JPH08195092A - Data read circuit - Google Patents

Data read circuit

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JPH08195092A
JPH08195092A JP380495A JP380495A JPH08195092A JP H08195092 A JPH08195092 A JP H08195092A JP 380495 A JP380495 A JP 380495A JP 380495 A JP380495 A JP 380495A JP H08195092 A JPH08195092 A JP H08195092A
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JP
Japan
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voltage
transistor
current
passing current
load
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Application number
JP380495A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kuwabara
拓 桑原
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メモリトランジスタの閾値変動電圧を大きく
することなく、大きなゲート電圧でもバイナリデータの
判定が可能なデータ読み出し回路を提供する。 【構成】 負荷トランジスタ18を用いてメモリトラン
ジスタ101の通過電流の大きさに従って変化する負荷
電圧V1を作り出す。この負荷電圧V1を基準電圧V2
と比較し、メモリトランジスタ101に記憶されたバイ
ナリデータを読み出す。基準電圧V2は基準トランジス
タ13の通過電流に基づいて決定される。負荷トランジ
スタ18の抵抗値と基準負荷トランジスタ19の抵抗値
を等しくし、メモリトランジスタ101に、基準トラン
ジスタ13の通過電流との間で差異を設けるべく、定電
流回路22によりメモリトランジスタ101の通過電流
に一定の電流を積み増す。
(57) [Summary] [Object] To provide a data read circuit capable of determining binary data even with a large gate voltage without increasing the threshold voltage fluctuation of the memory transistor. [Structure] The load transistor 18 is used to generate a load voltage V1 that changes according to the magnitude of a passing current of the memory transistor 101. This load voltage V1 is used as a reference voltage V2
And the binary data stored in the memory transistor 101 is read. The reference voltage V2 is determined based on the passing current of the reference transistor 13. In order to make the resistance value of the load transistor 18 equal to the resistance value of the reference load transistor 19 and to make a difference between the passing current of the reference transistor 13 in the memory transistor 101, the passing current of the memory transistor 101 is set by the constant current circuit 22. Add a constant current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、EPROMメモリセル
等を構成するメモリトランジスタからバイナリデータを
読み出すデータ読み出し回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data read circuit for reading binary data from a memory transistor which constitutes an EPROM memory cell or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、不揮発性のEPROMメモリセ
ルは、図5に示すように、フローティングゲートを備え
たMOSトランジスタ101により構成される。このM
OSトランジスタ101は、フローティングゲート10
2に蓄積された電子の有無に基づいて、大小2段階でド
レイン103およびソース104間の通過電流を変化さ
せる。フローティングゲート102に電子が蓄積されて
いないと、コントロールゲート105のゲート電圧によ
り、ドレイン103およびソース104間に電流が流れ
易くなる。一方、フローティングゲート102に電子が
蓄積されていると、コントロールゲート105の正の電
界が蓄積された電子によって相殺されるので、ドレイン
103およびソース104間の電流は流れ難くなる。
2. Description of the Related Art For example, a nonvolatile EPROM memory cell is composed of a MOS transistor 101 having a floating gate, as shown in FIG. This M
The OS transistor 101 has a floating gate 10
The passing current between the drain 103 and the source 104 is changed in two steps, large and small, based on the presence / absence of electrons accumulated in 2. If electrons are not accumulated in the floating gate 102, the gate voltage of the control gate 105 facilitates the flow of current between the drain 103 and the source 104. On the other hand, when electrons are accumulated in the floating gate 102, the positive electric field of the control gate 105 is canceled by the accumulated electrons, so that the current between the drain 103 and the source 104 becomes difficult to flow.

【0003】いま、ドレイン電圧を1.2Vに固定し、
フローティングゲート102に電子が蓄積されていない
状態でコントロールゲート105にゲート電圧を印加す
る。図6の曲線Aに示すように、MOSトランジスタ1
01は、ゲート電圧Vg1.5Vでドレイン103およ
びソース104間に電流Idsを通過させ始めるように
設定される(以下「第1閾値」という)。ゲート電圧V
gの上昇にほぼ比例して通過電流Idsは上昇してい
く。この状態を仮にバイナリデータ「1」と定義する。
Now, with the drain voltage fixed at 1.2V,
A gate voltage is applied to the control gate 105 while electrons are not accumulated in the floating gate 102. As shown by the curve A in FIG. 6, the MOS transistor 1
01 is set so as to start passing the current Ids between the drain 103 and the source 104 at the gate voltage Vg1.5V (hereinafter referred to as “first threshold”). Gate voltage V
The passing current Ids rises almost in proportion to the rise of g. This state is tentatively defined as binary data "1".

