JPS6142352B2 - - Google Patents

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JPS6142352B2
JPS6142352B2 JP15434881A JP15434881A JPS6142352B2 JP S6142352 B2 JPS6142352 B2 JP S6142352B2 JP 15434881 A JP15434881 A JP 15434881A JP 15434881 A JP15434881 A JP 15434881A JP S6142352 B2 JPS6142352 B2 JP S6142352B2
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JP
Japan
Prior art keywords
power supply
supply voltage
memory cell
potential
point
Prior art date
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Expired
Application number
JP15434881A
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English (en)
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JPS5856290A (ja
Inventor
Kyokazu Hashimoto
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP56154348A priority Critical patent/JPS5856290A/ja
Publication of JPS5856290A publication Critical patent/JPS5856290A/ja
Publication of JPS6142352B2 publication Critical patent/JPS6142352B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/14Dummy cell management; Sense reference voltage generators

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体メモリ、特に絶縁ゲート型の
構造をもつ不揮発生メモリに用いる比較検出器の
より安定な基準電圧を発生する回路を有する記憶
装置に関するものである。
絶縁ゲートを持つ電気的書き込み可能な読み出
し専用メモリー(以下EPROMと記す)の読み出
し状態を示すブロツク図を第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
る電圧よりも高い。
そのため、このメモリーセルを選択した場合、
メモリーセルはオフ(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、メモリーセルはオン(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により、メモリーセルM1が選択された
とする。
メモリーセルM1に“0”が記憶されている
時、点Dの電位をVpff(D)、点Eの電位をVpff
(E)とする。
一方、アドレス線X2、アドレス線Y1により、
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、点Dの電位を
po(D)点Eの電位をVpo(E)とする。
1の増幅器は上記Vpff(D)とVpo(D)の電
位差を増幅している。点Dには、デイジツト線が
つながつているので大きな容量がついている。比
較検出器3では、メモリーセルに“0”が書き込
まれている時の点Eの電位Vpff(E)と、基準
電圧発生回路2で得られた基準電圧VREFを比較
し、(1)式の関係が成り立つている時は、メモリー
セルに“0”が書き込まれていると判断し、点E
の電位と基準電圧との差を増幅し、出力バツフア
に信号を送り、4の出力バツフアの出力Vp
“0”が出力される。
pff(E)>VREF+α ……………(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、点Eの電位Vpo(E)と基準電圧
発生回路2で得られた基準電圧VREFを比較し、
(2)式の関係が成り立つている時は、メモリーセル
に“1”が書き込まれていると判断し、点Eの電
位と基準電圧との差を増幅して、出力バツフアに
信号を送り、出力バツフア4の出力Vpに“1”
が出力される。
po(E)+α<VREF ……………(2) (α:比較検出器が検出可能な最小の電位差) 以上のように、基準電圧VREFは、メモリーセ
ルの状態を読み出す基準となるものであるので、
製造上のばらつき、電源電圧の変動に対して、上
記(1)、(2)式の関係が成り立つていなければならな
い。第2図は、従来技術によるEPROMの一部回
路図である。トランジスタTr8は選択されたメモ
リーセルで、トランジスタTr7とTr8のゲート電
極には、それぞれ、Yアドレス線、Xアドレス線
の信号電圧として、電源電圧Vccが印加されてい
る。トランジスタTr5は、製造上のばらつきを相
補しあうように、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す)を
