DE3146542A1

DE3146542A1 - Programmierbare festwertspeicherschaltung (prom)

Info

Publication number: DE3146542A1
Application number: DE19813146542
Authority: DE
Inventors: Bruce G. Belmont Calif. Armstrong; Fabio San Jose Calif. Principi
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1980-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1982-06-24
Also published as: US4385368A; GB2089161B; GB2089161A; JPH0135439B2; FR2494887B1; FR2494887A1; JPS57117189A

Description

3Η6542

DORNER & HUFNAGEL PATENTANWÄLTE

LANDWEHRSTR. 37 QOOO MÜNCHEN 3 TEL. O OB / OB 67 84

• 3-

München, den 24. November 1981/M Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 300

Raytheon Company, 141 Spring Street, MA 02173 Lexington, Vereinigte Staaten von Amerika

Programmierbare Festwertspeicherschaltung (PROM)

Die Erfindung betrifft allgemein programmierbare Festwertspe cherschaltungen,.welche allgemein durch die Abkürzunq PROM bezeichnet werden und im einzelnen Schaltungen dieser Art mit verhältnismäßig großer Speicherkapazität.

Es ist auf diesem Gebiete der Technik allgemein bekannt, daß PROM-Schaltungen bei digitalen Rechnersystemeη und SiqnalverarbeitungssysteiTien in einem weiten Bereicl· Anwendunq findon. Üblicherweise werden solche PROM-Schaltunqen auf einem einzigen Halbleiterchip als integrierte Schaltungen hergestellt. In bipolaren PROM-Schaltungen ist eine Matrix von Zeilen und Spalten von Leitern vorgesehen, wobei Speicherelemente zwischen ihnen jeweils zugeordnete Zeilenleiter-/Spaltenleiterkombinationen geschaltet sind. Jedes der Speicherelemente enthält beispielsweise eine Diode, welche mit einem schmelzbaren Verbindungselement in Reihe geschaltet ist. Während der Programmierung werden jeweils ausgewählte der aufschmelzbaren Verbindungselemente entfernt, wodurch die Verbindung zwischen dem betreffenden

•Zeilenleiter und dem Spaltenleiter, welche zuvor noch über das aufschmelzbare und nun entfernte Verbindungselement elektrisch in Verbindung standen, aufgetrennt wird. Die resul tierende Anordnung von entfernten und nicht entfernten aufschmelzbaren Verbindungselementen stellt die in der PROM-Schaltung gespeicherten Daten dar. Im einzelnen kann ein entferntes i aufschmelzbares Verbindungselement an einem bestimmten Ort, j welcher durch die zugeordnete Zeilenleiter-ZSpaltenleiterkombination gekennzeichnet ist, die vorher eine Verbindung durch j das nun entfernte aufschmelzbare Verbindungselement aufwies, ;

eine logische 0 darstellen, welche an dem betreffenden Ort j gespeichert ist, während ein nicht entferntes aufschmelzbares ' Verbindungselement an einer zweiten Adresse entsprechend einer andoron 7,eilenlcil-er-/Spaltenleiterkombination ein an dieser •/woiten Adresse gespeichertes Signal der logischen Bedeutung 1 wiedergeben kann.

In einer bipolaren PROM-Schaltung, wie sie oben erwähnt wurde, ist jeder der Zeilenleiter mit einer zugehörigen Zeilen-Treiberschaltung verbunden. Jede dieser Zeilen-Treiberschaltungen enthält einen Ausgangstransistor, dessen Kollektorelektrode an den Zeilenleiter, welcher zu dieser Treiberschaltung gehört, angeschlossen ist, während der Emitter an ein festes Potential, beispielsweise an Erde, gelegt ist. Soll nun eines der aufschmelzbaren Verbindungselemente, welches an einen bestimmten Zeilenleiter angeschlossen ist, entfernt werden, so wird an den zugehörigen Ausgangstransistof, der mit seiner Kollektorelektrode an den Zeilenleiter angeschlossen ist, ein Basisstrom qeführt, so daß der Transistor in den Sättigungszustand geht. Ein Strom wird dann demjenigen Spaltenleiter zugeführt, der an das zu entfernende aufschmelzbare Verbindungselement angeschlossen ist. Der Strom fließt dann durch das ausgewählte aufschmelzbare Verbindungselement sowie über die Kollektor-Emitter-Strecke des gesättigten Ausgangstransistors der Treiberschaltung zur Erde. Beispielsweise beträgt der zum Entfernen des aufschmelzbaren Verbindungselementes notwendige Strom größenordnungsmäßig 25 mA. "

