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JP3097613B2 - Semiconductor storage device - Google Patents
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JP3097613B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP3097613B2
JP3097613B2 JP21592897A JP21592897A JP3097613B2 JP 3097613 B2 JP3097613 B2 JP 3097613B2 JP 21592897 A JP21592897 A JP 21592897A JP 21592897 A JP21592897 A JP 21592897A JP 3097613 B2 JP3097613 B2 JP 3097613B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置に
関し、特に、セルトランジスタに流れる電流値と参照電
流源の電流値との差が小さい場合の読み出し技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and, more particularly, to a read technique when a difference between a current value flowing through a cell transistor and a current value of a reference current source is small.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体記憶装置の読み出し回路、
特に不揮発性半導体記憶装置の読み出し回路は、データ
の保持されているセルトランジスタのゲート、ドレイ
ン、ソースに電位を印加し、セルトランジスタに流れる
電流量と基準となるリファレンス電流源に流れる電流値
とを比較し、リファレンス電流値に対して電流値が大き
いか小さいかによって、データを判断するといったもの
であった。
2. Description of the Related Art A read circuit of a conventional semiconductor memory device,
In particular, a readout circuit of a nonvolatile semiconductor memory device applies a potential to the gate, drain, and source of a cell transistor in which data is held, and determines the amount of current flowing through the cell transistor and the value of current flowing through a reference current source serving as a reference. In comparison, data is determined depending on whether the current value is larger or smaller than the reference current value.

【0003】また近年、1個のセルトランジスタに2値
以上のデータを保持する多値型の半導体記憶装置に関し
て様々な検討がなされているが、基本的には、前述の読
み出し回路の方法を踏襲するものである。この多値型半
導体記憶装置の読み出し方法については、例えば特開平
7−37393号公報等にも記載されているが、基準電
流源を複数持ち、個々の基準電流源とセルトランジスタ
に流れる電流値を比較増幅する構成になっている。
In recent years, various studies have been made on a multi-valued semiconductor memory device in which one cell transistor holds two or more values of data. However, basically, the above-described read circuit method is basically followed. Is what you do. The reading method of this multi-valued semiconductor memory device is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-37393, and has a plurality of reference current sources. It is configured to perform comparative amplification.

【0004】本発明は、半導体記憶装置の読み出し回路
の中でも、特に基準電流源の生成方法に関するものであ
るため、以下では、基準電流源の動作及び設定について
説明する。
The present invention particularly relates to a method of generating a reference current source among read circuits of a semiconductor memory device. Therefore, the operation and setting of the reference current source will be described below.

【0005】多値型半導体記憶装置の読み出し動作とし
て、上記特開平7−37393号公報によれば、1個の
セルトランジスタに複数のデータを保持する多値型のセ
ルトランジスタの読み出し動作の例の中での基準電流源
の設定として、図7に示すような方法が開示されてい
る。具体的には、基準電流源に異なるコンダクタンスを
もつトランジスタを用意し、個々の電流源に流れる電流
値を基準電流源とするものである。図7では、1個のト
ランジスタN7−1、ドレインが共通接続された2個の
トランジスタN7−2、N7−3、ドレインが共通接続
された3個のトランジスタN7−4、N7−5、N7−
6よりなる計3個の基準電流源よりなり、、各トランジ
スタのゲートは共通にバイアスされている。
[0005] As a read operation of a multi-valued semiconductor memory device, according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-37393, an example of a read-out operation of a multi-valued cell transistor in which one cell transistor holds a plurality of data. A method as shown in FIG. 7 is disclosed as the setting of the reference current source therein. Specifically, transistors having different conductances are prepared as reference current sources, and current values flowing through individual current sources are used as reference current sources. In FIG. 7, one transistor N7-1, two transistors N7-2 and N7-3 whose drains are commonly connected, and three transistors N7-4, N7-5 and N7- whose drains are commonly connected.
6 and a total of three reference current sources, and the gates of the transistors are commonly biased.

【0006】図7では、模式的にトランジスタの数で表
現しているが、例えば電流値の大きな基準電流源が必要
な場合においては、抵抗値の小さなトランジスタを用意
し、そうでない場合は抵抗値の大きなトランジスタを用
意して、個々の基準電流源に流れる電流値を変化させる
というものである。
FIG. 7 schematically shows the number of transistors. For example, when a reference current source having a large current value is required, a transistor having a small resistance value is prepared. Are prepared, and the value of the current flowing through each reference current source is changed.

