JPH0636584A - バイアス電位発生回路 - Google Patents

バイアス電位発生回路

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JPH0636584A
JPH0636584A JP19040292A JP19040292A JPH0636584A JP H0636584 A JPH0636584 A JP H0636584A JP 19040292 A JP19040292 A JP 19040292A JP 19040292 A JP19040292 A JP 19040292A JP H0636584 A JPH0636584 A JP H0636584A
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JP
Japan
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transistor
bias potential
potential
gate
current path
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Application number
JP19040292A
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English (en)
Inventor
Masao Kuriyama
正男 栗山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、スタンバイ解除時にバイア
ス電位を短時間に立ち上げることができ、チップイネー
ブル・アクセス・タイムを短縮することができるととも
に、動作状態での消費電流を抑えることが可能なバイア
ス電位発生回路を提供することである。 【構成】PチャネルトランジスタP1、P2はチップイ
ネーブル信号がローレベルとなると導通する。デプレシ
ョン型NチャネルトランジスタN5は、出力ノード11
から出力されるバイアス電位が低い時、電位上昇をスピ
ードアップさせる。バイアス電位がトランジスタN2、
N3の閾値電圧によって規定される一定電圧となると、
トランジスタN5は非導通となり、バイアス電位発生回
路の消費電流はデプレション型Nチャネルトランジスタ
N1に流れる電流のみによって決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、不揮発性半導体メモ
リ、例えばEPROM(Erasable Programmable Read On
ly Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Pro
grammable Read Only Memory) 等のメモリセルのビット
線に一定電位を供給するバイアス電位発生回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】不揮発性半導体メモリにデータを書込む
場合、メモリセルトランジスタのフローティングゲート
には電子が注入される。すなわち、メモリセルトランジ
スタのドレイン電圧VD を6V程度とし、コントロール
ゲートの電圧Vppを12.5V程度の高電位とすると、ドレ
イン近傍にホットエレクトロンが発生する。このホット
エレクトロンが基板とコントロールゲート間の電界によ
ってフローティングゲートに注入され、書込み状態とさ
れる。
【0003】一方、不揮発性半導体メモリからデータを
読出す場合、電位は多少異なるが、メモリセルトランジ
スタのコントロールゲート、ドレインには正の電位が印
加される。このため、不揮発性半導体メモリにおいて
は、データの読出し時にも少しずつフローティングゲー
トに電子が注入されてしまい、データが変化してしまう
ソフトライトという問題を有している。
【0004】従来、このソフトライトを防止するため、
データの読出し時にはメモリセルトランジスタのドレイ
ンにソフトライトが起こらない程度の電圧しか印加しな
いようにしている。図4は、従来の不揮発性半導体メモ
リを示すものである。
【0005】電源Vccと接地間には、Pチャネルトラン
ジスタ51、Nチャネルトランジスタ52、メモリセル
トランジスタ53の電流通路が直列接続されている。前
記Pチャネルトランジスタ51のゲートはドレインに接
続され、このドレインは図示せぬセンスアンプに接続さ
れている。前記Nチャネルトランジスタ52のゲートに
はバイアス電位発生回路54から一定のバイアス電位V
bias(2.5 V程度)が印加されている。メモリセルトラ
ンジスタ53のドレイン電圧VD は、Nチャネルトラン
ジスタ52の閾値電圧をVthn とした場合、 VD =Vbias−Vthn となる。すなわち、ドレイン電圧VD は、1.2 V程度
に制限され、ソフトライトが防止される。
【0006】図5は、従来のバイアス電位発生回路54
(M.Kuriyama et al.,"A 16-ns 1-Mb CMOS EPROM",IEEE
J.Solid-state Circuits, vol 25, pp 1141-1146,Oct.
