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JP2008131320A - Flip-flop circuit and display device - Google Patents

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Publication number
JP2008131320A
JP2008131320A JP2006313707A JP2006313707A JP2008131320A JP 2008131320 A JP2008131320 A JP 2008131320A JP 2006313707 A JP2006313707 A JP 2006313707A JP 2006313707 A JP2006313707 A JP 2006313707A JP 2008131320 A JP2008131320 A JP 2008131320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
latch
clock signal
level
unit
period
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006313707A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Mizuhashi
比呂志 水橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2006313707A priority Critical patent/JP2008131320A/en
Publication of JP2008131320A publication Critical patent/JP2008131320A/en
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Abstract

【課題】センスアンプ部のラッチノードのゲート負荷が増大することことなく、セットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化を図る。
【解決手段】センスアンプ型フリップフロップ回路において、差動センスアンプ回路の構成に際して、差動入力部12の出力ノードFa,Fbとセンスラッチ部11のラッチノードn11,n12との間にスイッチ素子(本例では、NチャネルトランジスタN15,N16)を接続し、当該スイッチ素子の作用により、クロック信号CKが“L”レベルの期間(プリチャージ期間)にラッチノードn11,n12を差動入力部12から切り離すようにする。
【選択図】図1
A setup time and a data output time are shortened without increasing a gate load of a latch node of a sense amplifier unit.
In a sense amplifier type flip-flop circuit, when a differential sense amplifier circuit is configured, a switch element (between output nodes Fa and Fb of a differential input section 12 and latch nodes n11 and n12 of a sense latch section 11 is provided. In this example, N-channel transistors N15 and N16) are connected, and the latch nodes n11 and n12 are connected from the differential input unit 12 during the period (precharge period) when the clock signal CK is at “L” level by the action of the switch element. Try to separate.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、フリップフロップ回路および表示装置に関し、特にセンスアンプを用いたフリップフロップ回路および当該フリップフロップ回路を用いた表示装置に関する。   The present invention relates to a flip-flop circuit and a display device, and more particularly to a flip-flop circuit using a sense amplifier and a display device using the flip-flop circuit.

フリップフロップ回路を用いて構成されたクロック同期システムにおいて、回路動作の高速化を実現するためには、フリップフロップ回路のセットアップ時間およびデータ出力時間を短縮することが重要となる。   In a clock synchronous system configured using a flip-flop circuit, it is important to shorten the setup time and data output time of the flip-flop circuit in order to realize high-speed circuit operation.

高速動作が可能なフリップフロップ回路の1つとして、インバータループを応用した差動センスアンプを搭載することによりセットアップ時間を改善した“Sense−Amplifier−Based Flip−Flop”(以下、「センスアンプ型フリップフロップ回路」と記述する)がある(例えば、非特許文献1参照)。   As one of the flip-flop circuits capable of high-speed operation, “Sense-Amplifier-Based Flip-Flop” (hereinafter referred to as “sense-amplifier type flip-flop”) is improved by setting up a differential sense amplifier using an inverter loop. (For example, see Non-Patent Document 1).

図6に、センスアンプ型フリップフロップ回路の基本構成を示す。センスアンプ型フリップフロップ回路は、差動センスアンプ回路100とRSラッチ回路200とから構成されている。   FIG. 6 shows a basic configuration of the sense amplifier type flip-flop circuit. The sense amplifier type flip-flop circuit includes a differential sense amplifier circuit 100 and an RS latch circuit 200.

差動センスアンプ回路100には、クロック信号CKおよび当該クロック信号CKに同期したデータ信号Dが入力される。差動センスアンプ回路100は、データ信号Dの極性に応じてクロック信号CKに同期した1ショットパルス信号SbまたはRbを生成する。1ショットパルス信号Sb,Rbは、RSラッチ回路200に入力される。RSラッチ回路200は、1ショットパルス信号Sb,Rbの状態に応じて互いに逆相の出力信号Q/Qbを出力するとともに、データ信号Dを保持する。   The differential sense amplifier circuit 100 receives a clock signal CK and a data signal D synchronized with the clock signal CK. The differential sense amplifier circuit 100 generates a one-shot pulse signal Sb or Rb synchronized with the clock signal CK according to the polarity of the data signal D. The one-shot pulse signals Sb and Rb are input to the RS latch circuit 200. The RS latch circuit 200 outputs output signals Q / Qb having opposite phases according to the states of the one-shot pulse signals Sb and Rb, and holds the data signal D.

図7は、差動センスアンプ回路100の従来例に係る回路構成を示す回路図である。図7に示すように、従来例に係る差動センスアンプ回路100は、センスラッチ部101と差動入力部102とを有する構成となっている。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a circuit configuration according to a conventional example of the differential sense amplifier circuit 100. As shown in FIG. 7, the differential sense amplifier circuit 100 according to the conventional example has a configuration including a sense latch unit 101 and a differential input unit 102.

センスラッチ部101は、PチャネルトランジスタP101,P102およびNチャネルトランジスタN101,N102によって構成され、クロック信号CKに同期してラッチ動作を行う。差動入力部102は、NチャネルトランジスタN103,N104およびインバータINV101によって構成され、クロック信号CKに同期に同期したデータ信号Dの極性に応じて差動動作を行う。   The sense latch unit 101 includes P-channel transistors P101 and P102 and N-channel transistors N101 and N102, and performs a latch operation in synchronization with the clock signal CK. The differential input unit 102 includes N-channel transistors N103 and N104 and an inverter INV101, and performs a differential operation according to the polarity of the data signal D synchronized with the clock signal CK.

差動センスアンプ回路100において、クロック信号CKが高レベル(以下、「“H”レベル」と記述する)の期間は、電流源を構成するNチャネルトランジスタN105がオンし、本差動センスアンプ回路100が動作することでデータ信号Dのラッチ動作が実行される。   In the differential sense amplifier circuit 100, during a period when the clock signal CK is at a high level (hereinafter referred to as “H” level), the N-channel transistor N105 constituting the current source is turned on, and this differential sense amplifier circuit When 100 operates, the latch operation of the data signal D is executed.

一方、クロック信号CKが低レベル(以下、「“L”レベル」と記述する)の期間は、NチャネルトランジスタN105がカットオフすることで、データラッチが解除されるとともに、次サイクルでのデータラッチに備えてNチャネルトランジスタ(ラッチノードプリチャージトランジスタ)P103,P104によりラッチノードn101,n102の電位Sb,RbがVDDレベル(電源レベル)にプリチャージされる。   On the other hand, during a period when the clock signal CK is at a low level (hereinafter referred to as “L” level), the N-channel transistor N105 is cut off, thereby releasing the data latch and the data latch in the next cycle. In preparation, the potentials Sb and Rb of the latch nodes n101 and n102 are precharged to the VDD level (power supply level) by N channel transistors (latch node precharge transistors) P103 and P104.

また、NチャネルトランジスタN106は、データラッチ後にデータ信号Dの極性が反転した場合でもセンスラッチ部101へのVSSレベル(接地レベル)の供給が切れないようにするために配置されている。   The N-channel transistor N106 is arranged so that the supply of the VSS level (ground level) to the sense latch unit 101 is not interrupted even when the polarity of the data signal D is inverted after data latching.

図8は、RSラッチ回路200の回路構成の一例を示す回路図である。図8に示すように、RSラッチ回路200は、2つのインバータINV201,INV202、PチャネルトランジスタP201〜P206およびNチャネルトランジスタN201〜N206によって構成されている。   FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the RS latch circuit 200. As shown in FIG. 8, the RS latch circuit 200 includes two inverters INV201 and INV202, P channel transistors P201 to P206, and N channel transistors N201 to N206.