【0007】実際の読み出し動作を実施するときには、
個々の基準電流源に流れる電流値とセルトランジスタに
流れる電流値を比較増幅し、個々の比較増幅されたデー
タを論理合成することにより多値の読み出し動作が行わ
れる。
When an actual read operation is performed,
A multi-value read operation is performed by comparing and amplifying a current value flowing through each reference current source and a current value flowing through the cell transistor, and logically synthesizing the respective compared and amplified data.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体記憶
装置は、特に多値型にした場合にワード線の電源電位変
動があると誤動作を引き起こすため、電源電位変動の幅
が極めて小さく限られてしまい、当然電源ノイズに弱
い、という問題点があった。
In this conventional semiconductor memory device, in particular, in the case of a multi-valued type, a malfunction occurs when a power supply potential of a word line fluctuates. Therefore, the width of the power supply potential variation is extremely small. As a matter of course, there was a problem that it was weak to power supply noise.

【0009】図9は、多値型の半導体記憶装置における
セルトランジスタのVG−ID特性(ワード線用電源電
位に対するドレイン電流の傾き特性)と基準電流源のV
G−ID特性の理想型を示したものである。個々の基準
電流源のVG−IDの傾きと、セルトランジスタのVG
−IDの傾きが同じであり、個々の基準電流源が異なる
しきい値電位をもつことでワード線電位に相当するVG
がどのような電位をとったとしても、基準電流源とセル
トランジスタに流れる電流値の関係は電流が流れている
限り常に固定されており、ワード線電位の変化があって
も常に正しい読み出しデータが得られるというものであ
る。
FIG. 9 shows a VG-ID characteristic (a gradient characteristic of a drain current with respect to a word line power supply potential) of a cell transistor and a V of a reference current source in a multilevel semiconductor memory device.
This shows an ideal type of G-ID characteristic. The slope of the VG-ID of each reference current source and the VG of the cell transistor
VG corresponding to the word line potential because the slope of ID is the same and each reference current source has a different threshold potential
No matter what potential is taken, the relationship between the reference current source and the value of the current flowing through the cell transistor is always fixed as long as the current flows, and even if the word line potential changes, correct read data is always obtained. It is obtained.

【0010】これに対して、図8は、図7に示された基
準電流源のVG一ID特性とセルトランジスタのVG−
ID特性を示したものである。基準電流源の電流値をト
ランジスタのコンダクタンスのみで調整する方式では、
多値用に用意した3個ある基準電流源のうち1個のVG
−ID特性の傾きをセルトランジスタのVG−ID特性
の傾きに近似させるようにコンダクタンスを設定して
も、基準電流源を複数設ける必要があるので、どうして
も全ての基準電流源の傾きをセルトランジスタと同等に
することはでさず、傾きを同じにしてしまえば、しきい
値電位が同じなので、多値の読み出し動作そのものがで
きなくなる。
On the other hand, FIG. 8 shows the VG-ID characteristic of the reference current source shown in FIG.
It shows the ID characteristics. In the method of adjusting the current value of the reference current source only by the conductance of the transistor,
VG of one of three reference current sources prepared for multi-value
-Even if the conductance is set so that the slope of the ID characteristic approximates the slope of the VG-ID characteristic of the cell transistor, it is necessary to provide a plurality of reference current sources. If the slopes are the same, the threshold potentials are the same, so that the multi-valued read operation itself cannot be performed.

【0011】この結果、多値の読み出し動作を実施しよ
うとすると、セルトランジスタに流れる電流値と基準電
流源に流れる電流値との上下関係がVGの電位が変化す
ると変わってしまい、正常な読み出し動作を行うために
は、常に、VG、すなわちワード線の電位を極めて微妙
に調整する必要があり、また、調整したとしても動作中
にわずかな電源ノイズはのってしまった場合に、簡単に
誤動作する可能性が極めて高いため、高速動作が難し
く、電源電位の変動に弱く、且つノイズ耐性のマージン
が極めて狭いという問題点を有していた。
As a result, when performing a multi-valued read operation, the vertical relationship between the current value flowing through the cell transistor and the current value flowing through the reference current source changes when the potential of VG changes. VG, that is, the potential of the word line, must be very finely adjusted at all times, and even if it is adjusted, if a slight power supply noise is put on during operation, a malfunction easily occurs. Therefore, there is a problem that high-speed operation is difficult, the power supply potential is not easily changed, and a margin of noise immunity is extremely narrow.