.s·

Es sei hier bemerkt, daß während der Auswahl eines bestimmten der aufschmelzbaren Verbindungselemente die weiteren auf schmelzbaren Verbindungselemente, welche mit den nicht ausge- wälten Zeilenleitern verbunden sind, mit Dioden in Reihe lieqen, die mit einer verhältnismäßig hohen Spannung in Sperrichtunq beaufschlagt sind, welche an den Kollektorelektroden der Ausgangstransistoren der nicht ausgewählten Zeilen-Treiberschaltungen erzeugt wird. Während diese Spannung die genannten Dioden ; in Sper.richtung belastet, fließt ein Sperrstrom von beispielsweise 1,5 Mikroampere je Diode über die Dioden und über den ausgewählten, gesättigten Ausgangstransistor zur Erde. Während in PROM-Schältungen mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Speicherelementen, beispielsweise von weniger als 8 K, dieser Leckstrom unbedeutend bleibt, wird der gesamte Leckstrom, welcher über den gesättigten Ausgangstransistor fließt, in PROM-Schaltungen mit beispielsweise 16 K Speicherelementen größonordnunqsmäßiq so groß wie der Strom, welcher /,um Entfernen oder Durchnehme! -/cn des ausgewählten aufschmelzbaren Verbindungselement.es notwendig ist. Aus diesem Grunde wird der Strom, welcher von dem qenunnten Ausgangstransistor abgeleitet werden muß, wesentlich erhöht, wenn die Speicherkapazität der PROM-Schaltung erhöht wird. Eine Möqlichkeit zur Bildung eines Ausgangstransistors, welcher diesen zusätzlichen Strom abzuleiten vermag, besteht in einer Vergrößerung der zur Bildung dieses Transistors verwendeten Fläche. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß notwendigerweise die frei verfügbare Fläche auf der Oberfläche des Halbleiterchips vermindert wird.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine PROM-Schaltung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des anliegenden Anspruches 1 so auzugestalten, daß auch bei vergleichsweise qroßen Speicherkapazitäten der Ausqanqstransistor der ^reiberschrii t unqen die auftretenden Ströme besser aufzunehmen vermaq.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden ^eil des anliegenden Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

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Eine programmierbare Festwertspeicherschaltung der vorliegend angegebenen Art enthält also eine Vielzahl von durchschmelzbaren oder aufschmelzbaren Verbindungselementen, die jeweils zwischen einen Zeilenleiter und einen Spaltenleiter einer entsprechenden Matrix von Zeilenleitern und Spaltenleitern geschaltet sind, wobei jeder der Zeilenleiter mit jeweils einer aus einer Vielzahl von Zeilentreiberschaltungen verbunden ist. Jode der Zeilentreiberschaltungen enthält einen Ausgangstransistor, der an den zugehörigen Zeilenleiter gelegt ist. Eine Schalteinrichtung dient dazu, einen Basisstrom einer ersten ■ Größe während des Programmierens an die Ausgangstransistoren zu führen, während ein Basisstrom einer zweiten, niedrigeren Größe während des Lesezustandes an die Ausgangstransistoren gelangt.

Mit einer solchen Schaltungsanordnung haben die Ausgangstransistoren ein vermindertes erzwungenes Beta und können dadurch sowohl den Strom, der zum Durchschmelzen des aufschmelzbaren Verbindungselementes' notwendig ist sowie auch den zusätzlichen. Leckstrom ableiten, welcher durch die Dioden fließt, die in Serie durch die nicht ausgewählten durchschmelzbaren Verbindungselemente fließt, während die Anordnung programmiert wird.

Nachfolgend wird ein Aüsführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung beschrieben, welche ein schematisches Schaltbild einer programmierbaren Festwertspeicherschaltung der vor!iegend angegebenen Art wiedergibt. ·

In der Zeichnung ist eine programmierbare Festwertspeicherschaltung oder PROM-Schältung mit 10 bezeichnet und hat eine 16 K Speicherkapazität. Zu diesem Zwecke ist eine Speicheranordnung 12 vorgesehen, welche 16 384 Bits von Informationen' speichern kann, welche in 2048 achtstelligen Digitalwörtern angeordnet sind. Die Speicheranordnung 12 hat demgemäß acht Abschnitte 13a bis 13h,-wobei jeder dieser Abschnitte 13a bis 13h jeweils eine der acht Stellen der 2048 Digitalwörter speichert.:

• ·

R ·

Zu jedem der Abschnitte 13a bis 13h führen demgemäß die Zeilenleiter 14^ bis 14₁₂8' während den Abschnitten 13a bis 13h die Spaltenleiter 16_Ί_ bis 16-, <-_,' 16_Ί κ bis 16_1CK usw. bis 16_1V, bis 16-^gJ₁ jeweils zugeordnet sind. Jedes aus einer Vielzahl von vorliegend 16 384 Speicherelementen 18 ist zwischen einen ganz bestimmten der Zeilenleiter 14·^ bis 14^₂8 ^und einen ganz bestimmten Spaltenleiter 16 η _ bis löng^, geschaltet, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist. Dabei ist das mit 18a bezeichnete

j Speicherelement zwischen den Zeilenleiter 14·, und den Spaltenleiter 16^_a geschaltet. Jedes der Speicherelemente 18 enthält

!eine Diode 20, hier eine Schottky-Diode, und ein dazu in Reihe geschaltetes aufschmelzbares Verbindungselement 22.

