JPS6282599A - Cmos e↑2prom静的復号回路 - Google Patents

Cmos e↑2prom静的復号回路

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JPS6282599A
JPS6282599A JP61136392A JP13639286A JPS6282599A JP S6282599 A JPS6282599 A JP S6282599A JP 61136392 A JP61136392 A JP 61136392A JP 13639286 A JP13639286 A JP 13639286A JP S6282599 A JPS6282599 A JP S6282599A
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】 〔利用分野〕 本発明は電気的に消去できる読出し専用メモリ(E2P
ROM)の復号回路の分野に関するものである。
〔従来技術およびその問題点〕
MO8集積回路メモリの分野においては、メモリセルの
寸法が大幅に小さくなってきた。メモリの□ 1      レイアウトは行線(語H)KGつてアレ
イ状に配置されたメモリセルを利用しておシ、行復号器
がそれらの行線の端部に沿って配置され、またはそれら
の行線を二等分する如く配置される。行復号器は個々の
行線をアクセスできるようにし、列復号器とともに用い
られると、個々のセルをアクセスできるようにする。
典型的にはそれらの復号器は、読出し専用メモリ(RO
M)またはランダムアクセスメモリ(RAM)とともに
用いられてきた。従来の復号器の一例が本[願の出願人
が有する米国特許第4 、264 、828号明細書に
開示されている。
従来の復号回路は、電気的に消去できるプログラム可能
な読出し専用メモリ(E2paoM)に適合しないのが
欠点である。E2FROMはROMと非常に良く似た機
能を行い、メモリアレイのセルに情報を永久に格納でき
る。しかし、E2FROMにおいては、セルの状態を変
えるのに十分な強さの電圧信号を加えられた時に再プロ
グラムできる。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、E2FROMに使用できる復号回路を
得ることである。本発明の別の目的は、全ての語線の消
去はもちろん、1本の語線の消去をも行えるようにする
復号器を得ることである。
本発明の復号回路は、13ピツト・アドレスを利用する
。その13ビツト・アドレスは、バッファと前置復号器
で構成された前置復号段を通じて送られる。その13ピ
ット−アドレスのウチの5ビツトがメモリアレイの列を
選択するために使用される。残υのアドレス・ビットは
、バッファおよび前置復号回路よ構成る前置復号段を通
じて送られる。前置復号器の出力は本発明の復号回路へ
入力される。この復号回路は3人力ナンドゲートよ9成
る前置後号段も含む。前置復号段の出力は低電圧−高電
圧変換段を通じて、読出しモード、グログラムモード、
または消去モードを選択する選択段へ送られる。この段
の出力はある回路点に信号を生ずる。複数の後段復号器
がその回路点に結合される。各後段復号器はメモリアレ
イ中の行に導かれる。各後段復号器はCMOSスイッチ
を含む。このCMOSスイッチはpチャネルトランジス
タのソースとnチャネルトランジスタのソースに結合さ
れる。pチャネルトランジスタにより、選択されていな
い行をプログラミング電圧に保つことによって消去モー
ドを実現できる。消去モード中は選択されていない語線
はvpp (プログラミング電圧)になシ、選択された
語線はOになる。本発明の復号回路によって全ての語線
を0にする一括消去を行える。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
この明細書においては電気的に消去できるプログラム可
能な読出し専用メモリについて説明する。
以下の説明においては、本発明を完全に理解できるよう
にするだめに電圧レベル等のような特定の事項の詳細に
ついて数多く述べである。しかし、そのような特定の詳