【0004】MOSトランジスタ101に書き込み動作
を行い、フローティングゲート102に電子を蓄積させ
る。いわゆる閾値変動電圧ΔVthは2Vに設定され、
したがって、コントロールゲート105にゲート電圧を
印加するとMOSトランジスタ101はゲート電圧Vg
3.5Vでドレインおよびソース間に電流Idsを通過
させ始める(以下「第2閾値」という)。図6の曲線B
に示すように、電流特性はバイナリデータ「1」の曲線
Aを平行移動させた曲線となる。この状態をバイナリデ
ータ「0」と定義する。
A write operation is performed on the MOS transistor 101 to accumulate electrons in the floating gate 102. The so-called threshold fluctuation voltage ΔVth is set to 2V,
Therefore, when a gate voltage is applied to the control gate 105, the MOS transistor 101 will have a gate voltage Vg.
The current Ids starts to pass between the drain and the source at 3.5 V (hereinafter referred to as "second threshold value"). Curve B in FIG.
As shown in, the current characteristic is a curve obtained by translating the curve A of the binary data “1”. This state is defined as binary data "0".

【0005】MOSトランジスタ101では、通過電流
におけるこれらの大小2段階の変化によって以下のよう
にバイナリデータ「1」または「0」が特定される。
In the MOS transistor 101, binary data "1" or "0" is specified as follows by these two-step changes in the passing current.

【0006】図7は、MOSトランジスタにより構成さ
れた不揮発性メモリセル101に記憶されたバイナリデ
ータを読み出すデータ読み出し回路を示す。このデータ
読み出し回路110は、基準トランジスタ111を通過
する電流の大きさを基準にメモリセル101の通過電流
の大小を判定し、この判定に基づいてバイナリデータを
読み出す。
FIG. 7 shows a data read circuit for reading the binary data stored in the non-volatile memory cell 101 composed of MOS transistors. The data read circuit 110 determines the magnitude of the passing current of the memory cell 101 on the basis of the magnitude of the current passing through the reference transistor 111, and reads the binary data based on this determination.

【0007】一般にEPROMでは、複数のメモリセル
が格子状に配列される。メモリセル101からデータを
読み出すには、まず、図示しないゲートの開放によって
ビット線112に電源Vccからの電流を供給するとと
もに、ワード線113を通じてゲート電圧を印加するこ
とによってメモリセル101を指定する。指定されたメ
モリセル101では、図6の曲線AまたはBのいずれか
の特性に基づいてソースおよびドレイン間を電流Ids
が通過する。
Generally, in an EPROM, a plurality of memory cells are arranged in a grid. In order to read data from the memory cell 101, first, the memory cell 101 is designated by supplying a current from the power supply Vcc to the bit line 112 by opening a gate (not shown) and applying a gate voltage through the word line 113. In the designated memory cell 101, the current Ids between the source and the drain is set based on the characteristic of either curve A or B in FIG.
Passes through.

【0008】メモリセル101を通過する電流Idsの
大小はセンス線114を通じて差動増幅器115によっ
て検知される。すなわち、トランスファーゲート116
およびこのトランスファーゲート116にバイアス電圧
を印加するバイアス回路117の働きによって、ビット
線112の電圧はほぼ一定値に維持される。この結果、
センス線114には、メモリセル101の抵抗と負荷ト
ランジスタ118の抵抗とによって分圧された負荷電圧
V1が現れる。この負荷電圧V1の高低はメモリセル1
01の通過電流Idsの大小を反映している。差動増幅
器115は、この負荷電圧V1と基準電圧生成回路RV
1からの基準電圧V2とを比較する。負荷電圧V1の大
きさが基準電圧V2より大きいと、メモリセル101の
通過電流が小さくバイナリデータ「0」が記憶されてい
ると判定され、負荷電圧V1の大きさが基準電圧V2よ
り小さいと、メモリセル101の通過電流が大きくバイ
ナリデータ「1」が記憶されていると判定される。
The magnitude of the current Ids passing through the memory cell 101 is detected by the differential amplifier 115 through the sense line 114. That is, the transfer gate 116
The voltage of the bit line 112 is maintained at a substantially constant value by the action of the bias circuit 117 which applies a bias voltage to the transfer gate 116. As a result,
A load voltage V1 divided by the resistance of the memory cell 101 and the resistance of the load transistor 118 appears on the sense line 114. The level of the load voltage V1 depends on the memory cell 1
The magnitude of the passing current Ids of 01 is reflected. The differential amplifier 115 uses the load voltage V1 and the reference voltage generation circuit RV.
The reference voltage V2 from 1 is compared. When the magnitude of the load voltage V1 is larger than the reference voltage V2, it is determined that the passing current of the memory cell 101 is small and the binary data “0” is stored, and when the magnitude of the load voltage V1 is smaller than the reference voltage V2, It is determined that the passing current of the memory cell 101 is large and the binary data “1” is stored.

