DE19742125A1 - Static random-access memory cell for non-volatile memory - Google Patents
Static random-access memory cell for non-volatile memoryInfo
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Abstract
Description
Bei integrierten Halbleiterschaltkreisen ist es oft erforder lich, Betriebszustände wie z. B. Testmodi festzuhalten, auch wenn die Betriebsspannung abgeschaltet wird. Bei Halbleiter chips mit einem nicht-flüchtigen Speicher bietet es sich an, solche Einstellungen in Speicherzellen dieses nicht-flüchti gen Speichers abzulegen.It is often required with integrated semiconductor circuits Lich, operating conditions such. B. Capture test modes, too when the operating voltage is switched off. With semiconductors chips with a non-volatile memory it lends itself such settings in memory cells of this non-volatile storage.
Die Speicherung kann auf mehrere Arten erfolgen. So kann man z. B. im Speicherfeld bestimmte Speicherzellen reservieren, die den Betriebszustand abspeichern. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Anwender den Speicher nicht mehr durchgän gig verwenden kann, da die als Beispiel genannten Testbits die Speicheradressierung unterbrechen.The storage can be done in several ways. So you can e.g. B. reserve certain memory cells in the memory field, which save the operating status. However, this has the Disadvantage that the user no longer goes through the memory gig because the test bits given as an example interrupt memory addressing.
Die verwendeten Bits enthalten für den Anwender keine ver wertbare Information, die auch nicht verändert werden kann. So bringt es für einen Anwender des Halbleiterchips keinen Nutzen wenn z. B. abgespeichert ist, ob ein Chip noch im Test modus ist, wie es erforderlich ist, wenn der Chip bei der Ausgangskontrolle nach der Fertigung überprüft wird, da für den Chipanwender der Testmodus immer ausgeschaltet ist. Er hat nur weniger Speicherplatz zur freien Verfügung.The bits used do not contain any ver for the user valuable information that cannot be changed. So it does not work for a user of the semiconductor chip Use if z. B. is stored whether a chip is still under test mode is as it is required when the chip is in the Outgoing inspection after production is checked because for test mode is always switched off for the chip user. He has less free space.
Wenn der Chip in Betrieb genommen wird, muß die Chiplogik zu erst diese Speicherbits durch normale Adressierung des Spei chers auslesen, um festzustellen, in welchem Zustand sich der Chip befinden soll.When the chip is put into operation, the chip logic must be closed only these memory bits through normal addressing of the memory Read out to determine the condition of the Chip should be.
Alternativ können zusätzlich zum Speicherfeld weitere Spei cherzellen eingebaut werden, die ihre Information sofort zur Verfügung stellen können. Die einzelnen Zellen werden über ein Lastelement z. B. einen Widerstand oder einen De pletion-MOS-Transistor beschaltet. Alternatively, in addition to the memory field, additional memory cells are built in, which immediately provide their information Can provide. The individual cells are over a load element z. B. a resistor or a De pletion MOS transistor connected.
Wenn bei einer solchen Speicherzelle ein 0V-Signal gespei chert wird, d. h. der Speichertransistor ist leitend, zieht die Speicherzelle den Knoten zwischen sich und dem Lastele ment auf 0V und es fließt ständig ein Strom.If a 0V signal is stored in such a memory cell is saved, d. H. the memory transistor is conductive, pulls the memory cell the node between itself and the Lastele ment to 0V and a current flows continuously.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem ist es daher, eine nicht-flüchtige Speicherzelle anzugeben, die diese Nachteile vermeidet.The problem underlying the invention is therefore a Non-volatile memory cell indicate these disadvantages avoids.
Das Problem wird durch eine Speicherzelle gemäß Anspruch 1 gelöst.The problem is solved by a memory cell according to claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße statische nicht-flüchtige Speicherzelle hat den Vorteil, außerhalb des Speicherfelds des Anwenders zu liegen, da sie anders aufgebaut ist und somit die Information sofort nach Einschalten der Betriebsspannung des Halbleiter chips zur Verfügung stellen kann. Trotzdem fließt kein Quer strom.The static non-volatile memory cell according to the invention has the advantage of being outside of the user's memory field because it is structured differently and therefore the information immediately after switching on the operating voltage of the semiconductor can provide chips. Nevertheless, no cross flows electricity.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels mit Hilfe einer Figur näher beschrieben.The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game described with the help of a figure.
