-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. BEREICH DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Speicherbausteine bzw. Speichereinrichtungen, und speziell
auf einen Speicherbaustein bzw. eine Speichereinrichtung, welcher
bzw. welche eine Parameter-Steuervorrichtung zum Regeln charakteristischer Parameter
des Speicherbausteins beinhaltet, wie z.B. einen Spannungspegel
eines Eingangssignals, eine Zeitcharakteristik und einen Spannungspegel
eines Ausgangssignals, wobei ein programmierbares Verfahren benutzt
wird.
-
2. BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
-
Während
der Entwicklung eines Speicherbausteins müssen Signalleistungscharakteristika, welche
charakteristische Parameter einer Schaltung sind, wie z.B. ein Spannungspegel
eines Signals, welches in einen Chip eingegeben wird, eine Zeitcharakteristik
(z.B. Signalverzögerung)
und ein Spannungspegel eines Signals, welches von dem Chip ausgegeben
wird, notwendigerweise innerhalb eines Simulationsfehlerbereiches
nachjustiert werden.
-
Die Herstellung des herkömmlichen Speicherbausteins
wird nur nach dem Korrigieren der Masken begonnen, um die justierten
Parameter anzulegen oder zu erreichen. Demzufolge erfordert die Herstellung
eines Bausteins, bei welchem eine neue Maske benutzt wird, extra
Zeit und Kosten, um die charakteristischen Parameter oder die Signalleistungscharakteristika
des Bausteins zu erstellen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, charakteristische Parameter leicht zu regeln, ohne physikalisch
die Masken zu korrigieren, indem programmierbare Register benutzt
werden.
-
Es wird ein Speicherbaustein geliefert,
welcher einen Parametersteuerbaustein beinhaltet, welcher aufweist:
Einen Registercontroller, welcher eine nicht flüchtige Speichereinheit zum
Speichern von Daten in der nicht flüchtigen Speichereinheit beinhaltet;
und einen Parametercontroller zum Ausgeben eines Signals, welches
Charakteristika besitzt, welche von einem Signal abhängen, welches
von dem Registercontroller ausgegeben wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein Blockschaltbild, welches den Aufbau eines Speicherbausteins
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
ein Blockschaltbild, welches einen Hauptbitleitungs-Pull-up- bzw.
-Endcontroller zeigt, einen Zellenfeldblock und einen Spaltenauswahl-Controller
der 1.
-
3 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches den Hauptbitleitungs-Pull-up-Controller
der 1 zeigt.
-
4 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches einen Hauptbitleitungs-Lastcontroller
der 2 zeigt.
-
5 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches den Spaltenauswahl-Controller
der 1 zeigt.
-
6 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches einen Unterzellblock
der 2 zeigt.
-
7 ist
ein Strukturdiagramm, welches einen ersten Registercontroller und
eine Adresseingangs-Puffereinheit der 1 zeigt.
-
8a bis 8c sind detaillierte Strukturdiagramme,
welche einen Adresseingangspuffer der 7 zeigen.
-
9 ist
ein Strukturdiagramm, welches einen vierten Registercontroller und
einen Zeitcontroller der 1 zeigt.
-
10a bis 10b sind Strukturdiagramme des
Zeitcontrollers der 9.
-
11 ist
ein Strukturdiagramm, welches einen fünften Registercontroller und
einen Spannungspegel-Controller der 1 zeigt.
-
12a bis 12c sind Strukturdiagramme, welche
den Spannungspegel-Controller der 11 zeigen.
-
13 ist
ein Strukturdiagramm, welches einen Registerbefehlsprozessor zeigt,
welcher in einen Speicherbaustein entsprechend der vorliegenden
Erfindung beinhaltet ist.
-
14a und 14b sind Zeitdiagramme, welche
eine Programmmodus-Decodieroperation entsprechend der vorliegenden
Erfindung zeigen.
-
15 ist
ein Strukturdiagramm, welches einen D-Flip-Flop der 13 zeigt.
-
16 ist
ein Strukturdiagramm, welches ein Register zeigt, welches in einem
Speicherbaustein entsprechend der vorhiegenden Erfindung beinhaltet
ist.
-
17a bis 17b sind Zeitdiagramme, welche jeweils
die Schreib/Lese-Operation erläutern.
-
18 ist
ein Schaltbild, welches das Register der 16 zum Ausgeben eines Registersteuersignals
der 16 zeigt.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist
ein Blockschaltbild, welches eine Struktur eines ferroelektrischen
Speicherbausteins zeigt, welcher einen Parameter-Control-Baustein entsprechend
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Der Speicherbaustein in dieser
Ausführungsform
weist auf: einen Zellfeldblock 100, einen Hauptbitleitungs-Pull-up-
bzw. -Endcontroller 11, einen Spaltenauswahl-Controller 12, ein
Leseverstärkerfeld 30,
einen Daten-I/O- bzw. -Ein/Aus-Puffer 50, einen Schaltcontroller 40,
einen ersten Registercontroller 510, einen zweiten Registercontroller 520,
einen dritten Registercontroller 530, einen vierten Registercontroller 540 und
einen fünften
Registercontroller 550. Der Hauptbitleitungs-Pull-up-Controller 11 zieht
eine Hauptbitleitung, welche in dem Zellfeldblock 100 beinhaltet
ist, auf eine positive Spannung hoch. Der Spaltenauswahl-Controller 12 verbindet
die Hauptbitleitung mit einem Datenbus
21. Das Leseverstärkerfeld 30 ist mit
dem Datenbus 21 verbunden. Der Daten-I/O-Puffer 50 tauscht
Daten extern aus. Der Schaltcontroller 40 ist zwischen
dem Leseverstärkerfeld 30 und
dem Daten-I/O-Puffer 50 angeschlossen. Der erste Registercontroller 510 steuert
eine Adresseingangspuffereinheit 210. Der zweite Registercontroller 520 steuert eine
Steuereingangspuffereinheit 220. Der dritte Registercontroller 530 steuert
eine Dateneingangspuffereinheit 230. Der vierte Registercontroller 540 steuert
einen Zeitcontroller 300. Der fünfte Registercontroller 550 steuert
einen Spannungspegel-Controller 400.