• Ein X-Dekodierungsabschnitt 24 ist in der dargestollten Woise an die Zeilenleiter 142 ki^s ^128 angeschlossen und ist mit Anschlüssen Ag bis Ag über einen herkömmlichen X-Adresseninverterabschnitt 30 gekoppelt. Wie weiter unten genauer ausgeführt wird, werden die Anschlüsse Aq bis Ag mit den sieben Stellen eines elfstelligen Adressenwortes beaufschlagt, wobei die verbleibenden vier Stellen oder Bits dieses Adressenwortes den Anschlüssen Ay bis A2Q zugeleitet werden. Es mag hier die Peststellung ausreichen, daß die den Anschlüssen Ag bis Ag zugeleiteten logischen Signale sieben Bits eines elfstelligen Wortes sind, daß zur Adressierung der 2048 Wörter dient, die in der PROM-Schaltung ]0 gespeichert sind. Wie bereits erwähnt, kann

■ der X-Adresseninverterabschnitt 30 herkömmlicher Rauart sein und erzeugt in Abhängigkeit von den logischen Signalen an öcn

:Anschlüssen Ag bis Ag Wahrheitssignale Ag'bis Ag¹ sowie Komple- :mentärsignale Ag¹ bis "Sg¹-auf entsprechend bezeichneten Leitungen. Die Signale auf den Leitungen Ag¹ bis Ag¹ und Ag' bis"Ag' werden in der dargestellten Weise dem X-Dekodierungsabschnitt 24 zugeleitet.

Der X-Dekodierungsabschnitt 24 enthält eine Anzahl von vorliegend 128 Zeilentreiberschaltung.en 32^ bis 32-^28' ^w^^e ^aus ^^{er Ze}i^cn~ nung ersichtlich ist. Jede dieser Treiberschaltungen enthält

wiederum einen Eingangstransistor 33^ bis 33^₂₈, wobei die Basis dieser Transistoren an eine Spannungsquelle V_cc von vorliegend +5 Volt über zugehörige Widerstände 34-i bis 34-J2R angeschlossen ist. Die sieben Emitterelektroden jedes der

; Schottk'y-Eingangstransistoren 33--^ bis 33^8 sind jeweils an bestimmte der Leitungen Aq¹ bis Ag¹ und Äq ' bis Ä~g' in her-

; kömmlicher Weise angeschlossen. Vorliegend sind die Leitungen * Äq' bis S₆ ¹ an die sieben Emitterelektroden des Transistors 33^ angekoppelt und die Leitungen Aq¹ bis Ag¹ sind mit den sieben Emitterelektroden des Transistors 33-j^g verbunden, wie in der Zeichnung gezeigt ist. Die Kollektorelektroden der Transistoren 33-^ bis 33^g ^nab^en mit den Basiselektroden von Schottky-Koppeltransistoren 35·^ bis 35-^8 . Verbindung_r wie ebenfalls aus der Zeichnung ersichtlich ist. Die Kollektorelektroden der Transistoren 35-^ bis 35-^s sind über zugehörige Widerstände 37·^ bis 37-^28 ^{an e}^-^ne Kl^emme 36 einer Spannungsquelle angeschlossen. Wie weiter unten ausgeführt wird, liefert die Spannungs- · quelle während der Programmierung an der Klemme 36 eine verhältnismäßig hohe Spannung von vorliegend +10 Volt, während im Lesebetrieb die Spannung der Spannungsquelle an der Klemme 36 eine verhältnismäßig niedrige Spannung ist und vorliegend annähernd gleich der Spannung V_ec ist, nämlich 5 Volt. Bei dieser Schaltungsanordnung fließt während des Programmierens, d. h., bei Auftreten der hohen Spannung an der Klemme 3 6 der Spannungsquelle, ein großer Strom von der Klemme 36 über die Kollektor-Emitterstrecke eines ausgewählten der Koppeltransistoren 35·^ bis 35-J₂O zu der Basiselektrode eines aus einer Vielzahl von von Ausgangstransistoren 38^ bis 38-^s » welcher mit der Emitterelek¹-trode des jeweils·ausgewählten Koppeltransistors 35^ bis 35₁₂8 verbunden ist. Auf diese Weise wird derjenige Ausgangstransistor 38-1 bis 38n 28 ' welcher mit dem ausgewählten der Koppeltransistoren 35"L bis 35-^28 verbunden ist, mit einem verhältnismäßig niedrigen erzwungenen Beta während der Programmierung betrieben und kann bei Sättigung sowohl den zum Durchschmelzen eines ausgewählten der aufschmelzbaren Verbindungselemente 22 notwendigen Strom sowie auch den gesamten Leckstrom ableiten", welcher durch