Bei der erfindungsgemäßen Speicherzelle sind zwei Serien schaltungen aus jeweils einem PNOS-Transistor TP1 bzw. TP2, einem Schalter S1 bzw. S2 und einem NOS-Transistor TF1 bzw. TF2 mit einer isolierten Gate-Elektrode, im folgenden Floa ting-Gate-Transistor genannt, parallelgeschaltet. Die Drain anschlüsse der PMOS-Transistoren TP1 bzw. TP2 sind mit dem Anschluß für eine erste, positive Versorgungsspannung VDD und die Sourceanschlüsse der Floating-Gate-Transistoren TF1 bzw. TF2 über einen dritten Schalter S3 mit dem Anschluß für eine zweite Versorgungsspannung GND, vorzugsweise dem Massean schluß, verbunden. Der Gateanschluß des ersten PMOS-Transistors TP1 ist mit dem Verbindungsknoten des zweiten PMOS-Transistors TP2 und dem zweiten Schalter S2 verbunden. Der Gateanschluß des zweiten PMOS-Transistors TP2 ist mit dem Verbindungsknoten des ersten PMOS-Transistors TP1 und dem er sten Schalter S1 verbunden. Die beiden Verbindungsknoten bil den jeweils Ausgangsanschlüsse A1, A2. Die Sourceanschlüsse der Floating-Gate-Transistoren TF1 bzw. TF2 bilden einen An schluß P/L für eine Programmier- und/oder Löschspannung.There are two series in the memory cell according to the invention circuits each consisting of a PNOS transistor TP1 or TP2, a switch S1 or S2 and a NOS transistor TF1 or TF2 with an insulated gate electrode, in the following floa called ting gate transistor, connected in parallel. The drain Connections of the PMOS transistors TP1 and TP2 are with the Connection for a first, positive supply voltage VDD and the source connections of the floating gate transistors TF1 or TF2 via a third switch S3 with the connection for one second supply voltage GND, preferably the ground conclusion, connected. The gate port of the first PMOS transistor TP1 is connected to the connection node of the second PMOS transistor TP2 and the second switch S2 connected. The gate terminal of the second PMOS transistor TP2 is connected to the Connection node of the first PMOS transistor TP1 and he Most switches S1 connected. The two connection nodes bil the respective output connections A1, A2. The source connections of the floating gate transistors TF1 and TF2 form an on final P / L for a programming and / or erase voltage.
Die Schalter S1. . .S3 sind durch die Steuerlogik des Halblei techips, auf dem die erfindungsgemäße(n) Speicherzelle(n) ausgebildet sind, ansteuerbar und können durch Transistoren gebildet sein.The switches S1. . .S3 are due to the control logic of the half lead techips on which the memory cell (s) according to the invention are formed, can be controlled and can by transistors be educated.
Die Betriebsarten der Speicherzelle sollen im folgenden be schrieben werden.The operating modes of the memory cell should be in the following be written.
Im Lesebetrieb sind die drei Schalter S1. . .S3 geschlossen. An den Steuergateanschlüssen G1, G2 der Floating-Gate-Transisto ren TF1, TF2 liegt die für Floating-Gate-Transistoren typi sche Lesespannung an. Je nachdem, wie die Floating-Gate-Tran sistoren TF1, TF2 programmiert sind, kann an den Ausgangsan schlüssen A2, A1 der Speicherinhalt der Speicherzelle ausge lesen werden.The three switches S1 are in read mode. . .S3 closed. On the control gate connections G1, G2 of the floating gate transistor ren TF1, TF2 is typi for floating gate transistors read voltage. Depending on how the floating gate tran sistors TF1, TF2 can be programmed to the output conclude A2, A1 the memory content of the memory cell will read.
Im Aus-Zustand leitet der erste Floating-Gate-Transistor TF1 und zieht dadurch das Potential des zweiten Ausgangsanschlus ses A2 auf 0V. Dadurch liegt das Gate des zweiten PMOS-Tran sistors TP2 auch auf 0V, wodurch er leitend wird und den er sten Ausgangsanschluß A1 auf das Potential der ersten Versor gungspannung VDD zieht. Der erste PMOS-Transistor TP1 wird dadurch gesperrt. Da der zweite Floating-Gate-Transistor TF2 gesperrt ist, sind beide Stromzweige zwischen den Versor gungsspannungen VDD, GND unterbrochen, so daß kein Querstrom fließen kann.In the off state, the first floating gate transistor TF1 conducts and thereby draws the potential of the second output connection ses A2 to 0V. This is the gate of the second PMOS train transistor TP2 also at 0V, which makes it conductive and it most output terminal A1 to the potential of the first Versor voltage VDD pulls. The first PMOS transistor TP1 is thereby locked. Since the second floating gate transistor TF2 is blocked, both branches are between the Versor voltage voltages VDD, GND interrupted, so that no cross current can flow.