1990参照)を具体的に示すものである。
【0007】このバイアス電位発生回路54において、
電源Vccと接地(GND) 間には、Pチャネルトランジスタ
61、デプレション型Nチャネルトランジスタ62、N
チャネルトランジスタ63、Nチャネルトランジスタ6
4の電流通路が直列接続されている。前記Pチャネルト
ランジスタ61のゲートにはチップイネーブル信号/C
Eが供給され、Nチャネルトランジスタ62、63のゲ
ート、トランジスタ62のソース、およびトランジスタ
63のドレインは出力ノード65に接続されている。ま
た、前記Nチャネルトランジスタ64のゲートはそのド
レインに接続されている。さらに、前記出力ノード65
と接地間には、Nチャネルトランジスタ66の電流通路
が接続され、ゲートにはチップイネーブル信号/CEが
供給されている。
【0008】出力ノード65から出力されるバイアス電
位Vbiasは、直列に接続されたトランジスタ63、64
の閾値電圧2Vthn 、すなわち、2.5 V程度一定とな
る。また、デプレション型Nチャネルトランジスタ62
は電源Vccに関係なく一定電流を流すため、バイアス電
位Vbiasはトランジスタ63、64の閾値電圧のみで決
まり、電源電圧に対する依存性はない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、メモリセル
を多数使用する場合、アクセスするチップのみを動作状
態とし、その他は停止状態、例えば消費電流を抑えた状
態とすることがある。この動作/停止状態の切換えはチ
ップイネーブル信号/CEによって制御される。チップ
イネーブル信号/CEがローレベルの場合、メモリは通
常の読出し動作を行うが、チップイネーブル信号/CE
がハイレベルとなると、メモリからデータは出力され
ず、しかも、電力を消費するような回路、例えばセンス
アンプ、バイアス回路等への電源供給が切られ、消費電
流が抑えられる。
【0010】このように、メモリを制御することによ
り、不要な消費電流が制限される。しかし、この方法
は、チップイネーブル信号/CEをアドレスの一部であ
るかのように用いるため、チップイネーブル信号/CE
をハイレベルからローレベルに切換えた時、データが読
出されるまでの時間、すなわち、チップイネーブル・ア
クセス・タイム(t/ce)が問題となる。
【0011】このチップイネーブル・アクセスにおける
バイアス電位発生回路の動作を考えた場合、次のような
問題がある。チップイネーブル信号/CEをハイレベル
からローレベルに切換わった時、バイアス電位発生回路
の出力は接地電位からバイアス電位Vbiasへと変化す
る。
【0012】このバイアス電位Vbiasが定常電位に上昇
しないと、前記メモリセルへのバイアス条件より、メモ
リセルに読出しに必要な電圧が供給されず、正確に読出
しを行うことができない。また、バイアス電位Vbiasが
定常電位より高くなってしまうと、センスアンプの入力
電位がハイレベルに固定され、正しく読出しが行われな
かったり、ソフトライトが生ずる。
【0013】このため、チップイネーブル信号/CEを
切換えることによって読出しを開始する場合、チップイ
ネーブル信号/CEがハイレベルからローレベルに切換
わった後、バイアス電位Vbiasが接地電位から定常電位
へ素早く上昇し安定することが要求される。これはバイ
アス電位Vbiasが安定しなければセンスアンプが正しく
動作せず、チップイネーブル・アクセス・タイム(t/ce)
が遅くなるためである。
【0014】このチップイネーブル・アクセス・タイム
の点から従来の従来のバイアス電位発生回路54を見る
と、次の欠点を有することが分かる。従来のバイアス電
位発生回路54はデプレション型のトランジスタ62に
よって電源Vccから流れ込む電流を制御している。この
トランジスタ62はゲート・ソースが接続されているた
め、電源電圧とは無関係な一定電流を流している。チッ
プイネーブル信号/CEが切換わり、バイアス電位Vbi
asが接地電位から定常電位へ上昇する場合を考えると、
バイアス電位Vbiasの上昇に必要な電流は、トランジス
タ62のみから供給されている。このトランジスタ62
のサイズはバイアス電位発生回路54の消費電流を決め
るため、それほど大きなサイズとすることはできない。
また、バイアス電位の出力を低めに設定する場合は、エ
ンハンスメント型のトランジスタ63、64に対して、
トランジスタ62のサイズを小さくしなければならな
い。
【0015】このように、デプレション型のトランジス
タ62のサイズは、大きくすることができない。したが
って、チップイネーブル・アクセス・タイムに対して、