【0012】したがって本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的は、電源電位、特にワ
ード線電位が変動しても基準電流源に流れる電流値とセ
ルトランジスタに流れる電流値との上下関係が固定でき
るようにした基準電流源を実現し、動作電源電位の拡大
とノイズ耐性のマージンを拡大することにより安定した
動作を可能とする半導体記憶装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the current flowing through the reference current source and the current flowing through the cell transistor even if the power supply potential, particularly the word line potential, fluctuates. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of realizing a stable operation by realizing a reference current source with a fixed upper and lower relationship with a value, and expanding an operating power supply potential and a margin of noise resistance.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、選択されたセルトランジスタに流れる電流と参照
電流源に流れる電流とを比較増幅することにより得られ
た情報を前記選択されたセルトランジスタの記憶情報と
する半導体記憶装置でのセルトランジスタのワード線用
電源電位に対するドレイン電流の傾きと参照電流源のト
ランジスタのワード線用電源電位に対するドレイン電流
の傾きを近似させる手段と、前記参照電流源のしきい値
電位を任意に設定できる手段とを有している。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, according to the present invention, information obtained by comparing and amplifying a current flowing in a selected cell transistor and a current flowing in a reference current source is stored in the selected cell. Means for approximating the slope of the drain current with respect to the word line power supply potential of the cell transistor in the semiconductor memory device as the storage information of the transistor and the slope of the drain current with respect to the word line power supply potential of the transistor of the reference current source; Means for arbitrarily setting the threshold potential of the source.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の実施の形態において、ワード線用
の電源電位が変動しても読み出し動作を正しく行うため
に、まずセルトランジスタのVG−ID特性と参照電流
源(基準電流源)としてのトランジスタのみかけのVG
一ID特性の傾きを一致させる手法をとっている。この
ための一つの方法としては、基準電流源としてのトラン
ジスタのゲート長、ゲート幅を調整することで可能とな
る。また、基準電流源としてのトランジスタのゲート電
位をある電源から分圧することによっても可能である。
Embodiments of the present invention will be described below. In the embodiment of the present invention, in order to correctly perform a read operation even if the power supply potential for a word line fluctuates, first, the VG-ID characteristics of the cell transistor and the apparent voltage of the transistor as a reference current source (reference current source) are determined. VG
A method of matching the inclination of one ID characteristic is adopted. One method for this is to adjust the gate length and gate width of a transistor as a reference current source. It is also possible to divide the gate potential of a transistor as a reference current source from a certain power supply.

【0015】そして、しきい値電位を任意に変化させる
には、基準電流源のトランジスタのゲート電位を、ワー
ド線用電位から一定電位おとしたものを印加することで
可能となる。これと、みかけ上のVG−ID特性を一致
させる方法と、を併用することにより、ワード線用の電
源電位が変動しても、読み出し動作を正しく行うことが
可能となる。
The threshold potential can be arbitrarily changed by applying the gate potential of the transistor of the reference current source at a fixed potential lower than the word line potential. By using this and the method of matching the apparent VG-ID characteristics together, even if the power supply potential for the word line fluctuates, the read operation can be performed correctly.

【0016】第一に、ワード線電位より一定電位おとし
た電位を分圧して基準電流源のゲートに印加する方法が
ある。
First, there is a method of dividing a potential, which is a constant potential from the word line potential, and applying the divided voltage to the gate of the reference current source.

【0017】第二に、VG−ID特性の傾きをセルトラ
ンジスタに一致させた基準電流源のトランジスタのゲー
トにワード線電位より一定電位おとした電位を印加する
方法がある。
Second, there is a method of applying a potential which is lower than the word line potential to the gate of the transistor of the reference current source in which the slope of the VG-ID characteristic is matched with the cell transistor.

