JPH02285595A - Non-volatile semiconductor storage - Google Patents

Non-volatile semiconductor storage

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JPH02285595A
JPH02285595A JP1108781A JP10878189A JPH02285595A JP H02285595 A JPH02285595 A JP H02285595A JP 1108781 A JP1108781 A JP 1108781A JP 10878189 A JP10878189 A JP 10878189A JP H02285595 A JPH02285595 A JP H02285595A
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potential
column
transistor
sense amplifier
pair
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田中 寿実夫
Toshiyuki Sako
佐古 俊之
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    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory

Abstract

PURPOSE:To improve the reliability of a cell and to sense data at high speed by directly inputting the data of a selected cell through a column selecting transistor to the input end of a sense amplifier and setting the threshold value voltage of this input end to a low value so as to detect the potential of a column line. CONSTITUTION:Since the column line is clamped lower than the power supply potential for reading by a transistor for column line potential clamp when the data are read, the reliability of the cell can be improved. The data of the selected cell are directly inputted through column selecting transistors CSa and CSb to the input end of the sense amplifier and the threshold value voltage for the input end of this sense amplifier is set the low value so as to detect the potential of the column line. Accordingly, data sense operation can be execut ed without using a double step sense system. Thus, when the data sense opera tion is executed, a transfer gate is not included in a route to discharge the charges of column lines BLa, BLb, BL''a and BL''b in a low level side and internal delay from the column lines BLa, BLb, BL''a and BL''b to the sense amplifier is reduced. Then, an access time is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体不揮発性記憶装置に係り、特にデータ
センス回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor nonvolatile memory device, and particularly to a data sense circuit.

(従来の技術) 第5図は、従来の例えば紫外線消去・再書込み可能な読
出し専用メモリ(EPROM)であって、1つのメモリ
セル当り2つのセルトランジスタを用いる、いわゆる2
トランジスタ/1セル方式のEPROMの一部を示して
いる。このEPROMにおいて、MCaおよびMCbは
一対のセルトランジスタであって、一方のセルが書込み
状態に設定され、他方のセルが非書込み状態に設定され
る。WLはセルトランジスタM CaおよびMCbの各
ゲートに接続されている行線、BLaおよびBLbはセ
ルトランジスタMCaおよびMCbの各ドレインに接続
されている相補的な一対の列線、C8aおよびC8bは
一対の列線BLaおよびBLbにそれぞれ直列に挿入接
続されている一対の列選択トランジスタ、S L aお
よびSLbは一対のセンス線、SAは一対のセンス線S
LaおよびSLbに一対の入力端が接続されているCM
OSカレントミラー型の差動増幅器からなるセンスアン
プ、LDaおよびLDbは一対のセンス線SLaおよび
SLbと読出用電源vccとの間に接続されているセン
ス線負荷回路、TPはセンスアンプSAの一対の入力端
間(一対のセンス線間)に接続されている列線イコライ
ズ用のPチャネルMOSトランジスタであり、そのゲー
トにはセンス線プリチャージ13号φpが与えられる。
(Prior Art) FIG. 5 shows a conventional ultraviolet erasable and rewritable read-only memory (EPROM), which uses two cell transistors per memory cell.
A part of a transistor/1 cell type EPROM is shown. In this EPROM, MCa and MCb are a pair of cell transistors, one cell is set to a written state and the other cell is set to a non-written state. WL is a row line connected to each gate of cell transistors MCa and MCb, BLa and BLb are a pair of complementary column lines connected to each drain of cell transistors MCa and MCb, and C8a and C8b are a pair of column lines connected to each gate of cell transistors MCa and MCb. A pair of column selection transistors are inserted and connected in series to the column lines BLa and BLb, SLa and SLb are a pair of sense lines, and SA is a pair of sense lines S.
CM with a pair of input terminals connected to La and SLb
A sense amplifier consisting of an OS current mirror type differential amplifier, LDa and LDb are sense line load circuits connected between a pair of sense lines SLa and SLb and a read power supply vcc, and TP is a sense line load circuit connected between a pair of sense lines SLa and SLb and a read power supply vcc. This is a P-channel MOS transistor for column line equalization connected between input terminals (between a pair of sense lines), and sense line precharge No. 13 φp is applied to its gate.

また、EPROMでは、読出し状態でも、長期間の続出
時における電圧ストレスによりセルの内容が破壊(誤書
込み)されるおそれがあり、この対策として、セルのド
レイン電圧(列線電位)を読出電源電位(Vcc電位、
通常は5V)よりも低くクランプする(例えば1.5■
程度にする)ことによって、セルの信頼性の向上を図っ
ている。
In addition, in EPROM, even in the read state, there is a risk that the contents of the cell may be destroyed (erroneous writing) due to voltage stress during long-term continuous use.As a countermeasure, the drain voltage (column line potential) of the cell is set to the read power supply potential. (Vcc potential,
Clamp lower than (usually 5V) (e.g. 1.5V)
The reliability of the cell is improved by increasing the reliability of the cell.

即ち、列選択トランジスタC8aおよびC8bのセンス
アンプ側の列線BLa”およびBLb”と読出用電源V
ccとの間に、それぞれ列線電位クランプ用のNチャネ
ルMOSトランジスタTeaおよびTCbが挿入される
と共に、列選択トランジスタC5aおよびC8bと一対
のセンス線SLaおよびSLbとの間にそれぞれトラン
スファゲート用のNチャネルMOSl−ランジスタTG
aおよびTGbが挿入され、これらの各トランジスタT
Ca、TCbおよびTGa、、TGbのゲートに、例え
ば1.5■程度のバイアス電位を与えるバイアス電位発
生回路RASが設けられている。
That is, the column lines BLa" and BLb" on the sense amplifier side of column selection transistors C8a and C8b and the read power supply V
cc, N-channel MOS transistors Tea and TCb for column line potential clamping are inserted, respectively, and N-channel MOS transistors Tea and TCb for transfer gates are inserted between column selection transistors C5a and C8b and a pair of sense lines SLa and SLb, respectively. Channel MOS1 - transistor TG
a and TGb are inserted, and each of these transistors T
A bias potential generation circuit RAS is provided for applying a bias potential of, for example, about 1.5 .ANG. to the gates of Ca, TCb, TGa, TGb.

なお、列線電位クランプ用のNチャネルMOSトランジ
スタTea、TCbおよびトランスファゲート用のNチ
ャネルMOSトランジスタTea。
Note that N-channel MOS transistors Tea and TCb for column line potential clamping and N-channel MOS transistor Tea for transfer gate.

TGbは、閾値電圧が0■を持つ0V閾値トランジスタ
が用いられている。
For TGb, a 0V threshold transistor having a threshold voltage of 0 is used.

上記EFROMの通常の読出動作はよく知られているの
で、以下、簡単に説明する。第6図は、列線プリチャー
ジ信号φpが例えばアドレス人力の遷移あるいはメモリ
チップ選択信号入力に同期して短時間活性化する場合に
おけるセンスアンプSAの読出動作を示している。
Since the normal read operation of the EFROM is well known, it will be briefly explained below. FIG. 6 shows the read operation of the sense amplifier SA when the column line precharge signal φp is activated for a short time in synchronization with, for example, the transition of the address input or the input of the memory chip selection signal.

即ち、センス線プリチャージ信号φpが活性状態(ここ
では、反転信号φpが5V)になると、センス線イコラ
イズ用のPチャネルMO8)ランジスタTPがオンにな
り、一対のセンス線SLa。
That is, when the sense line precharge signal φp becomes active (here, the inverted signal φp is 5V), the P-channel MO8 transistor TP for sense line equalization is turned on, and the pair of sense lines SLa.

SLbの電位は同電位(4、0V)になる。また、一対
の列線BLa、BLbの電位は同電位(1,5V)にな
っている。この後、センス線プリチャージ信号φpが非
活性状態(ここでは、反転信号φpが0V)になると、
一対の選択セルからの続出電位により一対の列線BLa
、BLb間に電位差(例えば0.IV)が生じる(高レ
ベル側/低レベル側の電位が例えば1.4V/1.3V
となる)ように設計されている。また、この電位差が一
対のトランスファゲート用のNチャネルMOSトランジ
スタTGa、TGbにより増幅されて一対のセンス線S
La、SLb間の電位差として、例えば0,5Vが生じ
る(高レベル側/低レベル側の電位が例えば4.0V/
3.5Vとなる)ように設計されている。この場合、セ
ンスアンプSAは、一対の入力端間の電位差として、例
えば0.IVが生じた時点でセンス増幅し得るように設
計されている。
The potential of SLb becomes the same potential (4, 0V). Further, the potentials of the pair of column lines BLa and BLb are the same potential (1.5 V). After this, when the sense line precharge signal φp becomes inactive (here, the inverted signal φp is 0V),
A pair of column lines BLa are connected by successive potentials from a pair of selected cells.
, BLb (for example, 0.IV) occurs (the potential on the high level side/low level side is 1.4V/1.3V, for example).
) is designed to be. In addition, this potential difference is amplified by a pair of transfer gate N-channel MOS transistors TGa and TGb, and a pair of sense lines S
The potential difference between La and SLb is, for example, 0.5V (for example, the potential on the high level side/low level side is 4.0V/
3.5V). In this case, the sense amplifier SA has a potential difference of, for example, 0. It is designed to allow sense amplification at the time when IV occurs.

しかし、上記したEPROMは、そのデータセンス動作
に際して、一対のトランスファゲートTGa、TGbで
分離された一対の列線BLa。
However, the above-mentioned EPROM uses a pair of column lines BLa separated by a pair of transfer gates TGa and TGb during its data sensing operation.

BLbと一対のセンス線SLa、SLbとで二段階にセ
ンス増幅する二段センス方式を用いており、低レベル側
の列線の電荷を放電する経路にトランスファゲートが含
まれているので、その抵抗分により放電が遅くなり、ア
クセス時間が遅くなる。
A two-stage sensing method is used in which sense is amplified in two stages using BLb and a pair of sense lines SLa and SLb, and since a transfer gate is included in the path that discharges the charge of the column line on the low level side, its resistance Minutes slow down the discharge and slow down the access time.

電気的消去・再書込み可能な読出し専用メモリ(EEP
ROM)についても、」1記したような二段センス方式
を用いる場合に、同様と同様なことが言える。
Electrically erasable/rewritable read-only memory (EEP)
The same thing can be said about ROM) when using the two-stage sensing method as described in 1.

(発明が解決しようとする課題) 上記したように従来の半導体不揮発性記憶装置は、セル
の信頼性の向上を図るために、列選択トランジスタと読
出用電源との間に列線電位クランプ用のトランジスタを
挿入すると共に、列選択トランジスタとセンス線との間
にl・ランスファゲート用のトランジスタを挿入するこ
とによって二段センス方式を用いているので、データセ
ンス動作に際して低レベル側の列線の電荷を放電する経
路に上記トランスファゲートが含まれ、列線からセンス
アンプまでの内部遅延か大きくなり、アクセス時間が遅
くなるという間届かある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in conventional semiconductor nonvolatile memory devices, in order to improve cell reliability, a column line potential clamp is installed between the column selection transistor and the read power supply. In addition to inserting a transistor, a two-stage sensing method is used by inserting an l transfer gate transistor between the column selection transistor and the sense line. The transfer gate is included in the path for discharging the charge, which increases the internal delay from the column line to the sense amplifier and slows down the access time.

本発明は、l記問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的は、セルの信頼性の向」二を図り得ると共に高速
にデータをセンスし得る半導体不揮発性記憶装置を提供
することにある。
The present invention has been made to solve the problems mentioned above, and its purpose is to provide a semiconductor nonvolatile memory device that can improve cell reliability and sense data at high speed. be.

[発明の構成] (課題を解決するだめの手段) 本発明は、不揮発性メモリセルが行列状に配列されたメ
モリセルアレイと、このメモリセルアレイの行線を選択
する行デコーダと、上記メモリセルアレイの列線を選択
する複数の列選択トランジスタと、この複数の列選択ト
ランジスタを一対を単位として選択制御する列デコーダ
と、上記複数の列選択トランジスタの各一端側と読出用
電源電位との間に接続され、ゲートに上記読出用電源電
位より低い電位が与えられる列線電位クランプ用のトラ
ンジスタと、上記列選択トランジスタを経た選択セルの
データを検知・増幅するためのカレントミラー型の差動
増幅器からなるセンスアンプとを具備する半導体不揮発
性記憶装置において、」1記列選択トランジスタを経た
選択セルのデータが直接に」1記センスアンプの入力端
に入力し、このセンスアンプの入力端の閾値電圧が前記
列線の電位を検知可能な低い値に設定されていることを
特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a memory cell array in which nonvolatile memory cells are arranged in rows and columns, a row decoder for selecting a row line of the memory cell array, and a row decoder for selecting a row line of the memory cell array. A plurality of column selection transistors that select column lines, a column decoder that selects and controls the plurality of column selection transistors as a pair, and a connection between one end of each of the plurality of column selection transistors and a read power supply potential. It consists of a column line potential clamping transistor whose gate is given a potential lower than the readout power supply potential, and a current mirror type differential amplifier for detecting and amplifying the data of the selected cell that has passed through the column selection transistor. In a semiconductor non-volatile memory device equipped with a sense amplifier, the data of the selected cell via the column selection transistor 1 is directly input to the input terminal of the sense amplifier 1, and the threshold voltage at the input terminal of the sense amplifier is It is characterized in that the potential of the column line is set to a detectable low value.

(作 用) 続出時に列線が列線電位クランプ用のトランジスタによ
って読出用電源電位よりも低くクランプされるので、セ
ルの信頼性の向上が可能である。
(Function) Since the column line is clamped to a lower level than the read power supply potential by the column line potential clamping transistor at the time of continuous output, the reliability of the cell can be improved.

