JPH0344895A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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JPH0344895A
JPH0344895A JP1178084A JP17808489A JPH0344895A JP H0344895 A JPH0344895 A JP H0344895A JP 1178084 A JP1178084 A JP 1178084A JP 17808489 A JP17808489 A JP 17808489A JP H0344895 A JPH0344895 A JP H0344895A
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drain
power supply
transistor
circuit
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JP1178084A
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Inventor
Junichi Miyamoto
順一 宮本
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Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories

Abstract

PURPOSE:To suppress the degradation of reading speed by providing a drain voltage supply circuit to apply a bias voltage, which is almost constant to a power supply voltage and equipped with negative temperature gradient to temperature, in the drain of a cell selected at the time of reading. CONSTITUTION:The bias voltage, which is kept almost constant to the power supply voltage and equipped with the negative temperature gradient to the temperature, is applied to the drain of a memory cell MC, which is selected at the time of reading by a drain voltage supply circuit 10 and the danger of software write with the reduction of the temperature is compensated by the reduction of the bias voltage. Thus, even at the high power supply voltage and low temperaute, there is no danger in the software writing and it is not necessary to lower the potential of a bit line at the time of normal reading while considering excess margin. Then, the degradation of the reading speed can be suppressed.

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、不揮発性半導体記憶装置に係り、特に読出時
のメモリセルのドレインにバイアス電圧を供給する手段
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and particularly to means for supplying a bias voltage to the drain of a memory cell during reading.

(従来の技術) 第5図は、従来のEPROM (紫外線消去・再書込み
可能な読出専用メモリ)におけるメモリセルおよび読出
時に用いられるメモリセル周辺回路を示している。第5
図において、MAはメモリセルアレイであり、浮遊ゲー
トに電荷を蓄積することによってデータの保持を行なう
浮遊ゲート型MOSトランジスタからなるメモリセルM
C・・・がマトリクス状に配列されており、WL・・・
はロウ方向選択用゛のワード線、BL・・・はカラム方
向選択用のビット線である。このビット線BLはカラム
選択用のNチャネルMOSトランジスタC8を介してセ
ンスアンプ回路SAに接続されている。
(Prior Art) FIG. 5 shows a memory cell in a conventional EPROM (ultraviolet erasable/rewritable read-only memory) and a memory cell peripheral circuit used during reading. Fifth
In the figure, MA is a memory cell array, and memory cells M are made up of floating gate MOS transistors that hold data by accumulating charge in their floating gates.
C... are arranged in a matrix, and WL...
BL is a word line for selection in the row direction, and BL . . . is a bit line for selection in the column direction. This bit line BL is connected to a sense amplifier circuit SA via an N-channel MOS transistor C8 for column selection.

また、Vcc電源とカラム選択用トランジスタC8のド
レインとの間にビット線電位クランプ用のNチャネルM
OSトランジスタ51が接続されており、カラム選択用
トランジスタC8とセンスアンプ回路SAとの間に転送
ゲート用のNチャネルMOSトランジスタ52が接続さ
れている。そして、ビット線電位クランプ用トランジス
タ51および転送ゲート用トランジスタ52のゲートに
バイアス回路53の出力電圧が与えられている。
Further, an N-channel M for bit line potential clamping is connected between the Vcc power supply and the drain of the column selection transistor C8.
An OS transistor 51 is connected, and an N-channel MOS transistor 52 for a transfer gate is connected between the column selection transistor C8 and the sense amplifier circuit SA. The output voltage of the bias circuit 53 is applied to the gates of the bit line potential clamping transistor 51 and the transfer gate transistor 52.

いま、ある1つのセルMCが選択されているものとする
。この時、選択されたロウのセルMCの制御ゲートは“
H” レベル(通常5V)が印加され、選択されないロ
ウのセルMCの制御ゲートは“L”レベルとなる。従っ
て、選択されたビット線BLには、選択されたセルMC
の閾値電圧に相応したセル電流が流れる。このセル電流
は、選択されたカラム選択用トランジスタC8および、
これに接続されている転送ゲート用トランジスタ52に
も流れ、このセル電流により定まるセンスアンプ回路S
Aの人力@電位が検知・増幅されて“1”O゛データ行
なわれる。
Assume that one cell MC is currently selected. At this time, the control gate of the cell MC in the selected row is “
H" level (usually 5V) is applied, and the control gates of cells MC in unselected rows become "L" level. Therefore, the selected bit line BL is connected to the selected cell MC.
A cell current corresponding to the threshold voltage flows. This cell current flows through the selected column selection transistor C8 and
A flow also flows into the transfer gate transistor 52 connected to this, and the sense amplifier circuit S is determined by this cell current.
The human power @ potential of A is detected and amplified, and "1" O data is performed.