【0018】本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、ワード線用電源(VW1)の電位を一定電位ずつお
としトランジスタ(図1のN1−3〜N1−5)へ入力
してワード線用電源(VW1)のクランプ電位を作り、
個々のクランプ電位を抵抗で分圧してそれぞれ基準電流
源用トランジスタ(図1のN1−6〜N1−8)へ入力
する。この結果、基準電流源用トランジスタのしきい値
電圧Vtはクランプ電位により個々に設定でき(みかけ
上Vtを自在に変更できる)、VG−IDの傾きは抵抗
の比で調整できるため、例えば3個ある個々の基準電流
源のワード電位対ID特性は、セルトランジスタの傾き
と同等で、かつ個別のしきい値電圧Vtを設定できるの
で、電源電位が変動しても正しく動作する。
In the preferred embodiment of the present invention, the potential of the word line power supply (VW1) is reduced by a constant potential and input to the transistors (N1-3 to N1-5 in FIG. 1) to supply the word line power supply (VW1). VW1) clamp potential,
The individual clamp potentials are divided by resistors and input to reference current source transistors (N1-6 to N1-8 in FIG. 1). As a result, the threshold voltage Vt of the reference current source transistor can be individually set by the clamp potential (apparently Vt can be changed freely), and the slope of VG-ID can be adjusted by the resistance ratio. The word potential versus ID characteristic of a certain reference current source is equal to the inclination of the cell transistor, and the individual threshold voltage Vt can be set, so that the device operates correctly even if the power supply potential changes.

【0019】[0019]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は、本発明の第一の実施例における基準
電流源(リファレンス電流源、参照電流源ともいう)を
構成する回路を示す図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a circuit constituting a reference current source (also referred to as a reference current source, a reference current source) in a first embodiment of the present invention.

【0020】図1を参照すると、基準電流源の設定方法
は、ワード線電位より一定電位おとした電位を分圧して
トランジスタのゲートに印加することにより基準電流源
とするものである。
Referring to FIG. 1, the method of setting the reference current source is to divide a potential, which is a constant potential from the word line potential, and apply the resulting voltage to the gate of the transistor to use the reference current source.

【0021】まず、主な回路構成について説明する。本
実施例は、3個の異なるしきい値電位をもつ基準電流源
を設定するための回路であり、N1−6,N1−7,N
1−8が基準電流源となるトランジスタである。図中破
線で囲まれた抵抗R1−1,抵抗R1−2,抵抗R1−
3,P型トランジスタP1−1,P型トランジスタP1
−2,N型トランジスタN1−1,N型トランジスタN
1−2からなる回路は、ワード線電位VW1を一定電位
落とすための回路群である。またN型トランジスタN1
−3と抵抗R1−4、R1−5、N型トランジスタN1
−4と抵抗R1−6、R1−7、N型トランジスタN1
−5と抵抗R1−8、R1−9は、それぞれ、トランジ
スタ1個と抵抗2個の組み合わせでワード線電位VW1
を一定電位落として分圧する3つの回路群である。
First, the main circuit configuration will be described. This embodiment is a circuit for setting three reference current sources having different threshold potentials, N1-6, N1-7, and N1.
Reference numeral 1-8 denotes a transistor serving as a reference current source. The resistance R1-1, the resistance R1-2, and the resistance R1- surrounded by a broken line in the drawing.
3, P-type transistor P1-1, P-type transistor P1
−2, N-type transistor N1-1, N-type transistor N
The circuit consisting of 1-2 is a circuit group for lowering the word line potential VW1 by a constant potential. N-type transistor N1
-3, resistors R1-4, R1-5, N-type transistor N1
-4, resistors R1-6, R1-7, N-type transistor N1
−5 and the resistors R1-8 and R1-9 are each formed by combining a word line potential VW1 with one transistor and two resistors.
Is a group of three circuits for dividing the voltage by dropping a constant potential.

【0022】本実施例の回路動作について簡単に説明す
る。まず図3に示したのがセルトランジスタのVG−I
D特性と基準電流源としてのNchトランジスタのVG
−ID特性である。図3から明らかなように、両者は、
傾きもしきい値電位も異なる。この傾きを一致させるた
めの手法として、本実施例では、ワード線電位からある
一定比に分圧した電位をVGとして、Nchトランジス
タのゲートに加えてやると、Nchトランジスタの傾き
は小さくなり、傾きを一致させることができる。
The circuit operation of this embodiment will be briefly described. First, FIG. 3 shows the VG-I of the cell transistor.
D characteristics and VG of Nch transistor as reference current source
-ID characteristics. As is clear from FIG.
Both the slope and the threshold potential are different. In the present embodiment, as a method for matching the gradients, in this embodiment, when the potential obtained by dividing the word line potential to a certain fixed ratio is set as VG and added to the gate of the Nch transistor, the gradient of the Nch transistor becomes small. Can be matched.

