JPS649680B2 - - Google Patents
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- JPS649680B2 JPS649680B2 JP19441784A JP19441784A JPS649680B2 JP S649680 B2 JPS649680 B2 JP S649680B2 JP 19441784 A JP19441784 A JP 19441784A JP 19441784 A JP19441784 A JP 19441784A JP S649680 B2 JPS649680 B2 JP S649680B2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits
- G11C16/28—Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells
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Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明は、メモリセルの記憶データ検出を行
なう場合に、ダミーセルを用意し、両セルの記憶
データもしくは充電条件の差に基づく一対のビツ
トライン間の電位差を増幅することによつて行な
うようにした半導体記憶装置に関する。
なう場合に、ダミーセルを用意し、両セルの記憶
データもしくは充電条件の差に基づく一対のビツ
トライン間の電位差を増幅することによつて行な
うようにした半導体記憶装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
EPROM(データ消去可能なプログラマブルリ
ードオンリー メモリ)やEEPROM(電気的に
データ消去可能なプログラマブル リードオンリ
ー メモリ)等の半導体記憶装置(以下単にメモ
リと称する)では、スタテイクRAMとは異な
り、メモリセルからの出力線は1つしかなく、そ
の“1”レベル、“0”レベルの記憶データがデ
ータ記憶用トランジスタのインピーダンス状態に
対応付けられている。
ードオンリー メモリ)やEEPROM(電気的に
データ消去可能なプログラマブル リードオンリ
ー メモリ)等の半導体記憶装置(以下単にメモ
リと称する)では、スタテイクRAMとは異な
り、メモリセルからの出力線は1つしかなく、そ
の“1”レベル、“0”レベルの記憶データがデ
ータ記憶用トランジスタのインピーダンス状態に
対応付けられている。
このようなEPROMおよびEEPROM等のメモ
リにおいて、メモリセルのデータ検出を行なう方
式としては、従来、ビツトラインに電流を流し込
んでそのときのビツトラインに生じる電圧降下を
モニタする方式がある。この方式のメモリセルは
例えばIEEE ジヤーナル オブ ソリツド ス
テート サーキツト Vol.SC−17No.5 Oct
1982の第825頁に記載されているKUO 他による
「EEPROM USING THE FETMOS CELL」
が知られている。
リにおいて、メモリセルのデータ検出を行なう方
式としては、従来、ビツトラインに電流を流し込
んでそのときのビツトラインに生じる電圧降下を
モニタする方式がある。この方式のメモリセルは
例えばIEEE ジヤーナル オブ ソリツド ス
テート サーキツト Vol.SC−17No.5 Oct
1982の第825頁に記載されているKUO 他による
「EEPROM USING THE FETMOS CELL」
が知られている。
ところが、この方式ではメモリセルのインピー
ダンスのプロセス上のばらつきによりその値が設
計値からはずれると動作しなくなる不都合があ
る。しかもビツトラインに流し込む電流の値もプ
ロセス上のばらつきの影響を受け易いので動作マ
ージンが少なくなるという不都合がある。
ダンスのプロセス上のばらつきによりその値が設
計値からはずれると動作しなくなる不都合があ
る。しかもビツトラインに流し込む電流の値もプ
ロセス上のばらつきの影響を受け易いので動作マ
ージンが少なくなるという不都合がある。
このため、さらに従来では上記のような不都合
を解消するため、第5図のようなメモリが実用化
されている。このメモリは、一対のビツトライン
11,12を設け、一方のビツトライン11には
それぞれフローテイングゲートを有するデータ記
憶用の不揮発性トランジスタ13および選択用ト
ランジスタ14からなるEEPROM型のメモリセ
ル15を複数個接続し、他方のビツトライン12
にはフローテイングゲートを有する不揮発性トラ
ンジスタ16および選択用トランジスタ17から
なる1個のダミーセル18を接続し、上記一対の
ビツトライン11,12間にはデータ検出を行な
う差動増幅回路19を設け、さらに一対の各ビツ
トライン11,12に負荷トランジスタ20,2
1を接続するようにしたものである。そして上記
各メモリセル15内の選択用トランジスタ14の
ゲートは複数のワードライン22の対応する一つ
に接続されている。また上記一対の各ビツトライ
ン11,12には寄生容量23,24それぞれが
接続されている。
を解消するため、第5図のようなメモリが実用化
されている。このメモリは、一対のビツトライン
11,12を設け、一方のビツトライン11には
それぞれフローテイングゲートを有するデータ記
憶用の不揮発性トランジスタ13および選択用ト
ランジスタ14からなるEEPROM型のメモリセ
ル15を複数個接続し、他方のビツトライン12
にはフローテイングゲートを有する不揮発性トラ
ンジスタ16および選択用トランジスタ17から
なる1個のダミーセル18を接続し、上記一対の
ビツトライン11,12間にはデータ検出を行な
う差動増幅回路19を設け、さらに一対の各ビツ
トライン11,12に負荷トランジスタ20,2
1を接続するようにしたものである。そして上記
各メモリセル15内の選択用トランジスタ14の
ゲートは複数のワードライン22の対応する一つ
に接続されている。また上記一対の各ビツトライ
ン11,12には寄生容量23,24それぞれが
接続されている。
このようなメモリにおいてデータの読み出しを
行なう場合には、任意のワードライン22を選択
的に駆動して一つのメモリセル15を選択する。
この選択されたメモリセル15では、データ記憶
用のトランジスタ13のソース、ドレイン間のイ
ンピーダンス状態が記憶データに応じて設定さ
れ、このインピーダンス状態に基づいてビツトラ
イン11の電位が設定される。例えば選択された
メモリセル15内のトランジスタ13のインピー