バイアス電位Vbiasが接地電位から定常電位へ上昇する
時間はそれほど速くなく、アクセス・タイムを遅くする
原因として無視できなくなっている。
【0016】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、スタンバ
イ解除時にバイアス電位を短時間に立ち上げることがで
き、チップイネーブル・アクセス・タイムを短縮するこ
とができるとともに、動作状態での消費電流を抑えるこ
とが可能なバイアス電位発生回路を提供しようとするも
のである。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、電流通路の一端が前記第1の電源に接続
され、電流通路の他端とゲートが出力ノードに接続され
たデプレッション型の第1のトランジスタと、前記出力
ノードに電流通路の一端およびゲートが接続されたエン
ハンスメント型の第2のトランジスタと、電流通路の一
端およびゲートが前記第2のトランジスタの電流通路の
他端に接続され、電流通路の他端が第2の電源に接続さ
れたエンハンスメント型の第3のトランジスタと、電流
通路の一端が前記第1の電源に接続され、電流通路の他
端が前記出力ノードに接続され、ゲートが前記第2の電
源以外の電位源に接続され、前記第2、第3のトランジ
スタによって発生される電位がバイアス電位に達するま
で導通されるデプレッション型の第4のトランジスタと
を具備している。
【0018】
【作用】すなわち、この発明において、出力ノードの電
位が低い場合、ゲートが第2の電源以外の電位源、例え
ば第3のトランジスタの電流通路の一端に接続された第
4のトランジスタが導通し、出力ノードの電位上昇をス
ピードアップさせる。したがって、アクセス・タイムを
速めてデータを高速に読出すことができる。また、出力
ノードの電位が第2、第3のトランジスタによって発生
される電位がバイアス電位に達すると、第4のトランジ
スタは非導通となり、バイアス電位発生回路には第1の
トランジスタによって規定される電流のみが流れるた
め、消費電流を抑えることができる。
【0019】
【実施例】以下、この発明の一実施例について、図面を
参照して説明する。図1は、この発明の第1の実施例に
係わるバイアス電位発生回路10を示すものである。
【0020】図1において、デプレション型のNチャネ
ルトランジスタN1のゲートおよびソースは、出力ノー
ド11に接続されている。このトランジスタN1は負荷
として作用し、そのドレインは、Pチャネルトランジス
タP1のドレインに接続されている。このトランジスタ
P1は、スタンバイ時にトランジスタN1に流れる電流
をカットするものであり、ゲート幅等が十分大きなサイ
ズのトランジスタとされている。このトランジスタP1
のソースは第1の電源Vccに接続され、ゲートにはチッ
プイネーブル信号/CEが供給されている。
【0021】また、エンハンスメント型のNチャネルト
ランジスタN2のゲートおよびドレインは、前記出力ノ
ード11に接続されている。このトランジスタN2のソ
ースはエンハンスメント型のNチャネルトランジスタN
3のゲートおよびドレインに接続されている。このトラ
ンジスタN3のソースは第2の電源、例えば接地電位(G
ND) に接続されている。
【0022】さらに、前記出力ノード11には、エンハ
ンスメント型のNチャネルトランジスタN4のドレイン
が接続されている。このトランジスタN4のソースは前
記第2の電源、例えば接地電位に接続され、ゲートには
チップイネーブル信号/CEが供給されている。このト
ランジスタN4は、出力ノード11から出力されるバイ
アス電位Vbiasを接地レベルにリセットするものであ
る。
【0023】また、前記出力ノード11には、デプレシ
ョン型のNチャネルトランジスタN5のソースが接続さ
れている。このトランジスタN5のゲートは電位源、例
えば前記トランジスタN3のゲートおよびドレインに接
続され、ドレインはPチャネルトランジスタP2のドレ
インに接続されている。このトランジスタP2のソース
は第1の電源Vccに接続され、ゲートにはチップイネー
ブル信号/CEが供給されている。
【0024】前記トランジスタN5は、チップイネーブ
ル信号/CEがハイレベルからローレベルに切換わる時
に、バイアス電位の上昇を加速する。また、トランジス
タP2は、チップイネーブル信号/CEがハイレベルと
されたスタンバイ時にオフとなり、トランジスタN5に
流れる電流をカットするものである。上記構成におい
て、図2を参照して動作について説明する。
【0025】前記トランジスタN5のゲートにはトラン
ジスタN3のドレイン電位が供給されている。このた
め、チップイネーブル信号/CEがハイレベルからロー
