JPH0660678A - Semiconductor storage - Google Patents

Semiconductor storage

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Publication number
JPH0660678A
JPH0660678A JP23427292A JP23427292A JPH0660678A JP H0660678 A JPH0660678 A JP H0660678A JP 23427292 A JP23427292 A JP 23427292A JP 23427292 A JP23427292 A JP 23427292A JP H0660678 A JPH0660678 A JP H0660678A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
data line
dummy
mosfet
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP23427292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Omiya
厚生 近江谷
Masaru Kaneko
優 金子
Kenichi Ishibashi
謙一 石橋
Masaru Iwabuchi
勝 岩渕
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.)
Hitachi Ltd
Renesas Semiconductor Package and Test Solutions Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Hokkai Semiconductor Ltd
Priority to JP23427292A priority Critical patent/JPH0660678A/en
Publication of JPH0660678A publication Critical patent/JPH0660678A/en
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Abstract

PURPOSE:To remove the influence of a variation in a power source voltage and to accurately detect a reading completion timing by providing an initial amplifier of a source input to supply a current by reading in synchronization with a selecting operation of a storage array. CONSTITUTION:A dummy data line is selected in synchronization with a selecting operation of a storage array, and a potential of a dummy commtion data line CDD is raised by currents I1, I2. When it reaches a predetermined level, precharging of a line CCD is finished to become a predetermined potential. A potential of a drain side node N23 of an amplifier MOSFETQ7 is raised toward a power source voltage VCC by supplying currents of MOSFETs Q8, Q11 at completion of the operation. When it reaches a threshold value of a CMOS inverter N1, an output signal DL is varied from low to high, and a reading complete timing signal DL is formed. A threshold value of the circuit N1 is set to an intermediate between a high level of the line CDD and the voltage VCC, thereby obtaining a signal DL accurately corresponding to a reading timing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体記憶装置に関
し、例えばEPROM(イレーザブル&プログラマブル
・リード・オンリー・メモリ)に利用して有効な技術に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a technique effective when used for an EPROM (erasable & programmable read only memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】EPROMに関しては、例えば1990
年アイ・エス・エス・シー・シー・ダイジェスト オブ
テクニカル ペーパーズ,第56頁(ISSCC DIG
EST OFTHCHNICAL PAPERS P.56)がある。
2. Description of the Related Art For EPROM, for example, 1990.
Year IC SCS Digest of Technical Papers, page 56 (ISSCC DIG
EST OFTHCHNICAL PAPERS P.56).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本願発明者にあって
は、低消費電力化等のために選択されたメモリセルから
の読み出し信号が確定した後に出力データをラッチ回路
に保持させるとともに、センスアンプ等の動作電流を遮
断することを考えた。このため、メモリセルの読み出し
信号が正確に確定したことを検出する必要が生じた。
The inventor of the present application holds the output data in the latch circuit after the read signal from the memory cell selected for the purpose of lowering the power consumption and the like is determined, and the sense amplifier is also used. It was considered to cut off the operating current. Therefore, it is necessary to detect that the read signal of the memory cell has been accurately determined.

【0004】例えば、高いしきい値電圧を持つようにし
たダミーセルのデータ線の電位をインバータ回路等によ
りモニタして、読み出し信号の確定を間接的に判定する
ことも考えられる。しかし、この場合には動作電圧の変
化に対応して、正確にモニタできなくなるという問題が
ある。特に、動作電圧が低くなると、それに伴いデータ
線の読み出しハイレベルも低下して、インバータ回路の
論理しきい値電圧に到達する時間が大幅に遅くなるか、
もしくは上記電圧まで到達しなり動作不能に陥ってしま
う。
For example, it is conceivable that the potential of the data line of the dummy cell having a high threshold voltage is monitored by an inverter circuit or the like to indirectly determine the determination of the read signal. However, in this case, there is a problem that accurate monitoring cannot be performed in response to changes in the operating voltage. In particular, if the operating voltage is lowered, the read high level of the data line is also lowered accordingly, and the time to reach the logical threshold voltage of the inverter circuit is significantly delayed.
Alternatively, the above voltage is reached and the device becomes inoperable.

【0005】この発明の目的は、メモリセルの読み出し
終了タイミングを正確に検出できる機能を付加した半導
体記憶装置を提供することにある。この発明の前記なら
びにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述お
よび添付図面から明らかになるであろう。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a function capable of accurately detecting the read end timing of a memory cell. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、メモリアレイのワード線の
選択レベルに対して高いしきい値電圧を持つようにされ
たダミーセルに対して、メモリアレイと選択動作に同期
して選択するダミー選択回路を通して読み出し電流を供
給するソース入力でゲート接地増幅MOSFETを含む
初段増幅回路を設け、この増幅MOSFETのドレイン
出力に基づいて読み出し終了のタイミング信号を発生さ
せる。
The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, for a dummy cell that has a high threshold voltage with respect to the selection level of the word line of the memory array, a source that supplies a read current through the dummy selection circuit that selects in synchronization with the memory array and the selection operation. A first-stage amplifier circuit including a grounded-gate amplifier MOSFET is provided at the input, and a timing signal for reading completion is generated based on the drain output of the amplifier MOSFET.

【0007】[0007]

【作用】上記した手段によれば、ダミーセルが接続され
たデータ線のプリチャージ電流が流れなくなることに応
じて、増幅MOSFETのドレイン出力が負荷により電
源電圧まで高くなるので簡単に読み出し完了タイミング
を知ることができる。
According to the above-mentioned means, the drain output of the amplification MOSFET rises to the power supply voltage due to the load when the precharge current of the data line to which the dummy cell is connected stops flowing, so that the read completion timing can be easily known. be able to.

【0008】[0008]

【実施例】図3には、この発明に係るEPROMの一実
施例のブロック図が示されている。同図の各回路ブロッ
クは、公知のCMOS半導体集積回路の製造技術によっ
て、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上におい
て形成される。同図において、PチャンネルMOSFE
Tは、そのチャンネル(バックゲート)部に矢印が付加
されることによってNチャンネルMOSFETと区別さ
れる。このことは他の図面においても同様である。
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the EPROM according to the present invention. Each circuit block in the figure is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known CMOS semiconductor integrated circuit manufacturing technique. In the figure, P channel MOSFE
The T is distinguished from the N-channel MOSFET by adding an arrow to its channel (back gate) portion. This also applies to other drawings.

【0009】特に制限されないが、集積回路は、単結晶
P型シリコンからなる半導体基板に形成される。Nチャ
ンネルMOSFETは、かかる半導体基板表面に形成さ
れたソース領域、ドレイン領域及びソース領域とドレイ
ン領域との間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁
膜を介して形成されたポリシリコンからなるようなゲー
ト電極から構成される。PチャンネルMOSFETは、
上記半導体基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成
される。
Although not particularly limited, the integrated circuit is formed on a semiconductor substrate made of single crystal P-type silicon. The N-channel MOSFET is composed of a source region, a drain region formed on the surface of the semiconductor substrate and polysilicon formed on the surface of the semiconductor substrate between the source region and the drain region via a thin gate insulating film. Composed of various gate electrodes. P-channel MOSFET is
It is formed in the N-type well region formed on the surface of the semiconductor substrate.

【0010】これによって、半導体基板は、その上に形
成された複数のNチャンネルMOSFETの共通の基板
ゲートを構成し、回路の接地電位が供給される。N型ウ
ェル領域は、その上に形成されたPチャンネルMOSF
ETの基板ゲートを構成する。PチャンネルMOSFE
Tの基板ゲートすなわちN型ウェル領域は、後述するよ
うな内部定電圧Vcvに結合される。ただし、外部から供
給される電源電圧Vccに対応した信号レベルを受ける入
力回路であって、その電圧Vccにより動作させられる回
路ではVccに結合され、高電圧回路であれば、それに対
応するPチャンネルMOSFETが形成されるN型ウェ
ル領域は、外部から与えられる高電圧Vpp、内部発生高
電圧等に接続される。
As a result, the semiconductor substrate constitutes a common substrate gate of the plurality of N-channel MOSFETs formed on the semiconductor substrate, and the ground potential of the circuit is supplied. The N-type well region has a P-channel MOSF formed on it.
Configure the ET substrate gate. P channel MOSFE
The substrate gate of T, i.e., the N-type well region, is coupled to an internal constant voltage Vcv as described below. However, an input circuit which receives a signal level corresponding to a power supply voltage Vcc supplied from the outside, is connected to Vcc in a circuit which is operated by the voltage Vcc, and a high voltage circuit is a P-channel MOSFET corresponding thereto. The N-type well region in which is formed is connected to an externally applied high voltage Vpp, an internally generated high voltage, or the like.