ダンスが高くされていれば、負荷トランジスタ2
0を介してビツトライン11は電源電位VDDまで
充電される。他方、トランジスタ13のインピー
ダンスが低くされていれば、ビツトライン11は
ほぼアース電位に放電される。従つて、このビツ
トライン11の電位はトランジスタ13のインピ
ーダンス状態に応じてVDDか0(アース電位)の
いずれかに設定される。なお、以下の説明ではビ
ツトラインがアース電位に放電されるときのセル
の記憶データが“0”レベルであるとする。ダミ
ーセル18側ではオン状態でのトランジスタ16
のコンダクタンスを上記メモリセル15側のトラ
ンジスタ13よりも小さく選んだり、もしくは負
荷トランジスタ21のコンダクタンスを上記メモ
リセル15側の負荷トランジスタ20のそれより
も小さく選んだりして、ビツトライン12の電位
がビツトライン11の電位振幅のほぼ中間となる
ように設計されている。そしてこのとき、ビツト
ライン11,12間に発生する電位差が差動増幅
回路19によつて増幅されることによりデータが
検出される。なお、上記トランジスタ13および
16の制御ゲートは共通接続されており、この共
通端子には動作状態に応じてそれぞれ次のような
電位が印加される。すなわち、データ消去時の際
には高電位例えば20Vが、データプログラム時に
はアース電位が、さらにデータ読み出し時には例
えば2.5Vがそれぞれ印加される。
行なう場合には、任意のワードライン22を選択
的に駆動して一つのメモリセル15を選択する。
この選択されたメモリセル15では、データ記憶
用のトランジスタ13のソース、ドレイン間のイ
ンピーダンス状態が記憶データに応じて設定さ
れ、このインピーダンス状態に基づいてビツトラ
イン11の電位が設定される。例えば選択された
メモリセル15内のトランジスタ13のインピー
ダンスが高くされていれば、負荷トランジスタ2
0を介してビツトライン11は電源電位VDDまで
充電される。他方、トランジスタ13のインピー
ダンスが低くされていれば、ビツトライン11は
ほぼアース電位に放電される。従つて、このビツ
トライン11の電位はトランジスタ13のインピ
ーダンス状態に応じてVDDか0(アース電位)の
いずれかに設定される。なお、以下の説明ではビ
ツトラインがアース電位に放電されるときのセル
の記憶データが“0”レベルであるとする。ダミ
ーセル18側ではオン状態でのトランジスタ16
のコンダクタンスを上記メモリセル15側のトラ
ンジスタ13よりも小さく選んだり、もしくは負
荷トランジスタ21のコンダクタンスを上記メモ
リセル15側の負荷トランジスタ20のそれより
も小さく選んだりして、ビツトライン12の電位
がビツトライン11の電位振幅のほぼ中間となる
ように設計されている。そしてこのとき、ビツト
ライン11,12間に発生する電位差が差動増幅
回路19によつて増幅されることによりデータが
検出される。なお、上記トランジスタ13および
16の制御ゲートは共通接続されており、この共
通端子には動作状態に応じてそれぞれ次のような
電位が印加される。すなわち、データ消去時の際
には高電位例えば20Vが、データプログラム時に
はアース電位が、さらにデータ読み出し時には例
えば2.5Vがそれぞれ印加される。
この第5図のメモリにおける問題点は、一対の
ビツトライン11,12に接続されている寄生容
量23,24の値が大幅に異なつていることから
発生している。すなわち、メモリセル15および
ダミーセル18が選択されると(ただし回路形式
により、ダミーセル18はそのメモリチツプが選
択されていれば常に選択状態にされている場合も
ある)、ビツトライン12における電位はそこに
接続されている寄生容量24の値が少ないため、
比較的に短時間で所定の電位に到達する。ところ
が、ビツトライン11には多数のメモリセル15
が接続されており、ここに接続されている寄生容
量23の値は上記寄生容量24に比較して極めて
多くなつている。このため、ビツトライン11に
おける電位変化特性は負荷トランジスタ20およ
びトランジスタ13のインピーダンスのばらつき
により大幅にばらついてしてしまう。
ビツトライン11,12に接続されている寄生容
量23,24の値が大幅に異なつていることから
発生している。すなわち、メモリセル15および
ダミーセル18が選択されると(ただし回路形式
により、ダミーセル18はそのメモリチツプが選
択されていれば常に選択状態にされている場合も
ある)、ビツトライン12における電位はそこに
接続されている寄生容量24の値が少ないため、
比較的に短時間で所定の電位に到達する。ところ
が、ビツトライン11には多数のメモリセル15
が接続されており、ここに接続されている寄生容
量23の値は上記寄生容量24に比較して極めて
多くなつている。このため、ビツトライン11に
おける電位変化特性は負荷トランジスタ20およ
びトランジスタ13のインピーダンスのばらつき
により大幅にばらついてしてしまう。
第6図は上記ビツトライン11,12における
電位変化を示す特性図である。図において直線3
1はビツトライン12の電位変化を、曲線32,
33はそれぞれビツトライン11が放電される際
の電位変化を、曲線34はビツトライン11が負
荷トランジスタ20によつて充電される際の電位
変化をそれぞれ示している。図示するように、ト
ランジスタ13のインピーダンスのばらつきに基
づく放電速度の差により、ビツトライン11の電
位がビツトライン12の電位を横切る時刻が異な
つてしまう。特にフローテイングゲート構造を有
するトランジスタ13はプロセス上の影響を受け
易い。従つて、このメモリのアクセス時間を高速
化するには問題がある。
電位変化を示す特性図である。図において直線3
1はビツトライン12の電位変化を、曲線32,
33はそれぞれビツトライン11が放電される際
の電位変化を、曲線34はビツトライン11が負
荷トランジスタ20によつて充電される際の電位
変化をそれぞれ示している。図示するように、ト
ランジスタ13のインピーダンスのばらつきに基
づく放電速度の差により、ビツトライン11の電
位がビツトライン12の電位を横切る時刻が異な
つてしまう。特にフローテイングゲート構造を有
するトランジスタ13はプロセス上の影響を受け
易い。従つて、このメモリのアクセス時間を高速
化するには問題がある。
このような問題点を解消するため、さらに従来
では、アドレスの切り変り時にパルス信号を発生
させ、上記第5図のメモリの一対のビツトライン
11,12間に短絡用のMOSトランジスタを追
加接続し、このトランジスタを上記パルス信号で
制御するようなメモリが実用化されている。この