-
2 ist
ein Blockschaltbild, welches einen Hauptbitleitungs-Pull-up-Controller 11,
einen Zellfeldblock 100 und einen Spaltenausfall-Controller 12 der 1 zeigt. Der Zellfeldblock 100 beinhaltet
eine Vielzahl von Hauptbitleitungs-Lastcontrollern 13 und eine
Vielzahl von Unterzellblöcken 110.
Es kann einen oder mehrere Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 geben.
-
3 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches den Hauptbitleitungs-Pull-up-Controller 11 der 1 zeigt. Der Hauptbitleitungs-Pull-up-Controller 11 weist
auf: Einen PMOS-Transistor,
welcher ein Gate besitzt, um ein Steuersignal MPBUC zu empfangen,
eine Quelle, welche mit einer Spannungsversorgung VPP(VCC) verbunden
ist, und einen Drain, welcher mit einer Hauptbitleitung MBL verbunden
ist.
-
Der Hauptbitleitungs-Pull-up-Controller 11 zieht
die Hauptbitleitung MBL in eine Vorladeoperation hoch.
-
4 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches den Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 der 2 zeigt. Der Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 weist
auf: Einen PMOS-Transistor,
welcher ein Gate besitzt, um ein Steuersignal MBLC zu empfangen, eine
Quelle, welche mit der Spannungsquelle VPP(VCC) verbunden ist, und
einen Drain, der mit der Hauptbitleitung MBL verbunden ist.
-
Der Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13,
welcher als ein Widerstandsbaustein arbeitet, welcher zwischen der
Spannungsquelle VPP(VCC) und der Hauptbitleitung MBL angeschlossen
ist, legt eine Spannung der Hauptbitleitung MBL entsprechend dem
Betrag des Stromes fest, welcher während einer Datenleseoperation
durch den Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 fließt.
-
Ein oder mehrere Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 sind
mit einer Hauptbitleitung MBL verbunden (siehe 1). Wenn zwei oder mehrere Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 angeschlossen
sind, wird die gleiche Anzahl von Unterzellblöcken 110 einem Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 zugeordnet, und
die Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 können (nahezu)
in gleichem Abstand voneinander platziert sein.
-
5 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches den Spaltenauswahl-Controller 12 der 1 zeigt. Der Spaltenauswahl-Controller 12 ist
ein Schalter zum Anschließen
der Hauptbitleitung MBL und des Datenbusses, welcher durch die Steuersignale
CSN und CSP an-/ausgeschaltet wird.
-
6 ist
ein detailliertes Strukturdiagramm, welches den Unterzellblock 110 der 2 zeigt. Ein Unterzellblock
weist eine Unterbitleitung SBL und die NMOS-Transistoren N1, N2,
N3, N4 und N5 auf . Die Unterbitleitung SBL ist im Allgemeinen mit
einer Vielzahl von Einheitszellen verbunden, welche mit einer Anzahl
(n) von Wortleitungen WL<n> und einer Anzahl (n)
von Anodenleitungen PL<n> jeweils angeschlossen
ist. Der NMOS-Transistor
N1 zum Regulieren eines Stromes ist mit seinem Gate mit einem ersten
Anschluss der Unterbitleitung SBL verbunden und mit seinem Drain
mit einer Hauptbitleitung MBL verbunden. Der NMOS-Transistor N2
ist mit seinem Gate mit einem Steuer signal MBSW verbunden, mit seinem
Drain mit einer Quelle des NMOS-Transistors N1 verbunden und mit
seiner Quelle mit Erde verbunden. Der NMOS-Transistor N3 ist mit
seinem Gate mit einem Steuersignal SBPD verbunden, mit seinem Drain
mit einem zweiten Anschluss der Unterbitleitung SBL verbunden und
mit seiner Quelle mit Erde verbunden. Der NMOS-Transistor N4 ist
mit seinem Gate mit einem Steuersignal SBSW2 verbunden, mit seiner
Quelle mit einem zweiten Anschluss der Unterbitleitung SBL verbunden
und mit seinem Drain mit einem Steuersignal SBPU verbunden. Der NMOS-Transistor
N5 ist mit seinem Gate mit einem Steuersignal SBSW1 verbunden, mit
seinem Drain mit der Hauptbitleitung MBL verbunden und mit seiner
Quelle mit dem zweiten Anschluss der Unterbitleitung SBL verbunden.