用い、そのゲート電極には、トランジスタTr1
r2の抵抗分割により、電源電圧より低い電圧が
印加されている。このようにして、トランジスタ
r5に流れる電流を制限している。
トランジスタTr1,Tr2は、一定電圧VcpNST
得ためのデイプレツシヨン型MOSトランジス
タ、トランジスタTr3,Tr6は、それぞれインバ
ータを構成するデイプレツシヨン型MOSトラン
ジスタ、トランジスタTr4,Tr7はエンハンスメ
ント型MOSトランジスタである。
本従来例の動作を以下第3図と第6図を用いて
説明する。
第3図は、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Aの電位V1と点Bの
電位VREF1の電源電圧存在性を表わしたものであ
る。第6図はトランジスタTr5,Tr8に流れる電
流の電源電圧依存性を表わしたものである。
点Aの電位V1の電源電圧依存性を以下に記
す。電源電圧Vccを0から順次、増加していつた
場合、電源電圧Vccがメモリーセルのしきい値
(VTM)以下の場合は、トランジスタTr6がデイ
プレツシヨン型MOSトランジスタであるため、
電源電圧と等しく増加する。
電源電圧VccがVTMより大きくなると、トラン
ジスタTr8がonとなるので、トランジスタTr6
r7,Tr8で構成されるインバータの伝達特性に
従うようになる。この様子を第3図のGの曲線と
して示す。トランジスタTr8に流れる電流の電源
電圧依存性は、第6図のPの曲線で表わすよう
に、VTMをしきい値として、電源電圧を増加する
につれて、流れる電流は増加していく。
次に、点Bの電位V2の電源電圧依存性を以下
に記す。
ダミーセルのゲート電位は、Tr1とTr2の抵抗
分割により、電源電圧が分配されているので、同
じメモリーセルのしきい値、VTMを得るために
は、電源電圧はメモリーセルの場合より高い電圧
をかけなければならない。従つて、等価的には、
しきい値が高くなつたのと同じである。
このダミーセルの等価的なしきい値をVTREF1
とする。
電源電圧Vccを0から順次増加していつた場
合、電源電圧Vccが、ダミーセルの等価的なしき
い値VTREF1以下の場合は、点Aの場と同様に、
電源電圧と等しく増加し、それ以後は、Tr3,T
r4,Tr5で構成されるインバータの伝達特性に従
うようになる。
この様子を第3図のHの曲線として示す。トラ
ンジスタTr5に流れる電流の電源電圧依存性は、
第6図のQの曲線で表わすように、VTREF1をし
きい値として、電源電圧を増加するにつれて、流
れる電流は増加していく。
この時、トランジスタTr5に流れる電流IREF1
は、電源電圧を増加するにつれて、トランジスタ
r8に流れる電流I1に近づくようになる。
従つて第3図のHの曲線で表わすインバータの
伝達特性と、Gの曲線で表わすインバータの伝達
特性の“L”レベルは、電源電圧を増加するにつ
れて一致するようになる。
第3図において、電源電圧Vccが設定電圧VA
からVBに変化したとする。この時点Aの電位V1
と点Bの電位VREF1の差が大きくなる。この場合
をIの部分で示してある。
点Aの電位V1と点Bの電位VREF1の差が大きく
なると、アドレス線が次に“0”を書き込まれて
いるメモリーセルを選んだ場合、A点についてる
大きな容量を充電する電圧幅が大きくなるので、
スイツチング速度が低下する。
又、設定電圧VAから、VCに変化した場合、点
Aの電位V1と点Bの電位VREF1の差が小さくな
る。この場合をKの部分で示してある。この時、
比較検出器で電位差を検出することが困難とな
る。以上のように、従来技術を用いた本例では、
電源電圧が設定値よりずれた場合、スイツチング
速度が遅くなつたり比較検出器で検出が困難とな
る欠点がある。
本発明の目的は、前述の欠点を除去し、電源電
圧の変動に対して、より安定な比較検出器の基準
電圧を提供するものである。
本発明による記憶装置は、メモリセル、Xアド
レスに応答してこのセルに選択電圧を供給する手
段、第1の回路接点、この接点とメモリセルとの
間に接続されYアドレスに応答して供給される選
択電圧を受ける第1のトランジスタ、夫々がメモ
リセルと実質的に同じ構造と特性を有し互いに直
列接続された複数の素子、第2の回路接点、この
第2の回路接点と前記複数の素子の直列接続体と
の間に接続された第2のトランジスタ、前記メモ
リセルに供給される選択電圧と実質的に同じ電圧
を前記複数の素子の夫々に供給する手段、前記第
1のトランジスタに供給される選択電圧と実質的
に同じ電圧を前記第2のトランジスタに供給する
手段、第1と第2の入力端子を有する比較増幅
器、および前記第1と第2の回路接点に現われる
電圧を前記比較増幅器の第1と第2の入力端子に
それぞれ供給する手段とを有する。
第4図は、本発明による実施例を示す回路図で
ある。
出力電圧V1を得る部分は、第2図と同じ構成
であるので説明を省略する。トランジスタTr9
デイプレツシヨン型MOSトランジスタ、Tr10
エンハンスメント型MOSトランジスタである。
トランジスタTr11,Tr12,Tr13は、すべてダミ
ーセルであり、それぞれのゲート電極には、電源
電圧が印加されている。トランジスタTr9とTr10
の共通接点Cの電位が基準電圧VREF2を与える。
本発明による実施例の動作を第5図、第6図を
用いて説明する。
第5図は、第3図と同じく、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Aの
電位V1と点Cの電位VREF2の電源電圧依存性を表
