DE3017960C2 - Circuit for generating an interrogation voltage for double gate transistors - Google Patents

Circuit for generating an interrogation voltage for double gate transistors

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Erzeugen einer Abfragespannung für Doppelgate-Tnirtsisioren in einer EPROM-Speicherschaltung mit Subsiralvorspannung.The invention relates to a circuit for generating an interrogation voltage for double gate sensors in an EPROM memory circuit with subsiral bias.

Praktisch alle LSI-n-Kanal-MOS-Schaltungen arbeiten mit Substratvorspannung. In neuerer Zeit ist man bemüht, den Vorspannungsgenerator auf dem Schaltungsplättchen zu integrieren und die Vorspannung variabel und von bestimmten Faktoren abhängig zu machen, z. B. den Schwellenwertspannungen der verschiedenen Transistoren, der anliegenden Spannung (V„) der Stromversorgung, der Temperatur und der Alterung. Ein Substratvorspannungsgenerator guter Auslegung kann eine Au~gangsspannung in der Größenordnung von —1,0 bis —7,0 Volt erzeugen, wobei eine Spannung Vcrder Stromversorgung von 5,0 Volt anliegt.Virtually all LSI n-channel MOS circuits operate with substrate bias. Efforts have recently been made to integrate the bias generator on the circuit board and to make the bias variable and dependent on certain factors, e.g. B. the threshold voltages of the various transistors, the applied voltage (V " ) of the power supply, the temperature and the aging. A well designed substrate bias generator can produce an output voltage on the order of -1.0 to -7.0 volts with a power supply voltage Vc of 5.0 volts.

Ein Nachteil ist dabei, daß Transistoren von löschbaren programmierbaren Nuriesespeiche. η (EPROMs) eine Schwellenwertspannung in der Größen«?· 'r-rg von + 2.0 bis +5,0 Volt haben müssen. Jair't en . :,ute Programmierbarkeit erreicht wird. Wenn an einen EPROM-Transistor mit normaler Srhwellenwertxpannung zwischen 1.5 und 25 Volt t. .^ Substraivorspannung angelegt wird, kann se-:: e rSchwellcnspannung bis ;zu etwa 7VoIl steigen, und /· ar abhängig von dem "spezifischen Widerstand des Substratmaterials und der Substratspannung. Wenn die Spannung (Va) der Stromversorgung 5,0 Volt beträgt, ist es daher unmöglich, irgendwelche Transistoren mit einer Schwellensp?nnung über 5,0 Volt in den Ein-Zustand zu versetzen. Wenn im übrigen die gesamte Schwellenspannung eines einer Substretvorspannung ausgesetzten EPROM-Transistors niedriger als die 5,0 Volt des Vn-Pegels wäre, beispielsweise 4 Volt, kann er in den Ein-Zustand versetzt werden, jedoch kann er hierfür eine extrem lange Zeit benötigen, beispielsweise Stunden oder Tage.A disadvantage is that transistors of erasable programmable Nuriesespeiche. η (EPROMs) must have a threshold voltage of the size «? · 'r-rg from + 2.0 to +5.0 volts. Jair't en. : ute programmability is achieved. When connected to an EPROM transistor with normal Srhwellewertxvoltage between 1.5 and 25 volts t. . ^ Substraivorspannung is applied se- may: e rSchwellcnspannung up; to about 7VoIl rise and / ar · of the "specific resistance of the substrate material and the substrate voltage when the voltage (V a) of the power supply is dependent on 5.0 volts. , therefore, it is impossible to set any transistors with a threshold voltage above 5.0 volts in the on-state. Incidentally, if the total threshold voltage of an EPROM transistor subjected to a substrate bias is lower than the 5.0 volts of the V n - If the level would be, for example 4 volts, it can be switched to the on-state, but it can take an extremely long time for this, for example hours or days.

Wegen dieser Schwierigkeiten war bei dem Entwurf moderner Schaltungen, beispielsweise Einchip-MikroprozesEoren, bisher eine Wahl zu treffen, ob entweder löschbare programmierbare Nurlesespeicher auf dem Schaltungsplättchen verwendet werden sollten, wobei alle Vorteile der Substratvorspannungstechnik verlorengingen, oder aber mit Substratvorspannung zu arbeiten und dann Speicher anderer Art, also keine EPROMs, einzusetzen.Because of these difficulties, the design of modern circuits, for example single-chip microprocessors, so far a choice has to be made whether to use either erasable programmable read-only memory on the Circuit dies should be used, losing all advantages of the substrate biasing technique, or to work with substrate bias and then memory of another type, i.e. no EPROMs, to use.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zum Erzeugen einer Abfragespannung für Poppelgate-Transistoren zu schaffen, welche erlaubt, bei Verwendung einer EPROM-Speicherschaltung die Vorteile der Technik der Substratvorspannung zu erhalten. The invention is therefore based on the object of a To create circuitry for generating an interrogation voltage for Poppelgate transistors, which allows to obtain the advantages of the substrate bias technique using an EPROM memory circuit.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltung der eingangs bezeichneten Art gelöst, weiche gekennzeichnet ist durch eine Bezugsspannungs-Generatorschaltung zum Messen der Schwellensp?nnung eines unprogrammierten EPROM-Mustertransistors in der Generatorschaltung bei anliegender Substratvorspannung, und zum Erzeugen einer Bezugs-Ausgangsspannung, welche gleich der Schwellenspannung ist,This object is achieved with a circuit of the type indicated at the outset, which is indicated by a reference voltage generator circuit for measuring the threshold voltage of an unprogrammed EPROM pattern transistor in the generator circuit when the substrate bias is applied, and for generating a reference output voltage which is equal to the threshold voltage,

einen Hoch voltgentra tor. welcher mit der BezuESSoannungs-Generatorschaltung gekoppelt ist und derart auf die Bezugs-Ausgangsspannung anspricht, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, welches gleich der Schwellenspannung plus einer vorgegebenen konstanten Zusatzspannung ist, unda high-voltage tractor. which with the reference voltage generator circuit is coupled and responsive to the reference output voltage to produce an output signal equal to the threshold voltage plus a predetermined constant additional voltage, and

einen Gattertransistor, welcher zwischen den Ausgang des Hochvoltgenerators und jeweils einen von mehreren EPROM-Transistor-Gateleitern gekoppelt ist, wobei die Gateelektrode des Gattertransistors mit dem Ausgang einer mit dem Speicher zusammenarbeitenden x-Wahischaliung gekoppelt ist.
Von wesentlicher Bedeutung ist dabei die Bezugsspannungs-Gcneratorschaltung. weiche die Schwellenspannung eines unprogrammierien EPROW-Steuertransisiors auf dem gleichen Haibleiterplät'chen konstant mißt, und welche der gleichen Substratvorspannung. Temperatur. Alterung und sonstigen anderen Faktoren ausgesetzt ist. die die Eigenschaften der Speichertransistoren beeinflussen können. Der Ausgang dieser Bczugsspannungsgeneratorschaltung ist eine Spannung, weiche genau gleich der Schwelienspannung von !0 EPROM-Transistoren ist, und sie wird an eine Hochvoltgenerator-Schaltung angelegt, weiche einen vorgegebenen festen Spannungspegel zu der Bezugsspannung hinzuaddiert, um die gewünschte Zugriffszeit des Speichers zu erhalten.
a gate transistor which is coupled between the output of the high-voltage generator and in each case one of several EPROM transistor gate conductors, the gate electrode of the gate transistor being coupled to the output of an x-selection circuit that works together with the memory.
The reference voltage generator circuit is of essential importance. which constantly measures the threshold voltage of an unprogrammed EPROW control transistor on the same semiconductor chip, and which of the same substrate bias voltage. Temperature. Aging and other other factors. which can influence the properties of the memory transistors. The output of this reference voltage generator circuit is a voltage, which is exactly equal to the threshold voltage of! 0 EPROM transistors, and it is applied to a high-voltage generator circuit, which adds a predetermined fixed voltage level to the reference voltage in order to obtain the desired access time of the memory.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. F i g. I ist ein Schaltbild eines kleinen Teils einer EPROM-Schültung üblicher Bauart, und sie zeigt die Verbindung mit dem Bezugsgenerator und dem Hochvoltgenerator gemäß der Erfindung;Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. F i g. I is a circuit diagram of a small portion of a conventional style EPROM circuit, and it shows that Connection to the reference generator and the high-voltage generator according to the invention;