【0011】あるいは、集積回路は、単結晶N型シリコ
ンからなる半導体基板上に形成してもよい。この場合、
NチャンネルMOSFETと不揮発性記憶素子はP型ウ
ェル領域に形成され、PチャンネルMOSFETはN型
基板上に形成される。
Alternatively, the integrated circuit may be formed on a semiconductor substrate made of single crystal N-type silicon. in this case,
The N-channel MOSFET and the non-volatile memory element are formed in the P-type well region, and the P-channel MOSFET is formed on the N-type substrate.

【0012】この実施例のEPROMは、外部端子から
供給されるXアドレス信号A0〜Aiと、Yアドレス信
号Aj〜Akとは、それぞれXアドレスバッファXAD
BとYアドレスバッファYADBに入力される。このア
ドレスバッファXADBとYADBを通したアドレス信
号は、XアドレスデコーダXDCRとYアドレスデコー
ダYDCRに供給される。特に制限されないが、上記ア
ドレスバッファXADBとYADBは、制御信号ceに
より制御されて、EPROMが選択されたときに動作状
態にされる。
In the EPROM of this embodiment, the X address signals A0 to Ai and the Y address signals Aj to Ak supplied from the external terminals are supplied to the X address buffer XAD.
B and Y are input to the address buffer YADB. The address signal passed through the address buffers XADB and YADB is supplied to the X address decoder XDCR and the Y address decoder YDCR. Although not particularly limited, the address buffers XADB and YADB are controlled by the control signal ce and are brought into an operating state when the EPROM is selected.

【0013】XアドレスデコーダXDCRは、その動作
電圧が内部定電圧Vccと書き込み用の高電圧とされる。
書き込み動作のときには上記高電圧Vppにより動作させ
られ、ベリファイ及び読み出し動作のときには図示しな
い電源電圧Vccより低く設定された内部定電圧により動
作させられる。XアドレスデコーダXDCRは、対応す
るアドレスバッファXADBから供給される内部アドレ
ス信号に従ったメモリアレイMARYのワード線W0〜
Wn等の選択信号を形成する。YアドレスデコーダYD
CRは、上記同様にその動作電圧が電源電圧Vccと書き
込み用の高電圧とされ、書き込み動作のときには上記高
電圧Vppにより動作させられ、読み出し動作のときには
電源電圧Vccにより動作させられる。Yアドレスデコー
ダYDCRは、対応するアドレスバッファYADBから
の内部アドレス信号に従ったメモリアレイMARYのデ
ータ線の選択信号Y0,Y1・・・と後述するようなダ
ミーデータ線DDの選択信号YDを形成する。
The X address decoder XDCR has its operating voltage set to an internal constant voltage Vcc and a high voltage for writing.
The write operation is performed by the high voltage Vpp, and the verify and read operations are performed by the internal constant voltage set lower than the power supply voltage Vcc (not shown). The X address decoder XDCR has word lines W0 to W0 of the memory array MARY according to the internal address signal supplied from the corresponding address buffer XADB.
A selection signal such as Wn is formed. Y address decoder YD
Similarly to the above, the CR has its operating voltage set to the power supply voltage Vcc and a high voltage for writing, and is operated by the high voltage Vpp during the write operation and by the power supply voltage Vcc during the read operation. The Y address decoder YDCR forms the selection signals Y0, Y1 ... Of the data lines of the memory array MARY in accordance with the internal address signal from the corresponding address buffer YADB and the selection signal YD of the dummy data line DD which will be described later. .

【0014】メモリアレイMARYは、代表として例示
的に1つが示されている。このメモリアレイMARY
は、例示的に示されているコントロールゲートとフロー
ティングゲートを有するスタックドゲート構造の記憶素
子(不揮発性メモリ素子・・MOSFETQ1〜Q3)
と、ワード線W0〜Wn、及びデータ線D0,D1・・
とダミーデータ線DDとにより構成されている。上記メ
モリアレイMARYにおいて、同じ行に配置された記憶
素子Q1〜Q3のコントロールゲートは、それぞれ対応
するワード線W0に接続され、同じ列に配置された記憶
素子のドレインは、それぞれ対応するデータ線D0,D
1・・とDDに接続されている。上記ダミーデータ線D
Dに接続されたメモリセルQ3は、ワード線の電圧に対
して高いしきい値電圧を持つようにされる。
One memory array MARY is shown as a representative. This memory array MARY
Is a storage element (nonvolatile memory element ... MOSFET Q1 to Q3) of a stacked gate structure having a control gate and a floating gate shown as an example.
, Word lines W0 to Wn, and data lines D0, D1 ...
And a dummy data line DD. In the memory array MARY, the control gates of the storage elements Q1 to Q3 arranged in the same row are connected to the corresponding word line W0, and the drains of the storage elements arranged in the same column are respectively connected to the corresponding data line D0. , D
1 ... and connected to DD. The dummy data line D
The memory cell Q3 connected to D has a high threshold voltage with respect to the voltage of the word line.

【0015】書き込みが行われるワード線は、その電圧
が上記高電圧Vppにされる。フローティングゲートに電
子を注入すべき記憶素子が結合されたデータ線は、上記
同様な高電圧Vppにされる。これにより、記憶素子にチ
ャンネル飽和電流が流れ、データ線に結合されたドレイ
ン近傍のピンチオフ領域では高電界により加速された電
子がイオン化を起こし、高エネルギーを持つ電子、いわ
ゆるホットエレクトロンが発生する。一方、フローティ
ングゲートは、ワード線が結合されたコントロールゲー
トの電圧とドレイン電圧、及び基板とフローティングゲ
ート間の容量とフローティングゲートとコントロールゲ
ートとの容量とに決まる電圧となり、ホットエレクトロ
ンを誘引して、フローティングゲートの電位を負にす
る。
The voltage of the word line to be written is set to the high voltage Vpp. The data line connected to the storage element for injecting electrons into the floating gate is set to the high voltage Vpp similar to the above. As a result, a channel saturation current flows in the memory element, and in the pinch-off region near the drain coupled to the data line, the electrons accelerated by the high electric field are ionized to generate high energy electrons, so-called hot electrons. On the other hand, the floating gate becomes a voltage determined by the voltage and drain voltage of the control gate to which the word line is coupled, the capacitance between the substrate and the floating gate, and the capacitance between the floating gate and the control gate, and attracts hot electrons, Make the floating gate potential negative.

【0016】上記のような書き込みが行われたメモリセ
ルは、コントロールゲートが結合されたワード線の電位
を動作電圧Vccのようなハイレベルの選択状態にしても
非導通状態になるようなしきい値電圧に変化させられ
る。ダミーデータ線DDに接続されるメモリセルは、そ
の全てが上記のような書き込みが行われることよって高
いしきい値電圧を持つようにされる。上記電子の注入を
行わないメモリセルのドレイン、言い換えるならば、デ
ータ線の電位は、ドレイン近傍のピンチオフ領域でホッ
トエレクトロンが発生しないような低いレベルにされ
る。このように書き込みが行われないメモリセルは、コ
ントロールゲートが結合されたワード線の電位を動作電
圧Vccのようなハイレベルの選択状態にしたときに導通
状態になるような低しきい値電圧に維持される。
In the memory cell in which the above-mentioned writing is performed, a threshold value is set such that the word line to which the control gate is coupled becomes non-conductive even if the potential of the word line is selected to a high level such as the operating voltage Vcc. Can be changed to voltage. All the memory cells connected to the dummy data line DD are made to have a high threshold voltage by the above-described writing. The drain of the memory cell that does not inject the electrons, in other words, the potential of the data line is set to a low level so that hot electrons are not generated in the pinch-off region near the drain. In such a memory cell in which writing is not performed, a low threshold voltage which becomes conductive when the potential of the word line to which the control gate is coupled is set to a high level selected state such as the operating voltage Vcc is set. Maintained.

【0017】特に制限されないが、8ビット(あるいは
16ビット等)のような複数ビットの単位での書き込み
/読み出しを行うため、上記メモリアレイは、合計で8
組(あるいは16組等)のように複数組設けられるよう
構成される。同図には、8ビット単位のメモリアクセス
を行うEPROMの例が示されている。
Although not particularly limited, since writing / reading is performed in a unit of a plurality of bits such as 8 bits (or 16 bits), the memory array has a total of 8 bits.
A plurality of sets such as a set (or 16 sets) are provided. The figure shows an example of an EPROM that performs memory access in 8-bit units.

【0018】上記1つのメモリアレイMARYを構成す
る各データ線D0,D1・・・及びDDは、上記Yアド
レスデコーダYDCRによって形成されたカラム選択信
号Y0,Y1・・を受けるカラムスイッチMOSFET
Q7,Q8・・・を介して、共通データ線CDに接続さ
れる。また、ダミーデータ線DDは、ダミー選択信号Y
Dを受けるダミースイッチMOSFETQ9を介してダ
ミー共通データ線CDDに接続される。共通データ線C
Dには、外部端子I/O(D0〜D7)から入力される
書込み信号を受ける書込み用のデータ入力バッファDI
Bの出力端子がスイッチMOSFETQ18を介して接
続される。同様に他の残り7個のメモリアレイに対して
も、上記同様なカラム選択回路スイッチMOSFETが
設けられ、それに対応したアドレスデコーダにより選択
信号が形成される。
The data lines D0, D1 ... And DD which constitute one memory array MARY are column switch MOSFETs which receive the column selection signals Y0, Y1 ... Generated by the Y address decoder YDCR.
It is connected to the common data line CD via Q7, Q8 .... Further, the dummy data line DD is connected to the dummy selection signal Y.
It is connected to the dummy common data line CDD via a dummy switch MOSFET Q9 that receives D. Common data line C
D is a data input buffer DI for writing which receives a write signal input from an external terminal I / O (D0 to D7).
The output terminal of B is connected via the switch MOSFET Q18. Similarly, column selector circuit switch MOSFETs similar to those described above are provided for the remaining seven memory arrays, and selection signals are formed by the corresponding address decoders.

【0019】上記メモリアレイに対応して設けられる共
通データ線CDには、読み出し制御信号Yrによりスイ
ッチ制御されるスイッチMOSFETQ16を介してセ
ンスアンプSAの入力段回路を構成し、後に説明する初
段増幅回路と同様な初段増幅回路PAの入力端子に結合
される
The common data line CD provided corresponding to the memory array constitutes an input stage circuit of the sense amplifier SA via a switch MOSFET Q16 which is switch-controlled by a read control signal Yr, and a first stage amplifier circuit described later. Is coupled to the input terminal of the first-stage amplifier circuit PA similar to

【0020】上記例示的に示されている共通データ線C
Dは、読み出し制御信号Yrによりオン状態にされるM
OSFETQ16を通して、初段増幅回路PAの入力に
接続される。この初段増幅回路PAは、ソース入力でゲ
ート接地型の増幅MOSFETを含み、初段増幅回路P
Aから読み出し動作のために共通データ線CDにプリチ
ャージ電流を流すような動作を行う。上記ダミー共通デ
ータ線CDDは、上記同様なスイッチMOSFETQ1
7を介してタイミング発生回路TGに入力される。この
タイミング発生回路は、そのダミーデータ線のプリチャ
ージ電流を検出するために、言い換えるならば、メモリ
アレイMARYの読み出し完了を検出するために上記初
段増幅回路PAと同等の回路が利用される。
The common data line C shown as an example above
D is turned on by the read control signal Yr.
It is connected to the input of the first-stage amplifier circuit PA through the OSFET Q16. This first-stage amplifier circuit PA includes a source-input gate-gate type amplification MOSFET, and the first-stage amplifier circuit P
An operation for flowing a precharge current to the common data line CD for the read operation from A is performed. The dummy common data line CDD has the same switch MOSFET Q1 as the above.
It is input to the timing generation circuit TG via 7. This timing generation circuit uses a circuit equivalent to the first-stage amplifier circuit PA in order to detect the precharge current of the dummy data line, in other words, to detect the completion of reading of the memory array MARY.

【0021】上記初段増幅回路PAは、制御回路CON
Tから供給されるタイミング信号SACにより活性化さ
せられる。この実施例では、上記のようなタイミング発
生回路TGにより形成されたタイミング信号DLを利用
してゲート回路G1を制御し、初段増幅回路PAの動作
を制御する。すなわち、タイミング信号DLが出力され
ると、初段増幅回路PAの動作電流を遮断させて低消費
電力モードにする。そして、上記タイミング信号DLに
より、データ出力バッファDOBに設けられるラッチ回
路FFを制御して、上記読み出されたデータを保持させ
る。
The first-stage amplifier circuit PA is a control circuit CON.
It is activated by the timing signal SAC supplied from T. In this embodiment, the gate circuit G1 is controlled by utilizing the timing signal DL formed by the timing generation circuit TG as described above, and the operation of the first-stage amplifier circuit PA is controlled. That is, when the timing signal DL is output, the operating current of the first-stage amplifier circuit PA is cut off to enter the low power consumption mode. The timing signal DL controls the latch circuit FF provided in the data output buffer DOB to hold the read data.

【0022】すなわち、メモリセルの読み出し時におい
て、センスアンプ動作タイミング信号SACはロウレベ
ルにされ、初段増幅回路PA及びタイミング発生回路T
Gが活性化させられる。そして、タイミング発生回路T
Gにより読み出し完了信号としてのタイミング信号DL
が発生させられると、データラッチ動作が行われるとと
もに、タイミング信号SACがロウレベルであるにもか
かわらず、タイミング信号DLのハイレベルにより初段
増幅回路PAの動作が停止させられる。
That is, when the memory cell is read, the sense amplifier operation timing signal SAC is set to the low level, and the first stage amplifier circuit PA and the timing generation circuit T are set.
G is activated. Then, the timing generation circuit T
Timing signal DL as a read completion signal by G
Is generated, the data latch operation is performed, and the operation of the first-stage amplifier circuit PA is stopped by the high level of the timing signal DL, although the timing signal SAC is at the low level.

【0023】メモリセルは、書込みデータに従って、言
い換えるならば、記憶情報に従って上述のようにワード
線の選択レベルに対して高いしきい値電圧か又は低いし
きい値電圧を持つようにされるものである。各アドレス
デコーダXDCRによって選択されたメモリセルにおい
てワード線の選択レベルにされているにもかかわらずオ
フ状態にされている場合、共通データ線CDは、初段増
幅回路PAからの電流供給によって比較的ハイレベルに
される。一方、選択されたメモリセルがワード線選択レ
ベルによってオン状態にされている場合、共通データ線
CDは比較的ロウレベルにされる。
The memory cell has a high threshold voltage or a low threshold voltage with respect to the selected level of the word line as described above according to the write data, in other words, the stored information. is there. In the case where the memory cell selected by each address decoder XDCR is set to the word line selection level but turned off, the common data line CD is relatively high due to the current supply from the first-stage amplifier circuit PA. Be leveled. On the other hand, when the selected memory cell is turned on by the word line selection level, the common data line CD is set to a relatively low level.

【0024】この場合、共通データ線CDのハイレベル
は、初段増幅回路PAの持つリミッタ回路により比較的
低い電位に制限される。一方、共通データ線CDのロウ
レベルも、比較的高い電位に制限される。このような共
通データ線CDのハイレベルとロウレベルとを制限する
と、この共通データ線CD等に信号変化速度を制限する
浮遊容量等の容量が存在するにかかわらずに、読み出し
の高速化を図ることができる。すなわち、複数のメモリ
セルからのデータを次々に読み出すような場合において
共通データ線CDの一方のレベルが他方のレベルへ変化
させられるまでの時間を短くすることができる。
In this case, the high level of the common data line CD is limited to a relatively low potential by the limiter circuit of the first stage amplifier circuit PA. On the other hand, the low level of the common data line CD is also limited to a relatively high potential. By limiting the high level and the low level of the common data line CD, the reading speed can be increased regardless of whether the common data line CD or the like has a capacitance such as a stray capacitance that limits the signal change speed. You can That is, it is possible to shorten the time until one level of the common data line CD is changed to the other level in the case of sequentially reading data from a plurality of memory cells.

【0025】初段増幅回路PAの出力信号は、CMOS
インバータ回路N1の入力に伝えられる。CMOSイン
バータ回路N1は、そのロジックスレッショルド電圧を
参照電圧として、ハイレベル/ロウレベルのセンスを行
う。上記のような初段増幅回路PAとCMOSインバー
タ回路N1とによりセンスアンプが構成される。センス
アンプを構成するCMOSインバータ回路N1の出力信
号は、対応したデータ出力バッファDOBによって、特
に制限されないが、増幅されて上記外部端子I/Oから
送出される。また、上記外部端子I/Oから供給される
書き込み信号は、入力バッファDIBを介して、上記共
通データ線CDに伝えられる。×8ビットや×16ビッ
ト構成のために設けられる他のメモリアレイに対応した
共通データ線と外部端子との間においても、上記同様な
入力段回路及びセンスアンプ並びにデータ出力バッファ
DOBからなる読み出し回路と、データ入力バッファD
IBからなる書き込み回路とがそれぞれ設けられる。
The output signal of the first-stage amplifier circuit PA is CMOS
It is transmitted to the input of the inverter circuit N1. The CMOS inverter circuit N1 performs high level / low level sensing using the logic threshold voltage as a reference voltage. The first stage amplifier circuit PA and the CMOS inverter circuit N1 as described above constitute a sense amplifier. The output signal of the CMOS inverter circuit N1 forming the sense amplifier is amplified by the corresponding data output buffer DOB, but is amplified and transmitted from the external terminal I / O, although not particularly limited thereto. The write signal supplied from the external terminal I / O is transmitted to the common data line CD via the input buffer DIB. A read circuit including an input stage circuit, a sense amplifier, and a data output buffer DOB similar to the above between a common data line corresponding to another memory array provided for a × 8 bit or × 16 bit configuration and an external terminal. And the data input buffer D
And a write circuit made of IB, respectively.

【0026】制御回路CONTは、特に制限されない
が、外部端子CEB、OEB及びVppに供給されるチッ
プイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号、高電
圧とを受けて、その動作モードに応じて制御信号ce,
SACとアドレスデコーダXDCR,YDCR及び入力
バッファDIBに供給する動作電圧Vcc/Vppの切り替
えを行う回路を含んでいる。
The control circuit CONT receives a chip enable signal, an output enable signal, and a high voltage supplied to the external terminals CEB, OEB and Vpp, although not particularly limited, and controls signals ce, ce in accordance with its operation mode.
It includes a circuit for switching the operating voltage Vcc / Vpp supplied to the SAC, the address decoders XDCR and YDCR, and the input buffer DIB.

【0027】例えば、書き込み用高電圧Vppが供給され
た状態において、チップイネーブル信号CEBがロウレ
ベルで、アウトプットイネーブル信号OEBがハイレベ
ルなら書き込みモードとされ、上記内部信号ceはハイ
レベルにされる。そして、アドレスデコーダ回路XDC
R,YDCR及びデータ入力回路DIBには、その動作
電圧として上記高電圧VPPに対応した内部高電圧Vpp
が供給される。上記のように書き込みが行われるワード
線は、その電圧が上記高電圧Vppになる。そして、フロ
ーティングゲートに電子を注入すべき記憶素子が結合さ
れたデータ線は、上記同様な高電圧Vppにされる。これ
により、記憶素子にチャンネル飽和電流が流れ、データ
線に結合されたドレイン近傍のピンチオフ領域では高電
界により加速された電子がイオン化を起こし、高エネル
ギーを持つ電子、いわゆるホットエレクトロンが発生す
る。
For example, when the high voltage Vpp for writing is supplied and the chip enable signal CEB is at low level and the output enable signal OEB is at high level, the write mode is set and the internal signal ce is set to high level. Then, the address decoder circuit XDC
The R, YDCR and the data input circuit DIB have an internal high voltage Vpp corresponding to the above high voltage VPP as their operating voltage.
Is supplied. The voltage of the word line in which the writing is performed as described above becomes the high voltage Vpp. Then, the data line to which the storage element to inject electrons into the floating gate is coupled is set to the high voltage Vpp similar to the above. As a result, a channel saturation current flows in the memory element, and in the pinch-off region near the drain coupled to the data line, the electrons accelerated by the high electric field are ionized to generate high energy electrons, so-called hot electrons.

【0028】一方、フローティングゲートは、ワード線
が結合されたコントロールゲートの電圧とドレイン電
圧、及び基板とフローティングゲート間の容量とフロー
ティングゲートとコントロールゲートとの容量とに決ま
る電圧となり、ホットエレクトロンを誘引して、フロー
ティングゲートの電位を負にする。これにより、コント
ロールゲートが結合されたワード線の電位を選択状態に
しても非導通状態になるようにする。これに対して、電
子の注入を行わない記憶素子のドレインは、ドレイン近
傍のピンチオフ領域でホットエレクトロンが発生しない
ような低いレベルにされる。
On the other hand, the floating gate has a voltage determined by the voltage of the control gate to which the word line is coupled and the drain voltage, and the capacitance between the substrate and the floating gate and the capacitance between the floating gate and the control gate, and attracts hot electrons. Then, the potential of the floating gate is made negative. As a result, even if the potential of the word line to which the control gate is coupled is set to the selected state, it becomes non-conductive. On the other hand, the drain of the storage element that does not inject electrons is set to a low level such that hot electrons are not generated in the pinch-off region near the drain.

【0029】書き込み用高電圧Vppが供給された状態に
おいて、チップイネーブル信号CEBがロウレベルで、
アウトプットイネーブル信号OEBがロウレベルなら、
ベリファイモードとされ、上記内部信号SACとceは
ハイレベルにされる。このベリファイモードでは、上記
各回路XDCR,YDCR及びDIBの各動作電圧は高
電圧Vppから内部電圧に切り換えられる。これにより、
メモリセルの選択が行われて記憶情報の読み出しが行わ
れる。
With the high voltage Vpp for writing supplied, the chip enable signal CEB is at low level,
If the output enable signal OEB is low level,
The verify mode is set, and the internal signals SAC and ce are set to the high level. In this verify mode, the operating voltages of the circuits XDCR, YDCR and DIB are switched from the high voltage Vpp to the internal voltage. This allows
The memory cell is selected and the stored information is read.

【0030】書き込み用高電圧Vppが書き込みに必要な
高電圧でないこと、言い換えるならば、フローティング
状態であったり、接地電位であったり、あるいは外部か
ら供給される電圧Vccレベルである状態において、チッ
プイネーブル信号CEBがロウレベルで、アウトプット
イネーブル信号OEBがロウレベルなら、前記説明した
ような読み出しモードとされ、上記内部信号SACとc
eはハイレベルにされる。各回路XDCR,YDCR及
びDIBの各動作電圧は電源電圧Vccに切り換えられ
る。これにより、メモリセルの選択が行われて記憶情報
の読み出しが行われる。
When the high voltage for writing Vpp is not the high voltage necessary for writing, in other words, in the floating state, the ground potential, or the voltage Vcc level supplied from the outside, the chip enable is enabled. When the signal CEB is low level and the output enable signal OEB is low level, the read mode as described above is performed, and the internal signals SAC and c
e is brought to a high level. The operating voltage of each circuit XDCR, YDCR and DIB is switched to the power supply voltage Vcc. As a result, the memory cell is selected and the stored information is read.

【0031】図1には、上記タイミング発生回路TGの
一実施例の回路図が示されている。この実施例では、ダ
ミーセルの読み出しを電源変動等の影響を受けることな
く、正確にモニタするために、センスアンプの初段増幅
回路と類似の回路が利用される。すなわち、ダミー共通
データ線CDDには、プリチャージ電流I2とレベルリ
ミッタ機能を持つようにされたMOSFETQ1が設け
られる。このMOSFETQ1のゲートには、ダミー共
通データ線CDDの電位を受けるMOSFETQ2とそ
のドレインに設けられたPチャンネル型の負荷MOSF
ETQ3からなるインバータ回路の出力信号が供給され
る。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the timing generation circuit TG. In this embodiment, a circuit similar to the first-stage amplifier circuit of the sense amplifier is used in order to accurately monitor the reading of the dummy cell without being affected by fluctuations in the power supply or the like. That is, the dummy common data line CDD is provided with the MOSFET Q1 having the precharge current I2 and the level limiter function. The gate of the MOSFET Q1 has a MOSFET Q2 receiving the potential of the dummy common data line CDD and a P-channel type load MOSF provided at its drain.
The output signal of the inverter circuit composed of ETQ3 is supplied.

【0032】上記ダミー共通データ線CDDには、増幅
MOSFETQ7のソースが接続される。この増幅MO
SFETQ7は、ソース入力の増幅MOSFETであ
り、そのドレインにはPチャンネル型の負荷MOSFE
TQ8が設けられる。この増幅MOSFETQ7からも
ダミーセルへのメモリ電流I1が流れるようにされる。
この増幅MOSFETQ7のゲートには、上記ダミー共
通データ線CDDの入力レベルを受ける増幅MOSFE
TQ5と、そのドレインに設けられたPチャンネル型の
負荷MOSFETからなるインバータ回路の出力信号が
供給される。これにより、増幅MOSFETQ7のゲー
トには、ソース電位に対して反転増幅されたバイアス電
圧が加わるために高感度とされる。
The source of the amplification MOSFET Q7 is connected to the dummy common data line CDD. This amplification MO
The SFET Q7 is a source input amplification MOSFET, and its drain has a P-channel type load MOSFET.
TQ8 is provided. The memory current I1 to the dummy cell is also made to flow from this amplification MOSFET Q7.
The gate of the amplification MOSFET Q7 has an amplification MOSFET receiving the input level of the dummy common data line CDD.
An output signal of an inverter circuit including TQ5 and a P-channel type load MOSFET provided on the drain thereof is supplied. As a result, the gate of the amplification MOSFET Q7 receives a bias voltage that is inverted and amplified with respect to the source potential, and thus has high sensitivity.

【0033】このタイミング発生回路は、センスアンプ
の初段増幅回路PAと同様にタイミング信号SACによ
り活性化される。すなわち、上記負荷MOSFETQ3
やQ8は、タイミング信号SACがロウレベルのアクテ
ィブレベルになったときにのみオン状態となり抵抗素子
として作用する。タイミング信号SACがハイレベルに
されると、上記MOSFETQ3、Q8がオフ状態にな
って、直流電流の消費を防止する。また、タイミング信
号SACのハイレベルにより、Nチャンネル型MOSF
ETQ4,Q5及びQ9がオン状態となり、上記プリチ
ャージMOSFETQ1と増幅MOSFETQ7をオフ
状態にするとともに、ダミー共通データ線CDDを回路
の接地電位のようなロウレベルにリセットさせる。
This timing generation circuit is activated by the timing signal SAC as in the case of the first stage amplifier circuit PA of the sense amplifier. That is, the load MOSFET Q3
And Q8 are turned on only when the timing signal SAC becomes the active level of low level, and act as a resistance element. When the timing signal SAC is set to the high level, the MOSFETs Q3 and Q8 are turned off to prevent the consumption of direct current. Further, depending on the high level of the timing signal SAC, the N-channel type MOSF
ETQ4, Q5 and Q9 are turned on, the precharge MOSFET Q1 and the amplification MOSFET Q7 are turned off, and the dummy common data line CDD is reset to a low level such as the ground potential of the circuit.

【0034】センスアンプに用いられる初段増幅回路P
Aも上記MOSFETQ1,Q7等と同様な回路が用い
られる。上記タイミング発生回路TGのMOSFETを
用いてセンスアンプの初段増幅回路PAの動作の概略を
説明する。メモリアレイMARY内の選択されたメモリ
セルが比較的高いしきい値電圧をもっている場合、共通
データ線CDと回路の接地点との間に直流電流通路が形
成されない。この場合、共通データ線CDは、MOSF
ETQ1と増幅MOSFETQ7及び負荷MOSFET
Q8からの電流供給によって比較的ハイレベルにされ
る。このバイアス回路からのバイアス電流の供給は、共
通データ線CDが所定電位に達すると、MOSFETQ
2とQ5がオン状態になってそのドレイン出力によりM
OSFETQ1とQ7をオフ状態にして読み出し電流が
流れなくされる。それ故に、共通データ線CDのハイレ
ベルは電源電圧Vcc以下の比較的低い電位に制限され
る。
First-stage amplifier circuit P used for a sense amplifier
For A, a circuit similar to the above MOSFETs Q1, Q7, etc. is used. An outline of the operation of the first-stage amplifier circuit PA of the sense amplifier using the MOSFET of the timing generation circuit TG will be described. If the selected memory cell in the memory array MARY has a relatively high threshold voltage, no DC current path is formed between the common data line CD and the ground point of the circuit. In this case, the common data line CD is MOSF
ETQ1, amplification MOSFET Q7 and load MOSFET
It is set to a relatively high level by the current supply from Q8. The bias current is supplied from this bias circuit when the common data line CD reaches a predetermined potential.
2 and Q5 are turned on, and its drain output causes M
The read current is stopped by turning off the OSFETs Q1 and Q7. Therefore, the high level of the common data line CD is limited to a relatively low potential below the power supply voltage Vcc.

【0035】これに対して、メモリアレイMARY内の
選択されたメモリセルが比較的低いしきい値電圧をもっ
ている場合、共通データ線CDと回路の接地点との間に
カラムスイッチMOSFET、データ線、選択されたメ
モリセルからなる直流電流経路が形成される。それ故
に、共通データ線CDは、上記のような直流電流経路に
よって回路の接地電位のようなロウレベルになろうとす
る。しかし、共通データ線CDの電位がMOSFETQ
2とQ5のしきい値電圧以下に低下すると、MOSFE
TQ2,Q5がオフ状態になってドレイン側の電圧を高
くしてMOSFETQ1と増幅MOSFETQ7のゲー
ト電圧を高する。この結果、共通データ線CDのロウレ
ベルは比較的高い電位に制限される。
On the other hand, when the selected memory cell in the memory array MARY has a relatively low threshold voltage, the column switch MOSFET, the data line, and the column switch MOSFET are connected between the common data line CD and the circuit ground point. A direct current path composed of the selected memory cells is formed. Therefore, the common data line CD tends to become a low level such as the ground potential of the circuit due to the above DC current path. However, if the potential of the common data line CD is MOSFETQ
When the voltage drops below the threshold voltage of 2 and Q5, the MOSFE
When TQ2 and Q5 are turned off, the voltage on the drain side is increased to increase the gate voltage of the MOSFET Q1 and the amplification MOSFET Q7. As a result, the low level of the common data line CD is limited to a relatively high potential.

【0036】図1において、Pチャンネル型の負荷MO
SFETQ8には、バイアス電流回路が並列に設けられ
る。バイアス電流を形成するMOSFETQ11は、P
チャンネル型MOSFETからなり、そのゲートには電
源電圧Vccを受けるMOSFETQ15とNチャンネル
型負荷MOSFETQ14の出力信号を受けるNチャン
ネル型MOSFETQ17と上記電源電圧Vccを受ける
Nチャンネル型MOSFET16により形成されるバイ
アス電圧が供給される。
In FIG. 1, a P-channel type load MO
A bias current circuit is provided in parallel with the SFET Q8. The MOSFET Q11 that forms the bias current is P
It is composed of a channel type MOSFET, and its gate is supplied with a bias voltage formed by a MOSFET Q15 receiving the power source voltage Vcc, an N channel type MOSFET Q17 receiving the output signal of the N channel type load MOSFET Q14 and an N channel type MOSFET 16 receiving the power source voltage Vcc. To be done.

【0037】これらの回路もタイミング信号SACによ
って活性化させられる。すなわち、タイミング信号SA
Cを受けるPチャンネル型MOSFETQ13を介し
て、上記MOSFETQ14とQ15からなるインバー
タ回路、及びバイアス電圧を形成するMOSFETQ1
6とQ17の直列回路に動作電圧Vccが与えられる。ま
た、ハイアス電流を流すMOSFETQ11のドレイン
にも、上記タイミング信号SACによって動作させられ
るパワースイッチとしてのPチャンネル型MOSFET
Q12が設けられ、MOSFETQ11のソースと回路
の接地電位との間には、リセット用のNチャンネル型M
OSFETQ10が設けられる。
These circuits are also activated by the timing signal SAC. That is, the timing signal SA
Via a P-channel MOSFET Q13 receiving C, an inverter circuit composed of the MOSFETs Q14 and Q15 and a MOSFET Q1 forming a bias voltage.
The operating voltage Vcc is applied to the series circuit of 6 and Q17. In addition, a P-channel MOSFET as a power switch that is operated by the timing signal SAC is also provided in the drain of the MOSFET Q11 that allows high-bias current to flow.
Q12 is provided, and an N-channel type M for resetting is provided between the source of the MOSFET Q11 and the ground potential of the circuit.
An OSFET Q10 is provided.