-
Wenn auf eine Einheitszelle zugegriffen
wird, wird die Unterbitleitung SBL, welche mit der entsprechenden
Einheitszelle verbunden ist, mit der Hauptbitleitung MBL verbunden.
Die Unterbitleitung SBL ist mit der Hauptbitleitung MBL über den
NMOS-Transistor N5 verbunden. Demzufolge nimmt der Betrag der Ladung
zum Treiben einer Bitleitung auf denjenigen ab, welcher einer Unterbitleitung
entspricht.
-
Wenn ein SBPD-Signal aktiviert wird,
wird ein Potenzial der Unterbitleitung SBL auf den Erdpegel geregelt.
Das SBPU-Signal regelt eine Versorgungsspannung, mit welcher die
Unterbitleitung SBL zu speisen ist. Das Steuersignal SBSW1 steuert
einen Signalfluss zwischen der Hauptbitleitung MBL und der Unterbitleitung
SBL. Das Steuersignal SBSW2 steuert einen Signalfluss zwischen dem
Signal SBPU und der Unterbitleitung SBL.
-
Die Unterbitleitung SBL, welche mit
dem Gate an den NMOS-Transistor
N1 angeschlossen ist, regelt eine Lesespannung der Hauptbitleitung
MBL. Die Hauptbitleitung MBL ist mit der Spannungsquelle VPP(VCC) über den
Hauptbitleitungs-Lastcontroller 13 verbunden (dargestellt
in 2 und 4). Wenn ein Steue signal MBSW "hoch" ist, fließt ein Strom
von der Spannungsquelle VPP(VCC) über die Hauptbitleitung MBL
und die NMOS-Transistoren
N1 und N2 zur Erde. Hier wird der Betrag des Stromes durch eine
Spannung der Unterbitleitung SBL bestimmt, welche an das Gate des
NMOS-Transistors N1 geliefert wird. Wenn der Datenwert, welcher
in der Zelle gespeichert ist, "1" ist, steigt der
Betrag des Stromes an, und die Spannung der Hauptbitleitung MBL nimmt
ab. Wenn der Datenwert, welcher in der Zelle gespeichert ist, "0" ist, nimmt der Betrag des Stromes ab,
und die Spannung der Hauptbitleitung MBL steigt an. Damit kann der
Datenwert der Zelle durch Vergleichen der Spannung der Hauptbitleitung
MBL mit einer Referenzspannung detektiert werden. Das Detektieren
des Datenwerts der Zelle wird in dem Leseverstärkerfeld 30 durchgeführt.
-
7 ist
ein Strukturdiagramm, welches die Adresseingangspuffereinheit 210 und
den ersten Registercontroller 510 der 1 zeigt.
-
Die Adresseingangspuffereinheit 210 weist eine
Vielzahl von Adresseingangspuffern auf (Adresseingangspuffer_0 ... Adresseingangspuffer_n),
von denen jeder mit einer Vielzahl von Adresspads bzw. Ausfüllzeichen A0_Pad,
A1_Pad, ... An_Pad verbunden ist. Der erste Registercontroller 510 weist
auf: ein Registerfeld, welches eine Vielzahl von Registern REG_0,
... REG_m beinhaltet, und einen Registerbefehlsprozessor 512 zum
Steuern der Register. Jeder Adresseingangspuffer empfängt Signale
RE_0, RE_1, ... RE_m, welche von dem Registerfeld 511 ausgegeben
werden. Die Strukturen des Registerbefehlsprozessors 512 und
jedes Registers REG_0, REG_1, ... REG_m wird im Detail in 13 erklärt.
-
8a ist
ein erstes Ausführungsbeispiel
jedes Adresseingangspuffers, welcher in dem Adresseingangspuffer 210 beinhaltet
ist. Jeder Adresseingangspuffer weist einen Stromcontrol ler 211,
einen PMOS-Transistor CP, einen NMOS-Transistor CN und einen PUFFER 212 auf.
Der Stromcontroller 211 weist eine Vielzahl von PMOS-Transistoren
P0, ... Pm auf,
welche Gates besitzen, um Ausgangssignale RE_0, ... RE_m von den
Registern des Registerfeldes 511 zu empfangen und Quellen
besitzen, welche mit der Spannungsquelle VCC verbunden sind. Der PMOS-Transistor CP ist
mit seiner Quelle mit den Drains der PMOS-Transistoren P0,
... Pm verbunden. Der NMOS-Transistor CN
ist mit seinem Drain mit einem Drain des PMOS-Transistor CP verbunden.
Der PUFFER 212 ist mit dem Drain des NMOS-Transistors CN
verbunden. Ein Rdresseingangspad Input_Pad ist mit einem Gate des
PMOS-Transistors CP und dem NMOS-Transistor CN verbunden.
-
Der Betrag eines Stromes, welcher
einer Quelle des PMOS-Transistors
CP geliefert wird, verändert
sich entsprechend der Anzahl der angeschalteten Transistoren unter
den PMOS-Transistoren
P0, ... Pm. Demzufolge kann ein Detektierpegel
eines Signals, welches an den Rdresseingangspad Input_Pad geliefert
wird, justiert werden. Damit weist diese Ausführungsform einen Parametercontroller
für die
Detektierpegelcharakteristik auf, welcher die Empfindlichkeit des
Eingangssignals durch Aktivieren einer Anzahl von Registern in dem
Registerfeld 511 über
einen Registerbefehlsprozessor 512 steuert.
-
8b ist
ein zweites Ausführungsbeispiel für jeden
Adresseingangspuffer, welcher in dem Adresseingangspuffer 210 beinhaltet
ist. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
ist die Fähigkeit
zum Steuern des Aktivierens in Abhängigkeit von dem Chip-Freigabesignal CEB
zum ersten Ausführungsbeispiel
der 8a hinzugefügt. Ein
PMOS-Transistor CP0 entspricht dem PMOS-Transistor CP der 8a, und ein NMOS-Transistor
CN0 entspricht dem NMOS-Transistor CN der 8a. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
sind ein PMOS-Transistor CP1 und ein NMOS-Transistor CN1 hinzugefügt. Der PMOS-Transistor CP1 ist zwi schen dem PMOS-Transistor CP0 und dem NMOS-Transistor CN0 angeschlossen.
Der NMOS-Transistor CN1 ist zwischen einem
Drain des NMOS-Transistors CN0 und Erde angeschlossen.
Das Chip-Freigabesignal
CEB ist mit einem Gate des PMOS-Transistors CP1 und
dem NMOS-Transistor CN1 angeschlossen. Dadurch weist
diese Ausführungsform
einen Detektierpegelcharakteristik-Parametercontroller auf, welcher die
Eingangsempfindlichkeit durch Aktivieren einer Anzahl von Registern
in dem Registerfeld 511 über den Registerbefehlsprozessor 512 steuert.
-
Wenn das Chip-Freigabesignal CEB
auf "hoch" aktiviert ist, wird
der NMOS-Transistor CN1 angeschaltet. Demzufolge
wird ein "niedrig"-Pegelsignal an den
Puffer 212 geliefert, ungeachtet eines Signals des Adresseingangspads
Input_Pad. Wenn das Chip-Freigabesignal
CEB auf "niedrig" aktiviert ist, wird
der PMOS-Transistor
CP1 angeschaltet, und der Rest der Schaltoperation
ist ähnlich
zu der, welche für
das Ausführungsbeispiel
der 8a beschrieben wurde.
In ähnlicher
Weise weist diese Ausführungsform
einen Parametercontroller für
die Detektierpegelcharakteristik auf, welcher die Eingangssignalempfindlichkeit
durch Aktivieren einer Anzahl von Registern in dem Registerfeld 511 über den
Registerbefehlsprozessor 512 steuert.
-
8c ist
ein drittes Ausführungsbeispiel
für jeden
Adresseingangspuffer, welcher in dem Adresseingangspuffer 210 beinhaltet
ist. Der Stromcontroller 211 des dritten Beispiels weist
eine Vielzahl von NMOS-Transistoren N0,
... Nm auf. Die NMOS-Transistoren N0, ... Nm sind mit
ihren Gates mit den Ausgangssignalen RE_0, ... RE_m der Register
verbunden und mit ihren Quellen mit einer Spannungsquelle VSS verbunden.
-
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Adress-Input-Pad
Input_Pad an das Gate des PMOS-Transistors CP0 und
an das Gate des NMOS-Transistors CN0 eingegeben.
Das Chip-Freigabesignal CEB wird an das Gate des PMOS-Transistors
CP1 und an das Gate des NMOS-Transistors CN1 eingegeben.
-
Der PMOS-Transistor CP0 ist
mit einer Quelle mit der Versorgungsspannung VCC verbunden. Der
NMOS-Transistor CN0 ist mit seiner Quelle
mit den Drains der NMOS-Transistoren N0,
... Nm verbunden. Der PMOS-Transistor CP1 ist parallel an den PMOS-Transistor CP0 angeschlossen. Der NMOS-Transistor CN1 ist mit seiner Quelle mit einem Drain des
NMOS-Transistors CN0 und mit seinem Drain
mit dem Drain des PMOS-Transistors CP1 verbunden.
-
Der PUFFER 212 ist mit einem
Drain des PMOS-Transistors CP0 verbunden.
Die detaillierte Erklärung über die
Arbeitsweise des dritten Ausführungsbeispiels
ist weggelassen, da es ähnlich
zu dem des zweiten Ausführungsbeispiels
der 8b ist. In ähnlicher
Weise weist diese Ausführungsform einen
Parametercontroller für
die Detektierpegelcharakteristik auf, welcher die Eingangssignalempfindlichkeit
durch Aktivieren einer Anzahl von Registern in dem Registerfeld 511 über den
Registerbefehlsprozessor 512 steuert.
-
Erklärungen der Strukturen der Steuer-Eingangspuffereinheit 220 und
des zweiten Registercontrollers 520 und der Strukturen
der Daten-Eingangspuffereinheit 230 und des dritten Registercontrollers 530 der 1 sind weggelassen, da diese Strukturen ähnlich zu
denen der Adresseingangspuffereinheit 210 der 7 und der ersten Registercontroller 510 der 8a bis 8c sind.
-
9 ist
ein Strukturdiagramm, welches den Zeitcontroller 300 und
den vierten Registercontroller 540 der 1 zeigt, welcher das Registerfeld 541 und
den Registerbefehlsprozessor 542 beinhaltet. Die detaillierte
Erklärung
des vierten Registercontrollers 540 ist weggelassen, da
er die gleiche Struktur wie der erste Registercontroller 510 besitzt.
-
10a zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel
des Zeitcontrollers 300. Der Zeitcontroller 300 weist
einen Stromcontroller 410, einen PMOS-Transistor CP, einen
NMOS-Transistor CN und einen Verzögerungskondensator 320 auf.
Der Stromcontroller 310 weist eine Vielzahl von PMOS-Transistoren
P0, ... Pm auf,
welche Gates besitzen, um die Ausgänge RE_0, ... RE_m zu empfangen,
und mit ihren Quellen mit der Spannungsversorgung VCC verbunden
sind. Der PMOS-Transistor CP ist mit seiner Quelle mit den Drains
der PMOS-Transistoren P0, ..., Pm verbunden. Der NMOS-Transistor CN ist mit
seinem Drain mit einem Drain des PMOS-Transistors CP verbunden.
Der Verzögerungskondensator 320 ist
zwischen der Quelle des PMOS-Transistors CP und Erde angeschlossen.
Ein Eingangssignal Delay_In, welches an ein Gate des PMOS-Transistors
CP und den NMOS-Transistor CN geliefert wird, wird für eine vorher
festgelegte Zeit verzögert
und an den Drain des PMOS-Transistors CP mit dessen invertiertem
Pegel ausgegeben.
-
Die Verzögerungszeit wird durch den
Stromcontroller 310 und den Verzögerungskondensator 320 geregelt.
Da der Betrag eines Stromes, welcher an die Quelle des PMOS-Transistors
CP geliefert wird, sich entsprechend der Zahl der angeschalteten Transistoren
unter den PMOS-Transistoren P0, ... Pm, welche in dem Stromcontroller 310 beinhaltet
sind, ändert,
kann der Widerstand zwischen der Spannungsquelle VCC und der Quelle
des PMOS-Transistors CP geregelt werden. Demzufolge wird eine RC-Verzögerungszeit
mit dem Verzögerungskondensator 320 geregelt.
Damit weist diese Ausführungsform
einen Parametercontroller für
die RC-Verzögerungszeit-Charakteristik
auf, welcher die Ausgangssignalverzögerung durch Aktivieren einer
Anzahl von Registern in dem Registerfeld 541 über den
Registerbefehlsprozessor 542 steuert.
-
10b zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
des Zeitcontrollers 300. Im Gegensatz zu 10a ist der Verzögerungskon densator 320 zwischen
Erde und dem Drain des NMOS-Transistors CN angeschlossen. Das Arbeitsprinzip
ist das gleiche wie das der 10a,
welches oben beschrieben wurde. In ähnlicher Weise weist diese
Ausführungsform
einen Parametercontroller für
die RC-Verzögerungszeit-Charakteristik
auf, welcher die Ausgangssignalverzögerung durch Aktivieren einer
Zahl von Registern in dem Registerfeld 541 über den
Registerbefehlsprozessor 542 steuert.
-
11 ist
ein Strukturdiagramm, welches den Spannungspegel-Controller 400 und den fünften Registercontroller 550 der 1 zeigt, welcher das Registerfeld 551 und
den Registerbefehlsprozessor 552 beinhaltet. Die detaillierte
Erklärung
des fünften Registercontrollers 550 wird
weggelassen, da er in gleicher Weise wie der erste Registercontroller 510 arbeitet.
-
12a zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel
des Spannungspegel-Controllers 400. Der Spannungspegel-Controller 400 weist
einen Stromcontroller 410, einen PMOS-Transistor CP, einen NMOS-Transistor
CN und einen NMOS-Transistor 420 auf. Der Stromcontroller 410 weist
eine Vielzahl von PMOS-Transistoren P0,
... Pm auf, welche Gates besitzen, um die
Ausgangssignale RE_0, ... RE_m zu empfangen, und Quellen besitzen,
die mit der Spannungsquelle VCC verbunden sind. Der PMOS-Transistor
CP ist mit seiner Quelle mit den Drains der PMOS-Transistoren P0, ... Pm verbunden.
Der NMOS-Transistor CN ist mit seinem Drain mit einem Drain des
PMOS-Transistors CP verbunden. Der NMOS-Transistor 420 ist mit seinem
Gate mit der Spannungsquelle VCC verbunden, mit seiner Quelle mit
Erde verbunden und mit seinem Drain mit einer Quelle des NMOS-Transistors
CN verbunden.
-
Ein Steuersignal Control_In wird
am Gate des PMOS-Transistors CP und am NMOS-Transistor CN eingegeben.
Eine Spannung Voltage_Level (bzw. Spannungs_Pegel) wird von dem
Drain des PMOS-Transistors
CP ausgegeben.
-
Der Betrag des Stromes, welcher in
der Quelle des PMOS-Transistors
CP fließt,
variiert entsprechend der Anzahl der angeschalteten Transistoren
innerhalb der PMOS-Transistoren P0, ...
Pm, welche in dem Stromcontroller 410 beinhaltet
sind. Demzufolge variiert der Wert der ausgegebenen Spannung Voltage_Level
entsprechend dem Betrag des Stromes. Damit weist diese Ausführungsform
einen Parametercontroller für
die Ausgangsspannungcharakteristik auf, welcher die Ausgangssignalspannung durch
Aktivieren einer Anzahl von Registern in dem Registerfeld 551 über einen
Registerbefehlsprozessor 552 steuert.
-
12b zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
des Spannungspegel-Controllers 400. In dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird der NMOS-Transistor CN der 12a nicht
verwendet. Der Drain des NMOS-Transistors 420 ist mit dem
Drain des PMOS-Transistors
CP verbunden. Die Spannung Voltage_Level wird von dem Drain des
PMOS-Transistors CP ausgegeben. Die Erklärung der anderen Funktionsweise
wird weggelassen, da sie die gleiche ist wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
In ähnlicher
Weise weist diese Ausführungsform
einen Parametercontroller für
die Ausgangsspannungscharakteristik auf, welcher die Ausgangssignalspannung durch
Aktivieren einer Anzahl von Registern in dem Registerfeld 551 über einen
Registerbefehlsprozessor 552 steuert.
-
12c zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel
des Spannungspegel-Controllers 400. In dem dritten Ausführungsbeispiel
wird der PMOS-Transistor CP der 12a nicht
benutzt. Der Drain des NMOS-Transistors CN ist mit den Drains der PMOS-Transistoren P0, ... Pm verbunden.
Die Spannung Voltage_Level wird von dem Drain des NMOS-Transistors
CN ausgegeben. Die Erklärung der
anderen Funktionsweise wird weggelassen, da sie die gleiche ist
wie die des ersten Ausführungsbeispiels.
In ähnlicher
Weise weist diese Ausführungsform
einen Parametercontroller für
die Ausgangsspannungscharakteristik auf, welcher die Ausgangssignalspannung
durch Aktivieren einer Anzahl von Registern in dem Registerfeld 551 über einen
Registerbefehlsprozessor 552 steuert.
-
13 ist
ein Strukturdiagramm, welches eine Ausführungsform des Registerbefehlsprozessors
zeigt, welcher in dem Registercontroller beinhaltet ist. Der Registerbefehlsprozessor
decodiert ein Chip-Freigabesignal CEB, ein Schreib-Freigabesignal
WEB und ein Ausgabe-Freigabesignal OEB und gibt dann ein Befehlssignal
CMD_n zum Starten eines Programmmodus aus.
-
Es wird festgestellt, dass in der
vorausgehenden Beschreibung das Gebrauchen unterschiedlicher Referenzzahlen
in den Figuren und im Text mit Bezug auf ähnliche Strukturen, nicht dazu
dient, dass sich daraus ergibt, dass diese Strukturen notwendigerweise
unterschiedlich sind. Z.B. kann der Registerbefehlsprozessor, auf
welchen mit 512, 542 und 552 Bezug genommen
wird, als eine einzelne Struktur konfiguriert werden, welche mit
allen oder einigen Registern verbunden ist.
-
14a und 14b sind Zeitdiagramme, welche
die Funktionsweise des Registerbefehlsprozessors entsprechend einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Funktionsweise des Registerbefehlsprozessors
der 13 wird mit Bezug
auf 14a erklärt.
-
Wenn das Schreib-Freigabesignal WEB
und das Chip-Freigabesignal CEB auf "niedrige" Pegel aktiviert werden, wird das Hin-
und Herschalten des Ausgang-Freigabesignals OEB an einen Takteingang eines
D-Flip-Flops geliefert. Da es n D-Flip-Flops gibt, wird ein Ausgang,
welcher einen "hohen" Pegel in einem NOR-Gate
besitzt, von dem n-ten Flip-Flop ausgegeben, wenn das Ausgang-Freigabesignal OEB
n-mal hin- und herschaltet, und dann wird das Steuersignal CMD_n
aktiviert. Während
jedoch das Ausgangssignal CMD_n aktiviert ist, wenn das Ausgang-Freigabesignal OEB "hoch" wird, dann werden alle
D-Flip-Flops zurückgesetzt.
Demzufolge wird das Ausgangssignal CMD_n "niedrig". D.h., das Ausgangssignal CMD_n wird
an einer n-ten abfallenden Flanke des Ausgang-Freigabesignals OEB
aktiviert und inaktiviert, wenn das Ausgang-Freigabesignal OEB auf
einen hohen Pegel ansteigt.
-
15 ist
ein Strukturdiagramm, welches den D-Flip-Flop zeigt, welcher in
dem Programmbefehlsprozessor der 13 benutzt
wird. Im Allgemeinen ist ein D-Flip-Flop eine Schaltung zum Abtasten und
Ausgeben eines Signals, welches an einen Eingangsanschluss an einer
Flanke eines Taktsignals geliefert wird. Die Schaltung tastet ein
Eingangssignal d an der abfallenden Flanke des Taktsignals CP ab.
Der Schalter S1 der Haupteinheit 61 ist geöffnet und
speichert das Eingangssignal d in einem Latch, wenn der Takt bei
einem "hohen" Pegel ist. Hier
wird, da ein Schalter S2 einer Nebeneinheit 62 geschlossen
ist, das Eingangssignal d nicht in einen Latch der Nebeneinheit 62 übertragen.