【0009】基準電圧生成回路RV1は、基準トランジ
スタ111および基準負荷トランジスタ119を用いて
電源Vccからの電圧を分圧し、分圧した電圧を基準電
圧V2として差動増幅器115に供給している。
Reference voltage generating circuit RV1 divides the voltage from power supply Vcc using reference transistor 111 and reference load transistor 119, and supplies the divided voltage to differential amplifier 115 as reference voltage V2.

【0010】基準電圧V2の値を設定する要因となる基
準トランジスタ111の抵抗値はドレインおよびソース
間を通過する電流の大きさに依存する。基準トランジス
タ111のサイズはメモリセル101のMOSトランジ
スタのサイズと等しくされ、その結果、基準トランジス
タ111の通過電流特性は、大通過電流時、すなわち、
バイナリデータ「1」記憶時のメモリセル101の通過
電流特性(図6の曲線A)と等しくなる。
The resistance value of the reference transistor 111, which is a factor for setting the value of the reference voltage V2, depends on the magnitude of the current passing between the drain and the source. The size of the reference transistor 111 is made equal to the size of the MOS transistor of the memory cell 101, and as a result, the passing current characteristic of the reference transistor 111 is at the time of large passing current, that is,
It becomes equal to the passing current characteristic (curve A in FIG. 6) of the memory cell 101 when the binary data “1” is stored.

【0011】ところで、基準電圧V2は、メモリセル1
01通過電流Idsの大小を識別する基準となることか
ら、バイナリデータ「0」の低通過電流時の高い負荷電
圧V1とバイナリデータ「1」の大通過電流時の低い負
荷電圧V1との間に存在する必要がある。かかる基準電
圧V2を得るために、従来では、基準負荷トランジスタ
119の抵抗値を負荷トランジスタ118の抵抗値の例
えば1/2に設定することによって、図6の曲線Cに示
すように、仮想的に基準トランジスタ111の通過電流
特性の傾きを緩やか(曲線Aの傾きの1/2の傾き)に
している。
By the way, the reference voltage V2 depends on the memory cell 1
Since it is a reference for discriminating the magnitude of the 01 passing current Ids, it is between the high load voltage V1 at the time of low passing current of the binary data "0" and the low load voltage V1 at the time of large passing current of the binary data "1". Must exist In order to obtain such a reference voltage V2, conventionally, the resistance value of the reference load transistor 119 is set to, for example, ½ of the resistance value of the load transistor 118, so that as shown by a curve C in FIG. The slope of the passing current characteristic of the reference transistor 111 is made gentle (half the slope of the curve A).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
して基準電圧V2を設定すると、図6に示すように、基
準トランジスタのゲート電圧Vgが6.5Vを越えた範
囲では、低通過電流時のメモリセルの通過電流よりも基
準トランジスタの通過電流が小さくなってしまう。その
結果、基準電圧V2がバイナリデータ「1」および
「0」いずれの場合にも負荷電圧V1よりも大きくな
り、差動増幅器ではメモリセル通過電流の大小の判定が
行えなくなる。
However, when the reference voltage V2 is set in this way, as shown in FIG. 6, in the range where the gate voltage Vg of the reference transistor exceeds 6.5 V, a low passing current is generated. The passing current of the reference transistor becomes smaller than the passing current of the memory cell. As a result, the reference voltage V2 becomes larger than the load voltage V1 regardless of whether the binary data is “1” or “0”, and the differential amplifier cannot determine the magnitude of the memory cell passing current.

【0013】しかも、MOSトランジスタのフローティ
ングゲートに蓄積された電子は実際の使用に際して熱等
の影響により徐々にフローティングゲートから流出して
しまうことから、MOSトランジスタの第2閾値は下降
する傾向にある。したがって、工場出荷当初は2Vに設
定されていた閾値変動電圧が小さくなり(図6の曲線B
が左方向へ平行移動する)、差動増幅器での判定が不能
となる6.5Vの電圧も段々と下降してしまう。
Further, since the electrons accumulated in the floating gate of the MOS transistor gradually flow out from the floating gate due to the influence of heat or the like in actual use, the second threshold value of the MOS transistor tends to decrease. Therefore, the threshold fluctuation voltage, which was set to 2V at the time of factory shipment, becomes small (curve B in FIG. 6).
, But the voltage of 6.5 V, which makes the judgment by the differential amplifier impossible, gradually drops.