そして、列選択トランジスタを経た選択セルのデータが
直接にセンスアンプの入力端に人力し、このセンスアン
プの入力端の閾値電圧が前記列線の電位を検知可能な低
い値に設定されているので、二段センス方式を用いるこ
となくデータセンス動作か可能になっている。従って、
データセンス動作に際して、低レベル側の列線の電荷を
放電する経路にトランスファゲートが含まれることもな
く、列線からセンスアンプまでの内部遅延が小さくなり
、アクセス時間が速くなる。
Then, the data of the selected cell via the column selection transistor is directly input to the input terminal of the sense amplifier, and the threshold voltage at the input terminal of this sense amplifier is set to a low value that can detect the potential of the column line. , data sensing operation is possible without using a two-stage sensing method. Therefore,
During a data sensing operation, a transfer gate is not included in the path for discharging charges in a column line on the low level side, and the internal delay from the column line to the sense amplifier is reduced, resulting in faster access time.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、たとえばEPROMの一部を示しており、第
5図を参照して前述した従来のEFROMと比べて、(
a)列線BLa、BLbとセンス線SLa、SLbとの
間に接続されていたトランスファケート用のMOS)ラ
ンジスタTGa、TGbが省略されると共に、センス線
負荷回路LDa、LDbが省略され、列選択トランジス
タC8a、C8bの一端側(列線BLaBLb”)が直
接にセンスアンプSAの入力端に接続されており、(b
)このセンスアンプSAの入力端の閾値電圧が前記列線
BLa   BLb”の電位を検知可能な低い値に設定
されており、(C)列線イコライズ用のPチャネルMO
5)ランジスタTPに代えて列線イコライズ用のNチャ
ネルMOSトランジスタTE2が使用されている点など
が異なり、第5図中と同一部分には同一符号を付してい
る。
FIG. 1 shows a part of an EPROM, for example, and compared to the conventional EFROM described above with reference to FIG.
a) MOS for transfer connected between column lines BLa, BLb and sense lines SLa, SLb) transistors TGa, TGb are omitted, sense line load circuits LDa, LDb are omitted, column selection One end side of transistors C8a and C8b (column line BLaBLb") is directly connected to the input end of sense amplifier SA, and (b
) The threshold voltage at the input end of this sense amplifier SA is set to a low value that can detect the potential of the column lines BLa BLb'', and (C) the P-channel MO for column line equalization.
5) The difference is that an N-channel MOS transistor TE2 for column line equalization is used in place of the transistor TP, and the same parts as in FIG. 5 are given the same reference numerals.

即ち、第1図において、MAは浮遊ゲート型トランジス
タからなるEPROMセルM Ca 。
That is, in FIG. 1, MA is an EPROM cell M Ca consisting of a floating gate transistor.

MCb、・・カ行列状に配列されたメモリセルアレイ、
WLはメモリセルアレイMAの行線、RDはこの行線W
Lを選択する行デコーダ、BLa。
MCb: memory cell array arranged in a matrix;
WL is a row line of memory cell array MA, RD is this row line W
A row decoder, BLa, that selects L.

BLbはメモリセルアレイMAの列線、CS a sC
8bはこのそれぞれこの列線BLa、BLbに直列に挿
入接続された列選択トランジスタ、CDはこの列選択I
・ランジスタC3a、C3bを一対単位で選択するよう
に11!I御する列デコーダ、BLa   BLb”お
よびは一対の列選択トランジスタC3a、C8bよりも
センスアンプS A (1111の一対の列線、SAは
選択された一対の列選択)・ランジスタC3a、C8b
を経た一対の選択セルからの続出電圧(一対の列線BL
a   BLb”の電位)が一対の入力端に入力するC
MOSカレントミラー型の差動増幅器からなるセンスア
ンプである。このセンスアンプSAは、入力用の一対の
NチャネルMOS)ランジスタN1およびN2と、負荷
用のカレントミラー接続された一対のPチャネルMO8
I−ランジスタP1およびP2からなる。
BLb is a column line of memory cell array MA, CS a sC
8b is a column selection transistor inserted and connected in series to each column line BLa, BLb, and CD is a column selection transistor connected to this column line BLa, BLb in series.
・11 to select transistors C3a and C3b in pairs! I control the column decoder, BLa BLb'' and the sense amplifier S A (a pair of column lines of 1111, SA selects the selected pair of columns) and transistors C3a and C8b than a pair of column selection transistors C3a and C8b.
(a pair of column lines BL
a BLb" potential) is input to the pair of input terminals.
This is a sense amplifier consisting of a MOS current mirror type differential amplifier. This sense amplifier SA consists of a pair of N-channel MOS transistors N1 and N2 for input, and a pair of P-channel MOSFETs connected in a current mirror for load.
Consists of I-transistors P1 and P2.

TClaおよびT C]、 bは、VCC電位と一対の
列線BLa、BLbとの間に接続された一対の第1の列
線電位クランプ用のNチャネルMOS)ランジスタ、T
C2aおよびTC2bは、VCC電位と一対の列線BL
a   BLb”との間に接続された一対の第2の列線
電位クランプ用のNチャネルMOS)ランジスタ、TE
Iは一対の列線BLa、BLb間に接続された第1のイ
コライズ用のNチャネルMOS)ランジスタ、TE2は
一対の列線BLa   BLb”間に接続された第2の
イコライズ用のNチャネルMOS)ランジスタ、TE3
はセンスアンプSAの一対の出力端間に接続された第3
のイコライズ用のNチャネルMOSトランジスタ、PR
laおよびPRlbはVcc電位と一対の列線BLa、
BLbとの間に接続された一対の第1の列線プリチャー
ジ回路、PR2aおよびPR2bはVee電位と一対の
列線BLaBLb”との間に接続された一対の第2の列
線プリチャージ回路である。
TCla and TC], b is a pair of first column line potential clamp N-channel MOS transistors connected between the VCC potential and the pair of column lines BLa and BLb;
C2a and TC2b are connected to the VCC potential and a pair of column lines BL.
a pair of second column line potential clamp N-channel MOS) transistors connected between
I is a first equalizing N-channel MOS transistor connected between a pair of column lines BLa and BLb, and TE2 is a second equalizing N-channel MOS transistor connected between a pair of column lines BLa and BLb. Ranjistor, TE3
is the third terminal connected between the pair of output terminals of the sense amplifier SA.
N-channel MOS transistor for equalization, PR
la and PRlb are connected to the Vcc potential and a pair of column lines BLa,
A pair of first column line precharge circuits connected between BLb and PR2a and PR2b are a pair of second column line precharge circuits connected between Vee potential and a pair of column lines BLaBLb''. be.

