TW497332B - High voltage switch circuit and semiconductor memory device provided with the same - Google Patents

Description

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497332 五、發明說明（2) 一 為電源電壓VCC，以高電壓VN變換時成也枝， ^ ^ t , t ΛΐΛ 1 ^GND) ° 壓VCC或接地電壓GND近傍時，會]=之南電壓在電源電 題。另外，在半導體記憶裝置中，兩=此，打動作之問 之開關動作和最佳之電壓緩和之二2夠保證正確 制記憶之動作。 电I開關電路，用來控 [發明之概要] 本發明提供可以保證正確之 之高電壓開關電路及具有該電路』最佳之電壓緩和 源節點，可以供給絕對值大於電J :路’具備有:第1電 被供給有低於電源電壓之電二之第2電 $ ·苐1電晶體，依照輸入信號和笛幵’關電路，包含 堡，用來變換輸入信號之電壓位^、了，電源節點之電 :入信號和供給自第2電源節點之雷’口弟2電晶體，依照 犰之電壓位準；經由變換在電 二’用來變換輸入信 之間變換之輸入信號之振幅 ^ _電晶體，連接在第1電晶體和望9 士猎以進行輸出； 極，壓被控制。 弟2電晶體之間，其閘 隶子使第3電晶體之動作 體之:及，1極間之電壓。友和弟1電晶體或第2電晶 ，㊁Ϊ J利用用以使第1電源節點成為-Φ广 換第3電晶體之閘極電壓。為回電壓之控制信號 子疋使第1電源節點之電壓在經過 ___ 弟1 J間後，從電源 90100497.ptd $ 6頁 電壓達到高電壓；和 卜 後經過比第1期間短 在第1電源節點之電壓開始變化 第3電晶體之閘極電壓弟2期間被活性化之们虎，用來變換 最好是第1電源節點之 信來變換第3電晶體之閉極^…被活性化之 杵制俨Π:電源電壓之相關性較小之規定電壓位準之 ii;:制第3電晶體之閉極電·。另外，規定 冤Μ可以任意的變更。 〜

最好是利用與高電壓無關之促成一 ’用來控制第3電晶體之閘極。 定電流流動之偏移電

因此，依照上述之高電壓開關電路時，可以控制電壓緩 和用之電晶體之閘極電壓。所以當電源節點之電壓達到所 希望之高電壓時，可以緩和電晶體之電壓’和即使電源節 點之電壓變低時亦可以正常的進行動作。 特別是可以利用使電源節點之電壓位準成為高電壓之控 制信號，用來控制電壓缓和用之電晶體之閘極電壓。 特別是可以利用當電源節點之電壓位準上升或下降時被 活性化之信號，用來控制電壓緩和用之電晶體之問極電 壓。 特別是可以利用當電源節點之電壓達到所希望之位準時 被活性化之信號，用來控制電壓緩和用之電晶體之閘極^ 壓。 特別是可以利用對電源電壓無關或相關性小之信號，用 來控制電壓緩和用之電晶體之閘極電壓。

發明說明（4) 利用此種方式，雷々 電壓緩和。 動作不會停止，可以實現最佳之

本發明之另一能揭H 憶單元陣列，心種半導體記憶裝置，具備有··記 記憶單元陣列之動夕固圮憶單元；控制電路，用來控制 之控制，用來產生】心動2號產生電路’根據控制電路 作；高電壓產生電路，；唬猎以使記憶單元陣列進行動 憶單元陣列之動作時進r ^狀態時輸出電源電壓，在記 源電壓之高電壓· 3 T ’性化’用來產生絕對值大於電 作信號之振幅位準3壓開關電路，用來變換和輸出動 點，用來接受高；壓=開關電路包含有:第1電源節 ，田；cfe /u ^產生電路所輸出之電壓·笛9雷# 點，用來供給低於電源 =[，弟2電源即 電晶體，依照動作之電£，開關電路，具有：第1 來變換動作信號之^壓° ^進給自第1電源節點之電壓，用 號和供給自第2電源準，和第2電晶體，依照動作信 壓位準；經由變換動作“堅，用來變換動作信號之電 第3電晶！t，連接在動之電壓位準藉以進行輸出；和 電壓被控制。 〃 3曰體和第2電晶體之間，其閘極 最好疋使第3電晶體之動 晶體之汲極_源極間之電壓=用來、，友和第1電晶體或第2電 更好是控制電路包含有^ 制信號藉以使高電壓產生電生電路，a來產生控 變換第3電晶體之閘極電壓。’ ’利用控制信號用來 3有：控制信號產生電路，用來產生

90100497.ptd 第8頁 更好是控制電路白人 497332 五、發明說明（5) 控制信號藉以使高電壓產生電路活性化；和延遲電路，用 來使控制信號延遲-定之時間；利用該延 來變換第3電晶體之閘極電壓。 勒出 更好是控制電路包含有：控制信號產生電路，用 =制信號藉以使高電壓產生電路活性化；&檢測 路’當高電壓產生電路之輸出達到指^之位準時進行活 曰ί之二i ί ί檢測信號；，用檢測信號用來變換第3電 曰日體之間極電壓〇 2是使動作信號成為電源、電壓和接地電壓之 相ΪΓ路包含有信號產生電路，用來產生對電源電壓之 之規定電壓位準之控制信號；利用控制信號用來 晶體之問極電壓°另夕卜’利用信號產生電路可 从任思的變更上述之規定電壓。 更好疋使動作#號成為電源電壓和接地電壓之2個狀•能 3,雷控二電路包含有偏移電壓產生電路，用來產生供給至Γ第 古電曰曰體之閘極電壓之偏移電塵，藉以在第3電晶體具有與 Ν電壓無關之一定電流流動。 作：Lit照上述之半導體記憶裝置時，☆對進行記憶動 ^唬之電壓位準進行開關之高電壓開關電路中， 1 j制電壓緩和用之電晶體之閘極電壓。所以可以依昭 常=作實現電壓缓和，與有無記憶動作無關#，可 吊的途行動作。 辦j田疋可以利用使產生咼電壓之電路活性化之控制信 〜 來控制電壓緩和用之電晶體之閘極電壓。

497332 五、發明說明（6) 7別是可以利用用以使控制信號（用來使產生高電壓 電活性化）延遲之信號’用來控制電壓 之閘極電壓。 电日日體 是：”用活性化信號用來控制電壓緩和用 胆之閑極電麼’在記憶單元陣列之動作時，當從產生古: 活性化。 电土风马扣疋之位準恰該活性化信號進行 巧別是可以利用對電源電壓無關或相關性小之電壓 之“號，用來控制電壓緩和用之電晶體之閘極電壓。， 利用此等方式，依照本發明之半導體記憶裝置時 可以保證高電壓開關電路堂翻 Q為 可以保證正確之動作。 斤上乂 經由下面聯合附圖之對本發明之詳細說明，當可 白本發明之上述和i他 ^ 更力Π明 /、他目的、特敛、觀點和優點。 [較佳實施例之說明] :面將使用附圖用來詳細的說明本發明之實施形態 圖中之相同部份或相者外/八 4 . 在 y = 77附加相同之元件編號，而其曹 才旻之€兄明則加以名略。 重 [第1實施形態] 下面說明第1實施形能之古雷厭„ 3本墓_ # p s 冋電壓開關電路及具有該電路 之平導體§己fe、表置。篦1命#也能 一 叫 爽蔣於入Θ获V I N f把 只也/心、面電壓開關電路2是用 來將輸入k唬V i N (振幅v c c — G N D )變 疋用 VPP-GND)之電路，如固！所W矣成為信號ν〇ϋΤ(振幅 邓圑丄所不，由電晶鹗 IVO構成。電晶體以〜以為削3電1^6和反相器 月且電晶體Q5，Q6為