Im Ein-Zustand verhalten sich die Transistoren und Spannungen genau spiegelbildlich. Es kann auch der als Aus-Zustand be schriebene Zustand als Ein-Zustand interpretiert werden und umgekehrt. The transistors and voltages behave in the on state exactly mirror image. It can also be the off state written state can be interpreted as an on state and vice versa.
Wenn beide Transistoren leiten, wird dies als Idle-Zustand bezeichnet. Dieser Zustand wird beim Umprogrammieren der sta tischen Speicherzelle durchlaufen. Außerdem kann es sein, daß sich die statische Speicherzelle nach Verlassen der Fertigung in diesem Zustand befindet. Da beide Floating-Gate-Transisto ren TF1, TF2 leitend sind, werden auch beide PMOS-Transisto ren TP1, TP2 aufgesteuert, so daß es zu einem Stromfluß in beiden Zweigen zwischen den Versorgungsspannungen VDD, GND kommt. Die PMOS-Transistoren sind deswegen in vorteilhafter Weise derart ausgelegt, daß sie den Stromfluß so begrenzen, daß die Schaltungsfunktion nicht beeinflußt wird.If both transistors are conducting, this is called an idle state designated. This state is when the sta through the memory cell. It may also be that the static memory cell after leaving production is in this state. Since both floating gate transisto If TF1, TF2 are conductive, both PMOS transistors are also used ren TP1, TP2 turned on so that there is a current flow in two branches between the supply voltages VDD, GND is coming. The PMOS transistors are therefore more advantageous Designed in such a way that they limit the current flow that the circuit function is not affected.
In einem vierten Zustand sind beide Floating-Gate-Transisto ren TF1, TF2 sperrend. Dieser Zustand wird als Fab-Zustand bezeichnet. Der Fab-Zustand kann nur auftreten, wenn der Chip die Fertigung (Fab) verläßt. Dabei kann nicht vorausgesagt werden, ob die statische Speicherzelle im Idle- oder Fab- Zustand ist. Es ist lediglich sicher, daß sie nicht im Ein- oder Aus-Zustand ist, da die isolierten Gates der Floating- Gate-Transistoren TF1, TF2 die gleiche Ladung haben. Ist der Zustand der Speicherzelle beim ersten Einschalten nach der Fertigung wichtig, so kann man durch asymetrische Auslegung der PMOS-Transistoren TP1, TP2 oder Vorsehen eines Lastwider standes eine Vorzugslage definieren. Die Speicherzelle kippt dann beim Einschalten entweder in den Idle-, den Ein- oder den Aus-Zustand.In a fourth state, both are floating gate transistors locking TF1, TF2. This state is called the Fab state designated. The fab state can only occur when the chip production (Fab) leaves. It cannot be predicted whether the static memory cell in idle or Fab Condition is. It is only certain that they are not or off state because the isolated gates of the floating Gate transistors TF1, TF2 have the same charge. Is the State of the memory cell when switched on for the first time Manufacturing important, so you can by asymmetrical design of the PMOS transistors TP1, TP2 or provision of a load define a preferred situation. The memory cell tips over then when switching on either in idle, on or the off state.
Um die Speicherzelle zu programmieren, werden zuerst beide Floating-Gate-Transistoren TF1, TF2 in den leitenden Zustand gebracht. Dazu werden alle drei Schalter S1. . .S3 geöffnet, die Ausgangsanschlüsse G1, G2 auf 0V gelegt und an den An schluß für eine Programmier- oder Löschspannung P/L die Pro grammierspannung angelegt. Nach einer prozeßspezifischen Zeit sind beide Floating-Gate-Transistoren TF1, TF2 leitend, die Speicherzelle befindet sich im Idle-Zustand. To program the memory cell, both are first Floating gate transistors TF1, TF2 in the conductive state brought. All three switches S1. . .S3 open, the output connections G1, G2 are set to 0V and to the An for a programming or erase voltage P / L the Pro gramming voltage applied. After a process-specific time are both floating gate transistors TF1, TF2, which Memory cell is idle.