F i g. 2 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des Bezugsgenerators und des Hochvoltgencr?'ors, weiche in Fig. I in Blockdarstellung enthalten sind;F i g. 2 shows a simplified circuit diagram of the reference generator and the high-voltage generator, which is shown in FIG Fig. I are included in a block diagram;

F i g. 3A bis 3D zeigen verschiedene in der schematisehen Darstellung der F i g. 2 verwendete Symbole und die zugehörigen äquivalenten Schaltungen;F i g. 3A to 3D show various in the schematic representation of FIG. 2 symbols used and the associated equivalent circuits;

F i g. 4 'eigt Spannung-Zeit-Diagramme von Signalen an verschiedenen in F i g. 2 bezeichneten Punkten.F i g. 4 shows voltage-time diagrams of signals at various in FIG. 2 designated points.

F i g. 1 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild eines kleinen Teils einer EPROM-Matrix 10 zusammen mit einer zugehörigen X-Wahlschaltung 12 und einer Y-Wahischallung 14. Die X-Wahlschaltung 12 kann eine Decoder-Schaltung üblicher Bauart sein, welche bei entsprechender Ansteuerung einen der horizontalen EPROM-Gateleiter, z. B. Leiter 16, 18 oder 20, wählt und eine EPROM-Abfragespannung an alle Speicherzellen anlegt, welche mit der jeweiligen X-Leitung zusammenarbeiten. In entsprechender Weise empfängt die Y-Wahlschaltung 14 ein Eingangssignal von einen geeigneten Y-Leilungsdecoder und bewirkt eine Vor-Ladunj bei einer von mehreren vertikalen Leitungen, beispielsweise Leitungen 22,24,26 oder 28. Die an dem Schnittpunkt der gewählten X-l.eilung und der gewählten Y-Leitung angeordnete Speicher/eile wird dann durch das Abfragesignal abgefragt, und ein Zustand der Leitung oder der Nichtleitung, welcher einen binären Ein/Aus-Zustand repräsentiert, kann durch eüien Ausgangspufferverstärker, beispielsweise Verstärker JO. festgestellt werden.F i g. 1 shows a simplified circuit diagram of a small portion of an EPROM matrix 10 together with an associated one X selection circuit 12 and a Y selection circuit 14. The X selection circuit 12 can be a decoder circuit of the usual type, which, when appropriate Control one of the horizontal EPROM gate conductors, e.g. B. Head 16, 18 or 20, selects and one EPROM query voltage applies to all memory cells, which work together with the respective X line. The Y selection circuit receives in a corresponding manner 14 receives an input signal from a suitable Y-division decoder and causes a pre-charge at one of several vertical lines, for example lines 22,24,26 or 28. The one at the intersection the selected X-line division and the selected Y-line arranged memory / part is then interrogated by the interrogation signal, and a state of the line or the non-conduction, which represents a binary on / off state, can be achieved by an output buffer amplifier, for example amplifier JO. to be established.

Auf integrierten Schaltungsplättchen angeordnete EPROM-Zellen sind im Regelfall als Doppelgate-Transistoren ausgebildet, beispielsweise Transistor 38 an der Schnittstelle der Y-Leitung 22 und der X-Leitung 16. Dei Doppelgate-Transistor ist ein Silizium-MOS-Transistor, solcher ein schwimmendes Gate aufweist, das zwischen den η-Kanal und dem Steuereate angeordnet und ihnen gegenüber isoliert ist. Dieses schwimmende Gate beeinflußt die Leitfähigkeit des Transistors nur in geringem Maße, solange nicht dafür gesorgt ist, daß es eine Eleklronenladung enthält. Um daher einen EPROM-Transistor zu programmieren, wird eine Spannung, welche höher als die normale Betriebsspannung ist, an die Gate- und Drain-Elektroden angelegt, so daß das schwimmende Gate eine kleine Elektronenladung absorbiert und hä't. Diese Ladung des schwimmenden Gates erhöht den Leitungsschwellenwert des Doppelgate-Transisiors von einem niedrigen Pegel von etwa 2 Volt auf einen Pegel von 10 Volt oder höher, abhängigEPROM cells arranged on integrated circuit chips are usually double-gate transistors formed, for example transistor 38 at the intersection of the Y line 22 and the X line 16. The double gate transistor is a silicon MOS transistor, such a floating gate, which is arranged between the η-channel and the Steuereate and is isolated from them. This floating gate affects the conductivity of the transistor only in to a small extent, unless it is ensured that it contains a charge of electrons. To therefore one To program EPROM transistor, a voltage becomes which is higher than the normal operating voltage is applied to the gate and drain electrodes, so that the floating gate absorbs and has a small electron charge. This charge of the floating Gates increases the conduction threshold of the double gate transistor from a low level of about 2 volts to a level of 10 volts or higher

von der aufgenommenen Ladungsmenge, είπα EPROM-Matrix, welche mehrere geladene und ungeladene Doppelgatetransistoren enthält, kann daher dadurch gelesen werden, daß eine Lesespannung angelegt wird, Welche wenigstens gleich der Schwellenspannung eines unprogrammierten bzw, ungeladenen Transistors ist, jedoch noch mit Sicherheit unterhalb des Schwellenpegels eines geladenen bzw, programmierten Transistors liegton the amount of charge absorbed, είπα EPROM matrix, which contains several charged and uncharged double gate transistors, can therefore read that a read voltage is applied, which is at least equal to the threshold voltage of an unprogrammed or uncharged transistor is, however, still definitely below the threshold level of a loaded or programmed transistor