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497332 五、發明說明（7) NMOS電晶體。 南電壓開關電路2接受來自信號輸入節點丨N之輸入信號 V I N，和接受來自控制信號輸入節點a用以控制電塵緩和用 電晶體之閘極電壓之閘控制信號A ,藉以從輸出節點〇υτ輸 出信號VOUT。 電晶體Q5連接在節點Ν3和用以接受接地電壓GND之節點 GND之間，以其閘極接受輸入信號VIN。反相器^〇用來使 輸入信號VIN反相和輸出。電晶體〇6連接在節點〇υτ和節點 GND之間，以其閘極接受反相器丨ν〇之輸出。 ―電，體Q3連接在節點N1和節點Ν3之間，電晶體㈣ 郎點Ν2和節點OUT之間。 門電^Ϊ在用以接受高電塵之節點vpp和節點N1之 ;;;f〇UT連接。電晶細連接在節點VPP和節 ”、、占N2之間，其閘極與節點㈣連接。 電晶體Q3、Q4為電壓緩和用 電㈣藉以緩和構成電路之= ; = =成電i緩和 不同的’構建成為電嶋=壓。與習知者 施加一定之雷颅 日τ用窀日日體⑽、Q4之閘極不是被 時’利用用以控制記憶單元 2隐竑置之情況 電J1:來，”細信號心二抹除之寫入/抹除控制 使用圖2進:V明電Λ開導關體電二f J半導體記憶裝置1()°° ’ 有〜抹除控制 止戍衝斋1 0 0，用來接受來自 497332 五、發明說明（8) 位二M);娜入/輸出緩衝器m，用來進行資料 之己Λ;記憶單元陣列MR ’包含有被配置成行列狀 單元：70 ;x解碼器102 #°γ解碼器103，用來從記憶 =兀陣列MR中選擇任意之記憶單元；井7源極 來驅動對記憶單元進行資料之寫入/抹除/讀出用-之井電 源極電壓；感測放大器，用來讀出記憶單元之資料， ^寫入電路’用來進行資料之寫A。在該圖巾測 态和寫入電路以】個之塊丨〇5表示。 戍測放大 寫=/抹除控制電路丨利用接受自晶片外部之控制传號 务^阳片賦能=號，寫入賦能信號等）之輸入，和被稱。 T 7之專用之資料輸入，用來控 ’、、、 外’寫入/抹除/讀出之每一個晶月動作：：之動作。另 定。 母個曰曰片動作由專用之命令CM決 半導體記憶裝置1〇〇0更具備有：高電壓 電繼升麼藉以產生正的高電壓 電路m ’用來使接地電鍾D降虔藉以產生負的古Ϊ 姑二準電壓VREF ’ #高電壓開關電路120，依昭來自窝 =控制電路!之錢，用來變換和輸出接受'自、：二寫 為100之信號（輸入信號VIN)之振幅位準。 、、友衝 當進行對記憶單元之資料官杳 出時，使用高電壓產夺士 4寫 科抹除賢料之讀 便用同電[產生電路106之輸出之 電塵產生電路1Q7之輪出之負的高電謂。電請p，負南 高電虔開關電路12〇用來進行當寫入/採除/讀出動作時 五、發明說明（9) 被施加高電屢之電路（χ解碼器ι〇2， 貧料解碼器104)之控制，將輸入 ，井/源極 vcc：Gn^ #, ,vpp_gnd 上述之兩電壓開關電路2被包含 門關後進行輸出。 當:皮輸入有用以指定特定之動作之電〜：電路〗20。 除控制電路i就輸出特定之控制信號 / ’寫入/抹 電路1之控制，用來使高電塵產生電路1〇6，寫入/抹除控制 電路1>07和基準電壓產生電路1〇8活性化/非活、円電壓產生 當高電壓產生電路丨〇6活性化時，從高電壓匕。 輸出之電壓，自電源電壓位準vcc上升 —6生電路106 ，準VPP。當負高塵產生電路！ G7被活性化^之^電塵 ，電賴7輸出之電壓，自接電壓位 =電： 之負的高電壓位準VN。 Γ |牛成為一定 另外利，寫入/抹除控制電路1之高電壓產生 之控制和貞冑t壓產生電路j〇7之控㈣彳卩分別獨 行。因此，高電壓產生電路106和負高電壓 活性/非活性時序互相獨立。另外，高電壓開關】=; 點VPP接受高電壓產生電路1〇6之輸出。 路2以即 下面將說明第1實施形態之高電壓開關電路2之控制方 法。，先，為著比較用，說明電壓緩和用電晶體:控 法與高電壓開關電路2不同之高電壓開關電路9〇〇。工 圖30所示之高電壓開關電路9〇〇是將輸入信號nN(振幅 VCC-GND)變換成為信號ν〇υτ(振幅vpp-GND)之電路，由電 晶體Q91〜Q96和反相器1¥90構成。電晶體叭1〜Q94為pM〇s 497332 五、發明說明（ίο) "~ 電晶體，電晶體Q95、Q96為NMOS電晶體。 電晶體Q95連接在節點N9〇和用以接受接地電壓GND之節 點GND^間，以其閘極接受輸入信號πΝ。反相器⑽用來使 輸入信號VIN反相和輸出。電晶體Q96連接在該電路之輸出 節點之節點OUT和節點GND之間，以其閘極接受反相器^⑽ 之輸出。 電晶體Q93連接在電晶體Q91和節點N9〇之間，電晶體Q94 連接在電晶體Q92和節點0UT之間。電晶體(393、Q94之 接受電源電壓VCC。 電晶體Q91、Q92之各個之一方之導通端子，與用以 正的高電壓VPP之節點VPP連接，電晶體Q91之閘極與節點又 OUT連接，電晶體Q92之閘極與節點N9〇連接。 電晶體Q93、Q94(電壓緩和用電晶體）構成電壓緩和 910。利用電壓緩和電路91G用來緩和對高電壓進行 之構成電晶體之源極-汲極間之電壓。 守 利用高電壓開關電路9 0 0用來將輸入信號VIN(振幅 VCC-GND)變換成為信號V0UT(振幅位準vpp-GND)。 但是，電壓緩和用電晶體之閘極電壓被固定在一 ，電源電壓VCC)。因此，進行開關之高壓在 ^

或接地電壓GND近傍時，不能保證電路動作。 與此相對的，在第1實施形態中，用以控制電壓 電晶體之閘極之閘控制信號A ’依照施加在高電壓 路2之節點VPP之電壓位準的變化。 參照圖3，高電壓開關電路2在時刻t〇〜u，時刻 497332 五、發明說明（11) t4 ’接受電源電壓VCC位準之輸入信號VIN。另外，在初期 狀態，節點VPP被施加電源電壓VCC。 在節點VPP被施加電源電壓vcc之時刻（〜t2)，閘控制信 號A為接地電壓位準。因此，在時刻t 〇〜11接受之輪入 化號VIN被變換成為電源電壓位準vcc之信號ν〇υτ和被輪 出。 1 在對節點vpp開始施加高電壓之時刻（時刻t2)，使閘控 制信號A從接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準％^二 利用此種方式實行電壓緩和，和將在時刻13〜14接受到 之輸入#號VIN變換成為高電壓位準Vpp之信號ν〇υτ 輸出。 仃 然後，當施加在節點VPP之電壓之電壓位準進行下降（钟 2電壓之施加）之時刻（時刻t|)，*閘控制信號八從電;； 電堅位準vcc變換成為接地電壓位準GND。 、 用此種控制方》，當使高電壓進行開關時 關：路2中之内部節點N1、N2之電壓位準，如圖4所示的= =化。參照圖4，源極_沒極間之電壓，在電 :皮匕成卿-咖丨咖⑶’在：】 帅thp丨）。其中简表示電晶體 當結束對節點Vpp施加高電塵，或不施加高電壓 而疋鈿加電源電壓vcc時，就使電壓緩和用 ^源電壓位準vcc變成接地電廢位準 *地 電壓位彻。利用此種方式，，電壓開關：二 第15頁 90100497.ptd I —^― 五、發明說明（12) 加^節點憎之電壓變低時亦可以正常的動作。 面將況明該控制方法應 況。當不需要高電壓時，宜入/4+牛導體记憶裝置1 0 0 0之情 壓位準GND之閘控制信妒Α : 除拴制電路1輸出接地電 1 0 6為非活性狀態。〜 此日寸刻’兩電壓產生電路 制電路1時，就\特寫疋入,J二，命令CM輸入到寫入/抹除控 vcc之閘控制信號a 1來J1輸出電源電壓位準 然後’當結束高電壓之於力=£產生電路1〇6活性化。 為接地電壓位準GND，用來^ ’ θ使閘控制信號A變換成 化。施加在節點VPP之電位南電壓產生電路1〇6非活性 VCC。利用此種控制方φ之位準下降成為電源電壓位準 正確之寫入/抹除Λ出去動可作以保證半導體記憶裝置！_之 另外，閘控制信號Α亦可 路1 〇 6之活性/非活性之信號。吏用用以控制高電壓產生電 ® 5 ^ ^ ^ M ^ t 0 Q6，由電晶體Q3、Q4、Q7和⑽、m有電晶體…^2，、 和反相器IVO。電晶體q7 ^ $之電壓緩和電路l〇A ’ 在高電壓開關電路2A，電晶體〇 〇晶體。 有作為電壓緩和用電晶體之=# 、Q4、Q7、Q8之各個具 電晶體Q7連接在電晶體Q3和g曰雕 接在電晶體Q4和電晶體q6之:=間，電晶體Q8連 曰。電日日體Q7、Q8之閘極接受 第16頁 9_497.ptd ⑽ 7332 五、發明說明（13) 電源電壓。 “圖6表示高電壓開關電路之更另一構造例。圖6所示之高 電壓開關電路2B具備有電晶體Q1、q2、Q5 ' Q6，由電晶2 Q7和Q8構成之電壓緩和電赂10B，和反相器卩〇。在高^壓 開關電路2B，電晶體q7、q8之各個具有作為電壓緩和 晶體之功能。 〜電晶體Q1連接在節點VPP和節點N丨之間，以其閘極接為 節點OUT之信號V0UT。電晶體q2連接在節點vpp和節點 之間’以其閘極接受節點N 1之信號。 電晶體Q7連接在節點N1和電晶_之間，電晶_連接 在即點GUT和電晶娜之間。電晶邮、Q8 控制信號A。 牧又厂甲 1 另外，在上述之說明中，所說明之電路構造將輸入信穿 VIN變換成為振幅位準vpp_GND之信號ν〇υτ，但是對於^ 入信號VIN變換成為振幅位準VN_VCC之信號ν〇υτ之電路、，别 該控制方法(VN:負的高電壓）。在此種情況， Ϊ後：ί照接受負的高電壓VN之節點VN之電壓位 Ϊ用ίΓΓ: 緩和用電晶體之閘極之問控制信號。 =用:n，即使節謂之電壓位準在接地電位侧 之近彳方時，亦可以保證正常之動作。 [第2實施形態] 下面祝明第2實施形態之高電壓 之高電壓開關電路2，士。圖7所示，L二电曰路-弟2 Λ鉍形恶 ,.〇 λ μ η ^ 以電晶體Q 3、Q 4之閘極 接文AND電路90所輸出之閘控制信號A。 90100497.ptd 第17頁 五、發明說明（14) AND電路9〇以其輸入接受寫入/抹除控制電路丨所輸之 !控制信號B和計時器電路4之輸出。計時器電路4在接受到 ^ j寫入/抹除控制電路丨位準之控制信號6起之指定 間後’輸出Η位準之信號。 y 下面說明計時器電路4。該計時器電路4包含有 Q曰20〜Q22 ’電容元件反相器⑴。電晶體_為?日:⑽電 日日體’電晶體Q21、Q22為NMOS電晶體。 電晶體Q20連接在用以接受電源電壓之節點和節點之 晶體Q21和Q22串聯連接在節‘鳩和用以㈣接地電 &GND之即點GND之間。電晶體的〇和Q22之各個之問極接受 控制信號B，電晶體Q21之閘極接受基準電壓產生電如所 輸出之基準電壓VREF。 電容元件C1連接在節點N5和節點GND之間，反相界IV1 來使節點N5之信號反相和輸出。 AND電路90以其輸入接受反相器m之輸出和控制信號 β ’藉以輸出閘控制信號A。 基準電壓產生電路3，如圖8所示，包含有電晶體⑹〜 Q65和電阻元件Rli„R2。電晶體_、呢、q65_m〇s電晶 體’電晶體Q63、Q64為NMOS電晶體。 電阻το件R1連接在用以接受電源電壓V(：c之節點vcc和節 f N60之間。電晶體Q61和Q63串聯連接在節點vcc和用以接 又接地電壓GND之節點GND之間。電晶體術和_串聯連接 在節點_和節點GND之間。電晶體_和_構成電流鏡電 路0 90100497.ptd 第18頁 497332 五、發明說明（15)