Soll jetzt der "Ein"-Zustand programmiert werden, wird bei of fenen Schaltern S1. . .S3 an den Anschluß für eine Programmier- oder Löschspannung P/L und den Gateanschluß G2 des zweiten Floating-Gate-Transistors TF2 0V gelegt und an den Gatean schluß G1 des ersten Floating-Gate-Transistors TF1 die Pro grammierspannung. Um den Aus-Zustand zu programmieren, sind statt dessen der Gateanschluß G1 des zweiten Floating-Gate- Transistors TF1 auf 0V zu legen, sowie der Gateanschluß G2 des zweiten Floating-Gate-Transistors TF2 auf Program mierspannungspotential.If the "on" state is now to be programmed, at open switches S1. . .S3 to the connection for a programming or erase voltage P / L and the gate terminal G2 of the second Floating gate transistor TF2 0V and connected to the gate circuit G1 of the first floating gate transistor TF1 the Pro grammage tension. To program the off state are instead the gate terminal G1 of the second floating gate To set transistor TF1 to 0V, and the gate terminal G2 of the second floating gate transistor TF2 on Program voltage potential.
Claims (1)
- - mit einem ersten Floating-Gate-Transistor (TF1), dessen Drainanschluß über einen ersten Schalter (S1) und einen er sten PMOS-Transistor (TP1) mit dem Anschluß für eine erste Versorgungsspannung (VDD) verbunden ist,
- - mit einem zweiten Floating-Gate-Transistor (TF2), dessen Drainanschluß über einen zweiten Schalter (S2) und einen zweiten PMOS-Transistor (TP2) mit dem Anschluß für die po sitive Versorgungsspannung (VDD) verbunden ist,
- - wobei der Gateanschluß des ersten PMOS-Transistors mit dem einen ersten Ausgangsanschluß (A1) bildenden Verbindungs punkt des zweiten Schalters (S2) und des zweiten PMOS-Transistors (TP2) verbunden ist,
- - wobei der Gateanschluß des zweiten PMOS-Transistors mit dem einen zweiten Ausgangsanschluß (A2) bildenden Verbindungs punkt des ersten Schalters (S1) und des ersten PMOS-Transistors (TP1) verbunden ist,
- - wobei die Sourceanschlüsse der Floating-Gate-Transistoren (TF1, TF2) miteinander und über einen dritten Schalter (S3) mit dem Anschluß für eine zweite Versorgungsspannung (GND) verbunden sind und
- - wobei der Verbindungspunkt der Sourceanschlüsse der Floa ting-Gate-Transistoren (TF1, TF2) einen Anschluß (P/L) für eine Programmier- und/oder eine Löschspannung bildet.
- - With a first floating gate transistor (TF1), the drain connection of which is connected via a first switch (S1) and a first PMOS transistor (TP1) to the connection for a first supply voltage (VDD),
- - With a second floating gate transistor (TF2), the drain connection of which is connected via a second switch (S2) and a second PMOS transistor (TP2) to the connection for the positive supply voltage (VDD),
- - The gate terminal of the first PMOS transistor is connected to the connection point of the second switch (S2) and the second PMOS transistor (TP2) forming a first output terminal (A1),
- - The gate terminal of the second PMOS transistor is connected to the connection point of the first switch (S1) and the first PMOS transistor (TP1) forming a second output terminal (A2),
- - The source connections of the floating gate transistors (TF1, TF2) are connected to one another and via a third switch (S3) to the connection for a second supply voltage (GND) and
- - The connection point of the source connections of the floating gate transistors (TF1, TF2) forms a connection (P / L) for a programming and / or an erase voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997142125 DE19742125A1 (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Static random-access memory cell for non-volatile memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997142125 DE19742125A1 (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Static random-access memory cell for non-volatile memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19742125A1 true DE19742125A1 (en) | 1998-12-24 |
Family
ID=7843462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997142125 Withdrawn DE19742125A1 (en) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Static random-access memory cell for non-volatile memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19742125A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5561621A (en) * | 1994-01-31 | 1996-10-01 | Sgs-Thomson Microelectronics, S.A. | Non-volatile programmable bistable multivibrator with reduced parasitics in reading mode notably for memory redundancy circuit |
-
1997
- 1997-09-24 DE DE1997142125 patent/DE19742125A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5561621A (en) * | 1994-01-31 | 1996-10-01 | Sgs-Thomson Microelectronics, S.A. | Non-volatile programmable bistable multivibrator with reduced parasitics in reading mode notably for memory redundancy circuit |
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