ようなメモリにおける前記第6図に対応した特性
図が第7図である。アドレスの変化時に前記一対
のビツトライン11,12は上記短絡用トランジ
スタによつて短絡されるので、ビツトライン11
における電位41とビツトライン12における電
位42とは短絡直後では同電位にされている。そ
の後、ビツトライン12における電位42は前記
のように、そこに接続されている寄生容量24の
値が少ないため、比較的に短時間で所定の電位に
到達する。他方、選択されたメモリセル15内の
トランジスタ13のインピーダンスが低くされて
いれば、ビツトライン11はアース電位に向かつ
て放電されるが、このビツトライン11に接続さ
れている寄生容量23の値が多いためその電位4
1の下がり方は電位42に比べて遅くなる。この
ため、ビツトライン11の電位41がビツトライ
ン12の電位42を横切つた後でなければデータ
を検出できず、このメモリでもアクセス時間を高
速化するにはまだ問題がある。
では、アドレスの切り変り時にパルス信号を発生
させ、上記第5図のメモリの一対のビツトライン
11,12間に短絡用のMOSトランジスタを追
加接続し、このトランジスタを上記パルス信号で
制御するようなメモリが実用化されている。この
ようなメモリにおける前記第6図に対応した特性
図が第7図である。アドレスの変化時に前記一対
のビツトライン11,12は上記短絡用トランジ
スタによつて短絡されるので、ビツトライン11
における電位41とビツトライン12における電
位42とは短絡直後では同電位にされている。そ
の後、ビツトライン12における電位42は前記
のように、そこに接続されている寄生容量24の
値が少ないため、比較的に短時間で所定の電位に
到達する。他方、選択されたメモリセル15内の
トランジスタ13のインピーダンスが低くされて
いれば、ビツトライン11はアース電位に向かつ
て放電されるが、このビツトライン11に接続さ
れている寄生容量23の値が多いためその電位4
1の下がり方は電位42に比べて遅くなる。この
ため、ビツトライン11の電位41がビツトライ
ン12の電位42を横切つた後でなければデータ
を検出できず、このメモリでもアクセス時間を高
速化するにはまだ問題がある。
[発明の目的]
この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的はデータの読み出し時間
の短縮化が可能であり、もつてアクセス時間の高
速化が達成できる半導体記憶装置を提供すること
にある。
たものであり、その目的はデータの読み出し時間
の短縮化が可能であり、もつてアクセス時間の高
速化が達成できる半導体記憶装置を提供すること
にある。
[発明の概要]
上記目的を達成するためこの発明にあつては、
第1のビツトラインと第2のビツトラインそれぞ
れにほぼ同数のメモリセルおよびダミーセルを接
続して両ビツトラインにおける寄生容量の値を等
価にし、両ビツトライン間に生じる電位差を増幅
して上記メモリセルの記憶データを検出するよう
にしている。しかも第1のビツトライン、第2の
ビツトラインに接続された同一記憶内容のメモリ
セルからデータを読み出す場合に検出データのレ
ベルが異なつてしまうので、選択したメモリセル
の接続されているビツトラインに対応して、上記
検出データを反転もしくは非反転状態で出力制御
するようにしている。
第1のビツトラインと第2のビツトラインそれぞ
れにほぼ同数のメモリセルおよびダミーセルを接
続して両ビツトラインにおける寄生容量の値を等
価にし、両ビツトライン間に生じる電位差を増幅
して上記メモリセルの記憶データを検出するよう
にしている。しかも第1のビツトライン、第2の
ビツトラインに接続された同一記憶内容のメモリ
セルからデータを読み出す場合に検出データのレ
ベルが異なつてしまうので、選択したメモリセル
の接続されているビツトラインに対応して、上記
検出データを反転もしくは非反転状態で出力制御
するようにしている。
[発明の実施例]
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。
明する。
第1図はこの発明に係る半導体記憶装置(メモ
リ)の一実施例に従つた構成を示す回路図であ
る。
リ)の一実施例に従つた構成を示す回路図であ
る。
この実施例によるメモリでは前記第5図の従来
のものと同様に、一対のビツトライン51,52
が設けられている。上記一方のビツトライン51
にはそれぞれフローテイングゲートを有するデー
タ記憶用の不揮発性トランジスタ53および選択
用トランジスタ54からなるEEPROM型のメモ
リセル55Aが複数個接続されていると共に、メ
モリセル55A内のトランジスタ53よりも小さ
なコンダンタスに設定されフローテイングゲート
を有する不揮発性トランジスタ56および選択用
トランジスタ57からなる1個のダミーセル58
Aが接続されている。同様に、上記他方のビツト
ライン52にも上記一方のビツトライン51に接
続されているものと同様の構成の同数の
EEPROM型のメモリセル55Bと1個のダミー
セル58Bが接続されている。さらに上記一対の
ビツトライン51,52間にはデータ検出を行な
う差動増幅回路59が設けられている。上記一対
のビツトライン51,52と電源電位VDD印加点
との間にはプリチヤージ用のMOSトランジスタ
60,61が接続されている。また上記一対の各
ビツトライン51,52間には、エコライズ用の
MOSトランジスタ62が接続されている。そし
て上記トランジスタ60,61および62のゲー
トにはプリチヤージ制御信号PCが並列に供給さ
れるようになつている。また上記メモリセル55
A,55B内の各選択用トランジスタ54のゲー
トは、複数のワードライン63A,63Bの対応
する一つにそれぞれ接続されていると共に、ダミ
ーセル58A,58B内の選択用トランジスタ5
7のゲートは、二つのワードライン64A,64
Bにそれぞれ接続されている。上記一対の各ビツ
トライン51,52には寄生容量65,66それ
ぞれが接続されている。
のものと同様に、一対のビツトライン51,52
が設けられている。上記一方のビツトライン51
にはそれぞれフローテイングゲートを有するデー
タ記憶用の不揮発性トランジスタ53および選択
用トランジスタ54からなるEEPROM型のメモ
リセル55Aが複数個接続されていると共に、メ
モリセル55A内のトランジスタ53よりも小さ
なコンダンタスに設定されフローテイングゲート
を有する不揮発性トランジスタ56および選択用
トランジスタ57からなる1個のダミーセル58
Aが接続されている。同様に、上記他方のビツト
ライン52にも上記一方のビツトライン51に接