電晶體Q65和電阻元件R2串聯連接在節點vcc和節點GND 之間，從電晶體Q 6 5和電阻元件R 2之連接節點輸出基準電 壓VREF 〇 下面將說明基準電壓VREF。利用電晶體q63和q64(電流 鏡電路）使電晶體61具有與電阻元件R1相同之電流流動。 當電晶體Q61之電導和臨限值分別為万}，VthQ1時二在電 阻元件R1流動之電流IR1可以滿足式（1)。電阻元件以之電 阻值為R1，電阻元件R2之電阻值為R2。 IRl-VthQl+ /~(21 I=VthQl/Rl 另外，在式（1 )中 (3 )可以成立。 /51) (1)(2) 因為/"(2 I / /5 1 )之值非常小所以式

IRl=VthQl ..........(3) 因此，變成輸出可以滿足式（4)之基準電 VREF:VthQl X (R2/R1) _ ..........(4) 下面將說明第2實施形態之高電壓開關電2之 依照施加在高電壓開關電路2之節點vpp 工 AV ifc 4il ^ al、μ 〈電壓之位準’彡 化拴制#唬Β。然後，依照控制信號B和 出產生閘控制信號Α。 才為電路4之輸

計時器電路4之輸出，從控制信號β 遲指定期間（延遲時間丨）之後，變成 日守序起，於； 似。延遲時間依照電容元件^所成為電源電壓位準 電該電荷之電流進行調整。 存之電荷量和放 依照式⑴’當施加在節點VPP之電壓變成為電壓緩和j

=要之電壓位準時，使閘控制信號人從接地電壓位準gnd變 ^為電源電壓m位準。^，在式（5)中，^表示高電 1之上升時間，vpp表示節點VPP之電壓。 V(t).(VPP-VCC)/trX t+VCC ·:..... (5) > π圖9，在對節點vpp施加電源電壓Vcc之時刻（〜 t2) \控制信號b為接地電壓位準⑽^。因此，在時刻切〜 2接又到之輸入化號VIN被變換成為電源電位準vcc之信號 VOUT和被輸出。 f對節點VPP開始施加高電壓之時刻（時刻t2)，使控制 f.從接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準VCC。 從對節點VPP開始施加高電壓起，於經過指定期間（t2 + △ΐ 1)後，閘控制信號A變成為電源電壓位準VCC。在該時 刻’施加在節點VPP之電壓達到指定電壓v〇(電壓緩和所需 ，和使時刻13〜14所接受之 位準VPP之信號VOUT和被輸 利用此種方式實行電壓緩和 輸入彳§號V I N被變換成為高電壓 出。 ，後^在施加到節點VPP之電壓之電壓位準進行下降（結 ^问電壓之施加）之時刻（時刻15 )，使控制信號b從電源電 壓位準VCC變換成為接地電壓位準“1)。 利用此種彳工制方法，當尚電壓進行開關時，可以緩和高 電壓開關電路2之内部節點N1，N2之電壓位準。 另外，在結束對節點VPP施加高電壓二，或是不施加高 電壓而是施加電源電壓VGG時，冑壓緩和用電晶體的』4之

497332 五、發明說明（17) __ 電極從電源電壓VCC變成接地 ::=。；厂用此種方式，高電壓開關電路心= 之電壓之位準較低之情況時，亦可以進行正常之到 況了 m:ΐ控制方法應用在半導體記憶裂置_之情 “堅產生電路3被包含在基準電壓產生電路1〇8 f接地電壓位準GND之控制信號Β。在該時刻， 0輸 電路1 0 6變成為非活性狀態。 產生 祛…當將用以指定特定之動作之命令CM輸入到寫入/ 抹除控制電路1時，就從寫入 j寫入/ 壓位準VCC之抻制尸啼β 休丨示彳工制電路1輸出電源電 活性化。.，用來使高電塵產生電路106進行 麼::二〇:高；壓產生電路106之輸出電虔超過指定之電 t 輸入到電塵緩和用電晶辦 號A就變成為電源電壓位準。 τ °閘控制信 當結束高電壓之施加時，抑 位準⑽，用來ml 換成為接地電壓 之電二非活性化。施加在節 利用此種控制方/H 成4電源電遂位準似。 寫入/抹以；作記憶裝置1 000可以實現正確之 制高電壓產生電路1〇m: f制“虎亦可以使用用以控 冤路1 〇 6之活性/非活性之信號。 另外’第2實施形態之方法，口 θ 亦可以應用在上述之ϋ p"；v、屢開關電路2， 上述之间電壓開關電路2A，2β等。另外，亦 第21頁 9〇l〇〇497.ptd 497332 五、發明說明（18) 可應用在將輪入符號VIN變換 VOUT之高電壓開關電路。 ”、、、田位準VN-VCC之信號 [苐3實施形態] 下面將使用圖1 〇和圖丨〗用來 開關電路。在第3實施形態中，AND^H形態之高電塵 控制電路1戶斤輸出之控制信號B和VPP檢測電;抹除 準檢測信號C，用來輸出閘控制。、電路5 之位 ^ t Γ, , t , MQ3, Q4 , ^ 號B和位準檢測信號C產生之閘極信號A。 工。 I面將說明VPP檢測電路5 ιρρ檢測電路5如圖u所亍， 包έ有電阻元件R1，R2和電壓比較電路12。電阻元/ 串聯連接在用卩接高電壓之節點vpp和用以才妾受接地電壓 之節點GND之間。電阻元件以和以之連接節點，形成盥電 壓比較電路12之正的輸入端子連接。在電壓比較電路丨'2之 負的輸入端，接受基準電壓產生電路3所輸出之 MEF1。 干电i 利用電阻元件R1，R 2對郎點V P P所接受到之電壓進行分 壓。其結果是獲得式（6)所示之電壓VPPn。電阻元件R2 之電阻值為Rl，R2。 ’ VPPn=VPPx {R2/CR1+R2)} ........ (6) 電壓比較電路12用來使分壓電壓νΡΡη和基準電壓VREF進 行比較，藉以輸出成為比較結果之位準檢測信號C。以能 滿足式（7)之方式決定電阻值R1，R2。 VREF=VPPx {R2/CR1+R2)} ........⑺ 第22頁 90100497.ptd 五、發明說明（19) 電壓VPPn>基準電壓覆？時，就從vpp產生電路 5輪出η位準之位準檢測信號 ：路 出L位準之位準檢測信號c。 况w ’就輸 ，將上述之構造應用在半導體記憶裝置1 0 0 0之情 言 VPP气產Λ路106之輸出分別供給到vpp檢測電路5之節點^ 和咼電壓開關電路2之節點vpp。 、、、 下面將說明第3實施形態之高電壓開關電路2之控制方 法，依照施加在高電壓開關電路2之節點vpp之電壓之 準，交化控制信號B。然後，依照控制信號8和州檢測 路5所輸出之位準檢測信號c，用來產生閘控制信號a。、告 之電壓超過指定之位準時’位準檢測信：c 就k成為Η位準。 茶妝圖1 2，在對節點vpp施加電源電壓vcc之時刻（〜七2 ) ，控制彳s唬B/之電壓位準為接地電壓位準GN])。因此，在時 刻to〜ti接受到之輸入信號VIN被變換成為電源電壓位 VCC之信號V0UT和被輸出。 二在開始對節點vpp施加高電壓之時刻（時刻tx)，使控制 k唬B從接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準vcc。閘 控制信號A從接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準 VCC(t2<tx<t3)。 利用此種方式實行電壓緩和，和在時刻t3〜t4所接受到 之輸入信號VIN被變換成為高電壓位準vpp之信號ν〇υτ和被 輸出。 另外，在對節點VPP施加之電壓之位準進行下降（結束高

