS差動対
を基本とする簡単な回路構成でもって、ラッチ回路の動
作を確実かつ安定なものにする、という目的が達成され
る。As described above, the MOS transistor N1
Can be reliably prevented from becoming unstable due to the gate voltage Vg being at the intermediate level, and the fear of malfunction due to noise or the like can be eliminated. It should be further noted that the feedback circuit 15
The positive feedback operation is achieved by a drive capability that only brings the gate voltage Vg of the MOS transistor N1 from the intermediate level to either high or low. Therefore, the feedback circuit 15 only needs to have a small load driving capability of only the gate capacitance of the MOS transistor, and the element size of the MOS transistors P6 and N5 for obtaining the driving capability can be minimized. This achieves the object of ensuring the stable and stable operation of the latch circuit with a simple circuit configuration based on MOS differential pairs without increasing the circuit scale.
【0038】図3は、本発明によるラッチ回路の適用例
を示す。FIG. 3 shows an application example of the latch circuit according to the present invention.
【0039】同図に示す適用例は、半導体集積回路内に
組み込まれたRAMであって、本発明によるアドレスラ
ッチ回路1、多数のメモリーセル21をマトリックス状
に配置してなるメモリーマット2、ワード線の選択およ
び駆動を行うデコーダ・ドライバ3、データ線選択回路
4、リード/ライト回路5、データ入出力回路6、クロ
ック分配回路7などにより構成されている。A0〜An
はアドレス信号、Di/Doは記憶入出力データであ
る。The application example shown in FIG. 1 is a RAM incorporated in a semiconductor integrated circuit, and includes an address latch circuit 1 according to the present invention, a memory mat 2 having a large number of memory cells 21 arranged in a matrix, and a word. It comprises a decoder / driver 3 for selecting and driving lines, a data line selection circuit 4, a read / write circuit 5, a data input / output circuit 6, a clock distribution circuit 7, and the like. A0-An
Is an address signal, and Di / Do is storage input / output data.
【0040】以上、本発明者によってなされた発明を実
施態様にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実
施態様に限定されるものではなく、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。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
【0041】たとえば、帰還回路15は、MOSトラン
ジスタN1またはN2のいずれか一方のドレイン電圧を
MOSトランジスタN1のゲートに正帰還させる回路で
あってもよい。ただし、動作の確実性を高めようとする
ならば、前述した実施例のように、MOSトランジスタ
N1とN2の両ドレイン電圧を正帰還させることが望ま
しい。For example, feedback circuit 15 may be a circuit that positively feeds the drain voltage of one of MOS transistors N1 and N2 to the gate of MOS transistor N1. However, in order to increase the reliability of the operation, it is desirable that both drain voltages of the MOS transistors N1 and N2 are positively fed back as in the above-described embodiment.
【0042】また、帰還回路15の帰還入力信号は、ラ
ッチ回路1の出力バッファをなすインバータL5,L6
の出力信号から取るようにしてもよい。The feedback input signal of the feedback circuit 15 is supplied to the inverters L5 and L6 forming the output buffer of the latch circuit 1.
May be taken from the output signal of.
【0043】以上の説明では主として、本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるアド
レスラッチ回路に適用した場合について説明したが、そ
れに限定されるものではなく、たとえば一般のデータラ
ッチ回路にも適用できる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is applied to an address latch circuit which is a field of application as the background has been described. However, the present invention is not limited to this. It can be applied to a latch circuit.
【0044】[0044]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【0045】すなわち、回路規模を大がかりにすること
なく、MOS差動対を基本とする簡単な回路構成でもっ
て、ラッチ回路の動作を確実かつ安定なものにすること
ができる、という効果が得られる。That is, the operation of the latch circuit can be made reliable and stable with a simple circuit configuration based on the MOS differential pair without increasing the circuit scale. .
【図1】本発明の技術が適用されたラッチ回路の一実施
態様を示す回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a latch circuit to which the technique of the present invention is applied.
