CN102074269A - 可编程的信息存储电路 - Google Patents

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李明
杨博
陈浩
陈计学
刘小淮
鲍秀峰
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Abstract

本发明涉及一种可编程的信息存储电路，具有可编程的信息存储电路主要分为五个部分：复位电路、分频器、时钟选择电路、存储定时器、信号输出电路。电路功能主要有：计时功能，实现延时输出；断电信息存储功能；电可擦除，电可以快速写入。本发明的优点在于断电后，信息存储至少12h；该电路的工作电压高，具有很强的抗干扰能力；延时时间长达400s。

Description

可编程的信息存储电路
技术领域
本发明属于半导体集成电路技术领域，特别涉及一种信息存储电路。
背景技术
存储电路(EEPROM)主要有两个类别，第一个类别为浮动栅型，完全靠由绝缘层所包围的多晶硅来存储电荷。第二个类别为MNOS型，它利用两个绝缘层中的界面陷阱捕获电子或空穴。现有的信息存储电路存在断电后不能进行信息存储以及不能进行编程控制等缺陷。
发明内容
本发明的目的就是为了解决已有的信息存储电路存在的断电后不能进行信息存储以及不能进行编程控制等缺陷，提供的一种可编程的信息存储电路，该电路具有高电压，断电后信息长时间存储，电可擦写等功能。
本发明的技术方案是：
一种可编程的信息存储电路，其特征在于包括：复位电路、分频器、时钟选择电路、存储定时器、信号输出电路。
复位电路，该部分电路是在复位输入信号的作用下，产生长、短脉冲复位信号，用来复位电路内部的寄存器以及将MNOS存储管存储的信息装载到T触发器的输出端；
分频器，该部分电路对主时钟信号CP进行分频；
时钟选择电路，由分频控制端FP、FS选择其中一路分频信号输出到存储定时器；
存储定时器，由具有存储功能的12位的计数器构成，通过在MNOS存储管的栅极加不同的VP电压实现不同的操作，完成擦除和写入功能；
输出电路，输出电路接收存储定时单元的计数溢出信号，并产生应答输出信号AS和输出信号Q2以及充电信号Q6。
所述的存储定时单元由具有存储功能的12位的计数器构成，T触发器是构成存储计数器的主要单元，其中每个T触发器均有一个MNOS存储管，可以设定不同的数据信息，构成具有信息存储功能的可编程电路。
本发明的可编程电路采用铝栅PMOS工艺制造技术，负逻辑结构，基本逻辑单元以增强型PMOS场效应晶体管构成，存储管采用薄栅MNOS结构的场效应晶体管。电路功能主要有：计时功能，实现延时输出；断电信息存储功能；电可擦除，电可写入。写入时可以快速写入；设定延迟时间后，电路产生应答信号，便于检测是否设定成功。
具有信息存储功能的可编程电路电源电压为-24V，电擦除信号为+30V，电
写入信号为-30V，断电后，信息存储至少12h。该电路的工作电压高，具
有很强的抗干扰能力；延时时间长达400s，可以用于多种延时场合上。
本发明的优点：
1.断电信息存储时间长，电可擦除及改写；
2.工作电压高，抗干扰能力强；
3.信息可编程控制。
附图说明
图1为本发明可编程的信息存储电路的电路结构框图；
图2为本发明可编程的信息存储电路的电路原理图；
图3为本发明可编程的信息存储电路的存储定时电路原理图；
图4为本发明可编程的信息存储电路的为T触发器电路原理图；
图5为本发明可编程的信息存储电路的为MNOS存储管结构图。
具体实施方式：
如图1所示，本发明提供的一种可编程的信息存储电路的结构框图，包括：复位电路、分频器、时钟选择电路、存储定时器、信号输出电路。
如图2所示，本发明的电路原理图，共有五部分组成；I136模块是复位电路在外加输入信号INH的作用下，产生复位脉冲LP和SP及输出信号Q28，同时LP和SP控制分频、存储定时和输出电路部分，Q28作为分频模块I138的输入，分频模块在外加信号DT的控制下对时钟信号分频，分别输出T2、T8、T10三个分频信号，这三个信号有作为时钟选择模块I134的输入信号，在FP、FS的控制下选择其中一路输出到存储定时器模块，分频模块的输出信号G27又做为存储定时模块的输入，存储定时模块I137在外加电压VP的控制下，根据VP的不同完成擦除或写入操作，“写入”操作完成后，信息被存储起来，最后存储定时单元的计数溢出信号通过输出模块I139产生应答输出信号AS和输出信号Q2以及充电信号Q6，输出均采用开漏极结构，具有很强的输出驱动能力，可以根据需要，外接下拉电源，实现不同的输出电压。