【0014】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、メモリトランジスタの閾値変動電圧を大きくするこ
となく、大きなゲート電圧でもバイナリデータの判定が
可能なデータ読み出し回路を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a data read circuit capable of judging binary data even with a large gate voltage without increasing the threshold voltage fluctuation of the memory transistor. To do.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、バイナリデータの記憶に基づいて
大小2段階で通過電流を変化させるメモリトランジスタ
に電流を供給する電源と、大通過電流時のメモリトラン
ジスタと等しい通過電流特性を有して前記電源から電流
を供給される基準トランジスタと、電源およびメモリト
ランジスタ間に設けられて電源からの電圧を分圧し、メ
モリトランジスタの通過電流の大きさに従って変化する
負荷電圧を作り出す負荷素子と、電源および基準トラン
ジスタ間に設けられて電源からの電圧を分圧し、基準ト
ランジスタの通過電流に基づいて基準電圧を作り出す基
準負荷素子と、前記負荷電圧の大きさを基準電圧と比較
する差動増幅器とを備え、差動増幅器での比較結果か
ら、基準トランジスタを通過する電流の大きさを基準に
メモリトランジスタの通過電流の大小を判定し、この判
定に基づいてバイナリデータを読み出すデータ読み出し
回路において、前記メモリトランジスタに定電流回路を
並列に接続したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a power supply for supplying a current to a memory transistor that changes a passing current in two steps, large and small, based on storage of binary data, and a large power supply are provided. A reference transistor, which has a passing current characteristic equal to that of a memory transistor at the time of passing current and is supplied with current from the power source, and a voltage provided from the power source, which is provided between the power source and the memory transistor, is used to divide the voltage of the passing current of the memory transistor. A load element that generates a load voltage that changes according to a magnitude, a reference load element that is provided between the power source and the reference transistor, divides the voltage from the power source, and generates a reference voltage based on the passing current of the reference transistor, and the load voltage. And a differential amplifier that compares the magnitude of the In the data read circuit that determines the magnitude of the passing current of the memory transistor based on the magnitude of the current passing through the memory transistor and reads the binary data based on this determination, a constant current circuit is connected in parallel to the memory transistor. And

【0016】[0016]

【作用】上記構成によれば、メモリトランジスタ側の負
荷素子を流れる通過電流は、定電流回路から供給される
電流によって基準トランジスタ側の負荷素子を流れる通
過電流よりも常に一定量大きくなる。この一定量の積み
増しによって、メモリトランジスタの広いゲート電圧に
わたって負荷電圧および基準電圧間の大小関係が維持さ
れる。
According to the above structure, the passing current flowing through the load element on the memory transistor side is always larger than the passing current flowing through the load element on the reference transistor side by a constant amount due to the current supplied from the constant current circuit. This fixed amount of build-up maintains the magnitude relationship between the load voltage and the reference voltage over a wide gate voltage of the memory transistor.

【0017】[0017]

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の好適な
実施例を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1は本発明に係るデータ読み出し回路を
利用したEPROMの構成を示す。このEPROMは、
例えば、格子状に配列された複数の不揮発性メモリセル
101を備える(図には1個のみを示す)。各メモリセ
ル101は、図6に示すMOSトランジスタ101によ
って構成される。
FIG. 1 shows the configuration of an EPROM using a data read circuit according to the present invention. This EPROM is
For example, a plurality of non-volatile memory cells 101 arranged in a grid pattern are provided (only one is shown in the figure). Each memory cell 101 is composed of the MOS transistor 101 shown in FIG.

【0019】データ読み出し回路10は、外部からの命
令に従ってバイナリデータを読み出すべきメモリセル1
01を指定する。すなわち、メモリセル101のドレイ
ンには、電源Vccからの電流を供給するビット線11
が接続される。このビット線11および電源Vcc間に
はゲートが設けられ(図示せず)、ゲートの開閉に基づ
いてEPROMの「列」指定が順次行われる。メモリセ
ル101のゲートには電源Vccからの電圧を印加する
ワード線12が接続される。このワード線12からのゲ
ート電圧に基づいてEPROMの「行」指定が行われ
る。
The data read circuit 10 includes a memory cell 1 from which binary data is to be read according to an external command.
Specify 01. That is, the bit line 11 that supplies the current from the power supply Vcc to the drain of the memory cell 101.
Is connected. A gate (not shown) is provided between the bit line 11 and the power supply Vcc, and "column" designation of the EPROM is sequentially performed based on opening / closing of the gate. A word line 12 for applying a voltage from a power supply Vcc is connected to the gate of the memory cell 101. The "row" of the EPROM is designated based on the gate voltage from the word line 12.