次に、上記構成の差動センスアンプ回路100およびRSラッチ回路200からなる従来例に係るセンスアンプ型フリップフロップ回路の回路動作について、図9のタイミングチャートを用いて説明する。   Next, the circuit operation of the conventional sense amplifier type flip-flop circuit composed of the differential sense amplifier circuit 100 and the RS latch circuit 200 configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG.

まず、クロック信号CKが“L”レベル期間(図9のプリチャージ期間)では、プリチャージチャージトランジスタP103,P104がオンすることで、ラッチノードn101,n102の電位Sb,RbがVDDレベルにプリチャージされている。また、センスラッチ部101のPチャネルトランジスタP101,P102がカットオフ状態にあり、NチャネルトランジスタN101,N102がオン状態にあることで、差動入力部102の出力ノードFa,FbがVDD−Vthレベル(VthはNチャネルトランジスタの閾値電圧)にプリチャージされている。   First, during a period when the clock signal CK is at “L” level (precharge period in FIG. 9), the precharge charge transistors P103 and P104 are turned on, so that the potentials Sb and Rb of the latch nodes n101 and n102 are precharged to the VDD level. Has been. Further, since the P channel transistors P101 and P102 of the sense latch unit 101 are in the cut-off state and the N channel transistors N101 and N102 are in the on state, the output nodes Fa and Fb of the differential input unit 102 are at the VDD-Vth level. (Vth is a threshold voltage of the N-channel transistor) and is precharged.

ここで、データ信号Dが“H”レベルの場合、差動入力部102のNチャネルトランジスタN103がオン状態となり、NチャネルトランジスタN104がカットオフ状態となる。逆にデータ信号Dが“L”レベルの場合、NチャネルトランジスタN103がカットオフ状態となり、NチャネルトランジスタN104がオン状態となる。   Here, when the data signal D is at “H” level, the N-channel transistor N103 of the differential input unit 102 is turned on, and the N-channel transistor N104 is cut off. Conversely, when the data signal D is at “L” level, the N-channel transistor N103 is cut off and the N-channel transistor N104 is turned on.

ここで、クロック信号CKが“H”レベルになると(図9のラッチ期間)、プリチャージトランジスタP103,P104がカットオフ、NチャネルトランジスタN105がターンオンしてラッチ動作が開始される。   Here, when the clock signal CK becomes “H” level (latch period in FIG. 9), the precharge transistors P103 and P104 are cut off, the N-channel transistor N105 is turned on, and the latch operation is started.

このラッチ動作について、データ信号Dが“H”レベルの場合を例に挙げて説明する。まず、データ信号Dが“H”レベルの場合、出力ノードFaは、NチャネルトランジスタN105,N103によりVDD−VthレベルからVSSレベルにディスチャージされる。一方、出力ノードFbは、NチャネルトランジスタN104がカットオフしているため、NチャネルトランジスタN105,N103およびN106によりVDD−VthレベルからVSSレベルにディスチャージされることになる。   This latch operation will be described by taking the case where the data signal D is at “H” level as an example. First, when the data signal D is at “H” level, the output node Fa is discharged from the VDD-Vth level to the VSS level by the N-channel transistors N105 and N103. On the other hand, since the N-channel transistor N104 is cut off, the output node Fb is discharged from the VDD-Vth level to the VSS level by the N-channel transistors N105, N103, and N106.

このゲート段数の違いから図9の期間t1で示されるように出力ノードFa(図中、点線で示す)の方が先にVSSレベルへと変化することになる。この結果、NチャネルトランジスタN101を介してラッチノードn101の電位Sbのレベルが下降し始める。   Due to the difference in the number of gate stages, the output node Fa (indicated by the dotted line in the figure) first changes to the VSS level as indicated by the period t1 in FIG. As a result, the level of the potential Sb of the latch node n101 starts to drop via the N channel transistor N101.

センスラッチ部101は、フィードフォワードのループを形成しており、ラッチノードn101の電位Sbのレベルが下降し始めると、PチャネルトランジスタP102がターンオンし始め、逆にNチャネルトランジスタN102がターンオフし始める。そして、最終的には、ラッチノードn101の電位Sbが“L”レベル、ラッチノードn102の電位Rbが“H”レベルにそれぞれ固定される。   The sense latch unit 101 forms a feed forward loop. When the level of the potential Sb of the latch node n101 starts to decrease, the P channel transistor P102 starts to turn on, and conversely, the N channel transistor N102 starts to turn off. Finally, the potential Sb of the latch node n101 is fixed to the “L” level, and the potential Rb of the latch node n102 is fixed to the “H” level.

逆に、データ信号Dが“L”レベルの場合は、図9の期間t2に示されるように、出力ノードFa,Fbおよびラッチノードn101,n102は、データ信号Dが“H”レベルの場合とは逆の動作を行うことになる。   Conversely, when the data signal D is at the “L” level, the output nodes Fa and Fb and the latch nodes n101 and n102 are connected to the case where the data signal D is at the “H” level as shown in the period t2 of FIG. Will do the opposite.

このように、従来例に係るセンスアンプ型フリップフロップ回路では、差動入力部102の出力ノードFa,Fbの電位をセンスラッチ部101のソース側へ入力し、当該センスラッチ部101にて出力ノードFa,Fbの電位差を検出し、増幅してラッチをかけるとともに、SRラッチ回路を構成するインバータ201,INV202およびPチャネルトランジスタP201,P206をドライブして出力信号Q/Qbを出力している。   As described above, in the sense amplifier type flip-flop circuit according to the conventional example, the potentials of the output nodes Fa and Fb of the differential input unit 102 are input to the source side of the sense latch unit 101, and the sense latch unit 101 outputs the output node. The potential difference between Fa and Fb is detected, amplified and latched, and the inverters 201 and INV202 and the P channel transistors P201 and P206 constituting the SR latch circuit are driven to output the output signal Q / Qb.

つまり、PチャネルトランジスタP101,P102およびNチャネルトランジスタN101,N102は、差動入力部102の出力ノードFa,Fbの電位差を検出するセンスアンプの役割と、ラッチノードn101,n102をドライブするドライバーの役割とを兼ねていることになる。したがって、アクセス時間を高速化するにはPチャネルトランジスタP101,P102およびNチャネルトランジスタN101,N102のディメンジョンを大きくしてドライバビリティを上げる必要がある。   That is, the P-channel transistors P101 and P102 and the N-channel transistors N101 and N102 function as a sense amplifier that detects a potential difference between the output nodes Fa and Fb of the differential input unit 102 and a driver that drives the latch nodes n101 and n102. It will also serve as. Therefore, in order to increase the access time, it is necessary to increase the drivability by increasing the dimensions of the P-channel transistors P101 and P102 and the N-channel transistors N101 and N102.

しかしながら、トランジスタP101,P102およびN101,N102のディメンジョンを上げた場合、ラッチノードn101,n102のゲート容量の増加やカップリングノイズの増大を招き、もうひとつの役割であるセンスアンプ動作にて誤動作を引き起こしやすくなるといったデメリットが生じる。   However, when the dimensions of the transistors P101, P102 and N101, N102 are increased, the gate capacitance of the latch nodes n101, n102 increases and the coupling noise increases, causing malfunction in the sense amplifier operation, which is another role. There is a disadvantage that it becomes easier.

このような理由から、トランジスタP101,P102およびN101,N102のディメンジョンはあまり大きくできず、その結果、動作周波数が上がった場合、センスラッチ部101のソース側ノード(差動入力部102の出力ノード)Fa,Fbのプリチャージ速度も抑えられてしまい、プリチャージ時間が不十分となって誤動作を引き起こすといった別の問題点も生じてしまう。   For this reason, the dimensions of the transistors P101 and P102 and N101 and N102 cannot be made very large. As a result, when the operating frequency increases, the source side node of the sense latch unit 101 (the output node of the differential input unit 102) The precharge speeds of Fa and Fb are also suppressed, and another problem arises that precharge time becomes insufficient and causes malfunction.