この時、選択されたカラムのビット線BLの電位(選択
されたセルMCのドレイン電圧)は、バイアス回路53
によって設定される。即ち、このバイアス回路53の出
力電圧をvb1ビット線電位クランプ用のNチャネルM
OSトランジスタ51の閾値をVtとすると、選択され
たカラムのビット線電位は(Vb−Vt)になる。
At this time, the potential of the bit line BL of the selected column (the drain voltage of the selected cell MC) is set by the bias circuit 53.
Set by. That is, the output voltage of this bias circuit 53 is applied to the N channel M for clamping the vb1 bit line potential.
If the threshold value of the OS transistor 51 is Vt, the bit line potential of the selected column becomes (Vb-Vt).

ここで、読出時におけるバイアス回路53の出力電圧V
b1選択されたカラムのビット線電位(vb−vBの電
源電圧Vcc依存性を第6図に示す。通常、MOSトラ
ンジスタ群で構成されたバイアス回路53の出力電圧v
bの変動は、電源電圧Vccの変動より緩和されている
が、バイアス回路53は基本的に抵抗分割回路であり、
電源電圧変動の半分程度の変動は受ける。これに伴い、
選択されたカラムのビット線電位(Vb−Vt)も変動
を受ける。
Here, the output voltage V of the bias circuit 53 at the time of reading
b1 The dependence of the bit line potential (vb-vB on the power supply voltage Vcc) of the selected column is shown in FIG.
Although the fluctuations in b are more relaxed than the fluctuations in the power supply voltage Vcc, the bias circuit 53 is basically a resistance divider circuit,
It is subject to fluctuations of about half of the power supply voltage fluctuations. Along with this,
The bit line potential (Vb-Vt) of the selected column is also subject to fluctuations.

ところで、EFROMのメモリセルは、制御ゲート、ド
レインに高電圧を印加することにより浮遊ゲートに電子
を注入し、制御ゲートからみた閾値を上げることで書込
みを行なう。書込まれたセルは、その出力データに相応
して“0”セルと定義される。4MビットEFROMの
セルを例にとれば、セルの書込み時間Tpwに対する閾
値変動は、第7図に示すようになる。即ち、選択された
セルの制御ゲートを約12.5V、  ドレインを約7
Vとした書込み状態を約25μs持続することによって
、このセルの閾値は約4V増加する。この閾値が急峻に
立上がるようになるまでの時間(クリティカル時間T 
crlt)は、セルに印加される制御ゲート電圧、ドレ
イン電圧に依存する。
Incidentally, in an EFROM memory cell, writing is performed by applying a high voltage to the control gate and drain to inject electrons into the floating gate and raising the threshold value as seen from the control gate. A written cell is defined as a "0" cell according to its output data. Taking a 4M-bit EFROM cell as an example, the threshold value variation with respect to the cell write time Tpw is as shown in FIG. That is, the control gate of the selected cell is set to about 12.5V, and the drain is set to about 7V.
By maintaining the write state at V for about 25 μs, the threshold of this cell increases by about 4V. The time it takes for this threshold to rise steeply (critical time T
crlt) depends on the control gate voltage and drain voltage applied to the cell.

これに対して、まだ書かれていないセル(“1“セル)
については、ある電源電圧Vce下での続出時の制御ゲ
ート、ドレインのバイアス条件におけるクリティカル時
間T critはある値以上でなければならない。これ
は、繰返しの読出しでセルの閾値変動が起り、誤動作す
る危険性があるからである。この誤動作を“ソフトライ
ト″と称する。実用上の値としては、5.5Vffi源
下で、セルの制御ゲートを約5V、  ドレインを約1
.2Vとした場合のクリティカル時間Tcrltは10
年以上であることが要求される。
In contrast, a cell that has not been written yet (“1” cell)
For this, the critical time T crit under the bias conditions of the control gate and drain during continuous operation under a certain power supply voltage Vce must be equal to or greater than a certain value. This is because repeated reading may cause a change in cell threshold value, leading to a risk of malfunction. This malfunction is called a "soft write." Practical values are, under a 5.5Vffi source, the control gate of the cell is about 5V and the drain is about 1
.. Critical time Tcrlt when set to 2V is 10
Must be at least 20 years old.

また、書込み量のチエツクなどを行なうE P ROM
のテスト時には、しばしば高電位(例えば約9V)の電
源電圧VCCが印加され、この時、セルの制御ゲートを
約9V、  ドレインを約4V。
In addition, the E P ROM is used to check the amount of data written.
During testing, a high potential (for example, about 9V) power supply voltage VCC is often applied, and at this time, about 9V is applied to the control gate of the cell, and about 4V is applied to the drain.

書込み時間Tpwを約100secとした場合のクリテ
ィカル時間T critは1時間以上となることが要求
される。実際上は、高電位の電I!i、電圧Vccの印
加は、大規模集積回路を構成する素子のスクリニングを
兼ねているので、クリティカル時間T critの要求
は通常の続出時よりテスト時の方が厳しく、テスト時の
条件でビット線電位(選択されたセルのドレイン電圧)
を決める。
When the write time Tpw is approximately 100 seconds, the critical time T crit is required to be one hour or more. In reality, high potential electricity I! Since the application of the voltage Vcc also serves as a screening of the elements that make up the large-scale integrated circuit, the requirements for the critical time T crit are stricter during testing than during normal serial testing, and the bit Line potential (drain voltage of selected cell)
decide.

