JPH1131932A - メモリトランジスタを備えた半導体装置ならびに増幅回路及び増幅度可変方法ならびに記憶媒体 - Google Patents

メモリトランジスタを備えた半導体装置ならびに増幅回路及び増幅度可変方法ならびに記憶媒体

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JPH1131932A
JPH1131932A JP2078698A JP2078698A JPH1131932A JP H1131932 A JPH1131932 A JP H1131932A JP 2078698 A JP2078698 A JP 2078698A JP 2078698 A JP2078698 A JP 2078698A JP H1131932 A JPH1131932 A JP H1131932A
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conductive
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光彦 後藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 音声信号を代表する様々なアナログ信号処理
に用いられる可変増幅回路等に応用可能な、メモリトラ
ンジスタを備えた半導体装置を提供する。 【解決手段】 音声信号等の信号処理回路の基本構成要
素であるnMOS出力トランジスタ10,20を有する
差動増幅回路において、フローティング・ゲートを有す
る閾値電圧可変な不揮発性トランジスタであるnMOS
電流源トランジスタ60を設けることによりプログラム
可変増幅回路を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はメモリトランジスタ
を備えた半導体装置に関し、特に増幅度を可変可能なプ
ログラム可変増幅回路等に応用可能なメモリトランジス
タを備えた半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】音声信号を代表とする、様々なアナログ
信号処理の基本となる差動入力、単一出力の差動増幅回
路の一般的な回路構成を図7に示す。図7に示すように
一般的な差動増幅回路の回路構成では入力トランジスタ
1及び2は、入力電圧VIN1 、VIN2 に対して差動増幅
するように接続されている。
【0003】入力トランジスタ1及び2は、相互コンダ
クタンス可変の可変利得素子である。入力差動対を構成
する入力トランジスタ1及び2のソースは共通に接続さ
れ、制御電流電源素子である電流源トランジスタ5を介
して定電圧源VSSに接続されている。なお、図中ICC
電源電流を示している。
【0004】また、入力トランジスタ1及び2のドレイ
ンは、差動増幅回路の能動負荷となるカレントミラー回
路を構成するトランジスタ3及び4に接続され、差動対
の入力トランジスタ1、2の一方のドレインから電流I
OUT が出力される。また、カレントミラー回路を構成す
るトランジスタ3及び4のドレインは共通に接続され、
定電圧源VDDに接続されている。かかる構成の回路が全
てが集積化され差動増幅器を構成している。
【0005】この差動増幅回路の入出力特性は、 IOUT ∝(VIN1 −VIN2 +VOS)×ICC で概ね表され、電流源トランジスタで決められる電源電
流と差動入力電圧とで決定される。ここで、VOSは入力
トランジスタ1、2の閾値電圧の差であり、差動増幅回
路の入力オフセット電圧となる。
【0006】このような差動増幅回路の特性を可変にす
るために、フローティング・ゲートを有するトランジス
タを用いた例が特開昭63−3503号公報、および、
特開平4−192703号公報に開示されているが、い
ずれも差動入力トランジスタにフローティング・ゲート
を有するトランジスタを用いて、入力オフセット電圧ゼ
ロを実現している。
【0007】これらの場合、差動増幅回路の入出力特性
は、 IOUT ∝(VIN1 −VIN2 )×ICC となる。そのため、入力オフセット電圧はゼロとなり、
原点のずれはなくなるため信号範囲のずれは抑えられ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
音声信号では人間には周波数ゼロHzの音は聞こえない
ので、音声信号を増幅する回路では入力オフセット電圧
をゼロに制御して得られる直流信号は意味を持たない。
すなわち、音声信号処理回路の機能に関しては、従来の
入力オフセット電圧をゼロにする制御機能より増幅回路
としての増幅度を変化させる得る機能が重要である。
【0009】そこで、増幅回路としての増幅度を変化さ
せるために、フィードバック構成によって、利得がプロ
グラム可変の増幅回路が提供されている。しかしなが
ら、従来のフィードバック構成によると、出力が電圧に
なるので、電流に変換するために別途回路を組み込む必
要があり、増幅回路が複雑になるといった問題があっ
た。
【0010】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、音声信号を代表とする様々なア
ナログ信号処理に用いられる可変増幅回路等に応用可能
なメモリトランジスタを備えた半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第1の差動増幅回路、第1のカレントミラー回路と第1
の制御電流電源回路とを備えた半導体装置であって、前
記第1の差動増幅回路は、入力差動対を構成する少なく
とも2つの第1のトランジスタと第2のトランジスタと
を含み、前記第1のトランジスタは、第1のゲートと、
第1の導電領域と第2の導電領域からなる一対の導電領
域とを備え、前記第2のトランジスタは、第2のゲート
と、第3の導電領域と第4の導電領域からなる一対の導
電領域とを備え、前記第1のカレントミラー回路は、第
3のトランジスタと第4のトランジスタとを備え、前記
第3のトランジスタは、第3のゲートと、第5の導電領
域と第6の導電領域からなる一対の導電領域とを備え、
前記第4のトランジスタは、第4のゲートと、第7の導
電領域と第8の導電領域からなる一対の導電領域とを備
え、前記第1の導電領域と第5の導電領域は第1の配線
層を介して接続され、前記第3の導電領域と第7の導電
領域は第2の配線層を介して接続され、前記第6の導電
領域と前記第8の導電領域は、第3の配線層を介して第
1の定電圧源に接続され、前記第2の導電領域と前記第
4の導電領域は、少なくとも第4の配線層、前記第1の
制御電流電源回路及び第5の配線層を介して第2の定電
圧源に接続され、前記第3のゲート、前記第4のゲート
及び前記第5の導電領域は、第6の配線層を介して接続
され、前記第1の制御電流電源回路は、第1の不揮発性
メモリトランジスタを含み、前記第1の不揮発性メモリ
トランジスタは、少なくとも第1の制御ゲートと、第1
の電荷蓄積層と、第9の導電領域と第10の導電領域か
らなる一対の導電領域とを備える。
【0012】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第9の導電領域が前記第4の配線層を介して前
記第2、第4の導電領域に接続され、前記第10の導電
領域が前記第5の配線層を介して前記第2の定電圧源に
接続されている。
【0013】本発明の半導体装置の一態様例において
は、少なくとも前記第1、第2の導電領域の一方がソー
ス、他方が、ドレインとして機能し、少なくとも前記第
3、第4の導電領域の一方がソース、他方が、ドレイン
として機能し、少なくとも前記第5、第6の導電領域の
一方がソース、他方が、ドレインとして機能し、少なく
とも前記第7、第8の導電領域の一方がソース、他方
が、ドレインとして機能し、少なくとも前記第9、第1
0の導電領域の一方がソース、他方が、ドレインとして
機能する。
【0014】本発明の半導体装置の一態様例において
は、第2の差動増幅回路、第2のカレントミラー回路と
第2の制御電流電源回路とを更に備え、前記第2の差動
増幅回路は、入力差動対を構成する少なくとも2つの第
5のトランジスタと第6のトランジスタとを含み、前記
第5のトランジスタは、第5のゲートと、第11の導電
領域と第12の導電領域からなる一対の導電領域とを備
え、前記第6のトランジスタは、第6のゲートと、第1
3の導電領域と第14の導電領域からなる一対の導電領
域とを備え、前記第2のカレントミラー回路は、第7の
トランジスタと第8のトランジスタとを備え、前記第7
のトランジスタは、第7のゲートと、第15の導電領域
と第16の導電領域からなる一対の導電領域とを備え、
前記第8のトランジスタは、第8のゲートと、第17の
導電領域と第18の導電領域からなる一対の導電領域と
を備え、前記第2の差動増幅回路と前記第2のカレント
ミラー回路の接続は、前記第11の導電領域と第15の
導電領域は、第6の配線層を介して接続され、前記第1
3の導電領域と第17の導電領域は、第7の配線層を介
して接続され、前記第16の導電領域と前記第18の導
電領域は、第8の配線層を介して第3の定電圧源に接続
され、前記第12の導電領域と前記第14の導電領域
は、少なくとも第9の配線層、前記第2の制御電流電源
回路及び第10の配線層を介して第4の定電圧源に接続
され、前記第3のゲート、前記第4のゲート及び前記第
5の導電領域は第11の配線層を介して接続され、前記
第1のゲートと前記5のゲートが、遅延回路を介して接
続されている。
【0015】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第9の導電領域が前記第4の配線層を介して前
記第2、第4の導電領域に接続され、前記第10の導電
領域が前記第5の配線層を介して前記第2の定電圧源に
接続され、前記第2の制御電流電源回路は、第2の不揮
発性メモリトランジスタを含み、前記第2の不揮発性メ
モリトランジスタは、少なくとも第2の制御ゲートと、
第2の電荷蓄積層と、第19の導電領域と第20の導電
領域からなる一対の導電領域とを備えている。
【0016】本発明の半導体装置の一態様例において
は、少なくとも前記第9の配線層を介して、前記第19
の導電領域が、前記12の導電領域及び前記第14の導
電領域と接続され、少なくとも前記第10の配線層を介
して、前記第20の導電領域が、前記第4の定電圧源に
接続されている。
【0017】本発明の半導体装置の一態様例において
は、少なくとも前記第1、2のゲートのどちらか一方
が、遅延回路と接続されている。
【0018】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第2の配線層と前記第7の配線層は、第11の
配線層を介して接続されている。
【0019】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1の不揮発性メモリトランジスタの閾値を、
可変可能にする閾値可変手段とを更に備えている。
【0020】本発明の半導体装置は、少なくとも差動増
幅回路、第1の制御電流電源回路とを備えた半導体装置
であって、前記差動増幅回路は、少なくとも1つのトラ
ンジスタを備え、前記トランジスタは、ゲートと一対の
第1の導電領域とを備え、前記第1の導電領域の一方の
導電領域は、少なくとも第1の配線層、前記制御電流電
源回路及び第2の配線層を介して定電圧源に接続され、
前記制御電流電源回路は、不揮発性メモリトランジスタ
を備え、前記不揮発性メモリトランジスタは、制御ゲー
トと、電荷蓄積層と、一対の第2の導電領域とを備え、
前記不揮発性メモリトランジスタの閾値を可変可能にす
る閾値可変手段を備えている。
【0021】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1、第2のトランジスタの少なくとも一方の
トランジスタが、不揮発性メモリトランジスタである。
【0022】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1、第2、第5、第6のトランジスタの少な
くとも1つのトランジスタが、不揮発性メモリトランジ
スタである。
【0023】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記トランジスタが、不揮発性メモリトランジスタ
である。
【0024】本発明の半導体装置は、入力信号に対して
差動増幅するように接続された差動入力トランジスタ対
と、前記差動入力トランジスタ対に接続された電流源と
を有し、前記電流源は、不揮発性メモリトランジスタを
備えている。
【0025】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記差動入力トランジスタ対の少なくとも一方のト
ランジスタが不揮発性メモリトランジスタである。
【0026】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記差動入力トランジスタ対と前記不揮発性メモリ
トランジスタとの間に接続され、前記不揮発性メモリト
ランジスタのドレイン電圧上昇を抑制する第1のトラン
ジスタを備えている。
【0027】本発明の半導体装置の一態様例において
は、第2のトランジスタを介して前記不揮発性メモリト
ランジスタと前記第1のトランジスタが接続されてい
る。
【0028】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1の不揮発性メモリトランジスタの閾値を可
変可能にする閾値可変手段とを備えている。
【0029】本発明の半導体装置の一態様例において
は、前記第1の制御ゲート、前記第1、第2の導電領域
の各々に所定の電圧を印加する電圧印加手段を有し、前
記電圧印加手段は、前記電荷蓄積層における電荷の蓄積
状態を段階的に変化させる電荷蓄積可変手段を更に備え
ている。
【0030】本発明の半導体装置は、増幅回路と、前記
増幅回路の増幅度を可変する可変増幅手段を有し、前記
可変増幅手段がメモリトランジスタを備え、前記メモリ
トランジスタは、制御ゲートと、電荷蓄積層と、ソース
とドレインとを備え、前記制御ゲート、前記ソースと前
記ドレインの各々に所定の電圧を印加する電圧印加手段
を備えており、前記電圧印加手段は、前記電荷蓄積層に
おける電荷の蓄積状態を段階的に変化させる電荷蓄積可
変手段とを更に備えている。
【0031】本発明の半導体装置は、メモリトランジス
タを備えた可変抵抗器を有し、前記メモリトランジスタ
は、制御ゲートと、電荷蓄積層と、ソースとドレインを
備え、前記制御ゲート、前記ソースと前記ドレインの各
々に所定の電圧を印加する電圧印加手段を備えており、
前記電圧印加手段は、前記電荷蓄積層における電荷の蓄
積状態を段階的に変化させる電荷蓄積可変手段とを更に
備えている。
【0032】本発明の半導体装置の一態様例において、
前記メモリトランジスタは、MNOS型、マスクROM
型、EEPROM型、EPROM型、PROM型、フラ
ッシュ不揮発性メモリの内の少なくともいずれか一つで
ある。
【0033】本発明の半導体装置の一態様例において
は、読み出し保護用トランジスタを備え、前記読み出し
保護用トランジスタは、第9のゲートと、第21の導電
領域と第22の導電領域からなる一対の導電領域とを備
え、少なくとも前記第4の配線層を介して前記2の導電
領域と第4の導電領域と前記21の導電領域が接続され
ており、少なくとも第12の配線を介して前記第9の導
電領域と前記第22の導電領域が接続されている。
【0034】本発明の半導体装置の一態様例において
は、読み出し保護用トランジスタと、選択トランジスタ
とを備え、前記読み出し保護用トランジスタは、第9の
ゲートと、第21の導電領域と第22の導電領域からな
る一対の導電領域とを備えており、前記選択トランジス
タは、第10のゲートと、第23の導電領域と第24の
導電領域からなる一対の導電領域とを備え、前記第4の
配線層を介して前記2の導電領域及び前記第4の導電領
域と前記21の導電領域が接続され、第12の配線層を
介して前記第22の導電領域と前記第23の導電領域が
接続され、第13の配線層を介して前記第9の導電領域
と前記第24の導電領域が接続されている。
【0035】本発明の半導体装置は、不揮発性メモリト
ランジスタを含む増幅回路を備えた半導体装置であっ
て、前記不揮発性メモリトランジスタは、制御ゲート
と、電荷蓄積層と、第1の導電領域と第2の導電領域か
らなる一対の導電領域とを備えている。
【0036】本発明の半導体装置の一態様例において
は、保護用トランジスタを有し、前記保護用トランジス