Wenn der Takt CP auf einen "niedrig"-Pegel übergegangen ist, wird der Schalter
S1 der Haupteinheit 61 geschlossen und der Schalter S2
der Nebeneinheit 62 wird geöffnet. Demzufolge werden die
Daten, welche in dem Latch der Haupteinheit 61 gespeichert
sind, in dem Latch der Nebeneinheit 62 gespeichert, und
das Signal, welches in dem Latch der Nebeneinheit 62 gespeichert ist,
wird fortlaufend an eine nächste
abfallende Flanke des Taktes ausgegeben.
-
16 ist
ein Strukturdiagramm, welches das Register zeigt, welches im Registerfeld
beinhaltet ist, entsprechend der vorliegenden Erfindung. Das Register
weist einen ersten Verstärker 71,
eine Eingangseinheit 72, eine Speichereinheit 73 und
einen zweiten Verstärker 74 auf.
-
Der erste Verstärker 71 weist PMOS-Transistoren
P1, P2 und P3 auf. Der PMOS-Transistor P1 besitzt ein Gate, um ein
erstes Steuersignal ENP zu empfangen, und eine Quelle, welche mit
einer positiven Spannungsversorgung VCC verbunden. Der PMOS-Transistor P2 ist
mit seinem Gate mit einem ersten Knoten verbunden, mit seiner Quelle
mit einem Drain des PMOS-Transistors P1 verbunden und mit seinem
Drain mit einem zweiten Knoten verbunden. Der PMOS-Transistor P3
ist mit einem Gate mit dem zweiten Knoten verbunden, mit seiner
Quelle mit dem Drain des PMOS-Transistors P1 verbunden und mit einem
Drain mit dem ersten Knoten verbunden.
-
Der zweite Verstärker 74 weist NMOS-Transistoren
N3, N4 und N5 auf. Der NMOS-Transistor N3 ist mit seinem Gate mit
einem ersten Knoten verbunden und mit seinem Drain mit einem zweiten
Knoten verbunden. Der NMOS-Transistor N4 ist mit seinem Gate mit
dem zweiten Knoten verbunden und mit seinem Drain mit dem ersten
Knoten verbunden. Der NMOS-Transistor N5 besitzt ein Gate, um ein
zweites Steuersignal ENN zu empfangen, ist mit seinem Drain mit
einer Quelle des NMOS-Transistors N3 und einer Quelle des NMOS-Transistors
N4 verbunden und mit einer Quelle mit der Erde VSS verbunden.
-
Die Eingangseinheit 72 weist
die NMOS-Transistoren N1 und N2 auf. Der NMOS-Transistor N1 besitzt
ein Gate, um ein drittes Steuersignal ENW zu empfangen, eine Quelle,
um ein Datensignal RESET(AnB) zu empfangen, und einen Drain, welcher
mit einem ersten Knoten verbunden ist. Der NMOS-Transistor N2 besitzt
ein Gate, um das dritte Steuersignal ENW zu empfangen, eine Quelle,
um ein Datensignal SET(An) zu empfangen, und einen Drain, welcher
mit dem zweiten Knoten verbunden ist.
-
Die Speichereinheit 73 weist
ferroelektrische Kondensatoren FC1, FC2, FC3 und FC4 auf. Der ferroelektrische
Kondensator FC1 ist zwischen einem vierten Steuersignal CPL und
dem ersten Knoten angeschlossen. Der ferroelektrische Kondensator
FC2 ist zwischen dem vierten Steuersignal CPL und dem zweiten Knoten
angeschlossen. Der ferroelektrische Kondensator FC3 ist zwischen
dem ersten Knoten und der Erde VSS angeschlossen. Der ferroelektrische
Kondensator FC4 ist zwischen dem zweiten Knoten und der Erde VSS
angeschlossen.
-
Wenn das Steuersignal ENP "niedrig" ist und das Steuersignal
ENN "hoch" ist, fixieren bzw.
halten der erste Verstärker 71 und
der zweite Verstärker 74 diese
Signale jeweils auf VCC und VSS. Wenn das Steuersignal ENP "hoch" ist und das Steuersignal ENN "niedrig" ist, wird das Register
von der Spannungsquelle getrennt und arbeitet nicht.
-
Wenn das Steuersignal ENW "hoch" ist, liefert die
Eingangseinheit 72 Datensignale SET und RESET jeweils an
den zweiten Knoten und den ersten Knoten. Wenn das Steuersignal
ENW "niedrig" ist, werden der
erste Knoten und der zweite Knoten von den Datensignalen SET und
RESET getrennt.
-
Die Steuereinheit 73 speichert
Datensignale, welche an den ersten Knoten und den zweiten Knoten
in den ferroelektrischen Kondensatoren FC1, FC2, FC3 und FC4 durch
Regulieren des Steuersignals CPL geliefert werden.
-
Das Ausgangssignal RE_m wird von
dem zweiten Knoten ausgegeben. Die Funktionsweise des Registers
wird nachfolgend erklärt.
-
17a ist
ein Zeitdiagramm, welches den Vorgang des Speicherns neuer Daten
in das Register zeigt, wenn das Programmbefehlssignal CMD_n aktiviert
ist. Wenn das Programmbefehlssignal CMD_n aktiviert ist, wird der
Registerbefehlsprozessor 520 inaktiviert, bis der Programmvorgang
bzw. die Programmverarbeitung beendet ist. Demzufolge werden keine
neuen Daten in das Register eingegeben, während die Schreiboperation
in dem Register ausgeführt
wird.