【0023】次に、しきい値を任意の値に設定する手法
について説明する。図1において、破線で囲まれた部分
の回路は、ワード線電位VW1を一定電位おとすための
回路群である。PchトランジスタP1−1とP1−2
の抵抗を十分上げることでC点の電位は、ほぼPchト
ランジスタP1−1のしきい値電位に固定できる。これ
を抵抗分割した出力A,B,Cは、図2に示すように、
ワード線電位VW1の電位変化に対して、常に一定電位
落ちの状態をつくることができる。
Next, a method of setting the threshold to an arbitrary value will be described. In FIG. 1, circuits in a portion surrounded by a broken line are a group of circuits for keeping the word line potential VW1 at a constant potential. Pch transistors P1-1 and P1-2
, The potential at the point C can be substantially fixed to the threshold potential of the Pch transistor P1-1. The outputs A, B, and C obtained by dividing the resistances are as shown in FIG.
It is possible to always create a state in which a constant potential drop occurs with respect to the potential change of the word line potential VW1.

【0024】出力A,B,Cがそれぞれ入力されるトラ
ンジスタN1−5、N1−4、N1−3によりワード線
電位は一定電位クランプされ、その電位を、前述したV
G−IDの傾きを一致させるための比で抵抗分割して、
各基準電流源用トランジスタに入力すると、図4に示す
ように、各基準電流源用のトランジスタN1−6、N1
−7、N1−8は、独自にしきい値をもち、ワード電位
−ID特性の傾きは一致し、理想的な基準電流源を得る
ことができる。
The transistors N1-5, N1-4, and N1-3 to which the outputs A, B, and C are input, respectively, clamp the word line potential at a fixed potential.
The resistance is divided by the ratio for matching the slope of G-ID,
When input to each reference current source transistor, as shown in FIG. 4, each reference current source transistor N1-6, N1
−7 and N1-8 have their own thresholds, the slopes of the word potential-ID characteristics match, and an ideal reference current source can be obtained.

【0025】図5に,この基準電流源を用いた読み出し
回路の概略を示す。図5を参照すると、図1に示した構
成に追加した回路は以下の通りである。Pchトランジ
スタP1−3,NchトランジスタN1−9,インバー
タINV1−1からなる回路は、基準電流源となってい
るNchトランジスタN1−6に流れる電流量を電圧量
に変換する電流電圧変換回路である。
FIG. 5 schematically shows a read circuit using the reference current source. Referring to FIG. 5, a circuit added to the configuration shown in FIG. 1 is as follows. The circuit including the Pch transistor P1-3, the Nch transistor N1-9, and the inverter INV1-1 is a current-voltage conversion circuit that converts a current flowing through the Nch transistor N1-6 serving as a reference current source into a voltage.

【0026】PchトランジスタP1−4,Nchトラ
ンジスタN1−10,インバータINV1−1から成る
回路、PchトランジスタP1−5,Nchトランジス
タN1−11,インバータINV1−3からなる回路
も、同様に、基準電流源となっているNchトランジス
タN1−7に流れる電流量を電圧量に変換する電流電圧
変換回路である。
Similarly, a circuit composed of Pch transistors P1-4, Nch transistor N1-10 and inverter INV1-1, and a circuit composed of Pch transistors P1-5, Nch transistor N1-11 and inverter INV1-3 also have a reference current source. Is a current-voltage conversion circuit for converting the amount of current flowing through the Nch transistor N1-7 into the amount of voltage.

【0027】MC1−1は読み出し対象となるメモリセ
ルトランジスタであり、PchトランジスタP1−6,
NchトランジスタN1−12,インバータINV1−
4からなる回路は、メモリセルトランジスタMC1−1
に流れる電流量を電圧量に変換する電流電庄変換回路で
ある。
MC1-1 is a memory cell transistor to be read and is a Pch transistor P1-6.
Nch transistor N1-12, inverter INV1-
4 comprises a memory cell transistor MC1-1
Is a current-to-voltage conversion circuit that converts the amount of current flowing through to a voltage amount.

【0028】DEF1−1,DEF1−2,DEF1−
3は、それぞれ基準電流源の電流値と、メモリセルトラ
ンジスタMC1−1に流れる電流値を電圧変換させたう
えで、比較増幅する差動増幅回路であり、それぞれの差
動増幅したデータがOUT1−1〜OUT1−3へ出力
される。
DEF1-1, DEF1-2, DEF1-
Reference numeral 3 denotes a differential amplifier circuit for performing voltage conversion on the current value of the reference current source and the current value flowing through the memory cell transistor MC1-1 and then performing comparison amplification. 1 to OUT1-3.