タは、ゲートと、第3の導電領域と第4の導電領域から
なる一対の導電領域とを備え、前記第1の導電領域と前
記第4の導電領域は第1の配線層を介して接続され、前
記第2の導電領域は少なくとも第2の配線層を介して第
1の定電圧源に接続され、前記第3の導電領域は少なく
とも第3の配線層を介して第2の定電圧源に接続されて
いる。
【0037】本発明の半導体装置は、増幅回路とカレン
トミラー回路を備えた半導体装置であって、前記増幅回
路は、不揮発性メモリトランジスタと第1のトランジス
タを含み、前記不揮発性メモリトランジスタは、制御ゲ
ートと、電荷蓄積層と、第1の導電領域と第2の導電領
域からなる一対の導電領域とを備え、前記第1のトラン
ジスタは、第1のゲートと、第3の導電領域と第4の導
電領域からなる一対の導電領域とを備え、前記カレント
ミラー回路は、第2のトランジスタと第3のトランジス
タとを備え、前記第2のトランジスタは、第2のゲート
と、第5の導電領域と第6の導電領域からなる一対の導
電領域とを備え、前記第3のトランジスタは、第3のゲ
ートと、第7の導電領域と第8の導電領域からなる一対
の導電領域とを備え、前記第1の導電領域と前記第5の
導電領域は第1の配線層を介して接続され、前記第3の
導電領域と前記第7の導電領域は第2の配線層を介して
接続され、前記第6の導電領域と前記第8の導電領域は
少なくとも第3の配線層を介して第1の定電圧源に接続
され、前記第2の導電領域と前記第4の導電領域は少な
くとも第4の配線層を介して第2の定電圧源に接続さ
れ、前記第3のゲート、前記第4のゲート及び前記第5
の導電領域は第5の配線層を介して接続されている。
【0038】本発明の半導体装置の一態様例において
は、同調回路を更に備え、前記同調回路の出力端と前記
第1のゲートが少なくとも第5の配線層を介して接続さ
れ、前記増幅回路が高周波増幅回路として機能する。
【0039】本発明の増幅回路は、2つの入力信号に対
して差動増幅するように接続された差動入力トランジス
タと、前記トランジスタに接続された電流源トランジス
タとからなる差動増幅回路を備えた増幅回路において、
前記電流源トランジスタが不揮発性メモリトランジスタ
である。
【0040】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記不揮発性メモリトランジスタがフローティング・ゲ
ートを有する。
【0041】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記差動入力トランジスタが不揮発性メモリトランジス
タである。
【0042】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記差動入力トランジスタである不揮発性メモリトラン
ジスタがフローティング・ゲートを有する。
【0043】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記差動入力トランジスタと前記電流源トランジスタが
読み出し保護用トランジスタを介して接続されている。
【0044】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記電流源トランジスタと前記読み出し保護用トランジ
スタが選択トランジスタを介して接続されている。
【0045】本発明の増幅回路は、差動増幅回路と前記
差動増幅回路の能動負荷となるカレントミラー回路を備
えた増幅回路であって、前記差動増幅回路は、入力差動
対を構成する少なくとも2つの第1のトランジスタと第
2のトランジスタとを含み、前記第1のトランジスタ
は、第1の導電領域と第2の導電領域からなる一対の導
電領域とを備え、前記第2のトランジスタは、第3の導
電領域と第4の導電領域からなる一対の導電領域とを備
え、前記カレントミラー回路は、第3のトランジスタと
第4のトランジスタとを備え、前記第3のトランジスタ
は、第5の導電領域と第6の導電領域からなる一対の導
電領域とを備え、前記第4のトランジスタは、第7の導
電領域と第8の導電領域からなる一対の導電領域とを備
え、前記第1の導電領域と第5の導電領域は第1の配線
層を介して接続され、前記第3の導電領域と第7の導電
領域は第2の配線層を介して接続され、前記第6の導電
領域と前記第8の導電領域は、第3の配線層を介して第
1の定電圧源に接続され、前記第2の導電領域と前記第
4の導電領域は、少なくとも第4の配線層、制御電流制
限素子として機能する不揮発性メモリトランジスタ及び
第5の配線層を介して第2の定電圧源に接続され、前記
第3の導電領域に電流出力用第6の配線層が接続され、
前記第3のゲート、前記第4のゲート及び前記第5の導
電領域は第7の配線層を介して接続されている。
【0046】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記不揮発性メモリトランジスタは、少なくとも制御ゲ
ートと、電荷蓄積層と、第9の導電領域と第10の導電
領域からなる一対の導電領域とを備えている。
【0047】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記増幅回路はさらに読み出し保護用トランジスタを備
え、前記読み出し保護用トランジスタは第11の導電領
域と前記第12の導電領域からなる一対の導電領域とを
備え、前記第2の導電領域と前記第4の導電領域は前記
第4の配線層を介して前記第11の導電領域に接続さ
れ、前記第12の導電領域は第6の配線層を介して前記
第9の導電領域に接続されている。
【0048】本発明の増幅回路の一態様例においては、
前記増幅回路は更に選択トランジスタを備え、前記選択
トランジスタは第13の導電領域と前記第14の導電領
域からなる一対の導電領域とを備え、前記第9の導電領
域が第7の配線層を介して前記第13の導電領域に接続
されている。
【0049】本発明の増幅度可変方法は、2つの入力信
号に対して差動増幅するように接続された差動入力トラ
ンジスタと、前記差動入力トランジスタに接続された電
流源トランジスタである不揮発性メモリトランジスタ
と、前記差動入力トランジスタと前記電流源トランジス
タとの間に接続された選択トランジスタとを備えた半導
体装置の増幅度可変方法であって、前記電流源トランジ
スタのゲート電圧を所定の第1の電圧にし、前記選択ト
ランジスタの一対の導電領域のいずれかを所定の第2の
電圧にして前記電流源トランジスタの閾値を所定値にす
る。
【0050】本発明の増幅度可変方法の一態様例におい
ては、前記第2の電圧を段階的に変化させて前記電流源
トランジスタの電荷蓄積層における電荷の蓄積状態を段
階的に変化させる。
【0051】本発明の記憶媒体は、2つの入力信号に対
して差動増幅するように接続された差動入力トランジス
タと、前記差動入力トランジスタに接続された電流源ト
ランジスタである不揮発性メモリトランジスタと、前記
差動入力トランジスタと前記電流源トランジスタとの間
に接続された選択トランジスタとを備えた半導体装置の
増幅度可変方法の手順をコンピュータに実行させるため
のプログラムを格納した記憶媒体であって、前記プログ
ラムは、前記電流源トランジスタのゲート電圧を所定の
第1の電圧にする第1のプログラムコード手段と、前記
選択トランジスタの一対の導電領域のいずれかを所定の
第2の電圧にして前記電流源トランジスタの閾値を所定
値にする第2のプログラムコード手段とを備えている。
【0052】本発明の記憶媒体の一態様例においては、
前記プログラムは更に前記第2の電圧を段階的に変化さ
せて前記電流源トランジスタの電荷蓄積層における電荷
の蓄積状態を段階的に変化させる第3のプログラムコー
ド手段とを備えている。
【0053】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の不揮発性トラン
ジスタを備えた半導体装置の実施形態を図面を参照しな
がら説明する。
【0054】図1は、本発明の第1の実施形態に係るプ
ログラム可変増幅回路の要部構成図である。本実施形態
の差動増幅回路ではnMOS入力トランジスタ10及び
20は入力電圧VIN1 、VIN2 に対して差動増幅するよ
うに接続されている。nMOS入力トランジスタ10及
び20は不揮発性トランジスタでも良く、また相互コン
ダクタンス可変の可変利得素子でも良い。