続されているものと同様の構成の同数の
EEPROM型のメモリセル55Bと1個のダミー
セル58Bが接続されている。さらに上記一対の
ビツトライン51,52間にはデータ検出を行な
う差動増幅回路59が設けられている。上記一対
のビツトライン51,52と電源電位VDD印加点
との間にはプリチヤージ用のMOSトランジスタ
60,61が接続されている。また上記一対の各
ビツトライン51,52間には、エコライズ用の
MOSトランジスタ62が接続されている。そし
て上記トランジスタ60,61および62のゲー
トにはプリチヤージ制御信号PCが並列に供給さ
れるようになつている。また上記メモリセル55
A,55B内の各選択用トランジスタ54のゲー
トは、複数のワードライン63A,63Bの対応
する一つにそれぞれ接続されていると共に、ダミ
ーセル58A,58B内の選択用トランジスタ5
7のゲートは、二つのワードライン64A,64
Bにそれぞれ接続されている。上記一対の各ビツ
トライン51,52には寄生容量65,66それ
ぞれが接続されている。
なお、この実施例回路の場合にも、トランジス
タ54および57の制御ゲートは共通接続されて
おり、この共通端子にはメモリの動作状態に応じ
てそれぞれ前記したような互いに値が異なつた電
位が印加されるようになつている。
タ54および57の制御ゲートは共通接続されて
おり、この共通端子にはメモリの動作状態に応じ
てそれぞれ前記したような互いに値が異なつた電
位が印加されるようになつている。
さらに70は、A0ないしAi−1からなるiビ
ツトのアドレス信号が入力されるアドレスデコー
ダである。このアドレスデコーダ70は、上記i
ビツトの入力アドレス信号に基づいて複数のデコ
ード出力ライン71A,71Bのうち対応した位
置のいずれか一組を駆動すると共に、同時にこれ
らデコード出力ライン71A,71Bとは異なる
一組のデコード出力ライン72A,72Bを共に
駆動する。上記複数のデコード出力ライン71
A,71Bの信号は複数のアンドゲート73A,
73Bのうち対応するものにそれぞれ供給され、
一組のデコード出力ライン72A,72Bの信号
は一組のアンドゲート74A,74Bに並列に供
給されている。
ツトのアドレス信号が入力されるアドレスデコー
ダである。このアドレスデコーダ70は、上記i
ビツトの入力アドレス信号に基づいて複数のデコ
ード出力ライン71A,71Bのうち対応した位
置のいずれか一組を駆動すると共に、同時にこれ
らデコード出力ライン71A,71Bとは異なる
一組のデコード出力ライン72A,72Bを共に
駆動する。上記複数のデコード出力ライン71
A,71Bの信号は複数のアンドゲート73A,
73Bのうち対応するものにそれぞれ供給され、
一組のデコード出力ライン72A,72Bの信号
は一組のアンドゲート74A,74Bに並列に供
給されている。
75は上記アドレス信号Ai−1よりも1ビツ
ト上位のアドレス信号Aiが入力され、このアド
レス信号から互いに相補なレベル関係にある信号
L,を出力するアドレスバツフアである。この
アドレスバツフア75から出力される一方の信号
Lは上記アンドゲート74A,73Bに並列に供
給されており、他方の信号は上記アンドゲート
74B,73Aに並列に供給されている。そして
上記アンドゲート73A,73Bの出力が前記ワ
ードライン63A,63Bに並列に供給されてお
り、アンドゲート74A,74Bの出力がワード
ライン64A,64Bに並列に供給されている。
ト上位のアドレス信号Aiが入力され、このアド
レス信号から互いに相補なレベル関係にある信号
L,を出力するアドレスバツフアである。この
アドレスバツフア75から出力される一方の信号
Lは上記アンドゲート74A,73Bに並列に供
給されており、他方の信号は上記アンドゲート
74B,73Aに並列に供給されている。そして
上記アンドゲート73A,73Bの出力が前記ワ
ードライン63A,63Bに並列に供給されてお
り、アンドゲート74A,74Bの出力がワード
ライン64A,64Bに並列に供給されている。
また、上記差動増幅回路59で検出されるデー
タはデータ出力回路80に供給されている。この
データ出力回路80は、上記アドレスバツフア7
5から出力される信号L,のレベルに応じて差
動増幅回路59の検出データをレベル反転もしく
は非反転状態で出力制御するものであり、インバ
ータ81、スイツチとしての2個のMOSトラン
ジスタ82,83およびバツフア回路84から構
成されている。すなわち、上記差動増幅回路59
のデータは、上記信号がゲートに供給される上
記トランジスタ82を介して上記バツフア回路8
4に供給されるか、もしくは上記インバータ8
1、上記信号Lがゲートに供給される上記トラン
ジスタ83を直列に介して上記バツフア回路84
に供給されるようになつている。そして上記バツ
フア回路84からの出力データが最終的な読み出
しデータとしてメモリ外部に出力される。
タはデータ出力回路80に供給されている。この
データ出力回路80は、上記アドレスバツフア7
5から出力される信号L,のレベルに応じて差
動増幅回路59の検出データをレベル反転もしく
は非反転状態で出力制御するものであり、インバ
ータ81、スイツチとしての2個のMOSトラン
ジスタ82,83およびバツフア回路84から構
成されている。すなわち、上記差動増幅回路59
のデータは、上記信号がゲートに供給される上
記トランジスタ82を介して上記バツフア回路8
4に供給されるか、もしくは上記インバータ8
1、上記信号Lがゲートに供給される上記トラン
ジスタ83を直列に介して上記バツフア回路84
に供給されるようになつている。そして上記バツ
フア回路84からの出力データが最終的な読み出
しデータとしてメモリ外部に出力される。
このような構成のメモリでは、一対のビツトラ
イン51,52に接続されているメモリセル55
およびダミーセル58の数が互いにほぼ等しくさ
れているので、寄生容量65,66の値も互いに
ほぼ等しくされている。
イン51,52に接続されているメモリセル55
およびダミーセル58の数が互いにほぼ等しくさ
れているので、寄生容量65,66の値も互いに
ほぼ等しくされている。
次に上記のような構成のメモリの作用を説明す
る。
る。
まず、図示しない手段によりアドレスの切り変
りが検出されてプリチヤージ制御信号PCが発生
される。この信号PCの発生によりトランジスタ
60,61および62が所定期間だけオン状態に
される。この結果、一対のビツトライン51,5
2は共に電源電位VDDまで充電され、両ビツトラ
イン51,52の電位は同電位に設定される。次
にこの期間が終了すると、上記トランジスタ6