列線プリチャージ回路PR1a、PRI bおよびPR
2a、PR2bは、それぞれVCC電位と対応する列線
との間にPチャネルMOSトランジスタP3およびNチ
ャネルMO5I−ランジスタN3が直列に接続されてい
る。
Column line precharge circuits PR1a, PRI b and PR
In each of PR2a and PR2b, a P-channel MOS transistor P3 and an N-channel MO5I-transistor N3 are connected in series between the VCC potential and the corresponding column line.

そして、列線電位クランプ用のトランジスタTC1a、
TC1b、TC2a、TC2bおよび列線プリチャージ
回路PR1a、PRI bおよびPR2a、PR2bの
NチャネルMOS)ランジスタN3の各ゲートには、v
CC電位より低い所定のバイアス電位(長期間の続出時
における電圧ストレスによりセルの誤書込みが生じない
範囲の最大値に相当する例えば1.5V)がバイアス電
位発生回路BASから与えられている。また、イコライ
ズ用のNチャネルMOSトランジスタ置〜TE3の各ゲ
ートには、プリチャージ信号φpが供給され、列線プリ
チャージ回路P R1a %PR1bおよびPR2aX
PR2bのPチャネルMOSトランジスタP3の各ゲー
トには、プリチャージ信号φpの反転信号φpが供給さ
れている。
A transistor TC1a for column line potential clamping,
TC1b, TC2a, TC2b and column line precharge circuits PR1a, PRI b, PR2a, PR2b (N channel MOS) transistor N3 has a voltage of V at each gate.
A predetermined bias potential lower than the CC potential (for example, 1.5 V, which corresponds to the maximum value within a range in which erroneous writing to the cell does not occur due to voltage stress during long-term continuous operation) is applied from the bias potential generation circuit BAS. Further, a precharge signal φp is supplied to each gate of the equalizing N-channel MOS transistors TE3 to TE3, and the column line precharge circuits P R1a %PR1b and PR2aX
An inverted signal φp of the precharge signal φp is supplied to each gate of the P-channel MOS transistor P3 of PR2b.

なお、図中、Pチャネルの各トランジスタP1〜P3は
それぞれエンハンスメント型のトランジスタが用いられ
ている。また、Nチャネルの各トランジスタN 1.−
 N 3、TCla、TClb。
In the figure, each of the P-channel transistors P1 to P3 is an enhancement type transistor. In addition, each N-channel transistor N1. −
N3, TCla, TClb.

TC2aSTC2bおよびTE1〜TE3は、閾値電圧
かほぼ0Vを持ついわゆる■型の0■閾値トランジスタ
(あるいは、負の閾値電圧を持つディプレーション型ト
ランジスタ)が用いられている。この0V閾値トランジ
スタは、基板に不純物イオンが注入されないもの(基板
濃度のままのもの)である。
For TC2aSTC2b and TE1 to TE3, so-called ■-type 0■ threshold transistors (or depletion type transistors having negative threshold voltages) having a threshold voltage of approximately 0V are used. This 0V threshold transistor is one in which impurity ions are not implanted into the substrate (the substrate concentration remains unchanged).

次に、上記EPROMのデータセンス動作について第2
図を参照しながら説明する。例えばアドレス入力の遷移
あるいはメモリチップ選択信号入力に同期してプリチャ
ージ信号φpおよびその反転信号φpか短時間発生する
。この発生期間、列線プリチャージ回路PR1a、PR
1bおよびPR2a、PR2bのPチャネルMOSトラ
ンジスタP3がオンになり、列線プリチャージ回路PR
]a、PR1bおよびPR2a、PR2bにより列線B
LaSBLb、BLa   BLb”がプリチャージさ
れる。この場合、列線プリチャージ回路PR1a、PR
]、bおよびP R2a −。
Next, the second section regarding the data sensing operation of the EPROM will be explained.
This will be explained with reference to the figures. For example, a precharge signal φp and its inverted signal φp are generated for a short time in synchronization with a transition of an address input or an input of a memory chip selection signal. During this generation period, column line precharge circuits PR1a and PR
1b, PR2a, and PR2b are turned on, and the column line precharge circuit PR
]a, PR1b and PR2a, PR2b to column line B
LaSBLb, BLa BLb" are precharged. In this case, column line precharge circuits PR1a, PR
], b and P R2a −.

PR2bのNチャネルMO3トランジスタN3の各ゲー
トには、バイアス電位発生回路BASから1.5Vが与
えられているので、列線電位はその最高電位(はぼ1.
5V)になる。
Since 1.5V is applied to each gate of the N-channel MO3 transistor N3 of PR2b from the bias potential generation circuit BAS, the column line potential is at its highest potential (approximately 1.5V).
5V).