【図2】本発明のラッチ回路の動作例を示す波形チャー
ト図FIG. 2 is a waveform chart showing an operation example of the latch circuit of the present invention.
【図3】本発明のラッチ回路が適用されたRAMの概略
構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a RAM to which the latch circuit of the present invention is applied;
【図4】本発明に先立って検討されたラッチ回路の構成
を示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a latch circuit studied prior to the present invention;
【図5】図4に示したラッチ回路の動作例を示す波形チ
ャート図FIG. 5 is a waveform chart showing an operation example of the latch circuit shown in FIG. 4;
1 ラッチ回路 N1〜N5 nチャネルMOSトランジスタ P1〜P6 pチャネルMOSトランジスタ L1〜L7 インバータ(論理反転回路) 11 MOS差動対 12 ドレイン負荷回路 13 ドレイン負荷回路 14 トランスファスイッチ回路 15 帰還回路 Vdd 電源電位 Vss 基準電位 CK クロック信号 Cg ゲート容量 Vg ゲート電圧 Reference Signs List 1 latch circuit N1 to N5 n-channel MOS transistor P1 to P6 p-channel MOS transistor L1 to L7 inverter (logical inversion circuit) 11 MOS differential pair 12 drain load circuit 13 drain load circuit 14 transfer switch circuit 15 feedback circuit Vdd power supply potential Vss Reference potential CK Clock signal Cg Gate capacitance Vg Gate voltage
Claims (5)
各ドレインをそれぞれ負荷回路を介して電源電位に接続
し、かつ各ソースを定電流源に共通接続することにより
差動対を形成させ、さらに第1のMOSトランジスタの
ドレインを第2のMOSトランジスタのゲートに接続す
るとともに、クロック信号でオン制御されるトランスフ
ァスイッチ回路を第1のMOSトランジスタのゲートと
入力ライン間に直列に介在させることにより、上記入力
ラインに現れる2値信号を上記クロック信号に同期して
保持および出力させるようにしたラッチ回路であって、
上記ラッチ回路の出力状態を第1のMOSトランジスタ
のゲートに直流電圧として正帰還させる帰還回路を備え
たことを特徴とするラッチ回路。1. A differential pair is formed by connecting each drain of a first and a second MOS transistor to a power supply potential via a load circuit and connecting each source to a constant current source in common. By connecting the drain of the first MOS transistor to the gate of the second MOS transistor and interposing a transfer switch circuit, which is turned on by a clock signal, in series between the gate of the first MOS transistor and the input line, A latch circuit for holding and outputting a binary signal appearing on the input line in synchronization with the clock signal,
A latch circuit comprising: a feedback circuit that positively feedbacks the output state of the latch circuit as a DC voltage to the gate of a first MOS transistor.
および/または第2のMOSトランジスタのドレインに
現れる電圧を第1のMOSトランジスタのゲートに正帰
還させるように構成されていることを特徴とする請求項
1に記載のラッチ回路。2. The feedback circuit according to claim 1, wherein a voltage appearing at the drain of the first MOS transistor and / or the second MOS transistor is fed back to the gate of the first MOS transistor. The latch circuit according to claim 1.
Sトランジスタの両ドレイン電圧によって相補駆動され
るCMOSインバータを有するとともに、このCMOS
インバータのノード出力が第1のMOSトランジスタの
ゲートに接続されていることを特徴とする請求項1また
は2に記載のラッチ回路。3. The first and second MOs as a feedback circuit.
A CMOS inverter driven complementarily by both drain voltages of the S transistor;
3. The latch circuit according to claim 1, wherein a node output of the inverter is connected to a gate of the first MOS transistor.