しかし、従来は、第5図中に示したような〜10Sトラ
ンジスタで構成された抵抗分割型の電源電圧依存性を有
するバイアス回路53を用いるので、通常読出時に選択
されたカラムのビット線電位(Vb−Vt)が必要以上
に低くなってしまい、通常読出時のセル電流の低下を招
き、読出速度が上がらないという問題につながっていた
However, conventionally, a resistor-divided bias circuit 53 having power supply voltage dependence, which is composed of ~10S transistors as shown in FIG. 5, is used. Vb-Vt) becomes lower than necessary, leading to a decrease in the cell current during normal readout, leading to the problem that the readout speed cannot be increased.

しかも、ソフトライトは、温度が低いほど厳しく、−4
0℃の温度まで保証することにすると、さらに余裕を見
込んで通常読出時のビット線電位(vb−vt)を下げ
る必要があり、読出速度が一層劣化する。さらに、これ
らのソフトライトに対する仕様は、特に、デザインルー
ルが1μmをきるような微細化セルで厳しくなってきて
いる。
Moreover, the lower the temperature, the more severe the soft light is, -4
If the temperature is guaranteed down to 0° C., it is necessary to further reduce the bit line potential (vb-vt) during normal reading to allow for a margin, which further deteriorates the reading speed. Furthermore, the specifications for these soft lights are becoming stricter, especially for miniaturized cells with design rules of less than 1 μm.

(発明が解決しようとする課題) 上記したように従来の不揮発性半導体記憶装置は、MO
S)ランジスタで構成された抵抗分割型の電ti、電圧
依存性を有するバイアス回路を用いるので、通常続出時
のビット線電位は必要以上に低くなってしまい、通常読
出時のセル電流の低下を招き、読出速度が上がらないと
いう問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, conventional nonvolatile semiconductor memory devices are
S) Since a resistor-divided type voltage ti made up of transistors and a bias circuit with voltage dependence are used, the bit line potential during normal readout becomes lower than necessary, which reduces the drop in cell current during normal readout. However, there is a problem that the reading speed cannot be increased.

しかも、ソフトライトは、温度が低いほど厳しく、=4
0℃の温度まで保証することにすると、読出速度が一層
劣化するという問題がある。
Moreover, the lower the temperature, the more severe the soft light is, =4
If the temperature is guaranteed down to 0° C., there is a problem that the read speed will further deteriorate.

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的は、高電源電圧、低温下でもソフトライトの危険
性がなく、しかも、通常読出時のビット線電位を過度の
余裕を見込んで低下させる必要がなく、続出速度の劣化
を抑制し得る不揮発性半導体記憶装置を提供することに
ある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to eliminate the risk of soft write even under high power supply voltages and low temperatures, and to provide an excessive margin for the bit line potential during normal reading. It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can suppress deterioration of successive output speed without requiring a reduction in speed.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明は、浮遊ゲートに電荷を蓄積することによってデ
ータの保持を行なう浮遊ゲート型MOSトランジスタか
らなるメモリセルのアレイを有する不揮発性半導体記憶
装置において、読出時に選択されたセルのドレインに、
電源電圧に対してほぼ一定で、温度に対して負の温度勾
配を持つバイアス電圧を与えるドレイン電圧供給回路を
具備することを特徴とする。
[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems)] The present invention provides a non-volatile semiconductor memory device having an array of memory cells consisting of floating gate MOS transistors that retain data by accumulating charge in their floating gates. , to the drain of the cell selected during reading,
The device is characterized in that it includes a drain voltage supply circuit that provides a bias voltage that is substantially constant with respect to the power supply voltage and has a negative temperature gradient with respect to temperature.

(作 用) 続出時に選択されたセルのドレインに、電源電圧に対し
てほぼ一定に保たれ、温度に対して負の温度勾配を持つ
バイアス電圧が与えられるので、温度の低下に伴うソフ
トライトの危険性をバイアス電圧の低下により補償する
ことが可能になる。
(Function) A bias voltage that is kept almost constant with respect to the power supply voltage and has a negative temperature gradient with respect to temperature is applied to the drain of the cell selected at the time of continuous writing, so that the soft write as the temperature decreases. It becomes possible to compensate for the danger by lowering the bias voltage.