Wie bereits beschrieben, war es bisher unmöglich, EPROMs, z.B. die beschriebene Doppelgate-Transistorzellenmatrix. auf Schattungsplättchen anzuordnen, bei denen eine negative Substratvorspannung besteht. Der Grund hierfür ist. daß die Vorspannung die Schwellenspannung des EPROM-Transistors wesentlich heraufsetzen würde, und zwar um veränderliche Beträge, abhängig von dem veränderlichen Pegel der Substratvorspannung. Die in Fig. I dargestellte Schaltung enthält nun einen Bezugsgenerator 40. weicher in der beschriebenen Weise die Schwellenspannung eines unprogrammierten EPROM-Prüftransistors mißt, welcher sich auf dem gleichen Substrat befindet und der gleichen Substratvorspannung ausgesetzt ist Der Bezugsgenerator 40 erzeugt daher eine Ausgangs-Bezugsgleichspannung. welche gleich der Schwellenspannung des unprogrammierten EPROM-Transistors und dementsprechend aller anderen unprogrammierten EPROM-Transistoren ist welche sich auf dem gleichen Halbleiterplättchen befinden und der gleichen Substratvorspannung ausgesetzt sind. Der Hochvoltgenerator 42 empfängt diese Bezugsspannung und er erhöht diese Spannung um einen festen Pegel von z. B. 25 Volt um die Zugriffsgeschwindigkeit des Speichers auf einen Pegel von ungefähr 200 Nanosekunden zu erhöhen. Der Leiter 44 am Ausgang des Hochvoltgenerators 42 ist mit den Drainelektroden mehrerer Gattertransistoren, z. B. 46, 48 und 50. verbunden, und die Gates dieser Transistoren sind mit den horizontalen X-Leitungen der Matrix 10 über Leicht-Verarmungstransistoren, welche nachfolgend noch beschrieben werden, verbunden. Die Sourceelektroden dieser Transistoren sind unmittelbar mn den Steuergates der EPROM-Transistoren in der ihnen zugeordneten Leitung verbunden, und die Steuergates der Transistoren 46, 48 und 50 sind mit den entsprechenden X-Leitungen am Ausgang der X-Wahlschaltung 12 verbunden.As already described, it was previously impossible to use EPROMs, for example the double-gate transistor cell matrix described. to be arranged on shading plates in which there is a negative substrate bias. The reason for this is. that the bias would significantly increase the threshold voltage of the EPROM transistor by varying amounts depending on the varying level of the substrate bias. The circuit shown in FIG. I now contains a reference generator 40 which, in the manner described, measures the threshold voltage of an unprogrammed EPROM test transistor which is located on the same substrate and is subjected to the same substrate bias. The reference generator 40 therefore generates a DC output reference voltage. which is equal to the threshold voltage of the unprogrammed EPROM transistor and, accordingly, of all other unprogrammed EPROM transistors which are located on the same semiconductor die and are subjected to the same substrate bias. The high-voltage generator 42 receives this reference voltage and it increases this voltage by a fixed level of z. B. 25 volts to increase the access speed of the memory to a level of about 200 nanoseconds. The conductor 44 at the output of the high-voltage generator 42 is connected to the drain electrodes of several gate transistors, for. 46, 48 and 50., and the gates of these transistors are connected to the horizontal X-lines of the matrix 10 via light-depletion transistors, which will be described below. The source electrodes of these transistors are connected directly to the control gates of the EPROM transistors in the line assigned to them, and the control gates of transistors 46, 48 and 50 are connected to the corresponding X lines at the output of the X selection circuit 12.

F ι g. 2 zeigt schematisch Einzelheiten des Bezugsgenerators 40 und des Hochvoltgenerators 4Z weiche in F ι g. 1 in Blockdarstellung enthalten sind. Die Zeichnung gemäß F i g. 2 enthält Transistoren und verschiedene Inverterschaltungen. welche mit verschiedenen Symbolen dargestellt sind Diese verschiedenen Schaltungen sind zur Erleichterung der Darstellung und der Erklärung in F i g. 3 wiedergegeben.Fig. 2 schematically shows details of the reference generator 40 and the high-voltage generator 4Z soft in FIG. 1 are included in a block diagram. The drawing according to FIG. 2 includes transistors and various inverter circuits. which are depicted with different symbols. These different circuits are shown in Fig. 1 for ease of illustration and explanation. 3 reproduced.

Fig.3A bis 3D zeigen die verschiedenen, in Fig.2 erhaltenen Inverterschaltungen. In F i g. 3A enthält das Symbol für einen Inverter ein kleines Dreieck. Die äquivalente schematische Darstellung befindet sich unmittelbar unter dem Invertersymbol. und sie enthält einen Lcicht-Verarmungs-Belastungstransistor 52. welcher zwischen Kv und der Ausgangsklemme liegt. Das Gateelement des Transistors 52 ist mit der Ausgangsklemme und dem Drain eines Transistors 53 gekoppelt dessen Source an Erdbezugspotential liegt und dessen Gate den Eingang der Schaltung bildet3A to 3D show the various in Fig.2 obtained inverter circuits. In Fig. 3A, the symbol for an inverter includes a small triangle. The equivalent The schematic representation is located directly below the inverter symbol. and it contains one Light depletion stress transistor 52. which between Kv and the output terminal. The gate element of transistor 52 is coupled to the output terminal and drain of a transistor 53 thereof Source is at ground reference potential and whose gate forms the input of the circuit

F i g. 3B zeigt eine Darstellung wie die Schaltung der F ι g. 3A, mit dem Unterschied, daß das voll ausgezeichnete Dreieck innerhalb des Invertersymbols eine Schwer-Vcrarmungsbelastung darstellt, so daß Verarmungstransistor 54 sich stets im Ein-Zustand befindet; entsprechend dieser Darstellung ist kein Spannungsabfall zwischen Vn- und der Ausgangsklemme vorhanden.F i g. 3B shows an illustration of how the circuit in FIG. 3A, with the difference that the fully drawn triangle within the inverter symbol represents a severe depletion load, so that depletion transistor 54 is always in the on-state; According to this illustration, there is no voltage drop between V n - and the output terminal.

Fig.3C zeigt ein Invertersymbol, in dem sich der Buchstabe »E« befindet Hiermit ist ein Anreicherungstransistor 56 dargestellt, welcher zwischen VK und dem Ausgang liegt, wobei das Gate des Transistors 56 mit der Stromquelle Kr gekoppelt ist. Transistor 56 befindet3C shows an inverter symbol in which the letter "E" is located. This shows an enhancement transistor 56 which is located between V K and the output, the gate of transistor 56 being coupled to the current source Kr. Transistor 56 is located

ίο sich daher stets im Ein-Zustand, jedoch führt er einen SchwellenspannungsfaK zwischen Vnund dem Ausgang ein.ίο is therefore always in the on state, but it introduces a threshold voltage factor between V n and the output.

F i g. 3D zeigt das Symbol für ein Gatter, dessen hoher bzw. niedriger Ausgang von den Eingängen a bzw. b gesteuert wird, wie die zugehörige schematische Zeichnung zeigt. Transistor 58 gemäß der Darstellung der Fig. 3D kann eine Anreicherungsschaltung mit dem Buchstaben »E«.ein Leicht-Verarmungsbelastungstransistor mit dem nicht ausgefüllten Dreieck oder ein Schwer-Verarmungstrinsistor mit dem ausgefüllten Dreieck sein.F i g. 3D shows the symbol for a gate whose high or low output is controlled by inputs a and b , as the associated schematic drawing shows. Transistor 58 as shown in FIG. 3D may be an enhancement circuit with the letter "E", a light depletion stress transistor with the open triangle or a heavy depletion trinsistor with the solid triangle.