\\312\2d-code\90-04\90100497.ptd 第23頁 497332 五、發明說明（20) 電壓之施加）之時刻（時刻15 )，使控制信號B從電源電壓位 準VCC變換成為接地電壓位準(^〇。閘控制信號a從電源電 壓位準VCC變換成為接地電壓位準“])。當施加在節點vpp ，電壓下降成為低於檢測位準v〇時（時刻ty )，位準檢測信 號C從電源電壓位準vcc變換成為接地電壓位準md。 古利用此種控制方法，當使高電壓進行開關時，可以緩和 南電壓開關電路2之内部節點Nl，N2之電壓位準。然後，在 結束對節點VPP施加高電壓，或不施加高電壓而是施加電 2 = [VCC B守，使電壓緩和用電晶體之閘極從電源電壓 成為接地電壓GND，或固定在接地電壓GND。利用此種 路即加在節點vpp之電壓變低時，高電壓開關電 路2亦可以正常的進行動作。 、、兄了 ί將ί明2控制方法應用在半導體記憶裳置1 0 0 0之情

座生電路1 0 6為非活性狀態。 』％ I 動作之命令 控::：產用生來，高電壓產生電= 輸入到電塵緩和用電晶體之閉極過仏測位準ν〇時， 電源電壓位準VCC。 °甲控制信號A就變成為 然後，當結束高電壓之施加時 接地電壓位準GND，用來使高電變換成為 座生電路1 〇6非活性化。

五、發明說明（21) 施加在節點VPP之電壓之位準下降成 刹田LL # t Λ 4電源電壓位準VC Γ Ο j用此種控制’半導體記憶裝置1 0 0 0可以保镫 之寫入/抹除/讀出動作。另外，控以、 確 以控告丨丨古Φn w hβ亦可以使用用 ==间電壓產生電路106之活性/非活性之信號。 下Κ不將檢測位ίν°設定成為電壓上升時和電壓 使VPP於、目二變更上升％和下降時之檢測位準之情況， 升時广二\路5之電阻元件R1，R2成為可變電阻，依，昭上 阻值和下~時從寫人/抹除控制電路Μ出之信號，變化電 亦二卜岸Γ在實，之方法，不只是高電屢開關電路2, 可： = 電壓開關電路2A，2w。另外，亦 "0IT! 信號VIN變換成為振幅位準VN，C之声

號V0UT之南電壓開關電路。 L

[第4實施形態] 路了 Π使-用圖13用來說明第4實施形態之高電壓開關電

Ht Λ施f態' *，遍電路90接受1/2VPP檢測電路6 之W出作為動作電源電壓。 電:明〜t/2VPP檢測電路6。1/2VPP檢測電路6包含有 曰曰_ 、〜Q37。電晶體Q3Q〜Q33為PM0S電晶體，電晶體 Q34〜Q37為NM0S電晶體。

之^晶f曰3匕接在用以供給高電壓之節點vpp和節點N1 〇 之節^連接在節點N1〇和用以接受接地電壓GND n^即點GND之間。電晶體3〇之閘極與節點N10連接。電晶體 Q34, Q36之閘極桩為茸唯带广士 电日日篮 接又基丰電壓產生電路3所輸出之基準電壓

497332 五、發明說明（22)

VREF 電晶體Q31連接在節點vpp和節點Ni 1之間，其閘極與言々 點N10連接。電晶體的5和卯2串聯連接在節aNn和節點即 N12之間，電晶體q36連接在節點N1 2和節點之間。曰 =5。之開極與節點N11連接，f晶體咖之閘極與節點ni= = 連接在節點VPP和節點N13之間，^日_3串 . 連接，電晶體Q33之閘極與節點N12連接。 電晶體Q33和Q37之連接節點之銘q . ^ _

^1/2 ^ t Μ ^ ^(1/2νί) ： ^ "^N13 ^ ^ ^ MVPP 下：2說明第4實施形態之高電壓開關電路 =照控制信號B和位準檢測信號c =

變換成為與VCC之i日M w： ^ 4工制4口谠A 點VPP之電較小之電壓1/2VPP。在供給到節 』V 之笔壓超過檢測位準 為1/2VPP位準。 + ^祀圍内，使閘控制信號A成 參照圖1 4，在對節點v p p # ^ ^ fJ it VV'i r 1 ^VCC ^ "J ( ^t2) 制信號A為接地電壓二接地電壓位 之輸入h #bVlN被變換成為電按又 被輸出。 々电/雄電壓位準VCC之信號VOUT和 在開始對節點VPP施力古 辦R你垃从φ广 间電疋之時刻（時刻12 )，控制信 從接地電壓位準⑽變換成為電源電壓位準似

五、發明說明（23) 當檢測到施加在節點VPP之電壓超過檢測位準v〇時（時刻 t2)，位準檢測信號C就從接地電壓位準GND變換成為電源< 電>1位準VCC。閘控制信號A成為1/2vpp位準。 彳’、 利用此種方式實行電壓緩和，和將時刻t3〜t4所接受到 之輸入4號VIN變換成為高電壓位準ypp之信號和進 輸出。 另外， β ，在施加到節點VPP <电！彳立平進行下降（結束高 壓之^施加）之時刻（時刻ΐ5)，控制信號6從電源電壓位= vcc變換成為接地電壓位準GND。間控制信 地電壓位準GND。 夂伏风局接 二後，當施加在節點VPP之電壓下降成為低於檢測位準 A ’⑯準檢測信號C從電源電壓位準VCC變換成 為接地電壓位準GND。 又供成 利用此種控制方法，當高電壓進行開關日夺，高電 電路2中之内部節點N1 N2之電壓 土竭關 λν △ _ , η 电& 111 +就如圖1 5所示的轡 之電=m ί成本電路之ρ Μ 0 s電晶體之源極-沒極間 之電壓被緩和成為（1/2VPP+ I Vthp I )。 Ί 然後，當結束對節點VPP施加高電 壓而是施加電源電壓vcc時，電；^或不鉍加兩電 從i/2m位準變換成為接地電壓位二用電3 =就 電壓位準GND。利用此鐘^ θ旱⑽’或固定在接地 變低時，㉟高電壓開關電路〜亦‘：：力【點V:P之電壓 下面將說明該控制方法應用 '、進灯動作。 況。當不需要高電壓時，^入體記憶裝置1 0 0 0之情 ”、、 抹除控制電路1輸出接地電 497332 五、發明說明（24) ' --- 壓位準GND之控制信號B。在此時刻該高電壓產生電路1〇6 成為非活性狀態。 當用以指定特定之動作之命令CM被輸入到寫入/抹除栌 制電路1時，從寫入/抹除控制電路i輸出電源電壓位 之f制信號B，用來使高電壓產生電路丨〇6活性化。然後， 當高電壓產生電路106之輸出電壓超過檢測位準v〇時、、，輸 入到電壓緩和用電晶體之閘極之閘控制信別 1/2VPP位準。 凡夂成馬 當結束高電壓之施加時，控制信號B變換成為接地電壓 位準GND ’用來使高電壓產生電路1〇6非活性化。施加 點VPP之電壓之位準下降為電源電壓位準Vcc。 利用此種控制，半導體記憶裝置丨0 0 0可以實現正確之寫 寫入/抹除/讀出動作。另外，控制信號B亦可以 以… 控制高電壓產生電路丨06之活性/非活性之信號。 另外，第4實施形態之方法，不是 ° 介π α旛田士， 个疋呵電麼開關電路2， 亦可以應用在上述之高電壓開關電路2Α，2Β等。另 可以應用在將輸入作號V I Ν ^ + 換成為振幅位準精―VCC之信 唬VOUT之南電壓開關電路。 [第5實施形態] _ 下面將使用圖丨6用來說明第5竇 一 % ^ ^ ^ 示3貝施形恶之面電壓開關電 路。在第5只施形態中，and雷？々〇。 ^ ώ # Λ #λ ΑΝ1；電路90接受定電壓產生電路Υ 之輪ίΚ 1下马動作電源電壓。 下面將說明定電壓產生電路7。 電晶體_〜Q45和變電 ^^產生電路7包含有 义罨阻1^和Ry。電晶體Q40，Q41，Q45