(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、EFROMにおけるメモリセルおよび読出時
に用いられるメモリセル周辺回路を示しており、第5図
を参照して前述した従来のEFROMと比べて、ビット
線電位クランプ用トランジスタ51および転送ゲート用
トランジスタ52およびバイアス回路53が省略され、
読出時に電源電圧Vccに対してほぼ一定で、温度に対
して負の温度勾配を持つバイアス電圧vb”を選択され
たカラムのビット線BLに与えるドレイン電圧供給回路
10が設けられている。
FIG. 1 shows a memory cell in an EFROM and a memory cell peripheral circuit used for reading, and compared to the conventional EFROM described above with reference to FIG. The transistor 52 and the bias circuit 53 are omitted,
A drain voltage supply circuit 10 is provided that applies a bias voltage vb'' that is substantially constant with respect to the power supply voltage Vcc and has a negative temperature gradient with respect to temperature to the bit line BL of the selected column during reading.

このドレイン電圧供給回路10は、例えば第2図に示す
ように、電源変換回路11と、この電源変換回路11の
出力がベースに与えられるNPN型のバイポーラトラン
ジスタQNと、このNPNトランジスタQNのエミッタ
とビット線との間に挿入されたカラム選択用のNチャネ
ルMO3I−ランジスタC8からなる。
For example, as shown in FIG. 2, the drain voltage supply circuit 10 includes a power conversion circuit 11, an NPN bipolar transistor QN to which the output of the power conversion circuit 11 is applied to its base, and an emitter of the NPN transistor QN. It consists of an N-channel MO3I-transistor C8 for column selection inserted between the bit line and the bit line.

電源変換回路11は、同一半導体上に形成されたバイポ
ーラトランジスタとMOSトランジスタからなり、電源
電圧Vecに殆んど依存せず、温度Tに殆んど依存しな
い電圧Vrを出力するバンドギャップ型の電源変換回路
が用いられている。また、NPNトランジスタQNは、
そのエミッタ出力がカラム選択用トランジスタC8およ
びビット線BLを介してメモリセルMC・・・のドレイ
ンに接続されており、そのコレクタにセンスアンプ回路
SAが接続されている。
The power conversion circuit 11 is a band gap type power supply that is composed of a bipolar transistor and a MOS transistor formed on the same semiconductor, and outputs a voltage Vr that is almost independent of the power supply voltage Vec and almost independent of the temperature T. A conversion circuit is used. Moreover, the NPN transistor QN is
The emitter output is connected to the drains of the memory cells MC through the column selection transistor C8 and the bit line BL, and the sense amplifier circuit SA is connected to the collector.

このように構成されたドレイン電圧供給回路10は、N
PNトランジスタQNのPN接合ダイオードの順方向電
圧降下の温度依存性を使うことによって、温度に対して
負の温度勾配を持つバイアス電圧vb”を読出時に選択
されたセルMCのドレインに与えている。
The drain voltage supply circuit 10 configured in this way has N
By using the temperature dependence of the forward voltage drop of the PN junction diode of the PN transistor QN, a bias voltage vb'' having a negative temperature gradient with respect to temperature is applied to the drain of the selected cell MC at the time of reading.

なお、点線で示すように、書込電圧Vl)p供給端子と
NPN トランジスタQNのエミッタとの間に書込用ト
ランジスタTWが接続されている。
Note that, as shown by the dotted line, a write transistor TW is connected between the write voltage Vl)p supply terminal and the emitter of the NPN transistor QN.

次に、上記EPROMの動作を説明する。上記EFRO
Mの基本的な動作は第5図を参照して前述した従来のE
PROMと同様であるが、ドレイン電圧供給回路10が
設けられていることにより以下に述べるような動作が行
なわれる。
Next, the operation of the above EPROM will be explained. Above EFRO
The basic operation of M is similar to that of the conventional E described above with reference to FIG.
Although it is similar to a PROM, since a drain voltage supply circuit 10 is provided, the following operations are performed.

デザインルールが1μmをきるような微細化セル、例え
ば4MビットE P ROMのセルに関して、データを
本発明者が鋭意解析したところによれば、読出時に選択
されたセルMCの制御ゲート電圧(通常、電源電圧V 
cc)を一定とした時、クリティカル時間T crlt
は、セルMCのドレイン電圧Vdの変化ΔVdに対して
e45°AVdに比例して変化する。一方、このセルM
Cの制御ゲート電圧とドレイン電圧Vdを一定とした時
、クリティカル時間T critは温度変化ΔTに対し
てe−0,oo76xa’rに比例して変化する。
According to the present inventor's intensive analysis of data regarding miniaturized cells with a design rule of less than 1 μm, for example, 4 Mbit EP ROM cells, the control gate voltage of the cell MC selected at the time of reading (normally, Power supply voltage V
cc) is constant, the critical time T crlt
changes in proportion to e45°AVd with respect to change ΔVd in drain voltage Vd of cell MC. On the other hand, this cell M
When the control gate voltage and drain voltage Vd of C are constant, the critical time T crit changes in proportion to e-0, oo76xa'r with respect to temperature change ΔT.