また、この時、イコライズ用のNチャネルMO3)ラン
ジスタTEI〜TE3がオンになり、列線BLa、BL
b、BLa   BLb”は同電位になり、センスアン
プSAの一対の出力端も同電位になる。この後、プリチ
ャージ信号φpおよびその反転信号φpが発生しなくな
る(φpがOv、φpか5Vになる)と、列線プリチャ
ジ回路PR1a、PRI bおよびPR2a。
Also, at this time, the N-channel MO3) transistors TEI to TE3 for equalization are turned on, and the column lines BLa and BL
b, BLa BLb" have the same potential, and the pair of output terminals of the sense amplifier SA also have the same potential. After this, the precharge signal φp and its inverted signal φp are no longer generated (if φp is Ov, φp or 5V) ), and column line precharge circuits PR1a, PRIb and PR2a.

PR2bのPチャネルMO3トランジスタP3およびイ
コライズ用のトランジスタTEI〜TE3が全てオフに
なり、選択セルの内容が読出される。
P-channel MO3 transistor P3 and equalizing transistors TEI-TE3 of PR2b are all turned off, and the contents of the selected cell are read.

この場合、列線電位クランプ用のトランジスタTC1a
、TC1b、TC2a、TC2bにより、列線の低レベ
ル側電位が低下し過ぎないように保持される。
In this case, the column line potential clamping transistor TC1a
, TC1b, TC2a, and TC2b maintain the low-level side potential of the column line so that it does not drop too much.

また、一対の選択セルからの続出電位により一対の列線
BLa、BLb間の電位差、ひいては−対の列線BLa
   BLb”間の電位差か、セル書込み特性を考慮し
て余り小さくならないで余裕を持つように、例えば0.
5■前後となる(つまり、列線電位の高レベル側/低レ
ベル側がほぼ1.5V/1.0Vとなる)ように設計さ
れている。
In addition, the potential difference between the pair of column lines BLa and BLb is caused by the successive potentials from the pair of selected cells, and the potential difference between the pair of column lines BLa and BLb is increased.
The potential difference between "BLb" and "BLb" should be set, for example, 0.
It is designed to be approximately 5.5V (that is, the high level side/low level side of the column line potential is approximately 1.5V/1.0V).

このように、列線電位が低くても、センスアンプSAの
人力トランジスタとして、閾値電圧が0Vを持つO■閾
値トランジスタ(あるいは、負の閾値電圧を持つディプ
レーション型トランジスタ)が用いられているので、列
線の電位を検知可能である。この場合、センスアンプS
Aは、一対の入力端間の電位差として例えば0.1■が
生じた時点でセンス増幅し得るように設計されており、
選択セルからの読出しデータが高速にセンス増幅される
ことになる。
In this way, even if the column line potential is low, an O2 threshold transistor with a threshold voltage of 0V (or a depletion type transistor with a negative threshold voltage) is used as the human transistor of the sense amplifier SA. , the potential of the column line can be detected. In this case, sense amplifier S
A is designed so that sense amplification can be performed when a potential difference of, for example, 0.1 mm occurs between a pair of input terminals,
Read data from the selected cell is sense-amplified at high speed.

なお、行線駆動によるメモリセルの選択速度が遅い場合
であって、前記したようにプリチャージ信号φpの供給
により列線BLa、BLbおよびBLa   BLb”
 (センスアンプSAの一対の入力端)を同電位、セン
スアンプSAの一対の出カ端を同電位にするイコライズ
動作のための時間的な余裕がある場合には、上記したよ
うなイコライズ動作によってセンスアンプSAの一対の
入力端の電位および出力端の電位をリセットすることが
可能になるので、データ読出動作の高速化が可能になる
Note that this is a case where the selection speed of memory cells by row line driving is slow, and as described above, by supplying the precharge signal φp, column lines BLa, BLb and BLa BLb"
If there is enough time for an equalization operation in which (a pair of input terminals of the sense amplifier SA) are set at the same potential and a pair of output terminals of the sense amplifier SA are set at the same potential, the above-mentioned equalization operation is performed. Since it becomes possible to reset the potential at the pair of input terminals and the potential at the output terminal of sense amplifier SA, it becomes possible to speed up the data read operation.

また、バイアス回路BASとしては、 EPROMの内部回路やデータ出力バッファ回路の充放
電に伴うピーク電流により発生する読出電源電位の揺れ
に影響されない回路が望ましく、例えば第3図(a)あ
るいは(b)あるいは(C)に示すように構成すること
により、電源電圧に影響されずに一定電位のバイアス電
位が得られる。
Further, as the bias circuit BAS, it is desirable to use a circuit that is not affected by fluctuations in the read power supply potential caused by peak currents associated with charging and discharging of the internal circuit of the EPROM and the data output buffer circuit, for example, as shown in FIG. 3(a) or (b). Alternatively, by configuring as shown in (C), a constant bias potential can be obtained without being influenced by the power supply voltage.