【0029】図5に示した本実施例の読み出し回路の動
作についてその概略を説明する。すでに図1を参照して
説明したように、基準電流源であるNchトランジスタ
N1−6〜N1−8は個々に安定した値の電流を流して
いる。これに対して、メモリセルトランジスタMC1−
1も保持するデータに応じた値の電流を流している。電
流電圧変換回路により、基準電流源と、メモリセルトラ
ンジスタに流れる電流量に応じた電位が、差動増幅回路
に入力され、個々の差動増幅回路DEF1−1〜DEF
1−3の出力OUT1−1〜OUT1−3のデータを論
理合成することで多値の読み出しデータとして出力す
る。
The operation of the read circuit of this embodiment shown in FIG. 5 will be briefly described. As already described with reference to FIG. 1, the Nch transistors N1-6 to N1-8, which are reference current sources, individually supply currents of stable values. On the other hand, the memory cell transistor MC1-
A current having a value corresponding to the data held also flows. By the current-voltage conversion circuit, a potential corresponding to the reference current source and the amount of current flowing through the memory cell transistor is input to the differential amplifier circuit, and each of the differential amplifier circuits DEF1-1 to DEF
By logically synthesizing data of the outputs OUT1-1 to OUT1-3 of 1-3, the data is output as multi-valued read data.

【0030】次に本発明の他の実施例について図面を参
照して説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0031】図6は、本発明の他の実施例の構成を示す
図である。本実施例は、図1に示したワード線対ID
(ドレイン電流)の傾きを一致させるための抵抗分割に
相当する部分を、トランジスタによる分割方式とし、か
つ、動作開始時に、高速に、基準電流源の動作を安定さ
せるような構成としたものである。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of another embodiment of the present invention. In this embodiment, the word line pair ID shown in FIG.
The portion corresponding to the resistance division for matching the slope of (drain current) is a transistor division method, and the operation of the reference current source is stabilized at high speed at the start of operation. .

【0032】ここでは、図1に示した前記実施例と異な
る箇所について説明する。基準電流源としてのトランジ
スタは、図1と同様、N1−6〜N1−8の3個であ
り、個々の動作原理は同じである。以下では図中破線で
囲んだ部分について説明する。
Here, parts different from the embodiment shown in FIG. 1 will be described. As in the case of FIG. 1, three transistors N1-6 to N1-8 are used as reference current sources, and their operating principles are the same. Hereinafter, a portion surrounded by a broken line in the drawing will be described.

【0033】ワード線対ID(ドレイン電流)の傾きを
設定するのがNchトランジスタN6−1とN6−2か
らなるトランジスタである。この2個のトランジスタは
消費電流を下げるため高抵抗で構成されている。またN
chトランジスタN6−7とN6−8の抵抗比は、N6
−1:N6−2と同じに設定されているが、抵抗値その
ものは小さく設定されている。
The inclination of the word line pair ID (drain current) is set by the Nch transistors N6-1 and N6-2. These two transistors are configured with high resistance to reduce current consumption. Also N
The resistance ratio between the channel transistors N6-7 and N6-8 is N6
-1: The same as that of N6-2, but the resistance itself is set small.

【0034】端子V1,V2はアクティブ時にHigh
(H)固定となる。動作開始直後は、端子CHN=Hと
なり、端子CHNの信号をゲート入力とするNchトラ
ンジスタN6−3,N6−5がONし、端子CHNの信
号をインバータINV6−1で反転した信号をゲート入
力とするNchトランジスタNN6−4,N6−6がO
FFする。この結果、NchトランジスタN6−7,N
6−8もONするので、基準電流源となるトランジスタ
N1−6のゲート電位は高速に動作電位に設定される。
このあと端子CHN=Lとして、NchトランジスタN
6−7,N6−8をOFFさせ、消費電力の小さいNc
hトランジスタN6−1,N6−2によりNchトラン
ジスタN1ー6のゲート電位が供給される。
Terminals V1 and V2 are High when active.
(H) Fixed. Immediately after the start of the operation, the terminal CHN becomes H, the Nch transistors N6-3 and N6-5 having the gate input of the signal of the terminal CHN are turned on, and the signal obtained by inverting the signal of the terminal CHN by the inverter INV6-1 is used as the gate input. Nch transistors NN6-4 and N6-6
FF. As a result, the Nch transistors N6-7, N6
Since 6-8 is also turned on, the gate potential of the transistor N1-6 serving as the reference current source is set to the operating potential at high speed.
Thereafter, the terminal CHN is set to L and the Nch transistor N
6-7 and N6-8 are turned off, and Nc with low power consumption is used.
The gate potentials of the Nch transistors N1-6 are supplied by the h transistors N6-1 and N6-2.