細事項なしに実施できることが当業者には明らかであろ
う。その他の場合には、本発明を不必要に詳しく説明し
て本発明をあいまいしないようにするために、周知の回
路は説明しなかった。
以下においては、64にのE2FROMについて本発明
の詳細な説明することにする。アレイは256本の列線
と256本の行線を含む。各列線と各行線の交差位置に
メモリセルが配置される。列線を選択するために復号器
が用いられる。本発明の復号器は4本の行線に結合され
る。
ここで説明している実施例においては、第1図に示すよ
うに、メモリは13ビツトのアドレスによりアドレスさ
れる。そのアドレスはピッ)AO〜A12よ9成る。8
本の列線をアクセスするために5ピツ)AO〜A4が用
いられる。したがって、各行アドレスごとに8ビット語
が選択される。アドレスビットA5とA6がバッファ1
1に結合される。
バッファ11は信号A5とA6をそれぞれの相補的信号
に分け、それらの信号と補数信号を前置復号器12へ与
えるから、前置復号器12の入力端子には信号A5.A
5.A6.A6が存在する。前置復号器12へは別の入
力信号PER8、PPGM 、 BER8も与えられる
。それらの信号はマルチプレクサ19により発生される
。マルチプレクサ19の入力はCE(クロック・イネイ
ブル信号)、σ百(出力イネイブル信号) 、WE (
書込みイネイブル信号)である。マルチプレクサ19の
出力はPER8、PER8H。
PER8H、PPGM オよびBER8テある。PER
8は1本の語線の消去を制御する信号である。信号PE
R8HとPER8Hは本発明の復号回路20に結合され
て、消去を制御する。PPGM信号はプログラミング信
号であり、BER8は一括消去信号である。PPGMと
BER8は、PER8とともに前置復号器12へも与え
られる。前置復号器12の出力は本発明の復号回路20
へ入力される。前置復合器12の出力は信号R8O〜R
83、R8O〜R83、NDRO〜NDR3、PDRO
〜PDR3である。信号R8はアクセスすべき行を示す
行選択信号である。NDR信号は引下げ(プルダウン)
nチャネルトランジスタを介して行線へ結合される。P
DRはpチャネルへ結合される。それらのPDR信号は
行線の消去を許す。
アドレス信号はバッファ13へ結合される。そのバッフ
ァ13はアドレス信号と、そのアドレス信号の補数を前
置復号器14へ与える。前置復号器14の出力は行選択
信号R84〜R87である。
アドレス信号A9とA10およびA11とA12は、バ
ッファ15と17へそれぞれ与えられる。それらのバッ
ファは、アドレス信号と、それらのアドレス信号の補数
を前置復号器16と18へそれぞれ与える。前置復合器
16の出力は行選択信号R88〜R511であり、前置
復号器18の出力は行選択信号R812〜R815であ
る。
ここで説明している実施例においては、メモリ全体は相
補金属−酸化物一半導体(CMO8)を用いて作られる
。この実施例のメモリセルは1984年11月2日に出
願され、本願出願人に譲渡された米国特許出願第667
 、905号「低電圧E2FROMメモリ(Low V
oltage E2PROM Memory)Jに記載
されているような低電圧E 2 F ROMセルである
本発明の復号回路が第2図に示されている。ナントゲー
ト21の入力端子へ、前置復号器14゜16.18のそ
れぞれの出力である行選択信号R84〜R87、RS8
〜R811,R812〜R815が与えられる。したが
って、本発明には64個のナントゲートおよび複合回路
がある。ナントゲート21の出力端子がインバータ22
の入力端子に結合される。インバータの出力端子とナン
トゲート21の出力端子は低電圧−高電圧変換段に結合
される。
この低電圧−高電圧変換段は交差結合されたpチャネル
トランジスタ24と25で構成される。それらの各トラ
ンジスタはvXにも結合される。■は、読出し動作およ
び一括消去動作の間にVCCにセットされ、プログラム
モードおよび消去モードの間はvPPにセットされる。
ここで説明している実施例においては、VCCは約5ボ
ルトである。VPP はプログラミング電圧レベルでる
