DE4023640C2 - Leseverstärkertreiberschaltung für einen Halbleiterspeicher - Google Patents
Leseverstärkertreiberschaltung für einen HalbleiterspeicherInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Leseverstärkertreiberschal
tung zum Verstärken der in den Speicherelementen eines
Speichers mit hoher Dichte gespeicherten Daten, bei der
insbesondere der während des Betriebes des Leseverstärkers
des Speichers auftretende Spitzenstrom herabgesetzt wird, so
daß die Stabilität des Leseverstärkers zunimmt, die Signale
zum Betreiben oder Ansteuern des Leseverstärkers Doppelflan
ken haben und die am Halteknotenpunkt eines P-MOS Lesever
stärkers liegende aktive Neuspeicherspannung an einen
internen Spannungspegel geklemmt ist.
In der jüngsten Zeit sind verschiedenartige Halbleiter
speicher entwickelt worden, bei denen jeweils Leseverstärker
zum Verstärken der in den Speicherelementen gespeicherten
Daten vorgesehen sind. Mit steigender Dichte des Halbleiter
speichers treten jedoch Schwierigkeiten insoweit auf, als der
Spitzenstrom der Treibersignale des Leseverstärkers auf einen
hohen Pegel ansteigt und die Stabilität des Leseverstärkers
während seines Betriebes oder seiner Ansteuerung beeinträch
tigt ist. Es ist daher versucht worden, den Spitzenstrom der
Treibersignale des Leseverstärkers herabzusetzen, um das
dadurch verursachte Rauschen zu verringern und die Stabilität
des Leseverstärkers zu erhöhen.
Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung zeigt einen herkömm
lichen Leseverstärker und seine Treiberschaltung, die
normalerweise benutzt werden. Wie es in Fig. 1 dargestellt
ist, umfaßt der herkömmliche Leseverstärker zwei P-MOS
Transistoren, die mit einem Halteknotenpunkt LAP verbunden
sind, zwei N-MOS Transistoren, die mit einem Halteknotenpunkt
LAN verbunden sind, und Bitleitungen BLL, BLR, die mit den
Gateanschlüssen der MOS Transistoren verbunden sind, wobei
mehrere derartige Schaltungsanordnungen eine Vielzahl von
Leseverstärkern SA1-SAn bilden.
Die Leseverstärkertreiberschaltung umfaßt einen
großformatigen P-MOS Transistor Q1 und einen großformatigen
N-MOS Transistor Q2 zum Betreiben oder Ansteuern der
Leseverstärker, die jeweils mit den Halteknotenpunkten LAP
und LAN verbunden sind und gleichfalls an einem externen
Spannungsanschluß Vcc und an einem Masseanschluß Vss liegen,
sowie Inverter INV1, INV2, die jeweils mit den Gateanschlüs
sen der MOS Transistoren Q1, Q2 verbunden sind.
Im folgenden wird anhand von Fig. 2 die Arbeitsweise der
herkömmlichen Leseverstärkertreiberschaltung mit dem oben
erwähnten Aufbau beschrieben. Wenn während der aktiven
Neuspeicherung des Leseverstärkers das Zeilenadressentastsig
nal RAS auf einen niedrigen Pegel kommt, dann kommt das
Freigabesignal ϕSP für die aktive Neuspeicherung auf einen
hohen Pegel. Dieses Signal wird durch den Inverter INV1 auf
einen niedrigen Pegel umgekehrt und liegt dann am Gatean
schluß des Steuertransistors Q1, um diesen durchzuschalten.
Wenn in ähnlicher Weise während des Lesevorgangs des N-
MOS Leseverstärkers das Zeilenadressentastsignal RAS auf
einen niedrigen Pegel kommt, dann kommt das Lesefreigabesig
nal ϕSN auf einen niedrigen Pegel, wobei dieses Signal
anschließend durch den Inverter INV2 auf einen hohen Pegel
umgekehrt wird und am Gateanschluß des Transistors Q2 liegt,
um diesen durchzuschalten.
Die herkömmlichen Leseverstärker werden daher über das
Durchschalten und Sperren der MOS Transistoren Q1 und Q2
gesteuert. Wenn daher die MOS Transistoren Q1 und Q2
durchgeschaltet sind, dann werden Spitzenströme Iccp und Issp
erzeugt, die plötzlich ansteigen, wodurch energiereiche
Störsignale erzeugt werden. Weiterhin ändern sich die
Potentiale der gemeinsamen Halteknotenpunkte LAP, LAN für die
Leseverstärker in steiler Form, wie es durch die Wellenform
der Steuersignale ϕLAP, ϕLAN in Fig. 2 dargestellt ist, so
daß die Stabilität der kleinformatigen Leseverstärker weiter
beeinträchtigt wird.
Um die Stabilität des Leseverstärkers zu erhöhen, kann
die herkömmliche Leseverstärkertreiberschaltung so ausgebil
det sein, daß über eine sequentielle Arbeit von zwei oder
mehr Transistoren Doppelleseflanken gebildet werden. Da in
diesem Fall jedoch eine große Anzahl von Transistoren
gesteuert werden muß, wird der Steuervorgang sehr kompliziert
und schwierig.
Um diesen Nachteil zu überwinden, werden die MOS
Transistoren Q1, Q2 zum Betreiben oder Ansteuern der
Leseverstärker SA1-SAn der Größe nach geteilt und werden
die geteilten MOS Transistoren mit den jeweiligen Lesever
stärkern verbunden, was in Fig. 1B dargestellt ist.
Bei einer derartigen Leseverstärkertreiberschaltung
nimmt jedoch die parasitäre Kapazität der Knotenpunkte LAP,
LAN aufgrund der großen Anzahl von Leseverstärkern zu, so daß
folglich die Lesegeschwindigkeit abnimmt und gleichfalls die
Auslegung der Schaltung und die Ausbildung der Doppellese
flanken schwierig wird. Die in Fig. 1B dargestellte Lesever
stärkertreiberschaltung ist der in Fig. 1A dargestellten
Schaltung mit der Ausnahme ähnlich, daß mehrere Treibertran
sistoren Q11-Q1n, Q21-Q2n jeweils mit den Leseverstärkern
SA1 bis SAn verbunden sind. Das heißt, daß die P-MOS
Leseverstärkertreibertransistoren Q11-Q1n und die N-MOS
Leseverstärkertreibertransistoren Q21-Q2n, die verteilt
angeordnet sind, zwischen die gemeinsamen Knotenpunkte LAP,
LAN und die Anschlüsse Vcc, Vss jeweils geschaltet sind.
Wenn somit beim Ansteuern der Leseverstärker das
Zeilenadressentastsignal RAS in Fig. 2 auf einen niedrigen
Pegel kommt, dann werden die P-MOS Transistoren Q11-Q1n und
die N-MOS Transistoren Q21-Q2n durch die Freigabesignale
ϕSP für die aktive Neuspeicherung und durch die Lesefreiga
besignale ϕSN durchgeschaltet und gesperrt, die durch die
Inverter INV1 und INV2 umgekehrt sind, wodurch die Arbeit
der Leseverstärker gesteuert wird.
Beim Ansteuern der Leseverstärker werden somit die
Transistoren Q11-Q1n oder Q21-Q2n gleichzeitig durchge
schaltet, so daß plötzlich ansteigende Spitzenströme erzeugt
werden und die Potentiale der Halteknotenpunkte LAP, LAN sich
plötzlich ändern, was die Stabilität der kleinformatigen
Leseverstärker beeinträchtigt.
Da weiterhin die Leseverstärkertreibertransistoren in
verteilter Weise innerhalb der Gruppierung der Speicherele
mente angeordnet sind, ist es mit diesem System schwierig,
das Leseschema zu verwenden, das den Leseverstärker mit einem
Treibersignal mit Doppelflanke ansteuert, da es schwierig
ist, die Schaltung auszulegen und den Chipflächenbereich zu
erhöhen. Wie es in dem Zeitdiagramm einer herkömmlichen
Leseverstärkertreiberschaltung in Fig. 2 dargestellt ist,
sind die Spitzenwerte der Treibersignalströme Icc und Iss sehr
groß und verlaufen die Spannungsänderungen der Treibersignale ϕ
LAP und ϕLAN sehr steil.
Wie es oben beschrieben wurde, hat die herkömmliche Lese
verstärkertreiberschaltung den Nachteil, daß während des Betrie
bes oder der Ansteuerung der Leseverstärker insbesondere auf das
Durchschalten der Treibertransistoren die Spitzenstromwerte der
Treibersignale ϕLAP und ϕLAN sehr groß sind, die Änderungen der
Treiberspannungen sehr stark sind, die Lesegeschwindigkeit auf
grund der Zunahme der parasitären Kapazität sehr klein wird, die
Auslegung der Schaltung schwierig wird und die Bildung der Dop
pelleseflanke gleichfalls schwierig wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
eine Leseverstärkertreiberschaltung zu schaffen, die so ausge
bildet ist, daß die Treibersignale jeweils linear abfallende
oder ansteigende Flanken und niedrigere Spitzenstromwerte haben.
Durch die Erfindung soll weiterhin eine Leseverstärkertrei
berschaltung geschaffen werden, bei der während des aktiven
Neuspeicherbetriebs der Leseverstärker die externe Spannung Vcc
für die Anordnung der Speicherelemente an einen internen Pegel
(etwa 4 V) geklemmt ist, so daß Beeinträchtigungen der Charak
teristik des Speichers vermieden werden können.
Durch die Erfindung soll weiterhin eine Leseverstärkertrei
berschaltung geschaffen werden, die nur während des
aktiven Neuspeicherbetriebes arbeiten kann, um dadurch den
zusätzlichen Bereitschaftsstrom zu vermeiden, der bei dem
herkömmlichen Aufbau aufgrund der Verwendung einer eine
interne Spannung erzeugenden Schaltung auftreten könnte.
Durch die Erfindung soll schließlich eine Leseverstär
kertreiberschaltung geschaffen werden, bei der zwei Strom
spiegelschaltungen gebildet sind, die der Reihe nach so
angesteuert und betrieben werden, daß die Leseverstärkertrei
bersignale lineare Doppelflanken haben, wodurch es möglich
wird, die Leseverstärker schnell und stabil zu betreiben und
anzusteuern.