497332 五、發明說明（25) 為PMOS電晶體，電晶體q42, Q43為關⑽電晶體 電晶體Q40〜Q44構成電流鏡差動放大器。電晶體Q4〇 Q41為PMQS電流鏡電路，f晶體_具有作為定電流源之功 能。電晶體Q40連接在用以供給高電壓之節點vpp和節點 N20之間’電晶體⑷連接在節點vpp和節點似之間。電曰曰 體Q4 0和Q41之各個之閘極，形成與節點N21連接。 電晶體Q42連接在節點N2〇和節點N22之間，電晶體以3 接在郎點N21和節點N22之間。電晶體Q42之閘極接受基 電壓產生電路3所輸出之基準電壓VREF，電晶體Q43之閘極 連接到可變電阻Rx和Ry之連接節點。電晶體Q“連接 點N>22和用以接受接地電壓GND之節點GND之間，以其閘極 接受寫入/抹除控制電路1所輸出之控制信號D。 電晶體Q45連接在節點vpp和節點M3之間，可變電阻Rx 和Ry串聯連接在節點N23和節點GND之間。節點N23之電壓 Vconst可以滿足式（8)。另外，可變電阻Rx，Ry之各個之土 阻值分別為RX，Ry。

Vconst^VREF x {(Rx + Ry)/Ry} .......(g) 其中，基準電壓VREF，因為如式（4)所示的與電源電壓 VCC無關，所以電壓vconst亦與電源電壓vcc無關。 、下面將說明第5實施形態之高電壓開關電路^之控制方 法。依照控制信號B，位準檢測信號c和控制信號D，用來 產生用以控制電壓緩和用電晶體之閘極之閘^^信號a。 這時，將閘控制信號A之電壓變換成為與電源電壓vcc°無關 之電壓Vconst。供給到節點vpp之電壓在檢測位準v〇以、上 第29頁 90100497.ptd 497332 五、發明說明（26) ”控制信似成為定電^立準“st。 t2 Γ、、'Λ L 點vpp施加f源電髮vcc之時刻（〜 j j t㈣和位準檢測信號〇為接地電廢位準 日士如十η間控制^ EA成為接地電壓位準GND。因此，在 二之到之輸入信號VIN被變換成為電源電麼位 羊VCC之#唬VOUT和被輸出。 唬b，d攸接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準vcc。 :施加在節點VPP之電壓超過檢測位準㈣時（時刻⑵， 二檢:=號C從接地電麼位準㈣變換成為電源電壓位準 。閘扰制信號A之電壓變成為定電壓位準Vc〇nst。 2用此種方式只行電壓缓和，和將時刻。〜“所接受 ^ ^信號VI N變換成為高電壓位準vpp之信號ν〇υτ和進行 雷ΪΪ二f施加到節點VPP之電壓之位準進行下降(結束高 準時刻（時刻⑸，使控制信號B從電源電壓位 旱vcc受換成為接地電壓位準GND。閘控制信號a 接地電壓位準GND。 供攻马 當施加在節點VPP之電壓下降到低於檢測位準v〇時（時 ty)，位準檢測信號c就從定電壓位準Vconst變換 二 電壓位準GND。 文佚欣為接地 利用此種控制方法，當使南電壓進行開關時，高電 關電路2中之内部節點N1，N2之電壓位準，如圖18所亍二 行變化。參照圖18，電晶體Q1，q2之源極—汲極間之電壓被 90100497.ptd 第30頁 497332

緩和成為{VPP-(Vc〇nst+ I Vthp I丨，電晶體93，以之源極一 汲極間之電壓被緩和成為（Vc0nst+丨vthp丨）。 ，後’當結束對節點VPP施加高電壓，或不施加高電壓 ，疋施加電源電壓vcc時，使電壓緩和用電晶體之閘極從 定電壓位準Vconst變換成為接地電壓位準㈣!），或固定在 接地電壓位準GND。利用此種方式，即使施加在節點vpp之 電壓變低時，該高電壓開關電路2亦可以正常的進行動 作0 經由調整定電壓產生電路7之可變電阻之電阻值，可以 任意的設定定電壓V c 0 n s t之位準。 下面將說明將該控制方法應用在半導體記憶裝置丨〇 〇 〇之 情況。在不需要高電壓時，寫入/抹除控制電路丨輸出接地 電壓位準GND之控制信號B，D。在此時刻高電壓產生電路 1 0 6為非活性狀態。 當將用以指定特定之動作之命令CM輸入到寫入/抹除控 制電路1日守’就從寫入/抹除電路1輸出電源電壓位準之 控制信號B，D，用來使高電壓產生電路1 〇 6活性化。然後， 當高電壓產生電路106之輸出電壓超過檢測位準v〇時、，輸 入到電壓緩和用電晶體之閘極之閘控制信號A之電壓就變 成為Vconst 〇 當結束施加高電壓時，控制信號B變換成為接地電壓位 準GND ’用來使高電壓產生電路1〇6非活性化。施加在節點 vpP之電壓之位準下降成為電源電壓位準。另外，控制作” 號D成為接地電壓位準GND。 °

90100497.ptd

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利用此種控制，半導體記憶裝置可以實現正 抹除/讀出動作。另外，控制信號B亦可以使寫入/> 電壓產生電路1 0 6之活性/非活性之信號。 乂控制虎 另外，圖19、圖20表示定電壓產生電路7之織 Ry之一實例。圖19所示之可變電阻之構成包含W^Rx， 在節點X和節點Y之間之多個電阻元件R (1 )〜R ( η)，也連接 選擇電阻元件之開關元件（電晶體）T J〜Τη。 和用以 開關兀件τ 1〜Τη之各個在接受到開關元件控制 〜0η時進行ON。利用開關元件之〇N/〇FF，用來°二 和節點Y之間之電阻值。 儿即點λ

圖20所示之可變電阻之構成包含有串聯連接在節點χ和 節點Υ之間之多個電阻元件R(l)〜R(n)，和用以選擇電^ 元件之熔線F1〜Fn。利用熔線之熔斷用來變化節點乂和節 點Y之間之電阻值。 [第6實施形態] 下面將使用圖2 1用來說明第6實施形態之高電壓開關電 路。圖21所示之高電壓開關電路8是用來將輸入信號 VIN(振幅VCC-GND)變換成為信號V0UT(振幅VCC-VN)之電 路。其中，VN為如上所述之負的高電壓。

高電壓開關電路8由電晶體Qin〜Q5n和反相器IV2構成。 電晶體Qln，Q2n為PM0S電晶體，電晶體Q3n，Q4n，Q5n為NM0S 電晶體。

高電壓開關電路8接受來自信號輸入節點丨n之輸入信號 V I N，和接受來自控制信號輸入節點A之用以控制電壓緩和

90100497.ptd 第32頁 497332 五、發明說明（29) 二：晶體之閘極電堡之間控制信號A，藉以從 輸出信號VOUT。 電晶體Q5n連接在節點Nln和用以接受負 之間，以其閉極接受輸出節點ουτ之信號ν〇υτ^電之曰即體占 Q6n連接在節點N2n和節點VN之間’以其閘極 n 之仏號。 桩體Q3n連接在節點Nln和節點Ν3η之間，電晶體Q4n連 接在郎點N2n和節點OUT之間。 ，晶體Qln連接在信號輸入節點IN和節點N3n之間，苴