即ち、第3図(a)に示すバイアス回路は、それぞれの
ゲートが接地電位VSSに接続された2個のディプレー
ション型のNチャネルトランジスタNDI、ND2がv
ce電位と接地電位VSSとの間に直列に接続されてな
り、直列接続点からバイアス電位が取出される。
That is, the bias circuit shown in FIG. 3(a) consists of two depletion type N-channel transistors NDI and ND2 whose respective gates are connected to the ground potential VSS.
It is connected in series between the ce potential and the ground potential VSS, and the bias potential is taken out from the series connection point.

第3図(b)に示すバイアス回路は、ゲート・ソース相
互か接続されたディプレーション型のNチャネルトラン
ジスタNDと、ドレイン・ゲト相互が接続されたエンハ
ンスメント型のNチャネルトランジスタNEとが、Vc
c電位と接地電位VSSとの間に直列に接続されてなり
、直列接続点からバイアス電位が取出される。
In the bias circuit shown in FIG. 3(b), a depletion type N-channel transistor ND whose gate and source are connected to each other and an enhancement type N-channel transistor NE whose drain and gate are connected to each other have a Vc
It is connected in series between the c potential and the ground potential VSS, and the bias potential is taken out from the series connection point.

第3図(C)に示すバイアス回路は、ゲートが接地電位
Vssに接続されたディプレーション型のNチャネルト
ランジスタNDと、ドレイン・ゲト相互が接続されたエ
ンハンスメント型のNチャネルトランジスタNEとが、
VCC電位と接地電位Vssとの間に直列に接続されて
なり、直列接続点からバイアス電位が取出される。
The bias circuit shown in FIG. 3(C) includes a depletion type N-channel transistor ND whose gate is connected to the ground potential Vss, and an enhancement type N-channel transistor NE whose drain and gate are connected to each other.
It is connected in series between the VCC potential and the ground potential Vss, and the bias potential is taken out from the series connection point.

第4図は、本発明の他の実施例に係る EFROMの一部を示しており、第1図に示したEPR
OMと比べて、列線電位クランプ川のNチャネルMOS
トランジスタTC1a、TClb。
FIG. 4 shows a part of an EFROM according to another embodiment of the present invention, and the EPR shown in FIG.
Compared to OM, N-channel MOS with column line voltage clamping
Transistors TC1a and TClb.

TC2a、TC2bおよび列線プリチャージ回路PRI
 a、PRI bおよびPR2a、PR2bのNチャネ
ルMO8I−ランジスタN3に代えて、それぞれディプ
レーション型のNチャネルトランジスタNDが用いられ
、それぞれのゲーi・に接地電位Vssが与えられてい
る点が異なり、その他は同じであるので第1図中と同一
符号をイ・jしている。
TC2a, TC2b and column line precharge circuit PRI
The difference is that a depletion type N-channel transistor ND is used in place of the N-channel MO8I-transistor N3 of a, PRI b, PR2a, and PR2b, and the ground potential Vss is applied to each gate i. Since the other parts are the same, the same symbols as in FIG. 1 are used.

このEPROMによれば、第1図に示したEFROMと
ほぼ同様の効果が得られるほか、前記したようなバイア
ス電位発生回路BASが不要になる。
This EPROM provides substantially the same effects as the EFROM shown in FIG. 1, and also eliminates the need for the bias potential generation circuit BAS as described above.

なお、本発明は、EEPROMに対しても−に記実施例
と同様に実施可能である。
It should be noted that the present invention can also be implemented in EEPROMs in the same manner as in the embodiments described in -.

