[實(shí)用新型]基于浮柵MOS管的差分型單邊沿T觸發(fā)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621371111.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN206237376U
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡曉慧;杭國(guó)強(qiáng);楊旸;章丹艷;周選昌;劉承成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)城市學(xué)院
• 主分類號(hào): H03K3/012
• 分類號(hào): H03K3/012;H03K3/356
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司33101
• 代理人: 張羽振

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及差分型單邊沿T觸發(fā)器，特別涉及一種基于浮柵MOS管的差分型單邊沿T觸發(fā)器。

背景技術(shù)

觸發(fā)器是數(shù)字集成電路中基本的構(gòu)件，它們決定著包括功耗、延遲、面積、可靠性等電路的性能。在所有的觸發(fā)器中，差分結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器由于具有互補(bǔ)輸出、低功耗、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用比較廣泛。差分觸發(fā)器能夠起到放大器的作用，因此它們能夠在低擺幅電壓信號(hào)下很好的工作。它們還能夠在觸發(fā)器中建立各種邏輯功能來(lái)降低測(cè)序開銷。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種功耗低且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的基于浮柵MOS管的差分型單邊沿T觸發(fā)器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：基于浮柵MOS管的差分型單邊沿T觸發(fā)器，包括輸入控制結(jié)構(gòu)、差分結(jié)構(gòu)的主觸發(fā)器和差分結(jié)構(gòu)的從觸發(fā)器；

所述輸入控制結(jié)構(gòu)由組合邏輯電路構(gòu)成，異或門XOR1構(gòu)成F1輸入結(jié)構(gòu)，異或門XOR2和非門I1構(gòu)成F2輸入結(jié)構(gòu)；XOR1的輸出為F1；XOR2的輸出為I1的輸入，I1的輸出為F2；

所述主觸發(fā)器由構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)的兩個(gè)PMOS管m3和m4以及兩個(gè)三輸入n型浮柵MOS管m1和m2構(gòu)成；

所述從觸發(fā)器由構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)的兩個(gè)PMOS管m7和m8，兩個(gè)三輸入n型浮柵MOS管m5和m6以及兩個(gè)反相器INV1和INV2構(gòu)成；

所述PMOS管m3、m4、m7和m8源級(jí)接工作電壓VDD，所述三輸入n型浮柵MOS管m1、m2、m5和m6的源級(jí)接地；

所述主觸發(fā)器中構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)的兩個(gè)PMOS管m3和m4的漏極分別與兩個(gè)三輸入n型浮柵MOS管m1和m2的漏極連接，并且產(chǎn)生主觸發(fā)器的輸出和x；所述從觸發(fā)器中構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)的兩個(gè)PMOS管m7和m8的漏極分別與兩個(gè)三輸入n型浮柵MOS管m5和m6的漏極連接，并通過兩個(gè)反相器INV1和INV2連接到輸出端Q和

本實(shí)用新型的有益效果是：輸入控制結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單的組合邏輯電路組成。電路利用了浮柵MOS管所具有的閾值易于控制這一自然屬性，無(wú)需增加特別的電路，僅需通過在n型浮柵MOS管中增加一個(gè)輸入端就可以方便的控制電路的開關(guān)。差分結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器由于具有互補(bǔ)輸出、低功耗、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，而運(yùn)用n型浮柵MOS管下拉網(wǎng)絡(luò)代替了傳統(tǒng)的差分型觸發(fā)器中的nMOS邏輯電路，簡(jiǎn)化了下拉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步減小了電路的功耗。

附圖說明

圖1是n型和p型多輸入浮柵MOS管符號(hào)和電容模型；

圖2是本實(shí)用新型電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。下述實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

多輸入浮柵MOS管是近年來(lái)提出的一種具有功能性強(qiáng)、閾值控制靈活等特點(diǎn)的新型器件，人們已在模擬、數(shù)字和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)領(lǐng)域?qū)λ膽?yīng)用開展了深入研究。這種器件的加工工藝與標(biāo)準(zhǔn)的雙層多晶硅CMOS工藝完全兼容，它的符號(hào)表示及其電容模型如圖1所示。它具有多個(gè)輸入柵極和一個(gè)浮柵極，其中浮柵由第一層多晶硅形成，多個(gè)輸入控制柵則由第二層多晶硅形成。輸入端與浮柵之間通過電容實(shí)現(xiàn)耦合。圖中V_F表示浮柵上的電壓，V₀為襯底電壓，V₁、V₂、……、V_n為輸入信號(hào)電壓。C₀是浮柵與襯底之間的耦合電容，它主要由柵氧化層電容C_ox構(gòu)成，C₁、C₂、……、C_n為各個(gè)輸入柵與浮柵之間的耦合電容。圖中D和S分別表示漏極和源極。浮柵上的凈電荷Q_F由下式給出：

對(duì)于n溝道浮柵MOS管，襯底接地，因此V₀＝0。假設(shè)浮柵上的初始電荷為零，根據(jù)電荷守恒定律，由上式可得: