JPS58208990A - 記憶装置 - Google Patents

記憶装置

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JPS58208990A
JPS58208990A JP57090604A JP9060482A JPS58208990A JP S58208990 A JPS58208990 A JP S58208990A JP 57090604 A JP57090604 A JP 57090604A JP 9060482 A JP9060482 A JP 9060482A JP S58208990 A JPS58208990 A JP S58208990A
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JP
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memory cell
amplifier
reference voltage
power supply
potential
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JP57090604A
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Kiyokazu Hashimoto
潔和 橋本
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/06Sense amplifiers; Associated circuits, e.g. timing or triggering circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • G11C16/28Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体記憶装置に関するものである。
絶縁ゲート金持つ電気的に書き込み可能な読み出し専用
メモリー(以下、EFROMと記す)の読み出し状態を
示すブロック図を第1図に示す。
一般に、メモリーセルには、書き込み状態と非書き込み
状態とがある。書き込み状態のしきい値(VT)は、読
み出し時に、ゲート電極に印加される電圧よpも高い。
そのため、このメモリーセルを選択した場合、メモリー
セルは非導通状態(OFF)  となる。今、これを“
0゛が記憶されていると定義する。非書き込み状態のメ
モリーセルを選択した場合、メモリーセルは導通状態(
ON)となる。これを“1″が記憶されていると定義す
る。
第1図において、今、アドレス線X1とアドレス線Y1
によp、メモリーセルM1が選択されたとTる。メモリ
ーセルMIK″0″が記憶されている時、点りの電位1
Voff(L)、点Mの電位をVoff(M)  とす
る。
一方、アドレス線X2. アドレス線YIKよp1メモ
リーセルM2が選択され、このメモリーセルM2に“1
″が記憶されている時1点りの電位をYon (L )
、点Mの電位’iVOn(M、lとする。増幅器1は、
前記■off(L)  とVon(L)の電位差を増幅
している。点りにはディジット線がつながっているので
、大きな容量がついている。比較検出器3は、メモリー
セルに“0“が書き込まれている時の点Mの電位Vof
f(M)  と基準電圧発生回路2で得られた基準電圧
VaBF’に比較し、(1)式の関係が成り立っている
時は、メモリーセルに“0′が書き込まれていると判断
し1点Mの電位と基準電圧との差を増幅し、出力バラフ
ッ4’i通して、出力Voに0”が出力される。
Voff (M )> VBIP + a  ・・−=
  (1)(α;比較検出器が検出可能な最小の電位差
)一方、メモリーセルに“1″が書き込まれている時も
同様に2点Mの電位Yon(M)と基準電圧発生回路2
で得られた基準電圧Vigyと比較し、(2)式の関係
が成シ立ちている時は、メモリーセルに“1“が書き込
まれていると判断し、点Mの電位と、基準電圧との差を
増幅して、出方バッファ4全通して、出力Voに1“が
出力される。
Von(M) +ci<VnBv  −=−=  (2
)(α:比較検出器が検出可能な最小の電位差)以上述
べたよりに、EPROMが正常動作するが否かは、基準
電圧が前記(1)、 (2)式の関係を満足するか否か
にかかつている。従って、製造上のばらつき、電源電圧
の変動に対して、安定な基準電圧を作ることが必要であ
る。
第2図は、従来技術にょるEPROMの一部回路図であ
る。MOS トランジスタTrzo、 Trxz。
Trzx、 Trzs、 Tr141”j第1 図K>
lj ルN@ak構成−Tるものである。MOSトラン
ジスタTr15は、ゲート電極にアドレス線Yllが入
力される選択用トランジスタである。MOSトランジス
タTr16. Trxyは共にメモリーセルである。今
、・説明を簡単にするために、トランジスタTrt6に
は“0”が書き込まれており、トランジスタTr17に
は“1”が書き込まれているとする。以上、トランジス
タTrxo、 Trll、 Trz2. Trxa、 
Trz4゜Trts、 Trls、 Tri7で構成さ
れる部分回路を第2図中Aとする。トランジスタTra
、 Tri、 Trs。
T re、 T r7も増幅器を構成し、Aにおける増
幅器と同じ特性をもつ。トランジスタTr8は、トラン
ジスタTr15と同じ特性をもつもので、ゲート電極に
は、選択時のYllの信号(電源電圧)が印加されてい
る。トランジスタTr9は、メモリーセルと同じ構造と
特性をもつトランジスタ(以下、ダミーセルと記憶)で
あり、ゲート電極にはディプレッション型MOSトラン
ジスタであるトランジスタTr1とTrz の抵抗分割
によって得られる電圧が印加されており、  )ランジ
スタTr9に流れる電流を制限している。以上、トラン
ジスタ’1’ r 1゜Trz、 Tra、 Tr4.
 Trs、 ’I’r6. Try で構成される部分
回路を第2図中Bとする。
従来例の動作全第2図、第3図金円いて説明する。今、
アドレス線Xll、 Yllによりメモリーセル’l’
 116が選択されたとする。Trz6には、“0゛が
書き込まれているのでしきい値(VT)は、通常電源電
圧以上になっているので電源電圧がアドレス線Xllに
印加されてもT[16が導通しない為にこの時の点りの
電位■o(off)は(3)式で表わされる。
VD(of f )=VCC−VT 12 (■txz
 :Trlzのしきい値)・・・・・・ (3) 一方、アドレス線、 X21. Yllにより、メモリ
ーセルT[17が選択ちれたとする。’frxtには°
“1“が書き込まれているので電源電圧がアドレス線X
21に印加され几場合、通常しきい値(VT )は電源
電圧以下であるので、Triフは導通する。
こo時の点Dot位VD(On)は、 Tri2.Tr
lLTrt4. Trts、 Trxrの抵抗によって
決まる値となる。Bにおける点Eの電位は、点Fの電位
が電源電圧以下である為に“1“が貫き込まれたメモリ
ーセルを選んだ時に流れる電流に比べてTr。
に流れる電流が少なくなるために、点Eの電位VRBF
Iは、“0″が書き込まれたメモリーセル全還んだ場合
の点りの電位Vo(off)の値と“1“が書き込まれ
たメモリーセル全還んだ場合の点りの電位Vn(on)
  の値の間に設定される。
第3図は選択されtメモリーセルに“θ″が書き込まれ
ている場合の点りの電位Vn(off)と。
選択され几メモリーセルに“1″が書き込まれている場
合の点りの電位Vn(on)と、Bの基準電圧発生回路
より得られた基準電圧vRBF1の電源電圧依存性を示
したものである。
第3図に従い、電源電圧會0から順次上昇さした時の点
りの電位VD(OffハV D (on )点E(7)
電位vRIIrl の値について説明する。
アドレス線により“0“が書き込まれているメモリーセ
ルが選択され九場合(3)式の様に、Vn(off):
VCC−■Ttsとなる。電源電圧を“θ″′が書き込
まれているメモリーセルのしきい値(VTMO)よりも
大きくすると(3)式の曲線に乗らなくなるが、この電
圧は通常高いので第3図には示していない。
アドレス線により、01″が書き込まれているメモリー
セルが選択された場合、電源電圧がメモリーセルのしき
い値(VTM)より大きくなると、メモリーセルが導通
状態となるため5点りの電位Vn(on)  は、電源
電圧全上昇するに従い、 VD(off) の曲線で表
わされる値とかけ離れていしVD(Off)の直線と比
べて傾きの小さな曲線で近似できる。
一方、ダミーセルのゲート電極には、電源電圧より低い
電圧が印加されるのでvRIiFl  の値の電源電圧
依存性會示した場合、しきい値(Vt)が高くなったよ
うに見える。この等制約なしきい直音VT!/  とす
る。電源電圧がVr&より少し高い間は。
ダミーセルの導電度が悪いので、電源電圧を上昇しても
点Eの電位は■p(Off)の曲線で表わされる値に近
く、VD(Off)の値とVRIIFIの値の差音比較
検出器で検出することができなくなる。(Pの領域)さ
らに電源電圧?上昇していくと比較検出器が正常動作す
る。(Qの領域)しかし、電源電圧ゲ上昇していくに従
い、第2図BのT 、 2の導電度の増加よりも、T[
1の導電度の増加が大きい為に1点Fの電位が急激に上
昇する。このため、点Eの電位は今度は、Vo(on)
の直線で麦わされる値に近づき、比較検出器は、 VR
i+rxの1直と。
Vt+(On)の値の差を検出することができなくなる
(凡の領域9 以上述べたように、従来技術音用いt本例では。
基準電圧金床い電源電圧の範囲で適切に設定することが
難しくt  EPROMが正常動作する最低の電圧■c
cmisは、“0“が書き込まれtメモリーセルを選択
した時に制限され、最高の電圧Vccmは。
“1″が書き込まれているメモリーセルを選択し比時に
制限される結果とな凱片方を良くしようとしても、もう
一方が悪くなるという欠点がある。
本発明の目的は、前述の欠点を除去し、容易に設定でキ
、シかも広い電源電圧の範囲で正常動作する比較検出器
の基準電圧発生回路全提供するものである。
本発明の記憶装置は、複数個のメモリーセルを含み、前
記メモリーセル凱Xアドレス線とXアドレス線により、
1つのメモリーセル金選択し。
前記メモリーセルに接続されるゲイジ、ソト線の電圧が
、選択されたメモリーセルの記憶内容に応じて変化する
ことにより、記憶内容を判断し、前記ディジ・・・ト線
の電圧を増幅する第1の増幅器と、前記メモリーセルか
ら成る第1の部分回路と、前記メモリーセルと同じ構造
と特性音もち、ゲート電極には、選択時のXアドレス線
と同じ電圧が印加される素子を含み、前記第1の増幅器
と同じ特性をもつ第2の増幅器の出力部と、定電圧源と
の間にそう人された複数個の抵抗性素子から成り。
前記複数個の抵抗性素子の接続点から出力全敗り出した
基準電圧発生回路と、差動増幅器を含み。
前記第1の部分回路の前記第1の増幅器の出力を。
前記差動増幅器の入力とし、前記基準電圧発生回路の出
力を、前記差動増幅器の基準電圧入力としたことを特徴
とする特 第4図は、本発明による実施例金示す回路図である。左
側Aの部分は、第2図Aの部分と同じものである。トラ
ンジスタTr2o、 Trzs、 Trzz。
Trzs、 Tr24  で構成される増幅器は、Aの
トランジスタTrlo、 Trxx、 Trtz、 T
rt3.Tr14で構成される増幅器と同じ特性音もつ
ものである。
トランジスタT r2sはAにおけるT ri5と同じ
特性をもつものであり、ゲート電極には、選択時のYl
l  の信号(電源電圧〕が印加されている。
Tr26はAにおけるT[16等のメモリーセルと同じ
構造と特性をもつダミーセルでゲート電極には選択時の
X 11等の信号(電源電圧〕が印加されている。トラ
ンジスタTrz7. Trzs は抵抗が大きいディプ
レッション型MO8)ランジスタである。
トランジスタ’przeはAにおけるトランジスタT 
rx2と同じ特性をもつトランジスタである。
本発明による実施例の動作を第4図、第5図を用いて説
明する。
Aの出力電圧Vo(on)、VD(off)k得る部分
は、第2図と同じ構成であるので、説明全省略する。C
において点Hの電位V’aは、八において“1“が書き
込まれているメモリーセルi”rtyi選んだ時の点り
の電位VD(on)とほぼ同じ値である。又5点Gの電
位Voは、Aにおいて°l OIIが書き込まれたメモ
リーセルTr16i選んだ時の点りの電位Vo(off
)とほぼ同じ値である。なぜなら、Aにおいて、“oo
が書き込まれたメモリーセルを選んだ場合は、メモリー
セルのゲートに印加される信号が印加されても、メモリ
ーセルは導通状態とならないのでメモリーセルには電流
が流れない。従って1点りの電位は(3)式で表わされ
る値となるが、この値は%AのTrxzと同じ特性をも
つCのTrzsで表わされるトランジスタ1つで近似す
ることによシ得られる。Trzy、 Trzsは。
点Hの電位VHQ値と、点Gの電位VoO値全抵抗分割
するtめに用いるディプレッション型MOSトランジス
タであり、 Trzrの抵抗をR1,Trzaの抵抗I
R2とし友場合、点Iの電位、 VRIF2は(4)式
のように表わされる。
■も2 VH+RI V。
第5図は、第3図と同様に1選択されたメモリーセルに
“0“が書き込まれている場合の点りの出力電圧Vn(
off )と1選択されたメモリーセルに“1′″が書
き込まれている場合の点りの出力電圧VD(On)と、
本発明のCの基準電圧発生回路より得られた基準電圧’
J RIF2 の電源電圧依存性を示したものである。
図中、Vp(off )、 Vt+(on、)で表わさ
れる曲線は、第3図のものと対応する。
Cにおける点Gの電位vOの電源電圧依存性は。
前記のように、 Vo(or+)  とほぼ同じであり
、点Hの電位VHの電源電圧依存性も同様にVD(of
f)とほぼ同じである。ここで、はぼと言ったのは。
電源から点G一点エ一点Hと、余計な電流パスができる
ためであるが、 Tr27. Trzsの抵抗を犬さく
することにより、無視することができる。従って、例え
ば、 Trzyの抵抗几1とT【28の抵抗R2f等し
くすると、電源電圧をOから順次上昇していった場合、
基準電圧VBIF2  は、“0”が書キ込まれている
メモリーセルケ選択した時の点りの電位VD(Off)
と°1“が1!:@込まれているメモリーセルを選択し
た場合の点りの電位Vn(on)の中間の位置近辺に、
常に設定されることになり。
比較検出器が正常動作する範囲が、“0“又は“1″m