従って、読出時に選択されたセルM Cのドレイン電圧
Vdとして、電源電圧Vccに対してほぼ一定に保ち、
かつ、温度変化ΔTに対してΔVd/ΔT−(−0,0
076/4.5) V/℃ニー1.7mV/’C のような負の温度係数を持つバイアス電圧vb”をドレ
イン電圧供給回路10から与えれば、室温およびVcc
−9Vでのビット線電位(セルのドレイン電圧)を1時
間のテスト時の読出保証が可能な最大値に設定すること
ができる。
Therefore, the drain voltage Vd of the cell MC selected during reading is kept almost constant with respect to the power supply voltage Vcc,
And, ΔVd/ΔT-(-0,0
076/4.5) If a bias voltage vb" having a negative temperature coefficient such as V/°C knee 1.7 mV/'C is applied from the drain voltage supply circuit 10, the voltage at room temperature and Vcc
The bit line potential (cell drain voltage) at -9V can be set to the maximum value that can guarantee readout during a one-hour test.

しかも、セルMCのドレイン電圧Vdの電源電圧依存性
をなくすることで、ソフトライトの余裕を保ちながら、
セル電流を最大にとれるので、アクセスタイムを高速に
することが可能である。
Moreover, by eliminating the dependence of the drain voltage Vd of the cell MC on the power supply voltage, while maintaining soft write margin,
Since the cell current can be maximized, access time can be increased.

即ち、高電源電圧、低温下でもソフトライトの危険性が
なく、しかも、通常続出時のビット線電位を過度の余裕
を見込んで低下させる必要がなく、読出速度の劣化を抑
制することが可能である。
In other words, there is no danger of soft writes even under high power supply voltages and low temperatures, and there is no need to lower the bit line potential during normal successive readouts with excessive margin, making it possible to suppress deterioration in read speed. be.

次に、上記ドレイン電圧供給回路10の動作について説
明する。NPNトランジスタQNのベース・エミッタ順
方向電圧Vbeは、室温TPのベース・エミッタ順方向
電圧をV beOとして、Vbe=Vgx(I  T/
Tp)+Vbe0(T/Tp)・・・(1) と表わされ、Vg  (シリコンのバンドギャップ)は
殆んど温度に依存しないので、 ΔV be/ΔT= −(Vg −Vbe0 ) / 
Tp= −1,7mV/”C−(2) である。一方、カラム選択用トランジスタC3の電位降
下はほぼ無視できる。
Next, the operation of the drain voltage supply circuit 10 will be explained. The base-emitter forward voltage Vbe of the NPN transistor QN is expressed as Vbe=Vgx(IT/
Tp)+Vbe0(T/Tp)...(1) Since Vg (band gap of silicon) hardly depends on temperature, ΔVbe/ΔT=-(Vg-Vbe0)/
Tp=-1.7 mV/"C-(2). On the other hand, the potential drop of the column selection transistor C3 can be almost ignored.

従って、4MビットEFROMに適用されたセルに関す
る限り、 ΔVd/ΔT=ΔVbe/ΔT     −(3)とな
っていることが分る。
Therefore, as far as cells applied to the 4M bit EFROM are concerned, it can be seen that ΔVd/ΔT=ΔVbe/ΔT−(3).

そこで、NPNトランジスタQNのベース電位に温度勾
配がない電位V「を与えれば、セルM Cのドレイン電
圧Vdは、ソフトライトに厳しい温度低下に伴い、ソフ
トライトの効果を打ち消すように降下していくことが分
る。一般に、MOSトランジスタの相互コンダクタンス
gmは、温度低下に伴い増加傾向にあるので、セルMC
のドレイン電圧Vdが降下していっても、アクセスタイ
ムの劣化を招くことはない。
Therefore, if a potential V'' with no temperature gradient is applied to the base potential of the NPN transistor QN, the drain voltage Vd of the cell MC will drop to cancel out the soft write effect as the temperature decreases, which is severe for soft writes. In general, the mutual conductance gm of a MOS transistor tends to increase as the temperature decreases, so the cell MC
Even if the drain voltage Vd decreases, the access time does not deteriorate.

なお、上式(3)のΔVd/ΔT=ΔV be/ΔTと
なるかどうかは、セルMCのデバイス設計に依存するの
で、−殻内には、電源変換回路11の出力電位として温
度勾配を持たせなければよいというものではなく、セル
のソフトライト特性に見合った温度補償をする必要があ
る。
Note that whether ΔVd/ΔT = ΔV be/ΔT in the above equation (3) depends on the device design of the cell MC. This does not mean that it is not necessary to do so, but it is necessary to provide temperature compensation commensurate with the soft light characteristics of the cell.

第3図は、電源変換回路11の一例としてバンドギャッ
プ型回路の一具体例を示す。第3図において、Vcc電
源とVSS電源(接地電位)との間に、第1のNPN 
トランジスタQ1、第1の抵抗R1およびコレクタ・ベ
ース相互が接続された第2のNPNトランジスタQ2が
直列に接続されている。
FIG. 3 shows a specific example of a bandgap type circuit as an example of the power conversion circuit 11. In FIG. 3, a first NPN is connected between the Vcc power supply and the VSS power supply (ground potential).
A transistor Q1, a first resistor R1, and a second NPN transistor Q2 whose collector and base are connected to each other are connected in series.