【0055】入力差動対を構成するnMOS入力トラン
ジスタ10及び20のドレインは、差動増幅回路の能動
負荷となるカレントミラー回路を構成するpMOSトラ
ンジスタ30及び40に接続され、差動対のnMOS入
力トランジスタ10、20の一方のドレインから電流I
OUT が出力される。また、カレントミラー回路のpMO
Sトランジスタ30及び40のソース部は共通に接続さ
れ定電圧源VDDに接続されている。
【0056】また、nMOS入力トランジスタ10及び
20のソースは共通に接続され読み出し保護用nMOS
トランジスタ50及び制御電流電源素子であるnMOS
電流源トランジスタ60を介して定電圧源VSSに接続さ
れている。なお、nMOS電流源トランジスタ60は、
フローティング・ゲートを有する不揮発性トランジスタ
である。また、電流源トランジスタ60と読み出し保護
用トランジスタ50との接続部分に、nMOS選択トラ
ンジスタ70が接続されている。かかる構成の回路が全
て集積化され差動増幅器を構成している。
【0057】MOSトランジスタは例えば特開昭63ー
81858号公報に開示されている。さらに、nMOS
電流源トランジスタ60に用いるフローティング・ゲー
トを有する不揮発性トランジスタは例えば特開昭平6ー
268181号公報に開示されている。各トランジスタ
のソース、ドレインは不純物拡散層により成り、上記説
明したソース、ドレインの接続は回路が集積化された状
態では不純物拡散層同志が各不純物拡散層上に形成され
た配線層を介して接続される。これらの配線層を介して
の不純物拡散層の接続は後述する各実施形態でも同様で
あり、容易に理解できるのでそれらの図示は省略する。
なお、不純物拡散層以外の導電膜によって導電領域を構
成してもよい。
【0058】なお、pMOSトランジスタ30、40を
nMOS型にしてその他のトランジスタをpMOS型に
しても良い。この場合は当然定電圧源VDD,VSSを入れ
替える。
【0059】書込み電圧発生回路72により、nMOS
選択トランジスタ70を介してnMOS電流源トランジ
スタ60に加えられる書き込み電圧Vwrt を制御して、
nMOS電流源トランジスタ60の閾値電圧Vtfg の値
を所望の値に設定する。
【0060】フローティング・ゲートを有する不揮発性
トランジスタであるnMOS電流源トランジスタ60の
閾値電圧Vtfg を変化させることで、電源電流ICCが可
変となる。これによって、差動増幅回路の増幅度(利
得)を変化させる。
【0061】次に、前記構成に基づいて動作を説明す
る。この増幅回路の動作時は、バイアス電圧発生回路7
1により、読み出し保護用nMOSトランジスタ50の
ゲート電圧VBIAS2 を“H”にして、読み出し保護用n
MOSトランジスタ50をオンにする。
【0062】また、nMOS選択トランジスタ70のゲ
ート電圧Selは“L”でnMOS選択トランジスタ7
0はオフになっている。
【0063】nMOS入力トランジスタ10及び20へ
の入力電圧をそれぞれVIN1 及びV IN2 とし、電源電流
をICC、出力電流をIOUT とすると、回路の入出力特性
は、 IOUT ∝(VIN1 −VIN2 +VOS)×ICC で概ね表される。ここで、VOSはnMOS入力トランジ
スタ10、20の閾値電圧の差であり、差動増幅回路の
入力オフセット電圧である。
【0064】フローティング・ゲートを有するnMOS
電流源トランジスタ60のゲート電圧及び閾値電圧をそ
れぞれVBIAS1 、Vtfg で表すと、電源電流ICCは、 IOUT ∝(VBIAS1 −Vtfg 2 で表される。
【0065】フローティング・ゲートを有する電流源ト
ランジスタ60の閾値電圧Vtfg を変化させることで、
前記電源電流ICCを可変できる。したがって、入出力特
性は、 IOUT ∝(VIN1 −VIN2 +VOS)×(VBIAS1 −V
tfg 2 で表され、閾値電圧Vtfg を変化させることで、増幅度
をプログラム可変できる。
【0066】入力オフセット電圧VOSはゼロではない
が、例えば音声信号では人間には周波数ゼロHzの音は
聞こえないので、音声信号増幅回路に本発明の増幅回路
を用いる場合は入力オフセット電圧VOSをゼロにする必
要は必ずしもない。入力オフセット電圧VOSをゼロにす
る必要があれば、差動入力のnMOSトランジスタ1
0、20をフローティング・ゲートを有するトランジス
タにすることで容易に入力オフセット電圧VOSはをゼロ
にできる。
【0067】この場合、差動増幅回路の入出力特性は、 IOUT ∝(VIN1 −VIN2 )×ICC となる。そのため、入力オフセット電圧VOSははゼロと
なり、原点のずれはなくなるため信号範囲のずれは抑え
られる。
【0068】また、この回路では、nMOS電流源トラ
ンジスタ60と、差動入力トランジスタ10、20との
間に読み出し保護用nMOSトランジスタ50を挿入し
てある。この読み出し保護用nMOSトランジスタ50
はゲート接地で動作させることによって、フローティン
グ・ゲートを有するnMOS電流源トランジスタ60の
ドレイン電圧が高くなることを抑制できる。このため、
「リード・ディスターブ」と呼ばれる、読み出し動作に
よるフローティテング・ゲートを有するnMOS電流源
トランジスタ60の閾値変化、すなわち、増幅度の変化
を抑制することができる。これにより、記憶保持不良
(増幅度の変動)が抑制される。
【0069】フローティング・ゲートを有するnMOS
電流源トランジスタ60の閾値電圧Vtfg を変化させる
時は、バイアス電圧発生回路71により、nMOS電流
源トランジスタ60のゲート電圧VBIAS1 を“H”にし
てトランジスタ60をオンにし、読み出し保護用nMO
Sトランジスタ50のゲート電圧VBIAS2 を“L”にし
て読み出し保護用nMOSトランジスタ50をオフにす
る。そしてnMOS選択トランジスタ70のゲート電圧
Selを“H”にしてnMOS電流源トランジスタ60
に書き込み動作をさせる。そして書き込み電圧発生回路
72により、nMOS電流源トランジスタ60の書き込
み電圧Vwrt を制御することで、nMOSトランジスタ
60のフローティング・ゲート( 電荷蓄積層)に蓄積さ
れる電荷量を制御して、トランジスタ60の閾値電圧V
tfg の値を所望の値に設定できる。なお、バイアス電圧
発生回路71、書き込み電圧発生回路72は例えば特開
平6ー282992号公報に開示されているプログラム
回路を用いることができる。これにより多値の書き込み
電圧を発生してフローティング・ゲートの電荷の蓄積状
態を段階的に変化させることができる。
【0070】以上のように、第1実施形態の構成によれ
ば、フローティング・ゲートを有する閾値電圧可変な不
揮発性トランジスタであるnMOS電流源トランジスタ
60を設けることにより増幅度がプログラム可変となる
ので、音声信号等の信号処理回路の基本構成要素である
差動増幅回路において、プログラム可変増幅回路を実現
できる。また、本実施形態では、読み出し動作によるフ
ローティング・ゲートを有するnMOS電流源トランジ
スタ60の閾値変化を抑制することができるため、増幅
度の変化を抑えることができる。
【0071】次に、本発明の第2の実施形態を図2及び
図3を用いて説明する。図2及び図3は、第1の実施形
態の差動増幅回路を用いたフィルタ回路であり音声信号
処理回路等に用いることができる。図2に回路図を示
し、図3にその機能ブロック図を示す。
【0072】図2の80、81、…8Nは図1に示した
差動増幅回路を示し、91、92、…9Nは所定の単位
時間だけ信号を遅延させるための遅延回路を示してい
る。
【0073】図1を参照して説明した各差動増幅回路の
nMOS入力トランジスタ10への入力電圧VIN、フロ
ーティング・ゲートを有するnMOS電流源トランジス
タ60のゲート電圧VBIAS1 、読み出し保護用nMOS
トランジスタ50のゲート電圧VBIAS2 、nMOS選択
トランジスタ70のゲート電圧Se1の信号線はそれぞ
れN個全ての差動増幅回路で共通であるが、nMOS電
流源トランジスタ60への書込電圧Vwrt は1つの差動
増幅回路につき1本の信号となっている。
【0074】次に、前記構成に基づいて動作を説明す
る。動作時は、読み出し保護用nMOSトランジスタ5
0のゲート電圧VBIAS2 が“H”であり、読み出し保護