接受接地電壓之節點GND連接。反相器m用幻吏 即2 IN之信號反相。電晶體Q2n連接在反相器ιν2之 點和節點OUT之間，其閘極與節點GND連接。 51 P ^曰曰體Q3n，Q4n是電壓緩和用電晶體， 。：路20，藉以緩和構成電路之電晶體之間極電壓電T習 電Ϊ緩和用電晶體咖，_之閘極被構建成 iL 疋…’而是接受從外部輸入之閉控制 91 ^ 2 "J ί !4Π ^ ^ ^ ^ ^ ^NAND t „ 押：U 接受寫入/抹除控制電路1所輸出之 控制信號B和VN檢測電路9所給屮夕仞淮认 ^ VN檢測電路9如圖22所/輪包出含之有位電\檢_測信號E。 比較電路12。在VN檢測電路9中，電：件R1，R2和電壓 ^ ^ ^ ^ t ^ t r^vcc ^ IvccV, " 1 ^R2 # π之節謂之間。電阻元二==接受㈣^ 匕仵K1和R2之連接節點，形成連接 第33頁 9〇1〇〇497.ptd π/332 五、發明說明（30) =電子比杈電路12之正的輪入端子。在電壓比較電路丨^之 、的輸入端子，接受基準電壓產生電路3輸 壓VREF。 山 < 丞+电 利用電阻元件R1，R2用來對以節點VN接受到之電壓進行 分壓。其結果是獲得式（9)所示之電壓VNn。另外，vn 節點vN之電壓位準。電阻元件R1，R2之電阻值為以R2 VNn-(VCC+VN)x {R2/(R1+R2)}.......⑻， —電壓比較電路12用來使分壓電壓VNn和基準電壓vre 打比較，藉以輸出其比較結果之位準檢 足式（10)之方式決定電阻值R1,R2。 以此滿 VREF=(VN+VCC)X {R2/CR1+R2)} (1〇) 為壓在電/νΝΓ基準電MVREF時’位準檢測信號E成 ^在將上/之爐'情況，位準檢測信號E成為L位準。 f將上述之構造應用在半導體記憶裝置丨〇〇〇之 ί 包含高電壓開關電路8，“電：產 下面將說明第6實施形態之高電壓開 法。依照施力…之電壓之位準使控安制路二=方 另外，依照控制信號8，和VN檢測電路^文 信號E，用來產生閘控制信號A。當施加在斤： = 、參照圖23 Ϊ電= = 位準。 t4成機位準以關:二 在其以外之時刻接受電源電壓位準VCC之 90100497.ptd _ 第34頁 497332 五、發明說明（31) 輸入信號VIN。另外，當初期狀態，在節點―被施加 電壓GND。 在節點VN被施加接地電壓GND之時刻（〜ΐ2)，控制信 之，壓位準為接地電壓位準GND。因此，在時刻ί〇〜ϋ 接又到之輸入#號v I Ν被變換成為接地電壓位準gnd V〇UT和被輸出。 就 在對節點VN開始施加負的高電壓之時刻（時刻t2)，押 信JB從接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準％〇。工 當施加在節點VN之電壓變成低於檢測位準n時（時 tx ，位準檢測信號E從接地電壓位準gnd變 控制信號A從電源電壓位衡變換】= 地電壓位準GND(t2<tx<t3)。 夕2用士種方式i實行電壓緩和，和將時刻t3〜μ所接受到 進=ί號VIN變換成為負的高電廢位準VN之信號_丁和 然後，在施加到節點㈣之電壓之位準進行上 、交換成為接地電屡位準G N D。間^ ”位準成為電源電屢位準』遷侧接地 準檢、^ ^ ί f即」點之電壓超過檢测位準V1時（時刻桫），位 破E從電源電麼位準vcc變換成為接地電位準 利用此種控制方法，當使高電麼 > 關電路8中之内邻筋戥们„ λΤ9 延订開關日守’兩電壓開 〒之内4即點Nln，Ν2η之電壓位準如圖24所示的進 90100497.ptd 第35頁 /刀二 五、發明說明（32) 行變化。參照圖24，NMOS電曰辦—、広上 在電晶體Q3n，Q4n被緩和成^極^及=之電壓， Q6n IVN-Vthn , I ' thn) ^ ^ Q4n之臨限值。 其中之Vthn表示電晶體Q3n， S電ί而f::點·施加負的高電壓，或不施加負的 同逼&而疋施加接地雷懕η μ 〇 極從接地電壓位準GND變換^ φ電壓緩和帛電晶體之閘 在電源電壓位準= =電壓位準vcc’或固定 之電壓之絕對值變小時，？二方。;'，即使施加在節點· 進行動作❶ T円電屋開關電路8亦可以正常的 下面將說明該控制方法應用在半 況。在不需負的高電壓時，窝 /。隐衣置1 0 0 0之十月 路91輸出L位準之控制信:抹除控制電路1對.帅電 1 07成為非活性狀態。…u。$時刻負高電壓產生電路 t tlf ^CM ^ ^i，J ^ ^ 當負高電壓產生電路1〇7 路07活性化。 時’被輸入到電I緩和用電，體出電屡广檢測位準VI 變成為接地電壓位準GND。體之閘極之閘控制信號A就 然後，當結束施加負的高 施加在節點VN之電壓之位準h 4 4電路1〇7非活性化。 利用此種控制可以保證半二，源電堡位準VCC。 且牛導體圮憶裝置1 000之正確之寫 90100497.ptd 苐36頁 497332 五、發明說明（33) 入/抹除/讀出動作。另外，控制信號B亦可以使用用以控 制負高電壓產生電路1 〇 7之活性/非活性之信號。 另外，應用本發明之高電壓開關電路之構造並不只限於 圖21所示者。圖25表示面電壓開關電路之另一構造例。圖 25所示之高電壓開關電路8人具備有電晶體Qln，Q2n，Q5n， Q6n ’由電晶體Q3n，Q4n，Q7n和Qrn構成之電壓緩和電路 20A ’和反相器iV2。電晶體Q7n，Q8n為PM〇s電晶體。 在高電壓開關電路8A中，電晶體Q3n，Q4n，Q7n，Q8n之各 個具有作為電壓緩和用電晶體之功能。 電晶體Q 7 η連接在電晶體q 1 ^和電晶體Q 3 η之間，電晶體 Q8n連接在電晶體Q2n和電晶體Q4n之間。電晶體Q7n，Q8n之 閘極接叉接地電壓。從電晶體q 4 n和q 8 n之連接節點（節點 OUT)輸出信號ν〇υτ。 古圖μ表示高電壓開關電路之更另一構造例。圖26所示之 ，電壓開關電路8Β具備有電晶體Qln，Q2n，Q5n，Q6n，由電 晶體Q7n和Q8n構成之電壓緩和電路2〇β，和反相器Η〗。 =電壓開關電路8B，電晶體Q7n，，之各個具有作為電壓 緩和用電晶體之功能。 ::曰體Q7n連接在電晶體㈤和電晶體_之間，以其閘 體Q6又之間門控制、信號A。電晶體_連接在電晶體Qn2和電晶 Q6n :連“=其严極接$閘控制信號A。從電晶體Q8n和 Q η之連接即點（卽點OUT)輸出信號V0UT。 離：：制形態以及下面所說明之第7實施形 〜工制方法亦可適用在高電壓開關電路8。 90100497.ptd 第37頁 497332 五、發明說明（34) [第7實施形態] 曰曰 a曰 下面將說明第7實施形態之高電壓開關電路。在 形態中，高電壓開關電路2如圖27所示，以電晶體 $施 閘極接受偏移電壓產生電路11所輸出之閘控制33^號A’之 下面將說明偏移電壓產生電路丨丨。該偏^電^生 11如圖27所示，包含有可變電阻Ry和電晶體卯〇〜卯3。^ 旦體Q50, Q51為PMOS電晶體，電晶體q52, q53為關⑽電“ 電晶體Q50連接在用以接受高電壓之節點vpp和可變 Ry之一方之端子之間，以其閘極接受“·電路91所輸 控制k 。電晶體Q5 1連接在可變電阻以之另一方之 和節點N 3 0之間，其閘極與節點N 3 0連接。 電晶體Q52連接在節點N30和用以接受接地電壓GND之 點GND之間，以其閘極接受基準電壓產生電路3所輸出之 準電壓VREF。電晶體Q53連接在節點N3〇和節點GND之間，土 以，閘極接受NAND電路91所輸出之控制信號ρ。 節點N 3 0之閘控制彳§號a (電壓v b丨a s )供給到高電壓開關 電路8之控制信號輸入節點a。 在可變電阻Ry具有與來自節點vpp之高電壓無關之一定 之偏移電流Iconst流動。同樣的，利用電壓Vbias使電晶 體Q 3具有疋之偏移電流I c ο n s t流動。 一在使上述之構造應用在半導體記憶裝置丨〇 〇 〇之情況時， 同電壓產生電路1 〇6之輸出分別供給到vpp檢測電路5之節 點VPP，偏移電壓產生電路1丨之節點vpp和高電壓開關電路 90100497.ptd 第38頁