Nunmehr wird die Beschreibung der schematischen Zeit' g gemäß F i g. 2 fortgesetzt Der Bezugsgenerator innerhalb der gestrichelten Linie 40 enthält einen oder mehrere unprogrammierte bzw. ungeladene EPROM-Transistoren 60, 62, welche zwischen Schaltungspunkt 64 und Erdbezugspotential liegen. Da ein nachfolgend noch zu beschreibender Bezugsspannungs-Steuer'-ansistor 88 eine Gate-Spannung erfordert, welehe wesentlich höher als die der Schaltung zugeführte Spannung Vn ist ist eine Spannungspumpschaltung vorgesehen. Ein Potential Kr von vorzugsweise 5 Volt wird an Klemme 66 angelegt und dann wird sie auf eine höhere Spannung von etwa 7,5 Volt durch die Spannungspumpschaliung mit in Reihe geschalteten Transistoren 68,70 und 72 gebracht Gate und Drain des Transistors 68 sind miteinander verbunden, und die Sourceelektrode ist mit dem Gate und dem Drain des Transistor«; 70 gekoppelt Das Gaie des Transistors 70 ist auch mit einer Phase der zugehörigen Zweiphasen-Rechnertaktschaltung kapazitiv gekoppelt Die Source des Transistors 70 ist mit dem Gate und dem Drain des Transistors 72 gekoppelt, dessen Gateelement mit der zweiten Phase der Zweiphaser-Taktschaltung kapazitiv gekoppelt ist. Die durch die beiden Taktphasen erreichte Pumpwirkung erzeugt ein Hochfrequenz-Halbwellen-Gleichslromsignal über dem Kr-Basispotential,und dieses Halbwellensignal wird durch einen Kondensator 74, welcher zwischen Erdbezugspotential und dem Sourceelement von Transistor 72 liegt gefiltert Die nun an der Source des Transistors 72 auftretende Spanning ist erheblich höher als die Spannung V1x. und sie beträgt vorzugsweise 7.5 Volt
Um dafür zu sorgen, daß bei Inbetriebnahme der Schaltung schneller Leistung zur Verfugung steht, enthält der Bezugsgenerator vorzugsweise eine Inbetriebnahmeschaltung mit Transistor 76, welcher zwischen der Kv-KIemme und Leiter 78 liegt Das Gate des Transistors 76 ist mit dem Ausgang eines Inverters 80 gekoppelt dessen Eingang von Schaltungspunkt 64 stammt, so daß. wenn das Potential am Schaltungspunkt 64 sich auf Nullpegel befindet der Inverter 80 ein positives Signal an das Gate von Transistor 76 anlegt; das Potential Kr liegt also zu Beginn an Leiter 78. Anschließend, wenn Schaltungspunkt 64 ein PotentiaJ annimmt wird Inverter 80 Transistor 76 in den Aus-Zustand versetzen.
The description of the schematic time 'g according to FIG. 2 continued The reference generator within the dashed line 40 contains one or more unprogrammed or uncharged EPROM transistors 60, 62, which are located between circuit point 64 and ground reference potential. Since a reference voltage control transistor 88 to be described below requires a gate voltage which is significantly higher than the voltage V n supplied to the circuit, a voltage pump circuit is provided. A potential Kr of preferably 5 volts is applied to terminal 66 and then it is brought to a higher voltage of about 7.5 volts through the voltage pump circuit with series-connected transistors 68, 70 and 72. Gate and drain of transistor 68 are connected to one another, and the source electrode is connected to the gate and drain of the transistor «; The transistor 70 is also capacitively coupled to a phase of the associated two-phase computer clock circuit. The source of the transistor 70 is coupled to the gate and drain of the transistor 72, the gate element of which is capacitively coupled to the second phase of the two-phase clock circuit. The pumping effect achieved by the two clock phases generates a high-frequency half-wave direct current signal above the Kr base potential, and this half-wave signal is filtered by a capacitor 74, which lies between the ground reference potential and the source element of transistor 72. The voltage now occurring at the source of transistor 72 is considerably higher than the voltage V 1x . and it is preferably 7.5 volts
In order to ensure that faster power is available when the circuit is started up, the reference generator preferably contains a start-up circuit with transistor 76, which is located between the Kv terminal and conductor 78. The gate of transistor 76 is coupled to the output of an inverter 80 thereof Input comes from node 64 so that. when the potential at node 64 is at zero level, inverter 80 applies a positive signal to the gate of transistor 76; the potential Kr is therefore at the beginning on conductor 78. Subsequently, when node 64 assumes a potential, inverter 80 will switch transistor 76 into the off state.

Die Sourceelektrode des Transistors 72 in der Spannungspumpschaltung führt die höhere Spannung überThe source of transistor 72 in the voltage pumping circuit carries the higher voltage over

Leiter 82 zu einem Schwer-Vcrarmungsbclastungstransistor 84, welcher zwischen Leitern 82 und 78 liegt. Das Gateclemcnt des Transistors 84 ist mit Leiter 78 gekoppelt, so daß Transistor 84 einen veränderlichen Widerstund aufweist, abhängig von dem Spannungspegel auf Leiter 78. Leiter 78 ist mit .Schaltungspunkt 64 über einen Anreichcrungslransislor 86 gekoppelt, dessen Galcelemcnl mil Leiter 78 gekoppelt isl, Transistor 86 befindet n\dr * la her stets im liin"/.ustnnd, und er fuhrt einen kleinen Spannungsfall ein, welcher gleich seiner Sehwcllenspannüng ist. Die Spannung zwischen Schaltungspunkt 64 und Erdbezugspotential wird durch die Schwellenspannung von EPROM-Transistoren 60 oder 62 bestimmt. Es besteht daher eine Spannungsteilerschaltung zwischen dem Hochvoltleiter 82 und Erdpotential, welche einen Reihenwiderstand von Transistor 84. den Schwellenwert des Anreicherungstransistors 86 und den Schwellenwert von EPRGM-Transistor 60 oder 62 enthält, und der Schaltungspunkt 64 wird sich stets auf einem Pegel befinden, welcher gleich dem Schwellenwert eines unprogrammierten EPROM-Transistors ist.Conductor 82 to a heavy depletion stress transistor 84 sandwiched between conductors 82 and 78. The gate terminal of transistor 84 is coupled to conductor 78, so that transistor 84 has a variable resistance depending on the voltage level on conductor 78. Conductor 78 is coupled to circuit point 64 via an enrichment transistor 86, the gallery element of which is coupled to conductor 78, transistor 86 is n \ dr * la forth constantly in liin "/. ustnnd, and it leads a small voltage drop which is equal to its Sehwcllenspannüng. the voltage between node 64 and ground reference potential is determined by the threshold voltage of the EPROM transistors 60 or 62. There is therefore a voltage divider circuit between the high-voltage conductor 82 and ground potential, which contains a series resistance of transistor 84, the threshold value of enhancement transistor 86 and the threshold value of EPRGM transistor 60 or 62, and node 64 will always be at a level which is the same the threshold value of an unprogrammed EPROM transistor rs is.

Leiter 78 wird sich auf einem Pegel befinden, welcher gleich dem Schwellenwert des EPROM-Transistors plus dem Schwellenwert des Anreicherungstransistors 86 ist. Leiter 78 ist mit der Gateelektrode eines Anreicliefungstransistors 88 verbunden, dessen Sourceelement mit der V^Klemme 66 verbunden ist.Conductor 78 will be at a level which is equal to the threshold of the EPROM transistor plus the threshold of the enhancement transistor 86. Conductor 78 connects to the gate electrode of an enhancement transistor 88 connected, the source element of which is connected to the V ^ terminal 66.

Die Spannung, welche an der Drainelektrode des Transistors 88 auftritt, wird gleich der an seinem Gate anliegenden Spannung sein, abzüglich der Schwellenspannung des Transistor 88. Da Leiter 78 sich auf einem Potential des Schwellenwerts des EPROM-Transistors 60 oder 62 plus der Schwellenspannung des Transistors 86 befand, wird die Spannung an dem Ausgang des Transistors 88 um einen Spannungsschwellenwert niedriger sein als die Spannung, welche am Leiter 78 erscheint oder sie wird genau gleich dem Spannungsschwellenwert des unprogrammierten EPROM-Transistors 60 oder 62 sein.The voltage appearing on the drain electrode of the transistor 88 becomes equal to that on its gate applied voltage minus the threshold voltage of transistor 88. Since conductor 78 is at a potential equal to the threshold value of the EPROM transistor 60 or 62 plus the threshold voltage of transistor 86, the voltage at the output of the Transistor 88 may be a voltage threshold lower than the voltage appearing on conductor 78 or it becomes exactly equal to the voltage threshold of the unprogrammed EPROM transistor 60 or 62.