Dazu ist eine erfindungsgemäße Leseverstärkertreiber
schaltung zum Betreiben und Ansteuern einer Vielzahl von
Leseverstärkern, von denen jeder aus zwei P-MOS Transistoren
und zwei N-MOS Transistoren besteht, mit einer Treiberschal
tung für die aktive Neuspeicherung, die Freigabesignale ϕSP
für die aktive Neuspeicherung an ihrem Eingang empfängt und
Treibersignale ϕLAP für die aktive Neuspeicherung erzeugt,
wobei die Treiberschaltung für die aktive Neuspeicherung
zwischen die Leseverstärker und den Energiequellenanschluß
Vcc geschaltet ist, und mit einer Lesetreiberschaltung, die
Lesefreigabesignal ϕSN an ihrem Eingang empfängt und ein
Lesetreibersignal ϕLAN erzeugt, wobei die Lesetreiberschal
tung zwischen die Leseverstärker und die Masseanschlüsse Vss
geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberschal
tung für die aktive Neuspeicherung
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren P-MOS Treibertransistoren und einem weiteren P-MOS Transistor zum Einstellen der Stromstärke der Treibertransistoren,
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe von Freigabesignalen ϕSP für die aktive Neuspeicherung, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor und einen N-MOS Transistor ein schließt, und
einen N-MOS Transistor umfaßt, der als Konstantstrom quelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt, wobei sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistor der Inverterschaltung verbunden ist und sein Sourceanschluß am Masseanschluß Vss liegt, so daß das Potential der Treibersig nale ϕLAP für die aktive Neuspeicherung so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals ϕLAP eine linear ansteigende Flanke hat, und
die Lesetreiberschaltung
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren N-MOS Treibertransistoren und einem weiteren N-MOS Transistor zum Einstellen der Stromstärke der Treibertransistoren,
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe von Lesefreigabesignalen ϕSN, wobei die Inverterschaltung einen N-MOS Transistor und einen P-MOS Transistor einschließt, und
einen P-MOS Transistor umfaßt, der als Konstantstrom quelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und der eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt, wobei sein Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des P-MOS Transistors der Inverterschaltung verbunden ist und sein Drainanschluß an dem externen Energiequellenanschluß Vcc liegt, so daß das Potential der Lesetreibersignale ϕLAN so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals ϕLAN eine linear abfallende Flanke hat.
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren P-MOS Treibertransistoren und einem weiteren P-MOS Transistor zum Einstellen der Stromstärke der Treibertransistoren,
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe von Freigabesignalen ϕSP für die aktive Neuspeicherung, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor und einen N-MOS Transistor ein schließt, und
einen N-MOS Transistor umfaßt, der als Konstantstrom quelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt, wobei sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistor der Inverterschaltung verbunden ist und sein Sourceanschluß am Masseanschluß Vss liegt, so daß das Potential der Treibersig nale ϕLAP für die aktive Neuspeicherung so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals ϕLAP eine linear ansteigende Flanke hat, und
die Lesetreiberschaltung
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren N-MOS Treibertransistoren und einem weiteren N-MOS Transistor zum Einstellen der Stromstärke der Treibertransistoren,
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe von Lesefreigabesignalen ϕSN, wobei die Inverterschaltung einen N-MOS Transistor und einen P-MOS Transistor einschließt, und
einen P-MOS Transistor umfaßt, der als Konstantstrom quelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und der eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt, wobei sein Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des P-MOS Transistors der Inverterschaltung verbunden ist und sein Drainanschluß an dem externen Energiequellenanschluß Vcc liegt, so daß das Potential der Lesetreibersignale ϕLAN so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals ϕLAN eine linear abfallende Flanke hat.
Eine weitere erfindungsgemäße Leseverstärkertreiber
schaltung zum Betreiben und Ansteuern einer Vielzahl von
Leseverstärkern mit einer Treiberschaltung für die aktive
Neuspeicherung, die mit einem oder mehreren P-MOS Treiber
transistoren versehen ist, die zwischen die Leseverstärker
und einen äußeren Energiequellenanschluß Vcc geschaltet sind,
ist gekennzeichnet durch
eine Vorspannungsschaltung zum Einstellen der Stromstär ke des P-MOS Treibertransistors, die aus einem P-MOS Transistor, der zusammen mit dem P-MOS Treibertransistor eine Stromspiegelschaltung bildet, wobei der P-MOS Transistor mit dem Gateanschluß des P-MOS Treibertransistors verbunden ist, aus einer Inverterschaltung, die die Arbeit der Stromspiegel schaltung nach Maßgabe eines Freigabesignals ϕSP für die aktive Neuspeicherung steuert, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor und einen N-MOS Transistor enthält, und aus einem N-MOS Transistor besteht, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt, wobei sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors der Inverterschaltung verbunden ist und sein Sourceanschluß am Masseanschluß liegt,
eine Komparatorschaltung, die die Spannung VLAP der Halteknotenpunkte der Leseverstärker erfaßt, und mit einer Bezugsspannung VREF vergleicht, wobei die Komparatorschaltung aus einer Differentialverstärkerschaltung und einer Konstant stromquelle besteht, und
eine Triggerschaltung, die auf die Ausgangssignale der Komparatorschaltung die Vorspannungsschaltung in den Zustand hoher oder niedriger Vorspannung bringt, um die Vorspannungs schaltung zu aktivieren oder zu inaktivieren,
so daß die aktive Neuspeicherspannung an eine interne Spannung mit einem konstanten Pegel (annähernd 4 V) unabhän gig von der von außen zugeführten Spannung geklemmt wird.
eine Vorspannungsschaltung zum Einstellen der Stromstär ke des P-MOS Treibertransistors, die aus einem P-MOS Transistor, der zusammen mit dem P-MOS Treibertransistor eine Stromspiegelschaltung bildet, wobei der P-MOS Transistor mit dem Gateanschluß des P-MOS Treibertransistors verbunden ist, aus einer Inverterschaltung, die die Arbeit der Stromspiegel schaltung nach Maßgabe eines Freigabesignals ϕSP für die aktive Neuspeicherung steuert, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor und einen N-MOS Transistor enthält, und aus einem N-MOS Transistor besteht, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt, wobei sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors der Inverterschaltung verbunden ist und sein Sourceanschluß am Masseanschluß liegt,
eine Komparatorschaltung, die die Spannung VLAP der Halteknotenpunkte der Leseverstärker erfaßt, und mit einer Bezugsspannung VREF vergleicht, wobei die Komparatorschaltung aus einer Differentialverstärkerschaltung und einer Konstant stromquelle besteht, und
eine Triggerschaltung, die auf die Ausgangssignale der Komparatorschaltung die Vorspannungsschaltung in den Zustand hoher oder niedriger Vorspannung bringt, um die Vorspannungs schaltung zu aktivieren oder zu inaktivieren,
so daß die aktive Neuspeicherspannung an eine interne Spannung mit einem konstanten Pegel (annähernd 4 V) unabhän gig von der von außen zugeführten Spannung geklemmt wird.
Eine weitere erfindungsgemäße Leseverstärkertreiber
schaltung zum Betreiben und Ansteuern mehrerer Leseverstärker
mit einer Treiberschaltung für die aktive Neuspeicherung, die
mit einer Vielzahl von P-MOS Treibertransistoren versehen
ist, die zwischen einen externen Spannungsanschluß Vcc und
die Leseverstärker geschaltet sind, ist gekennzeichnet durch
einen ersten P-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors einzustellen, wobei sein Gate- und sein Sourceanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden sind,
einen ersten MOS Transistor, dessen Drainanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Source anschluß des ersten P-MOS Transistors verbunden ist und der an seinem Gateanschluß ein erstes Freigabetaktsignal ϕSP1 für die aktive Neuspeicherung empfängt,
eine erste Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die erste Konstantstromquelle aus einem dritten N-MOS Transistor besteht, der eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt und dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des ersten N-MOS Transistors verbunden ist,
einen zweiten P-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine zweite Stromspiegelschaltung bildet und dessen Gate- und Sourceanschlüsse mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden sind,
einen zweiten N-MOS Transistor, dessen Drainanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Source anschluß des P-MOS Transistors verbunden ist und der an seinem Gateanschluß ein zweites Freigabetaktsignal ϕSP2 für die aktive Neuspeicherung empfängt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten MOS Transistor besteht, der an seinem Gateanschluß eine Vorspan nung Vbias empfängt und dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des zweiten N-MOS Transistors verbunden ist, und
ein ODER-Glied, an dem das erste und das zweite Freigabesignal ϕSP1, ϕSP2 für die aktive Neuspeicherung liegen und das ein Treibersteuertaktsignal ϕEN ausgibt, wobei das ODER-Glied über einen dritten P-MOS Transistor mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegelschaltung der Reihe nach aktiviert werden und somit das Treibersignal ϕLAP für die aktive Neuspeicherung eine lineare Doppelflanke hat.
einen ersten P-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors einzustellen, wobei sein Gate- und sein Sourceanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden sind,
einen ersten MOS Transistor, dessen Drainanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Source anschluß des ersten P-MOS Transistors verbunden ist und der an seinem Gateanschluß ein erstes Freigabetaktsignal ϕSP1 für die aktive Neuspeicherung empfängt,
eine erste Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die erste Konstantstromquelle aus einem dritten N-MOS Transistor besteht, der eine Vorspannung Vbias an seinem Gateanschluß empfängt und dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des ersten N-MOS Transistors verbunden ist,
einen zweiten P-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine zweite Stromspiegelschaltung bildet und dessen Gate- und Sourceanschlüsse mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden sind,
einen zweiten N-MOS Transistor, dessen Drainanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Source anschluß des P-MOS Transistors verbunden ist und der an seinem Gateanschluß ein zweites Freigabetaktsignal ϕSP2 für die aktive Neuspeicherung empfängt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten MOS Transistor besteht, der an seinem Gateanschluß eine Vorspan nung Vbias empfängt und dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des zweiten N-MOS Transistors verbunden ist, und
ein ODER-Glied, an dem das erste und das zweite Freigabesignal ϕSP1, ϕSP2 für die aktive Neuspeicherung liegen und das ein Treibersteuertaktsignal ϕEN ausgibt, wobei das ODER-Glied über einen dritten P-MOS Transistor mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegelschaltung der Reihe nach aktiviert werden und somit das Treibersignal ϕLAP für die aktive Neuspeicherung eine lineare Doppelflanke hat.