このため、従来は、センスアンプ部101と差動入力部102とを切り離す手段を加えて、ラッチノードn101,n102の充放電量を抑えることにより、セットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化を図るようにしていた(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, conventionally, a means for separating the sense amplifier unit 101 and the differential input unit 102 is added to suppress the charge / discharge amount of the latch nodes n101 and n102, thereby shortening the setup time and the data output time. (For example, refer to Patent Document 1).

B.Nikolic, et al., ”Improved Sense-Amplifier-Based Flip-Flop : Design and Measurements, ”IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, pp.876-884, JUNE.,2000B. Nikolic, et al., “Improved Sense-Amplifier-Based Flip-Flop: Design and Measurements,” IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, pp.876-884, JUNE., 2000 特開2004−214717号公報JP 2004-214717 A

しかしながら、特許文献1記載の従来技術では、ラッチノードn101,n102の電位Sb,Rbを基に差動入力部102のソース側制御を行うNチャネルトランジスタのゲート制御を行う構成を採っているために、高速化にはこのNチャネルトランジスタのサイズアップが必要となる。このことは、ラッチノードn101,n102のゲート負荷が増大することを意味する。ラッチノードn101,n102のゲート負荷が増大するとラッチ速度が落ちるために、セットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化を十分に図ることができない。   However, the conventional technique described in Patent Document 1 employs a configuration in which the gate control of the N-channel transistor that performs source-side control of the differential input unit 102 is performed based on the potentials Sb and Rb of the latch nodes n101 and n102. In order to increase the speed, it is necessary to increase the size of the N-channel transistor. This means that the gate load of the latch nodes n101 and n102 increases. When the gate load of the latch nodes n101 and n102 increases, the latch speed decreases, so that the setup time and data output time cannot be sufficiently shortened.

そこで、本発明は、センスアンプ部のラッチノードのゲート負荷が増大することことなく、セットアップ時間およびデータ出力時間を短縮できるフリップフロップ回路および当該フリップフロップ回路を用いた表示装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a flip-flop circuit that can shorten the setup time and the data output time without increasing the gate load of the latch node of the sense amplifier unit, and a display device using the flip-flop circuit. And

本発明によるフリップフロップ回路は、クロック信号に同期してラッチ動作を行うラッチ部と、前記クロック信号に同期したデータ信号の極性に応じて差動動作を行う差動入力部と、前記クロック信号が“L”レベルの期間に前記ラッチ部の2つの入出力ノードと前記差動入力部の2つの出力ノードとの間を切り離すスイッチ手段と、前記クロック信号の“H”レベルの期間において前記差動入力部が動作状態となるイネーブル期間を制御する制御手段とを備えた構成となっている。   The flip-flop circuit according to the present invention includes a latch unit that performs a latch operation in synchronization with a clock signal, a differential input unit that performs a differential operation according to the polarity of a data signal synchronized with the clock signal, and the clock signal Switch means for disconnecting the two input / output nodes of the latch unit and the two output nodes of the differential input unit during the “L” level period; and the differential signal during the “H” level period of the clock signal. And a control means for controlling an enable period during which the input unit is in an operating state.

上記構成のフリップフロップ回路において、スイッチ手段の作用により、クロック信号CKが“L”レベルの期間にラッチ部の2つの入出力ノードを差動入力部から切り離すことで、データ信号の極性に応じて2つの入出力ノードの電位が急峻に変化する。これにより、ラッチ部でのラッチ動作がより高速に行われるとともに、次段へのデータの伝達もより高速に行われる。また、クロック信号の“H”レベル期間での差動入力部のイネーブル期間を制御することで、当該イネーブル期間後には外部から入力されるデータ信号の信号変化が2つの入出力ノードへ伝達されなくなるため、データホールド時間を確保することが可能となる   In the flip-flop circuit configured as described above, the two input / output nodes of the latch unit are disconnected from the differential input unit during the period when the clock signal CK is at the “L” level by the action of the switching unit, so that The potentials of the two input / output nodes change sharply. As a result, the latch operation in the latch unit is performed at a higher speed, and the transmission of data to the next stage is also performed at a higher speed. In addition, by controlling the enable period of the differential input unit during the “H” level period of the clock signal, the signal change of the data signal input from the outside is not transmitted to the two input / output nodes after the enable period. Therefore, it is possible to secure a data hold time

本発明によれば、センスアンプ部のラッチノードのゲート負荷を増大しなくても、ラッチ動作がより高速に行われるとともに、次段のラッチ回路へのデータの伝達もより高速に行われるため、ホールド時間特性を損なうことなく、セットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化を図ることができる。   According to the present invention, the latch operation is performed at a higher speed without increasing the gate load of the latch node of the sense amplifier unit, and the transmission of data to the latch circuit at the next stage is also performed at a higher speed. The setup time and data output time can be shortened without impairing the hold time characteristics.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本発明に係るフリップフロップ回路は、クロック信号CKおよび当該クロック信号CKに同期したデータ信号Dが入力され、データ信号Dの極性に応じてクロック信号CKに同期した1ショットパルス信号SbまたはRbを生成する差動センスアンプ回路と、1ショットパルス信号Sb,Rbの状態に応じて互いに逆相の出力信号Q/Qbを出力するとともに、データ信号DをラッチするRSラッチ回路とからなる構成を基本としている。   The flip-flop circuit according to the present invention receives a clock signal CK and a data signal D synchronized with the clock signal CK, and generates a one-shot pulse signal Sb or Rb synchronized with the clock signal CK according to the polarity of the data signal D Based on a configuration comprising a differential sense amplifier circuit that performs an output signal Q / Qb having opposite phases according to the states of the one-shot pulse signals Sb and Rb, and an RS latch circuit that latches the data signal D Yes.

そして、本発明では、このセンスアンプ型フリップフロップ回路において、差動センスアンプ回路のセンスラッチ部を構成するトランジスタのサイズを大きくすることなく、セットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化を実現可能にするための差動センスアンプ回路の構成を特徴としている。   According to the present invention, in this sense amplifier type flip-flop circuit, the setup time and the data output time can be shortened without increasing the size of the transistors constituting the sense latch portion of the differential sense amplifier circuit. Therefore, the configuration of the differential sense amplifier circuit is characterized.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る差動センスアンプ回路の構成例を示す回路図である。図1に示すように、本実施形態に係る差動センスアンプ回路10は、基本的な構成要素として、センスアンプ部11および差動入力部12を有する構成となっている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a differential sense amplifier circuit according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the differential sense amplifier circuit 10 according to the present embodiment has a configuration including a sense amplifier unit 11 and a differential input unit 12 as basic components.

センスアンプ部11は、VDDライン(第1電源ライン)に各ソースが接続されたPチャネルトランジスタP11,P12と、これらトランジスタP11,P12の各ドレインと各ドレインがそれぞれ接続され、各ソースが共通に接続されたNチャネルトランジスタN11,N12とによって構成されている。   The sense amplifier unit 11 includes P-channel transistors P11 and P12 whose sources are connected to the VDD line (first power supply line), drains and drains of the transistors P11 and P12 are connected, and the sources are shared. The N channel transistors N11 and N12 are connected to each other.

このセンスアンプ部11において、トランジスタP11,N11の各ゲートがトランジスタP12,N12のドレイン共通接続ノードn12に共通に接続され、トランジスタP12,N12の各ゲートがトランジスタP11,N11のドレイン共通接続ノードn11に共通に接続されている。そして、ドレイン共通接続ノードn11,n12がセンスアンプ部11の入出力ノードであるラッチノードであり、入出力端子13,14にそれぞれ接続されている。   In the sense amplifier unit 11, the gates of the transistors P11 and N11 are commonly connected to the drain common connection node n12 of the transistors P12 and N12, and the gates of the transistors P12 and N12 are connected to the drain common connection node n11 of the transistors P11 and N11. Commonly connected. The drain common connection nodes n11 and n12 are latch nodes which are input / output nodes of the sense amplifier unit 11, and are connected to the input / output terminals 13 and 14, respectively.

