JPH06195990A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH06195990A
JPH06195990A JP34052092A JP34052092A JPH06195990A JP H06195990 A JPH06195990 A JP H06195990A JP 34052092 A JP34052092 A JP 34052092A JP 34052092 A JP34052092 A JP 34052092A JP H06195990 A JPH06195990 A JP H06195990A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
potential
point
sense amplifier
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP34052092A
Other languages
English (en)
Inventor
Kikuo Kimura
貴久男 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Publication of JPH06195990A publication Critical patent/JPH06195990A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 過充電を抑制し、読み出し時間の遅延を防止
する半導体記憶装置を提供することにある。 【構成】 半導体記憶装置は、メモリセルを配列したメ
モリセルアレイ10と、ビット線の選択を行うカラムセ
レクタ20と、選択されたビット線に対して電流を供給
する電流源TP1 を有し、このビット線に対して流れ込
む電流の有無を電圧レベルの変化として出力するセンス
アンプ30とを有する。このセンスアンプ30のトラン
ジスタTN1 におけるソース電位がインバータ回路32
に入力され、この反転出力がトランジスタTN1 のゲー
トに与えられる。このトランジスタTN1 のゲート側と
カラムセレクタ20との間を、ゲートに基準電位が与え
られたトランジスタTPB によって接続することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メモリセルに流れる電
流の変化を検出してデータを読み出す電流検出型センス
アンプを備えた、EPROMなどの半導体記憶装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】通常、EPROMなどの不揮発性メモリ
では、メモリセルに流れる電流の有無を検出してデータ
の読み出しを行っており、この読み出しには電流検出型
のセンスアンプが用いられている。
【0003】図3に従来の半導体記憶装置を示す。この
半導体記憶装置は、フローティングゲートアバランシェ
インジェクション型メモリセル(以下、メモリセルとい
う)FC00〜FCnNをマトリクス状に配列させたメモリ
セルアレイ10、及び、メモリセルアレイ10のビット
線110 〜11n の選択をトランジスタT0 〜Tn の導
通によって行うカラムセレクタ20を備える。また、カ
ラムセレクタ20を介して、データに応じメモリセルに
流れる電流の有無を電流検出型センスアンプ回路(以
下、センスアンプという)30によって検出し、この検
出結果は、トランジスタTP3 、TN3 によって構成さ
れるCMOS構成のインバータ40を介し、O点に出力
される。
【0004】ここで、センスアンプ30の動作を説明す
る。
【0005】例えば、ワード線XN が活性化され、か
つ、カラムセレクタ20のトランジスタTn が導通し、
メモリセルFCnNが選択された場合を想定する。
【0006】まず、このメモリセルFCnNが書き込まれ
ていない場合(データ“1”に対応)には、メモリセル
FCnNが導通するためセル電流が流れる。これによっ
て、B点とC点の電位差は、トランジスタTN1 のしき
い値電圧以上となりこのトランジスタTN1 は導通す
る。したがって、A点の電位は「Low 」レベルになる。
【0007】また、メモリセルFCnNが書き込まれてい
る場合(データ“0”に対応)には、メモリセルFCnN
は非導通状態でありセル電流は流れないので、B点の電
位はC点との電位差がトランジスタTN1 のしきい値以
内となるまで上昇し、約1.2[v]付近で安定する。
このとき、トランジスタTN1 はオフ状態となり、A点
の電位はトランジスタTP1に引き上げられて「High」
レベルとなる。
【0008】このようにメモリセルに流れる微小電流の
有無を、A点の電位の「High」レベル、及び「Low 」レ
ベルに変換すると共に、このA点に出力された信号をイ
ンバータ40で波形成形してO点に出力するものであ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】書き込まれているメモ
リセル(データ“0”)を読み出した後に、書き込まれ
ていないメモリセル(データ“1”)を読み出す場合、
著しく読み出し速度が低下する場合がある。以下、この
速度低下のメカニズムを説明する。
【0010】まず、上記データ“0”の読み出しの前
に、後述する動作上の原因によって、B点の電位が瞬時
的にGND近くまで下がると、トランジスタTN1 は最
大限に導通しB点の電位を回復しようと充電を開始す
る。この結果、B点の電位は上記原因が解消した後は急
速に上昇する。一方、トランジスタTN1 のソース−ゲ