【0035】この結果、動作開始時には、低抵抗素子に
より高速に動作を決定し、安定動作以降は、高抵抗素子
により低消費電力で安定した基準電流源を提供すること
が可能となる。
As a result, at the start of the operation, the operation is determined at a high speed by the low-resistance element, and after the stable operation, a stable reference current source with low power consumption can be provided by the high-resistance element.

【0036】なお、基準電流源となるトランジスタN1
−7、N1−8のゲート電位を制御するための回路とし
て、NchトランジスタN6−9〜N6−17とN1−
7からなる回路、NchトランジスタN6−17〜N6
−24とN1−8からなる回路も、同様の動作をする。
The transistor N1 serving as a reference current source
-7, N1 transistors N6-9 to N6-17 and N1-
7, Nch transistors N6-17 to N6
The circuit consisting of −24 and N1-8 operates in a similar manner.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
電源電位が変動しても基準電流源に流れる電流値とセル
トランジスタに流れる電流値との関係は常に固定されて
おり誤動作することがないという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
Even if the power supply potential fluctuates, the relationship between the value of the current flowing through the reference current source and the value of the current flowing through the cell transistor is always fixed, and there is an effect that malfunction does not occur.

【0038】その理由は、本発明においては、選択され
たセルトランジスタに流れる電流と参照電流源に流れる
電流とを比較増幅することにより得られた情報を前記選
択されたセルトランジスタの記憶情報とする半導体記憶
装置でのセルトランジスタのワード線用電源電位に対す
るドレイン電流の傾きと参照電流源のトランジスタのワ
ード線用電源電位に対するドレイン電流の傾きを近似さ
せる手段と、前記参照電流源のしきい値電位を任意に設
定できる手段と、を備えたことによる。
The reason is that, in the present invention, information obtained by comparing and amplifying a current flowing in a selected cell transistor and a current flowing in a reference current source is used as storage information of the selected cell transistor. Means for approximating the slope of the drain current of the cell transistor in the semiconductor memory device with respect to the power supply potential for the word line and the slope of the drain current of the transistor in the reference current source relative to the power supply potential for the word line; and a threshold potential of the reference current source. And a means for arbitrarily setting the value.

【0039】また本発明によれば、ノイズがのった場合
においても電源電位の変動に追随して基準電流源の動作
はセルトランジスタの動作と同等になるので、多値型半
導体記憶装置のような敏感な読み出し動作において、意
図的な電位変動が発生した場合、及び、意図的でない電
位変動が発生した場合においても、安定した動作をする
ことが可能となるという効果を有する。
According to the present invention, even when noise is present, the operation of the reference current source follows the fluctuation of the power supply potential and becomes equivalent to the operation of the cell transistor. In a sensitive read operation, there is an effect that a stable operation can be performed even when an intentional potential change occurs and also when an unintended potential change occurs.

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

【図1】本発明の一実施例の回路構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の破線で囲んだ回路の各ノードの電位の波
形を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a waveform of a potential of each node of a circuit surrounded by a broken line in FIG. 1;

【図3】セルトランジスタと基準電流源用のトランジス
タ単体のVG−ID特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating VG-ID characteristics of a cell transistor and a single transistor for a reference current source.

【図4】本発明の一実施例における基準電流源用トラン
ジスタとセルトランジスタのワード電位対ID特性を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing word potential versus ID characteristics of a reference current source transistor and a cell transistor in one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における読み出し回路の一例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a read circuit in one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of another embodiment of the present invention.

【図7】従来の基準電流源の回路構成の一例を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a conventional reference current source.

【図8】図7のセルトランジスタと基準電流源用トラン
ジスタのVG−ID特性を示す図である。
8 is a diagram showing VG-ID characteristics of the cell transistor and the reference current source transistor of FIG.