差動入力部12は、ソースが共通に接続されたNチャネルトランジスタN13,N14と、トランジスタN13のゲートに入力端が、トランジスタN14のゲートに出力端がそれぞれ接続されたインバータINV11とから構成され、データ端子15を介してNチャネルトランジスタN13のゲートに入力されるデータ信号Dの極性に応じて差動動作を行う。   The differential input unit 12 includes N-channel transistors N13 and N14 whose sources are connected in common, and an inverter INV11 whose input terminal is connected to the gate of the transistor N13 and whose output terminal is connected to the gate of the transistor N14. A differential operation is performed according to the polarity of the data signal D input to the gate of the N-channel transistor N13 via the data terminal 15.

本実施形態に係る差動センスアンプ回路10は、センスアンプ部11および差動入力部12に加えて、PチャネルトランジスタP13〜P15、NチャネルトランジスタN15〜N18およびインバータINV12を有している。   The differential sense amplifier circuit 10 according to the present embodiment includes P-channel transistors P13 to P15, N-channel transistors N15 to N18, and an inverter INV12 in addition to the sense amplifier unit 11 and the differential input unit 12.

PチャネルトランジスタP13,P14は、各ソースがVDDラインに、各ドレインがラッチノードn11,n12にそれぞれ接続されている。トランジスタP13,P14の各ゲートには、クロック端子16を介してクロック信号CKが共通に印加される。すなわち、トランジスタP13,P14は、クロック信号CKが“L”レベルの期間にラッチノードn11,n12の電位Sb,RbをVDDレベルにプリチャージするプリチャージトランジスタとしての機能を持っている。   P channel transistors P13 and P14 have their sources connected to the VDD line and their drains connected to latch nodes n11 and n12, respectively. A clock signal CK is commonly applied to the gates of the transistors P13 and P14 via the clock terminal 16. That is, the transistors P13 and P14 function as precharge transistors that precharge the potentials Sb and Rb of the latch nodes n11 and n12 to the VDD level during the period when the clock signal CK is at the “L” level.

NチャネルトランジスタN15,N16は、センスアンプ部11のラッチノードn11,n12と、差動入力部12のNチャネルトランジスタN13,N14の各ドレインとの間に接続されている。トランジスタN15,N16の各ゲートには、クロック端子16を介してクロック信号CKが共通に印加される。   N-channel transistors N15 and N16 are connected between latch nodes n11 and n12 of sense amplifier unit 11 and drains of N-channel transistors N13 and N14 of differential input unit 12, respectively. A clock signal CK is commonly applied to the gates of the transistors N15 and N16 via the clock terminal 16.

PチャネルトランジスタP15は、センスアンプ部11のソース側ノード(NチャネルトランジスタN11,N12の各ソースの共通接続ノード)n13とVDDラインとの間に接続されている。NチャネルトランジスタN17は、センスアンプ部11のソース側ノードn13とVSSライン(第2電源ライン、例えば接地ライン)との間に接続されている。トランジスタP15,N17の各ゲートには、クロック端子16を介してクロック信号CKが共通に印加される。   The P-channel transistor P15 is connected between the source side node (common connection node of the sources of the N-channel transistors N11 and N12) n13 of the sense amplifier unit 11 and the VDD line. The N-channel transistor N17 is connected between the source-side node n13 of the sense amplifier unit 11 and the VSS line (second power supply line, for example, a ground line). A clock signal CK is commonly applied to the gates of the transistors P15 and N17 via the clock terminal 16.

NチャネルトランジスタN18は、差動入力部12の電流源トランジスタであり、当該差動入力部12のソース側ノード(NチャネルトランジスタN13,N14の各ソースの共通接続ノード)n14とVSSラインとの間に接続されている。インバータINV12は、クロック端子16とNチャネルトランジスタM18のゲートとの間に接続され、クロック信号CKを極性反転してトランジスタN18のゲートに印加する。   The N-channel transistor N18 is a current source transistor of the differential input unit 12, and is between the source side node (common connection node of the sources of the N-channel transistors N13 and N14) n14 of the differential input unit 12 and the VSS line. It is connected to the. The inverter INV12 is connected between the clock terminal 16 and the gate of the N-channel transistor M18, and inverts the polarity of the clock signal CK and applies it to the gate of the transistor N18.

上記構成の第1実施形態に係る差動センスアンプ回路10において、その特徴とするところは、センスラッチ部11のラッチノードn11,n12と、差動入力部12の出力ノード(NチャネルトランジスタN13,N14の各ドレイン)Fa,Fbとの間にNチャネルトランジスタN15,N16を接続している点にある。   The differential sense amplifier circuit 10 according to the first embodiment having the above-described configuration is characterized in that the latch nodes n11 and n12 of the sense latch unit 11 and the output nodes of the differential input unit 12 (N-channel transistors N13, N13, N-channel transistors N15 and N16 are connected between each drain of N14) Fa and Fb.

ここで、NチャネルトランジスタN15,N16は、クロック信号CKが“L”レベルの期間(プリチャージ期間)に、センスラッチ部11のラッチノードn11,n12と差動入力部102の出力ノードFa,Fbとを切り離すスイッチ手段としての機能を持っている。   Here, the N-channel transistors N15 and N16 have the latch nodes n11 and n12 of the sense latch unit 11 and the output nodes Fa and Fb of the differential input unit 102 during a period (precharge period) when the clock signal CK is at “L” level. It has a function as a switch means to disconnect.

第1実施形態に係る差動センスアンプ回路10では、センスアンプ部11のソース側ノードn13に、NチャネルトランジスタN17およびPチャネルトランジスタP15を接続した点も特徴の一つとしている。PチャネルトランジスタP15は、クロック信号CKが“L”レベルの期間にターンオンしてソース側ノードn13をVDDレベルにプリチャージするプリチャージ手段としての機能を持っている。   The differential sense amplifier circuit 10 according to the first embodiment is also characterized in that an N-channel transistor N17 and a P-channel transistor P15 are connected to the source side node n13 of the sense amplifier unit 11. The P-channel transistor P15 has a function as precharge means for turning on during a period when the clock signal CK is at "L" level and precharging the source side node n13 to VDD level.

第1実施形態に係る差動センスアンプ回路10ではさらに、クロック端子16とNチャネルトランジスタN18のゲートとの間にインバータINV12を接続した点を特徴としている。インバータINV12は、クロック信号CKが“H”レベルの期間でのNチャネルトランジスタN18のオン期間、即ち差動入力部12が動作状態となるイネーブル期間を制御する制御手段としての機能を持っている。   The differential sense amplifier circuit 10 according to the first embodiment is further characterized in that an inverter INV12 is connected between the clock terminal 16 and the gate of the N-channel transistor N18. The inverter INV12 has a function as control means for controlling an ON period of the N-channel transistor N18 during a period when the clock signal CK is at “H” level, that is, an enable period during which the differential input unit 12 is in an operating state.

次に、第1実施形態に係る差動センスアンプ回路10の回路動作について、図2のタイミングチャートを用いて説明する。   Next, the circuit operation of the differential sense amplifier circuit 10 according to the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.

図2には、クロック信号CK、インバータINV12の出力である反転クロック信号CKb、データ信号D、インバータINV11の出力である反転データ信号Db、センスラッチ部11のソース側ノードn13の電位SAおよびラッチノードn11,n12の各電位Sb,Rbと、次段のSRラッチ回路(図6参照)のS(セット),R(リセット)入力およびQ出力の各波形を示している。   2, the clock signal CK, the inverted clock signal CKb that is the output of the inverter INV12, the data signal D, the inverted data signal Db that is the output of the inverter INV11, the potential SA of the source side node n13 of the sense latch unit 11, and the latch node Waveforms Sb and Rb of n11 and n12, and S (set), R (reset) input and Q output waveforms of the SR latch circuit of the next stage (see FIG. 6) are shown.