【0038】上記増幅MOSFETQ7のドレインであ
るノードN23の電圧は、CMOSインバータ回路N1
に入力され、ここでハイレベル/ロウレベルの判定が行
われる。このインバータ回路N1から上記タイミング信
号DLが形成される。
The voltage of the node N23 which is the drain of the amplification MOSFET Q7 is the same as that of the CMOS inverter circuit N1.
Is input to the high level / low level determination. The timing signal DL is generated from the inverter circuit N1.

【0039】この実施例のタイミング発生回路の動作を
図2の動作波形図を参照して次に説明する。メモリアレ
イMARYの選択動作に同期して、ダミーデータ線DD
が選択されて、上記電流I1とI2によってダミー共通
データ線CDDの電位は上昇させられる。メモリセルの
読み出しハイレベルに対応した一定レベルに到達する
と、前記のようなレベルクランプ作用によってダミーデ
ータ線CDDのプリチャージ動作が終了して一定の電位
にされる。このようなプリチャージ動作の終了により、
増幅MOSFETQ7のドレインにおけるノード23の
電位は、負荷MOSFETQ8及びMOSFETQ11
からの電流供給によって電源電圧Vccのようなハイレベ
ルに向かって上昇する。
The operation of the timing generating circuit of this embodiment will be described below with reference to the operation waveform diagram of FIG. The dummy data line DD is synchronized with the selection operation of the memory array MARY.
Is selected, and the potential of the dummy common data line CDD is raised by the currents I1 and I2. When the constant level corresponding to the read high level of the memory cell is reached, the pre-charge operation of the dummy data line CDD is completed by the level clamp action as described above, and the dummy data line CDD is set to a constant potential. By the end of such precharge operation,
The potential of the node 23 at the drain of the amplification MOSFET Q7 is the load MOSFET Q8 and the MOSFET Q11.
When the current is supplied from the power source, the voltage rises toward a high level such as the power supply voltage Vcc.

【0040】ノードN23の電位がCMOSインバータ
回路N1の論理しきい値電圧VLに到達すると、その出
力信号DLがハイレベルからロウレベルに変化する。こ
れにより、読み出し完了を示すタイミング信号DLが形
成される。この実施例のタイミング発生回路TGにおい
ても、消費電力の低減のためにタイミング信号SACが
上記タイミング信号DLにより強制的にハイレベルに変
化させられた場合には、負荷MOSFETQ8がオフ状
態にさせられるが、前記のようなバイアス回路によって
インバータ回路N1の入力であるノードN23の電位
は、電源電圧VCCまで確実に上昇させることができ
る。
When the potential of the node N23 reaches the logic threshold voltage VL of the CMOS inverter circuit N1, its output signal DL changes from high level to low level. As a result, the timing signal DL indicating the completion of reading is formed. Also in the timing generation circuit TG of this embodiment, when the timing signal SAC is forcibly changed to the high level by the timing signal DL in order to reduce the power consumption, the load MOSFET Q8 is turned off. By the bias circuit as described above, the potential of the node N23, which is the input of the inverter circuit N1, can be reliably raised to the power supply voltage VCC.

【0041】上記のようなダミー共通データ線CDDの
ハイレベルと電源電圧Vccとの間の電圧差ΔVのほぼ中
間にインバータ回路N1の論理しきい値電圧を設定する
ことにより、メモリアレイの読み出しタイミングに正確
に対応した読み出し完了タイミング信号DLを得ること
ができる。すなわち、この実施例では、ダミー共通デー
タ線に流れるプリチャージ電流をモニタしているため、
電源電圧Vccの変動に影響されないで、正確な読み出し
動作完了タイミング信号を得ることができるものであ
る。
By setting the logical threshold voltage of the inverter circuit N1 at approximately the middle of the voltage difference ΔV between the high level of the dummy common data line CDD and the power supply voltage Vcc as described above, the read timing of the memory array is set. It is possible to obtain the read completion timing signal DL that exactly corresponds to. That is, in this embodiment, since the precharge current flowing through the dummy common data line is monitored,
An accurate read operation completion timing signal can be obtained without being affected by fluctuations in the power supply voltage Vcc.

【0042】メモリアレイの読み出し動作は、上記のよ
うなメモリセルが高いしきい値電圧を持つ場合に、アド
レス選択動作からデータ線のプリチャージが終了するま
での一定時間を要するものである。これに対して、メモ
リセルが低いしきい値電圧を持つ場合には、データ線の
電位はそれより低い電位によりアドレス選択動作により
早いタイミングでプリチャージが完了するものである。
これにより、上記のような高いしきい値電圧を持つダミ
ーセルにより読み出し動作の終了を間接的にモニタする
ことができるものである。
The read operation of the memory array requires a certain time from the address selection operation to the end of the precharge of the data line when the above memory cell has a high threshold voltage. On the other hand, when the memory cell has a low threshold voltage, the potential of the data line is lower and the precharge is completed at an earlier timing by the address selection operation.
As a result, the end of the read operation can be indirectly monitored by the dummy cell having a high threshold voltage as described above.

【0043】図4には、上記タイミング信号DLにより
EPROMの低消費電力化を行う場合の一実施例の回路
状態遷移図が示されている。初期状態からメモリアクセ
スの開始により、データ線及びダミーデータ線のプリチ
ャージ、言い換えるなぱ、メモリセルとダミーセルの読
み出し動作が開始される。
FIG. 4 shows a circuit state transition diagram of an embodiment for reducing the power consumption of the EPROM by the timing signal DL. When the memory access is started from the initial state, the precharge of the data line and the dummy data line, in other words, the read operation of the memory cell and the dummy cell is started.

【0044】上記のようなアドレス選択動作に対応して
センスアンプが活性化させられる。このセンスアンプの
活性化により、タイミング発生回路も活性化させられて
データ出力確定のタイミング信号DLが発生させられ
る。このタイミング信号により、データラッチ動作が指
示されるとともに、センスアンプの動作が停止させられ
る。これにより、比較的大きな直流電流を消費するセン
スアンプが、メモリセルからの読み出し信号のセンスに
必要な短い時間だけしか動作しないので、低消費電力化
が可能になる。
The sense amplifier is activated in response to the address selection operation as described above. The activation of the sense amplifier also activates the timing generation circuit to generate the timing signal DL for determining the data output. The timing signal instructs the data latch operation and stops the operation of the sense amplifier. As a result, the sense amplifier, which consumes a relatively large DC current, operates only for a short period of time required for sensing the read signal from the memory cell, so that power consumption can be reduced.

【0045】図5には、この発明に係るERPOMが搭
載された1チップのマイクロコンピュータMCUの一実
施例のブロック図が示されている。同図において、破線
で囲まれた部分は1つの集積回路を構成し、ここに形成
された各回路ブロックは、公知の半導体集積回路の製造
技術によって単結晶シリコンのような1個の半導体基板
上において形成される。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a one-chip microcomputer MCU equipped with the ERPOM according to the present invention. In the figure, a portion surrounded by a broken line constitutes one integrated circuit, and each circuit block formed here is formed on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. Formed in.

【0046】記号CPUで示されているのは、マイクロ
プロセッサであり、その主要構成ブロックが代表として
例示的に示されている。Aはアキュムレータ、Xはイン
デックスレジスタ、CCはコンディションコードレジス
タ、SPはスタックポインタ、PCH,PCLはプログ
ラムカウンタ、CPU−CONTはCPUコントロー
ラ、ALUは算術論理演算ユニットである。このような
マイクロプロセッサCPUの構成は、例えば、(株)オ
ーム社から昭和53年4月10に発行された『マイクロ
コンピュータの基礎』矢田光治著によって公知であり、
その詳細な説明を省略する。
Denoted by the symbol CPU is a microprocessor, the main building blocks of which are shown representatively by way of example. A is an accumulator, X is an index register, CC is a condition code register, SP is a stack pointer, PCH and PCL are program counters, CPU-CONT is a CPU controller, and ALU is an arithmetic logic operation unit. The structure of such a microprocessor CPU is known from, for example, “Basics of Microcomputers” by Koji Yada, published by Ohm Co., Ltd. on April 10, 1978,
Detailed description thereof will be omitted.