レベルに切換わり、バイアス電位Vbiasが立ち上がる初
期の状態、すなわち、バイアス電位Vbiasがほぼ接地電
位において、トランジスタN5のゲート電位VG は0V
であり、このトランジスタN5はトランジスタN1とと
もに導通する。したがって、バイアス電位Vbiasの上昇
はトランジスタN5によってスピードアップされる。ま
た、バイアス電位Vbiasの立ち上がり後半において、ト
ランジスタN5のゲート電位VG はトランジスタN3の
閾値電圧Vthn となる。
【0026】このように、トランジスタN5のゲート電
位をバイアス電位発生回路10の立ち上がりと同期させ
て上昇させることにより、バイアス電位Vbiasの上昇時
のトランジスタN5の相互コンダクタンス(mutual codu
ctance) gmの低下を防止できる。したがって、バイア
ス電位Vbiasを高速、且つ安定に上昇させることができ
る。一方、バイアス電位Vbiasが定常電位となると、ト
ランジスタN5のゲート電位VG は、トランジスタN5
の閾値電圧をVthd とした場合、 VG (=Vthn )≦Vbias+Vthd となり、トランジスタN5はオフ状態となる。
【0027】このような動作条件とすることにより、ト
ランジスタN2、N3の閾値電圧2Vthn に等しいバイ
アス電位Vbiasを出力することができる。また、バイア
ス電位Vbiasが定常電位の場合、バイアス電位発生回路
10の消費電流はトランジスタN1に流れる電流のみに
よって決定され、バイアス電位Vbiasは電源電位に依存
しない特性となる。図3は、この発明の第2の実施例を
示すものであり、図1と同一部分には同一符号を付す。
【0028】前記第1の実施例において、トランジスタ
N5のゲートは、定電位源としてのトランジスタN3の
ドレインに接続した。この実施例の場合、トランジスタ
N5のゲートは、定電位発生回路31に接続される。す
なわち、定電位発生回路31において、Pチャネルトラ
ンジスタP3のソースは第1の電源Vccに接続され、ゲ
ートにはチップイネーブル信号/CEが供給されてい
る。このトランジスタP3のドレインはNチャネルトラ
ンジスタN6のドレインとゲート、および前記トランジ
スタN5のゲートに接続されている。このトランジスタ
N6のソースは第2の電源、例えば接地電位に接続され
ている。
【0029】上記定電位発生回路31において、チップ
イネーブル信号/CEがローレベルとなると、トランジ
スタP3が導通し、NチャネルトランジスタN6によっ
て一定電位が発生される。この一定電圧はトランジスタ
N5のゲートに供給される。
【0030】したがって、この実施例によっても第1の
実施例と同様の効果を得ることができる。また、トラン
ジスタN6のサイズを変えることにより、任意の電位を
発生できるため、トランジスタN5の導通速度を任意に
設定できる。
【0031】なお、この発明はEPROM、EEPRO
Mに限らず、例えば記憶データを電気的に、一括して消
去できるフラッシュ・EPROMや、DRAM等にも適
用することができる。また、トランジスタN5はデプレ
ション型に限定されるものではなく、エンハンス型とす
ることも可能である。その他、この発明の要旨を変えな
い範囲において、種々変形実施可能なことは勿論であ
る。
【0032】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、スタンバイ解除時にバイアス電位を短時間に立ち上
げることができ、チップイネーブル・アクセス・タイム
を短縮することができるとともに、動作状態での消費電
流を抑えることが可能なバイアス電位発生回路を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す回路図。
【図2】図1に示す回路の動作特性を示す図。
【図3】この発明の第2の実施例を示す回路図。
【図4】従来の不揮発性半導体メモリを示す回路図。
【図5】従来のバイアス電位発生回路を示す回路図。
【符号の説明】
N1、N5…デプレション型のNチャネルトランジス
タ、N2、N3、N4、N6…エンハンスメント型のN
チャネルトランジスタ、P1〜P3…Pチャネルトラン
ジスタ、11…出力ノード、31、41…定電位発生回
路、/CE…チップイネーブル信号、Vcc…第1の電
位、GND …第2の電位。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01L 29/788 29/792

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流通路の一端が前記第1の電源に接続