0,61および62がオフ状態にされて、ビツト
ライン51,52のプリチヤージおよびエコライ
ズが終了する。他方、上記アドレスの切り変り
後、入力アドレス信号A0ないしAi−1の各レベ
ル状態に応じてアドレスデコーダ70のデコード
出力ライン71A,71Bのうち対応した位置の
いずれかを一組が駆動され、同時に一組のデコー
ド出力ライン72A,72Bが共に駆動される。
さらに入力アドレス信号Aiのレベル状態に応じ
て、アドレスバツフア75で出力信号L,Lのレ
ベルが設定される。
りが検出されてプリチヤージ制御信号PCが発生
される。この信号PCの発生によりトランジスタ
60,61および62が所定期間だけオン状態に
される。この結果、一対のビツトライン51,5
2は共に電源電位VDDまで充電され、両ビツトラ
イン51,52の電位は同電位に設定される。次
にこの期間が終了すると、上記トランジスタ6
0,61および62がオフ状態にされて、ビツト
ライン51,52のプリチヤージおよびエコライ
ズが終了する。他方、上記アドレスの切り変り
後、入力アドレス信号A0ないしAi−1の各レベ
ル状態に応じてアドレスデコーダ70のデコード
出力ライン71A,71Bのうち対応した位置の
いずれかを一組が駆動され、同時に一組のデコー
ド出力ライン72A,72Bが共に駆動される。
さらに入力アドレス信号Aiのレベル状態に応じ
て、アドレスバツフア75で出力信号L,Lのレ
ベルが設定される。
ここでいま、例えば信号が“1”レベルに、
信号Lが“0”レベルに設定されている場合、差
動増幅回路59を中心にして左側に配置されてい
る複数のアンドゲート73Aと同じく右側に配置
されている1個のアンドゲート74Bとが、アド
レスデコーダ70からの駆動出力信号を出力可能
となる。従つてこの場合、差動増幅回路59を中
心にして左側に配置されている複数のワードライ
ン63Aの一つが駆動され、この駆動されたワー
ドライン63Aに対応した一つのメモリセル55
Aが選択される。さらに差動増幅回路59を中心
にして右側に配置されているワードライン64B
が駆動され、この駆動されたワードライン64B
に対応したダミーセル58Bが選択される。すな
わち、上記のように信号が“1”レベルに、信
号Lが“0”レベルに設定されている場合には、
一方のビツトライン51に接続されている1個の
メモリセル55Aが選択されるとともに他方のビ
ツトライン52に接続されているダミーセル58
Bが選択される。
信号Lが“0”レベルに設定されている場合、差
動増幅回路59を中心にして左側に配置されてい
る複数のアンドゲート73Aと同じく右側に配置
されている1個のアンドゲート74Bとが、アド
レスデコーダ70からの駆動出力信号を出力可能
となる。従つてこの場合、差動増幅回路59を中
心にして左側に配置されている複数のワードライ
ン63Aの一つが駆動され、この駆動されたワー
ドライン63Aに対応した一つのメモリセル55
Aが選択される。さらに差動増幅回路59を中心
にして右側に配置されているワードライン64B
が駆動され、この駆動されたワードライン64B
に対応したダミーセル58Bが選択される。すな
わち、上記のように信号が“1”レベルに、信
号Lが“0”レベルに設定されている場合には、
一方のビツトライン51に接続されている1個の
メモリセル55Aが選択されるとともに他方のビ
ツトライン52に接続されているダミーセル58
Bが選択される。
上記とは異なるレベルのアドレス信号Aiがア
ドレスバツフア75に入力された場合に信号L,
Lのレベル設定状態が上記とは反対になるので、
この場合には一方のビツトライン51に接続され
ているダミーセル58Aが選択されるとともに他
方のビツトライン52に接続されている1個のメ
モリセル55Bが選択される。すなわち、アドレ
スバツフア75の出力信号に基づき、一方のビツ
トライン51に接続されているメモリセル55A
が選択される場合には他方のビツトライン52に
接続されているダミーセル58Bが選択され、こ
の反対に他方のビツトライン52に接続されてい
るメモリセル55Bが選択される場合には一方の
ビツトライン51に接続されているダミーセル5
8Aが選択される。
ドレスバツフア75に入力された場合に信号L,
Lのレベル設定状態が上記とは反対になるので、
この場合には一方のビツトライン51に接続され
ているダミーセル58Aが選択されるとともに他
方のビツトライン52に接続されている1個のメ
モリセル55Bが選択される。すなわち、アドレ
スバツフア75の出力信号に基づき、一方のビツ
トライン51に接続されているメモリセル55A
が選択される場合には他方のビツトライン52に
接続されているダミーセル58Bが選択され、こ
の反対に他方のビツトライン52に接続されてい
るメモリセル55Bが選択される場合には一方の
ビツトライン51に接続されているダミーセル5
8Aが選択される。
メモリセル55およびダミーセルが選択された
後、一対のビツトライン51,52のうちメモリ
セル55が接続されている方はトランジスタ53
のインピーダンス状態に応じてプリチヤージ時の
ままの電位にされるかもしくは放電される。他
方、ダミーセル58内のトランジスタ56のコン
ダクタンスはメモリセル55内のトランジスタ5
3のそれよりも小さく選ばれてはいるが、“1”
レベルのデータを記憶しているトランジスタ53
よりは大きなコンダクタンスを持つている。従つ
て、ビツトライン51,52のうちダミーセル5
8が接続されている方も放電される。ここで両ビ
ツトラインの放電の際、従来で問題になつていた
ビツトライン間の寄生容量の値の大小関係に基づ
く前記第7図に示すような遅れは、両ビツトライ
ン51,52に接続されている寄生容量65,6
6の値がほぼ等しくされているために生じない。
すなわち、第2図は上記一対のビツトライン5
1,52の放電の際の電位変化を示す特性図であ
る。図において曲線91はダミーセルが接続され
ている方のビツトラインの電位変化を、曲線9
2,93はそれぞれメモリセルが接続されている
方のビツトラインの電位変化をそれぞれ示してい
る。ここで上記のように寄生容量65,66の値
が等しくされているので、曲線91で示されたダ
ミーセルが接続されている方のビツトラインの電
位変化に対し、曲線92で示され“0”レベルの
データが記憶されているメモリセルが接続されて
いる方のビツトラインの電位変化には前記第7図
のような寄生容量の差に基づく遅れは生じない。
従つて、このような遅れ時間は従来よりも大幅に
制限することができ、差動増幅回路59の性能、
特にオフセツト電圧のみによつて遅れ時間が生じ