まず、クロック信号CKが“L”レベルの期間(図2のプリチャージ期間)では、PチャネルトランジスタP13,P14がオン状態にあるため、ラッチノードn11,n12の各電位Sb,RbがVDDレベルにプリチャージされている。このとき、PチャネルトランジスタP15もオン状態にあるため、センスラッチ部11のソース側ノードn13の電位SAもVDDレベルにプリチャージされている。   First, during the period in which the clock signal CK is at the “L” level (precharge period in FIG. 2), the P channel transistors P13 and P14 are in the ON state, so that the potentials Sb and Rb of the latch nodes n11 and n12 are at the VDD level. Precharged. At this time, since the P-channel transistor P15 is also in the on state, the potential SA of the source side node n13 of the sense latch section 11 is also precharged to the VDD level.

ここで、データ信号Dが“H”レベルの場合、差動入力部12のNチャネルトランジスタN13がオン状態、NチャネルトランジスタN14がカットオフ状態であり、さらにNチャネルトランジスタN18がオンしているため、出力ノードFaはVSSラインと導通状態となる。逆に、データ信号Dが“L”レベルの場合、NチャネルトランジスタN13がカットオフ状態、NチャネルトランジスタN14がオン状態であるため、出力ノードFbがVSSラインと導通状態となる。   Here, when the data signal D is at “H” level, the N-channel transistor N13 of the differential input unit 12 is in the on state, the N-channel transistor N14 is in the cut-off state, and the N-channel transistor N18 is on. The output node Fa becomes conductive with the VSS line. On the other hand, when the data signal D is at the “L” level, the N-channel transistor N13 is in the cut-off state and the N-channel transistor N14 is in the on-state, so that the output node Fb becomes conductive with the VSS line.

次に、クロック信号CKが“H”レベルになると(図2のラッチ期間)、プリチャージトランジスタP13,P14がカットオフし、NチャネルトランジスタN15,N16がターンオンする。   Next, when the clock signal CK becomes “H” level (latch period in FIG. 2), the precharge transistors P13 and P14 are cut off and the N channel transistors N15 and N16 are turned on.

このとき、クロック信号CKの“H”レベルの期間内において、NチャネルトランジスタN18がインバータINV12の遅延時間分だけオン状態にあることで、差動入力部12がイネーブル状態(図2のセンスラッチドライビング期間)にあるため、データ信号Dが“H”レベルレベルであれば(図2の期間t1の部分)、トランジスタN15→トランジスタN13→トランジスタN18の経路により、ラッチノードn11の電位Sbは急峻に“L”レベルへ変化することになる。   At this time, the N-channel transistor N18 is in the ON state for the delay time of the inverter INV12 within the “H” level period of the clock signal CK, so that the differential input unit 12 is in the enabled state (sense latch driving in FIG. 2). Therefore, if the data signal D is at the “H” level (the period t1 in FIG. 2), the potential Sb of the latch node n11 is steeply changed by the path of the transistor N15 → the transistor N13 → the transistor N18. It will change to L "level.

逆に、データ信号Dが“L”レベルであれば(図2の期間t2の部分)、トランジスタN16→トランジスタN14→トランジスタN18の経路により、ラッチノードn12の電位Rbが急峻に“L”レベルへ変化することになる。   On the other hand, if the data signal D is at the “L” level (portion t2 in FIG. 2), the potential Rb of the latch node n12 sharply goes to the “L” level through the path of the transistor N16 → the transistor N14 → the transistor N18. Will change.

また、クロック信号CKの立ち上がりエッジを受け、PチャネルトランジスタP15がターンオフし、NチャネルトランジスタN17がターンオンするため、ノードn13の電位SAがVSSレベルに引かれ、ラッチノードn11,n12の各電位Sb,Rbの差をセンスラッチすることになる。   In response to the rising edge of the clock signal CK, the P-channel transistor P15 is turned off and the N-channel transistor N17 is turned on. Therefore, the potential SA of the node n13 is pulled to the VSS level, and the potentials Sb, The difference of Rb is sense latched.

このとき、上述した通り、NチャネルトランジスタN15,N16の作用により、データ信号Dの極性に応じてラッチノードn11の電位Sbまたはラッチノードn12の電位Rbが急峻に変化するため、センスラッチ動作は従来技術に比べてより高速に行われ、同時に次段のSRラッチ回路(図6参照)へのデータの伝達もより高速に行われることになる。   At this time, as described above, the action of the N channel transistors N15 and N16 causes the potential Sb of the latch node n11 or the potential Rb of the latch node n12 to change abruptly according to the polarity of the data signal D. This is faster than the technology, and at the same time, data transmission to the SR latch circuit of the next stage (see FIG. 6) is also faster.

上述したように、センスアンプ型フリップフロップ回路において、差動センスアンプ回路の構成に際して、差動入力部12の出力ノードFa,Fbとセンスラッチ部11のラッチノードn11,n12との間にスイッチ手段(本例では、NチャネルトランジスタN15,N16)を接続し、当該スイッチ手段の作用により、クロック信号CKが“L”レベルの期間(プリチャージ期間)にラッチノードn11,n12を差動入力部12から切り離すことで、データ信号Dの極性に応じてラッチノードn11/n12の電位Sb/Rbが急峻に変化する。   As described above, in the sense amplifier type flip-flop circuit, when the differential sense amplifier circuit is configured, the switch means is provided between the output nodes Fa and Fb of the differential input unit 12 and the latch nodes n11 and n12 of the sense latch unit 11. (In this example, N-channel transistors N15 and N16) are connected, and the action of the switch means causes the latch nodes n11 and n12 to be connected to the differential input section 12 during a period (precharge period) when the clock signal CK is at “L” level. As a result, the potential Sb / Rb of the latch nodes n11 / n12 changes sharply according to the polarity of the data signal D.

これにより、センスラッチ動作がより高速に行われるとともに、次段のSRラッチ回路へのデータの伝達もより高速に行われるため、セットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化の実現が可能になる。この高速化に当たっては、センスラッチ部11を構成するトランジスタのサイズの増加や、ラッチノードn11,n12のゲート負荷の増加がないため、安定したセンス動作が保障される。   As a result, the sense latch operation is performed at a higher speed, and the data is transmitted to the next stage SR latch circuit at a higher speed, so that the setup time and the data output time can be shortened. In this increase in speed, there is no increase in the size of the transistors constituting the sense latch unit 11 and an increase in the gate load of the latch nodes n11 and n12, so that a stable sensing operation is ensured.

また、クロック端子16とNチャネルトランジスタN18のゲートとの間に接続された制御手段としてのインバータINV12の遅延時間によってクロック信号CKの“H”レベル期間での差動入力部12のイネーブル期間(センスラッチドライビング期間)を制御することで、センスラッチドライビング期間後にはNチャネルトランジスタN18がカットオフされ、外部から入力されるデータ信号Dの信号変化がラッチノードn11,n12へ伝達されなくなるため、上記効果を維持しつつデータホールド時間を確保することが可能となる。   Further, the enable period (sense) of the differential input section 12 in the “H” level period of the clock signal CK according to the delay time of the inverter INV12 as control means connected between the clock terminal 16 and the gate of the N-channel transistor N18. By controlling the latch driving period), the N-channel transistor N18 is cut off after the sense latch driving period, and the signal change of the data signal D input from the outside is not transmitted to the latch nodes n11 and n12. It is possible to secure a data hold time while maintaining the above.