    され、電流通路の他端とゲートが出力ノードに接続され
    たデプレッション型の第1のトランジスタと、 前記出力ノードに電流通路の一端およびゲートが接続さ
    れたエンハンスメント型の第2のトランジスタと、 電流通路の一端およびゲートが前記第2のトランジスタ
    の電流通路の他端に接続され、電流通路の他端が第2の
    電源に接続されたエンハンスメント型の第3のトランジ
    スタと、 電流通路の一端が前記第1の電源に接続され、電流通路
    の他端が前記出力ノードに接続され、ゲートが前記第2
    の電源以外の電位源に接続され、前記第2、第3のトラ
    ンジスタによって発生される電位がバイアス電位に達す
    るまで導通される第4のトランジスタと、 を具備したことを特徴とするバイアス電位発生回路。
  2. 【請求項2】 前記第4のトランジスタのゲートは、電
    位源としての前記第3のトランジスタの電流通路の一端
    に接続されることを特徴とする請求項1記載のバイアス
    電位発生回路。
  3. 【請求項3】 電位源は、電流通路の一端およびゲート
    が前記第1の電源および前記第4のトランジスタのゲー
    トに接続され、電流通路の他端が接地されたエンハンス
    メント型の第5のトランジスタによって構成されている
    ことを特徴とする請求項1記載のバイアス電位発生回
    路。
JP19040292A 1991-07-29 1992-07-17 バイアス電位発生回路 Pending JPH0636584A (ja)

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US07/921,098 US5296801A (en) 1991-07-29 1992-07-29 Bias voltage generating circuit

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JP19040292A JPH0636584A (ja) 1992-07-17 1992-07-17 バイアス電位発生回路

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6201434B1 (en) * 1997-11-28 2001-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit device having an oscillation circuit using reference current source independent from influence of variation of power supply voltage and threshold voltage of transistor
KR20010109114A (ko) * 2000-05-29 2001-12-08 가네꼬 히사시 버스트 판독모드를 구비한 반도체 메모리장치 및 데이터판독방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6201434B1 (en) * 1997-11-28 2001-03-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit device having an oscillation circuit using reference current source independent from influence of variation of power supply voltage and threshold voltage of transistor
US6359494B2 (en) 1997-11-28 2002-03-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit device having an oscillation circuit using reference current source independent from influence of variation of power supply voltage and threshold voltage of transistor
KR20010109114A (ko) * 2000-05-29 2001-12-08 가네꼬 히사시 버스트 판독모드를 구비한 반도체 메모리장치 및 데이터판독방법

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