わしたものである。比較のために、第2図の従来
例の点Bの電位VREF1の電源電圧依存性も表わし
てある。
点Aの電位V1は第3図の場合と同様であるの
で説明を省略する。
電源電圧Vccを第3図の場合と同じように、0
から増加していつた場合、その値がVTREF2に達
するまでは電源電圧と等しく増加する。このVTR
EF2は、直列接続された二つのダミーセルTr11
よびTr12,Tr13の夫々のゲート・ソース間電圧
が共に閾値に達するに必要な電圧として示され、
TMより少し高くなるのは明らかである。
点Cの電圧は、電源電圧VccがVTREF2に達す
るピータ値VCPをとることになるが、ダミーセル
r11およびTr12のゲートにはVccが直接供給され
ているので、第2図のようにトランジスタTr1
よびTr2による抵抗分割電圧をダミーセルTr5
供給する場合において得られる点Bのピーク電圧
BPよりも小さくなる。
電源電圧VccがVTREF2を越えると、ダミーセ
ルがすべてonとなるので、それ以後は、トラン
ジスタTr9,Tr10,Tr11,Tr12,Tr13で構成され
るインバータの伝達特性に従うようになる。
トランジスタTr11に流れる電流の電源電圧依
存性を第6図にRで示す。ダミーセルトランジス
タTr11およびTr12,Tr13は直列接続されている
から、この直列接続体の導通抵抗は1個のダミセ
ールに比して高くなる。すなわち、電源電圧の増
加に対し、直列接続体に流れる電源の増加は1個
の場合よりも小さくなる。したがつて、トランジ
スタTr11に流れる電流の増加割合は、第6図の
Pで示すメモリセルに流れる電流の増加割合より
も小さい。
又、ダミーセルを直並列に接続することによ
り、インバータのレシオが第2図の従来例の場合
より小さくなる。
そのため、Oで表わすインバータ特性の傾斜が
ゆるくなり、“L”レベルも大きくなる。
以上のような理由により、第5図に示すよう
に、本実施例の場合電源電圧Vccが設定電圧VA
から減少してVBになつたとしても、従来例のよ
うに、点Aとの電位差が大きくない。これをLの
部分で示してある。従つてスイツチング速度が低
下することがなくなる。
又、電源電圧Vccが設定電圧VAから増加して
Cになつたとしても、従来例のように、点Aと
の電位差が、比較検出器で検出できなくなるほど
小さくならない。これをNの部分で示してある。
以上述べたように、本発明の記憶装置を用いる
ことにより、従来例よりも電源電圧の変動に対し
て安定な基準電圧を得ることができる。
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、電源電圧の変動に対
して安定であるので、スイツチング速度が速く、
又比較検出器に負担をかけることがない。従つ
て、大容量、高速度が要求されるEPROM等の記
憶装置に有効である。
以上の実施例は、EPROMを例にとり説明した
が、選択されたメモリーセルを含むデイジツト線
の電位がメモリーセルの内容によつて変化する構
成をとるものであるかぎり、本発明は有効であ
り、EPROMに限らない。
又、ダミーセルを3個直列に接続した例を第4
図に示したが、直列に複数個、又は、並列に複数
個又は直並列に複数個接続した場合も本発明は有
効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は不揮発性半導体メモリにおいて、読み
出しを行なう場合のブロツク図である。第2図は
基準電圧を得るための従来の回路例を示す図であ
る。第3図は、第2図における点Aの電位V1
点Bの電位VREF1の電源電圧依存性を表わす図で
ある。第4図は、本発明の実施例を示すものであ
る。第5図は、第4図における点Aの電位V1
点Cの電位VREF2の電源電圧依存性を表わす図で
ある。第6図は、第2図、第4図のTr5,Tr8
r9に流れる電流の電源電圧依存性を表わした図
である。 1……点Dの電位を増幅する増幅器、2……基
準電圧発生回路、3……増幅器の出力Eと、基準
電圧VREFの差を検出し、増幅する比較検出器、
4……出力バツフアである。X1,X2,X3,Xo
…Xアドレス線、Y1……Yアドレス線である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 メモリセル、Xアドレスに応答してこのセル
    に選択電圧を供給する手段、第1の回路接点、こ
    の接点と前記メモリセルとの間に接続されYアド
    レスに応答して供給される選択電圧を受ける第1
    のトランジスタ、夫々がメモリセルと実質的に同
    じ構造と特性を有し互いに直列接続された複数の
    素子、第2の回路接点、この第2の回路接点と前
    記複数の素子の直列接続体との間に接続された第
    2のトランジスタ、前記メモリセルに供給される
    選択電圧と実質的に同じ電圧を前記複数の素子の
    夫々に供給する手段、前記第1のトランジスタに
    供給される選択電圧と実質的に同じ電圧を前記第
    2のトランジスタに供給する手段、第1と第2の
    入力端子を有する比較増幅器、および前記第1と
    第2の回路接点に現われる電圧を前記比較増幅器
    の第1と第2の入力端子にそれぞれ供給する手段
    とを含む記憶装置。
JP56154348A 1981-09-29 1981-09-29 記憶装置 Granted JPS5856290A (ja)

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