【0020】ビット線11から供給された電流は、ゲー
ト電圧Vgの印加に応じてメモリセル101のドレイン
およびソース間を通過する。通過電流は、フローティン
グゲートの電子の有無に従って大小2段階で変化し、こ
の変化に基づいてバイナリデータ「1」または「0」が
特定される。データ読み出し回路10は、基準トランジ
スタ13を通過する電流の大きさを基準に、指定された
メモリセル101の通過電流の大小を判定し、その判定
に基づいてバイナリデータを読み出す。
The current supplied from the bit line 11 passes between the drain and source of the memory cell 101 according to the application of the gate voltage Vg. The passing current changes in two steps, large and small, according to the presence or absence of electrons in the floating gate, and the binary data “1” or “0” is specified based on this change. The data read circuit 10 determines the magnitude of the passing current of the designated memory cell 101 based on the magnitude of the current passing through the reference transistor 13, and reads the binary data based on the determination.

【0021】メモリセル101を通過する電流の大小
は、トランスファーゲート14を介して接続されるセン
ス線15を通じて差動増幅器16によって検知される。
センス線15には、メモリセル101の抵抗と負荷トラ
ンジスタ18の抵抗とによって分圧された負荷電圧V1
が現れる。この負荷電圧V1の高低はメモリセル101
の通過電流の大小を反映する。トランスファーゲート1
4には、バイアス回路17からバイアス電圧が印加さ
れ、これによって、メモリセル101のドレイン電圧は
ほぼ一定値に維持される。
The magnitude of the current passing through the memory cell 101 is detected by the differential amplifier 16 through the sense line 15 connected via the transfer gate 14.
The sense line 15 has a load voltage V1 divided by the resistance of the memory cell 101 and the resistance of the load transistor 18.
Appears. The level of the load voltage V1 depends on the memory cell 101.
Reflects the magnitude of the passing current of. Transfer gate 1
A bias voltage is applied to the memory cell 4 from the bias circuit 17, whereby the drain voltage of the memory cell 101 is maintained at a substantially constant value.

【0022】差動増幅器16は、負荷電圧V1の大きさ
を基準電圧生成回路RV2からの基準電圧V2と比較す
る。この差動増幅器16では、負荷電圧V1の大きさが
基準電圧V2より大きいと、メモリセル101の通過電
流が小さくバイナリデータ「0」が記憶されていると判
定され、負荷電圧V1の大きさが基準電圧V2よりも小
さいと、メモリセル101の通過電流が大きくバイナリ
データ「1」が記憶されていると判定される。
The differential amplifier 16 compares the magnitude of the load voltage V1 with the reference voltage V2 from the reference voltage generating circuit RV2. In the differential amplifier 16, when the magnitude of the load voltage V1 is larger than the reference voltage V2, it is determined that the passing current of the memory cell 101 is small and the binary data “0” is stored, and the magnitude of the load voltage V1 becomes large. When the voltage is lower than the reference voltage V2, the passing current of the memory cell 101 is large and it is determined that the binary data “1” is stored.

【0023】基準電圧生成回路RV2は、基準トランジ
スタ13と、この基準トランジスタ13と協働して電源
Vccからの電圧を分圧して基準電圧V2を作り出す基
準負荷トランジスタ19とを備える。
The reference voltage generation circuit RV2 includes a reference transistor 13 and a reference load transistor 19 which cooperates with the reference transistor 13 to divide the voltage from the power supply Vcc to generate the reference voltage V2.

【0024】基準トランジスタ13にはメモリセル10
1と共通の電源Vccから電流が供給される。供給され
た電流は、電源Vccからのゲート電圧Vgの印加に応
じてドレインおよびソース間を通過する。基準トランジ
スタ13の電流通過特性は、大通過電流時、すなわち、
バイナリデータ「1」記憶時のメモリセル101の通過
電流特性(図6の曲線A)と等しく設定される。基準ト
ランジスタ13のサイズはメモリセル101のMOSト
ランジスタのサイズと等しくなる。
The reference transistor 13 has a memory cell 10
A current is supplied from the power supply Vcc common to 1 and 1. The supplied current passes between the drain and the source according to the application of the gate voltage Vg from the power supply Vcc. The current passing characteristic of the reference transistor 13 is that at the time of large passing current, that is,
It is set to be equal to the passing current characteristic (curve A in FIG. 6) of the memory cell 101 when the binary data “1” is stored. The size of the reference transistor 13 is equal to the size of the MOS transistor of the memory cell 101.