用nMOSトランジスタ50がオンの状態になってい
る。また、nMOS選択トランジスタ70のゲート電圧
Selは“L”であり、nMOS選択トランジスタ70
はオフの状態になっている。
【0075】各々の差動増幅回路の増幅度を変化させる
ときは読み出し保護用nMOSトランジスタ50のゲー
ト電圧VBIAS2 を“L”にし、nMOS選択トランジス
タ70のゲート電圧Se1を“H”にして、nMOS電
流源トランジスタ60に書き込み動作をさせる。その際
に、各々の差動増幅回路へ与える書き込み電圧、nMO
S電流源トランジスタ60の書き込み電圧Vwrt を制御
することで、各々の差動増幅回路の増幅度を所望の値に
設定する。
【0076】フィルタ回路の出力信号IOUT は、入力信
号VINが第1の差動増幅回路80で増幅されて出力され
た信号IOUT と、第1の遅延回路91で単位時間(△
t)だけ遅延された入力信号が第2の差動増幅回路81
で増幅されて出力された信号と、第2の遅延回路92で
単位時間(△t)だけ遅延された入力信号が(図示され
ない)差動増幅回路(82)で増幅されて出力された信
号と、…第nの遅延回路9Nで単位時間(△t)だけ遅
延された入力信号が差動増幅回路8Nで増幅されて出力
された信号の和となる。
【0077】この動作をわかりやすくブロック図で表し
たのが図3である。ここで、Iin、Out、及び△t
は、それぞれ入力電流、出力信号、差動増幅回路及び一
定の遅延時間を示す。信号をZ変換して表すと、出力信
号は下記の式で表される。
【0078】
【数1】
【0079】この動作は、時間方向のみを離散化した、
いわゆる離散時間系のアナログFIR(Finite
Impulse Response:有限インパルス応
答)フィルタである。FIRフィルタは、基本的なフィ
ルタであり、第2の実施形態で示した回路は汎用性が高
く、信号処理全般に使用できる。
【0080】なお、図2の各々の差動増幅回路の増幅度
を変えることで、異なる特性のフィルタを実現すること
ができ、様々な信号処理を1つの回路で行うことができ
るため、回路の簡単化が計れる。
【0081】第1、第2の実施形態では本発明の特徴で
ある閾値可変な不揮発性トランジスタによるプログラマ
ブル増幅回路を差動増幅回路に用いたが、その他の増幅
回路にも用いることができる。
【0082】以下に、本発明のプログラマブル増幅回路
を高周波回路に用いた例を示す。本発明の第3実施形態
を示す図4において、閾値可変なnMOS不揮発性トラ
ンジスタ100のソースが定電圧源VSSに接続され、ド
レインがnMOSトランジスタ101のソースに接続さ
れる。nMOSトランジスタ101のドレインが負荷抵
抗102の一端に接続され、負荷抵抗102の他端が定
電圧源VDDに接続される。
【0083】閾値可変なnMOS不揮発性トランジスタ
100のゲートに与えられた高周波入力信号は負荷抵抗
102とnMOSトランジスタ101の接続点より取り
出される。nMOSトランジスタ101はゲートに所定
の一定電圧Vrdが与えられて、nMOSトランジスタ1
00のドレイン電圧が高くなることを抑制する。これに
より、nMOSトランジスタ100の閾値変化、すなわ
ち、増幅度の変動を抑制する。なお負荷抵抗102に換
えて不揮発性トランジスタを用いても良い。
【0084】さらに、本発明の第4実施形態を示す図5
及び図6においては、図5に示す増幅回路が、図6に示
す高周波回路の高周波(RF)増幅器230に用いられ
る。
【0085】図5において、nMOS出力トランジスタ
231のソースが定電圧源VSSに接続され、ドレインが
pMOSトランジスタ235のドレインに接続される。
pMOSトランジスタ235のソースは定電圧源VDD
接続され、ゲートがpMOSトランジスタ234のゲー
トに接続される。pMOSトランジスタ234のソース
は定電圧源VDDに接続され、ドレインがゲートと共に閾
値可変な不揮発性nMOSトランジスタ232のドレイ
ンに接続される。不揮発性pMOSトランジスタ232
のソースは定電圧源VSSに接続される。pMOSトラン
ジスタ234、235はnMOS出力トランジスタ23
1の能動負荷となるトランジスタ対を形成するが、これ
らのトランジスタは不揮発性トランジスタでも良い。
【0086】図6において、入力端子200に与えられ
た高周波信号がアンテナ同調回路210、高周波同調回
路220、高周波増幅器230で周波数選択増幅され、
局部発信器同調回路240により同調された局部発信器
250の出力信号と共にミキサー260に与えられる。
ミキサー260からの中間周波出力信号が中間周波フィ
ルタ(IFT )270を介して出力端子280より取り出
される。
【0087】アンテナ同調回路210から図5に示す高
周波増幅器230のnMOS出力トランジスタ231の
ゲートに与えられた高周波信号はnMOS出力トランジ
スタ231のドレインから取り出される。ここで、閾値
可変な不揮発性nMOSトランジスタ232のゲートに
与えられるバイアス電圧VBIASを変えることにより、高
周波増幅器230の増幅度を変えることができる。
【0088】図4及び図5においてもpMOS, nMO
Sトランジスタを入れ替えることができる。当然この場
合も定電圧源VDD,VSSを入れ替える。
【0089】以上説明したように本発明では閾値可変な
不揮発性トランジスタを用い増幅器の増幅度をプログラ
マブルにしたことが特徴の一つである。
【0090】なお、特開昭63ー81852号公報には
チャネル領域の一部に反転層の形成を妨げる不純物注入
領域を形成しソース・ドレイン間の電流量を制御するこ
とによりプログラム可能なMOSトランジスタを開示し
ているが本発明のように増幅器の増幅度をプログラマブ
ルにすることについては述べられていない。
【0091】また、特開平2ー260298号公報、特
開平6ー268181号公報には不揮発性トランジスタ
の閾値を制御することが開示されているが、いずれも多
値メモリへの応用であり、本発明のように閾値可変な不
揮発性トランジスタを用い増幅器の増幅度をプログラマ
ブルにしたことについては述べられていない。
【0092】第1、第2実施形態ではフローティングゲ
ートを有する不揮発性トランジスタを用いたが、不揮発
性トランジスタであればMNOS、マスクROM, EE
PROM, EPROM, PROM, フラッシュ不揮発性
メモリ等のメモリセルトランジスタでも良い。
【0093】なお、上述した各実施形態の機能を実現す
るように各種のデバイスを動作させるように、各種のデ
バイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュ
ータに対し、各実施形態の機能を実現するためのソフト
ウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムある
いは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格
納されたプログラムに従って各種デバイスを動作させる
ことによって実施したものも本発明の範疇に入る。
【0094】この場合、ソフトウェアのプログラムコー
ド自体が上述した実施形態の機能を実現することにな
り、そのプログラムコード自体及びそのプログラムコー
ドをコンピュータに供給するための手段、例えばプログ
ラムコードを格納した図1の記憶媒体74は本発明を構
成する。
【0095】記憶媒体74はバイアス電圧発生器71、
書き込み電圧発生器72に接続された記憶再生装置73
により、格納されているプログラムコードが読み出さ
れ、バイアス電圧発生器71、書き込み電圧発生器72
を構成するコンピュータを動作させる。なお、プログラ
ムコードを記憶する記憶媒体74としては、例えばフロ
ッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気
ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性メモ
リ、ROM等を用いることができる。
【0096】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば制
御電流電源素子として機能する不揮発性トランジスタも
用いることにより、簡単な構成でプログラマブル増幅回
路が実現できる。さらに増幅部と不揮発性トランジスタ