In der schematischen Zeichnung des Bezugsgenerators 40 befindet eich ein Paar in Serie geschalteter Transistoren 90 und 92, weiche mit EPROM-Transistoren 60 oder 62 parallel geschaltet sind und zwischen Schaltungspunkt 64 und Erdpotential liegen. Diese Transisotren sind Doppelgatetransistoren wie die EPROM-Transistoren 60 und 62: sie sind jedoch so ausgebildet, daß die beiden Gates innerhalb jedes Transistors miteinander verbunden sind, so daß ihre jeweiligen Schwellenspannungen etwa halb so groß sind wie die der EPROM-Transistoren 60 und 62 mit schwimmendem Gate. Der Zweck der in Serie geschalteten Transistoren 90 und 92 ist, im wesentlichen den gleichen Spannungsschwellenwert am Schaltungspunkt 64 zur Verfugung zu stellen, falls die beiden EPROM-Transistoren 60 und 62 auf irgendeine Weise programmiert werden sollten und nicht die gewünschte EPROM-Schwellenspannung an Schaltungspunkt 64 zur Verfugung stellen. Die Transistoren 90 und 92 sind daher für die eigentliche Wirkungsweise der Schaltung nicht erforderlich, jedoch sind sie entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Hilfsfunktion als Sicherheitsgruppe vorgesehen. In the schematic drawing of the reference generator 40 there is a pair of series-connected transistors 90 and 92, which are connected in parallel with EPROM transistors 60 or 62 and lie between circuit point 64 and ground potential. These transistors are double gate transistors like EPROM transistors 60 and 62: however, they are designed so that the two gates within each transistor are interconnected so that their respective threshold voltages are about half that of EPROM transistors 60 and 62 with floating gate. The purpose of series transistors 90 and 92 is to provide essentially the same voltage threshold at node 64 should the two EPROM transistors 60 and 62 be programmed in any way and not the desired EPROM threshold voltage at node 64 provide. The transistors 90 and 92 are therefore not required for the actual operation of the circuit, but according to a preferred embodiment they are provided with an auxiliary function as a safety group.

Der Ausgang des Bezugsgenerators 40 führt eine Spannung, welche genau gleich der Schwellenspannung eines unprogrammierten EPROM-Transistors entsprechend der obigen Beschreibung ist.The output of the reference generator 40 carries a voltage which is exactly equal to the threshold voltage of an unprogrammed EPROM transistor as described above.

Wenn dieser Spannungspegel an die EPROM-Transistoren in tier Matrix 10 gemäß Fig. 1 angelegt würde, würden die unprogrammicrlcn Speieheriransistoren einen Ausgang liefern, jedoch würde die Zugriffs/eil des Speichers in der Größenordnung von Stunden liegen.If this voltage level were applied to the EPROM transistors in the matrix 10 of FIG. 1, the unprogrammed storage transistors would one Output, but the memory access time would be on the order of hours.

<; Um diese /ugriffszoit auf einen .technisch brauchbaren Wert einzustellen, ist es erforderlich, die Lese- oder KPROM-Transistorspaniuing über den .Schwcllenweripegel licr iinprogramniierlen IiPUOM Transistoren ;iny.uhcbcn. Wenn (lic· Lcscspaniuing unnötig hoch wäre, <; In order to set this / ugriffszoit to a technically usable value, it is necessary to set the read or KPROM transistor voltage over the threshold level licr iinprogramniierlen IiPUOM transistors; iny.uhcbcn. If (lic Lcscspaniuing were unnecessarily high,

κι können die programmierten EPROM-Transistoren einen Fehl-Ausgang liefern, und selbst wenn die Lesespannrng in angemessener Weise herabgesetzt wird, um einen solchen fehlerhaften Ausgang /u vermeiden, würde das Lesen der Matrix nut einer höheren Spanes nung. als es notwendig ist. im Laufe der Zeit das Programm zerstören. Daher muß eine genauer, vorgegebener Spannungspegcl über der unprogrammierten Schwcllenspannung erzeugt werden. Wie bereits beschrieben, steuert diese höhere Lesespannung die Zugasgeschwindigkeit des Speichers, und es wurde gefunden, daß eine Lesespannung von 2,5 Volt plus der EPROM-Schwellenspannung erforderliich ist, um eine Zugriffszeit von etwa 200 Nanosekunden zu erhalten. Wenn Zugnffszeiten für einen langsameren Zugriff gewünscht sind, können die erwähnten höheren Spannungswerte etwas herabgesetzt werden.κι the programmed EPROM transistors can deliver a false output, and even if the reading voltage is appropriately reduced in order to avoid such an erroneous output / u, reading the matrix would only result in a higher voltage. than it is necessary. over time the program destroy. Therefore, a more precise, predetermined voltage level must be above the unprogrammed Schwcllensspannung are generated. As already described, This higher reading voltage controls the gas speed of the storage, and it was found that a read voltage of 2.5 volts plus the EPROM threshold voltage is required to achieve a Get access time of around 200 nanoseconds. If access times are required for slower access the mentioned higher voltage values can be reduced somewhat.

Die in dem Bezugsgenerator 40 erzeugte EPROM-Transistor-Schwellenbezugsspannung wird an den Hochvoltgenerator 42 angelegt, und sie wird hier von einem Gattertransistor 96 geschaltet, dessen Drainelektrode mit dem Ausgangsleiter 44 verbunden ist. welcher mit den Sourceelektroden aller X-Wahl-Gattertransistoren in Verbindung steht, beispielsweise Transistor 46. welcher im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die Drainelektrode des Transistors 96 ist auch über einen Gattertransistor 98 mit Erdbezugspotential verbunden, und das Steuergate des Transistors 98 ist mit der Eingangsklemme 100 gekoppelt, an der ein aktives niedriges Lesephasensignal von der zugehörigen Rechnerschaltung angelegt ist. Bis das erdgerichtete Lesesignal an Eingangsklemme ICO angelegt wird, ist daher der Transistor 98 »Ein« zürn Erdleiter 44. und bei Anlegen des Lesephasensignals wird Transistor 98 in den Zustand »Aus« geschaltet, so daß Leiter 44 von Erde getrennt wird.The EPROM transistor threshold reference voltage generated in the reference generator 40 is applied to the high-voltage generator 42, and it is switched here by a gate transistor 96, the drain electrode of which is connected to the output conductor 44. which with the source electrodes of all X-choice gate transistors is in connection, for example transistor 46. which is described in connection with FIG became. The drain of transistor 96 is also grounded through a gate transistor 98 connected, and the control gate of transistor 98 is coupled to input terminal 100 to which an active low read phase signal is applied by the associated computer circuit. Until the earth-pointing read signal is applied to input terminal ICO, transistor 98 is therefore "on" to earth conductor 44. and when applied of the read phase signal, transistor 98 is switched "off" so that conductor 44 is from ground is separated.

Zum besseren Verständnis der Schaltung des Hochvollgenerators 42 gemäß Fig.2 sind Zeit-Spannung-Kurven in Fi g. 4 dargestellt, welche Signale zeigen, die an verschiedenen Punkten der Schaltung auftreten, welehe mit den entsprechenden Buchstaben bezeichnet sind. Kurve A in F i g. 4 zeigt das auf Erdpotential fallende Lesephasensignal, welches an Klemme 100 entsprechend der Darstellung in Fi g. 2 liegt. Das Signal wird an das Gate von Transistor 98 angelegt, um diesen in den nicht-leitfähigen Zustand zu versetzen, und es wird auch an eine Eingangsklemme eines NOR-Gatters 102 angelegt, welches vor dem Anlegen des nach Erde abfallenden Signals einen niedrigen Ausgang erzeugte, der über Transistor 104 an das Gate von Transistor 96 angelegt wurde. Das Gate von Transistor 104 ist direkt mit der Kt'Quelle gekoppelt, so daß eine hohe Spannung anliegt und Transistor 96 voll in den Ein-Zustand versetzt wird.For a better understanding of the circuit of the high-performance generator 42 according to FIG. 2, time-voltage curves are shown in FIG. 4, which show signals occurring at various points in the circuit, which are denoted by the corresponding letters. Curve A in FIG. FIG. 4 shows the read phase signal falling to ground potential, which is applied to terminal 100 in accordance with the illustration in FIG. 2 lies. The signal is applied to the gate of transistor 98 to render it non-conductive, and it is also applied to one input terminal of a NOR gate 102 which produced a low output prior to the application of the signal falling to ground, which was applied to the gate of transistor 96 via transistor 104. The gate of transistor 104 is directly coupled to the Kt 'source so that a high voltage is applied and transistor 96 is placed fully in the on state.