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die Dioden 20 fließt, welche in Reihe zu den nicht beseitigten aufschmelzbareη Verbindungselementen geschaltet sind. Die Beschreibung der Zeilentreiberschaltungen 32^ bis 32-^s ^se^ durch die Erwähnung der Basiselektroden der Ausgangstransistoren 38^ bis 38^28 vervollständigt, welche, wie in der Zeichnung gezeigt, über die Widerstände 39i bis 39t 2« 9^ee^det sind. Die Kollektorelektroden der Koppeltransistoren 35·^ bis 35^₂8 ^s^-ⁿ^ ^zu ^^en Kollektorelektroden der Ausgangstransistoren 38·^ bis 3R^2P hin über Widerstände 40·^ bis 40-^s sowie über dazu in Reihe liegende Schottky-Dioden 4 In bis 4It^s verbunden. Die Kollektorelektroden der Ausgangstransistoren 38-^ bis 38-^28 sin^r ^wi-^e *ⁿ ^^er Zeichnung gezeigt, jeweils an die Zeilenleiter 14-, bis 14-J2R qe.leqt. Die Emitterelektroden der Ausgangstransistoren 3R^ bis 38-J^r sind jeweils geerdet.

Die Spaltenleiter 16^_a bis 16^g_a, ^-^ib ^b*^{s 16}16b ^usw· 16^ bis -L^16h ^wer^^{en von} Y-Dekodierungsschaltunqen 5Da bis 5Dh beaufschlagt, wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist. Retrachtet man den Abschnitt 13a der Speicheranordnung 12, so erkennt man, daß die Spaltenleiter 16i_a bis 16ic_a über die Emitterelektroden der Transistoren 52^_a bis 52^g_a von der Y-Dekodierunqsschaltunq 50a aus gespeist werden. Das bedeutet allgemeiner ausqedrückt, daß die Spaltenleiter der Abschnitte 13a bis 13h mit den Y-Dekodierungsschaltungen 50a bis 50h jeweils über Gruppen von Transistoren 52_la bis 52_l6a, 52_lb bis 52_16b usw. bis 52_lh bis SZ_16h gespeist werden. Die Y-Dekodierunqsschaltunqen 50a bis 50h sind in ihrem Aufbau identisch und bestehen vorliegend in einer üblichen Diodenmatrix, welche durch Steuersignale beaufschlagt wird, welche von einem Y-Adresseninverterabschnitt 54 und einer +V_cc-Spannungsquelle zugeführt werden, wie der Zeichnung zu entnehmen ist. Die Steuersignale, welche von dem Y-Adresseninverterabschnitt 54 erzeugt werden, welcher im übriqen dem X-Adresseninverterabschnitt 30 entspricht, sind Wahrheitssiqnale und Komplementsignale derjenigen logischen Signale, welche den Anschlüssen Ay bis A-^q zugeführt werden. Das bedeutet, die logischen Signale A-y bis A-^q, welche den ebenso bezeichneten

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Anschlüssen zugeführt werden, bilden vier Stellen der elfstelligen Adressensignale für die 2048 Wörter, welche in der PROM-Speicherschaltung gespeichert sind. Die verbleibenden sieben Stellen werden den Anschlüssen Aq bis Ag zugeführt, wie zuvor schon ausgeführt worden ist. Der Y-Adresseninverterabschnitt 54 erzeugt also Wahrheitssignale A^¹ bis Ain¹ sowie Komplementsignale 5^¹ bis £-^₀' , wobei diese Signale die Steuersignale für die einzelnen der Y-Dekodierungsschaltungen 50a bis ■ 50h sind. In Abhängigkeit von den zu den Anschlüssen Αη bis A-, q geführten logischen Signalen fließt also Basisstrom von der Spannungsquelle +V_cc zu einem jeweils Ausgewählten der Transistoren 52-^_a bis 52-^g₃, welche mit der Y-Dekodierungsschaltung 50a gekoppelt sind, wodurch derjenige der Spaltenleiter 16-, bis Ißiga ausgewählt wird, der mit der Emitterelektrode des Ausqowählten der Transistoren 52-^_a bis 52^g._a verbunden ist. Allgemeiner ausgedrückt ist festzustellen, daß die von den Y-Adresseninverterabschnitt 54 erzeugten Steuersignale einen der Spaltenleiter in jedem der Abschnitte 13a bis 13h der Speicheranordnung 12 auswählen. Die Transistoren 52^_a bis 52-^g₃, 52^ bis ⁵²16b ^usw- ^bi^{s 52}h ^b*^{s 52}16h ^si^nd ^m^ ihren Kollektorelektroden zusammen in der dargestellten Weise an die Anschlüsse 57a bis 57h gelegt. Die Anschlüsse 57a bis 57h haben wiederum Verbindung mit Ausgangspufferschaltungen 58a bis 58h, wie im einzelnen in der Zeichnung gezeigt ist. In Abhängigkeit von den durch den Y-Adresseninverterabschnitt 54 erzeugten Steuersignalen wird also ein Ausgewählter der Spaltenleiter jedes der Abschnitte 13a bis 13h der Speicheranordnung 12 mit einer jeweils Entsprechenden der Ausgangspufferschaltungen 58a bis 58h verbunden. Jede der Ausgangspufferschaltungen 58a bis 58h ist jeweils an einen der Ausgangsanschlüsse O bis Οη angeschlossen. Wie noch ausgeführt wird, fließt während des Programmierungsbetriebes ein zu einem der Ausgangsanschlüsse O_Q bis Oj geführter Strom durch eines der aufschmelzbaren Verbindungselemente 22 in einem der Abschnitte 13a bis 13h der Speicheranordnung 12, wobei das aufschmelzbare Verbindungselement durch ein an den Anschlüssen A_Q bis A-^q eingegebenes Adressensignal ausgewählt wird. Während des Lesebetriebes