【0025】基準電圧V2の大きさは、基準負荷トラン
ジスタ19の抵抗値と、基準トランジスタ13の抵抗
値、すなわち、基準トランジスタ13の通過電流の大き
さとによって決定される。本発明では、基準負荷トラン
ジスタ19の抵抗値は負荷トランジスタ18の抵抗値と
等しく設定される。
The magnitude of the reference voltage V2 is determined by the resistance value of the reference load transistor 19 and the resistance value of the reference transistor 13, that is, the magnitude of the passing current of the reference transistor 13. In the present invention, the resistance value of the reference load transistor 19 is set equal to the resistance value of the load transistor 18.

【0026】トランスファーゲート20は、バイアス回
路21から印加されるバイアス電圧に基づいて、基準ト
ランジスタ13のドレイン電圧をほぼ一定値に固定す
る。
The transfer gate 20 fixes the drain voltage of the reference transistor 13 at a substantially constant value based on the bias voltage applied from the bias circuit 21.

【0027】本発明の特徴とするところは、メモリセル
101に、メモリセル101の通過電流に一定の電流、
例えば、20μAの電流を積み増す定電流回路22が並
列に接続されることにある。この電流の積み増しは、低
通過電流時、すなわち、バイナリデータ「0」記憶時の
メモリセル101の通過電流の大きさが基準トランジス
タ13の通過電流の大きさを越えない程度に設定され
る。この電流の積み増しによって大通過電流時のメモリ
セル101のMOSトランジスタの通過電流と基準トラ
ンジスタ13の通過電流とは、互いに通過電流特性が等
しいにも拘わらず、通過電流が区別づけられる。
A feature of the present invention is that the memory cell 101 has a constant current passing through the memory cell 101,
For example, a constant current circuit 22 that accumulates a current of 20 μA is connected in parallel. This additional current is set so that the passing current of the memory cell 101 at the time of low passing current, that is, when the binary data “0” is stored does not exceed the passing current of the reference transistor 13. Due to this additional current, the passing current of the MOS transistor of the memory cell 101 and the passing current of the reference transistor 13 at the time of a large passing current are distinguished from each other, even though the passing current characteristics are equal to each other.

【0028】例えば、トランスファーゲート14、20
を用いて、メモリセル101および基準トランジスタ1
3のドレイン電圧をほぼ1.2Vに固定すると、電流の
積み増しによって、図6に示すように、バイナリデータ
「1」または「0」について20μA底上げされた通過
電流特性(曲線A1およびB1)が得られる。
For example, the transfer gates 14 and 20
By using the memory cell 101 and the reference transistor 1
When the drain voltage of 3 is fixed to approximately 1.2V, the additional current results in a pass current characteristic (curves A1 and B1) raised by 20 μA for the binary data “1” or “0” as shown in FIG. To be

【0029】いま、これらの特性の下でデータ読み出し
回路10がメモリセル101からバイナリデータ「1」
を読み出す場合を考える。EPROMにおいてメモリセ
ル101が選択されると、メモリセル101および基準
トランジスタ13のゲートに5Vの電源Vcc電圧が印
加される。電源Vccからの電流は、図6に示すよう
に、曲線A1またはB1の通過電流特性に従ってメモリ
セル101を通過し、曲線Aの通過電流特性に従って基
準トランジスタ13を通過する。その結果、図2に示す
ように、ゲート電圧Vg5Vにおいて負荷電圧V1は基
準電圧V2よりも小さくなる。この大小関係は差動増幅
器16で検知され、バイナリデータ「1」としてハイレ
ベル信号が出力される。
Now, under these characteristics, the data read circuit 10 reads the binary data "1" from the memory cell 101.
Consider the case of reading. When the memory cell 101 is selected in the EPROM, the power supply Vcc voltage of 5V is applied to the gates of the memory cell 101 and the reference transistor 13. As shown in FIG. 6, the current from the power supply Vcc passes through the memory cell 101 according to the passing current characteristic of the curve A1 or B1, and passes through the reference transistor 13 according to the passing current characteristic of the curve A. As a result, as shown in FIG. 2, the load voltage V1 becomes smaller than the reference voltage V2 at the gate voltage Vg5V. This magnitude relationship is detected by the differential amplifier 16, and a high level signal is output as binary data "1".

