JPS5856290A - 記憶装置 - Google Patents

記憶装置

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JPS5856290A
JPS5856290A JP56154348A JP15434881A JPS5856290A JP S5856290 A JPS5856290 A JP S5856290A JP 56154348 A JP56154348 A JP 56154348A JP 15434881 A JP15434881 A JP 15434881A JP S5856290 A JPS5856290 A JP S5856290A
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JP
Japan
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voltage
power supply
amplifier
memory cell
output
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JP56154348A
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JPS6142352B2 (ja
Inventor
Kiyokazu Hashimoto
潔和 橋本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/14Dummy cell management; Sense reference voltage generators

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体メモリ、特に絶縁ゲート型の構造をも
つ不揮発性メモリに用いる比較検出器のよ多安定な基準
電圧を発生する回路を有する記憶装置に関するものであ
る。
絶縁ゲートを持つ電気的書き込み可能な読み出し専用メ
モリー(以下EPROMと記す)の読み出し状態を示す
ブp、り図を第1図に示す。
一般に、メモリーセルには書き込み状態と非書き込み状
態とがある。書き込み状態のしきい値(VT)は、読み
出し時に、ゲート電極に印加される電圧よシも高い。
そのため、このメモリーセルを選択した場合、メモリー
セルはオフ(off)となる。今、これを′#θ″が記
憶されていると定義する。
非書き込み状態のメモリーセルを選択した場合。
メモリーセルはオン(On)となる。これを町!が記憶
されていると定義する。
第1図において、今、アドレス線X1とアドレス線Y1
により、メモリーセルM1が選択さねたとする。
メモリーセルM1にII Q nが記憶されている時1
点I)の電位をVoff(D)、点Eの電位をVo(f
(E)とする。
一方、アドレス線X2 h アドレスWkY1により。
メモリーセルM2が選択され、このメモリーセルM2に
Lllljが記憶されている時1点I)の′電位をVo
n (1))点1弓の電位k Von (”’)とする
1の増幅器は手記Voff (1))とVon(D)の
′ぼ位差を増幅している。点I)に01デイジツト線が
つながっているので大きな容重がついている。比較検出
器3でil、メモI)−セルにu(1”が嚇き込゛まれ
ている時の点1すの電位Vorr(E)と、ノ^準’t
K月:発生回路2で得られた基準電IE VIt、Fを
比較し、(1)式の関係か成り立っている時は、メモリ
ーセルに’(1″が書き込捷れていると判断し1点Eの
′[電位と基準′(M、川との差を増幅し、出力バッフ
ァにイg号を送り% 4の111カバツフアの出力Vo
lC″O”が出力される。
Voff(E) > VnEF+α −・・−・=−+
11(α:比較検出器が検出可能な最小の電位差) 一方、メモリーセルにu1″が書き込まれている時も同
様に1点■シの電位VOn(E )と基準電圧発生回路
2で荀られた基準電圧Vttgpを比較し、(2)式の
関係が成り立っている時は、メモリーセルにu1″′か
書き込せれていると判断し、点Eの電位と基準電圧との
差分増幅して、出力バッファに信号を送シ、出力バッフ
ァ4の出力■。にu1°′が出力される。
v、、(E )→−α<VriEp  −121(α:
比較検出器が検出可能な最小の電位差) 以上のように、基準電圧VrtEpは、メモリーセルの
状態を読み出す基準となるものであるので、製造上のば
らつき、電源電圧の変動に対して、上記山、(2)式の
関係が成り立っていなければならない。
第2図は、従来技術によるEPROMの一部回路図であ
る。トランジスタTr8は選択されたメモリ−セルで、
トランジスタl1lr7とl1lr8  のゲート電極
には、それぞれ、Yアト1/ス線、Xアドレス線の信号
電圧としてh * +71;< ’It rt:、 v
ccが印加されている。
トランジスタIll、5け、製造上のばらつきを相補し
あうように、メモリーセルと同じ構造と特性をもつトラ
ンジスタ(以下ダミーセルとH「1す)を用い。
そのグー)′1tf4vI!、には、トランジスタ’I
’rlとlit r2の抵抗分割により、電源電圧より
低い電圧が印加されている。このようにして、トランジ
スタrll r5に流れる電流を制限している。