すなわち、センスラッチ部11のラッチノードn11,n12のゲート負荷を増加しなくても、ラッチ動作がより高速に行われるとともに、次段のSRラッチ回路へのデータの伝達もより高速に行われることで、データホールド時間特性を損なうことなく、セットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化を図ることができる。   That is, the latch operation can be performed at a higher speed without increasing the gate loads of the latch nodes n11 and n12 of the sense latch unit 11, and the data can be transmitted to the SR latch circuit at the next stage at a higher speed. Thus, the setup time and data output time can be shortened without impairing the data hold time characteristics.

加えて、NチャネルトランジスタN15,N16によってセンスラッチ部11と差動入力部12のソース側(VSS側)とを分離し、ソース側ノードn13に接続されたPチャネルトランジスタP15によって当該ノードn13の電位SAをVDDレベルにプリチャージすることで、次サイクルに備えたプリチャージ動作を従来技術に比べて高速に行うことが可能になるため、動作周波数が上がった場合のプリチャージ時間が不足するといった問題も解消でき、高周波動作への対応が可能になる。   In addition, the sense latch unit 11 and the source side (VSS side) of the differential input unit 12 are separated by the N channel transistors N15 and N16, and the potential of the node n13 by the P channel transistor P15 connected to the source side node n13. By precharging SA to the VDD level, the precharge operation for the next cycle can be performed at a higher speed than the prior art, so that the precharge time is insufficient when the operating frequency is increased. Can be eliminated, and high frequency operation can be supported.

[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係る差動センスアンプ回路の構成例を示す回路図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して示している。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a differential sense amplifier circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same parts as those in FIG.

先述したセンスラッチドライビング期間の制御、即ちNチャネルトランジスタN18の制御を、第1実施形態に係る差動センスアンプ回路10では、インバータINV12の遅延時間で行っているのに対して、本実施形態に係る差動センスアンプ回路20では、センスラッチ部11のソース側ノードn13の電位SAに基づいて行うようにしている。それ以外の構成は、第1実施形態に係る差動センスアンプ回路10と同じである。   The control of the sense latch driving period described above, that is, the control of the N-channel transistor N18 is performed by the delay time of the inverter INV12 in the differential sense amplifier circuit 10 according to the first embodiment. In the differential sense amplifier circuit 20, the detection is performed based on the potential SA of the source side node n 13 of the sense latch unit 11. Other configurations are the same as those of the differential sense amplifier circuit 10 according to the first embodiment.

センスラッチドライビング期間が必要以上に長いとデータホールド時間のマージンが減少してしまい、逆に短すぎるとセットアップ時間およびデータ出力時間の短縮化が十分に行えないといった問題が生じる。   If the sense latch driving period is longer than necessary, the data hold time margin decreases. Conversely, if the sense latch driving period is too short, the setup time and the data output time cannot be sufficiently shortened.

そこで、センスラッチドライビング期間の制御を、センスラッチ部11のソース側ノードn13の電位SAを基に行えば、クロック信号CKの立ち上がりエッジを受けてNチャネルトランジスタN17がターンオンし、センスラッチ部11のソース側ノードn13の電位SAが“L”レベルとなるセンスラッチ動作完了のタイミングにてNチャネルトランジスタN18をカットオフすることができる。   Therefore, if the control of the sense latch driving period is performed based on the potential SA of the source side node n13 of the sense latch unit 11, the N-channel transistor N17 is turned on in response to the rising edge of the clock signal CK, and the sense latch unit 11 The N-channel transistor N18 can be cut off at the timing when the sense latch operation is completed when the potential SA of the source side node n13 becomes “L” level.

このように、差動入力部12のソース側の制御において、差動入力部12イネーブル期間(センスラッチドライビング期間)を制御するNチャネルトランジスタN18のゲートレベルの制御をセンスラッチ部11のソース側ノードn13の電位SAを基に行うことにより、センスラッチドライビング期間を最適化できるため、セットアップおよびホールド時間のバランスを最適に保つことが可能となる。   Thus, in the control of the source side of the differential input unit 12, the gate level of the N-channel transistor N18 that controls the differential input unit 12 enable period (sense latch driving period) is controlled by the source side node of the sense latch unit 11. By performing based on the potential SA of n13, the sense latch driving period can be optimized, so that the balance between setup and hold time can be kept optimal.

[第3実施形態]
図4は、本発明の第3実施形態に係る差動センスアンプ回路の構成例を示す回路図であり、図中、図1と同等部分には同一符号を付して示している。
[Third Embodiment]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a differential sense amplifier circuit according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in FIG.

本実施形態に係る差動センスアンプ回路30は、第1実施形態に係る差動センスアンプ回路10の構成要素に加えて、センスラッチ部11のラッチノードn11,n12とVDDラインとの間に接続されたNチャネルトランジスタN19,N20を第1,第2のトランジスタとして有する構成となっている。   The differential sense amplifier circuit 30 according to the present embodiment is connected between the latch nodes n11 and n12 of the sense latch unit 11 and the VDD line in addition to the components of the differential sense amplifier circuit 10 according to the first embodiment. The N-channel transistors N19 and N20 are used as first and second transistors.

NチャネルトランジスタN19のゲートには、リセット端子17を介して次段のSRラッチ回路(図6参照)のリセット信号Rが印加される。このリセット信号Rは、リセット端子14から次段のSRラッチ回路に出力されるラッチノードn12の電位Rbに基づく第2の信号である。NチャネルトランジスタN20のゲートには、セット端子18を介して次段のSRラッチ回路のセット信号Sが印加される。このセット信号Sは、セット端子13から次段のSRラッチ回路に出力されるラッチノードn11の電位Sbに基づく第1の信号である。   The reset signal R of the next stage SR latch circuit (see FIG. 6) is applied to the gate of the N-channel transistor N19 via the reset terminal 17. The reset signal R is a second signal based on the potential Rb of the latch node n12 output from the reset terminal 14 to the SR latch circuit at the next stage. The set signal S of the SR latch circuit at the next stage is applied to the gate of the N-channel transistor N20 via the set terminal 18. The set signal S is a first signal based on the potential Sb of the latch node n11 output from the set terminal 13 to the SR latch circuit at the next stage.

ここで、センスラッチ部11にてラッチノードn11,n12の電位Sb,Rbを確定後(センスラッチドライビング期間終了後)でかつクロック信号CKが“H”レベルの時間の間にデータ信号Dの極性が変化した場合、例えばデータ端子15に“H”レベルのデータ信号Dが入力され、ラッチノードn11の電位Sbが“L”レベル、ラッチノードn12の電位Rbが“H”レベルに確定後、データ信号Dが“L”レベルに変化した場合を考える。   Here, after the potentials Sb and Rb of the latch nodes n11 and n12 are determined by the sense latch unit 11 (after the sense latch driving period ends) and the clock signal CK is at the “H” level, the polarity of the data signal D Is changed, for example, the data signal D of “H” level is input to the data terminal 15, the potential Sb of the latch node n11 is determined to be “L” level, and the potential Rb of the latch node n12 is determined to be “H” level. Consider the case where the signal D changes to the “L” level.

この場合、NチャネルトランジスタN13がカットオフし、NチャネルトランジスタN14がターンオンすることになり、またクロック信号CKが“H”レベルの場合を考えているためNチャネルトランジスタN16もオン状態にある。したがって、フローティングノードではあるがNチャネルトランジスタN16,N14を介してノードn14のVSSレベルがラッチノードn12の電位Rbに見えてしまい、瞬間的にレベルの落ち込みが発生してしまう。   In this case, the N-channel transistor N13 is cut off, the N-channel transistor N14 is turned on, and the N-channel transistor N16 is also in the on-state because the clock signal CK is at “H” level. Therefore, although it is a floating node, the VSS level of the node n14 can be seen as the potential Rb of the latch node n12 via the N-channel transistors N16 and N14, and a level drop occurs instantaneously.