【0047】記号PO1ないしPO4で示されているの
は、入出力ポートであり、その内部にデータ伝送方向レ
ジスタを含んでいる。上記入出力ポートPO3とPO4
は、8ビットづつのデータの入出力に用いられることの
他、後述するバスBUSに含まれるアドレス信号を外部
に送出する機能を持つ。例えば、入出力ポートPO3と
バスBUSとの間にマルチプレクサが設けられ、その切
り換えによって、データとアドレスとの切り換えが行わ
れる。入出力ポートPO4は、動作モードの設定に応じ
てデータ入出力ポート又はアドレス出力ポートになる。
Designated by the symbols PO1 to PO4 are input / output ports, which internally include data transmission direction registers. The input / output ports PO3 and PO4
Is used for inputting / outputting 8-bit data, and has a function of transmitting an address signal included in a bus BUS described later to the outside. For example, a multiplexer is provided between the input / output port PO3 and the bus BUS, and by switching the multiplexer, data and address are switched. The input / output port PO4 becomes a data input / output port or an address output port according to the setting of the operation mode.

【0048】上記入出力ポートPO2は、特に制限され
ないが、6つの端子からなり、そのデータディレクショ
ンレジスタにより入出力方向が決められる。6ビットの
出力バッファは3状態出力バッファになっており、入力
として使用する場合には、出力バッファは高インピーダ
ンス状態になる。入出力ポートPO2の4本の端子は、
リセット期間中モードプログラミング用に使用される。
リセット時のこの4つの端子のレベルは、入出力ポート
PO2のラッチ回路に保持される。上記4つの端子を用
いたモード設定の種類は、例えばシングルチップモー
ド、エクスパンディッドマルチプレックスモード、エク
スパンディッドノンマルチプレックスモードと、後述す
るようなテストモードである。このようなモードの識別
は、モード決定回路MODEにより行われる。
Although the input / output port PO2 is not particularly limited, it has six terminals, and the input / output direction is determined by its data direction register. The 6-bit output buffer is a 3-state output buffer, and when used as an input, the output buffer is in a high impedance state. The four terminals of the input / output port PO2 are
Used for mode programming during reset.
The levels of these four terminals at the time of reset are held in the latch circuit of the input / output port PO2. Types of mode setting using the above-mentioned four terminals are, for example, a single chip mode, an expanded multiplex mode, an expanded non-multiplex mode, and a test mode as described later. Such mode identification is performed by the mode determination circuit MODE.

【0049】記号OSCで示されているのは、発振回路
であり、特に制限されないが、外付される水晶振動子X
tal を利用して高精度の基準周波数信号を形成する。こ
の基準周波数信号により、マイクロプロセッサCPUに
おいて必要とされるクロックパルスが形成される。ま
た、上記基準周波数信号は、タイマーの基準時間パルス
としても用いられる。このタイマーは、カウンタCOU
T、プリスケーラPR及びコントローラCONTとによ
って構成される。このれらのタイマーには、ウォッチ・
ドック・タイマー回路も含まれる。
Reference symbol OSC indicates an oscillator circuit, which is not particularly limited, but is an externally attached crystal unit X.
tal is used to form a highly accurate reference frequency signal. This reference frequency signal forms the clock pulse required in the microprocessor CPU. The reference frequency signal is also used as the reference time pulse of the timer. This timer is a counter COU
It is composed of T, a prescaler PR and a controller CONT. Watch these timers
A dock timer circuit is also included.

【0050】記号RAMで示されているのは、ランダム
・アクセス・メモリであり、例えば一時データの記憶回
路、スタック領域又は汎用レジスタとして用いられる。
記号EPROMで示されているのは、前記図1ないし図
3で説明したようなイレーザブル&プログラマブル・リ
ード・オンリー・メモリであり、主として各種情報処理
のためのプログラム等が書込まれる。このEPROM
は、特に制限されないが、そのパッケージに消去用の窓
が設けられないことによって消去不能にされる。すなわ
ち、回路素子自体は、EPROMの構成を採るにも係わ
らず1回限りの書き込みしか行えないようにされる。
A random access memory is shown by the symbol RAM, and is used as, for example, a storage circuit for temporary data, a stack area, or a general-purpose register.
A symbol EPROM indicates an erasable & programmable read only memory as described with reference to FIGS. 1 to 3 and mainly stores programs for various information processing. This EPROM
Is not limited to, but is not erasable because the package has no erasure window. That is, the circuit element itself can be written only once even though it adopts the EPROM structure.

【0051】以上の各回路ブロックは、マイクロプロセ
ッサCPUを中心としバスBUSによって相互に接続さ
れている。このバスBUSには、データバスとアドレス
バス及び各種制御信号線とが含まれるものである。
The respective circuit blocks described above are connected to each other by a bus BUS centering on a microprocessor CPU. The bus BUS includes a data bus, an address bus, and various control signal lines.

【0052】インタラプト制御回路INTCは、割り込
み信号NMI,IRQに対する割り込み制御動作を行う
ものである。また、上記インタラプト制御回路INTC
には、ホールト制御回路やリセット制御回路を含ませる
ものであってもよい。この場合には、それに応じた入力
信号HALT,RES(図示せず)が供給される。ま
た、このような割り込み等の入力端子は、前記入出力ポ
ートPO1ないしPO4の中のいずれかの端子を共用す
るものとしてもよい。
The interrupt control circuit INTC performs an interrupt control operation for the interrupt signals NMI and IRQ. Also, the interrupt control circuit INTC
May include a halt control circuit or a reset control circuit. In this case, the corresponding input signals HALT and RES (not shown) are supplied. Further, the input terminal for such an interrupt may share any one of the input / output ports PO1 to PO4.

【0053】上記のような1チップのマイクロコンピュ
ータに搭載されるEPROMにおいても、前記のような
タイミング発生回路の搭載により、低消費電力化が可能
になるとともに、読み出し完了信号DLをマイクロプロ
セッサCPUに伝えて、読み出しデータの取り込みタイ
ミングや、次のアドレス指定の要求信号として利用する
ものであってもよい。
Even in the EPROM mounted on the one-chip microcomputer as described above, the power consumption can be reduced by mounting the timing generation circuit as described above, and the read completion signal DL is sent to the microprocessor CPU. Alternatively, it may be used as a read data fetch timing or as a request signal for the next address designation.

【0054】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) メモリアレイのワード線の選択レベルに対して
高いしきい値電圧を持つようにされたダミーセルに対し
て、メモリアレイと選択動作に同期して選択するダミー
選択回路を通して読み出し電流を供給するソース入力で
ゲート接地増幅MOSFETを含む初段増幅回路を設け
ることにより、ダミーセルが接続されたデータ線のプリ
チャージ電流が流れなくなることに応じて、増幅MOS
FETのドレイン出力が負荷等により電源電圧まで高く
なるので電源電圧の変動に影響されないで正確に読み出
し完了タイミングを検出することができるという効果が
得られる。
The functions and effects obtained from the above-mentioned embodiment are as follows. That is, (1) For a dummy cell having a high threshold voltage with respect to the selection level of the word line of the memory array, a read current is supplied through a dummy selection circuit that selects in synchronization with the memory array and the selection operation. By providing the first-stage amplifier circuit including the grounded-gate amplifier MOSFET at the source input to be supplied, the amplifier MOS is responded to when the precharge current of the data line to which the dummy cell is connected stops flowing.
Since the drain output of the FET rises to the power supply voltage due to the load or the like, there is an effect that the read completion timing can be accurately detected without being affected by the fluctuation of the power supply voltage.

【0055】(2) 上記(1)により、センスアンプ
の動作を制御することにより、低消費電力化を図ること
ができるという効果が得られる。
(2) By controlling the operation of the sense amplifier according to the above (1), it is possible to obtain an effect that the power consumption can be reduced.