トランジスタTr1 + Tr2は、一定’elf、 
IE VcoNS ’I”を得るためのディプレッジ習
ン型MO8)ランジスタ、トランジスタTr3.Tr6
は、それぞれインバータを構成するディプレッジ縦ン型
MOSトランジスタ、トランジスタTr 4 * ””
r 71”エンハンスメント型MOSトランジスタであ
る。
本従来例の動作を以下第3図と第6図を用いて説、明す
る。
第3図は、選択されたメモリーセルに1″が1き込まれ
ている場合の点Aの電位■!と点Bの電位 5−− VREFI の電源電圧依存性を表わしたものである。
第6図はトランジスタTr5 r T r 8に流れる
電流の1!源電圧依存性を表わしたものである。
点への電位■1の電源電圧依存性を以下に記す。
電源電圧VCCを0から順次、増加していった場合。
電源電圧VCCがメモリーセルのしきい値(VTM )
以下の場合は、トランジスタTr6がディプレッジ盲ン
型MOSトランジスタであるため、電源電圧と等しく増
加する。
電源電圧■coがVTMよシ大きくなると、トランジス
タTr8が0口と々るので、トランジスタTryeTr
7.Tr8で構成されるインバータの伝達特性に従うよ
うになる。この様子を第3図の(G)の曲線として示す
。トランジスタTr8に流れる電流の電源電圧依存性は
、第6図の(Piの曲線で表わすようにh vTMをし
きい値として、電源電圧を増加するにつれて、流れる′
電流は増加していく。
次に1点Bの電位■2の電源電圧依存性を以下に記す。
ダミーセルのゲート電位は、 TrxとTr2の抵抗分
 6一 割によシ、電源電圧が分配されているので、同じメモリ
ーセルのしきい値t ”I’Mを得るためには。
電源電圧−メモリ−セルの場合より高い電圧をかけなけ
ればならない。従って、等価的に目、しきい値が高くな
ったのと同じである。
このダミーセルの等価的なしきい値をvTltlij 
1−1とする。
電源電圧■cc?f−Oから順次増加していった場合、
電源電圧VCCが、ダミーセルの等価的なしきい値■T
ItT(F1以下の場合は1点Aの場合と同様に、電源
電圧と等しく増加し、それ以後にj、Tr3 r Tr
4 。
117r5で構成されるインバータの伝達特性に従うよ
うになる。
この様子を第3図の(10の曲線として示す。トランジ
スタ+47r5に流れる電流の′IIII源電圧依有電
圧依存性図の(Qの曲線で表わすように、■・V旧(F
lをしきい値として、電源電圧を増7I[1するにつれ
て、流れる¥JE流は増加していく。
この時、トランジスタTr5に流れる電流1+vbtt
’tは、電源電圧を増加するにつれて、トランジスタT
rsに流れる電流11に近づくようにカる。
従って第3図のHの曲線で表わすインバータの伝達特性
と、Gの曲線で表わすインバータの伝達特性のuL″レ
ベルは、電源電圧を増加するにつれて一致するようにな
る。
第3図において、電源電圧■ccが設定電圧V人からv
Bに変化したとする。この時点Aの電位V1と点Bの電
位VB、EF1の差が大きくなる。この場合を(I)の
部分で示しである。
点Aの電位v1と点Bの電位VIIFIの差が大きくな
ると、アドレス線が次にuO″を書き込まれているメモ
リーセルを選んだ場合、A点についてる大きなlを充電
する電圧幅が大きくなるので、スイッチング速度が低下
する。
又、設定電圧vAからS VOに変化した場合1点Aの
電位■1 と点Bの電位VREFIの差が小さくなる。
この場合を1()の部分で示しである。この時。
比較検出器で電位差を検出することが困雛となる。
以上のように、従来技術を用いた本例では、電源電圧が
設定値よシずれた場合、スイッチング速度が遅くなった
り比較検出器で検出が困姉となる欠点がある。
本発明の目的は、前述の欠点を除去し、電源電圧の変動
に対して、より安定な比較検出器の基準電圧を提供する
ものである。
本発明の記憶装置aは、複数のメモリーセルを含み、前
記メモリーセルを、Xアドレス線とYアドレス線により
1つのメモリーセルを選択し、前記メモリーセルを含む
ディジット線の電圧が、選択されたメモリーセルの記憶
内容に応じて変化することにより、記憶内容を判断し、
その電圧を増幅する第1の増幅器を有し、又、メモリー
セルと同じ構造と特性を持つ素子を複数個直列、あるい
は、並列、あるいは直並列に接続することにより得られ
る複合素子を有し、その入力線には、前記Xアドレス線
の信号の電圧と同じ電EFが印7Jrlされ、前記複合
素子の出力を増幅する。前記第1の増幅器と同特性を有
する第2の増幅器をイ」し、その111力電圧である基
準電圧と、前記第1の増幅器の出力電圧を比較し、増t
ill’;lする比較検出器を廟すること9− により構成される。
第4図は1本発明による実施例を示す回路図である。
出力電圧v1を得る部分は、第2図と同じ構成であるの
で説明を省略する。トランジスタTr9はディプレッジ
ビン型MO8l−ランジスタTh TrlOはエンハン
スメント型MO8トランジスタである。
トランク7りTr ] 1 +Tr 12 * Tr 
13は・す6てダミーセルであり、それぞれのゲート電
極には、電源電圧が印加されている。トランジスタTr
9とTrloの共通接点Cの電位が基準電圧YaEp2
を与える。
本発明による実施例の動作を第5図、第6図を用いて説
明する。
第5図は、第3図と同じく1選択されたメモリーセルに