Das an Klemme 100 anliegende Lesephasensignal wird auch durch eine Verzögerungsschaltung geschickt, weiche einen Schwer-Verarmungsinverter 106 in Serie mit einer ßC-Schaltung enthält, in der sich Transistor 108 befindet, dessen Gate zu seinem Eingang rückge-The read phase signal at terminal 100 is also sent through a delay circuit, soft contains a heavy depletion inverter 106 in series with a βC circuit in which transistor 108, the gate of which is returned to its entrance

ίοίο

1010

koppelt ist, so daß er einen Widerstand darstellt; außerdem enthält die ÄC-Schaltung einen geerdeten Kondensator 110. Der Ausgang aus dieser RC-Verzögerungsleitung wird durch Kurve B in F i g. 4 repräsentiert, welche sich normalerweise auf einem niedrigen Pegel befindet; sie wird etwa 250 Nanosekunden, nachdem das nach Erde abfallende Signal an Klemme 100 angelegt ist, auf ihren hohen Pegel angehoben. Die Verzögerungsleitung enthält auch einen Anreicherungsinverter 112, dessen Äusgangs-Spannungspegel durch den Signalausgang ides Transistors 108 entsprechend Kurve B in Fig.4 gesteuert wird. Der Ausgang des Transistors 112 wird daher durch das gleiche Signal ßder F i g. 4 wiedergege ben. und dieses Signal wird an die zweite Eingangsklemme des NOR-Gatters 102 angelegt, so daß an seinem Ausgang ein Signal erzeugt wird, welches durch die Kurve C der F i g. 4 wiedergegeben ist. Der Transistor 96 in der Hochvoltgeneratorschaltung 42 wird daher nur für eine Periode von etwa 250 Nanosekunden entsprechend der Kurve Cin den Ein-Zustand versetzt.is coupled to be a resistor; the AC circuit also includes a grounded capacitor 110. The output from this RC delay line is represented by curve B in FIG. 4 represents which is normally at a low level; it is raised to its high level approximately 250 nanoseconds after the low-to-ground signal is applied to terminal 100. The delay line also contains an enhancement inverter 112, the output voltage level of which is controlled by the signal output of the transistor 108 according to curve B in FIG. The output of transistor 112 is therefore given by the same signal β of FIG. 4 reproduced. and this signal is applied to the second input terminal of NOR gate 102 so that a signal is generated at its output which is represented by curve C of FIG. 4 is reproduced. The transistor 96 in the high-voltage generator circuit 42 is therefore only switched to the on state for a period of approximately 250 nanoseconds in accordance with the curve Cin.

Der Ausgang des Inverters 112 wird an den Eingang eines Leicht-Belastungsverarmungsinverters 114 angelegt, welcher seinen zweiten Eingang von der Klemme 100 erhält. Wenn der Eingang B zum Inverter 114 hoch ist, ist sein Ausgang geerdet, und wenn der Eingang in den niedrigen Zustand übergeht, wird der Inverter freigegeben, um das Signal A bei Klemme 100 aufzunehmen. Das Ergebnis itt ein Signal, welches durch Kurve D in F i g. 4 wiedergegeben ist; es wird an den Eingang von 98 zur Erde unterbrochen werden.The output of inverter 112 is applied to the input of a light stress depletion inverter 114, which receives its second input from terminal 100. When the B input to inverter 114 is high its output is grounded and when the input transitions low the inverter is enabled to receive the A signal at terminal 100. The result is a signal which is indicated by curve D in FIG. 4 is shown; it will be interrupted at the entrance of 98 to earth.

Die an der Leiter 44 angelegte EPROM-Gate- bzw. Lesespannung wird nun durch Gattertransistor 46 zu dem Steuergate des gewählten EPROM-Transistors geleitet. Wenn die X-Wahlschaltung 12 die Xo-Leitung 16 gewählt hat. wird das 5 Volt-Signal Vn.- aus der Schaltung 12 (Kurve CJ in F i g. 4) durch Leicht-Verarmungstransislor 126 an das Gate des Transistors 46 angelegt. Das Gate des Transistors 126 ist mit Vn- gekoppelt, und das Gate des Transistors 46 wird die volle Spannung Vtc aufnehmen. Wenn der Hochvoltgenerator 42 anschließend einen Ausgang zum Leiter 44 liefert, wird ein Teil dieser höheren Spannung mit dem Gate des Transistors 46 kapazitiv gekoppelt, wie durch den gestrichelt dargestellten Kondensator 128 gezeigt ist, der die innerhalb der Schaltung vorhandene Kapazität repräsentiert. Hierdurch wird die Gate-Spannung von Transistor 46 um einen zusätzlichen Betrag über seinen normaler. Pegel V11- entsprechend der Darstellung der Kurve H in F i g. 4 erhöht. Dieser zusätzliche Betrag ist dem Verhältnis der Kapazität von 128 zu der Summe der Kapazitäten 128 und 130 (zwischen dem Gate des Transistors 46 und Erde) proportional. Der Transistor 46, der nun über eine hohe Gate-Spannung verfügt, ist voll in den »Ein«-Zustand versetzt und wird die erforderliche hohe Lesespannung an die Gates derjenigen EPROM-Transistoren legen, welche an die X-Leitung 16 angeschlossen sind; dies zeigt auch Kurve ] in F i g. 4.The EPROM gate or read voltage applied to conductor 44 is now conducted through gate transistor 46 to the control gate of the selected EPROM transistor. When the X selection circuit 12 has selected the X o line 16. For example, the 5 volt signal V n .- from circuit 12 (curve CJ in FIG. 4) is applied to the gate of transistor 46 through light depletion transistor 126. The gate of transistor 126 is coupled to V n - and the gate of transistor 46 will accept the full voltage V tc. When the high-voltage generator 42 then provides an output to the conductor 44, a portion of this higher voltage is capacitively coupled to the gate of the transistor 46, as shown by the capacitor 128 shown in dashed lines, which represents the capacitance present within the circuit. This will raise the gate voltage of transistor 46 an additional amount above its normal. Level V 11 - corresponding to the representation of curve H in FIG. 4 increased. This additional amount is proportional to the ratio of the capacitance of 128 to the sum of capacitances 128 and 130 (between the gate of transistor 46 and ground). The transistor 46, which now has a high gate voltage, is fully switched to the "on" state and will apply the required high read voltage to the gates of those EPROM transistors which are connected to the X line 16; this is also shown by curve ] in FIG. 4th

Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise dieThe invention allows in an advantageous manner