との間に不揮発性トランジスタの閾値変化即ち増幅度の
変化を抑止するトランジスタを挿入することにより変動
が小さく高速な信号処理回路を実現できる。
【0097】さらに本発明によれば、上記プログラマブ
ル増幅回路で差動増幅回路を構成して増幅度が可変な音
声信号などの信号処理回路を実現できる。さらに、この
プログラマブル増幅回路で構成した差動増幅回路を複数
段結合し、各々の差動増幅回路の増幅度を変えることに
より、異なる特性のフィルタを実現できる。
【0098】さらに第1、第2実施形態では閾値可変な
不揮発性トランジスタの差動増幅器への応用について開
示したが、これらに限らず、例えば従来アナログ回路で
使用されている可変抵抗器に換えて本発明の閾値可変な
不揮発性トランジスタを用いることによりアナログ回路
の集積化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るプログラム可変増
幅回路の要部を示す構成図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係る差動増幅回路を
用いた音声信号処理回路図である。
【図3】図2に示す音声信号処理回路の機能ブロック図
である。
【図4】本発明の第3の実施形態に係る高周波増幅回路
の要部を示す構成図である。
【図5】本発明の第4の実施形態に係る高周波増幅回路
の要部を示す構成図である。
【図6】図6に示す高周波増幅回路を用いた高周波回路
のブロック図である。
【図7】従来の差動増幅回路の概略構成図である、
【符号の説明】
1,2 入力トランジスタ 3,4 トランジスタ 5 電流源トランジスタ 10,20 nMOS出力トランジスタ 30,40 pMOSトランジスタ 50 読み出し保護用nMOSトランジスタ 60 nMOS電流源トランジスタ 70 nMOS選択トランジスタ 71 バイアス電圧発生回路 72 書き込み電圧発生回路 73 記憶再生装置 74 記憶媒体 80,81,8N 差動増幅回路 91,92,9N 遅延回路 100 nMOSトランジスタ 101 nMOS不揮発性トランジスタ 200 入力端子 210 アンテナ同調回路 220 高周波同調回路 230 高周波増幅器 231 nMOS出力トランジスタ 232 不揮発性nMOSトランジスタ 234,235 pMOSトランジスタ 240 局部発振器同調回路 250 局部発振器 260 ミキサー 270 中間周波フィルタ 280 出力端子

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の差動増幅回路、第1のカレントミ
    ラー回路と第1の制御電流電源回路とを備えた半導体装
    置であって、 前記第1の差動増幅回路は、入力差動対を構成する少な
    くとも2つの第1のトランジスタと第2のトランジスタ
    とを含み、 前記第1のトランジスタは、第1のゲートと、第1の導
    電領域と第2の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記第2のトランジスタは、第2のゲートと、第3の導
    電領域と第4の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記第1のカレントミラー回路は、第3のトランジスタ
    と第4のトランジスタとを備え、 前記第3のトランジスタは、第3のゲートと、第5の導
    電領域と第6の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記第4のトランジスタは、第4のゲートと、第7の導
    電領域と第8の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記第1の導電領域と第5の導電領域は第1の配線層を
    介して接続され、 前記第3の導電領域と第7の導電領域は第2の配線層を
    介して接続され、 前記第6の導電領域と前記第8の導電領域は、第3の配
    線層を介して第1の定電圧源に接続され、 前記第2の導電領域と前記第4の導電領域は、少なくと
    も第4の配線層、前記第1の制御電流電源回路及び第5
    の配線層を介して第2の定電圧源に接続され、 前記第3のゲート、前記第4のゲート及び前記第5の導
    電領域は、第6の配線層を介して接続され、 前記第1の制御電流電源回路は、第1の不揮発性メモリ
    トランジスタを含み、 前記第1の不揮発性メモリトランジスタは、少なくとも
    第1の制御ゲートと、第1の電荷蓄積層と、第9の導電
    領域と第10の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    えることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第9の導電領域が前記第4の配線層
    を介して前記第2、第4の導電領域に接続され、 前記第10の導電領域が前記第5の配線層を介して前記
    第2の定電圧源に接続されることを特徴とする請求項1
    に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 少なくとも前記第1、第2の導電領域の
    一方がソース、他方が、ドレインとして機能し、 少なくとも前記第3、第4の導電領域の一方がソース、
    他方が、ドレインとして機能し、 少なくとも前記第5、第6の導電領域の一方がソース、
    他方が、ドレインとして機能し、 少なくとも前記第7、第8の導電領域の一方がソース、
    他方が、ドレインとして機能し、 少なくとも前記第9、第10の導電領域の一方がソー
    ス、他方が、ドレインとして機能することを特徴とする
    請求項1に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 第2の差動増幅回路、第2のカレントミ
    ラー回路と第2の制御電流電源回路とを更に備え、 前記第2の差動増幅回路は、入力差動対を構成する少な
    くとも2つの第5のトランジスタと第6のトランジスタ
    とを含み、 前記第5のトランジスタは、第5のゲートと、第11の
    導電領域と第12の導電領域からなる一対の導電領域と
    を備え、 前記第6のトランジスタは、第6のゲートと、第13の
    導電領域と第14の導電領域からなる一対の導電領域と
    を備え、 前記第2のカレントミラー回路は、第7のトランジスタ
    と第8のトランジスタとを備え、 前記第7のトランジスタは、第7のゲートと、第15の
    導電領域と第16の導電領域からなる一対の導電領域と
    を備え、 前記第8のトランジスタは、第8のゲートと、第17の
    導電領域と第18の導電領域からなる一対の導電領域と
    を備え、 前記第2の差動増幅回路と前記第2のカレントミラー回
    路の接続は、 前記第11の導電領域と第15の導電領域は、第6の配
    線層を介して接続され、 前記第13の導電領域と第17の導電領域は、第7の配
    線層を介して接続され、 前記第16の導電領域と前記第18の導電領域は、第8
    の配線層を介して第3の定電圧源に接続され、 前記第12の導電領域と前記第14の導電領域は、少な
    くとも第9の配線層、前記第2の制御電流電源回路及び
    第10の配線層を介して第4の定電圧源に接続され、 前記第3のゲート、前記第4のゲート及び前記第5の導
    電領域は第11の配線層を介して接続され、 前記第1のゲートと前記5のゲートが、遅延回路を介し
    て接続されることを特徴とする請求項1に記載の半導体
    装置。
  5. 【請求項5】 前記第9の導電領域が前記第4の配線層
    を介して前記第2、第4の導電領域に接続され、 前記第10の導電領域が前記第5の配線層を介して前記
    第2の定電圧源に接続され、 前記第2の制御電流電源回路は、第2の不揮発性メモリ
    トランジスタを含み、 前記第2の不揮発性メモリトランジスタは、少なくとも
    第2の制御ゲートと、第2の電荷蓄積層と、第19の導
    電領域と第20の導電領域からなる一対の導電領域とを
    備えることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 少なくとも前記第9の配線層を介して、
    前記第19の導電領域が、前記12の導電領域及び前記
    第14の導電領域と接続され、 少なくとも前記第10の配線層を介して、前記第20の
    導電領域が、前記第4の定電圧源に接続されることを特
    徴とする請求項5に記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 少なくとも前記第1、2のゲートのどち
    らか一方が、遅延回路と接続されることを特徴とする請
    求項1に記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記第2の配線層と前記第7の配線層
    は、第11の配線層を介して接続されることを特徴とす
    る請求項4〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
  9. 【請求項9】 前記第1の不揮発性メモリトランジスタ
    の閾値を、可変可能にする閾値可変手段とを更に備える
    ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の
    半導体装置。
  10. 【請求項10】 少なくとも差動増幅回路、第1の制御
    電流電源回路とを備えた半導体装置であって、 前記差動増幅回路は、少なくとも1つのトランジスタを
    備え、 前記トランジスタは、ゲートと一対の第1の導電領域と
    を備え、 前記第1の導電領域の一方の導電領域は、少なくとも第
    1の配線層、前記制御電流電源回路及び第2の配線層を
    介して定電圧源に接続され、 前記制御電流電源回路は、不揮発性メモリトランジスタ
    を備え、 前記不揮発性メモリトランジスタは、制御ゲートと、電
    荷蓄積層と、一対の第2の導電領域とを備え、 前記不揮発性メモリトランジスタの閾値を可変可能にす
    る閾値可変手段を備えることを特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項11】 前記第1、第2のトランジスタの少な
    くとも一方のトランジスタが、不揮発性メモリトランジ
    スタであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1
    項に記載の半導体装置。
  12. 【請求項12】 前記第1、第2、第5、第6のトラン
    ジスタの少なくとも1つのトランジスタが、不揮発性メ
    モリトランジスタであることを特徴とする請求項4〜6
    及び8のいずれか1項に記載の半導体装置。
  13. 【請求項13】 前記トランジスタが、不揮発性メモリ
    トランジスタであることを特徴とする請求項10に記載
    の半導体装置。
  14. 【請求項14】 入力信号に対して差動増幅するように
    接続された差動入力トランジスタ対と、 前記差動入力トランジスタ対に接続された電流源とを有
    し、 前記電流源は、不揮発性メモリトランジスタを備えたこ
    とを特徴とする半導体装置。
  15. 【請求項15】 前記差動入力トランジスタ対の少なく
    とも一方のトランジスタが不揮発性メモリトランジスタ
    であることを特徴とする請求項14に記載の半導体装
    置。
  16. 【請求項16】 前記差動入力トランジスタ対と前記不
    揮発性メモリトランジスタとの間に接続され、前記不揮
    発性メモリトランジスタのドレイン電圧上昇を抑制する
    第1のトランジスタを備えることを特徴とする請求項1
    4又は15に記載の半導体装置。
  17. 【請求項17】 第2のトランジスタを介して前記不揮
    発性メモリトランジスタと前記第1のトランジスタが接
    続されることを特徴とする請求項16に記載の半導体装
    置。
  18. 【請求項18】 前記第1の不揮発性メモリトランジス
    タの閾値を可変可能にする閾値可変手段とを備えること
    を特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  19. 【請求項19】 前記第1の制御ゲート、前記第1、第
    2の導電領域の各々に所定の電圧を印加する電圧印加手
    段を有し、 前記電圧印加手段は、前記電荷蓄積層における電荷の蓄
    積状態を段階的に変化させる電荷蓄積可変手段を更に備
    えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  20. 【請求項20】 増幅回路と、前記増幅回路の増幅度を
    可変する可変増幅手段を有し、 前記可変増幅手段がメモリトランジスタを備え、 前記メモリトランジスタは、制御ゲートと、電荷蓄積層
    と、ソースとドレインとを備え、 前記制御ゲート、前記ソースと前記ドレインの各々に所
    定の電圧を印加する電圧印加手段を備えており、 前記電圧印加手段は、前記電荷蓄積層における電荷の蓄
    積状態を段階的に変化させる電荷蓄積可変手段とを更に
    備えたことを特徴とする半導体装置。
  21. 【請求項21】 メモリトランジスタを備えた可変抵抗
    器を有し、 前記メモリトランジスタは、制御ゲートと、電荷蓄積層
    と、ソースとドレインを備え、 前記制御ゲート、前記ソースと前記ドレインの各々に所
    定の電圧を印加する電圧印加手段を備えており、 前記電圧印加手段は、前記電荷蓄積層における電荷の蓄
    積状態を段階的に変化させる電荷蓄積可変手段とを更に
    備えたことを特徴とする半導体装置。
  22. 【請求項22】 前記メモリトランジスタは、MNOS
    型、マスクROM型、EEPROM型、EPROM型、
    PROM型、フラッシュ不揮発性メモリの内の少なくと
    もいずれか一つであることを特徴とする請求項20又は
    21に記載の半導体装置。
  23. 【請求項23】 読み出し保護用トランジスタを備え、 前記読み出し保護用トランジスタは、第9のゲートと、
    第21の導電領域と第22の導電領域からなる一対の導
    電領域とを備え、 少なくとも前記第4の配線層を介して前記2の導電領域
    と第4の導電領域と前記21の導電領域が接続されてお
    り、 少なくとも第12の配線を介して前記第9の導電領域と
    前記第22の導電領域が接続されることを特徴とする請
    求項1に記載の半導体装置。
  24. 【請求項24】 読み出し保護用トランジスタと、選択
    トランジスタとを備え、 前記読み出し保護用トランジスタは、第9のゲートと、
    第21の導電領域と第22の導電領域からなる一対の導
    電領域とを備えており、 前記選択トランジスタは、第10のゲートと、第23の
    導電領域と第24の導電領域からなる一対の導電領域と
    を備え、 前記第4の配線層を介して前記2の導電領域及び前記第
    4の導電領域と前記21の導電領域が接続され、 第12の配線層を介して前記第22の導電領域と前記第
    23の導電領域が接続され、 第13の配線層を介して前記第9の導電領域と前記第2
    4の導電領域が接続されることを特徴とする請求項1に
    記載の半導体装置。
  25. 【請求項25】 不揮発性メモリトランジスタを含む増
    幅回路を備えた半導体装置であって、 前記不揮発性メモリトランジスタは、制御ゲートと、電
    荷蓄積層と、第1の導電領域と第2の導電領域からなる
    一対の導電領域とを備えることを特徴とする半導体装
    置。
  26. 【請求項26】 保護用トランジスタを有し、 前記保護用トランジスタは、ゲートと、第3の導電領域
    と第4の導電領域からなる一対の導電領域とを備え、 前記第1の導電領域と前記第4の導電領域は第1の配線
    層を介して接続され、 前記第2の導電領域は少なくとも第2の配線層を介して
    第1の定電圧源に接続され、 前記第3の導電領域は少なくとも第3の配線層を介して
    第2の定電圧源に接続されることを特徴とする請求項2
    5に記載の半導体装置。
  27. 【請求項27】 増幅回路とカレントミラー回路を備え
    た半導体装置であって、 前記増幅回路は、不揮発性メモリトランジスタと第1の
    トランジスタを含み、 前記不揮発性メモリトランジスタは、制御ゲートと、電
    荷蓄積層と、第1の導電領域と第2の導電領域からなる
    一対の導電領域とを備え、 前記第1のトランジスタは、第1のゲートと、第3の導
    電領域と第4の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記カレントミラー回路は、第2のトランジスタと第3
    のトランジスタとを備え、 前記第2のトランジスタは、第2のゲートと、第5の導
    電領域と第6の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記第3のトランジスタは、第3のゲートと、第7の導
    電領域と第8の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記第1の導電領域と前記第5の導電領域は第1の配線
    層を介して接続され、 前記第3の導電領域と前記第7の導電領域は第2の配線
    層を介して接続され、 前記第6の導電領域と前記第8の導電領域は少なくとも
    第3の配線層を介して第1の定電圧源に接続され、 前記第2の導電領域と前記第4の導電領域は少なくとも
    第4の配線層を介して第2の定電圧源に接続され、 前記第3のゲート、前記第4のゲート及び前記第5の導
    電領域は第5の配線層を介して接続されることを特徴と
    する半導体装置。
  28. 【請求項28】 同調回路を更に備え、前記同調回路の
    出力端と前記第1のゲートが少なくとも第5の配線層を
    介して接続され、前記増幅回路が高周波増幅回路として
    機能することを特徴とする請求項27に記載の半導体装
    置。
  29. 【請求項29】 2つの入力信号に対して差動増幅する
    ように接続された差動入力トランジスタと、前記トラン
    ジスタに接続された電流源トランジスタとからなる差動
    増幅回路を備えた増幅回路において、 前記電流源トランジスタが不揮発性メモリトランジスタ
    であることを特徴とする増幅回路。
  30. 【請求項30】 前記不揮発性メモリトランジスタがフ
    ローティング・ゲートを有することを特徴とする請求項
    29に記載の増幅回路。
  31. 【請求項31】 前記差動入力トランジスタが不揮発性
    メモリトランジスタであることを特徴とする請求項29
    に記載の増幅回路。
  32. 【請求項32】 前記差動入力トランジスタである不揮
    発性メモリトランジスタがフローティング・ゲートを有
    することを特徴とする請求項31に記載の増幅回路。
  33. 【請求項33】 前記差動入力トランジスタと前記電流
    源トランジスタが読み出し保護用トランジスタを介して
    接続されることを特徴とする請求項29に記載の増幅回
    路。
  34. 【請求項34】 前記電流源トランジスタと前記読み出
    し保護用トランジスタが選択トランジスタを介して接続
    されることを特徴とする請求項33に記載の増幅回路。
  35. 【請求項35】 差動増幅回路と前記差動増幅回路の能
    動負荷となるカレントミラー回路を備えた増幅回路であ
    って、 前記差動増幅回路は、入力差動対を構成する少なくとも
    2つの第1のトランジスタと第2のトランジスタとを含
    み、 前記第1のトランジスタは、第1の導電領域と第2の導
    電領域からなる一対の導電領域とを備え、 前記第2のトランジスタは、第3の導電領域と第4の導
    電領域からなる一対の導電領域とを備え、 前記カレントミラー回路は、第3のトランジスタと第4
    のトランジスタとを備え、 前記第3のトランジスタは、第5の導電領域と第6の導
    電領域からなる一対の導電領域とを備え、 前記第4のトランジスタは、第7の導電領域と第8の導
    電領域からなる一対の導電領域とを備え、 前記第1の導電領域と第5の導電領域は第1の配線層を
    介して接続され、 前記第3の導電領域と第7の導電領域は第2の配線層を
    介して接続され、 前記第6の導電領域と前記第8の導電領域は、第3の配
    線層を介して第1の定電圧源に接続され、 前記第2の導電領域と前記第4の導電領域は、少なくと
    も第4の配線層、制御電流制限素子として機能する不揮
    発性メモリトランジスタ及び第5の配線層を介して第2
    の定電圧源に接続され、 前記第3の導電領域に電流出力用第6の配線層が接続さ
    れ、 前記第3のゲート、前記第4のゲート及び前記第5の導
    電領域は第7の配線層を介して接続されることを特徴と
    する増幅回路。
  36. 【請求項36】 前記不揮発性メモリトランジスタは、
    少なくとも制御ゲートと、電荷蓄積層と、第9の導電領
    域と第10の導電領域からなる一対の導電領域とを備え
    ることを特徴とする請求項35に記載の増幅回路。
  37. 【請求項37】 前記増幅回路はさらに読み出し保護用
    トランジスタを備え、 前記読み出し保護用トランジスタは第11の導電領域と
    前記第12の導電領域からなる一対の導電領域とを備
    え、 前記第2の導電領域と前記第4の導電領域は前記第4の
    配線層を介して前記第11の導電領域に接続され、 前記第12の導電領域は第6の配線層を介して前記第9
    の導電領域に接続されることを特徴とする請求項36に
    記載の増幅回路。
  38. 【請求項38】 前記増幅回路は更に選択トランジスタ
    を備え、 前記選択トランジスタは第13の導電領域と前記第14
    の導電領域からなる一対の導電領域とを備え、 前記第9の導電領域が第7の配線層を介して前記第13
    の導電領域に接続されることを特徴とする請求項36に
    記載の増幅回路。
  39. 【請求項39】 2つの入力信号に対して差動増幅する
    ように接続された差動入力トランジスタと、前記差動入
    力トランジスタに接続された電流源トランジスタである
    不揮発性メモリトランジスタと、前記差動入力トランジ
    スタと前記電流源トランジスタとの間に接続された選択
    トランジスタとを備えた半導体装置の増幅度可変方法で
    あって、 前記電流源トランジスタのゲート電圧を所定の第1の電
    圧にし、 前記選択トランジスタの一対の導電領域のいずれかを所
    定の第2の電圧にして前記電流源トランジスタの閾値を
    所定値にする増幅度可変方法。
  40. 【請求項40】 前記第2の電圧を段階的に変化させて
    前記電流源トランジスタの電荷蓄積層における電荷の蓄
    積状態を段階的に変化させることを特徴とする請求項3
    9に記載の増幅度可変方法。
  41. 【請求項41】 2つの入力信号に対して差動増幅する
    ように接続された差動入力トランジスタと、前記差動入
    力トランジスタに接続された電流源トランジスタである
    不揮発性メモリトランジスタと、前記差動入力トランジ
    スタと前記電流源トランジスタとの間に接続された選択
    トランジスタとを備えた半導体装置の増幅度可変方法の
    手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを格
    納した記憶媒体であって、 前記プログラムは、 前記電流源トランジスタのゲート電圧を所定の第1の電
    圧にする第1のプログラムコード手段と、 前記選択トランジスタの一対の導電領域のいずれかを所
    定の第2の電圧にして前記電流源トランジスタの閾値を
    所定値にする第2のプログラムコード手段とを備えたこ
    とを特徴とする記憶媒体。
  42. 【請求項42】 前記プログラムは更に前記第2の電圧
    を段階的に変化させて前記電流源トランジスタの電荷蓄
    積層における電荷の蓄積状態を段階的に変化させる第3
    のプログラムコード手段とを備えたことを特徴とする請
    求項41に記載の記憶媒体。
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