ート間には、寄生容量Cpが存在するが、この寄生容量
Cpを介して、B点の電位の上昇によってC点の電位が
押し上げられる。この結果、B点の電位は、本来安定す
べき電位(約1.2[v])以上にまで上昇する。また
C点の電位は寄生容量Cpにより押し上げられた後、B
点の電位がゲートに与えられているトランジスタTN2
により引き下げられるが、B点の安定時の電位の上昇に
伴ない、C点の安定時の電位は低下する。この結果、B
点とC点の電位差は本来安定した時の電位差(即ち、ト
ランジスタTN1 のしきい値電圧)よりも小さくなる。
この状態がB点の過充電状態である。データ“0”の読
み出し中はこの状態が維持される。
【0011】次に、データ“1”のメモリセルが読み出
される場合を想定すると、上述した状態からデータ
“1”が読み出される場合には、B点の電位が低下しト
ランジスタTN1 が導通する必要がある。データ“0”
の読み出し時のB点とC点の安定時の電位差は、本来、
トランジスタTN1 のしきい値電圧であるから、微小な
B点の電位の変化によってトランジスタTN1 が導通し
て電流の有無を検出できるが、B点が過充電されている
と、トランジスタTN1 が導通するに際して過充電され
た分の電荷を放電する必要がある。このため、過充電さ
れた場合には、データ“1”の読み出し速度が低下す
る。
【0012】前述した、B点の電位がGNDまで下がる
原因としては、データ“0”のセルのアドレスが内部的
に確定する前に、内部回路のタイミングスキューによ
り、それまで非選択だったカラム(ビット線の電位はG
NDにまで低下している)が一時的に選択されることが
あげられる。これにより、B点の電位は瞬時的にGND
近くまで下げられる。これをスパイクノイズという。
【0013】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
半導体記憶装置は、このように複数のメモリセルを配列
したメモリセルアレイと、メモリセルアレイに設けられ
たビット線の選択を行うカラム選択回路と、選択された
ビット線に対して電流を供給する電流源を有し、このビ
ット線に対して流れ込む電流の有無を電圧レベルの変化
として出力するセンスアンプ回路とを備える。また、こ
のセンスアンプ回路は、電流源に接続された第1導電型
トランジスタと、第1導電型トランジスタの出力が与え
られ、かつ、この出力を反転し第1導電型トランジスタ
のゲートに入力するインバータ回路とを備えるものであ
る。そして、このセンスアンプ回路とカラム選択回路と
を、ゲートに基準電位が与えられた第2導電型トランジ
スタを介して接続して構成する。
【0014】
【作用】本発明の半導体装置では、カラム選択回路とセ
ンスアンプ回路とを、第2導電型トランジスタを介して
接続しているため、メモリセルからデータを読み出す
際、仮にこの第2導電型トランジスタにGNDレベルが
与えられた場合にも、このセンスアンプ回路に与えられ
る電位は、第2導電型トランジスタのゲート電位にこの
トランジスタのしきい値電圧(VT )分が加わった値と
なる。
【0015】これにより、センスアンプ回路に与えれら
れる電位の変動(スパイクノイズによる波形の尖頭値)
が抑えられ、このため、センスアンプ回路を構成する第
1導電型トランジスタの寄生容量Cpを介してなされる
C点の電位上昇分も抑えられ、結果として、B点(図
1、3参照)における過充電が抑制される。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。なお、図3に示した半導体記憶装置と同一の
構成要素には同一の参照番号を付し説明は省略する。
【0017】図1に本実施例にかかる半導体記憶装置を
示す。この半導体記憶装置は、図3に示した半導体記憶
装置を改良したものであり、メモリセルアレイ10、カ
ラムセレクタ20、センスアンプ30及びインバータ4
0の従来の構成に加え、カラムセレクタ20とセンスア
ンプ30との間にPチャンネルのトランジスタTPB
配し、互いに接続して構成したものである。
【0018】センスアンプ30は、互いのドレイン側を
接続したPチャンネルのトランジスタTP1 とNチャン
ネルのトランジスタTN1 を有し、このトランジスタT
1はそのゲートをドレインと接続しており、メモリセ
ルFC00〜FCnN側に電流を供給するため電流源31と
して機能する。また、トランジスタTP2 、トランジス
タTN2 によってインバータ回路32を構成しており、
このインバータ回路32にはトランジスタTN1 のソー
ス電位が入力され、この反転出力がトランジスタTN1
のゲートに与えれる。
【0019】トランジスタTPB は、そのソース側がセ
ンスアンプ30におけるトランジスタTN1 のソース
に、また、ドレイン側がカラムセレクタ20に至るデー
タ線50に接続されている。なお、このゲートには、基
準電位としての接地電位が与えられている。
【0020】次に、図1、図2を参照し、トランジスタ
TPB による作用を説明する。
【0021】例えば、ワード線XN が活性化され、か
つ、カラムセレクタ20のトランジスタTn が導通して
ビット線11nが選択され、メモリセルFCnNのデータ
が読み出される場合を想定する。
【0022】まず、このメモリセルFCnNが書き込まれ
てる場合(データ“0”)には、メモリセルFCnNが非
導通状態であるためセル電流が流れず、B点の電位はC
点との電位差がトランジスタTN1 のしきい値以内とな
るまで上昇して安定する。このとき、トランジスタTN
1 はオフ状態となり、A点の電位は「High」レベルとな
る。
