[发明专利]脉冲式正反器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种正反器(flip-flop,FF)，且特别是有关于一种脉冲式正反器。

背景技术

近年来，由于各种可携式和消费性电子产品(例如：智能手机、数码相机、笔记本电脑和医疗用途的感测系统等)的普及，电子产品的设计趋向低功率、低工作电压和低漏电的设计。

正反器(flip-flop,FF)为一种根据时脉信号的边缘触发而将数据进行储存的电路元件，一般正反器所消耗的动态功率与漏电流约占整体系统的40~60%，为高耗能、高漏电的电路元件。

脉冲式正反器(pulse-based flip-flop)由一脉冲产生器(pulse generator)以及一闩锁器(data latch)所组成，一般在设计脉冲式正反器时，仅着重降低动态功率，而无法同时降低漏电流以及工作电压。举例而言，以动态电路(dynamic circuit)、骨牌电路(domino circuit)和预充电电路(pre-charged circuit)所设计的脉冲式正反器在低工作电压下皆难以维持正确的逻辑运作。

此外，多数脉冲式正反器内的闩锁器常使用两个反相器对接(亦即一反相器的输出端相接于另一反相器的输入端)，在写入数据时易发生电流竞争的情况。

因此，设计低功率、低工作电压和低漏电的脉冲式正反器，并且避免发生电流竞争的情况，有其必要性。

发明内容

本发明的一态样是在提供一种脉冲式正反器，利用其内闩锁器中控制电路的设计，阻断闩锁器中的直流电流路径，降低功耗与漏电流。

本发明一实施例关于一种脉冲式正反器，脉冲式正反器响应第一时脉信号以及第二时脉信号，闩锁数据输入信号，以将数据输入信号转换为数据输出信号，脉冲式正反器包含脉冲产生器以及闩锁器。脉冲产生器用以接收第一时脉信号并产生第二时脉信号，其包含第一反相器以及信号延迟电路，第一反相器用以接收第一时脉信号并输出第二时脉信号；信号延迟电路电性连接于第一反相器，用以接收第二时脉信号并延迟第二时脉信号。闩锁器响应第一时脉信号以及第二时脉信号，用以闩锁数据输入信号并输出数据输出信号，其包含传递电路、闩锁电路以及控制电路，传递电路用以传递数据输入信号；闩锁电路电性连接于传递电路，用以接收和闩锁数据输入信号，并且输出数据输出信号；控制电路电性连接于闩锁电路，用以提供电压控制闩锁电路的开与关。

附图说明

图1是依照本发明一实施例所绘示的一种脉冲产生器电路图。

图2是依照本发明一实施例所绘示的时脉信号波形示意图。

图3是依照本发明一实施例所绘示的一种数据闩锁器电路图。

图4是依照本发明一实施例所绘示的一种数据输出信号波形示意图。

图5是依照本发明另一实施例所绘示的一种数据输出信号波形示意图。

【主要元件符号说明】

100：脉冲产生器

120、140、345、350、355、380：反相器

160：信号延迟电路

300：闩锁器

320：控制电路

340：闩锁电路

360：传递电路

365、370、375：开关元件

具体实施方式

下文举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

关于本文中所使用的『约』、『大约』或『大致』一般通常是指数值的误差或范围于百分之二十以内，较好地是于百分之十以内，而更佳地则是于百分之五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，即如『约』、『大约』或『大致』所表示的误差或范围。

下述本发明实施例揭示一种脉冲式正反器，其通过晶体管堆迭的方式降低漏电流，因此具有极低的动态功率消耗，此脉冲式正反器并以静态电路的方式设计以用于低电压的工作环境。

脉冲式正反器包含一脉冲产生器(pulse generator)以及一数据闩锁器(data latch)，响应第一时脉信号CLK以及第二时脉信号CLK_B，闩锁数据输入信号D，并将数据输入信号D转换为数据输出信号Q。下述将分别针对脉冲产生器以及数据闩锁器作详细说明。