使用时再次将电路上电复位，将MNOS存储管存储的信息装载到计数器的输出端，此时电路才准备好进入定时状态，“写入”一次定时值，只要不执行“擦除”操作，电路可以完成多次定时功能。
a)、复位电路单元：该部分电路的功能是在复位输入信号的作用下，产生长、短脉冲复位信号，用来复位电路内部的寄存器以及将MNOS存储管存储的信息装载到T’触发器的输出端。电路的复位是在复位输入端施加一个高电位脉冲实现，高电位的保持时间大于4个主时钟CP周期。电路复位之后，应答信号输出端AS为低电位，输出信号Q2为低电位，充电信号Q6为高电位。
b)、分频器单元：该部分电路对主时钟信号CP进行分频，产生21分频、28分频、210分频信号，经过时钟选择电路的选择之后，提供给存储定时电路作为时钟输入信号。
c)、时钟选择单元：四选一电路，选择21分频、28分频、210分频信号。详细的控制结果见表1(其中“0”代表0V，“1”代表-24V)。主时钟CP经过分频器输出21分频、28分频、210分频三种时钟信号。由分频控制端FP、FS选择其一输出到存储定时器。
表1分频控制说明
  分频控制高位   分频控制低位   分频输出端
  0   ×   21分频
  1   0   28分频
  1   1   210分频
d)、输出电路。存储定时单元的计数溢出信号产生应答输出信号AS和输出信号Q2以及充电信号Q6，输出均采用开漏极结构，具有很强的输出驱动能力，可以根据需要，外接下拉电源，实现不同的输出电压。
e)、如图3所示，存储定时单元由具有存储功能的12位的计数器构成，在MNOS存储管的栅极加+30V脉冲称之为“擦除”操作，输入n个时钟脉冲后，在MNOS存储管的栅极加-30V脉冲称之为“写入”操作，n为计数初值(亦称定时值)。“写入”操作完成后，信息被存储起来，使用时再次将电路上电复位，将MNOS存储管存储的信息装载到计数器的输出端，此时电路才准备好进入定时状态，“写入”一次定时值，只要不执行“擦除”操作，电路可以完成多次定时功能。
如图4所示，T触发器是构成存储计数器的主要单元，其特性方程为：Qn+1＝QBn，每输入一个时钟脉冲T触发器的输出状态反转一次。每个T触发器均有一个MNOS存储管，可以设定不同的数据信息，构成具有信息存储功能的可编程电路。
如图5所示，存储管MNOS晶体管的栅介质由SiO2和Si3N4两种材料构成的复合栅。当栅源电压从0V增加到+30V再回到0V，MNOS开启电压VT为-1V，当栅源电压从0V减小到-30V再回到0V，MNOS开启电压VT变成了为-10V，产生电压滞后回线。产生VT移动的原因主要是双层绝缘栅中是否存在正电荷决定，“写入”后，双层绝缘栅中存储大量的正电荷，MNOS管为增强型，“擦除”后，双层绝缘栅中存储大量的负电荷，MNOS管为耗尽型。由于栅介质的绝缘性能好，所以栅电荷十分稳定，晶体管的耗尽型状态就长期保持下去，可达几十年。
当MNOS晶体管为增强型时，它表示的信息为“1”，也称它存储了信息“1”。而当它为耗尽型时，它表示的信息为“0”，也称它存储了信息“0”。由于MNOS晶体管信息的保存与存储时间不依赖与它是否处于通电还是断电，而且它所存储的信息的擦除与写入均由电脉冲完成，这种晶体管具有电擦除、电改写、非易失性等功能。

Claims (2)

1.可编程的信息存储电路，其特征在于包括：
复位电路，该电路是在复位输入信号的作用下，产生长、短脉冲复位信号，用来复位电路内部的寄存器以及将MNOS存储管存储的信息装载到T触发器的输出端；
分频器，该分频器对主时钟信号CP进行分频；
时钟选择电路，由分频控制端FP、FS选择分频器中的一路分频信号输出到存储定时器；
存储定时器，由具有存储功能的12位的计数器构成，通过在MNOS存储管的栅极加不同的VP电压实现不同的操作，完成擦除和写入功能；
输出电路，输出电路接收存储定时单元的计数溢出信号，并产生应答输出信号AS和输出信号Q2以及充电信号Q6。
2.根据权利要求1所述的可编程的信息存储电路，其特征在于：存储定时单元由具有存储功能的12位的计数器构成，T触发器是构成存储计数器的主要单元，其中每个T触发器均有一个MNOS存储管，可以设定不同的数据信息，构成具有信息存储功能的可编程电路。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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