Eine weitere erfindungsgemäße Leseverstärkertreiber
schaltung zum Betreiben und Ansteuern einer Vielzahl von
Leseverstärkern mit einer Lesetreiberschaltung, die mit einem
oder mehreren N-MOS Transistoren versehen ist, die zwischen
die Leseverstärker und einen Masseanschluß Vss geschaltet
sind, ist gekennzeichnet durch
einen ersten N-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors einzustellen, und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N- MOS Treibertransistors verbunden sind,
einen ersten P-MOS Transistor, dessen Sourceanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Drainan schluß des ersten N-MOS Transistors verbunden ist, und der über seinen Gateanschluß ein erstes Lesefreigabesignal ϕSN1 empfängt,
eine erste Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die erste Konstantstromquelle aus einem dritten P-MOS Transistor besteht, an dem eine Vorspannung liegt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des P-MOS Transistors verbunden ist,
einen zweiten N-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine zweite Stromspiegelschaltung bildet und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N-MOS Treibertransistors verbunden sind,
einen zweiten P-MOS Transistor, dessen Sourceanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Drainanschluß des zweiten N-MOS Transistors verbunden ist und der ein zweites Lesefreigabetaktsignal ϕSN2 empfängt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten P-MOS Transistor besteht, der an seinem Gateanschluß eine Vorspan nung Vbias empfängt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des zweiten P-MOS Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS Transistor, an dem ein Treibersteuer taktsignal ϕEN liegt und dessen Sourceanschluß an Masse liegt, während sein Drainanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegelschaltung der Reihe nach aktiviert werden und somit die Lesetreibersignale ϕLAN eine lineare Doppel flanke haben.
einen ersten N-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors einzustellen, und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N- MOS Treibertransistors verbunden sind,
einen ersten P-MOS Transistor, dessen Sourceanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Drainan schluß des ersten N-MOS Transistors verbunden ist, und der über seinen Gateanschluß ein erstes Lesefreigabesignal ϕSN1 empfängt,
eine erste Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die erste Konstantstromquelle aus einem dritten P-MOS Transistor besteht, an dem eine Vorspannung liegt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des P-MOS Transistors verbunden ist,
einen zweiten N-MOS Transistor, der zusammen mit dem Treibertransistor eine zweite Stromspiegelschaltung bildet und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N-MOS Treibertransistors verbunden sind,
einen zweiten P-MOS Transistor, dessen Sourceanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit dem Drainanschluß des zweiten N-MOS Transistors verbunden ist und der ein zweites Lesefreigabetaktsignal ϕSN2 empfängt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten P-MOS Transistor besteht, der an seinem Gateanschluß eine Vorspan nung Vbias empfängt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des zweiten P-MOS Transistor verbunden ist, und
einen dritten MOS Transistor, an dem ein Treibersteuer taktsignal ϕEN liegt und dessen Sourceanschluß an Masse liegt, während sein Drainanschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegelschaltung der Reihe nach aktiviert werden und somit die Lesetreibersignale ϕLAN eine lineare Doppel flanke haben.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung
besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 das Schaltbild einer herkömmlichen Leseverstär
kertreiberschaltung,
Fig. 2 in einem Zeitdiagramm die Treibersignale, die in
der herkömmlichen Leseverstärkertreiberschaltung von Fig. 1
erzeugt werden,
Fig. 3 das Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Leseverstärkertreiberschaltung,
Fig. 4 in einem Zeitdiagramm die Treibersignale, die in
der Leseverstärkertreiberschaltung von Fig. 3 erzeugt werden,
Fig. 5 in einem schematischen Blockschaltbild ein
zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lesever
stärkertreiberschaltung, bei der die Treibersignale für die
aktive Neuspeicherung festgeklemmt sind,
Fig. 6 im einzelnen das Schaltbild des zweiten Ausfüh
rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leseverstärkertreiber
schaltung, die in Fig. 5 dargestellt ist,
Fig. 7 eine Schaltung im einzelnen, die dem in Fig. 6
dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsge
mäßen Schaltung entspricht, jedoch etwas abgewandelt ist,
Fig. 8 in einem Zeitdiagramm die Treibersignale, die
beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung erzeugt
werden,
Fig. 9 das Schaltbild und das Zeitdiagramm eines dritten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Leseverstärker
treiberschaltung, bei der eine Doppelflanke während des
Betriebes der aktiven Neuspeicherung erzeugt wird, und
Fig. 10 das Schaltbild und das Zeitdiagramm eines
vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lesever
stärkertreiberschaltung, bei der eine Doppelleseflanke
gebildet wird.
Im folgenden wird anhand der Fig. 3A und 3B ein erstes
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseverstärkertrei
berschaltung beschrieben.
Wie es in Fig. 3A dargestellt ist, sind ein großfor
matiger P-MOS Transistor Q10 und ein großformatiger N-MOS
Transistor Q20 jeweils mit den Halteknotenpunkten LAP, LAN
von N Leseverstärkern SA1-SAN verbunden. Die in Fig. 3B
dargestellte Schaltung ist gleich der in Fig. 3A darge
stellten Schaltung, allerdings mit der Ausnahme, daß mehrere
P-MOS Transistoren Q101-Q10n und mehrere N-MOS Transistoren
Q201-Q20n, d. h. insgesamt jeweils N Transistoren statt
eines einzelnen P-MOS Transistors und eines einzelnen N-MOS
Transistors in Fig. 3A in verteilter Weise über die Haltekno
tenpunkte LAP, LAN mit den N Leseverstärkern SA1-SAN
jeweils verbunden sind.
Bei den in den Fig. 3A und 3B dargestellten Schaltungen
besteht jeder Leseverstärker SA1-SAN aus zwei P-MOS
Transistoren und zwei N-MOS Transistoren. Die Halteknoten
punkte LAP, LAN der Leseverstärker sind jeweils über den P-
MOS Treibertransistor oder den Transistor Q10 oder die
Transistoren Q101-Q10n und den N-MOS Transistor oder den
Transistor Q20 oder die Transistoren Q201-Q20n mit Vcc und
Vss verbunden.
Es ist weiterhin ein P-MOS Transistor Q11 vorgesehen,
dessen Gate- und Sourceanschlüsse mit den Gateanschlüssen der
P-MOS Treibertransistoren Q10 oder Q101-Q10n verbunden
sind, und der zusammen mit dem P-MOS Treibertransistor eine
Stromspiegelschaltung bildet, um dadurch die Stromstärke des
Treibertransistors oder der Transistoren Q10 oder Q101-Q10n
während der aktiven Neuspeicherung der Leseverstärker
einzustellen.
Die Gate- und Sourceanschlüsse des Transistors Q11 sind
mit dem Ausgangsanschluß einer Inverterschaltung verbunden,
die aus einem P-MOS Transistor Q12 und einem N-MOS Transistor
Q13 besteht, so daß die genannte Stromspiegelschaltung in
ihrer Funktion durch ein Freigabesignal ϕSP für die aktive
Neuspeicherung gesteuert wird. Der Sourceanschluß des MOS
Transistors Q13 ist mit einem N-MOS Transistor Q14 verbunden,
der als Konstantstromquelle für die Stromspiegelschaltung
arbeitet.
Der N-MOS Transistor Q14 empfängt eine Vorspannung Vbias
über seinen Gateanschluß, während sein Sourceanschluß mit
einem Masseanschluß Vss verbunden ist und die Drainanschlüsse
der P-MOS Transistoren Q11, Q12 mit einem Energiequel
lenanschluß Vcc verbunden sind.
Die Stromspiegelschaltung benötigt eine Konstantstrom
quelle, die gemäß der Erfindung so ausgebildet ist, daß die
Gatespannung Vbias eines MOS Transistors Q14 einen mittleren
Pegel zwischen Vcc und Vss hat und zu Vcc proportional ist.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Leseverstärker
treiberschaltung mit dem obigen Aufbau beschrieben.
Wenn während der aktiven Neuspeicherung der Leseverstär
ker ein Zeilenadressentastsignal RAS auf einen niedrigen
Pegel kommt, so daß ein aktiver Zyklus erreicht ist, dann
kommt das Freigabesignal ϕSP für die aktive Neuspeicherung,
das an der Inverterschaltung liegt, auf einen hohen Pegel, so
daß der P-MOS Transistor Q12 gesperrt wird, während der MOS
Transistor Q13 durchschaltet.
Dementsprechend kommt das Ausgangssignal der Inverter
schaltung auf einen niedrigen Pegel, was zur Folge hat, daß
der P-MOS Transistor Q11 der Stromspiegelschaltung durchge
schaltet wird und auch der Treibertransistor Q10 oder die
Transistoren Q101-Q10n gleichfalls durchgeschaltet werden,
wodurch der Strom IP des Transistors Q11 zur Konstantstrom
quelle Q14 geleitet wird.
Das Signal o LAPG am Knotenpunkt LAPG kommt somit auf
den Zwischenspannungspegel zwischen dem hohen und dem
niedrigen Pegel, der kleiner als (Vcc - Vth) ist, so daß der
Treibertransistor Q10 oder die Transistoren Q101-Q10n
langsam durchschalten, wobei Vth die Schwellenspannung des
Treibertransistors ist.
Das heißt, daß die Treibertransistoren Q10 oder Q101-
Q10n, die auf der Seite des Knotenpunktes LAP angeordnet sind,
zusammen mit dem P-MOS Transistor Q11 eine Stromspiegelschal
tung bilden, so daß die Ströme der Treibertransistoren Q10
oder Q101-Q10n in einer Stärke fließen werden, die
proportional zur Stromstärke des P-MOS Transistors Q11 ist.
Während der aktiven Neuspeicherung ist daher der
Spitzenstrom des Treibersignals ϕLAP für die aktive
Neuspeicherung entsprechend mit der Größe der jeweiligen
Transistoren einstellbar und ändert sich das Potential des
Knotenpunktes LAP in linearer Form, so daß die Stabilität der
stark kleinformatigen Leseverstärker erhöht ist.
Während des Lesevorgangs der Leseverstärker wird in
ähnlicher Weise die Stromstärke der Treibertransistoren
dadurch eingestellt, daß der N-MOS Transistor Q15, dessen
Gate- und Sourcanschlüsse mit den Gateanschlüssen der N-MOS
Leseverstärkertreibertransistoren Q20 oder Q201-Q20n
verbunden sind, so angeordnet und ausgebildet wird, daß er
zusammen mit den N-MOS Treibertransistoren eine Stromspiegel
schaltung bildet.