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liefert demgegenüber jeder der Ausgangsanschlüsse 0_Q bis O7 ein logisches Signal, welches die acht Stellen oder Bits eines der 2048 Wörter darstellt, die in der PROM-Schaltung 10 gespeichert und durch Adressignale zu den Anschlüssen A_Q bis A-^q auswählbar sind.

ί Die PROM-Schaltung 10 enthält einen Speicherprogramm-Einschalt-

I abschnitt 60. Dieser Schaltungsabschnitt 60 ist mit einem Ein-¹ gang verbunden, welcher mit E bezeichnet ist. Tm einzelnen ist ; der Anschluß E" mit der Basiselektrode eines P-N-P Transistors ι sowie mit der Anode einer Zenerdiode 73 verbunden. Vorliegend

besitzt die Zenerdiode 73 eine Zusammenbruchsspannunq von 7 Volt, , Die Kathode der Zenerdiode 73 ist mit einer Klemme 75 verbunden, , Der P-N-P Transistor 61 besitzt mehrere Emitter, von denen einer über einen Widerstand 63 an die +V -Spannungsquelle sowie über eine Schottky-Diode 62 an die Basis eines Schottky-Transistors 64 angeschlossen ist, während ein weiterer Emitter des Transistors 61 unmittelbar an die Basiselektrode des Transistors gelegt ist, wie aus dem linken oberen Teil der Zeichnungsfiqur zu entnehmen ist. Der Emitter des Transistors 64 ist einerseits an die Basis eines Transistors 65 gelegt und andererseits über . einen Widerstand 66 geerdet. Der Emitter des Transistors 65 ist geerdet und eier Kollektor des Transistors 65 ist zum einen über den Widerstand 68 mit dem Kollektor des Transistors 64 und zum anderen über die Basis des Transistors 67 und den Widerstand mit der +V_cc-Spannungsquelle verbunden. Der Emitter des Transistors 67 ist über eine Diode 107 mit der Leitung E und über den Widerstand 71 mit seinem eigenen Kollektor verbunden. Einzelheiten sind aus der Zeichnung ohne weiteres zu ersehen.

Ist das der Leitung E~ zugeführte Signal eine verhältnismäßig hohe positive Spannung von vorliegend beispielsweise +33 Volt, so wird die PROM-Schaltung 10 in den Proqrammierungsbetrieb gestellt und wenn das dem Anschluß E zugeführte Signal verhältnismäßig niedrigen Pegel hat und beispielsweise +0,3 Volt beträgt, dann wird die PROM-Schaltung 10 in den Lesebetrieb

gestellt. Im einzelnen geht bei der Zufuhr von 33 Volt zu dem Anschluß E der Transistor 61 in den Sperrzustand über, so daß die Transistoren 64, 65 und 67 eingeschaltet werden und die Spannung auf der Leitung E niedrig wird. Außerdem bewirkt die hohe Spannung von 33 Volt einen Zusammenbruch der Zenerdiode 73, so daß ein Potential von +25 Volt an der Klemme 75 ansteht. Die Klemme 75 hat Verbindung zu einem X-Dekodierungs-Leistungsschalter 70. Der Schalter 70 enthält eine Spannungsteilerschaltung mit den Widerständen 74 und 76, ferner eine Zenerdiode 78, Transistoren 80 und 82 und einen Widerstand 84, welche in der in der Zeichnung gezeigten Art und Weise zusammengeschaltet sind, so daß sie in Abhängigkeit von einem an der Klemme 75 anstehenden Potential von +25 Volt eine Spannung an der Klemme 36 erzouqt, welche größer als +V_cc ist. Vorliegend erzeugt der Schalter 70 eine Spannung von +10 Volt an der Klemme 36 in Abhängigkeit von +25 Volt an der Klemme 75, d. h. der Schalter 70 erzeuqt eine Spannung von +10 Volt an der Klemme 36, wenn ein Programmierungseinschaltsignal (d. h. + 33 Volt) dem Anschluß R zugeführt wird. Wenn andererseits der Lesebetrieb eingestellt wird, d. h., wenn eine niedrige Spannung an dem Anschluß E anliegt, bricht die Zenerdiode 73 nicht zusammen und die Klemme 75 ist frei, so daß die +V_cc-Spannungsquelle über die Schottky-Diode 83 mit der Klemme 36 verbunden ist. Während des Programmierungsbetriebes werden also die Ausgangstransistoren 38-^ bis 38-^8 des X-Dekodierungsabschnittes 24 mit einem größeren Basisstrom aufgrund des Potentials von +10 Volt an der Klemme 36 beliefert als während des Lesebetriebes, wenn annähernd nur 5 Volt an der Klemme 36 verfügbar sind. Der Grund für eine Änderung der Spannunq an der Klemme 36 und damit einer Änderunq des Basisstromes für die Ausgangstransistoren 38^ bis 38^8 J^e nachdem, ob die PROM-Schaltung 10 sich im Lesebetrieb oder im Programmierungsbetrieb befindet, wird nachfolgend im einzelnen untersucht. Es maq hier die Feststellung genügen, daß durch Beaufschlagung der Zeilen-' treiberschaltungen oder X-Treiberschaltungen 32-^ bis 32-^g während des Programmierungsbetriebes mit einer höheren Soannung das erzwungene Beta der Ausgangstransistoren 38-^ bis 38-^g ver-