【0023】しかしながら、メモリセルFCnNが選択さ
れる時に、内部回路のタイミングスキュー等により、電
位がGNDレベルにまで低下しているビット線が一時的
に選択されると、B点の電位が瞬時的にGNDレベル程
度まで低下する(図2:(イ)参照)。
【0024】しかし、センスアンプ30を構成するトラ
ンジスタTN1 のソース側(B´点)には、トランジス
タTPB のゲート電位に対しトランジスタTPB のしき
い値電圧(VT )分が加わった電位が与えられる。従っ
て、従来ではトランジスタTN1 のソース側にB点の電
位が直接与えられていたが、このトランジスタTPB
設けることにより、トランジスタTN1 のソース側(B
´点)の「Low 」レベルが制限され、このB´点におけ
る電位の変動幅を抑えることができる。
【0025】この後、このラインが充電されるが、B´
点における電位の変動幅が抑えられるため、トランジス
タTN1 のソース−ゲート間、即ち、B´点とC点との
電位差が従来に比べて低減され、結果として、B´点に
おける過充電が抑制される。
【0026】B点が充電された状態はデータ“0”の読
み出しであり(図2:(ロ)参照)、この後にデータ
“1”の読み出し(即ち、B点の放電)がなされるとし
ても放電すべき過充電による電荷量も低減されるので、
この後のデータ“1”の読み出し時間を短縮することが
可能となる(図2:(ハ)参照)。
【0027】本実施例では、センスアンプ30のトラン
ジスタTN1 をNチャンネルのトランジスタで構成し、
トランジスタTPB をPチャンネルのトランジスタで構
成したが、これに限定するものではなく、トランジスタ
TN1 をPチャンネルのトランジスタで構成し、かつ、
トランジスタTPB をNチャンネルのトランジスタで構
成することも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センスアンプ回路とカラム選択回路とを、ゲートに基準
電位が与えられた第2導電型トランジスタを介して接続
して構成したので、メモリセルからデータを読み出す
際、仮にこの第2導電型トランジスタにGNDレベルが
与えれた場合にも、このセンスアンプ回路に与えられる
電位は、第2導電型トランジスタのゲート電位にこのト
ランジスタのしきい値電圧(VT )分が加わった値とな
る。
【0029】このため、センスアンプ回路に与えれられ
る電位の変動(スパイクノイズによる波形の尖頭値)が
抑えられ、これによって、センスアンプ回路を構成する
第1導電型トランジスタの寄生容量Cpによるゲート電
位(C点)の電位上昇も抑えられるため、従来、問題と
なっていた過充電を抑制でき、この結果、読み出し時間
の遅延を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体記憶装置を示す概略構成
図である。
【図2】各点における電位の推移を示すグラフである。
【図3】従来の半導体記憶装置を示す概略構成図であ
る。
【符号の説明】
10…メモリセルアレイ、20…カラムセレクタ(カラ
ム選択回路)、30…センスアンプ、32…インバータ
回路、TN1 …トランジスタ(第1導 電型トランジス
タ)、TPB …トランジスタ(第2導電型トランジス
タ)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルを配列したメモリセル
    アレイと、 前記メモリセルアレイに設けられたビット線の選択を行
    うカラム選択回路と、 前記選択されたビット線に対して電流を供給する電流源
    を有し、このビット線に対して流れ込む電流の有無を電
    圧レベルの変化として出力するセンスアンプ回路とを備
    えた半導体記憶装置において、 前記センスアンプ回路は、 前記電流源に接続された第1導電型トランジスタと、 前記第1導電型のトランジスタの出力が与えられ、か
    つ、この出力を反転し前記第1導電型トランジスタのゲ
    ートに入力するインバータ回路とを備えており、 前記センスアンプ回路と前記カラム選択回路とを、ゲー
    トに基準電位が与えられた第2導電型トランジスタを介
    して接続して構成することを特徴とする半導体記憶装
    置。
  2. 【請求項2】 前記第1導電型トランジスタをNチャン
    ネルのトランジスタで構成し、前記第2導電型のトラン
    ジスタをPチャンネルのトランジスタで構成したことを
    特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
JP34052092A 1992-12-21 1992-12-21 半導体記憶装置 Pending JPH06195990A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323724B1 (en) 1998-12-01 2001-11-27 Nec Corporation Biasing circuit for quickly outputting stable bias output and semiconductor memory device using the same
JP2018101457A (ja) * 2013-03-15 2018-06-28 シリコン ストーリッジ テクノロージー インコーポレイテッドSilicon Storage Technology, Inc. 高度なナノメートルフラッシュメモリデバイスのための高速検知

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