Die Gate- und Drainanschlüsse des Transistors Q15 sind
weiterhin mit dem Ausgangsanschluß einer Inverterschaltung
verbunden, die aus einem N-MOS Transistor Q16 und einem P-MOS
Transistor Q17 besteht, derart, daß die Arbeit der Stromspie
gelschaltung nach Maßgabe des Lesefreigabesignals ϕSN
gesteuert wird.
Der Drainanschluß des P-MOS Transistors Q17 ist mit
einem P-MOS Transistor Q18 verbunden, der als Konstantstrom
quelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet. Am Gatean
schluß des P-MOS Transistors Q18 liegt eine Vorspannung mit
einem Zwischenpegel zwischen Vcc und Vss und der Drainan
schluß des Transistors Q18 liegt am externen Energieversor
gungsanschluß Vcc, während der Sourceanschluß der N-MOS
Transistoren Q15, Q16 an einem Masseanschluß Vss liegt.
Im folgenden wird der Lesetreiberbetrieb der obigen
Schaltung beschrieben. Wenn gemäß Fig. 4 das Zeilenadressen
tastsignal RAS auf einen niedrigen Pegel kommt, was einen
aktiven Zyklus anzeigt, dann kommt das Lesefreigabesignal
ϕSN, das an der Inverterschaltung liegt, gleichfalls auf
einen niedrigen Pegel, was dazu führt, daß der N-MOS
Transistor Q16 sperrt und der P-MOS Transistor Q17 durch
schaltet. Das Ausgangssignal der Inverterschaltung hat daher
einen hohen Pegel, so daß der MOS Transistor Q15 der
Stromspiegelschaltung durchschaltet und auch die Treibertran
sistoren Q20 oder Q201-Q20n durchschalten.
In dieser Weise kann der Strom der Treibertransistoren
Q20 oder Q201-Q20n in einem Maß fließen, das proportional
zum Strom des Transistors Q15 ist, so daß die Treibertran
sistoren langsam durchgeschaltet werden.
Die Treibertransistoren Q20 oder Q201-Q20n bilden
zusammen mit dem N-MOS Transistor Q15 eine Stromspiegelschal
tung, derart, daß die Ströme der Treibertransistoren Q20 oder
Q201-Q20n in einer Stärke fließen, die proportional zur
Stromstärke des N-MOS Transistors Q15 ist.
Während des Lesebetriebes wird dementsprechend der
Spitzenstrom des Lesetreibersignals ϕLAN nach Maßgabe der
Größenverhältnisse der jeweiligen Transistoren eingestellt
und ändert sich das Potential am Knotenpunkt LAN in linearer
Form, so daß die Stabilität des kleinformatigen Halbleiter
speichers mit hoher Dichte erhöht ist.
Wenn die jeweiligen Kanalbreiten/längenverhältnisse der
Transistoren Q10, Q101-Q10n, Q20, Q201-Q20n, Q11 und Q15,
die die Stromspiegelschaltungen in Fig. 3A und 3B bilden, mit
W10/Lp, W101/Lp-W10n/Lp, W20/Ln, W201/Ln-W20n/Ln, W11/Lp
und W15/Ln bezeichnet werden und die durch die Transistoren
Q11 und Q15 während der Arbeit der Stromspiegelschaltung
fließenden Ströme mit IP, IN bezeichnet werden, dann sind die
Ströme Icca, Issa der Treibersignale ϕLAP, ϕLAN für die
aktive Neuspeicherung und für den Lesebetrieb durch die
folgenden Gleichungen gegeben:
Aus den Gleichungen 1 und 2 ist ersichtlich, daß die
Spitzenströme Iccap und Issap der Treibersignale für die
aktive Neuspeicherung und den Lesebetrieb durch die Größen
verhältnisse der jeweiligen Transistoren bestimmt sind.
Das hat zur Folge, daß die Ströme der Treibertran
sistoren Q10 oder Q101-Q10n und Q20 oder Q201-Q20n in
einer Stärke fließen werden, die proportional zu der
Stromstärke der Transistoren Q11, Q15 ist, die gemeinsam die
Stromspiegelschaltung bilden.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist die Folge der
Steuertaktsignale für den Leseverstärker bei der erfindungs
gemäßen Leseverstärkertreiberschaltung die gleiche wie bei
der herkömmlichen Schaltung, jedoch mit der Ausnahme, daß die
Spitzenströme der Treibersignale ϕLAP, ϕLAN für die aktive
Neuspeicherung und den Lesebetrieb an den Halteknotenpunkten
verglichen mit der herkömmlichen Schaltung in Fig. 2
annähernd halbiert sind und sich die Potentiale der Treiber
signale ϕLAP, ϕLAN für die aktive Neuspeicherung und den
Lesebetrieb gemäß der Erfindung linear ändern.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen in Schaltbildern und Zeitdia
grammen ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Leseverstärkertreiberschaltung, bei der die Treibersignale
für die aktive Neuspeicherung an einen internen Spannungs
pegel (annähernd 4 V) geklemmt sind.
Bei einem Halbleiterspeicher mit hoher Dichte ist es
notwendig, daß die Umspeicherspannung für die Speicherele
mente unabhängig von der externen Spannung an eine interne
Spannung geklemmt wird. Um diesem Erfordernis zu genügen, ist
gemäß der Erfindung eine Komparatorschaltung vorgesehen, die
aus einem Differentialverstärker besteht, der zusammen mit
der Stromspiegelschaltung betrieben wird.
Wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, hat das
zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseverstär
kertreiberschaltung den folgenden Aufbau.
Mehrere P-MOS Transistoren des Leseverstärkers SA1-SAN
sind mit einem Halteknotenpunkt LAP verbunden, an dem auch
ein Treibertransistor Q10 liegt, wobei der Drainanschluß des
Treibertransistors Q10 mit einem externen Energiequel
lenanschluß Vcc verbunden ist.
Dieses Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Leseverstärkertreiberschaltung umfaßt weiterhin eine
Vorspannungsschaltung 10, eine Triggerschaltung 20 und eine
Komparatorschaltung 30.
Wie es im einzelnen in Fig. 6 dargestellt ist, ist
insbesondere der Gateanschluß des Treibertransistors Q10 mit
der Vorspannungsschaltung 10 so verbunden, daß die Gatespan
nung des Treibertransistors Q10 derart gesteuert wird, daß
das Treibersignal o LAP für die aktive Neuspeicherung eine
linear ansteigende Flanke hat.
Die Vorspannungsschaltung 10 zum Einstellen der
Stromstärke des Treibertransistors Q10 umfaßt einen P-MOS
Transistor Q11, der mit dem Gateanschluß des Treibertran
sistors Q10 verbunden ist, so daß er mit dem Treibertran
sistor Q10 eine Stromspiegelschaltung bildet, eine Inverter
schaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung,
die aus einem P-MOS Transistor Q12 und einem N-MOS Transistor
Q13 besteht, wobei die Inverterschaltung mit den Source- und
Gateanschlüssen des Transistors Q11 verbunden ist, und einen
N-MOS Transistor Q14, der als Konstantstromquelle für die
Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei dieser Transistor mit
dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors Q13 der Inverter
schaltung verbunden ist.
Die Drainanschlüsse der Transistoren Q11 und Q12 sind
mit dem externen Energiequellenanschluß Vcc verbunden und am
Gateanschluß des Transistors Q14 liegt eine Vorspannung
Vbias, während sein Sourceanschluß an Masse Vss liegt.
Die Triggerschaltung 20, die die Vorspannungsschaltung
10 auf einen hohen oder niedrigen Spannungszustand triggert,
um diese nach Maßgabe der Ausgangssignale der Komparator
schaltung an- und auszuschalten, umfaßt einen P-MOS Tran
sistor Q21, an dessen Drainanschluß die externe Spannung Vcc
liegt, einen N-MOS Transistor Q22, dessen Gate- und Drainan
schlüsse jeweils mit den Gate- und Drainanschlüssen des
Transistors Q21 verbunden sind, einen N-MOS Transistor Q23,
dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Tran
sistors Q22 verbunden ist, und dessen Sourceanschluß an Masse
Vss liegt, ein NAND-Glied NAND, dessen einer Eingang mit dem
Sourceanschluß des Transistors Q21 und mit dem Drainanschluß
des Transistors Q22 verbunden ist, während an seinem anderen
Eingang das Freigabetaktsignal ϕS liegt, und einen Inverter
INV3, der mit dem Ausgang des NAND-Gliedes verbunden ist.
Die Komparatorschaltung 30, die die Spannung VLAP des
Halteknotenpunktes der Leseverstärker erfaßt, mit einer
Bezugsspannung VREF vergleicht und das Vergleichsergebnis
ausgibt, umfaßt eine Konstantstromquelle Q35 und eine
Differentialverstärkerschaltung aus zwei P-MOS Transistoren
Q31, Q33 und zwei N-MOS Transistoren Q32, Q34. Die Bezugs
spannung VREF liegt am Gateanschluß des Transistors Q32,
während die Spannung VLAP des Halteknotenpunktes am Gatean
schluß des Transistors Q34 liegt.
Im folgenden wird anhand der in Fig. 8 dargestellten
Wellenformen die Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbei
spiels der erfindungsgemäßen Leseverstärker beschrieben, die
die Funktion des Anklemmens der aktiven Neuspeicherspannung
hat.
Wenn das Freigabetaktsignal ϕS für die Leseverstärker
treiberschaltung einen hohen Pegel hat, dann gibt die
Komparatorschaltung 30 ein Signal mit niedrigem Pegel aus,
das beim Durchgang durch die Triggerschaltung 20 auf einen
hohen Pegel verschoben wird. Das Signal mit hohem Pegel liegt
somit an der Vorspannungsschaltung 10, um den Treibertran
sistor Q10 in derselben Weise, wie es anhand von Fig. 3
beschrieben wurde, langsam durchzuschalten, und dadurch
letztendlich die Leseverstärker SA1-SAN anzuschalten.