【0030】メモリセル101からバイナリデータ
「0」を読み出す場合には、図2に示すように、ゲート
電圧Vg5Vにおいて負荷電圧V1は基準電圧V2より
も大きくなる。差動増幅器16はこの大小関係を検知
し、バイナリデータ「0」としてローレベル信号が出力
される。
When reading the binary data "0" from the memory cell 101, the load voltage V1 becomes larger than the reference voltage V2 at the gate voltage Vg5V, as shown in FIG. The differential amplifier 16 detects this magnitude relationship and outputs a low level signal as binary data "0".

【0031】図6から明らかなように、大小2段階のい
ずれの場合でもメモリセル101の通過電流特性は基準
トランジスタ13の電流通過特性と等しい傾きを有す
る。この電流特性によれば、図2に示すように、ゲート
電圧Vgの広い範囲にわたって、特に、大きなゲート電
圧Vg領域で、基準電圧V2および2段階の負荷電圧V
1の大小関係が維持される。このゲート電圧Vg範囲の
拡大によって、メモリセル101の閾値変動電圧ΔVt
hを大きくすることなくEPROM設計上の自由度を増
加させることができる。また、バイナリデータ「0」記
憶時の負荷電圧V1の傾きと基準電圧V2の傾きとがほ
ぼ等しいことから、熱等の影響によってメモリセル10
1のMOSトランジスタのフローティングゲートから電
子が流出しても、負荷電圧V1と基準電圧V2との大小
関係が逆転するまでに大きな余裕を持たせることができ
る。したがって、メモリセル101の閾値変動電圧ΔV
thを大きくせずとも耐久性のあるEPROMを提供す
ることが可能である。
As is apparent from FIG. 6, the pass current characteristic of the memory cell 101 has the same slope as the current pass characteristic of the reference transistor 13 in both cases of large and small. According to this current characteristic, as shown in FIG. 2, over the wide range of the gate voltage Vg, particularly in the large gate voltage Vg region, the reference voltage V2 and the two-step load voltage Vg.
The magnitude relationship of 1 is maintained. Due to the expansion of the gate voltage Vg range, the threshold voltage variation ΔVt of the memory cell 101.
The degree of freedom in EPROM design can be increased without increasing h. In addition, since the slope of the load voltage V1 and the slope of the reference voltage V2 when the binary data “0” is stored are substantially equal to each other, the memory cell 10 is affected by heat or the like.
Even if electrons flow out from the floating gate of the first MOS transistor, a large margin can be provided before the magnitude relationship between the load voltage V1 and the reference voltage V2 is reversed. Therefore, the threshold fluctuation voltage ΔV of the memory cell 101
It is possible to provide a durable EPROM without increasing th.

【0032】定電流回路22としては既知の回路を適用
することができる。例えば、図3は、カレントミラーを
利用した定電流回路を示す。この定電流回路22は、電
源Vccからの電流をゲート電圧に応じて通過させる第
1MOSFET30と、この第1MOSFET30を通
過した電流をゲート電圧に応じて通過させる第2MOS
FET31とを備える。第1MOSFET30のドレイ
ンはゲートに接続される。第1MOSFET30のオン
抵抗は比較的高く設定され、かつ、ドレインとゲートが
接続されて飽和領域で動作するため、第1MOSFET
30には一定の電流が流れる。第2MOSFET31に
は一定のゲート電圧の下で一定の電流が通過し、カレン
トミラー回路の働きによって、第3MOSFET33に
も一定の電流が通過する。
A known circuit can be applied as the constant current circuit 22. For example, FIG. 3 shows a constant current circuit using a current mirror. The constant current circuit 22 includes a first MOSFET 30 that allows the current from the power supply Vcc to pass according to the gate voltage, and a second MOS transistor that allows the current that has passed through the first MOSFET 30 to pass according to the gate voltage.
And an FET 31. The drain of the first MOSFET 30 is connected to the gate. The on-resistance of the first MOSFET 30 is set to be relatively high, and the drain and the gate are connected to operate in the saturation region.
A constant current flows through 30. A constant current passes through the second MOSFET 31 under a constant gate voltage, and a constant current also passes through the third MOSFET 33 by the action of the current mirror circuit.

【0033】図4はデプレション型MOSFETを用い
た定電流回路を示す。この定電流回路22は、MOSF
ET35のソースおよびゲート間を接続している。この
MOSFET35によれば、ゲート電圧が常に0Vに保
持され、その結果、ドレイン電圧が所定値を越えると、
ドレイン電圧が変化してもドレインおよびソース間電流
がほぼ一定に保たれる。
FIG. 4 shows a constant current circuit using a depletion type MOSFET. This constant current circuit 22 has a MOSF
The source and gate of ET35 are connected. According to this MOSFET 35, the gate voltage is always held at 0 V, and as a result, when the drain voltage exceeds a predetermined value,
Even if the drain voltage changes, the drain-source current is kept substantially constant.

