[发明专利]一种基于TFET的主从触发器

说明书

本发明公开了一种基于TFET的主从触发器，包括主触发器和从触发器；主触发器包括五个NTFET晶体管和五个PTFET晶体管，这五个NTFET晶体管依次记为N1～N5，这五个PTFET晶体管依次记为P1～P5；该主从触发器的触发器信号输入端D作为主触发器信号输入；从触发器包括五个NTFET晶体管和五个PTFET晶体管，这五个NTFET晶体管依次记为N6～N10，这五个PTFET晶体管依次记为P6～P10；主触发器信号输出端Q1作为从触发器信号输入；从触发器信号输出为该主从触发器的触发器信号输出端Q。本发明可以提高数据传输的稳定性，解决了TFET应用在传统传输门触发器的数据传输稳定性问题。

技术领域

本发明涉及触发器技术领域，尤其涉及一种基于TFET(Tunneling Field-EffectTransistor，隧穿场效应晶体管)的主从触发器。

背景技术

随着移动电子产品的发展，人们对集成电路低功耗的需求变得越来越迫切。近年来，MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)已成为数字集成电路和模拟集成电路的重要组成部分。然而随着集成电路技术节点的发展，MOSFET在超低功耗电路中的一些缺点使其难以获得满意的结果。在MOSFET中，持续降低的电源电压导致触发器的延迟呈指数增加；降低MOSFET器件的阈值电压(VT)，在低电源电压下保持合理的驱动电流，必然导致漏电急剧增加，从而导致静态功耗的增加。此外，MOSFET在室温下的亚阈值摆幅理论上难以小于60mv/decade。降低电路设计中的电源电压是当今半导体工业面临的最大挑战之一，传统的MOSFET技术在超低功耗应用中几乎达到了其物理极限，但是由于MOSFET的上述缺点，在亚阈值工作电压下进一步降低触发器静态功耗仍然是十分有限的。

相比于MOSFET，TFET由于具有更低的亚阈值摆幅、更高的开关电流比以及较小的漏电流，使得TFET替代MOSFET具有广阔的前景。但是由于TFET不对称的源漏设计和传输机制导致的单向传导(unidirectional conduction)特性，严重影响了TFET在触发器中的应用，尤其是其作为触发器的传输门结构(如图1所示)时，因为传输门结构双向导通。单向传导特性即给TFET施加正向偏置电压和反向偏置电压时，电流传输特性不一样。当给TFET施加正向偏置电压时，其总会出现不受栅极电压控制的正偏漏电流，这使得TFET做触发器传输门时，在保持状态下传输门可能会出现正偏漏电流，从而影响数据传输稳定性。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于TFET的主从触发器，以解决现有技术中存在的上述技术问题。本发明可以提高数据传输的稳定性，解决了TFET应用在传统传输门触发器的数据传输稳定性问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于TFET的主从触发器，包括主触发器和从触发器；

所述主触发器包括五个NTFET晶体管和五个PTFET晶体管，这五个NTFET晶体管依次记为N1～N5，这五个PTFET晶体管依次记为P1～P5；

该主从触发器的触发器信号输入端D作为主触发器信号输入，与PTFET晶体管P1的栅极、NTFET晶体管N2的栅极电连接；

PTFET晶体管P1的源极与电源VDD电连接，而PTFET晶体管P1的漏极与PTFET晶体管P2的源极电连接；

PTFET晶体管P2的栅极为时钟信号输入端，接入时钟信号CLK，而PTFET晶体管P2的漏极与NTFET晶体管N1的漏极、PTFET晶体管P3的栅极、NTFET晶体管N3的栅极、PTFET晶体管P5的漏极、NTFET晶体管N4的漏极电连接；

NTFET晶体管N1的栅极为反相时钟信号输入端，接入反相时钟信号CLKB，而NTFET晶体管N1的源极与NTFET晶体管N2的漏极电连接；

NTFET晶体管N2的源极接地；