この第2のNPN)ランジスタQ2のコレクタに第3の
NPNトランジスタQ3のベースが接続され、この第3
のNPN )ランジスタQ3のエミッタとVss電源と
の間に第2の抵抗R2が接続されている。
The base of a third NPN transistor Q3 is connected to the collector of this second NPN transistor Q2.
A second resistor R2 is connected between the emitter of the NPN transistor Q3 and the Vss power supply.

また、Vcc電源とVss電源との間に、第4のNPN
トランジスタQ4、第3の抵抗R3および第4の抵抗R
4が直列に接続され、この第3の抵抗R3および第4の
抵抗R4の直列接続点に第3のNPN トランジスタQ
3のコレクタが接続されている。
Additionally, a fourth NPN is connected between the Vcc power supply and the Vss power supply.
Transistor Q4, third resistor R3 and fourth resistor R
4 are connected in series, and a third NPN transistor Q is connected to the series connection point of this third resistor R3 and fourth resistor R4.
3 collectors are connected.

また、Vcc電源とVSS電源との間に、ゲート・ドレ
イン相互が接続された第1のPチャネルMOS)ランジ
スタP1および第5のNPN )ランジスタQ5および
第5の抵抗R5が直列に接続され、Vcc電源とVSS
電源との間に、第2のPチャネルMO5!−ランジスタ
P2および第6のNPN )ランジスタQ6が直列に接
続されている。
Further, a first P-channel MOS transistor P1 whose gate and drain are connected to each other, a fifth NPN transistor Q5, and a fifth resistor R5 are connected in series between the Vcc power supply and the VSS power supply. Power supply and VSS
between the power supply and the second P-channel MO5! - transistor P2 and a sixth NPN) transistor Q6 are connected in series.

この第6のNPNトランジスタQ6のベースは第3の抵
抗R3および第4の抵抗R4直列接続点に接続されてお
り、第1のPチャネルMOS)ランジスタP1および第
2のPチャネルMOS)ランジスタP2はゲート相互、
ソース相互が接続されてPチャネルカレントミラー回路
CMを形成しており、第5のNPN トランジスタQ5
および第4のNPN トランジスタQ4および第1のN
PNトランジスタQ1のベース相互が電源出力ノード3
1に接続されており、この電源出力ノード31の出力電
圧Vout  (−Vr)はNPN )ランジスタQN
のベースに与えられる。
The base of this sixth NPN transistor Q6 is connected to the series connection point of the third resistor R3 and the fourth resistor R4, and the first P-channel MOS transistor P1 and the second P-channel MOS transistor P2 are gate mutual,
The sources are connected to each other to form a P-channel current mirror circuit CM, and a fifth NPN transistor Q5
and a fourth NPN transistor Q4 and a first NPN transistor Q4
The bases of the PN transistor Q1 are connected to the power output node 3.
1, and the output voltage Vout (-Vr) of this power supply output node 31 is connected to the NPN) transistor QN.
given on the basis of.

この電源変換回路11自体はよく知られているのでその
動作説明を省略するが、第4のNPNトランジスタQ4
を流れる電流値がNPNトランジスタQNを流れる電流
値と同一になるように設計して、それぞれのベース・エ
ミッタ間の電圧降下Vbeを等しくすれば、選択された
カラムのビット線電位(V r −Vbe)は第4のN
PN トランジスタN4のエミッタ電位V]−にほぼ等
しくなる。このエミッタ電位V1は、 Vl= (R3/R2) (kT/q)ilnK+ (
1+ R3/R4)Vbe(4) ΔVl/ΔT T。
Since this power conversion circuit 11 itself is well known, a description of its operation will be omitted, but the fourth NPN transistor Q4
If the current value flowing through the NPN transistor QN is designed to be the same as the current value flowing through the NPN transistor QN, and the voltage drop Vbe between the base and emitter of each is made equal, the bit line potential of the selected column (V r - Vbe ) is the fourth N
The emitter potential of the PN transistor N4 is approximately equal to the potential V]-. This emitter potential V1 is Vl= (R3/R2) (kT/q)ilnK+ (
1+ R3/R4)Vbe(4) ΔVl/ΔT T.

・・・ (5) ここで、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、qは電子
の電荷ffi、Kは第2のNPNトランジスタQ2と第
3のNPNトランジスタQ3のエミッタを流れる電流密
度の比である。4MビットEFROMのセルにおいては
、ΔVl/ΔT−−1.7mVSV1=1.2Vとなる
ような抵抗値を選べばよいことになる。
... (5) Here, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, q is the electron charge ffi, and K is the ratio of the current density flowing through the emitters of the second NPN transistor Q2 and the third NPN transistor Q3. be. In a 4 Mbit EFROM cell, it is sufficient to select a resistance value such that ΔVl/ΔT−1.7mVSV1=1.2V.