【0034】なお、基準電圧発生回路RV2は、1メモ
リセルすなわち1メモリトランジスタごとに設けても、
8ビット単位や1デバイスごとに設けてもよい。また、
本発明は、EPROMメモリセルのデータ読み出し回路
に限定されるものではなく、他の不揮発性メモリのデー
タ読み出し回路にも適用することができる。
The reference voltage generating circuit RV2 may be provided for each memory cell, that is, for each memory transistor.
It may be provided in units of 8 bits or for each device. Also,
The present invention is not limited to the data read circuit of the EPROM memory cell, but can be applied to the data read circuit of other nonvolatile memories.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、メモリト
ランジスタの通過電流を一定の電流量積み増すことによ
って、メモリトランジスタのゲート電圧の広い範囲にわ
たって負荷電圧および基準電圧の大小関係を維持するこ
とができる。その結果、メモリ設計上の自由度が拡大さ
れる。
As described above, according to the present invention, by increasing the passing current of the memory transistor by a constant amount, the magnitude relationship between the load voltage and the reference voltage is maintained over a wide range of the gate voltage of the memory transistor. be able to. As a result, the degree of freedom in memory design is expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るデータ読み出し回路を用いたE
PROMの回路構成図である。
FIG. 1 shows an E using a data read circuit according to the present invention.
It is a circuit block diagram of PROM.

【図2】 メモリトランジスタのゲート電圧と負荷電圧
または基準電圧との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a gate voltage of a memory transistor and a load voltage or a reference voltage.

【図3】 定電流回路の第1実施例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a constant current circuit.

【図4】 定電流回路の第2実施例を示す回路構成図で
ある。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of a constant current circuit.

【図5】 メモリセルの概略を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing an outline of a memory cell.

【図6】 MOSトランジスタのゲート電圧と通過電流
との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the gate voltage and the passing current of a MOS transistor.

【図7】 従来のデータ読み出し回路の回路構成図であ
る。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a conventional data read circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 データ読み出し回路、13 基準トランジスタ、
16 差動増幅器、18 負荷素子としての負荷トラン
ジスタ、19 基準負荷トランジスタ、22定電流回
路、101 メモリトランジスタとしてのMOSトラン
ジスタ、Vcc電源。
10 data read circuit, 13 reference transistor,
16 differential amplifier, 18 load transistor as load element, 19 reference load transistor, 22 constant current circuit, 101 MOS transistor as memory transistor, Vcc power supply.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バイナリデータの記憶に基づいて大小2
段階で通過電流を変化させるメモリトランジスタに電流
を供給する電源と、大通過電流時のメモリトランジスタ
と等しい通過電流特性を有して前記電源から電流を供給
される基準トランジスタと、電源およびメモリトランジ
スタ間に設けられて電源からの電圧を分圧し、メモリト
ランジスタの通過電流の大きさに従って変化する負荷電
圧を作り出す負荷素子と、電源および基準トランジスタ
間に設けられて電源からの電圧を分圧し、基準トランジ
スタの通過電流に基づいて基準電圧を作り出す基準負荷
素子と、前記負荷電圧の大きさを基準電圧と比較する差
動増幅器とを備え、差動増幅器での比較結果から、基準
トランジスタを通過する電流の大きさを基準にメモリト
ランジスタの通過電流の大小を判定し、この判定に基づ
いてバイナリデータを読み出すデータ読み出し回路にお
いて、 前記メモリトランジスタに定電流回路を並列に接続した
ことを特徴とするデータ読み出し回路。
1. Large / small 2 based on storage of binary data
Between the power supply and the memory transistor, a power supply that supplies a current to the memory transistor that changes the passing current in stages, a reference transistor that has the same passing current characteristics as the memory transistor at the time of a large passing current, and is supplied with the current from the power supply. Is provided between the power supply and the reference transistor to divide the voltage from the power supply to create a load voltage that changes according to the magnitude of the passing current of the memory transistor, and to divide the voltage from the power supply to provide the reference transistor. A reference load element that generates a reference voltage based on the passing current of the reference voltage, and a differential amplifier that compares the magnitude of the load voltage with the reference voltage. The size of the passing current of the memory transistor is judged based on the size, and the binary data is judged based on this judgment. In the data reading circuit for reading, data read circuit, characterized in that it is connected a constant current circuit in parallel to the memory transistor.
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