-
Bei t1 wird das Programmbefehlssignal CMD_n
aktiviert. Wenn bei t2 ein Datensignal DQ_n, welches von dem Daten-I/O-Pad
geliefert wird, von "hoch" auf "niedrig" übergeht, wird das Steuersignal ENW
aktiviert und die Datensignale SET und RESET werden jeweils an den
zweiten Knoten und den ersten Knoten geliefert. Das DQ_n-Signal
wird mit dem CMD_n-Signal benutzt, um ein Pulssignal zu erzeugen
(siehe 18). Wenn das
Signal CPL "hoch" wird, werden Signale
in den ferroelektrischen Kondensatoren FC1 bis FC4 entsprechend
den Spannungen am ersten Knoten und am zweiten Knoten gespeichert.
Wenn z.B. der erste Knoten "niedrig" ist und der zweite
Knoten "hoch" ist, werden Ladungen in
den ferroelektrischen Kondensatoren FC1 und FC4 gespeichert.
-
Wenn bei t3 das Steuersignal ENW "niedrig" ist, werden die
Datensignale SET und RESET von dem ersten Knoten und dem zweiten
Knoten getrennt. Die Spannungen des ersten Knotens und des zweiten
Knotens werden durch den ersten Verstärker 71 und den zweiten
Verstärker 74 verstärkt und
beibehalten. Wenn das Steuersignal CPL "niedrig" wird, werden die Ladungen zwischen
den ferroelektrischen Kondensatoren FC1 und FC3, und zwischen den
ferroelektrischen Kondensatoren FC2 und FC4 rückverteilt. Hier variieren
die Spannungen des ersten Knotens und des zweiten Knotens ebenso.
Die Spannung des zweiten Knotens wird höher als die des ersten Knotens.
Die ferroelektrischen Kondensatoren FC1 bis FC4 behalten die gespeicherten
Ladungen bei, auch wenn die Spannungsversorgung ausgeschaltet wird.
Wenn bei t4 die Signale DQ_n "hoch" werden, ist der
Programmmodus beendet.
-
17b ist
ein Zeitdiagramm, welches den Vorgang des Lesens eines Signals zeigt,
welches in dem Register gespeichert ist, wenn die Spannungsversorgung
anfangs an den Speicherbaustein geliefert wird.
-
Wenn bei t1 die Spannungsversorgung
einen stabilen Pegel erreicht, wird ein Einschaltdetektiersignal
PUP "hoch". Wenn das Steuersignal
CPL auf einen "hohen" Pegel übergeht,
indem das Signal PUP genutzt wird, erzeugen die in den ferroelektrischen Kondensatoren
FC1 und FC2 der 16 gespeicherten
Ladungen Spannungsdifferenzen in dem ersten Knoten und dem zweiten
Knoten.
-
Wenn bei t2 eine ausreichende Spannungsdifferenz
erzeugt ist, werden die Steuersignale ENN und ENP jeweils auf "hoch" und "niedrig" aktiviert. Demzufolge
werden die Daten des ersten Knotens und des zweiten Knotens verstärkt.
-
Nachdem die Verstärkung der Daten abgeschlossen
ist, geht das Steuersignal CP1 bei t3 auf "niedrig" über.
Demzufolge werden die "hohen" Daten, welche während t1
zerstört
wurden, wiederhergestellt. Hier wird das Steuersignal ENW auf "niedrig" inaktiviert, und
die Datensignale SET und RESET werden nicht an den zweiten Knoten
und ersten Knoten geliefert.
-
18 ist
ein Schaltbild, welches das Register zum Ausgeben der Steuersignale
ENW und CPL zeigt. Das Steuersignal PUP wird genutzt, um die Daten
zu lesen, welche in dem Register nach dem anfänglichen Zurücksetzen
gespeichert sind, und um dann die gelesenen Daten wieder abzuspeichern. Nachdem
das Programmbefehlssignal CMD_n aktiviert ist, wenn das Signal DQ_n
von "hoch" auf "niedrig" übergeht, werden die Steuersignale
ENW und CPL erzeugt, welche eine Pulsbreite entsprechend der Verzögerungszeit
der Verzögerungsschaltung besitzen
(siehe 17a).
-
Wie vorher diskutiert, ist es im
Speicherbaustein der vorliegenden Erfindung nicht notwendig, eine
Maske für
die Endproduktion zu ändern,
da die charakteristischen Parameter des Speicherbausteins in einem
Paket bzw. Modul gesteuert werden können. Demzufolge können die
erforderlichen Kosten und die Zeit, um einen Speicherbaustein zu
entwickeln, bemerkenswert verbessert werden.
-
Während
die Erfindung für
verschiedene Modifikationen und alternative Formen aufnahmefähig ist,
wurden hier spezifische Ausführungsformen
als Beispiel in den Zeichnungen gezeigt und im Detail hier beschrieben.
Es ist jedoch zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf spezielle
Formen, welche hier veröffentlicht
wurden, begrenzt ist. Vielmehr deckt die Erfindung alle Modifikationen, Äquivalente
und Alternativen ab, welche in den Geist und Umfang der Erfindung
fallen, wie sie in den angehängten
Ansprüchen
definiert werden.
-
Die vorstehend als „Controller" bezeichnete Einheiten
können
auch „Steuerungen" genannt werden.