2020th

Inverter 116 angelegt. Im Nebenschluß zu Inverter 116 jo Darstellung einer Schaltung auf dem Halbleiterplättliegt eine Schaltung, welche einen Inverter 118 und ei- chen einer integrierten MOS-Schaltung mit einer Zennen Transistor 120 enthält; das Gateelement des Transi- traleinheit und einem EPROM, wobei die korrekte stors 120 ist mit der Stromquelle Vn- gekoppelt, so daß EPROM-Lesespannung unabhängig von der Substratsein Ausgangsdrain ein volles Vn-Signal an Steuerinver- vorspannung der Zentraleinheit erzeugt wird. Dies wird ter 116 anlegt, welcher ein Au-gangssignal erzeugt, das 35 dadurch erreicht, daß die Schaltung einen Spannungsbedurch Kurve fin F ig. 4 wiedergegeben ist. zugEgenerator enthält, welcher kontinuierlich einenInverter 116 applied. Shunted to inverter 116 jo representation of a circuit on the semiconductor plate is a circuit which contains an inverter 118 and an integrated MOS circuit with a Zennen transistor 120; the gate element of the transit unit and an EPROM, the correct stors 120 being coupled to the current source V n - so that EPROM read voltage independent of the substrate in the output drain a full V n signal is generated at control voltage of the central unit. This is applied to 116, which generates an output signal which is achieved in that the circuit generates a voltage through the curve in FIG. 4 is reproduced. ZugEgenerator contains, which continuously a

Doppelgate-EPROM-Transistor mißt und eine Bezugsspannung liefert, welche genau gleich dessen Schwellenwertspannung ist, und einen gesteuerten Hochvoltgenerator, welcher die Bezugsspannung um einen festen Wert erhöht, um euie optimale Zugriffszeit und Gate-Double gate EPROM transistor measures and supplies a reference voltage which is exactly the same as its threshold voltage is, and a controlled high-voltage generator, which the reference voltage by a fixed Value increased in order to achieve optimal access time and gate-

4040

Das Ausgangssignal aus Inverter 116 wird an eine Seite eines Kondensators 112 angelegt, dessen andere Klemme mit Leiter 44 und der Drainelek trode des Gattertransistors 96 verbunden ist. Wie bereits beschrieben, wird durch Anlegen des Lesephasensignals an Klemme 100 der Transistor 96 in den Ein-Zustand versetzt, während der Transistor ?*S in den Aus-Zustand versetzt wird. Etwa 250 Nanosekunden später wird Transistor S6 in den Aus-Zustand versetzt, während Transistor 98 im Aus-Zustand verbleibt. Wie Kurve F in F i g. 4 zeigt, wird das Ausgangssignal des Inverters 116 an Kondensator 122 in demjenigen Augenblick angelegt, in dem Transistor 96 in den Aus-Zustand versetzt wird. Dies hat zur Folge, daß die Spannung auf Leiter 44 um einen Wert ansteigt, welcher von dem Verhältnis der Kapazität des Kondensators 122 zu der Gesamlschaltungskapazität 124 in einer gewählten X-Leitung der EPROM-Matrix 10 abhängt Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird angestrebt, die Schweüenspannung des EPROM-Transistors an der Drainklemme des Transistors 96 um eine Spannung anzuheben, welche gleich dem halben Wert von Vn. ist. Kondensator 122 wird daher sorgfältig derart ausgewählt, daß seine Kapazität gleich der gesamten X-Leitungs-Schaltungskapazität 124 ist Das im Punkt Fin der Schaltung auftretende Signal wird daher durch die Kurve Fder Fig.4 wiedergegeben; ihr erster Schritt zeigt die Schwellenspannung des EPROM-Transistors, während der zweite, abgerundete Schritt dem halben Wert von Vir en' spricht Man erkennt, daß die Spannung auf ihren niedrigen Pegel zurückfällt, wenn das Lesesigna' bei Klemme 100 und dementsprechend die Leitung durch Transistor spannung des EPROM zu erhalten.The output from inverter 116 is applied to one side of a capacitor 112, the other terminal of which is connected to conductor 44 and the drain electrode of gate transistor 96. As already described, by applying the read phase signal to terminal 100, transistor 96 is put into the on-state, while transistor? * S is put into the off-state. About 250 nanoseconds later, transistor S6 is turned off while transistor 98 remains off. Like curve F in FIG. 4 shows, the output of inverter 116 is applied to capacitor 122 at the instant transistor 96 is turned off. This has the consequence that the voltage on conductor 44 increases by a value which depends on the ratio of the capacitance of the capacitor 122 to the total circuit capacitance 124 in a selected X line of the EPROM matrix 10 Welding voltage of the EPROM transistor to the drain terminal of transistor 96 to raise a voltage which is equal to half the value of V n . is. Capacitor 122 is therefore carefully selected so that its capacitance is equal to the total X-line circuit capacitance 124. The signal appearing at point Fin of the circuit is therefore represented by curve F in FIG. 4; its first step shows the threshold voltage of the EPROM transistor, while the second, rounded step speaks half the value of V ir en ' . It can be seen that the voltage drops back to its low level when the read signal a' at terminal 100 and accordingly the line through To get transistor voltage of EPROM.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (13)