一方、エミッタ電位V1の電源電圧Vcc依存性は、両
式(4)より、 ΔVl/ΔVcc −(1+R3/R4)ΔV be/ΔVcc  −(6
)但し、第6のNPN トランジスタQ6の電流をI6
で表わすと、 Vbe−(kT/ Q) In (1B/ I s) 
 =−(7)であるので、電源電圧Vccの変動によっ
て16が変動しても、Vbeは殆んど変動しない。さら
に、第6のNPN トランジスタQ6のコレクタにPチ
ャネルカレントミラー回路CMが接続されているので、
I6自身の電源電圧Vccの変動に対する影響を殆んど
なくすることができる。従って、テスト時の電源電圧V
CCや読出時の電源電圧Vccに乗るノイズのビット線
に対する影響もなくすることができ、ノイズによるアク
セスタイムの劣化をも防いでいる。
On the other hand, the dependence of the emitter potential V1 on the power supply voltage Vcc is calculated from both equations (4) as ΔVl/ΔVcc −(1+R3/R4)ΔV be/ΔVcc −(6
) However, the current of the sixth NPN transistor Q6 is I6
Expressed as: Vbe-(kT/Q) In (1B/Is)
=-(7), so even if 16 changes due to a change in the power supply voltage Vcc, Vbe hardly changes. Furthermore, since a P-channel current mirror circuit CM is connected to the collector of the sixth NPN transistor Q6,
The influence of fluctuations in the power supply voltage Vcc of I6 itself can be almost eliminated. Therefore, the power supply voltage V during testing
It is also possible to eliminate the influence of noise on the bit line on the CC or power supply voltage Vcc during reading, and also prevent deterioration of access time due to noise.

なお、ドレイン電圧供給回路10は上記実施例に限らず
、各種の変形実施が可能であり、NPNトランジスタQ
Nに代えてMOSトランジスタを用いてもよい。
Note that the drain voltage supply circuit 10 is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
A MOS transistor may be used instead of N.

また、微細化に伴い、NPN )ランジスタQNのベー
ス・エミッタ間耐圧やコレクタ・エミッタ間耐圧が低下
するので、書込時の書込電圧Vl)I)からNPN l
−ランジスタQNを保護するために、第4図に示すドレ
イン電圧供給回路40のように、NPN )ランジスタ
QNのエミッタとカラム選択用トランジスタC8との間
にスイッチ用のNチャネルMOSトランジスタS前を挿
入しておき、このトランジスタSWを書込時にオフ状態
、続出時にオン状態に制御するようにしてもよい。
In addition, with miniaturization, the breakdown voltage between the base and emitter and the breakdown voltage between the collector and emitter of the NPN transistor QN decreases, so the write voltage Vl)I) at the time of writing decreases from the NPN l
- In order to protect the transistor QN, an N-channel MOS transistor S for switching is inserted between the emitter of the NPN transistor QN and the column selection transistor C8, as in the drain voltage supply circuit 40 shown in FIG. Then, this transistor SW may be controlled to be in an OFF state during writing and to be in an ON state during continuous writing.

さらには、ドレイン電圧供給回路10.40として、バ
ンドギャップ型の電源変換回路を用いることなく構成し
てもよい。
Furthermore, the drain voltage supply circuit 10.40 may be configured without using a bandgap type power conversion circuit.

また、本発明は、EEPROM (電気的消去・再書込
み可能な読出専用メモリ)にも適用可能である。
The present invention is also applicable to EEPROM (electrically erasable and rewritable read-only memory).

[発明の効果] 上述したように本発明の不揮発性半導体記憶装置によれ
ば、高電源電圧、低温下でもソフトライトの危険性がな
く、通常読出時のビット線電位を過度の余裕を見込んで
低下させる必要がなく、続出速度の劣化を抑制すること
ができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, there is no danger of soft write even under high power supply voltages and low temperatures, and the bit line potential during normal reading can be set with an excessive margin. There is no need to lower the speed, and deterioration of the successive output speed can be suppressed.