2之節點VPP。 下面將说明第7實施形態之高電壓開關電路2之 偏移電壓產生電路u之控制之進行是根據寫入/抹除 空J電路1所輸出之控制信號B，和vpp檢測電路5所輸出之 位準檢測信號C。閘控制信號A依照節點VPP之電壓位準， ，接地電壓位準GND變換成為Vbias =丨vpp_( |vt Iconst) }。 p I ivy x 另外’ Vthp表示電晶體q5〇, q3之臨限值。 位 加

參照圖28，高電壓開關電路2在時刻t〇〜u，時刻u t、4接受電源電壓位準vcc，在以外之時刻接受接地電壓 準G N D之輸入仏號v I n。另外，在初期狀態對節點v p p 電源電壓VCC。 在對節點VPP施加電源電壓vcc之時刻（〜t2)，栌制俨 為接地電壓位準GND。因此，在時刻⑼〜^接受^之 信號VIN被變換成為電源電壓位準vcc之信號ν〇υτ和被輸 出。

在開始對節點VPP施加高電壓之時刻（時刻t2)，控制俨 號B從接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準VCC二° 當施加在節點vpp之電壓超過檢測位準vo時（時刻ΐχ)， 位準檢測信號C從接地電壓位準GND變換成為電源電壓位準 VCC。控制信號F從電源電壓位準vcc變換成為接地電壓位 準GND。施加在控制信號輸入節點a之電壓几“3從接地電 壓位準GND 變換成為{VPP-( | vthp 丨 +Ryx Ic〇nst)}。 利用此種方式實行電壓緩和，和將時刻t3〜ΐ4所接受到

90100497.ptd 第39頁 497332 五、發明說明（36) 之輸入b 5虎VIN變換成為高電壓位準vpp之信號ν〇υτ和輸 出。 然後，在施加到節點VPP之電壓之位準進行下降（結束高 電壓之施加）之時刻（時刻t5)，使控制信號β從電源電壓位 準VCC變換成為接地電麼位準GND。控制信號F從接地電壓 位準GND變換成為電源電M位準。閘控制信號A變換成 為接地電壓位準GND。 然後，當施加在節點VPP之電壓低於檢測位準V0時（時刻 ty)，位準檢測信號c從電源電壓位準vcc變換成為接地電 壓位準GND。 利用此種控制方法，當使高電壓進行開關時，高電壓開 關電路2中之内部節點Nl，N2之電壓位準如圖29所示的進行 變化。參照圖29，源極-汲極間之電壓，在電晶俨〇 緩和為（Ryx Iconst)，在電晶體Q3,Q4被緩和為（^pp’_ I cons t) 〇 然後’當結束對節點VPP施加高電壓，或不施加高 而是施加電源電壓VCC時，就使電壓緩和用電曰雕:= 從{(VPP-（ I Vthp I +Ryx Iconst)}變換成A拉曰Y丑之間極 ^ 从马接地電壓位準 GND，或固定在接地電壓位準GNd。利用此插士二、 1 1千 ^里万式，即佶絶 加在節點VPP之電壓變低時，高電壓開關電 沾A —如价 电路2亦可以正常 的進灯動作。 另外，經由調整偏移電壓產生電路11之可料 J、邊電阻之電阻 值’可以任意的設定{VPP-( |Vthp |+Ryx ] ic〇nst)}之位 孕 〇

497332 五、發明說明（37) 下：：j明该控制方法應用在半導體記 成為非活性Λ 。在該日㈣’高電壓產生電路106 當將用以指定特定夕紅 路1時，就從宫入=作之命令⑶輸入到寫入/抹除電 杵制疒tR田十 矛、控制電路1輸出電源電壓位準VCC之 用來使高電髮產生電路!。6活性化。‘： =產生電路⑽之輪出電屢超高檢測位準V。時、，麦 準。 日之閘極之閘控制信號A變成為Vbias位 位：H電士壓之施加時’控制信號6變換成為接地電壓 位準GND，用來使高電壓產生電路1〇6非峨匕 二 點VPP之電壓之位準下降為電源電壓位準KC。 即 “、動作另外，控制信號β亦可以使用用以批 制南電壓產生電路106之活性/非活性之信號。 工 亦：外二第7實施形態之方法，不只是高電壓開關電路2， 亦可以應用在上述之高電壓開關電路以，2β。另外， 2用在將輸入信號VIN變換成為振幅位準VN_VCC之信號 [第8實施形態] 下面將說明第8實施形態中之VPP檢測電路之另一 例。第8實施形態之VPP檢測電路5八如圖3 = 晶體m〜m，TN1〜TN4，和反相器IvlGe電晶ϋ有〜電 \\312\2d-code\90-04\90100497.ptd 第41頁 497332 五、發明說明（38) TP4為PMOS電晶體，電晶體TN1〜TN4為關〇3電晶體。 #電晶體m和TP2之各個連接在㈣接受電源、電壓v 即點VCC和節點Z3之間。電晶體TN3和TN1串聯連接在 Z3和用以接受接地電壓GND之節點GND之間。 -占 電晶體TP1，TN1之各個之閘極接受用以使vpp檢測電路 严=化i ϊ性化信號cne，電晶體tn3之閘極接受基準電 L R E F。電晶體τ p 2之閘極連接到節點z 3。 電晶體TP4連接在用以接受高電壓vpp之節點vpp Z1之間，電晶體TP3連接在節點Z1和節點Z2之 俨 TN4, TN2串聯連接在節點GND和節點Z2之間。 日日體 狄電晶體TP4之閘極與節點VCC連接，電晶體m之開極與 UΖ3連接。電晶體ΤΝ4之閘極接受基準電壓ref，電曰 體Τ Ν 2之閘極接受活性化信號⑶ε。 =器IV1〇用來使節點Ζ2之信號反相，藉以輸 測信號IPASS。 :面將說明VPP檢測電路^之動作。當活性化信號CNE變 位準時，電晶體TN1和TN2變成為〇N狀態，電晶體τρι =成為off狀態。在此種狀態，VPP檢測電路^監視vpp位 告’當VPP位準變高時使位準檢測信號IPASS成為L位準， 田P位準變低時使位準檢測信號I PASS成為Η位準。 以閘極接受基準電壓VREF之電晶體ΤΝ3和ΤΝ4作為定 電曰θ體了？2和ΤΡ3作為電流鏡電路的進行動作。電晶體 Ζ接受在電晶體ΤΝ3流動之電流。電流鏡電路之動作是使 497332 五、發明說明（39) " " ”在電晶體TP2流動之電流相等之電流，在電晶體Τρ3流 動。 曰另外一方面，在電晶體TN4亦為定電流流動，所以在電 晶fTP3流動之電流變成與在電晶體TN4流動之電流相等。 ^ ，要使在電晶體TP3流動之電流與在電晶體TN4流動之 電流相等時，節點Z1之電位必需為電源電壓位準（VCC位 準）。 泣當節點Z1之電位低於vcc位準時，在電晶體TP3流動之電 ::晶體m流動之電流。利用此種方式使節點ζ2 一 i位準降低，位準檢測信號1?“3變成為Η位準。 相反的’當節點ζι之電位高於vcc位準時，在電 =之電流變成大於在電晶麵流動之電流在 I士 =:Γ堅位準上升，用來使位準檢測信號 高之電位大於vcc+ 1 vthp 1時，節點Z1之電位 ° C位準。另外，Vthp是電晶體TP4之臨限值。 此種方式之第8實施形態之vpp檢測電路5“夺，可以 :二ΐ ί雷之電壓位準。因此，對於上述之實施形態 认' 電反開關電路，經由配置VPP檢測電路5A用以代替VPP ^則電路5，可以獲得與上述之實施形態之效果相同之效 禾0 另外，此處所示之實施形態之各點只作為 應視為限制用者。本發明夕r圖π以卜、f々1列 < 用不 — +七月之耗圍不以上返之貫施形態之說 "不，而疋以申請專利範圍表示，包含與申請專利範圍

