D-FFの構成について

質問

フリップフロップのD-FFを構成するとき、MOSFETもしくは、トランジスタ単位で記述するとしたらどのような回路図になるでしょうか？
MIL論理記号でもかまいません。
ただ、MIL記号で記述する場合はトランジスタやMOSFETの数が最小になるように記述していただければ幸いです。

回答No.4

rabbit_cat · ベストアンサー

つまり、自分で、部品を買ってきて、ディスクリートでＤ－ＦＦを組んでみたいということですか。
バイポーラトランジスタでＤ－ＦＦを作る場合（とくに、ＬＳＩに作りこむのではなくてディスクリートで組む場合）には、双安定マルチバイブレータ回路が基本になります。
（ＬＳＩに作りこむ場合には可能な限りトランジスタを増やして抵抗を減らす回路にするのに対して、ディスクリートの場合は逆に抵抗を増やしてトランジスタを減らす回路のほうがいいでしょうから）

D-FFの具体的な回路構成が検索しても出てこなかったんですが、
http://www.d.dendai.ac.jp/lab_site/dlab/2-3d-1/PDF/Taro11-1maruchi.pdf
にT-FFの構成例がありますが、これで、入力のところをちょっと変えると（ダイオードの付け方など）D-FFになります。

＃以下、蛇足というか独り言
＞MOSFETもしくは、トランジスタ単位
て書いてありますが、これは、＃１の補足から判断するに、「MOSFETもしくはバイポーラトランジスタの単位」という意味なんですかね。
MOSFETもトランジスタですから、上のように書くだけではそういう意味だとは取ってくれません。
少なくとも、現在、D-FFの回路とかを普段仕事で実際に考えている人（＝商用のＬＳＩの回路設計をしている人）は、ほとんどＭＯＳしか使わないんで、単に「トランジスタ」と言えばＭＯＳＦＥＴのことを指しています。バイポーラトランジスタは、きちんと「バイポーラトランジスタ」と言わないとわかりません。
さらに独り言を言えば、最近は、バイポーラトランジスタのことを全く知らないアナログ回路設計者も多いです。というより、むしろ、逆に、バイポーラの知識を変に持っている人は、ＭＯＳを使ったアナログ回路設計でも、バイポーラトランジスタを単にそのままＭＯＳに置き換えただけみたいな回路を作りがちで（こういう回路は消費電力が大きくなりがち）、ＭＯＳ特有のアナログ回路（スイッチとキャパシタを使う回路など）に馴染めない、なんてマイナス面もあったりします。

お礼

丁寧なご回答ありがとうございます。
確かに、FETは「電界効果トランジスタ」と言うので、「バイポーラ」と明記したほうがよかったですね。
紛らわしい書き方をしてしまい申し訳ありませんでした。

回答No.3

rabbit_cat

＃１さんのページのラッチとまあ、考え方は同じなんですが、＃１さんのページのだと、スイッチがＮＭＯＳだけでできているんで中間ノードがフルスイングしないんで、きちんとＣＭＯＳスイッチとして使うことが多いです。
それから、D-Latch単体では反転出力にしておいて、D-Latchを２つ従属した状態（D-FF）で、正相の出力になるように組むのが普通です。（このほうが、D-FFとしての遅延時間が短くなるので）

あるいは、高速の回路で、クロックが定常的に来ることが保証されている回路では、ノードの電荷を貯めるだけで動かすダイナミック型の回路を使うこともあります。
http://ocw.osaka-u.ac.jp/contents/22/04_sekkei_10.pdf
等

お礼

CMOSで組むほうがよいのですね。
自分の予定では高速使用ではないので、ダイナミックはいらないと思います。
ご回答ありがとうございました。

回答No.2

yucco_chan

#1さんが示しているDラッチの回路を2段接続し、前段と後段の
クロックを反転クロックにしたものが、D-FFになります。

2段接続とは、1段目のDoutを2段目のDinに接続した回路になります。
クロックは、1段目のDラッチには反転クロック、2段目はクロック
そのままにすると、＃１さんが示したURLで解説されている
D-FFになります。

お礼

なるほど。
#1の方が示してくれてような回路を2段つなぐことによってD-FFとなるのですね。
ご回答ありがとうございました。

回答No.1

takepon256

Dラッチの項目をご参照ください。
http://www.ie.u-ryukyu.ac.jp/~wada/digital/latch.html

補足

ご回答ありがとうございます。
ここでは、MOSFETの回路図＆MIL論理記号の回路図になっていますが、トランジスタで記述する場合はどのようになるでしょうか？
MOSFETで組もうとすると（コストが）高くなるので、できればパイポーラトランジスタで組みたいのですが・・・