【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のメモリセ
ルおよび読出時のメモリセル周辺回路を示す構成説明図
、第2図は第1図中のドレイン電圧供給回路の一具体例
を示す回路図、第3図は第2図中の電源変換回路の一具
体例を示す回路図、第4図は第2図のドレイン電圧供給
回路の変形例を示す回路図、第5図は従来のEPROM
のメモリセルおよび読出時のメモリセル周辺回路を示す
構成説明図、第6図は第5図のEPROMの読出時にお
けるバイアス回路53の出力電圧vbおよび選択された
カラムのビット線電位(Vb−Vt)の電源電圧Vce
依存性を示す図、第7図は第5図中のEPROMセルの
書込特性を示す図である。 MA・・・メモリセルアレイ、MC・・・メモリセル、
WL・・・ワード線、BL・・・ビット線、C8・・・
カラム選択用トランジスタ、QN・・・NPNトランジ
スタ、SA・・・センスアンプ回路、10.40・・・
ドレイン電圧供給回路、11・・・電源変換回路。
FIG. 1 is a configuration explanatory diagram showing a memory cell of an EPROM according to an embodiment of the present invention and a memory cell peripheral circuit during reading, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the drain voltage supply circuit in FIG. 1. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the power conversion circuit in FIG. 2, FIG. 4 is a circuit diagram showing a modification of the drain voltage supply circuit in FIG. 2, and FIG. 5 is a circuit diagram showing a modification of the drain voltage supply circuit in FIG.
FIG. 6 is a configuration explanatory diagram showing the memory cell of FIG. 5 and the memory cell peripheral circuit at the time of reading. FIG. ) power supply voltage Vce
FIG. 7 is a diagram showing the dependence, and is a diagram showing the write characteristics of the EPROM cell in FIG. 5. MA...memory cell array, MC...memory cell,
WL...word line, BL...bit line, C8...
Column selection transistor, QN... NPN transistor, SA... sense amplifier circuit, 10.40...
Drain voltage supply circuit, 11...power conversion circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)浮遊ゲートに電荷を蓄積することによってデータ
の保持を行なう浮遊ゲート型MOSトランジスタからな
るメモリセルのアレイを有する不揮発性半導体記憶装置
において、 読出時に選択されたセルのドレインに、電源電圧に対し
てほぼ一定で、温度に対して負の温度勾配を持つバイア
ス電圧を与えるドレイン電圧供給回路を具備することを
特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
(1) In a non-volatile semiconductor memory device that has an array of memory cells consisting of floating gate MOS transistors that hold data by accumulating charge in their floating gates, a power supply voltage is applied to the drain of a selected cell during reading. 1. A nonvolatile semiconductor memory device comprising a drain voltage supply circuit that provides a bias voltage that is substantially constant with respect to temperature and has a negative temperature gradient with respect to temperature.
(2)前記ドレイン電圧供給回路は、同一半導体上に形
成されたバイポーラトランジスタとMOSトランジスタ
よりなるバンドギャップ型の電源変換回路と、この電源
変換回路の出力がベースに与えられるバイポーラトラン
ジスタまたは前記電源電圧出力がゲートに与えられるM
OSトランジスタを具備することを特徴とする請求項1
記載の不揮発性半導体記憶装置。
(2) The drain voltage supply circuit includes a bandgap type power conversion circuit consisting of a bipolar transistor and a MOS transistor formed on the same semiconductor, and a bipolar transistor whose base is supplied with the output of the power conversion circuit or the power supply voltage. M whose output is given to the gate
Claim 1 characterized by comprising an OS transistor.
The nonvolatile semiconductor memory device described above.
(3)前記ドレイン電圧供給回路は、PN接合ダイオー
ドの順方向電圧降下の温度依存性を使うことにより電圧
出力に負の温度勾配を持たせることを特徴とする請求項
1記載の不揮発性半導体記憶装置。
(3) The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the drain voltage supply circuit gives a negative temperature gradient to the voltage output by using the temperature dependence of the forward voltage drop of the PN junction diode. Device.
(4)前記ドレイン電圧供給回路は、同一半導体上に形
成されたバイポーラトランジスタ、とMOSトランジス
タよりなり、電源電圧および温度に殆んど依存しない電
圧を出力するバンドギャップ型の電源変換回路と、この
電源変換回路の出力がベースに与えられ、コレクタ側に
センスアンプ回路が接続され、エミッタ出力がカラム選
択用トランジスタを介してメモリセルのドレインに接続
されたNPNトランジスタとを具備することを特徴とす
る請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
(4) The drain voltage supply circuit is composed of a bipolar transistor and a MOS transistor formed on the same semiconductor, and includes a bandgap power conversion circuit that outputs a voltage that is almost independent of power supply voltage and temperature; The output of the power conversion circuit is applied to the base, the sense amplifier circuit is connected to the collector side, and the emitter output is connected to the drain of the memory cell via the column selection transistor. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
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EP1440446A1 (en) * 2001-11-02 2004-07-28 SanDisk Corporation Non-volatile memory with temperature-compensated data read
JP4742004B2 (en) * 2006-09-29 2011-08-10 シーケーディ株式会社 Plastic fluid valves and valve brackets

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1440446A1 (en) * 2001-11-02 2004-07-28 SanDisk Corporation Non-volatile memory with temperature-compensated data read
KR100912795B1 (en) * 2001-11-02 2009-08-19 쌘디스크 코포레이션 Non-volatile memory with temperature-compensated data read
JP4742004B2 (en) * 2006-09-29 2011-08-10 シーケーディ株式会社 Plastic fluid valves and valve brackets

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