497332 五、發明說明（40) 同等意思和範圍之所有之變更 元件編號之說明 1 寫入/抹除控制電路 2 南電壓開關電路 5 VPP檢測電路 9 VN檢測電路 100 位址緩衝器 101 資料輸入/輸出緩衝器 102 X解碼器 103 Y解碼器 104 井/源極解碼器 105 寫入電路/感測放大器 106 高電壓產生電路 107 負高電壓產生電路 108、3 基準電壓產生電路 120 高電壓開關電路 1000 半導體記憶裝置 MR 記憶單元陣列

\\312\2d-code\90-04\90100497.ptd 第44頁 497332 圖式簡單說明 圖1用來說明第1實施形態之高電壓開關電路2。 圖2表不包含有第1實施形態之南電壓開關電路2之半導 體記憶裝置1 0 0 0之全體構成之概要。 圖3是時序圖，用來表示第1實施形態之高電壓開關電路 2之控制方法。 圖4是時序圖，用來說明第1實施形態之高電壓開關電路 2之電壓緩和作用。 圖5是電路圖，用來表示高電壓開關電路2A之構造。 圖6是電路圖，用來表示高電壓開關電路2B之構造。 圖7用來說明第2實施形態之高電壓開關電路2之控制。 圖8是電路圖，用來表示基準電壓產生電路3之構造之一 實例。 圖9是時序圖，用來表示第2實施形態之高壓開關電路2 之控制方法。 圖1 0用來說明第3實施形態之高電壓開關電路2之控制。 圖11是電路圖，用來表示VPP檢測電路5之構造。 圖1 2是時序圖，用來表示第3實施形態之高電壓開關電 路2之控制方法。 圖1 3用來說明第4實施形態之高電壓開關電路2之控制。 圖14是時序圖，用來表示第4實施形態之高電壓開關電 路2之控制方法。 圖1 5是時序圖，用來說明第4實施形態之高電壓開關電 路2之電壓緩和作用。 圖1 6用來說明第5實施形態之高電壓開關電路2之控制。

90100497.ptd 第45頁 497332 圖式簡單說明 圖1 7是時序圖，用來表示第5實施形態之高電壓開關電 路2之控制方法。 圖1 8是時序圖，用來說明第5實施形態之高電壓開關電 路2之電壓緩和作用。 圖1 9和圖2 0是電路圖，用來表示可變電阻之構造例。 圖2 1用來說明第6實施形態之高電壓開關電路8之控制。 圖22是電路圖，用來表示VN檢測電路9之構造。 圖2 3是時序圖，用來表示第6實施形態之高電壓開關電 路8之控制方法。 圖2 4是時序圖，用來說明第6實施形態之高電壓開關電 路8之電壓緩和作用。 圖25是電路圖，用來表示高電壓開關電路8A之構造。 圖26是電路圖，用來表示高電壓開關電路8B之構造。 圖2 7用來說明第7實施形態之高電壓開關電路2之控制。 圖2 8是時序圖，用來表示第7實施形態之高電壓開關電 路2之控制方法。 圖2 9是時序圖，用來表示第7實施形態之高電壓開關電 路2之電壓緩和作用。 圖30是電路圖，用來表示包含有電壓緩和電路之高電壓 開關電路9 0 0之一實例。 圖31是電路圖，用來表示第8實施形態之VPP檢測電路5 A 之構造。

90100497.ptd 第46頁

Claims (1)

1. 497332 六、申請專利範圍 1. 一種高電壓開關電路，其特徵是具備有： 第1電源節點，可以供給絕對值大於電源電壓之高電 壓； 第2電源節點，被供給有低於上述之電源電壓之電壓； 開關電路，包含有：第1電晶體，依照輸入信號和供給自 上述第1電源節點之電壓，用來變換上述之輸入信號之電 壓位準；和第2電晶體，依照上述之輸入信號和供給自上 述第2電源節點之電壓，用來變換上述之輸入信號之電壓 位準；經由變換在上述電源電壓位準和接地電壓位準之狀 態之間變換之上述輸入信號之振幅位準，藉以進行輸出； 和 第3電晶體，連接在上述之第1電晶體和上述之第2電晶 體之間，其閘極電壓被控制。 2. 如申請專利範圍第1項之高電壓開關電路，其中 上述之第3電晶體之動作用來緩和上述之第1電晶體或上 述之第2電晶體之汲極-源極間之電壓。 3. 如申請專利範圍第2項之高電壓開關電路，其中 利用用以使上述第1電源節點成為上述高電壓之控制信 號，用來變換上述第3電晶體之閘極電壓。 4. 如申請專利範圍第2項之面電壓開關電路’其中 上述之第1電源節點之電壓在經過第1期間後，從上述之 電源電壓達到上述之高電壓；和 利用在上述第1電源節點之電壓開始變化後經過比上述 第1期間短之第2期間被活性化之信號，用來變換上述之第

   90100497.ptd 第47頁 497332 六、申請專利範圍 3電晶體之閘極電壓。 5. 如申請專利範圍第2項之高電壓開關電路，其中 利用上述第1電源節點之電壓達到指定位準時被活性化 之信號，用來變換上述之第3電晶體之閘極電壓。 6. 如申請專利範圍第2項之高電壓開關電路，其中 利用對上述電源電壓之相關性較小之規定電壓位準之控 制信號，用來控制上述之第3電晶體之閘極電壓。 7. 如申請專利範圍第2項之高電壓開關電路，其中 利用與上述高電壓無關之促成一定電流流動之偏移電 _ 壓，用來控制上述之第3電晶體之閘極。 8. —種半導體記憶裝置，其特徵是具備有： 記憶單元陣列，包含有多個記憶單元； 控制電路，用來控制上述之記憶單元陣列之動作； 動作信號產生電路，根據上述控制電路之控制，用來產 生動作信號藉以使上述之記憶單元陣列進行動作； 高電壓產生電路，在待用狀態時輸出電源電壓，在上述 之記憶單元陣列之動作時進行活性化，用來產生絕對值大 於上述之電源電壓之高電壓；和 高電壓開關電路，用來變換和輸出上述之動作信號之振 幅位準； 上述之高電壓開關電路包含有： 第1電源節點，用來接受上述之高電壓產生電路所輸出 之電壓； 第2電源節點，用來供給低於上述之電源電壓之電壓；

   \\312\2d-code\90-04\90100497.ptd 第48頁 497332 六、申請專利範圍 開關電路’具有：苐1電晶體，依照上 給自上述第1電源節點之電壓，用來變換 動作信號和供 之電壓位準；和第2電晶體，依照上述之上述之動作信號 自上述第2電源節點之電壓，用來變換上動作信號和供給 電壓位準；經由變換上述之動作信號之迷之動作信號之 輸出；和 冤壓位準藉以進行 第3電晶體，連接在上述之第丨電晶體 體之間，其閘極電壓被控制。 和上述之第2電 晶 9·如申請專利範圍第8項之半導體記憶裝置，里

   上述之第3電晶體之動作用來緩和上述之第丨’電晶體或上 述之第2電晶體之沒極-源極間之電壓。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之半導體記憶裝置，其中 包含有控制信號產生電路，用來產生控制信號藉以使上 述之高電壓產生電路活性化； 利用上述之控制信號用來變換上述之第3電晶體之閘極 電壓。 1 1 ·如申請專利範圍第9項之半導體記憶裝置，其中 上述之控制電路包含有： 控制k说產生電路，用來產生控制信號藉以使上述之高 電壓產生電路活性化；和 L遲，路，用來使上述之控制信號延遲一定之時間； 寿J °亥延遲電路之輸出用來變換上述之第3電晶體之閘 1如申請專利範圍第9項之半導體記憶裝置，其中

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   六、申請專利範圍 上述之控制電路包含有 控制信號產生電路， 電壓產生電路活性化· 產生控制仏號藉以使上述之南 檢測信號產生電路，A 到指定之位準時進行活1上述之高電壓產生電路之輸出達 利用上述之檢測信號 =i用來產生檢測信號； 電壓。 來受換上述之第3電晶體之間極 1 3 ·如申請專利範圍第9 上述之動作信號成為上項之半導體記憶裝置，其中 狀態； 述之電源電壓和接地電壓之2個

   上述之控制電路包含有 電源電壓之相關性小之規二观產生電路，用來產生對上述 利用上述之控制信號用^電壓位準之控制信號； 電壓。 ^變換上述之第3電晶體之閘極 1 4 ·如申請專利範圍第9工 上述之動作信號成為上^之半導體記憶裝置，其中 狀態； 述之電源電壓和接地電壓之2個 上述之控制電路包含有偏

   給到上述第3電晶體之間極。砂電壓產生電路，用來產生供 之第3電晶體具有與上述^電壓之偏移電壓，藉以在上述 馬電壓無關之一定電流流動。

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