よって、ホールド時間を追い込んでいった場合ラッチデータが壊れてしまうことが考えられる。言い換えれば、このノードn14のレベルの落ち込みにより、本フリップフロップ回路のホールド時間が決定付けられてしまうということになる。   Therefore, it is conceivable that the latch data will be destroyed when the hold time is driven. In other words, the hold time of the flip-flop circuit is determined by the drop in the level of the node n14.

そこで、ラッチノードn11,n12とVDDラインとの間にNチャネルトランジスタN19,N20を接続し、これらトランジスタN19,N20のゲートレベルの制御を次段のSRラッチ回路(図6参照)のリセット信号Rおよびセット信号Sを基に行うことにする。   Therefore, N-channel transistors N19 and N20 are connected between the latch nodes n11 and n12 and the VDD line, and the gate level of these transistors N19 and N20 is controlled by the reset signal R of the SR latch circuit in the next stage (see FIG. 6). The determination is made based on the set signal S.

こうすることにより、上述したケースの場合では、ラッチノードn11のSbが“L”レベルに、ラッチノードn12の電位Rbが“H”レベルに確定していれば、セット信号Sが“H”レベル、リセット信号Rが“L”レベルとなっているためNチャネルトランジスタN20がターンオンし、ラッチノードn12の電位Rbの落ち込みを抑えることができる。   Thus, in the case described above, if the Sb of the latch node n11 is fixed at the “L” level and the potential Rb of the latch node n12 is fixed at the “H” level, the set signal S is set at the “H” level. Since the reset signal R is at the “L” level, the N-channel transistor N20 is turned on, and the drop in the potential Rb of the latch node n12 can be suppressed.

すなわち、ラッチノードn11,n12の電位Sb,Rbの確定後(センスラッチドライビング期間終了後)、データ信号Dの極性が変化した場合でも、ラッチノードn11,n12の電位Sb,Rbの変動を抑えることができるため、ホールド時間のマージンアップを図ることが可能となる。   That is, after the potentials Sb and Rb of the latch nodes n11 and n12 are determined (after the sense latch driving period ends), even when the polarity of the data signal D changes, fluctuations in the potentials Sb and Rb of the latch nodes n11 and n12 are suppressed. Therefore, it is possible to increase the hold time margin.

なお、上記各実施形態では、第1電源レベルをVDDレベル(正側電源レベル)、第2電源レベルをVSSレベル(負側電源レベル)とした場合を例に挙げて説明したが、差動センスアンプ回路10,20,30を構成するトランジスタの導電型を図1、図3、図4の回路例の場合と逆にし、第1電源レベルをVSSレベル、第2電源レベルをVDDレベルとした構成を採ることも可能である。   In each of the above embodiments, the case where the first power supply level is the VDD level (positive power supply level) and the second power supply level is the VSS level (negative power supply level) has been described as an example. A configuration in which the conductivity types of the transistors constituting the amplifier circuits 10, 20, and 30 are reversed from those in the circuit examples of FIGS. 1, 3, and 4, the first power supply level is set to the VSS level, and the second power supply level is set to the VDD level. It is also possible to adopt.

[適用例]
上記第1乃至第3実施形態に係るフリップフロップ回路10,20,30は、液晶表示装置や有機EL(electro luminescence)装置等に代表される平面型(フラットパネル型)表示装置において、例えば、マスタークロックMCKに同期してデジタルデータをサンプリングするデータ処理回路に用いることができる。
[Application example]
The flip-flop circuits 10, 20, and 30 according to the first to third embodiments are, for example, a master in a flat type display device represented by a liquid crystal display device, an organic EL (electroluminescence) device, and the like. The present invention can be used in a data processing circuit that samples digital data in synchronization with the clock MCK.

図5は、液晶表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。本適用例に係る液晶表示装置50は、液晶セルを含む画素51が行列状に2次元配置されてなる画素アレイ部52を有するとともに、当該画素アレイ部52の周辺駆動回路として、垂直(V)ドライバー53、水平(H)ドライバー54A,54B、VCOM生成回路55、データ処理回路56およびタイミングジェネレータ57等を有している。   FIG. 5 is a system configuration diagram showing an outline of the configuration of the liquid crystal display device. The liquid crystal display device 50 according to this application example includes a pixel array unit 52 in which pixels 51 including liquid crystal cells are two-dimensionally arranged in a matrix, and a vertical (V) as a peripheral drive circuit of the pixel array unit 52. A driver 53, horizontal (H) drivers 54A and 54B, a VCOM generation circuit 55, a data processing circuit 56, a timing generator 57, and the like are included.

この液晶表示装置50には、外部のDSP(Digital Signal Processor)回路60から、液晶表示装置50の動作の基準となる信号、具体的には、マスタークロックMCK、垂直同期信号Vsyncおよび水平同期信号Hsyncと、デジタルデータとが入力される。   The liquid crystal display device 50 includes signals from an external DSP (Digital Signal Processor) circuit 60 that serve as a reference for operation of the liquid crystal display device 50, specifically, a master clock MCK, a vertical synchronization signal Vsync, and a horizontal synchronization signal Hsync. And digital data are input.

垂直ドライバー53は、画素アレイ部52の各画素51を行単位で選択走査する。水平ドライバー54A,54Bは、画素アレイ部52を挟んで上下両側に配置され、垂直ドライバー53によって選択走査された行の各画素51に対して、データ処理回路56から供給されるデジタルデータをアナログ信号に変換して書き込む。VCOM生成回路55は、画素アレイ部52の画素51の対向電極に対して全画素共通に与えるコモン電圧VCOMを生成する。   The vertical driver 53 selectively scans each pixel 51 of the pixel array unit 52 in units of rows. The horizontal drivers 54A and 54B are arranged on both the upper and lower sides with the pixel array unit 52 interposed therebetween, and the digital data supplied from the data processing circuit 56 is converted into analog signals for each pixel 51 in the row selectively scanned by the vertical driver 53. Convert to and write. The VCOM generation circuit 55 generates a common voltage VCOM that is commonly applied to all the pixels with respect to the counter electrode of the pixel 51 of the pixel array unit 52.

データ処理回路56は、装置外部のDSP回路60から入力されるマスタークロックMCKに同期して、DSP回路60から入力されるデジタルデータをサンプリングする処理を行う。このデータ処理回路56に、先述した第1乃至第3実施形態に係るフリップフロップ回路10,20,30が用いられる。タイミングジェネレータ57は、DSP回路60から入力されるマスタークロックMCK、垂直同期信号Vsyncおよび水平同期信号Hsyncを基に、垂直ドライバー53や水平ドライバー54A,54Bなどの駆動に必要な各種のタイミング信号、例えば垂直スタートパルス信号、垂直クロック信号、水平スタート信号、水平クロック信号等を生成する。   The data processing circuit 56 performs processing for sampling digital data input from the DSP circuit 60 in synchronization with the master clock MCK input from the DSP circuit 60 outside the apparatus. As the data processing circuit 56, the flip-flop circuits 10, 20, and 30 according to the first to third embodiments described above are used. The timing generator 57 is based on the master clock MCK, the vertical synchronization signal Vsync, and the horizontal synchronization signal Hsync input from the DSP circuit 60, and various timing signals necessary for driving the vertical driver 53 and the horizontal drivers 54A and 54B, for example, A vertical start pulse signal, a vertical clock signal, a horizontal start signal, a horizontal clock signal, and the like are generated.

このように、液晶表示装置50等の平面型表示装置において、マスタークロックMCKに同期してデジタルデータをサンプリングするデータ処理回路回路56として、先述した第1乃至第3実施形態に係るフリップフロップ回路10,20,30を用いることで、これらフリップフロップ回路10,20,30はセットアップ時間およびデータ出力時間を短縮できる効果を持つため、表示動作の高速化に大きく寄与できる。   As described above, in the flat display device such as the liquid crystal display device 50, the flip-flop circuit 10 according to the first to third embodiments described above is used as the data processing circuit circuit 56 that samples digital data in synchronization with the master clock MCK. , 20, and 30 have the effect of shortening the setup time and the data output time, so that the flip-flop circuits 10, 20, and 30 can greatly contribute to speeding up the display operation.

本発明の第1実施形態に係る差動センスアンプ回路の構成例を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a differential sense amplifier circuit according to a first embodiment of the present invention. 第1実施形態に係る差動センスアンプ回路の回路動作の説明に供するタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining the circuit operation of the differential sense amplifier circuit according to the first embodiment. 本発明の第2実施形態に係る差動センスアンプ回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the differential sense amplifier circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る差動センスアンプ回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the differential sense amplifier circuit which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の適用例に係る液晶表示装置の構成の概略を示すシステム構成図である。It is a system block diagram which shows the outline of a structure of the liquid crystal display device which concerns on the application example of this invention. センスアンプ型フリップフロップ回路の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of a sense amplifier type flip-flop circuit. 差動センスアンプ回路の従来例に係る回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure based on the prior art example of a differential sense amplifier circuit. RSラッチ回路の回路構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a circuit structure of RS latch circuit. 従来例に係るセンスアンプ型フリップフロップ回路の回路動作の説明に供するタイミングチャートである。It is a timing chart with which it uses for description of the circuit operation | movement of the sense amplifier type flip-flop circuit which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

10,20,30,100…差動センスアンプ回路、11…センスアンプ部、12…差動入力部、50…液晶表示装置、51…画素、52…画素アレイ部、53…垂直(V)ドライバー、54A,54B…水平(H)ドライバー、55…VCOM生成回路、56…データ処理回路、57…タイミングジェネレータ、200…RSラッチ回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20, 30, 100 ... Differential sense amplifier circuit, 11 ... Sense amplifier part, 12 ... Differential input part, 50 ... Liquid crystal display device, 51 ... Pixel, 52 ... Pixel array part, 53 ... Vertical (V) driver 54A, 54B ... Horizontal (H) driver, 55 ... VCOM generation circuit, 56 ... Data processing circuit, 57 ... Timing generator, 200 ... RS latch circuit

Claims (6)

クロック信号に同期してラッチ動作を行うラッチ部と、
前記クロック信号に同期したデータ信号の極性に応じて差動動作を行う差動入力部と、
前記クロック信号が低レベルの期間に前記ラッチ部の2つの入出力ノードと前記差動入力部の2つの出力ノードとの間を切り離すスイッチ手段と、
前記クロック信号の高レベルの期間において前記差動入力部が動作状態となるイネーブル期間を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするフリップフロップ回路。
A latch unit that performs a latch operation in synchronization with a clock signal;
A differential input unit that performs a differential operation according to the polarity of the data signal synchronized with the clock signal;
Switch means for disconnecting between two input / output nodes of the latch unit and two output nodes of the differential input unit during a period when the clock signal is at a low level;
And a control means for controlling an enable period during which the differential input section is in an operating state during a high level period of the clock signal.
前記クロック信号が低レベルの期間に前記ラッチ部のソース側ノードを電源レベルにプリチャージするプリチャージ手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載のフリップフロップ回路。
The flip-flop circuit according to claim 1, further comprising precharge means for precharging the source side node of the latch unit to a power supply level during a period when the clock signal is at a low level.
前記制御手段は、前記クロック信号が入力されるクロック端子と前記差動入力部の電流源トランジスタのゲートとの間に接続されたインバータからなり、当該インバータの遅延時間によって前記イネーブル期間を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のフリップフロップ回路。
The control unit includes an inverter connected between a clock terminal to which the clock signal is input and a gate of a current source transistor of the differential input unit, and controls the enable period according to a delay time of the inverter. The flip-flop circuit according to claim 1.
前記制御手段は、前記差動入力部の電流源トランジスタのゲートレベルを前記ラッチ部のソース側ノードの電位で制御することによって前記イネーブル期間を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のフリップフロップ回路。
2. The flip-flop according to claim 1, wherein the control unit controls the enable period by controlling a gate level of a current source transistor of the differential input unit with a potential of a source side node of the latch unit. circuit.
前記ラッチ部の一方の入出力ノードと電源ラインとの間に接続された第1のトランジスタと、前記ラッチ部の他方の入出力ノードと電源ラインとの間に接続された第2のトランジスタとを有し、
前記一方の入出力ノードの電位に基づく第1の信号によって前記第2のトランジスタのゲートレベルを制御し、前記他方の入出力ノードの電位に基づく第2の信号によって前記第1のトランジスタのゲートレベルを制御する
ことを特徴とする請求項1記載のフリップフロップ回路。
A first transistor connected between one input / output node of the latch portion and a power supply line; and a second transistor connected between the other input / output node of the latch portion and a power supply line. Have
The gate level of the second transistor is controlled by a first signal based on the potential of the one input / output node, and the gate level of the first transistor is controlled by a second signal based on the potential of the other input / output node. The flip-flop circuit according to claim 1, wherein the flip-flop circuit is controlled.
マスタークロックに同期してデジタルデータをサンプリングするデータ処理回路を有する表示装置であって、
前記データ処理回路として、
クロック信号に同期してラッチ動作を行うラッチ部と、
前記クロック信号に同期したデータ信号の極性に応じて差動動作を行う差動入力部と、
前記クロック信号が低レベルの期間に前記ラッチ部の2つの入出力ノードと前記差動入力部の2つの出力ノードとの間を切り離すスイッチ手段と、
前記クロック信号の高レベルの期間において前記差動入力部が動作状態となるイネーブル期間を制御する制御手段とを備えたフリップフロップ回路を用いる
ことを特徴とする表示装置。
A display device having a data processing circuit that samples digital data in synchronization with a master clock,
As the data processing circuit,
A latch unit that performs a latch operation in synchronization with a clock signal;
A differential input unit that performs a differential operation according to the polarity of the data signal synchronized with the clock signal;
Switch means for disconnecting between two input / output nodes of the latch unit and two output nodes of the differential input unit during a period when the clock signal is at a low level;
A display device comprising: a flip-flop circuit including control means for controlling an enable period during which the differential input unit is in an operating state during a high level period of the clock signal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012253612A (en) * 2011-06-03 2012-12-20 Handotai Rikougaku Kenkyu Center:Kk Flip-flop circuit device and processor device using the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000165207A (en) * 1998-11-27 2000-06-16 Nec Ic Microcomput Syst Ltd Latching circuit
JP2002026697A (en) * 2000-07-13 2002-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flip-flop circuit
JP2002158563A (en) * 2000-10-23 2002-05-31 Samsung Electronics Co Ltd CP flip-flop
JP2004516704A (en) * 2000-12-15 2004-06-03 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 Pulse D flip-flop using differential cascode switch
JP2004214717A (en) * 2002-12-26 2004-07-29 Sony Corp flip flop

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000165207A (en) * 1998-11-27 2000-06-16 Nec Ic Microcomput Syst Ltd Latching circuit
JP2002026697A (en) * 2000-07-13 2002-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flip-flop circuit
JP2002158563A (en) * 2000-10-23 2002-05-31 Samsung Electronics Co Ltd CP flip-flop
JP2004516704A (en) * 2000-12-15 2004-06-03 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 Pulse D flip-flop using differential cascode switch
JP2004214717A (en) * 2002-12-26 2004-07-29 Sony Corp flip flop

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012253612A (en) * 2011-06-03 2012-12-20 Handotai Rikougaku Kenkyu Center:Kk Flip-flop circuit device and processor device using the same

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