ることになる。このため、エコライズが終了した
直後の時点から一対のビツトライン間にはメモリ
セルデータに応じた電位差が発生し、この時点で
データの検出が可能である。なお第2図におい
て、曲線93で示され、“1”レベルのデータが
記憶されているメモリセルが接続されたビツトラ
インの電位が低下しているのは、サブストレート
リークによりトランジスタ56のしきい値電圧が
低下することに起因している。
後、一対のビツトライン51,52のうちメモリ
セル55が接続されている方はトランジスタ53
のインピーダンス状態に応じてプリチヤージ時の
ままの電位にされるかもしくは放電される。他
方、ダミーセル58内のトランジスタ56のコン
ダクタンスはメモリセル55内のトランジスタ5
3のそれよりも小さく選ばれてはいるが、“1”
レベルのデータを記憶しているトランジスタ53
よりは大きなコンダクタンスを持つている。従つ
て、ビツトライン51,52のうちダミーセル5
8が接続されている方も放電される。ここで両ビ
ツトラインの放電の際、従来で問題になつていた
ビツトライン間の寄生容量の値の大小関係に基づ
く前記第7図に示すような遅れは、両ビツトライ
ン51,52に接続されている寄生容量65,6
6の値がほぼ等しくされているために生じない。
すなわち、第2図は上記一対のビツトライン5
1,52の放電の際の電位変化を示す特性図であ
る。図において曲線91はダミーセルが接続され
ている方のビツトラインの電位変化を、曲線9
2,93はそれぞれメモリセルが接続されている
方のビツトラインの電位変化をそれぞれ示してい
る。ここで上記のように寄生容量65,66の値
が等しくされているので、曲線91で示されたダ
ミーセルが接続されている方のビツトラインの電
位変化に対し、曲線92で示され“0”レベルの
データが記憶されているメモリセルが接続されて
いる方のビツトラインの電位変化には前記第7図
のような寄生容量の差に基づく遅れは生じない。
従つて、このような遅れ時間は従来よりも大幅に
制限することができ、差動増幅回路59の性能、
特にオフセツト電圧のみによつて遅れ時間が生じ
ることになる。このため、エコライズが終了した
直後の時点から一対のビツトライン間にはメモリ
セルデータに応じた電位差が発生し、この時点で
データの検出が可能である。なお第2図におい
て、曲線93で示され、“1”レベルのデータが
記憶されているメモリセルが接続されたビツトラ
インの電位が低下しているのは、サブストレート
リークによりトランジスタ56のしきい値電圧が
低下することに起因している。
このように、従来の回路で生じていたビツトラ
イン間の寄生容量の差による遅れ時間はほとんど
存在しない。このため、差動増幅回路59におけ
るデータの検出時間の早期化、ひいてはデータ読
み出し時間の短縮化が可能であり、もつてアクセ
ス時間の高速化を達成することができる。しかも
この実施例では、同一記憶容量のメモリを構成す
る場合、従来一つのビツトラインに接続されてい
るのと同数のメモリセルが一対のビツトラインに
分割されて接続されているので、従来よりもビツ
トライン当りの寄生容量の値を低下させることが
できる。このことは、特にEPROMやEEPROM
セルのようにセルトランジスタのコンダクタンス
が低いものに対しては、データ読み出し速度を速
くするためには極めて有利である。
イン間の寄生容量の差による遅れ時間はほとんど
存在しない。このため、差動増幅回路59におけ
るデータの検出時間の早期化、ひいてはデータ読
み出し時間の短縮化が可能であり、もつてアクセ
ス時間の高速化を達成することができる。しかも
この実施例では、同一記憶容量のメモリを構成す
る場合、従来一つのビツトラインに接続されてい
るのと同数のメモリセルが一対のビツトラインに
分割されて接続されているので、従来よりもビツ
トライン当りの寄生容量の値を低下させることが
できる。このことは、特にEPROMやEEPROM
セルのようにセルトランジスタのコンダクタンス
が低いものに対しては、データ読み出し速度を速
くするためには極めて有利である。
またこの実施例の場合、一対のビツトライン5
1,52には共にメモリセル55が接続されてい
るので、差動増幅回路59の検出データをそのま
ま読み出しデータとして外部に出力することはで
きない。すなわち、同じデータが記憶されている
メモリセル55が異なるビツトラインで選択され
た場合に、差動増幅回路59の検出データは互い
にレベルが異なつてしまうからである。そこで、
選択されたメモリセル55が接続されているビツ
トラインに応じて、差動増幅回路59の検出デー
タをレベル反転する必要が生じてくる。このよう
な機能を果たしているのがデータ出力回路80で
ある。ここで、一方のビツトライン51に接続さ
れているメモリセル55Aが選択された際に、差
動増幅回路59で検出されるデータが正しいレベ
ルとすると、このときの検出データは前記アドレ
スバツフア75の出力信号Lによつてスイツチ制
御されるデータ出力回路80内のトランジスタ8
2を介してそのままのレベルでバツフア回路84
に供給される。他方、ビツトライン52に接続さ
れているメモリセル55Bが選択された際の差動
増幅回路59の検出データは前記インバータ81
およびアドレスバツフア75の出力信号Lによつ
てスイツチ制御されるデータ出力回路80内のト
ランジスタ83を介し、レベル反転された状態で
バツフア回路84に供給される。従つて、常に正
しいレベルのデータがこのデータ出力回路80か
ら出力されることになる。
1,52には共にメモリセル55が接続されてい
るので、差動増幅回路59の検出データをそのま
ま読み出しデータとして外部に出力することはで
きない。すなわち、同じデータが記憶されている
メモリセル55が異なるビツトラインで選択され
た場合に、差動増幅回路59の検出データは互い
にレベルが異なつてしまうからである。そこで、
選択されたメモリセル55が接続されているビツ
トラインに応じて、差動増幅回路59の検出デー
タをレベル反転する必要が生じてくる。このよう
な機能を果たしているのがデータ出力回路80で
ある。ここで、一方のビツトライン51に接続さ
れているメモリセル55Aが選択された際に、差
動増幅回路59で検出されるデータが正しいレベ
ルとすると、このときの検出データは前記アドレ
スバツフア75の出力信号Lによつてスイツチ制
御されるデータ出力回路80内のトランジスタ8
2を介してそのままのレベルでバツフア回路84
に供給される。他方、ビツトライン52に接続さ
れているメモリセル55Bが選択された際の差動
増幅回路59の検出データは前記インバータ81
およびアドレスバツフア75の出力信号Lによつ
てスイツチ制御されるデータ出力回路80内のト
ランジスタ83を介し、レベル反転された状態で
バツフア回路84に供給される。従つて、常に正
しいレベルのデータがこのデータ出力回路80か
ら出力されることになる。
第3図は上記実施例回路で用いられる差動増幅
回路59の一具体例の構成を示す回路図である。
この差動増幅回路59はPチヤネルMOSトラン
ジスタ101,102それぞれおよびNチヤネル
MOSトランジスタ103,104それぞれから
なるCMOSインバータ105,106の入出力
端間を交差接続してなる周知のフリツプフロツプ
回路で構成されており、一方のCMOSインバー
タ105の入力端子は前記一方のビツトライン5
1に接続され、他方のCMOSインバータ106
の入力端子は前記他方のビツトライン52に接続
されている。そしてこの差動増幅回路59の検出
データとしては、上記CMOSインバータ105,
106のいずれかの出力信号にされている。
回路59の一具体例の構成を示す回路図である。
この差動増幅回路59はPチヤネルMOSトラン
ジスタ101,102それぞれおよびNチヤネル
MOSトランジスタ103,104それぞれから
なるCMOSインバータ105,106の入出力
端間を交差接続してなる周知のフリツプフロツプ
回路で構成されており、一方のCMOSインバー
タ105の入力端子は前記一方のビツトライン5
1に接続され、他方のCMOSインバータ106
の入力端子は前記他方のビツトライン52に接続
されている。そしてこの差動増幅回路59の検出
データとしては、上記CMOSインバータ105,
106のいずれかの出力信号にされている。
なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能であることはいうまで
もない。例えば上記実施例ではメモリセル55が
不揮発性トランジスタ53と選択用トランジスタ
54からなるEEPROM型のものである場合につ
いて説明したが、これはメモリセルとして不揮発
性トランジスタ53のみが設けられたEPROM型
ものにも実施が可能である。さらに前記データ出
力回路80内のスイツチとして単一チヤネル構成
のトランジスタ82,83を用いる場合について
説明したが、これは第4図に示すように互いにチ
ヤネルの異なる2個のトランジスタを並列に接続
したCMOSスイツチ200を用いるようにして
もよい。
ではなく種々の変形が可能であることはいうまで
もない。例えば上記実施例ではメモリセル55が
不揮発性トランジスタ53と選択用トランジスタ
54からなるEEPROM型のものである場合につ
いて説明したが、これはメモリセルとして不揮発
性トランジスタ53のみが設けられたEPROM型
ものにも実施が可能である。さらに前記データ出
力回路80内のスイツチとして単一チヤネル構成
のトランジスタ82,83を用いる場合について
説明したが、これは第4図に示すように互いにチ
ヤネルの異なる2個のトランジスタを並列に接続
したCMOSスイツチ200を用いるようにして
もよい。
また一対のビツトラインに接続されているメモ
リセルの数はほぼ同数であればよく、完全に一致
させる必要はない。
リセルの数はほぼ同数であればよく、完全に一致
させる必要はない。
[発明の効果]
以上説明したようにこの発明によれば、データ
の読み出し時間の短縮化が可能であり、もつてア
クセス時間の高速化が達成できる半導体記憶装置
を提供することができる。
の読み出し時間の短縮化が可能であり、もつてア
クセス時間の高速化が達成できる半導体記憶装置
を提供することができる。
第1図はこの発明に係る半導体記憶装置の一実
施例に従つた構成を示す回路図、第2図は上記実
施例における一対のビツトラインにおける電位変
化を示す特性図、第3図は上記実施例回路で用い
られる差動増幅回路の一具体例の構成を示す回路
図、第4図は上記実施例回路で用いられるデータ
出力回路内のスイツチの他の例を示す回路図、第
5図は従来の半導体記憶装置の構成を示す回路
図、第6図は上記従来の半導体記憶装置のビツト
ラインにおける電位変化を示す特性図、第7図は
従来の他の半導体記憶装置のビツトラインにおけ
る電位変化を示す特性図である。 51,52…ビツトライン、53,56…不揮
発性トランジスタ、54,57…選択用トランジ
スタ、55A,55B…メモリセル、58A,5
8B…ダミーセル、59…差動増幅回路、60,
61…プリチヤージ用トランジスタ、62…エコ
ライズ用トランジスタ、63A,63B,64
A,64B…ワードライン、65,66…寄生容
量、70…アドレスデコーダ、71A,71B,
72A,72B…デコード出力ライン、73A,
73B,74A,74B…アンドゲート、75…
アドレスバツフア、80…データ出力回路。
施例に従つた構成を示す回路図、第2図は上記実
施例における一対のビツトラインにおける電位変
化を示す特性図、第3図は上記実施例回路で用い
られる差動増幅回路の一具体例の構成を示す回路
図、第4図は上記実施例回路で用いられるデータ
出力回路内のスイツチの他の例を示す回路図、第
5図は従来の半導体記憶装置の構成を示す回路
図、第6図は上記従来の半導体記憶装置のビツト
ラインにおける電位変化を示す特性図、第7図は
従来の他の半導体記憶装置のビツトラインにおけ
る電位変化を示す特性図である。 51,52…ビツトライン、53,56…不揮
発性トランジスタ、54,57…選択用トランジ
スタ、55A,55B…メモリセル、58A,5
8B…ダミーセル、59…差動増幅回路、60,
61…プリチヤージ用トランジスタ、62…エコ
ライズ用トランジスタ、63A,63B,64
A,64B…ワードライン、65,66…寄生容
量、70…アドレスデコーダ、71A,71B,
72A,72B…デコード出力ライン、73A,
73B,74A,74B…アンドゲート、75…
アドレスバツフア、80…データ出力回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 複数のメモリセルおよび少なくとも1個のダ
ミーセルが接続された第1のビツトラインと、複
数のメモリセルおよび少なくとも1個のダミーセ
ルが接続された第2のビツトラインと、上記第1
のビツトラインに接続されたメモリセルを選択す
るときには上記第2のビツトラインに接続された
ダミーセルを選択するとともに、上記第2のビツ
トラインに接続されたメモリセルを選択するとき
には上記第1のビツトラインに接続されたダミー
セルを選択するセル選択手段と、上記第1のビツ
トラインと第2のビツトラインとの間の電位差を
増幅して上記各メモリセルの記憶データを検出す
るデータ検出手段と、上記セル選択手段が選択す
るメモリセルの接続されているビツトラインに対
応して、上記データ検出手段で検出されるデータ
を反転もしくは非反転状態で出力制御するデータ
出力手段とを具備したことを特徴とする半導体記
憶装置。 2 前記メモリセルがデータを不揮発的に記憶す
る不揮発性トランジスタで構成されている特許請
求の範囲第1項に記載の半導体記憶装置。 3 前記第1のビツトラインと第2のビツトライ
ンにはそれぞれ1個のダミーセルが接続されてい
る特許請求の範囲第1項に記載の半導体記憶装
置。 4 前記第1のビツトラインと第2のビツトライ
ンは、前記メモリセルからデータを読み出す前に
予め同電位に設定されるように構成されている特
許請求の範囲第1項に記載の半導体記憶装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59194417A JPS6173300A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 半導体記憶装置 |
EP85109507A EP0175101B1 (en) | 1984-09-17 | 1985-07-29 | Semiconductor memory device |
DE19853586675 DE3586675T2 (de) | 1984-09-17 | 1985-07-29 | Halbleiterspeicheranordnung. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59194417A JPS6173300A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6173300A JPS6173300A (ja) | 1986-04-15 |
JPS649680B2 true JPS649680B2 (ja) | 1989-02-20 |
Family
ID=16324252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59194417A Granted JPS6173300A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 半導体記憶装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0175101B1 (ja) |
JP (1) | JPS6173300A (ja) |
DE (1) | DE3586675T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1221780B (it) * | 1988-01-29 | 1990-07-12 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuito di rilevamento dello stato di celle di matrice in memorie eprom in tecnologia mos |
JPH07105152B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1995-11-13 | 株式会社東芝 | 不揮発性メモリ回路装置 |
KR930000963B1 (ko) * | 1988-03-09 | 1993-02-11 | 가부시기가이샤 도오시바 | 불휘발성 메모리 회로장치 |
US5022009A (en) * | 1988-06-02 | 1991-06-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor memory device having reading operation of information by differential amplification |
JPH0770235B2 (ja) * | 1988-06-24 | 1995-07-31 | 株式会社東芝 | 不揮発性メモリ回路装置 |
US5148395A (en) * | 1989-04-26 | 1992-09-15 | Exar Corporation | Dual eeprom cell with current mirror differential read |
JPH07105153B2 (ja) * | 1989-04-27 | 1995-11-13 | 株式会社東芝 | 半導体不揮発性記憶装置 |
WO1990016069A1 (en) * | 1989-06-12 | 1990-12-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor memory device |
JP2573380B2 (ja) * | 1989-12-22 | 1997-01-22 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体メモリ |
GB9423032D0 (en) * | 1994-11-15 | 1995-01-04 | Sgs Thomson Microelectronics | Bit line sensing in a memory array |
DE69630673D1 (de) * | 1996-03-29 | 2003-12-18 | St Microelectronics Srl | Datenabtastzeitmodulierungsschaltung, insbesondere für nichtflüchtige Speicher |
DE69632574D1 (de) * | 1996-03-29 | 2004-07-01 | St Microelectronics Srl | Datenleseverwaltungsarchitektur für eine Speichervorrichtung, besonders für nichtflüchtige Speicher |
FR2762435B1 (fr) * | 1997-04-16 | 2000-12-08 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuit de lecture de memoire avec dispositif de precharge a commande dynamique |
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