Unter diesen Umständen steigt die Spannung des Treiber
signals ϕLAP für die aktive Neuspeicherung linear an, wobei
dann, wenn diese Spannung einen Pegel erreicht, der mit dem
Pegel der Bezugsspannung VREF identisch ist, die Komparator
schaltung 30 aus den Transistoren Q31, Q33, Q32, Q34 und Q35
ein Signal mit hohem Pegel ausgibt und die Triggerschaltung
20 ein Signal mit niedrigem Pegel ausgibt. Das führt dazu,
daß das Freigabesignal ϕSP für die aktive Neuspeicherung
abfällt und somit der Treibertransistor sperrt.
In dieser Weise wird die Spannung des Signals o LAP über
eine Aufnahmeleitung erfaßt und werden die Spannung am Punkt
LAP und die Bezugsspannung VREF mit einem internen Potential
VINT miteinander verglichen. Wenn die Spannung am Knotenpunkt
LAP unter der Bezugsspannung VREF liegt, dann wird das
Freigabesignal ϕSP für die aktive Neuspeicherung angeschal
tet, um langsam den Leseverstärkertreibertransistor durchzu
schalten, während dann, wenn die Spannung am Knotenpunkt LAP
gleich der Bezugsspannung VREF ist oder über dieser Bezugs
spannung VREF liegt, die Komparatorschaltung 30 ein Signal
mit hohem Pegel ausgibt, das beim Durchgang durch die
Triggerschaltung auf einen niedrigen Pegel verschoben wird.
Das Freigabesignal ϕSP für die aktive Neuspeicherung fällt
daher ab, so daß der Treibertransistor sperrt und somit die
Spannung des Treibersignals ϕLAP für die aktive Neuspeiche
rung an den internen Spannungspegel geklemmt ist, wie es in
der Wellenform von Fig. 8 dargestellt ist. Das heißt, daß die
Spannung des Treibersignals ϕLAP für die aktive Neuspeiche
rung auf dem Pegel der Bezugsspannung VREF gehalten wird.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer Schaltung, die dazu
dient, die aktive Umspeicherspannung gemäß der Erfindung
anzuklemmen und stellt eine leicht abgewandelte Form der in
den Fig. 5 und 6 dargestellten Leseverstärkertreiberschaltung
dar.
In Fig. 7 sind eine Komparatorschaltung 30, eine
Triggerschaltung 40, eine Vorspannungsschaltung 50 und ein
Pegelschieber 60 dargestellt.
Die Komparatorschaltung 30 ist in der selben Weise wie
die entsprechende Schaltung in Fig. 6 aufgebaut, während die
Triggerschaltung 40 einen Inverter aus zwei Transistoren Q41,
Q42 enthält.
Die Vorspannungsschaltung 50 enthält zwei Transistoren
Q51, Q52, die eine Stromquelle bilden, und gleichfalls eine
Stromspiegelschaltung, die aus diesen beiden Transistoren
Q51, Q52 und dem Treibertransistor Q50 besteht, was sich von
der in Fig. 6 dargestellten Schaltung unterscheidet, bei der
die Vorspannungsschaltung 10 eine Stromspiegelschaltung aus
dem Treibertransistor Q10 und dem Transistor Q11 enthielt.
Abgesehen von der oben erwähnten Ausnahme, sind alle
Bauelemente der Schaltung von Fig. 7 mit denen der Schaltung
von Fig. 6 identisch.
Die in Fig. 7 dargestellte Leseverstärkertreiberschal
tung arbeitet dementsprechend nahezu in der gleichen Weise
wie die in Fig. 6 dargestellte Schaltung. Das heißt, daß
dann, wenn das Freigabetaktsignal ϕS der Leseverstärkertrei
berschaltung einen hohen Pegel hat, der Spannungspegel dieses
Signals mit dem Pegel der internen Spannung identisch ist und
dieses Signal durch den Pegelschieber 60 auf den externen
Spannungspegel Vcc hochgezogen wird, so daß der Transistor
Q61 nahezu gleichzeitig sperrt.
Das Freigabetaktsignal ϕS der Leseverstärkertreiber
schaltung liegt am Transistor Q35, der eine Konstantstrom
quelle für die Komparatorschaltung 30 bildet, so daß das
Ausgangssignal der Komparatorschaltung 30 auf einen niedrigen
Pegel kommt. Das Ausgangssignal mit niedrigem Pegel der
Komparatorschaltung 30 liegt am Inverter der Triggerschaltung
40 und wird auf ein Signal mit hohem Pegel umgestellt, das an
der Vorspannungsschaltung 50 liegt, um diese zu triggern.
Das Potential am Knotenpunkt LAPG hat somit einen
Zwischenpegel, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, so daß der
Treibertransistor Q50 langsam auf die Bezugsspannung VREF
ansteigen wird. Das heißt, daß die Stromstärke durch die
Transistoren Q51, Q52 so gesteuert wird, daß ein konstanter
Strom durch den Transistor Q50 für die Leseverstärker fließt.
Wie bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist auch
bei dieser Schaltung die Konstantstromquelle so aufgebaut,
daß die Gatespannung Vbias des MOS Transistors Q55 als
Konstantstromquelle einen Zwischenpegel hat, der proportional
zum Pegel von Vcc ist und zwischen Vcc und Vss liegt, so daß
ein konstanter Strom durch die Stromspiegelschaltung fließt.
Bei dem herkömmlichen Schaltungsaufbau ist es jedoch
schwierig, Lese- und Neuspeicherbetriebe mit Doppelflanke zu
verwirklichen und dadurch die Stabilität der Leseverstärker
und die Empfindlichkeit zu erhöhen, d. h. sind die Lesever
stärkertreibertransistoren innerhalb der Speicheranordnung in
verteilter Weise so angeordnet, daß die Verwendung des
Doppelflankenverfahrens im Hinblick auf die Auslegung der
Schaltung und die Chipgröße schwierig wird.
Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, sind gemäß der
Erfindung zwei oder mehr Stromspiegelschaltungen so vorge
sehen, daß diese Stromspiegelschaltungen der Reihe nach
aktiviert werden, um es dadurch zu ermöglichen, ein Doppel
flankenverfahren anzuwenden.
Die Fig. 9 und 10 zeigen das Schaltbild und ein
Zeitdiagramm eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Leseverstärkertreiberschaltung, bei der beim Lesen und
aktiven Umspeichern eine Doppelflanke vorgesehen ist.
Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, ist ein P-MOS
Transistor Q111 vorgesehen, der zusammen mit dem P-MOS
Treibertransistor Q110 eine erste Stromspiegelschaltung
bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors Q110
einzustellen, wobei der Gate- und der Sourceanschluß des
Transistors Q111 mit dem Gateanschluß des Treibertransistors
Q110 verbunden sind.
Es ist ein weiterer P-MOS Transistor Q114 vorgesehen,
der mit dem Gateanschluß des Treibertransistors Q110 und mit
den Gate- und Sourceanschlüssen des Transistors Q111 so
verbunden ist, daß der Transistor Q114 zusammen mit dem
Treibertransistor Q110 eine zweite Stromspiegelschaltung
bildet.
Ein erster N-MOS Transistor Q112 ist weiterhin mit dem
Gateanschluß des Treibertransistors Q110 und mit den Gate-
und Sourceanschlüssen des Transistors Q111 der ersten
Stromspiegelschaltung verbunden, wobei ein erstes Freigabe
taktsignal ϕSP für die aktive Neuspeicherung am Gateanschluß
des Transistors Q112 liegt. Der Sourceanschluß des ersten
N-MOS Transistors Q112 ist mit einem weiteren N-MOS Tran
sistor Q113 verbunden, der eine Konstantstromquelle bildet,
und an dessen Gateanschluß eine Vorspannung mit mittlerem
Pegel zwischen Vcc und Vss liegt.
Ein zweiter N-MOS Transistor Q115 ist mit dem Gatean
schluß des Treibertransistors und mit den Gate- und Source
anschlüssen des Transistors Q114 der zweiten Stromspiegel
schaltung verbunden, wobei ein zweites Freigabetaktsignal
ϕSP2 für die aktive Neuspeicherung am Gateanschluß des
Transistors Q115 liegt. Der Sourceanschluß des zweiten N-MOS
Transistors Q115 ist mit einem N-MOS Transistor Q116
verbunden, an dessen Gateanschluß eine Vorspannung mit einem
Zwischenpegel zwischen Vcc und Vss liegt und der eine
Konstantstromquelle bildet.
Zwischen dem Gateanschluß des Treibertransistors Q110
und den Gate- und Sourceanschlüssen des P-MOS Transistors
Q111 liegt ein Transistor Q117, dessen Drainanschluß mit dem
äußeren Engergiequellenanschluß Vcc verbunden ist, während am
Gateanschluß des Transistors Q117 ein Treibersteuertaktsignal
ϕEN liegt, das von einem ODER-Glied OR ausgegeben wird. An
den beiden Eingängen des ODER-Gliedes OR liegen jeweils das
erste und das zweite Freigabetaktsignal ϕSP1, ϕSP2 für die
aktive Neuspeicherung.
Wenn während der aktiven Neuspeicherung das Zeilenadres
sentastsignal RAS einen niedrigen Pegel hat, so daß ein
aktiver Arbeitszyklus besteht, dann wird in dieser Weise das
erste Freigabetaktsignal ϕSP1 für die aktive Neuspeicherung
auf einen hohen Pegel gesetzt. Dementsprechend sperrt der
Transistor Q117 und werden die Transistoren Q114, Q112 und
Q111 der ersten Stromspiegelschaltung durchgeschaltet,
wodurch der Treibertransistor Q110 durchgeschaltet wird.
Unter diesen Umständen beginnt das Potential am
Knotenpunkt LAP langsam anzusteigen, wobei nach Ablauf eines
gegebenen Zeitintervalls, wenn das zweite Freigabetaktsignal
ϕSP2 für die aktive Neuspeicherung auf einen hohen Pegel
kommt, der Transistor Q115 durchschaltet, der zusammen mit
dem Transistor Q114 die zweite Stromspiegelschaltung bildet,
so daß das Maß an Stromfluß durch den Treibertransistor Q110
zunimmt, wodurch die Leseverstärker stabil und schnell
angesteuert werden. Die Lesetreiberschaltung von Fig. 10, bei
der eine Doppelleseflanke vorgesehen ist, ist ähnlich wie die
in Fig. 9 dargestellte Schaltung aufgebaut.