が書き込まれているメモリーセルを選んだ時に左右され
ることがなく、比較検出器が正常動作する最低の電圧(
Vcdmin)は、“1″が書き込貰れているメモリー
セルのしきい値(VTM)によって決まり1最大ノ[圧
(Vcc w ) ハ、  ” 0 ” カ書き込まれ
ているメモリーセルのしきい値(V丁MO)によって決
まると考えられ、EPROM  が正常動作する電源電
圧の範囲が広く、シかも、基準電圧を容易に設定するこ
とができる。
本発明の記憶装置は、以上述べたように、比較検出器に
用いる基準電圧が、広い電源電圧の範囲で容易に、しか
も適切な位置に設定されるので。
正常動作する電源電圧の範囲が広いので、比較検出器に
負担をかけることがない。従って、EFROM等の記憶
装置に有効である。
以上の実施例は、EP几0Δ4を例にとり説明したが2
選択されたメモリーセルを含むディジツト線の電位がメ
モリーセルの内容によって変叱する構成をとるものであ
るかぎり5本発明は有効でろ凱EFROMに限らない。
又、第4図で、ディプレッション型MO8)ランジスタ
會2個用いる例を示したが、抵抗性のある素子で複数個
用いて、設定子べき電位を出丁場合においても本発明は
有効である。又、第4図では、選択したメモリーセルに
“0“が書き込まれている時の点りの電位VD(off
)は’l’r2e1つで達成できるが、VD(off)
と近い電位が出るものであれば、どんな構成をとっても
本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、不揮発性メモリにおいて、読み出しを行なう
場合のブロック図である。第2図は、基準電圧を発生す
るための従来の回路例である。第3図は第2囚人におい
て、“0″′が書き込まれたメモリーセルを選択した時
の点りの電位Vn(off)と、“1“が書き込まれた
メモリーセルを選択した時の点りの電位Vo(on)と
、基準電圧V Ill!FlO値の電源電圧依存性を示
すものである。第4図は。 本発明の一実施例を示すものである。第5図は、第4図
において“0“が書き込まれたメモリーセルを選択した
時の、点りの電位Vn(off)と“1“が書き込まれ
たメモリーセルを選択した時の点りの電位VD(On)
と、基準電圧VRIF2の値の電源電圧依存性奮示すも
のである。ここにおいて、 VD(off)  とVn
(on)は第3図のものに対応する。 又、第4図のH点の電位VHとG点の電位■0の電源電
圧依存性は、それぞれ、 Vo(on)、Vb(off
)で表わされる曲線とほぼ等しい。 1・・・・・・点りの電位変化を増幅する増幅器、2・
・・・・・基準電圧発生回路、3・・・・・・1の増幅
器の出力と2の基準電圧発生回路の出力の差を比較、増
幅する比較検出器、4・・・・・・出力バッファである
。 Xi、 X2. Xn、 Xn・・・・・・どれか一本
が選択された時に電源電圧が印加されるアドレス線、Y
l・・・・・・選択時に電源電圧が印加されるYアドレ
ス線である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数個のメモリーセルを含み、前記メモリーセルをXア
    ドレス線とXアドレス線により、1つのメモリーセルを
    選択し、前記メモリーセルに接続されるディジット線の
    電圧が5選択されたメモリーセルの記憶内容に応じて、
    変地することにより。 記憶内容を判断し、前記ディジット線の電圧全増幅する
    第1の増幅器と前記メモリーセルから成る第1の部分回
    路と、前記メモリーセルと同じ構造と特性をもち、ゲー
    ト電極には選択時のXアドレス線と同じ電圧が印加され
    る素子を含み、前記第1の増幅器と同じ特性をもつ第2
    の増幅器から成る第2の部分回路と、前記第2の部分回
    路の第2の増幅器の出力部と、定電圧源との間にそう人
    された複数個の抵抗性素子から成#)、前記複数個の抵
    抗性素子の接続点から出力?取り出した基準電圧発生回
    路と、差動増幅器を含み、前記第1の部分回路の前記第
    1の増幅器の出力を、前記差動増幅器の入力とし、前記
    、基準電圧発生回路の出力全前記差動増幅器の基準電圧
    入力としたこと全特徴とする記憶装置。
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