三值脉冲式JKL触发器设计

锁存器和触发器是时钟系统的基本元件.由于具有硬边沿、低延时等特点,脉冲式触发器比主从触发器越来越受到关注.很多文献对二值脉冲式触发器进行了研究,但是目前对三值CMOS脉冲式触发器的研究并不多.本文从脉冲式触发器的特点出发,提出了单边沿、双边沿三值脉冲式JKL触发器的设计,进一步丰富和完善了多值脉冲式触发器的设计.HSPICE模拟结果表明,提出的三值脉冲式JKL触发器具有正确的逻辑功能和功耗低、延时小的特点.与从传统的主从型和维持阻塞型三值JKL触发器相比,所设计的三值脉冲式JKL触发器电路结构简单,节省了近54.5%的能耗.     

四值单稳态触发器设计

在二值单稳态触发器设计的基础上，提出了四值单稳态触发器的设计方案．经过PSPICE模拟，所设计的电路具有正确的逻辑功能，并能由此方法推广到基值更高的单稳态触发器的设计．与二值单稳态触发器相比，四值单稳态触发器具有更强的功能．     

低功耗动态三值CMOS D触发器设计

低功耗设计在当前超大规模集成电路中越来越重要，本文以一种没有直流功耗．具有完全电压摆幅的低功耗动态CMOS三值反相器作为基础。结合简单三值差分逻辑（STDL）的结构．设计了一种低功耗动态三值CMOS D触发器．该触发器能很好地实现动态D触发器的逻辑功能．并且具有结构简单、芯片面积小、时钟简单等优点．Pspice模拟表明所设计的触发器还具有速度快、功耗低的优点．它比二值动态TSPCL D触发器节省近35%的能耗．     

基于集成门电路的三值无稳态触发器研究

通过对二值无稳态触发器设计原理的重新归纳,本文从三值单稳态触发器的设计出发,提出了基于集成门电路的三值无稳态触发器的设计方案, 并用PSPICE程序进行计算机验证. 结果表明所设计的三值无稳态触发器具有正确的逻辑功能. 本文还进一步提出了三值等宽的三值无稳态触发器的设计方案.     

主从型D触发器中短路功耗的研究

在对主从型D触发器分析短路功耗的基础上，本文提出了一种使D触发器工作在两个有一定相位差的时钟下以减少D触发器短路功耗的方法，模拟结果证明了该方法的有效性。     

直接控制触发器预置端的 2-3混值计数器设计

木文研究混值计数器设计中触发器直接预置端的应用.文中首先分析了三值触发器预置端的功能，将二值触发器的邻控原理推广到三值触发器中.然后提出了反馈式和邻控式混值计数器的设计.按照此法设计的电路比较简单，具有一定的实用意义.     

高性能电流型CMOS显性脉冲触发器设计

提出以电流信号表示逻辑值的电流型CMOS显性脉冲触发器的设计用于低功耗高性能混合集成电路设计中,以减少存储单元开关噪声对电路性能的影响.所提出的电流型CMOS显性脉冲触发器较以往文献中电流型CMOS主从触发器和电流型CMOS边沿触发器晶体管数量分别减少11个和4个,采用TSMC 0.18 μm COMS工艺参数的HSPICE模拟结果表明,所提出的电流型脉冲触发器具有正确的逻辑功能,平均延时分别减少了48.8%和57%,具有结构简单,功耗低和速度快的特性,同时该触发器可方便应用于单边沿和双边沿触发.     

基于多阈值技术的低功耗D触发器设计

目前CMOS电路中,漏电流功耗已经成为不可忽视的部分.降低电路漏电流功耗的一种有效方法是采用多阈值电路技术.根据多阈值电路设计原理,电路的关键路径采用低阈值晶体管,以保证电路的性能;非关键路径采用高阈值晶体管,以降低电路的漏电流功耗.对于触发器来说,其对时钟的响应部分是一个关键路径,而对信号的响应部分是非关键路径.本文据此设计了一种新型低功耗D触发器--多阈值与非门保持型D触发器.该电路结构简单,降低了电路漏电流功耗,并且当输入保持不变时,时钟信号不作用于内部结点,使内部结点电压保持不变,这进一步降低了电路的功耗.模拟结果表明所设计的D触发器跟传统的D触发器相比,可节省近25%的功耗.     

基于CNFET的低功耗三值门电路设计

通过对碳纳米场效应晶体管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)的研究,提出一种基于CNFET的低功耗三值门电路设计方案.该方案在分析CNFET结构及其不同尺寸的碳纳米管对应于不同阈值电压特性的基础上,以多值逻辑理论为指导,设计基于CNFET的三值反相器、与非门、或非门等单元门电路,最后利用HSPICE对所设计的电路进行仿真.结果表明:所设计电路具有正确的逻辑功能,与传统三值门电路相比,三值CNFET门电路平均传输速度提高52.7%,平均能耗节省54.9%.     

通用型三值单稳态触发器设计

对三值单稳态触发器的设计原理进行了研究,结合ＲＣ电路延迟作用和信号反馈存在的原理,设计了三值脉冲控宽电路和三值单稳触发器,并通过ＰＳＰＩＣＥ５．０软件模拟,证实了逻辑功能的正确性。     

基于钟控神经MOS管的多值双边沿D触发器设计

通过对钟控神经MOS管特性和冗余抑制技术的研究,提出了一种新型多值双边沿D触发器的设计方案．该方案利用钟控神经MOS管多输入栅加权信号控制、浮栅上的电容耦合效应及具有对浮栅进行初始化并将数据保存在浮栅上等特性,实现D触发器的多值输出．与传统触发器相比较,此多值触发器不但减少时钟冗余信号,降低电路功耗,提高电路效率,而且无需改变电路的结构就可实现不同基的多值D触发器．最后,采用0．25μm CMOS工艺,利用PSPICE模拟验证了所设计的电路具有正确的逻辑功能,并与相同功能多值D触发器比较,多值双边沿D触发器具有明显的低功耗特性．     

基于触发行为的J、K激励函数的最小化技术

以JK触发器为例,提出了一种基于触发器行为的J、K激励函数的最小化技术.通过其与目前国内教科书中介绍的基于触发器次态函数最小化技术的对比与分析,证明了新的最小化技术是一种更行之有效的求最小化J、K激励函数的方法,对简化时序电路结构具有实用意义.     

基于RTD和HEMT的D触发器设计

共振隧穿二极管(RTD)作为一种新的量子器件和纳米电子器件,具有负内阻、电路功耗低、工作频率高、双稳态和自锁等特性,可突破CMOS工艺尺寸的物理极限,在数字集成电路领域有更为广阔的发展空间.针对RTD的特性,采用3个RTD串联的单双稳态转换逻辑单元(MOBILE)和类SR锁存器,设计了基于RTD和HEMT(高电子迁移率晶体管)的D触发器.较于其他研究的D触发器,该D触发器能有效降低电路的器件数量和复杂度,且能抗S、R信号的延时差异干扰,具有更稳健的输出.     

MCML/TG混合结构与三值T门和三值Dlatch电路设计

在深入分析MCML和TG的电路特点后,提出将2种结构结合起来进行数字电路设计的思路.该混合结构主要由MCML和TG共同构成,MCML结构产生控制信号,TG进行信号的传输.并以三值T门和三值D锁存器电路为例,验证了这种设计思路的可行性.通过Hspice软件,采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺,供电电压1.8 V,对所设计的电路进行仿真,分析结果表明：电路逻辑功能正确;输入输出高低电平一致,具有较好的电压兼容性;功耗保持MCML结构的优势,基本与频率无关;与传统的CMOS电路相比,取得了较大的延迟优化.     

基于低功耗双边沿D触发器的任意进制异步计数器设计

从D触发器激励表入手，分别给出了采用单边沿D触发器和双边沿D触发器的2^n进制异步加法计数器、减法计数器的设计方法．在此基础上，采用逻辑函数修改技术，通过实例讨论了基于单边沿D触发器和双边沿D触发器的异步任意进制计数器的设计．该设计方法方便，快速，具有一定的实用意义．     

基于绝热多米诺逻辑的三值移位寄存器设计

通过对三值移位寄存器和绝热多米诺电路的研究,提出了一种具有左移右移并入并出功能的三值绝热多米诺移位寄存器的设计方案.首先根据开关信号理论设计了具有复位功能的三值绝热多米诺D触发器,实现寄存器移位寄存功能;然后设计了具有数据选择功能的T运算电路,此电路具有3种切换功能;最后在此基础上进一步设计了4位三值绝热多米诺移位寄存器,实现三值绝热多米诺移位寄存器的级联.经HSPICE仿真验证,所设计的电路具有正确的逻辑功能及显著的低功耗特性.     

基于门冻结技术的无冒险RS触发器设计

数字电路中的冒险现象不仅会导致电路的误操作,而且消耗了很多能量、增加了操作时间,因此在电路设计中冒险的检测和消除非常重要．文章介绍了门冻结技术的基本思想,以此为基础给出了基于F门的CMOS与非门、或非门的逻辑单元电路设计,并将其应用到RS触发器的设计中,经PSPICE模拟显示,与传统的同步RS触发器相比,所设计的基于F门的同步RS触发器电路不仅具有正确的逻辑功能,消除了冒险,而且使电路的功耗也得到了有效地降低。     

基于MOS-NDR负阻器件的D触发器设计

负阻器件由于在电流 电压特性曲线中表现出独特的负微分电阻特性,从而大大增加了单个器件所能实现的逻辑功能.如果将其用于数字逻辑电路设计,尤其是触发器的设计,可有效减少器件的数目.通过分析CMOS工艺负阻器件MOS-NDR及单双稳态转换逻辑单元MOBILE的工作特性,设计了一个时钟上升沿触发的D触发器.采用TSMC 0.18 μm工艺对所设计的电路进行HSPICE仿真,仿真结果表明所设计的电路具有正确的逻辑功能.与基于MOS-NDR负阻器件的同类触发器相比,新设计的D触发器具有更稳健的输出和较强的抗干扰能力