Das heißt, daß ein weiterer N-MOS Transistor Q121 so
vorgesehen ist, daß er zusammen mit dem N-MOS Treibertran
sistor Q120 eine erste Stromspiegelschaltung bildet, so daß
das Maß an Stromfluß durch den Leseverstärkertreibertran
sistor Q120 eingestellt wird, wobei für den gleichen Zweck
die Gate- und Drainanschlüsse des Transistors Q121 mit dem
Gateanschluß des Treibertransistors Q120 verbunden sind.
Es ist weiterhin ein N-MOS Transistor Q124 vorgesehen,
der mit dem Gateanschluß des Treibertransistors und mit den
Gate- und Drainanschlüssen des Transistors Q121 verbunden
ist, so daß der Transistor Q124 zusammen mit dem Treibertran
sistor eine zweite Stromspiegelschaltung bildet.
Ein erster P-MOS Transistor Q122 ist weiterhin mit dem
Gateanschluß des Treibertransistors und mit den Gate- und
Drainanschlüssen des Transistors Q121 der ersten Stromspie
gelschaltung verbunden, wobei ein erstes Lesefreigabe
taktsignal ϕSN1 am Gate des Transistors Q122 liegt.
Ein zweiter P-MOS Transistor Q125 ist weiterhin mit dem
Gateanschluß des Treibertransistors und mit den Gate- und
Drainanschlüssen des Transistors Q124 der zweiten Stromspie
gelschaltung verbunden, wobei ein zweites Lesefreigabetakt
signal ϕSN2 am Gateanschluß des Transistors Q125 liegt.
Der Drainanschluß des zweiten P-MOS Transistors Q125 ist
weiterhin mit einem P-MOS Transistor Q126 verbunden, an
dessen Gateanschluß eine Vorspannung mit einem Zwischenpegel
zwischen der externen Spannung Vcc und dem Massepotential Vss
liegt. Der Gateanschluß des Treibertransistors Q120 und die
Gate- und Drainanschlüsse der N-MOS Transistoren Q121, Q124
sind mit einem Transistor Q127 verbunden, dessen Source
anschluß an Masse Vss liegt und an dessen Gateanschluß ein
Treibersteuertaktsignal ϕEN liegt.
Wenn während des Lesevorganges das Zeilenadressentast
signal RAS einen niedrigen Pegel hat, so daß es im aktiven
Zyklus liegt, dann kommt in dieser Weise das erste Lesefrei
gabetaktsignal ϕSN1 auf einen niedrigen Pegel und kommt auch
das Treibersteuertaktsignal ϕEN auf einen niedrigen Pegel,
so daß der Transistor Q127 sperrt und der Transistor Q122
durchschaltet.
Es liegen dementsprechend Signale mit hohem Pegel am
Gateanschluß des Treibertransistors Q120, des Transistors
Q124 und des Transistors Q121 der ersten Stromspiegelschal
tung, was zur Folge hat, daß die Transistoren Q121, Q120
durchschalten und das Potential des Signals ϕLAN zunächst
langsam abzufallen beginnt. Nach Ablauf eines gegebenen
Zeitintervalls, wenn das zweite Lesefreigabesignal ϕSN2 auf
einen niedrigen Pegel kommt, dann schaltet der Transistor
Q124 durch, der zusammen mit dem Transistor Q125 die zweite
Stromspiegelschaltung bildet, was eine Zunahme der Stromstär
ke des Treibertransistors Q120 zur Folge hat, wodurch es
möglich wird, die Leseverstärker schnell und stabil anzu
steuern.
Wenn die Kanalbreiten der Transistoren Q110, Q111, Q114,
Q120, Q121 und Q124, die die Stromspiegelschaltungen in den
Fig. 9 und 10 bilden, jeweils mit W110, W111, W114, W120,
W121 und W124 bezeichnet werden, und wenn die durch die
Transistoren Q111, Q114, Q121 und Q124 während der Arbeit der
Stromspiegelschaltungen fließenden Ströme jeweils mit IP1,
IP2, IN1 und IN2 bezeichnet werden, dann lassen sich die
Ströme des Treibersignals für die aktive Neuspeicherung und
der Lesetreibersignale ϕLAP und ϕLAN, die beim aktiven
Umspeichern und beim Lesen erzeugt werden, durch die
folgenden Gleichungen darstellen:
Aus den Gleichungen (3) und (4) ist ersichtlich, daß die
Spitzenstromwerte der Treibersignale, die während der aktiven
Neuspeicherung und während des Lesevorganges erzeugt werden,
auf der Grundlage der Größenverhältnisse der Transistoren und
der Stromstärke der ersten Stromspiegelschaltung bestimmt
sind. Die erste Stromspiegelschaltung wird zuerst aktiviert
und ist kleiner als die zweite Stromspiegelschaltung ausge
legt, die später aktiviert wird. In dieser Weise werden die
erste und die zweite Stromspiegelschaltung nacheinander
aktiviert, so daß die Potentiale des Treibersignals ϕLAP für
die aktive Neuspeicherung und des Lesetreibersignals ϕLAN
eine lineare Doppelflanke haben und es dadurch möglich ist,
die Leseverstärker schnell und stabil anzusteuern.
Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß der Erfindung
während der Arbeit des Treibertransistors für die Lesever
stärker des Halbleiterspeichers die Gatespannung des
Treibertransistors durch die Vorspannungsschaltung gesteuert,
die einen MOS Transistor einschließt, der zusammen mit dem
Treibertransistor eine Stromspiegelschaltung bildet.
Das hat zur Folge, daß der Treibertransistor langsam
durchgeschaltet wird, so daß die Treibersignale für die
aktive Neuspeicherung und für den Lesebetrieb jeweils eine
linear ansteigende oder abfallende Flanke haben. Das führt
dazu, daß der Spitzenstrom der Treibersignale herabgesetzt
ist, so daß sich eine Leseverstärkertreiberschaltung ergibt,
die die Stabilität der kleinformatigen Leseverstärker
erhöht.
Die Leseverstärkertreiberschaltung ist weiterhin mit
zwei Stromspiegelschaltungen versehen, die nacheinander
aktiviert werden, so daß Leseverstärkertreibersignale mit
linearen Doppelflanken erhalten werden können.
Die Vorspannungsschaltung ist weiterhin mit einer
Klemmschaltung versehen, die eine Komparatorschaltung
einschließt, so daß es möglich ist, das Treibersignal für die
aktive Neuspeicherung an einen internen Spannungspegel
(annähernd 4 V) zu klemmen und dadurch eine Beeinträchtigung
der Charakteristik des Speichers zu verhindern.
Gemäß der Erfindung erfolgt eine Freigabe nur für die
aktive Neuspeicherung, so daß sich eine Leseverstärkertrei
berschaltung ergibt, die einen zusätzlichen Bereitschafts
strom vermeidet, der bei einer herkömmlichen eine interne
Spannung erzeugenden Schaltung auftritt.
Claims (17)
1. Leseverstärkertreiberschaltung zum Betreiben und
Ansteuern einer Vielzahl von Leseverstärkern, von denen jeder
aus zwei P-MOS Transistoren und zwei N-MOS Transistoren
besteht, mit einer Treiberschaltung für die aktive Neuspei
cherung, an deren Eingang Freigabesignale (ϕSP) für die aktive
Neuspeicherung liegen und die Treibersignale (LAP) für die
aktive Neuspeicherung erzeugt, wobei die Treiberschaltung für
die aktive Neuspeicherung zwischen die Leseverstärker und den
Energiequellenanschluß (Vcc) geschaltet ist, und mit einer
Lesetreiberschaltung, die an ihrem Eingang Lesefreigabesig
nale (ϕSN) empfängt und Lesetreibersignale (ϕLAN) erzeugt,
wobei die Lesetreiberschaltung zwischen die Leseverstärker
und den Masseanschluß (Vss) geschaltet ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Treiberschaltung für die aktive Neuspeiche
rung
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren P-MOS Treibertransistoren (Q10) und mit einem P-MOS Transistor (Q11) zum Einstellen der Stromstärke des Treibertransistors (Q10),
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe der Freigabesignale (ϕSP) für die aktive Neuspeicherung, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor (Q12) und einen N-MOS Transistor (Q13) enthält, und
einen N-MOS Transistor (Q14) umfaßt, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt, wobei sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors (Q13) der Inverterschaltung verbunden ist und sein Sourcean schluß an Masse (Vss) liegt, so daß das Potential der Treiber signale (ϕLAP) für die aktive Neuspeicherung so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals (ϕLAP) eine linear ansteigende Flanke hat, und
die Lesetreiberschaltung
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren N-MOS Treibertransistoren (Q20) und einem weiteren N-MOS Transistor (Q15) zum Einstellen der Stromstärke der Treibertransistoren (Q20)
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe von Lesefreigabesignalen ϕSN, wobei die Inverterschaltung einen N-MOS Transistor (Q16) und einen P-MOS Transistor (Q17) enthält, und
einen P-MOS Transistor (Q18) umfaßt, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt, wobei sein Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des P-MOS Transistors (Q17) der Inverterschaltung verbunden ist, während sein Drainanschluß an einem externen Energiequellenanschluß (Vcc) liegt, so daß das Potential der Lesetreibersignale (ϕLAN) so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals (ϕLAN) eine linear abfallende Flanke hat.
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren P-MOS Treibertransistoren (Q10) und mit einem P-MOS Transistor (Q11) zum Einstellen der Stromstärke des Treibertransistors (Q10),
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe der Freigabesignale (ϕSP) für die aktive Neuspeicherung, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor (Q12) und einen N-MOS Transistor (Q13) enthält, und
einen N-MOS Transistor (Q14) umfaßt, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt, wobei sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors (Q13) der Inverterschaltung verbunden ist und sein Sourcean schluß an Masse (Vss) liegt, so daß das Potential der Treiber signale (ϕLAP) für die aktive Neuspeicherung so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals (ϕLAP) eine linear ansteigende Flanke hat, und
die Lesetreiberschaltung
eine Stromspiegelschaltung mit einem oder mehreren N-MOS Treibertransistoren (Q20) und einem weiteren N-MOS Transistor (Q15) zum Einstellen der Stromstärke der Treibertransistoren (Q20)
eine Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe von Lesefreigabesignalen ϕSN, wobei die Inverterschaltung einen N-MOS Transistor (Q16) und einen P-MOS Transistor (Q17) enthält, und
einen P-MOS Transistor (Q18) umfaßt, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt, wobei sein Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des P-MOS Transistors (Q17) der Inverterschaltung verbunden ist, während sein Drainanschluß an einem externen Energiequellenanschluß (Vcc) liegt, so daß das Potential der Lesetreibersignale (ϕLAN) so gesteuert wird, daß die Wellenform des Signals (ϕLAN) eine linear abfallende Flanke hat.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannung (Vbias), die am Gateanschluß der MOS
Transistoren (Q14, Q18) liegt, die als Konstantstromquelle
für die Stromspiegelschaltung arbeiten, auf einer konstanten
Spannung mit einem mittleren Pegel zwischen der externen
Energiequellenspannung (Vcc) und dem Massepotential (Vss)
gehalten wird.
3. Leseverstärkertreiberschaltung zum Betreiben und
Ansteuern einer Vielzahl von Leseverstärkern mit einem
Treibersignal für die aktive Neuspeicherung, die mit einem
oder mehreren P-MOS Treibertransistoren versehen ist, die
zwischen die Leseverstärker und einen externen Energiequel
lenanschluß (Vcc) geschaltet sind, gekennzeichnet durch
eine Vorspannungsschaltung (10) zum Steuern der Gatespannung (VLAPG) des P-MOS Treibertransistors (Q10) nach Maßgabe eines Freigabesignals (ϕSP) für die aktive Neuspeiche rung, um die Stromstärke des Treibertransistors (Q10) einzustellen, wobei die Vorspannungsschaltung (10) eine Stromspiegelschaltung enthält, die zusammen mit dem P-MOS Treibertransistor (Q10) gebildet ist,
eine Komparatorschaltung (30), die die Spannung (VLAP) von Halteknotenpunkten der Leseverstärker erfaßt und die erfaßte Spannung mit einer Bezugsspannung (VREF) vergleicht, wobei die Komparatorschaltung (30) aus einer Differentialverstär kerschaltung und einer Konstantstromquelle besteht, und
eine Triggerschaltung (20) zum Triggern der Vorspan nungsschaltung (10) auf einen hohen oder niedrigen Spannungs zustand, um die Vorspannungsschaltung (10) auf die Ausgangs signale der Komparatorschaltung (30) zu aktivieren oder zu deaktivieren, so daß die Spannung für die aktive Neuspeiche rung an eine interne Spannung mit einem konstanten Pegel (annähernd 4 V) unabhängig von der von außen kommenden Spannung geklemmt wird.
eine Vorspannungsschaltung (10) zum Steuern der Gatespannung (VLAPG) des P-MOS Treibertransistors (Q10) nach Maßgabe eines Freigabesignals (ϕSP) für die aktive Neuspeiche rung, um die Stromstärke des Treibertransistors (Q10) einzustellen, wobei die Vorspannungsschaltung (10) eine Stromspiegelschaltung enthält, die zusammen mit dem P-MOS Treibertransistor (Q10) gebildet ist,
eine Komparatorschaltung (30), die die Spannung (VLAP) von Halteknotenpunkten der Leseverstärker erfaßt und die erfaßte Spannung mit einer Bezugsspannung (VREF) vergleicht, wobei die Komparatorschaltung (30) aus einer Differentialverstär kerschaltung und einer Konstantstromquelle besteht, und
eine Triggerschaltung (20) zum Triggern der Vorspan nungsschaltung (10) auf einen hohen oder niedrigen Spannungs zustand, um die Vorspannungsschaltung (10) auf die Ausgangs signale der Komparatorschaltung (30) zu aktivieren oder zu deaktivieren, so daß die Spannung für die aktive Neuspeiche rung an eine interne Spannung mit einem konstanten Pegel (annähernd 4 V) unabhängig von der von außen kommenden Spannung geklemmt wird.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannungsschaltung (10) aus
einem P-MOS Transistor (Q11), der zusammen mit dem P-MOS Treibertransistor (Q10) eine Stromspiegelschaltung bildet, wobei der P-MOS Transistor (Q11) mit dem Gateanschluß des P- MOS Treibertransistor (Q10) verbunden ist,
einer Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe des Freigabesignals (ϕSP) für die aktive Neuspeicherung, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor (Q12) und einen N-MOS Transistor (Q13) enthält, und
einem N-MOS Transistor (Q14) besteht, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt, während sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Tran sistors (Q13) der Inverterschaltung verbunden ist, und sein Sourceanschluß an Masse liegt.
einem P-MOS Transistor (Q11), der zusammen mit dem P-MOS Treibertransistor (Q10) eine Stromspiegelschaltung bildet, wobei der P-MOS Transistor (Q11) mit dem Gateanschluß des P- MOS Treibertransistor (Q10) verbunden ist,
einer Inverterschaltung zum Steuern der Arbeit der Stromspiegelschaltung nach Maßgabe des Freigabesignals (ϕSP) für die aktive Neuspeicherung, wobei die Inverterschaltung einen P-MOS Transistor (Q12) und einen N-MOS Transistor (Q13) enthält, und
einem N-MOS Transistor (Q14) besteht, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt, während sein Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Tran sistors (Q13) der Inverterschaltung verbunden ist, und sein Sourceanschluß an Masse liegt.
5. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannungsschaltung (10) aus
einem N-MOS Transistor (Q51), an dessen Gate- und Drainanschlüssen eine externe Spannung (Vcc) liegt,
einem P-MOS Transistor (Q52), dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors (Q51) verbunden ist, dessen Gateanschluß an Masse (Vss) liegt und dessen Source anschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q50) verbunden ist, wobei der N-MOS Transistor und der P-MOS Transistor (Q51, Q52) zusammen mit dem P-MOS Treibertran sistor (Q50) eine Stromspiegelschaltung bilden,
einer Inverterschaltung aus einem P-MOS Transistor (Q53) und einem N-MOS Transistor (Q54) und
einem N-MOS Transistor (Q55) besteht, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und and dessen Gateanschlüssen eine Vorspannung (Vbias) liegt, dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors (Q54) der Inverterschaltung verbunden ist und dessen Source anschluß an Masse liegt.
einem N-MOS Transistor (Q51), an dessen Gate- und Drainanschlüssen eine externe Spannung (Vcc) liegt,
einem P-MOS Transistor (Q52), dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors (Q51) verbunden ist, dessen Gateanschluß an Masse (Vss) liegt und dessen Source anschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q50) verbunden ist, wobei der N-MOS Transistor und der P-MOS Transistor (Q51, Q52) zusammen mit dem P-MOS Treibertran sistor (Q50) eine Stromspiegelschaltung bilden,
einer Inverterschaltung aus einem P-MOS Transistor (Q53) und einem N-MOS Transistor (Q54) und
einem N-MOS Transistor (Q55) besteht, der als Konstant stromquelle für die Stromspiegelschaltung arbeitet und and dessen Gateanschlüssen eine Vorspannung (Vbias) liegt, dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des N-MOS Transistors (Q54) der Inverterschaltung verbunden ist und dessen Source anschluß an Masse liegt.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 3, 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung (Vbias), die an den
Gateanschlüssen der MOS Transistoren (Q14, Q55) liegt, die
als Konstantstromquelle für die Stromspiegelschaltung
arbeiten, auf einem Zwischenpegel zwischen der externen
Spannung (Vcc) und dem Massepotential (Vss) gehalten wird.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 3, 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gatespannungen der Treiber
transistoren (Q10, Q50) während der Ansteuerung der Lesever
stärker auf einen Zwischenpegel zwischen der externen
Spannung (Vcc) und dem Massepotential (Vss) verschoben werden.
8. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Triggerschaltung (20) aus
einem ersten P-MOS Transistor (Q21), an dessen Drainan schluß die externe Spannung Vcc liegt,
einem ersten N-MOS Transistor (Q22), dessen Gate- und Drainanschlüsse jeweils mit den Gate- und Sourceanschlüssen des ersten P-MOS Transistors (Q21) verbunden sind,
einem zweiten N-MOS Transistor (Q23), dessen Drainan schluß mit dem Sourceanschluß des ersten N-MOS Transistors (Q22) verbunden ist und dessen Sourceanschluß an Masse (Vss) liegt,
einem NAND-Glied (NAND), dessen einer Eingang mit dem Sourceanschluß des ersten P-MOS Transistors (Q21) und mit dem Drainanschluß des ersten N-MOS Transistors (Q22) verbunden ist, während an seinem anderen Eingang die Lesetaktsignale (ϕS) zum Aktivieren der Leseverstärkertreiberschaltung liegen, und
einem Inverter (INV3) besteht, der mit dem Ausgang des NAND-Gliedes (NAND) verbunden ist.
einem ersten P-MOS Transistor (Q21), an dessen Drainan schluß die externe Spannung Vcc liegt,
einem ersten N-MOS Transistor (Q22), dessen Gate- und Drainanschlüsse jeweils mit den Gate- und Sourceanschlüssen des ersten P-MOS Transistors (Q21) verbunden sind,
einem zweiten N-MOS Transistor (Q23), dessen Drainan schluß mit dem Sourceanschluß des ersten N-MOS Transistors (Q22) verbunden ist und dessen Sourceanschluß an Masse (Vss) liegt,
einem NAND-Glied (NAND), dessen einer Eingang mit dem Sourceanschluß des ersten P-MOS Transistors (Q21) und mit dem Drainanschluß des ersten N-MOS Transistors (Q22) verbunden ist, während an seinem anderen Eingang die Lesetaktsignale (ϕS) zum Aktivieren der Leseverstärkertreiberschaltung liegen, und
einem Inverter (INV3) besteht, der mit dem Ausgang des NAND-Gliedes (NAND) verbunden ist.
9. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Triggerschaltung (40) aus einem Inverter mit einem P-
MOS Transistor (Q41) und einem MOS Transistor (Q42) besteht.
10. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komparatorschaltung (30)
eine Differentialverstärkerschaltung aus zwei P-MOS
Transistoren (Q31, Q33) und zwei N-MOS Transistoren (Q32,
Q34) und eine Konstantstromquelle (Q35) umfaßt, die mit den
Sourceanschlüssen der N-MOS Transistoren (Q32, Q34) der
Differentialverstärkerschaltung verbunden ist und an deren
Gateanschluß ein Treibersteuertaktsignal (ϕS) liegt, wobei die
Komparatorschaltung (30) eine Bezugsspannung (VREF), die am
Gateanschluß eines der N-MOS Transistoren (Q32) liegt, mit
der Spannung (VLAP) eines Knotenpunktes (LAP) vergleicht, die am
Gateanschluß des anderen N-MOS Transistors (Q34) liegt.