びソース同士で並列接続されているとともに、クロック
信号により同時にオン/オフ制御されるべく接続された
pチャネルMOSトランジスタとnチャネルMOSトラ
ンジスタを備えたことを特徴とする請求項1から3のい
ずれかに記載のラッチ回路。4. A switch circuit comprising a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor connected in parallel between drains and sources and connected to be simultaneously turned on / off by a clock signal. 4. The latch circuit according to claim 1, wherein:
してnチャネルMOSトランジスタを使用するととも
に、第1のMOSトランジスタのドレイン負荷回路は、
第2のMOSトランジスタのドレインにゲートが接続さ
れたpチャネルMOSトランジスタとクロック信号がゲ
ートに印加されるpチャネルMOSトランジスタとをド
レイン同士およびソース同士で並列接続することにより
構成され、第2のMOSトランジスタのドレイン負荷回
路は、第1のMOSトランジスタのドレインにゲートが
接続されたpチャネルMOSトランジスタとクロック信
号がゲートに印加されるpチャネルMOSトランジスタ
とをドレイン同士およびソース同士で並列接続すること
により構成されていることを特徴とする請求項1から4
のいずれかに記載のラッチ回路。5. An n-channel MOS transistor is used as the first and second MOS transistors, and a drain load circuit of the first MOS transistor includes:
A second MOS transistor comprising a p-channel MOS transistor having a gate connected to the drain of the second MOS transistor and a p-channel MOS transistor having a gate to which a clock signal is applied connected in parallel between the drains and the sources; The drain load circuit of the transistor is configured such that a p-channel MOS transistor having a gate connected to the drain of the first MOS transistor and a p-channel MOS transistor to which a clock signal is applied to the gate are connected in parallel between the drain and the source. 5. The device according to claim 1, wherein
The latch circuit according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9196597A JPH1141071A (en) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | Latch circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9196597A JPH1141071A (en) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | Latch circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1141071A true JPH1141071A (en) | 1999-02-12 |
Family
ID=16360397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9196597A Pending JPH1141071A (en) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | Latch circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1141071A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6414529B1 (en) | 2000-09-27 | 2002-07-02 | Sony Corporation | Latch and D-type flip-flop |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP9196597A patent/JPH1141071A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6414529B1 (en) | 2000-09-27 | 2002-07-02 | Sony Corporation | Latch and D-type flip-flop |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960011206B1 (en) | Word line driver circuit in semiconductor memory device | |
US4983860A (en) | Data output buffer for use in semiconductor device | |
US4161040A (en) | Data-in amplifier for an MISFET memory device having a clamped output except during the write operation | |
EP0905904B1 (en) | Semiconductor integrated circuit having tri-state logic gate circuit | |
US4074148A (en) | Address buffer circuit in semiconductor memory | |
US20010045859A1 (en) | Signal potential conversion circuit | |
JPH07141875A (en) | Latch-control type output driver | |
JPS62203416A (en) | Power-on resetting circuit for logic circuit of mos technology especially for peripheries of microprocessor | |
GB2325322A (en) | A high speed and low power signal line driver and semiconductor memory device using the same | |
US6744680B2 (en) | Semiconductor device realized by using partial SOI technology | |
US9735780B2 (en) | Tri-state driver circuits having automatic high-impedance enabling | |
JP2733578B2 (en) | CMOS latch circuit | |
US6870776B2 (en) | Data output circuit in combined SDR/DDR semiconductor memory device | |
KR100195633B1 (en) | Amplifier circuit and complementary amplifier circuit with limiting function for output lower limit | |
EP0744833A2 (en) | A flip-flop | |
US4893034A (en) | Stop/restart latch | |
US6222787B1 (en) | Integrated circuit memory devices having improved sense and restore operation reliability | |
US4654826A (en) | Single device transfer static latch | |
US8451669B2 (en) | Multi-power domain design | |
JPH1141071A (en) | Latch circuit | |
KR0136894B1 (en) | Buffer circuit of a semiconductor memory device | |
KR100217270B1 (en) | Semiconductor memory device | |
JPH10335992A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US4435791A (en) | CMOS Address buffer for a semiconductor memory | |
JP3109986B2 (en) | Signal transition detection circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071215 |
|
FPAY | Renewal fee payment |
Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081215 |
|
FPAY | Renewal fee payment |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |