JP3313383B2 - 読み出し専用記憶装置 - Google Patents

読み出し専用記憶装置

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    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • G11C17/08Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements
    • G11C17/10Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM
    • G11C17/12Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM using field-effect devices

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に、読み出し専用記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の読み出し専用記憶装置(以下、R
OMと称す)は、図4に示す構成となっていた。すなわ
ち、ワード線X0〜X2で選択されるメモリセル9,10
は列線13と接地線2との間に配置されており、列線は
列選択線Y0〜YN-1に応答する列選択回路14で出力1
1に接続される。電源1からの電流が列選択回路14、
列線13を経由して選択されたメモリセル9,10に達
し、選択されたメモリセル9,10のオン/オフにより
出力11に電圧変化が生じ、これをインバータ(3,
5)で出力12に転送する。
【0003】この従来のROMの動作を図5のタイミン
グチャートに示す。このタイミングチャートではT1〜
T3の3度読み出しを実行している。まず、T1から順に
説明する。
【0004】T1において、制御信号CBがロウレベル
となり、同時に行線Xi(iは0,1,2,・・・,)がす
べてロウレベルとなる。PチャンネルFET4はオン
し、列選択回路14を通ってプリチャージが行われる。
この例では列選択信号Yj(j=0〜N−1)のうち、Y
0が選択され、ハイレベルとなっていると仮定する。こ
の場合、タイミングチャートのように出力11と列線1
3のレベルが上昇する。列線13のレベルが上昇する
と、この列線13をソースとするNチャンネルFET6
が電流をカットオフしてしまうため、列線13のレベル
は、中間レベルでとどまってしまう。
【0005】次に、制御信号CBがハイレベルになるタ
イミングで(t1)でPチャンネルFET4はオフし、
ワード線X0が選ばれてハイレベルになるとする。列線
13にはワード線X0をゲート入力とするNチャンネル
FET(ROMセル)9が接続されているので、接地2
に向かって電流が流れる。列線13の電位が下降すると
NチャンネルFET6のカットオフが解除され、出力1
1の電荷が急速に引き抜かれる。出力11に付く寄生容
量は、列線13のそれに比較すると十分小さいので、出
力11の変化は急速になる。その後、ROMセル9の電
流能力によってロウレベルまで引き抜かれる。出力11
のレベルに応答してインバータ(3,5)の出力12
は、この途中でハイレベルからロウレベルへと変化し、
このアドレスにROMセルが存在することを示すように
なる。
【0006】T2のタイミングにおいて、制御信号CB
がロウレベルの期間はプリチャージ期間であり、T1と
同様なので説明は省略する。次に、制御信号CBがハイ
レベルになり、アドレスによってワード線X1が選ばれ
ハイレベルになる。列の選択はT1と同様、列選択信号
Y0が選ばれているとする。ワード線X1がハイレベルと
なるものの、ワード線X1と列線13の交点にはROM
セルが存在しないため、列線13及び出力11はプリチ
ャージのレベルを保持する。よって出力12はロウレベ
ルのままであり、指定されたアドレスにROMセルが存
在しないことが判別される。
【0007】T3においては、T2と同じアドレスが指定
されたとする。T2との相異は、制御信号CBハイレベ
ル期間において接地レベルがノイズの影響を受けること
である。半導体集積回路においては、外部からのノイズ
の影響だけでなく自分自身に多数のノイズ発生源があ
り、これらのノイズは、集積度の上昇や高速化に伴い増
大する傾向にある。接地レベルにノイズが乗ると、列線
13の電圧は同じ変動を受ける。これは列線13の寄生
容量のほとんどが、接地レベルに対して付いているため
である。したがって、列線13の動きによって、短い期
間NチャンネルFET6のカットオフが解ける。出力1
1の寄生容量は列線13のそれに比べて非常に小さいた
め、出力11は図のように短時間で中間レベルに降下す
る(t2)。この信号を入力とするインバータ(3,
5)の論理しきい値がこの中間レベルより高いと、この
インバータは出力11のレベルをロウレベルと誤って判
定し、出力12をハイレベルに移行させる。すなわち、
ROMセルが存在しないアドレスにも係わらず、あたか
もROMセルが存在するかのような出力となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の読み出し
専用記憶装置においては、列選択回路14の出力をイン
バータ(3,5)で受けており、列選択回路14の出力
は、予めハイレベルまでプリチャージされているので、
ノイズの影響を受け易く誤動作するという問題点があっ
た。
【0009】
【課題を解決するための手段】 本発明では、それぞれ
がメモリセルトランジスタを介して電気的に第1の電源
に接続される複数の列線と、プリチャージ時にそのゲー
トに第2の電源電位が印加されるNチャンネル型プリチ
ャージトランジスタを介して電気的に前記第2の電源に
接続される共通出力ノードと、前記複数の列線の内の1
つを前記共通出力ノードに電気的に接続するために各列
線に設けられたNチャンネル型列選択トランジスタと、
前記第1および第2の電源の間に接続され、それぞれの
ゲートが前記共通出力ノードおよび定電圧発生回路の出
に接続されると共に、その電流路が出力端子を介して
互いに直列接続された第1のNチャンネルFETと第1
のPチャンネルFETで構成されるインバータ回路とを
備え、前記定電圧発生回路は、前記第1および第2の電
源の間にその電流路が直列接続されると共にそのゲート
及びソースが前記第1のPチャンネルFETのゲートに
接続された第2のPチャンネルFETとそのゲートが第
1のノードに接続された第2のNチャンネルFETと、
そのドレインとゲートが前記第2の電源に接続されその
ソースが前記第1のノードに接続された第3のNチャン
ネルFETと、前記第1のノードと前記第1の電源との
間に接続された抵抗素子を備えていることを特徴とす
る。
【0010】
【発明の作用】まず、プリチャージ回路が共通出力ノー
ドと列線をプリチャージし、行線と選択された列線の交
点にメモリセルが存在するか否かにより共通出力ノード
の電圧が変化する。この電圧変化は出力インバータで検
出され、メモリセルの有無を示す出力信号が得られる。
【0011】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の第1実施例に係る読み出し専
用記憶装置の回路図である。本実施例が従来例と異なる
点はPチャンネルFETで構成されていたプリチャージ
回路100はNチャンネルFET28となり、インバー
タ回路101がNチャンネルFET27にのみ供給され
ている点である。PチャンネルFET23のゲート電圧
は定電圧発生回路18の出力に接続されている。列選択
回路17はNチャンネルFET9〜11を介して列線1
6を出力14に接続する。
【0012】次に、定電圧発生回路18について説明す
る。5はNチャンネルFETであり、抵抗素子19の抵
抗値は十分大きいので、端子20には電圧源の電圧(以
下、VDDと称す)からNチャンネルFETのしきい値電
圧(以下、VTNと称す)だけ降下した電圧が得られる。
これはプリチャージ期間に出力14と列線16が達する
プリチャージレベルに略等しい。NチャンネルFET6
のトランジスタ幅は、NチャンネルFET27の幅の1
/2に設定されており、NチャンネルFET6にはNチ
ャンネルFET27の1/2の電流がプリチャージ期間
において流れることになる。PチャンネルFET23,
4は同一のチャンネル長およびチャンネル幅に設定され
ており、カレントミラー回路を構成する。これによって
PチャンネルFET23は、出力14がプリチャージレ
ベルの時のNチャンネルFET27に対して1/2の電
流駆動能力を持つ負荷回路として働く。
【0013】次に、読み出し動作と図2のタイミングチ
ャートを参照して説明する。まず、時刻t11に制御信号
Cがハイレベルになると、プリチャージトランジスタ2
8がオンし、同時に全てのワード線Xi(i=0,1,
2,・・・,)がロウレベルとなる。列選択回路17は、
列選択線Y0がハイレベルになっているとすると、出力
14がプリチャージされるのと同時に、NチャンネルF
ET9を通じて列線16がプリチャージされる。プリチ
ャージレベルは、電源電圧(VDD)よりVTNだけ低い。
【0014】次に、制御信号Cがロウレベルになると
(t12)、プリチャージトランジスタ8はオフし、アド
レスによって選ばれたワード線(ここではX0とする)
がハイレベルになる。ワード線列線16の交点にはNチ
ャンネルFETのROMセル12が存在し、ROMセル
12はオンするため、列線16及び出力14のレベルは
降下する。
【0015】出力14のレベルが降下すると、Nチャン
ネルFET27の電流駆動能力が減少してくる。出力1
4がプリチャージレベルの時のNチャンネルFET27
の電流に比べ1/2まで減少すると、出力15はロウレ
ベルからハイレベルに変化する(t13)。これによって
指定されたアドレスにROMセルが存在することが判別
される。
【0016】次に、T2においては、ワード線X1が指定
されたとする。プリチャージ期間の動作はT1と同様で
あり省略する。制御線Cがロウレベルとなり、プリチャ
ージが完了し、ワード線X1が立ち上がる(t14)。し
かし、列線16とワード線X1との交点には、ROMセ
ルがなく、出力14のレベルはプリチャージレベルを保
持する。したがって、出力15はロウレベルのままであ
る。
【0017】このタイミングチャートにあるように、接
地電位にノイズがのったとすると(t15)、出力14に
もノイズの影響が出るが、従来例のようにレベルが全く
変わってしまうことはなく出力15はロウレベルを維持
するので誤動作は起こらない。
【0018】図3に本発明の第2実施例を示す。第1実
施例との違いは、出力14に接続されたインバータ20
0か、PチャンネルFET23のゲートを入力端子とし
ている点である。動作自体は、第1実施例と概略同様で
あり説明を省略するが、以下の相異点がある。すなわ
ち、第1実施例においてはVDD−VTNの電圧がNチャン
ネルFET27のゲートに入力されるため、基板効果を
受けた状態でのVTNをVTN’とすると、VDD=VTN+V
TN’以下の電圧では動作しない。しかしながら、第2実
施例においては、VTNと|VTP|の大きい方の電圧まで
動作する可能性がある。もちろんいずれの場合も実際の
安定動作においては前記電圧にプラスαは必要である。
このように第2実施例においては、第1実施例より低電
圧での動作が可能になるという違いがある。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、プリチャ
ージレベルを予め安定なレベルに押さえることにより、
ノイズを受けてもレベル変動が小さくなり、誤動作を起
こさなくなるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す回路図である。
【図2】本発明の第1実施例の動作を示すタイミングチ
ャートである。
【図3】本発明の第2実施例を示す回路図である。
【図4】従来例を示す回路図である。
【図5】従来例の動作を示すタイミングチャートであ
る。
【符号の説明】
1 定電圧源 2 接地線 4,23 PチャンネルFET 5,6,9,10,11,27,28 NチャンネルF
ET 12,13 メモリセル 17 列選択回路 18 定電圧発生回路 100 プリチャージ回路 101,200 出力インバータ回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれがメモリセルトランジスタを介
    して電気的に第1の電源に接続される複数の列線と、
    リチャージ時にそのゲートに第2の電源電位が印加され
    Nチャンネル型プリチャージトランジスタを介して電
    気的に前記第2の電源に接続される共通出力ノードと、
    前記複数の列線の内の1つを前記共通出力ノードに電気
    的に接続するために各列線に設けられたNチャンネル型
    列選択トランジスタと、前記第1および第2の電源の間
    に接続され、それぞれのゲートが前記共通出力ノードお
    よび定電圧発生回路の出力に接続されると共に、その電
    流路が出力端子を介して互いに直列接続された第1のN
    チャンネルFETと第1のPチャンネルFETで構成さ
    れるインバータ回路とを備え、前記定電圧発生回路は、前記第1および第2の電源の間
    にその電流路が直列接続されると共にそのゲート及びソ
    ースが前記第1のPチャンネルFETのゲートに接続さ
    れた第2のPチャンネルFETとそのゲートが第1のノ
    ードに接続された第2のNチャンネルFETと、そのド
    レインとゲートが前記第2の電源に接続されそのソース
    が前記第1のノードに接続された第3のNチャンネルF
    ETと、前記第1のノードと前記第1の電源との間に接
    続された抵抗素子を備えている ことを特徴とする読み出
    し専用記憶装置。
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