11. Schaltung nach einem der Ansprüche 3, 4, 5, 8, 9 und
10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung (VREF) und
die Spannung (VLAP) des Halteknotenpunktes (LAP) der Leseverstär
ker bei der aktiven Neuspeicherung miteinander verglichen
werden, wobei dann, wenn die Spannung (VLAP) gleich der
Bezugsspannung oder größer als diese Bezugsspannung ist, die
Arbeit der Stromspiegelschaltung unterbrochen wird, um die
Spannung für die aktive Neuspeicherung auf einen konstanten
Pegel zu klemmen.
12. Leseverstärkertreiberschaltung zum Betreiben und
Ansteuern einer Vielzahl von Leseverstärkern mit einer
Treiberschaltung für die aktive Neuspeicherung, die mit einer
Vielzahl von P-MOS Treibertransistoren versehen ist, die
zwischen einen externen Spannungsanschluß (Vcc) und die
Leseverstärker geschaltet sind, gekennzeichnet durch
einen ersten P-MOS Transistor (Q111), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q110) eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors (Q110) einzustellen, und dessen Gate- und Sourceanschlüsse mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) verbunden sind,
einen ersten N-MOS Transistor (Q112), dessen Drainan schluß am Gateanschluß des Treibertransistors (110) und am Sourceanschluß des ersten P-MOS Transistors (Q111) liegt, und an dessen Gateanschluß ein erstes Freigabetaktsignal (ϕSP1) für die aktive Neuspeicherung liegt,
eine erste Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die Konstantstromquelle aus einem dritten N-MOS Transistor (Q113) besteht, an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt und dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des ersten MOS Transistors (Q112) verbunden ist,
einen zweiten P-MOS Transistor (Q114), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q110) eine zweite Stromspiegelschal tung bildet und dessen Gate- und Sourceanschlüsse mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) verbunden sind,
einen zweiten MOS Transistor (Q115), dessen Drainan schluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) und mit dem Sourceanschluß des P-MOS Transistors (Q114) verbunden ist und an dessen Gateanschluß ein zweites Freigabetaktsignal (ϕSP2) für die aktive Neuspeicherung liegt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten N-MOS Transistor (Q116) besteht, an dessen Gateanschluß die Vorspannung (Vbias) liegt und desen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des zweiten N-MOS Transistors (Q115) verbunden ist, und
ein ODER-Glied (OR) umfaßt, an dem das erste und das zweite Freigabesignal (ϕSP1, ϕSP2) für die aktive Neuspeiche rung liegen und das ein Treibersteuertaktsignal (ϕEN) ausgibt, wobei das ODER-Glied (OR) über einen dritten P-MOS Transistor (Q117) mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegel schaltung nacheinander aktiviert werden und somit das Treibersignal (ϕLAP) für die aktive Neuspeicherung eine lineare Doppelflanke hat.
einen ersten P-MOS Transistor (Q111), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q110) eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors (Q110) einzustellen, und dessen Gate- und Sourceanschlüsse mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) verbunden sind,
einen ersten N-MOS Transistor (Q112), dessen Drainan schluß am Gateanschluß des Treibertransistors (110) und am Sourceanschluß des ersten P-MOS Transistors (Q111) liegt, und an dessen Gateanschluß ein erstes Freigabetaktsignal (ϕSP1) für die aktive Neuspeicherung liegt,
eine erste Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die Konstantstromquelle aus einem dritten N-MOS Transistor (Q113) besteht, an dessen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt und dessen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des ersten MOS Transistors (Q112) verbunden ist,
einen zweiten P-MOS Transistor (Q114), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q110) eine zweite Stromspiegelschal tung bildet und dessen Gate- und Sourceanschlüsse mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) verbunden sind,
einen zweiten MOS Transistor (Q115), dessen Drainan schluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) und mit dem Sourceanschluß des P-MOS Transistors (Q114) verbunden ist und an dessen Gateanschluß ein zweites Freigabetaktsignal (ϕSP2) für die aktive Neuspeicherung liegt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten N-MOS Transistor (Q116) besteht, an dessen Gateanschluß die Vorspannung (Vbias) liegt und desen Drainanschluß mit dem Sourceanschluß des zweiten N-MOS Transistors (Q115) verbunden ist, und
ein ODER-Glied (OR) umfaßt, an dem das erste und das zweite Freigabesignal (ϕSP1, ϕSP2) für die aktive Neuspeiche rung liegen und das ein Treibersteuertaktsignal (ϕEN) ausgibt, wobei das ODER-Glied (OR) über einen dritten P-MOS Transistor (Q117) mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q110) verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegel schaltung nacheinander aktiviert werden und somit das Treibersignal (ϕLAP) für die aktive Neuspeicherung eine lineare Doppelflanke hat.
13. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannungen, die an den Gateanschlüssen des dritten
und des vierten N-MOS Transistors (Q113, Q116) liegen, die
als Konstantstromquellen für die erste und die zweite
Stromspiegelschaltung arbeiten, auf einer konstanten Spannung
mit einem mittleren Pegel zwischen der externen Spannung und
dem Massepotential gehalten werden.
14. Schaltung nach einem der Ansprüche 12 und 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der ersten Stromspie
gelschaltung so festgelegt ist, daß seine Stromstärke kleiner
als die der zweiten Stromspiegelschaltung ist.
15. Leseverstärkertreiberschaltung zum Betreiben und
Ansteuern einer Vielzahl von Leseverstärkern mit einer
Lesetreiberschaltung, die mit einem oder mehreren N-MOS
Treibertransistoren versehen ist, die zwischen die Lesever
stärker und Masse (Vss) geschaltet sind, gekennzeichnet durch
einen ersten N-MOS Transistor (Q121), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q120) eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors (Q120) einzustellen, und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N-MOS Treibertransistor (Q120) verbunden sind,
einen ersten P-MOS Transistor (Q122), dessen Source anschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (120) und mit dem Drainanschluß des ersten N-MOS Transistors (Q121) verbunden ist und an dessen Gateanschluß ein erstes Lesefrei gabesignal (ϕSN1) liegt,
eine ersten Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die erste Konstantstromquelle aus einem dritten P-MOS Transistor (Q123) besteht, an dem eine Vorspannung liegt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des ersten P-MOS Transistors (Q122) verbunden ist,
einen zweiten N-MOS Transistor (Q124), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q120) eine zweite Stromspiegelschal tung bildet und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N-MOS Treibertransistors (Q120) verbunden sind,
einen zweiten P-MOS Transistor (Q125), dessen Source anschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q120) und mit dem Drainanschluß des zweiten N-MOS Transistors (Q124) verbunden ist und an dem ein zweites Lesefreigabetakt signal (ϕSN2) liegt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten P-MOS Transistor (Q126) besteht, an desen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des zweiten P-MOS Transistors (Q125) verbunden ist, und
einen dritten N-MOS Transistor (Q127) umfaßt, an dem ein Treibersteuertaktsignal (ϕEN) liegt und dessen Sourceanschluß an Masse liegt, während sein Drainanschluß mit dem Gatean schluß des Treibertransistors (Q120) verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegelschaltung nacheinander aktiviert werden und somit die Lesetreibersignale (ϕLAN) eine lineare Doppelflanke haben.
einen ersten N-MOS Transistor (Q121), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q120) eine erste Stromspiegelschaltung bildet, um die Stromstärke des Treibertransistors (Q120) einzustellen, und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N-MOS Treibertransistor (Q120) verbunden sind,
einen ersten P-MOS Transistor (Q122), dessen Source anschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (120) und mit dem Drainanschluß des ersten N-MOS Transistors (Q121) verbunden ist und an dessen Gateanschluß ein erstes Lesefrei gabesignal (ϕSN1) liegt,
eine ersten Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die erste Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die erste Konstantstromquelle aus einem dritten P-MOS Transistor (Q123) besteht, an dem eine Vorspannung liegt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des ersten P-MOS Transistors (Q122) verbunden ist,
einen zweiten N-MOS Transistor (Q124), der zusammen mit dem Treibertransistor (Q120) eine zweite Stromspiegelschal tung bildet und dessen Gate- und Drainanschlüsse mit dem Gateanschluß des N-MOS Treibertransistors (Q120) verbunden sind,
einen zweiten P-MOS Transistor (Q125), dessen Source anschluß mit dem Gateanschluß des Treibertransistors (Q120) und mit dem Drainanschluß des zweiten N-MOS Transistors (Q124) verbunden ist und an dem ein zweites Lesefreigabetakt signal (ϕSN2) liegt,
eine zweite Konstantstromquelle, die als Konstantstrom quelle für die zweite Stromspiegelschaltung arbeitet, wobei die zweite Konstantstromquelle aus einem vierten P-MOS Transistor (Q126) besteht, an desen Gateanschluß eine Vorspannung (Vbias) liegt und dessen Sourceanschluß mit dem Drainanschluß des zweiten P-MOS Transistors (Q125) verbunden ist, und
einen dritten N-MOS Transistor (Q127) umfaßt, an dem ein Treibersteuertaktsignal (ϕEN) liegt und dessen Sourceanschluß an Masse liegt, während sein Drainanschluß mit dem Gatean schluß des Treibertransistors (Q120) verbunden ist, so daß die erste und die zweite Stromspiegelschaltung nacheinander aktiviert werden und somit die Lesetreibersignale (ϕLAN) eine lineare Doppelflanke haben.
16. Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorspannung, die an den Gateanschlüssen des dritten
und vierten P-MOS Transistors (Q123, Q126) liegt, die als
Konstantstromquellen für die erste und die zweite Stromspie
gelschaltung arbeiten, auf einer konstanten Spannung mit
einem mittleren Pegel zwischen der externen Spannung (Vcc) und
dem Massepotential (Vss) gehalten wird.
17. Schaltung nach einem der Ansprüche 15 und 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der ersten Stromspie
gelschaltung so festgelegt ist, daß er mit einer Stärke
fließt, die kleiner als die der zweiten Stromspiegelschaltung
ist.
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