【0056】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図1
においてバイアス回路を省略してもよい。その代わりに
負荷MOSFETQ8のゲートに定常的に回路の接地電
位を与えて抵抗素子として作用させればよい。あるい
は、インバータ回路の出力部にラッチ回路を設けて、タ
イミング信号DLをラッチさせるようにするものであっ
てもよい。この場合には、ノードN23の電位は、イン
バータ回路N1の論理しきい値電圧VLを超えるとその
電位に維持される。読み出し終了タイミング信号DL
は、センスアンプの動作の他にワード線やデータ線の選
択動作も停止させるようにするものであってもよい。す
なわち、メモリ全体を非活性化させるようにするもので
あってもよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention of the present application is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG.
In, the bias circuit may be omitted. Instead, the ground potential of the circuit may be constantly applied to the gate of the load MOSFET Q8 to act as a resistance element. Alternatively, a latch circuit may be provided at the output part of the inverter circuit to latch the timing signal DL. In this case, the potential of node N23 is maintained at that potential when it exceeds the logical threshold voltage VL of inverter circuit N1. Read end timing signal DL
May stop the operation of selecting the word line or the data line in addition to the operation of the sense amplifier. That is, the entire memory may be inactivated.

【0057】メモリセルは、前記のようなEPROMを
構成するもの他、ワード線の選択レベルに対して高いし
きい値電圧か低いしきい値電圧か持つようにされたもの
であればよい。それ故、本発明は、電気的に消去される
EEPROM(エレクトリカリ・イレーザブル&プログ
ラマブル・リード・オンリー・メモリ)や、マスクRO
M等のような半導体記憶装置に広く利用できるものであ
る。
The memory cell may be one which has the high threshold voltage or the low threshold voltage with respect to the selection level of the word line, in addition to the above-mentioned EPROM. Therefore, the present invention relates to an electrically erasable EEPROM (electrically erasable & programmable read only memory) and a mask RO.
It is widely applicable to semiconductor memory devices such as M.

【0058】[0058]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、メモリアレイのワード線の
選択レベルに対して高いしきい値電圧を持つようにされ
たダミーセルに対して、メモリアレイと選択動作に同期
して選択するダミー選択回路を通して読み出し電流を供
給するソース入力の増幅MOSFETを含む初段増幅回
路を設けることにより、ダミーセルが接続されたデータ
線のプリチャージ電流が流れなくなることに応じて、増
幅MOSFETのドレイン出力が負荷等により電源電圧
まで高くなるので電源電圧の変動に影響されないで正確
に読み出し完了タイミングを検出することができる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, for a dummy cell that has a high threshold voltage with respect to the selection level of the word line of the memory array, a source that supplies a read current through the dummy selection circuit that selects in synchronization with the memory array and the selection operation. By providing the first-stage amplifier circuit including the input amplification MOSFET, the drain output of the amplification MOSFET rises to the power supply voltage due to the load etc. in response to the precharge current of the data line to which the dummy cell is connected stops flowing, so the power supply voltage It is possible to accurately detect the read completion timing without being affected by the fluctuation of

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

【図1】この発明に係るEPROMに設けられるタイミ
ング発生回路の一実施例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a timing generation circuit provided in an EPROM according to the present invention.

【図2】その動作の一例を説明するための波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining an example of the operation.

【図3】この発明に係るEPROMの一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an EPROM according to the present invention.

【図4】この発明に係るEPROMの回路状態遷移図で
ある。
FIG. 4 is a circuit state transition diagram of the EPROM according to the present invention.

【図5】この発明に係るEPROMが搭載された1チッ
プマイクロコンピュータの一実施例を示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of a one-chip microcomputer equipped with the EPROM according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MARY…メモリアレイ、XADB…Xアドレスバッフ
ァ、YADB…Yアドレスバッファ、XDCR…Xアド
レスデコーダ、YDCR…Yアドレスデコーダ、PA…
初段増幅回路、CONT…制御回路、TG…タイミング
発生回路、CD…共通データ線、CCD…ダミー共通デ
ータ線、DOB…データ出力バッファ、DIB…データ
入力バッファ、CPU…マイクロプロセッサ、CPU−
CONT…CPUコントローラ、ALU…算術論理演算
ユニット、A…アキュムレータ、CC…コンディション
コードレジスタ、SP…スタックポインタ、PCH,P
CL…プログラムカウンタ、RAM…ランダ・アクセス
・メモリ、EPROM…イレーザブル&プログラマブル
・リード・オンリー・メモリ、INTC…インタラプト
制御回路、PO1〜PO4…入出力ポート、OSC…発
振回路、COUT…カウンタ、CONT…コントロー
ラ、PR…プリスケーラ、BUS…バス、MODE…モ
ード決定回路。
MARY ... Memory array, XADB ... X address buffer, YADB ... Y address buffer, XDCR ... X address decoder, YDCR ... Y address decoder, PA ...
First-stage amplifier circuit, CONT ... Control circuit, TG ... Timing generation circuit, CD ... Common data line, CCD ... Dummy common data line, DOB ... Data output buffer, DIB ... Data input buffer, CPU ... Microprocessor, CPU-
CONT ... CPU controller, ALU ... Arithmetic logic operation unit, A ... Accumulator, CC ... Condition code register, SP ... Stack pointer, PCH, P
CL ... Program counter, RAM ... Random access memory, EPROM ... Erasable & programmable read only memory, INTC ... Interrupt control circuit, PO1-PO4 ... Input / output ports, OSC ... Oscillation circuit, COUT ... Counter, CONT ... Controller, PR ... Prescaler, BUS ... Bus, MODE ... Mode decision circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 謙一 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 岩渕 勝 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichi Ishibashi, 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inventor, Musashi Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Masaru Iwabuchi 5 Kamimizumoto-cho, Kodaira, Tokyo 20-1 No. 1 In stock company Hitachi Ltd. Musashi factory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ワード線の選択レベルに対して低いしき
い値電圧か高いしきい値電圧かを持つようにされた記憶
素子がワード線とデータ線の交点にマトリックス配置さ
れてなるメモリアレイと、上記ワード線の選択レベルに
対して高いしきい値電圧を持つようにされたダミーセル
と、上記ダミーセルを上記メモリアレイと選択動作に同
期して選択するダミー選択回路と、このダミー選択回路
を通してダミーセルに対して読み出し電流を供給するソ
ース入力の増幅MOSFETを含む初段増幅回路と、こ
の増幅MOSFETのドレイン出力に基づいて読み出し
終了のタイミング信号を発生させる回路とを備えてなる
ことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A memory array in which storage elements having a low threshold voltage or a high threshold voltage with respect to a selected level of a word line are arranged in a matrix at intersections of the word line and the data line. , A dummy cell having a high threshold voltage with respect to the selection level of the word line, a dummy selection circuit for selecting the dummy cell in synchronization with the memory array and a selection operation, and a dummy cell through the dummy selection circuit. A semiconductor memory comprising: a first-stage amplifier circuit including a source-input amplification MOSFET for supplying a read current to the memory; and a circuit for generating a read end timing signal based on the drain output of the amplification MOSFET. apparatus.
【請求項2】 上記メモリアレイの選択されたメモリセ
ルに対して読み出し電流を供給する初段増幅回路は、ダ
ミーセルに対応した初段増幅回路と同等の回路から構成
されるものであることを特徴とする請求項1の半導体記
憶装置。
2. The first-stage amplifier circuit for supplying a read current to a selected memory cell of the memory array is composed of a circuit equivalent to the first-stage amplifier circuit corresponding to the dummy cell. The semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項3】 上記タイミング信号を発生させる回路
は、インバータ回路からなり、その出力信号はセンスア
ンプを含む上記2つの初段増幅回路の動作を停止させる
とともに上記センスアンプの出力信号を受けるデータ出
力回路に設けられるラッチ回路に対してデータラッチ動
作を指示するタイミング信号として利用されるものであ
ることを特徴とする請求項1又は請求項2の半導体記憶
装置。
3. A data output circuit, wherein the circuit for generating the timing signal comprises an inverter circuit, the output signal of which stops the operation of the two first-stage amplifier circuits including the sense amplifier and which receives the output signal of the sense amplifier. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is used as a timing signal for instructing a data latch operation to a latch circuit provided in.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7535053B2 (en) 1997-11-18 2009-05-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and electronic apparatus

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US7535053B2 (en) 1997-11-18 2009-05-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and electronic apparatus

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