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ringert wird, wodurch diese Ausgangstransistoren die Möglichkeit haben, nicht nur den zum Durchschmelzen eines Ausgewählten der aufschmelzbaren Verbindungselemente 22 erforderlichen Strom sondern auch die Leckströme abzuleiten, welche dem Ausgangstransistor von denjenigen Dioden 20 zufließen, die mit den nicht ausgewählten aufschmelzbaren Verbindungselementen in Reihe liegen.

Jeder der Ausgangs-Pufferschaltungen 58a bis 58h ir;t jeweils gleich aufgebaut. Die Pufferschaltung oder der Pufferspeicher 5Ra ist in Einzelheiten wiedergegeben und enthält die Transistoren 96, 98, 99 100 und 102. Die Basiselektrode des Tansistors 96 ist mit der Leitung E über eine Schottky-Diode 90 und eine Diode 92 und außerdem mit dem Anschluß 57a über einen Widerstand 104 und eine Schottky-Diode 106 verbunden. Die Verbindunqsklemme 105 zwischen dem Widerstand 104 und der Schottky-Diode 106 ist über einen Widerstand 108 an eine +V_, -Spannunqsquelle und über eine Schottky-Diode 110 mit dem Kollektor des Transistors 96 verbunden'. Der Kollektor des Transistors 96 hat über einen Widerstand 112 mit der +V_cc-Spannungsquelle Verbindung und ist über den Widerstand 114 und die Schottky-Diode 116 an die Basis des Transistors 98 gelegt. Die Basis des Transistors 98 hat über den Widerstand 118 Verbindung zum Emitter dieses Transistors, wobei der Emitter zum einen über den Widerstand geerdet ist, über den Widerstand 134 an den Kollektor des Transistors 99 angekoppelt ist, über einen Widerstand 122 Verbindung zur Basis des Transistors ^9 hat und schließlich zur Rasir, des Transistors 107 hin verbunden ist, wie aus der Zeichnunq hervorgeht. Der Kollektor des Transistors 9P> ist über die Schottky-Diode 94 mit der Leitung E verbunden, hat über den Widerstand 124 Verbindung zu der +V^-Spannunqsquelle und ist an die Basis des Transistors 102 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 102 hat über den Widerstand 126 Verbindung zu der +V_cc-Spannungsquelle und der Emitter des Transistor .102 hat über eine Schottky-Diode 132 Verbindung zu dem Anschluß O_Q und zu den Kollektoren der Transistoren 128 und 130. Der Anschluß O_Q

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ist außerdem an den Kollektor des Transistors 107 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 107 ist geerdet und die Basis dieses Transistors ist mit dem Emitter des Transistors 98 verbunden. Der Emitter des Transistors 99 ist geerdet. Die Klemme 75 des. Programmierungs-Einschaltabschnittes 60 ist an die Basiselektrode des Transistors 130 über einen Widerstand 136 angekoppelt. Die Basis des Transistors 130 ist außerdem mit der Basis des Transistors 138 verbunden. Der Emitter des Transistors 138 hat mit dem Emitter des Transistors 130 und der Basis des Transistors 128 Verbindung, wie aus der Zeichnung zu ersehen ist. Der Kollektor des Transistors 138 ist geerdet. Die Transistoren 128 und 130 bilden ein Trans istoxpaar in Darlingtonschaltung. Der Emitter des Transistors 128 hat Verbindung zu dem Anschluß 57a. .