9、ここで説明している実施例においては約12ボルト
である。トランジスタ24のドレインはnチャネルトラ
ンジスタ26に結合され、トランジスタ25のドレイン
はnチャネルトランジスタ27に結合される。トランジ
スタ26のゲートはインバータ22の出力端子に結合さ
れ、トランジスタ27のゲートはナントゲート21の出
力端子へ結合される。
綜28へのトランジスタ24と26の接続部と、線29
へのトランジスタ25と27の接続部はこの段の出力と
して機能する。
線28と29における信号は一対のCMOSスイッチに
結合される。線28に結合される1つのスイッチはトラ
ンジスタ31と32によυ構成される。線29はトラン
ジスタ33と34で構成されている第2のスイッチに結
合される。トランジスタ31と33はpチャネルトラン
ジスタで6D、トランジスタ32と34はnチャネルト
ランジスタである。トランジスタ32と33のゲートは
マルチプレクサ19(第1図)からのPER8H信号に
結合され、トランジスタ31と34のゲートはその信号
の補数に結合される。したがって、信号PER8Hが高
レベルであると、828における信号が選択され、信号
PER8Hが低レベルの時は線29における信号が選択
される。それらのスイッチの出力端子は共通回路点に結
合される。本発明の復号回路の終段も共通回路点に結合
される。その終段は後復号段である。共通回路点36は
線37〜40を介して4本の行線の後段復号器に結合さ
れる。たとえば、線0〜3に結合されている復号回路に
ついて考えてみる。行線3の後段復号回路はCMOSス
イッチ(pチャネルトランジスタ41とnチャネルトラ
ンジスタ42で構成されている)で構成され、そのCM
OSスイッチの出力端子は回路点57においてpチャネ
ルトランジスタ49のソースとnチャネルトランジスタ
50のソースに結合される。行線3は回路点57にも結
合される。
トランジスタ41のゲートには前置復号器12から信号
前が結合され、トランジスタ42のゲートには前置復号
器12から信号R83が結合される。
pチャネル引上げ(プルアップ)トランジスタ49は回
路点5Tにおいて行線3に結合される。このトランジス
タはvXに結合される。nチャネル引下げトランジスタ
50も回路点57に結合されるとともに、接地される。
トランジスタ49のゲートに前置復号器12からの信号
PDR3が与えられ、トランジスタ50のゲートには前
置復号器12の信号NDR3が与えられる。残υの各行
線0〜2に対する後段復号器は行線3について説明した
行線と同一である。本発明の各復号回路は4本の行線に
結合されるから、メモリアレイにはそのような復号回路
が64個ある。
第2図に示されている復号回路の行線3を読出すものと
すると、次の事象が起る。ナントゲート21の入力端子
に与えられた行選択信号の適切な組合わせが高レベルで
、ナントゲート21の出力を低レベルにし、インバータ
の出力を高レベルにする。このようKして、行線3に結
合されている復号回路が選択される。他の63個の復号
回路に対しては、ナントゲート21の出力は高レベルで
、インバータ22の出力は低レベルである。選択された
復号回路に対しては、インバータ22からの高レベル信
号がトランジスタ26を導通状態にして、纏28におけ
る信号を低レベルに引下げる。
ナントゲート21の低レベル出力端子にゲートが結合さ
れているトランジスタ27が非導通状態にされるから、
線29における信号が高レベルになる。線28における
低レベル信号はトランジスタ25のゲートへも与えられ
てそのトランジスタを導通状態にするから、信号vPP
がそのトランジスタを通じて綜29における高レベルの
信号はトランジスタ24のゲートへも与えられてそのト
ランジスタを非導通状態にするから、その信号vppは
トランジスタ24を通ることはできず、線28は低レベ
ルに保たれる。
この読出しモードにおいては、トランジスタ32と33
のゲートに結合されているPER8H信号は低レベルで
ある。そうするとPER8H信号は高レベルであるから
、そのPER8H信号はトランジスタ31と34のゲー
トに結合される。その結果、線28に結合されているC
MOSスイッチは導通状態にされず、線29におけるC
MOSスイッチは導通状態にされる。したがって、線2
9における信号は回路点36へ送られる。
そうすると行選択信号R8O〜R82は低レベルである
から、それらの行線のCMOSスイッチを非導通状態に
する。行線3を選択するのであるから行選択信号R3は
高レベルである。その高レベル行選択信号R83はnチ
ャネルトランジスタ42のゲートに与えられてそのトラ
ンジスタを導通状態にする。したがって信号順は低レベ
ルであシ、その低レベル信号順はpチャネルトランジス
タ41へ与えられてそのトランジスタを導通状態にする
これにより回路点36からの高レベル信号が線40を通
じて回路点57へ進むことができる。信号PDR3は高
レベルで、信号NDR3は低レベルであるから、引上げ
トランジスタ49は非導通状態であシ、引下げトランジ
スタ50は非導通状態である。他の各行線の場合には信
号PDRとNDRは高レベルである。そのためにpチャ
ネル引上げトランジスタは非導通状態にされ、nチャネ
ル引下げトランジスタは導通状態にされて、選択されて
いない語線は低レベルになる。
プログラムモードにおいては、ナントゲート21への入
力線における高レベル信号によりロ4個の復号回路の1
つが選択される。線28における出力が低レベル信号で
あシ、線29における出力が高レベル信号であるように
、ナントゲート21の出力とインバータ22の出力が低
電圧−高電圧変換器を通される。トランジスタ31と3
2で構成されたスイッチが非導通状態にされ、トランジ
スタ33と34で構成されているスイッチが高レベル信
号となるようにPER8H信号は低レベルである。
プログラムモードにおいては、トランジスタ34に結合
されているPER8H信号はvPPにセットされる。C
MOSスイッチを介して線29に結合されている回路点
36は、プログラミング電圧vPPにある。後段復号器
の選択されていない線のスイッチと、引上げトランジス
タおよび引下げトランジスタは、高レベル信号がvPP
である読出しモードにある間に受ける信号と同じ信号を
受ける。回路点36はvppにあるから、行線3へ送ら
れる信号はその行線に沿うセルの状態にセットするプロ
グラミング信号である。
消去モードにおいては、ナントゲート21への入力線に
おける高レベル信号によ964個の復号回路の1つが選
択される。選択された復号回路に対しては、低電圧−高
電圧変換器は、線28上の低レベル信号と線29におけ
る高レベル信号とを、トランジスタ31〜34で構成さ
れているスイッチへ送る。消去モードにおいては、PE
R8H信号はvPPであシ、PER8H信号は低レベル
である。その結果、選択された復号回路においては、ト
ランジスタ31と32で構成されているスイッチが導通
状態にされ、線28上の低レベル信号を回路点36へ送
る。残シの63個の復号回路は回路点36に高レベル信
号を有する。
行線0〜2上のスイッチを通って低レベル行選択信号が
nチャネルトランジスタへ入力される。
したがって、行選択信号の補数はvppで、消去モード
中はそれらのスイッチは非導通状態にされる。
選択された行a(この場合には行1s3)におけるスイ
ッチは、行選択信号としてnチャネルトランジスタ42
への入力1−VPPを有する。トランジスタ41のゲー
トへは行選択信号の補数信号(この場合には低レベル信
号)が与えられ、したがってトランジスタ41と42で
構成されているスイッチは導通状態にされる。信号PD
R3は引上げトランジスタ49を非導通にする■すであ
る。信号NDR3は低レベルであって、引下げトランジ
スタ49を非導通状態にする。信号NDR3は低レベル
であって、引下げトランジスタ50を同様に非導通状態
にし、回路点36から低レベル信号が行線3に結合され
、その行線のセルに格納されている信号を消去する。他
の各行線に対しては信号PDRとNDRは低レベルであ
る。そのために引上げトランジスタが導通状態にされて
、選択されていない語線をVPP Kする。それらの引
上げトランジスタを付加することにより消去モードを実
現できる。
その結果、本発明の復号回路はE2PROMアレイに完
全に適合できる。
一括消去モードにおいては、復号回路の1つが選択され
るが、63個の復号回路は選択されない。
それら63個の復号回路に対しては、回路点36におけ
る信号は低レベルである。しかし、全ての語線に対して
は、CMOSスイッチは非導通状態にされ、行選択信号
が低レベルにセットされ、行選択補数信号がVCCにセ
ットされる。それらのスイッチのトランジスタ、たとえ
ばトランジスタ41と42は導通状態にされず、そのた
めKそれらのスイッチを通って語線へ信号が送られるこ
とはない。トランジスタ49のよりなpチャネル引上げ
トランジスタが非導通状態にされるように、信号PDR
とNDRがvCCにセットされる。トランジスタ50の
よりなnチャネル引下げトランジスタが導通状態ぺされ
て語線を低レベルにし、それらの語線における信号を消
去する。
次に示す表は、本発明の好適な実施例において種々のモ
ードにおける信号のレベルを示すものである。
たとえば、プログラムモードにおいては、各前置復号器
の出力、たとえば前置復号器14 (R84〜R87)
、前置復号器16 (R88〜R811)および前置復
号器18 (BS12〜R815)、の1つが高レベル
であシ、各前置復号器の残シの3つの出力は低レベルで
ある。このようにして、前置復合器に結合されている6
4個のナントゲートの1つがそれの3つの各入力線にお
ける高レベル信号を受けて、低レベルの出力信号を発生
する。また、プログラムモードにおいては、信号PER
8Hは低レベルにセットされ、信号PER8Hはプログ
ラミング電圧vpp (約12ボルト)にセットされる
。vXもプログラミング電圧にセットされる。行選択線
の1つがプログラミング電圧にセットされ、残シの3本
の行選択線が低レベルにセットされ、したがって行選択
信号の補数の1つが低レベルにセットされ、残シの3本
がプログラミング電圧にセットされる。
このようにして、行線にとシつけられているCMOSス
イッチの1つが導通状態にされる。行線にと9つけられ
ている引下げトランジスタのゲートに結合されているN
DR信号のうちの3つがプログラミング電圧にセットさ
れ、プログラムすべき行線に結合されているNDR信号
が低レベルにセットされる。行線にと9つけられている
引上げトランジスタのゲートに結合されている各PDR
信号はプログラミング電圧にセットされる。64個所の
共通回路点の1つがプログラミング電圧にあシ、その1
つの共通回路点がCMOSスイッチを介して選択された
行線に結合される。残シの63個所の共通回路点は低レ
ベルである。この結果として、選択された行線はプログ
ラミング電圧であシ、残シの255本の行線は低レベル
である。
本発明の復号回路を64にのメモリについて説明しだが
、本発明は128にビット、256にビット。
512にビットおよび1メガのメモリのよりなよシ大き
な容量のメモリにも応用できることが容易にわかる。た
とえば、本発明の復号回路、後段復号器の数を4から8
に増した両側復号器(two aideddecard
or )に変えることができる。メモリアレイを製造す
るためには、復号回路のピッチがメモリセルのピッチ(
たとえば5ミクロンより狭い)内で配置される。このよ
うにして、よシ小さいセルにより小型化の利点を得るこ
とができるように、行復号器を行線とともに配置できる
以上、E 2 FROM集積回路に使用できる独特の復
号回路を説明した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の前置伎号段のブロック図、第2図は本
発明の復号回路の回路図である。 11.13.15.17・・・・バッファ、12,14
゜16.18・・・・前置復号器、19・・・・マルチ
プレクサ、20−−ψ−4号器、21・・・・ナントゲ
ート、22・昏・・インバータ、24゜25・・・・低
電圧−高電圧変換器pチャネルトランジスタ、31.3
2,33.34,41.42,43,44゜45.46
・・・・CMOSスイッチ、49・・・・引上げトラン
ジスタ、50・・・・引下げトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)第1のアドレス信号を受け、その第1のアドレス
    信号が所定の状態にある時に第1の信号を与える第1の
    復号手段と、 この第1の復号手段に結合され、前記第1の信号を第2
    の信号および第3の信号に変換する変換手段と、 この変換手段と第1の回路点に結合され、前記第2の信
    号と前記第3の信号のうちの1つを前記第1の回路点へ
    与える一対の第1のスイッチと、前記第1の回路点と、
    少くとも1つのメモリセルへおのおの結合される複数の
    第2の回路点へ結合され、前記第1の回路点の前記選択
    された信号を前記第2の回路点へ送る複数の第2のスイ
    ッチと、 前記各第2の回路点に結合され、その第2の回路点に第
    4の信号と第5の信号を与える第1のトランジスタおよ
    び第2のトランジスタと を備え、それにより選択された前記メモリセルへ与える
    ことができることを特徴とするCMOSE^2PROM
    静的復号回路。 (2)特許請求の範囲第1項記載の回路であつて、前記
    第1のスイッチと前記第2のスイッチはCMOSスイッ
    チにより構成されることを特徴とする回路。 (3)特許請求の範囲第1項記載の回路であつて、前記
    第1のトランジスタは電源に結合されたpチャネルトラ
    ンジスタを含むことを特徴とする回路。(4)特許請求
    の範囲第1項記載の回路であつて、前記第2のトランジ
    スタは接地されたnチャネルトランジスタを含むことを
    特徴とする回路。(5)第1のアドレス信号を受け、そ
    の第1のアドレス信号が所定の状態にある時に第1の信
    号およびその第1の信号の補数信号を与える第1の復号
    手段と、 この第1の復号手段に結合され、前記第1の信号の電位
    および第1の信号の補数信号の電位を変換し、第2の信
    号および第3の信号を与える変換手段と、 前記第2の信号および前記第3の信号にそれぞれ結合さ
    れ、かつ前記第1の復号手段に結合されて、前記第1の
    アドレス信号が所定の状態にある時に前記第2の信号と
    前記第3の信号のうちの1つを第1の回路点へ与える一
    対の第1のスイッチと、 前記第1の回路点と前記第1の復号手段へ結合され、複
    数の第2の回路点のうちの1つを介して少くとも1つの
    メモリセルへおのおの結合され、前記第1のアドレス信
    号が所定の状態にある時に前記第1の回路点と前記第2
    の回路点の間に電流路を設ける複数の第2のスイッチと
    、 前記各第2の回路点と電源に結合される引上げpチャネ
    ルトランジスタと、 前記各第2の回路点へ結合されるとともに接地されるn
    チャネル引下げトランジスタと を備え、前記各引上げトランジスタのゲートは前記第1
    の復号手段に結合され、前記第1のアドレス信号が所定
    の状態にある時に前記引上げトランジスタは前記第2の
    回路点を前記電源に結合し、前記引下げトランジスタの
    ゲートは前記第1の復号手段に結合され、かつ、前記第
    1のアドレス信号が所定の状態にある時に前記第2の回
    路点を接地し、それにより前記メモリセルの1つが選択
    できることを特徴とするCMOSE^2PROM静的復
    号回路。 (6)特許請求の範囲第5項記載の回路であつて、前記
    第1のスイッチと前記第2のスイッチはCMOSスイッ
    チを含むことを特徴とする回路。 (7)特許請求の範囲第5項記載の回路であつて、前記
    第1の復号手段は複数のバッファと前置復号器を含むこ
    とを特徴とする回路。 (8)特許請求の範囲第5項記載の回路であつて、前記
    変換手段は一対の交差結合されたpチャネルトランジス
    タを備え、各pチャネルトランジスタはnチャネルトラ
    ンジスタに結合されることを特徴とする回路。 (9)特許請求の範囲第5項記載の回路であつて、前記
    電源は前記メモリセルをプログラムするのに十分である
    ことを特徴とする回路。
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