30 17 9*0 Patentansprüche:30 17 9 * 0 claims: 1. Schaltung zum Erzeugen einer Abfragespannu.ig für Doppelgate-Transistoren in einer EPROM-Speicherschaltung mit Substratvorspannung, gekennzeichnet durch1. Circuit for generating an interrogation voltage for double gate transistors in an EPROM memory circuit marked with substrate bias by eine Bezugsspannungs-Generatorschaltung (40) zum Messen der Schwellenspannung eines unprogrammierten Doppelgate-Transistors in der Generatorschaltung bei anliegender Substratvorspannung, und zum Erzeugen einer Bezugs-Ausgangsspannung, welche gleich der Schwellenspannung ist einen Hochvoltgenerator (42), welcher mit der Bezugsspannungs-Generatorschaltung (40) gekoppe'i is ist und derart auf die Bezugs-Ausgangsspannung anspricht, daß er ein Ausgangssigna! erzeugt, welches gleich der Schwellenspannung plus einer vorgegebenen konstanten Zusatzspannung ist, und feinen Gattertransistor (46,48,50), welcher zwischen zjden Ausgang des Hochvoltgenerators (42) und jeweils einen von mehreren EPROM-Transistor-Gate- ::}eitern gekoppelt ist, wobei die Gateelektrode des JGattertransistors (46,48,50) mit dem Ausgang einer -mit dem Speicher zusammenarbeitenden X-Wahlschaltung (12) gekoppelt ist.a reference voltage generator circuit (40) for measuring the threshold voltage of an unprogrammed double gate transistor in the generator circuit with applied substrate bias, and for generating a reference output voltage, which is equal to the threshold voltage is a high-voltage generator (42), which is connected to the reference voltage generator circuit (40) is coupled and responds to the reference output voltage in such a way that that he is an exit signal! generated, which is equal to the threshold voltage plus a predetermined one constant boost voltage is, and fine gate transistor (46,48,50), which between zj the output of the high-voltage generator (42) and one of several EPROM transistor gate ::} is coupled to festering, the gate electrode of the JGate transistor (46,48,50) with the output of a - is coupled to the X selection circuit (12) which cooperates with the memory. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Hochvoltgenerator (42) "erzeugte Gesamt-Ausgangsspannung höher als die Schwellenspannung eines unprogrammierten EPROM-Transistors und niedriger als die Schwellenspan..ung des programmierten EPROM-Transistors ist.2. Circuit according to claim 1, characterized in that that the total output voltage generated by the high-voltage generator (42) "is higher than that Threshold voltage of an unprogrammed EPROM transistor and lower than the threshold voltage of the programmed EPROM transistor. 3. Schaltung nach Ansp» xh 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochvoli -enerator (42) von einem externen Leseimpuls mit einvi' ersten Impulsdauer (A) gesteuert wird und eine Verzögerungsschaltung (106,108,112) aufweist, weiche den Leseimpuls aufnimmt und die von der Bezugsspannungs-Generatorschaltung (40) empfangene Bezugsspannung in einen Eczugsspannungsimpuls einer zweiten Dauer (C), weiche kürzer als die Dauer des ersten Impulses ist, umwandelt3. A circuit according to Ansp »xh 2, characterized in that the high voltage generator (42) is controlled by an external read pulse with einvi 'first pulse duration (A) and has a delay circuit (106,108,112) that picks up the read pulse and that of the Reference voltage generator circuit (40) converts the reference voltage received into a voltage pulse of a second duration (C) which is shorter than the duration of the first pulse 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochvoltgenerator (42) einen Kondensator (122) enthält, welcher zwischen dem Ausgangsleiter des Generators (42) und dem Ausgang der Verzögerungsschaltung (106,108,110,112) liegt und durch den Bezugsspannungsimpuls einer zweiten Dauer auf einen ersten Pegel geladen wird. wobei die Verzögerungsschaltung (106, 108, 110, 112) bei Beendigung des Bezugsspannungsimpulses zweiter Dauer den Kondensator (122) mit einer zusätzlichen Ladung versieht.4. Circuit according to claim 3, characterized in that that the high-voltage generator (42) contains a capacitor (122) which between the Output conductor of the generator (42) and the output of the delay circuit (106,108,110,112) and is charged to a first level by the reference voltage pulse of a second duration. wherein the delay circuit (106, 108, 110, 112) upon termination of the reference voltage pulse second duration provides the capacitor (122) with an additional charge. 5. Schaltung nach Anspruchs dadurch gekenn-7firhnpt Haß dip 7ii«:ät7lirhp !.adunp eine Gesamtamplitude erreicht, welche der Speisespannung V1xmal dem Verhältnis der Kapazität des Kondensators (122) zu der Schallungskapazität des Ausgangsleiters des Hochvoltgenerators (42) proportional isi.5. A circuit according to claim characterized thereby-7firhnpt Haß dip 7ii ": ät7lirhp! .Adunp reaches a total amplitude which is proportional to the supply voltage V 1x times the ratio of the capacitance of the capacitor (122) to the output capacitance of the output conductor of the high-voltage generator (42). 6. Schaltung nach einem der Ansprüche f— 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bczugsspannungs-Generatorschaltung (40) wenigstens einen unprogrammierten Doppclgate-EPROM-Transistor (60 bzw. 60,62) enthält.6. Circuit according to one of claims f-5, characterized characterized in that the voltage reference generator circuit (40) has at least one unprogrammed Contains double-gate EPROM transistor (60 or 60, 62). 7. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in Serie geschaltete unprogrammierbare, parallel zu dem EPROM-Transistor (60 bzw. 60,62) liegende Doppelgatetransistoren (90, 92) mit verbundenen Gates, weiche im wesentlichen die gleiche Schwellenspannungsmessung des EPROM-Transistors (60 bzw. 60,62) liefern.7. Circuit according to claim 6, characterized by at least two series-connected non-programmable, double gate transistors (90, 92) with connected gates giving essentially the same threshold voltage measurement as the EPROM transistor (60 or 60,62) deliver. 8. Schaltung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet daß die Ausgangsbezugsspannung der Bezugsspannungs-Generatorschaltung (40) von einem Steuertransistor (88) gesteuert wird, welcher zwischen der Speisespannung Vn- und dem Ausgangsleiter des Bezugsgenerators (40) liegt wobei die Spannungssteuerelektrode des Steuertransistors (88) mit dem EPROM-Transistor (60 bzw. 60,62) gekoppelt ist und auf die Schwellenspannung des EPROM-Transistors (60 bzw. 60,62) derart anspricht daß sie den Ausgangspegel der Bezugsspannungs-Generatorschaltung (40) auf den Spannungspegel seiner Spannungssteuerelektrode abzüglich der Schwellenspannung des Steuertransistors (88) steuert8. A circuit according to claim 6, characterized in that the output reference voltage of the reference voltage generator circuit (40) is controlled by a control transistor (88) which lies between the supply voltage V n - and the output conductor of the reference generator (40), the voltage control electrode of the control transistor ( 88) is coupled to the EPROM transistor (60 or 60,62) and is responsive to the threshold voltage of the EPROM transistor (60 or 60,62) in such a way that it adjusts the output level of the reference voltage generator circuit (40) to the voltage level of its Voltage control electrode minus the threshold voltage of the control transistor (88) controls 9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der EPROM-Transistor (60 bzw. 60, 62) mit einem ersten Transistor (86) in Serie geschaltet ist dessen Schwellenspannung gleich der Schwellenspannung des Steuertransistors (88) ist um die gemessene EPROM-Transistorschwellenspannung um einen Betrag anzuheben, welcher gleich dem Schwellenspannungsabfall durch den Steuertransistor (88) ist, so daß der Steuertransistor (88) eine Ausgangsspannung liefert weiche genau gleich der Schwellenspannung des EPROM-Transistors (60 bzw.60,62)ist9. A circuit according to claim 8, characterized in that the EPROM transistor (60 or 60, 62) connected in series with a first transistor (86) whose threshold voltage is equal to the threshold voltage of the control transistor (88) is around the measured EPROM transistor threshold voltage by an amount equal to the threshold voltage drop through the control transistor (88) is, so that the control transistor (88) provides an output voltage exactly equal to that of the soft Threshold voltage of the EPROM transistor (60 or 60,62) 10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungs-Generatorschallung (40) eine Spannungspumpschaltung (68,70,72) enthält, um die Amplitude der Spannung über den Pegel V.vder Schaltung anzuheben, wobei der angehobene Pegel durch den ersten Transistor (86) und den EPROM-Transistor (60 bzw. 60, 62) angelegt wird und an der Steuerelektrode des Steuertransisotrs (88) anliegt10. A circuit according to claim 9, characterized in that the reference voltage generator sound (40) a voltage pump circuit (68,70,72) contains the amplitude of the voltage across the Raise level V.v of the circuit, with the raised Level applied through the first transistor (86) and the EPROM transistor (60 and 60, 62, respectively) and is applied to the control electrode of the control transistor (88) 11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungs-Generatorschaltung (40) eine Inbetriebnahmeschaltung (vgl. 76) enthält welche auf einen niedrigen Ausgang der Spannungspumpschaltung (68, 70, 72) derart anspricht daß sie einen Spannungspegel V1x. unmittelbar an die Steuerelektrode des Steuertransistors (88) anlegt11. A circuit according to claim 10, characterized in that the reference voltage generator circuit (40) contains a start-up circuit (cf. 76) which responds to a low output of the voltage pump circuit (68, 70, 72) in such a way that it has a voltage level V 1x . directly applied to the control electrode of the control transistor (88) 12. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergate des Gattertransistors (46, 48, 50) mit dem Ausgang der X-\Va!i!scha',tung (12) über eineji Transistor gekoppelt ist dessen Gate auf Spannungspegel V11- liegt12. A circuit according to claim 6, characterized in that the control gate of the gate transistor (46, 48, 50) is coupled to the output of the X- \ Va! I! Scha ', device (12) via a transistor whose gate is coupled to voltage level V. 11 - lies 13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungspegel auf dem Steuergate des Gattertransistors (46,48,50) über den Pegel V11. um einen Betrag erhöht wird, welcher proportional dem Ausgangspegel der Hochvolteeneratorschaltung (42) und der Source-zu-Gate-Kapazität des Gattertransistors (46, 48, 50). und umgekehrt proportional der Summe der Source-zu-Gate-Kapaziiät und der Gatc-zu-Erde-Kapazität ist.13. A circuit according to claim 12, characterized in that the voltage level on the control gate of the gate transistor (46,48,50) above the level V 11 . is increased by an amount which is proportional to the output level of the high-voltage generator circuit (42) and the source-to-gate capacitance of the gate transistor (46, 48, 50). and inversely proportional to the sum of the source-to-gate capacitance and the gate-to-ground capacitance.
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