Es sei nun in der Beschreibung der Betriebsweise der PROM-Schaltung 10 fortgefahren. Während des Programmierungsbetriebes ist das Potential auf der Leitung E aus den oben angegebenen Gründen niedrig. Aufgrund der niedrigen Spannung auf der Leitung E werden die Dioden 90, 92 und 94 in Durchlaßrichtung vorgespannt,' so daß die Transistoren 96, 98, 99, 100 und 102 in den nicht leitenden Zustand gebracht sind. Weiter wird die Diode 106 in Sperrichtung vorgespannt. Wenn also die Programmierung der Speicherelemente 18 des Abschnittes 13a der Speicheranordnung erfolgen soll, so wird eine nicht dargestellte Spannungsquelle mit dem Ausgangsanschluß O_Q verbunden und ein Strom fließt von dieser Spannungsquelle über die Kollektorelektroden der in Darlingtonschaltung angeordneten Transistoren 130 und 128 (wobei diese Transistoren durch die hohe Spannung von +25 Volt an der Klemme 75 in den Leitzustand vorgespannt sind) zu der Kollektorelektrode und der Emitterelektrode eines der Transistoren 52-|_a bis 52ig_a, welcher durch die Signale auf den Leitungen bzw. Anschlüssen Αη bis A-, q ausgewählt worden sind, ferner durch den Zugehörigen der Spaltenleiter 16-^_a bis 16^g_a, welcher an den Ausgewählten der Transistoren 52_a bis 52_lga angeschlossen ist, weiter durch das zwischen den ausgewählten Spaltenleiter und den durch

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die Signale an den Anschlüssen A₀ bis Ag ausgewählten Zeilenleiter 14^ bis 14^28 geschaltete, aufschmelzbare Verbindungselement 22 und die Kollektor-Emitterstrecke des zugehörigen Ausgangstransistors 3S₁ bis 38₁₂8 ^{zur Er<3e}· ^{Es se}* beispielsweise angenommen, daß die Signale an den Anschlüssen A₀ bis Ag folgende Gestalt haben: 0000000. Es werden dann sieben Signale mit hohem Signalwert an den sieben Emitterelektroden des Transistors 33-1 erzeugt, so daß durch den Widerstand 34-, und den Kollektor des Transistors 33-^ ein Strom fließt und die Transistoren 35^ und 38^ einschaltet, während die Transistoren 332 bis 33-^28 ^mi^nt^^festens bezüglich eines ihrer Emitter auf niedrigem Spannungspegel gehalten bleiben, so daß die ^ransistören 382 bis 38-^28 ausgeschaltet oder nichtleitend sind. Es erqibt sich somit, daß die Spannung auf der Leitung 14-, niedrig ist und die Spannungen auf den Leitungen 142 ^is ^128 hoch sind, d. h., etwa 10 Volt betragen. Es wird ferner davon ausqeqanqen, daß die Signale auf den Anschlüssen A7 bis A-^q die Y--Dokodi crungsschaltung 50a dazu veranlassen, den Transistor 52, einzuschalten, so daß das Speicherelement 18.a (d. h., das Speicherelement, welches zwischen den Zeilenleiter 14, und den Spaltenleiter 16r_a geschaltet ist) ausgewählt wird. Der von der nicht dargestellten und an den Anschluß O₀ angeschlossenen Stromquelle ausgehende Strom fließt durch das aufschmelzbare Verbindungselement 22 des Speichereiomentes IRa in solchc?r Stärke, daß das Verbindungselement 22 beseitiqt wird. Der Wi*q dieses Stromes ist in der Zeichnung durch die durchno/.nqeno Pfeil linie 150 versinnbildlicht. Es sei darauf hingewiesen, daß der Transistor 38-. nicht nur diesen Strom ableiten muß, welcher beispielsweise 25 mA beträqt, sondern auch zur Ableitung des Leckstromes ausreichen muß, welcher durch die gestrichelte Pfeillinie 152 angedeutet ist, wobei dieser Le.ckstrom durch die in Sperrichtung vorgespannten Dioden 20 der nicht ausgewählten Speicherelemente 18 fließt. Während jede einzelne Diode einen Leckstrom oder Sperrstrom von nur 1,5 Mikroampere aufweist, sind vorliegend über 15 000 derartiger Dioden zu berücksichtigen, so daß der Gesamtleckstrom, welcher durch den Transistor 38-, fließt,

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24 mA beträgt. Man erkennt, daß der Transistor 38^ diesen großen Strom ableiten kann, da er ein niedrigeres erzwungenes Beta als Ergebnis eines verhältnismäßig großen Basisstromes aufweist, der von einer Spannungsquelle höherer Spannung, vorliegend +10 Volt, an der Klemme 36 aufgrund des Wirksamwerdens des Umschalters 70 zugeführt wird.

; Nachdem der Abschnitt 13a der Speicheranordnung 12 programmiert ist, werden nachfolgend die Abschnitte 13b bis 13h der Reihe nach in gleicher Weise programmiert, indem die nicht dargestellte Spannungsquelle, welche zuvor an den Anschluß O_Q angeschlossen war, der Reihe nach, mit den Anschlüssen Ot, bis O^ verbunden wird.