t′1″が書き込まれている場合の点Aの電位vlと点
Cの電位VTtBF’2の電源電圧依存性を表わしたも
のである。比較のために、第2図の従来例の点Bの電位
VRFiF1の電源電圧依存性も表わしである。
点Aの電位■1は第3図の場合と同様であるので10− 説明を省略する。
電源電圧Vccを第3図の場合と同じように、0から増
加していった場合、その値がv’rrtni;’2に達
する壕では電源電圧と等しく増加する。このV’rlv
lap2の値は、トランジスタTr11の基板とソース
電極とが逆方向にバイアスされるためにh ”TMよシ
少し高くなる。
従って1本実施例、点Cのピーク電圧vcI)の値は従
来例1点Bのピーク電圧V l1l)よりも小さくなる
電源電圧V。0が■・r圓F2を越えると、ダミーセル
がすべてOnとなるので、それ以後は、トランジスタT
r9 r Tr 10+ Tr 11 r ’″r12
 r ”r13で構成され−るインバータの伝達!特性
に従うようになる。
第6図のRにトランジスタT目1に流れる電流の電源電
圧依存性を示す。トランジスタTr11に流れる電流が
、ダミーセルを直並列に接続することによシ、制限され
、電源電圧を増加した場合、流れる電流の増加の割合は
、(P)で表わす、メモリーセルに流れるXiの増加の
割合よシ小さい。
又、ダミーセルを直並列に接続することによシ、インバ
ータのレシオが第2図の従来例の場合より小さくなる。
そのため、0で表わすインバータ特性の傾斜がゆるくな
り u:[、″ルベルも大きくなる。
以上のような理由によシ、第5図に示すように。
本実施例の場合電源電圧Vccが設定電圧vAから減少
してVBになったとしても、従来例のように。
点Aとの電位差が大きくない。これを山)の部分で示し
である。従ってスイッチング速度が低下することがなく
なる。
又、電源電圧Vccが設定電圧vAから増加して■0に
なったとしても、従来例のように5点Aとの電位差が、
比較検出器で検出できなくなるほど小さくならない。こ
れを■の部分で示しである。
以上述べたように5本発明の記憶装置を用いることによ
シ、従来例よシも電源電圧の変動に対して安定な基準電
圧を得ることができる。
本発明の記憶装置は1以上述べたように、比較検出器に
用いる基準電圧が、電源電圧の変動に対して安定である
ので、スイッチング速度が速く、又比較検出器に負担を
かけることがない。従って。
大容t%高速度が要求されるhi P ILOM等の記
憶装置に有効である。
以上の実施例は、 El)Rr)Mを例にとシ説明した
が1選択されたメモリーセルを含むディジット線の電位
がメモリーセルの内容によって変化する構成をとるもの
であるかぎり1本発明は有効であシ。
1弓PIのMに限らない。
又、ダミーセルを3個直列に接続した例を第4図に示し
たが、直列に複数個、又は、並列に複数個又は直並列に
複数個接続した場合も本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は不揮発性半導体メモリにおいて、読み出しを行
なう場合のブロック図である。第2図は基準電圧を得る
だめの従来の回路例を示す図である。第3図は、第2図
における点Aの電位v1と点Bの電位VRHFIの′に
源電圧依存性を表わす図で13− ある。第4図は1本発明の実施例を示すものである。第
5図は、第4図における点Aの電位vlと点Cの電位V
RgF2の電源電圧依存性を表わす図f6る。第6図は
、第2図、第4図のTr5 e Tr8y’I’roに
流れる電流の電源電圧依存性を表わした図である。 1・・・・・・点りの電位を増幅する増幅器、2・・・
・・・基準電圧発生回路、3・・・・・・増幅器の出力
Eと、基準電圧VRBFO差を検出し、増幅する比較検
出器% 4・・・・・・出力バッファである。 Xlt X2 # X3 y X口・・・・・・Xアド
レス線、Yl・・・・・・Xアドレス線である。 14−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数のメモリーセルを含み、前記メモリーセルをXアド
    レス線とXアドレス線によυ、1つのメモリーセルを選
    択し、前記メモリーセルを含むディジット線の電圧が1
    選択されたメモリーセルの記憶内容に応じて変化するこ
    とにより、記憶内容を判断し、その電圧を増幅する第1
    の増幅器を有し、又、メモリーセルと同じ構造と特性を
    持つ素子を複数個接続することによシ得られる複合素子
    を有し、その入力線には、前記Xアドレス線の信号の電
    圧と同じ電圧が印加され、前記複合素子の出力を増幅す
    る前記第1の増幅器と同特性を有する第2の増幅器を有
    し、その出力電圧である基準1、  電圧と、前記第1
    の増幅器の出力電圧を比較し。 増幅する比較検出器を有することを特徴とした記憶装置
JP56154348A 1981-09-29 1981-09-29 記憶装置 Granted JPS5856290A (ja)

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JPS6142352B2 JPS6142352B2 (ja) 1986-09-20

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