[発明の効果] 上述したように本発明によれば、セルの信頼性の向上が
可能であり、しかも、データセンス動作に際して列線か
らセンスアンプまでの内部遅延が小さくなり、アクセス
時間が速くなるの半導体不揮発性記憶装置を実現するこ
とができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of the cell, and moreover, during data sensing operation, the internal delay from the column line to the sense amplifier is reduced, resulting in faster access time. It is possible to realize a semiconductor nonvolatile memory device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係るEPROMの一部を示
す回路図、第2図は第1図のEPROMのデータセンス
動作を示す電圧波形図、第3図(a)乃至(C)はそれ
ぞれ第1図中のバイアス回路の相異なる具体例を示す回
路図、第4図は本発明の他の実施例に係るEPROMの
一部を示す回路図、第5図は従来のEPROMの一部を
示す回路図、第6図は第5図のEPROMのデータセン
ス動作を示す電圧波形図である。 MA・・・メモリセルアレイ、MCa。 MCb・・・EPROMセル、WL・・・行線、RD・
・・行デコーダ、BLa、BLb、BLa BLb″・・・列線、C8a、C3b・・・列選択トラ
ンジスタ、CD・・・列デコーダ、SA・・・センスア
ンプ、N1〜N3・・・NチャネルMO8トランジスタ
、P1〜P3・・・PチャネルMO5)ランジスタ、T
 C1a 、 T C1,b 、 T C2a 、 T
 C2b−・・列線電位クランプ用のNチャネルMO8
)ランジスタ、TE1〜TE3・・イコライズ用のNチ
ャネルMO8)ランジスタ、PRI a、PRI b。 PR2a、PR2b・・・列線プリチャージ回路、φp
・・・プリチャージ信号、BAS・・・バイアス電位発
生回路、NDI、ND2、ND・・・デイプレージ2] ョン型のNチャネルトランジスタ、NE・・エンハンス
メント型のNチャネルトランジスタ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 図
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of an EPROM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a voltage waveform diagram showing a data sense operation of the EPROM of FIG. 1, and FIGS. 3(a) to (C) are circuit diagrams showing different specific examples of the bias circuit in FIG. 1, FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of an EPROM according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a part of a conventional EPROM. FIG. 6 is a voltage waveform diagram showing the data sensing operation of the EPROM of FIG. MA...Memory cell array, MCa. MCb...EPROM cell, WL...row line, RD.
...Row decoder, BLa, BLb, BLa BLb''...Column line, C8a, C3b...Column selection transistor, CD...Column decoder, SA...Sense amplifier, N1-N3...N channel MO8 transistor, P1-P3...P channel MO5) transistor, T
C1a, T C1,b, T C2a, T
C2b--N-channel MO8 for column line potential clamp
) Transistors, TE1 to TE3... N-channel MO for equalization 8) Transistors, PRI a, PRI b. PR2a, PR2b...Column line precharge circuit, φp
. . . Precharge signal, BAS . . . Bias potential generation circuit, NDI, ND2, ND . Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)不揮発性メモリセルが行列状に配列されたメモリ
セルアレイと、 このメモリセルアレイの行線を選択する行デコーダと、 前記メモリセルアレイの列線を選択する複数の列選択ト
ランジスタと、 この複数の列選択トランジスタを一対を単位として選択
制御する列デコーダと、 前記複数の列選択トランジスタの各一端側と読出用電源
電位との間に接続され、ゲートに前記読出用電源電位よ
り低い電位が与えられる列線電位クランプ用のトランジ
スタと、 前記列選択トランジスタを経た選択セルのデータを検知
・増幅するためのカレントミラー型の差動増幅器からな
るセンスアンプと を具備する半導体不揮発性記憶装置において、前記列選
択トランジスタを経た選択セルのデータが直接に前記セ
ンスアンプの入力端に入力し、このセンスアンプの入力
端の閾値電圧が前記列線の電位を検知可能な低い値に設
定されていることを特徴とする半導体不揮発性記憶装置
(1) A memory cell array in which nonvolatile memory cells are arranged in rows and columns; a row decoder that selects a row line of the memory cell array; a plurality of column selection transistors that select a column line of the memory cell array; a column decoder that selects and controls column selection transistors in pairs; and a column decoder connected between one end of each of the plurality of column selection transistors and a read power supply potential, and whose gate is given a potential lower than the read power supply potential. A semiconductor non-volatile memory device comprising a column line potential clamping transistor and a sense amplifier comprising a current mirror type differential amplifier for detecting and amplifying data of a selected cell that has passed through the column selection transistor. The data of the selected cell passing through the selection transistor is directly input to the input terminal of the sense amplifier, and the threshold voltage of the input terminal of the sense amplifier is set to a low value capable of detecting the potential of the column line. A semiconductor non-volatile memory device.
(2)前記センスアンプの一対の入力端間に接続され、
アドレス入力の遷移あるいは記憶装置選択信号入力に同
期して一時的に発生する制御信号によりオン状態に制御
されて前記一対の入力端を同電位に設定するイコライズ
手段を具備することを特徴とする請求項1記載の半導体
不揮発性記憶装置。
(2) connected between a pair of input terminals of the sense amplifier,
A claim characterized by comprising equalizing means that is controlled to be turned on by a control signal that is temporarily generated in synchronization with a transition of an address input or an input of a storage device selection signal to set the pair of input terminals to the same potential. Item 1. The semiconductor nonvolatile memory device according to item 1.
(3)前記センスアンプは、入力用の一対のNチャネル
MOSトランジスタと、負荷用のカレントミラー接続さ
れた一対のPチャネルMOSトランジスタとからなり、
前記NチャネルMOSトランジスタは、閾値電圧がほぼ
0Vを持つ0V閾値トランジスタ、あるいは、負の閾値
電圧を持つディプレーション型トランジスタが用いられ
ていることを特徴とする請求項1または2記載の半導体
不揮発性記憶装置。
(3) The sense amplifier consists of a pair of N-channel MOS transistors for input and a pair of P-channel MOS transistors connected in a current mirror for load,
3. The nonvolatile semiconductor device according to claim 1, wherein the N-channel MOS transistor is a 0V threshold transistor having a threshold voltage of approximately 0V, or a depletion type transistor having a negative threshold voltage. Storage device.
(4)前記列線電位クランプ用のトランジスタはバイア
スディプレーション型のNチャネルトランジスタであり
、そのゲートに接地電位が与えられることを特徴とする
請求項1または2または3記載の半導体不揮発性記憶装
置。
(4) The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein the column line potential clamping transistor is a bias depletion type N-channel transistor, and a ground potential is applied to the gate thereof. .
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JP2006099862A (en) * 2004-09-29 2006-04-13 Toppan Printing Co Ltd Sense amplifier circuit

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