Während des Lesebetriebes wird eine niedrige Spannung von vorliegend +0,3 Volt an den Anschluß Έ .gelegt. In Abhängigkeit von oinom solchen Signal niedriger Spannung koppelt der X-Dekoder-Umschalter 70 die +V_cc-Spannungsquelle an die Klemme 36 an, so daß nun diese Spannungsquelle die Leistung für die Zeilentreiberschaltungen oder X-Treiberschaltungen 32i bis 32-J28 liefert. Wortadressensignale werden an die Anschlüsse A_Q bis ^All 9^eführt, wodurch einer der Zeilenleiter 14-^ bis 14-^g in der Weise ausgewählt wird, wie dies für den Programmierungsbetrieb beschrieben wurde und außerdem ein Spaltenleiter in jedem der Abschnitte 13a bis 13h ausgewählt wird. Es ist festzustellen, daß in Abhängigkeit der niedrigen Spannung an dem Anschluß E der Transistor 61 in den Einschaltzustand geht und die Transistoren 64 und 65 ausgeschaltet werden, so daß eine hohe Signalspannung, d. h., die Spannung V _c, auf der Leitung E auftritt und die Dioden 90, 92 und 94 in Gegenrichtung vorspannt. Wenn beispielsweise das aufschmelzbare Verbindungselement 22 des Speicherelementes 18a nicht durchgeschmolzen ist und nun dieses Speicherelement 18a während des darauffolgenden Lesebetriebes ausgewählt wi-rd, so bewirkt die Einschaltung des Transistors 38·^ eine niedrige Spannung auf der Leitung .14-^ welche sich dem · Spaltenleiter 16_la und dem Kollektor des Transistors 52_la, dem Anschluß 57a und der Basis des Transistors 96 über die in Durch-

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laßrichtung vorgespannte Diode 106 mitteilt. Diese niedrige Spannung an der Basis des Transistors 96 bewirkt eine Ausschaltung des Transistors 100, so daß die Spannung am Anschluß O₀ nun V_GC oder einen hohen Wert ausmacht, was anzeigt, daß das nicht durchgeschmolzene Speicherelement 18a eine logische 1 wiedergibt oder speichert. Es sei bemerkt, daß während des Lesebetriebes die Spannung an der Klemme 75 frei ist und daher die Transistoren 128 und 130 abgeschaltet sind. Wenn andererseits das aufschmelzbare Verbindungselement 22 des Speicherelementes 18a zuvor entfernt worden ist, so daß ο in aufgetrennter Stromkreis entsteht, ro ist während des nachfolgenden Lesevorganges die Spannung an der Basis des Transistors 96 hoch aufgrund vonV_cc, dem Widerstand 108, der Diode 116, dom Widerstand 114, dem Widerstand 118 und dem Widerstand 120, so daß die Transistoren 96, 98, 99 und 100 in den Leitzustand qcstellt werden und die Spannung an dem Anschluß O niedrig ist, was anzeigt, daß das Speicherelement 18a mit dem aufgeschmolzenem Verbindungselement eine logische 0 wiedergibt oder speichert« Die Ausgangspufferschaltungen 58b bis 58h arbeiten gleichzeitig in entsprechender Weise, wodurch die PFOM-Schaltunq den jeweils achtstelligen Inhalt des Wortes herauslesen kann, das an dem Ort gespeichert ist, welcher durch die über die Anschlüsse A₀ bis A-J^ eingegebenen Signale adressiert wird.

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Claims

3 U R ^ 4

Patentansprüche

^f Iy Programmierbare Festwertspeicherschaltung (10) mit einer Speicheranordnung (12), welche eine Vielzahl adressierbarer, programmierbarer· Speicherelemente (18) enthält und mit einer Adressierschaltung (24, 30) zum Adressieren der programmierbaren Speicherelemente der Speicheranordnung, wobei die Adressierschaltung eine Vielzahl von Ausgangstransistoren (38-j_. - . 38^2«) aufweist, welche jeweils mit einem der programmierbaren Speicherelemente gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Programmierungssteuerschaltung (60, 70) vorgesehen ist, welche auf ein Programmierungssteuersignal und auf ein Lesebetriebssteuersignal 'anspricht, um während des Programm!erens den Ausganustransistoren (38η ... 38η 2r ) ^inon R V rom in ei nor ersten Höhe und während des Lesebetriobs einen Strom in oincr ■/weiten, von der erstgenannten Höhe untersrhi ρ dl i dien Höhe zuzuführen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die adressierbaren, programmierbaren Speicherelemente (18) jeweils eine Diode (20) und ein damit in Serie geschaltetes, aufschmelzbares Verbindungselement (22) enthalten.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß j ed' r der Ausgangstransistoren (38η ... 38η2θ) mit seiner Rmitter-Kollektorstrecke in Serie an die in einer Reihe oder Zeile angeordneten aufschmelzbaren Verbindungselemente (22) anqeschlosnon ist. ·
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente (18) in einer Matrix von Zeilen und Spalten angeordnet und jeweils zwischen Zeilenleiter und Spaltenleiter geschaltet sind und daß die Ausgangstransistoren (3-8--j_ ... 38₁₂8^ ^^{er A(}3ressierungsschaltung (24, 30) mit ihrer Kollektorelektrode an die Zeilenleiter angeschlossen sind

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5. Schaltung nach einem dr Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Lesebetrieb den Ausgangstransistoren
jeweils zugeführte Basistrom geringer als der im Programmierbetrieb zugeführte Basisstrom ist.