【図9】多値型半導体記憶装置を実現するためのセルト
ランジスタと基準電流源用のトランジスタのVG一ID
特性の理想特性を示す図である。
FIG. 9 shows VG-ID of a cell transistor and a transistor for a reference current source for realizing a multilevel semiconductor memory device.
It is a figure showing the ideal characteristic of a characteristic.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

VW1 ワード線用電源 R1−1〜R1−9 抵抗 N1−1〜N1−11 NチャネルMOSトランジスタ N6−1〜N6−24,N7−1〜N7−6 Nチャネ
ルMOSトランジスタ P1−1〜P1−6 PチャネルMOSトランジスタ MC1−1 メモリ セルトランジスタ W1−1 ワード線 DFF1−1〜DFF1−3 差動増幅回路 INV1−1〜INV1−4,INV6−1 インバー
タ A〜F,OUT1−1〜OUT1−3,CHN,V1,
V2 端子
VW1 Word line power supply R1-1 to R1-9 Resistance N1-1 to N1-11 N-channel MOS transistors N6-1 to N6-24, N7-1 to N7-6 N-channel MOS transistors P1-1 to P1-6 P-channel MOS transistor MC1-1 Memory cell transistor W1-1 Word line DFF1-1 to DFF1-3 Differential amplifier circuits INV1-1 to INV1-4, INV6-1 Inverters A to F, OUT1-1 to OUT1-3 CHN, V1,
V2 terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 16/00 - 16/34 G11C 11/4099 G11C 11/56 WPI(DIALOG)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G11C 16/00-16/34 G11C 11/4099 G11C 11/56 WPI (DIALOG)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】選択されたセルトランジスタに流れる電流
と、参照電流源に流れる電流と、を比較増幅することに
より得られた情報を、前記選択されたセルトランジスタ
の記憶情報とする半導体記憶装置において、 前記参照電流源をトランジスタで構成し、 前記セルトランジスタのワード線用電源電位に対するド
レイン電流の傾きと、前記参照電流源のトランジスタの
ワード線用電源電位に対するドレイン電流の傾きを近似
させる手段と、 前記参照電流源のしきい値電位を任意に設定できる手段
と、 を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device in which information obtained by comparing and amplifying a current flowing through a selected cell transistor and a current flowing through a reference current source is stored information of the selected cell transistor. Means for configuring the reference current source by a transistor, means for approximating a slope of a drain current with respect to a word line power supply potential of the cell transistor and a slope of a drain current with respect to a word line power supply potential of the transistor of the reference current source; Means for arbitrarily setting a threshold potential of the reference current source.
【請求項2】前記セルトランジスタのワード線用電源電
位に対するドレイン電流の傾きと前記参照電流源のトラ
ンジスタのワード線用電源電位に対するドレイン電流の
傾きを近似させる手段及び前記しきい値電位を任意に設
定する手段として、 ワード線の電位からある一定の電位を落とした電位でク
ランプした電位を分圧した電位を、前記参照電流源とな
るトランジスタのゲート電位とする、ことを特徴とする
請求項1記載の半導体記憶装置。
Means for approximating a slope of a drain current of the cell transistor with respect to a power supply potential for a word line and a slope of a drain current of a transistor of the reference current source relative to a power supply potential for a word line, and optionally setting the threshold potential. 2. A method as set forth in claim 1, wherein a potential obtained by dividing a potential clamped by a potential obtained by lowering a certain potential from a word line potential is set as a gate potential of the transistor serving as the reference current source. 13. The semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項3】前記参照電流源のしきい値電位を任意に設
定する手段が、 ワード線の電位からある一定の電位を落とした電位を前
記参照電流源のトランジスタのゲート電位とする、こと
を特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
And means for arbitrarily setting a threshold potential of the reference current source, wherein a potential obtained by lowering a certain potential from a word line potential is set as a gate potential of a transistor of the reference current source. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
【請求項4】前記セルトランジスタのワード線用電源電
位に対するドレイン電流の傾きと前記参照電流源のトラ
ンジスタのワード線用電源電位に対するドレイン電流の
傾きを近似させる手段が、 ワード線の電位からある一定の電位を落とした電位でク
ランプした電位を参照電流源となるトランジスタのゲー
ト電位とし、 前記参照電流源のしきい値電位を任意に設定する手段
が、前記参照電流源となるトランジスタのゲート長、ゲ
ート幅を調整する、ことからなる、ことを特徴とする請
求項1又は3記載の半導体記憶装置。
And means for approximating a slope of a drain current of the cell transistor with respect to a word line power supply potential and a slope of a drain current of the reference current source transistor with respect to a word line power supply potential. The potential clamped by the reduced potential is set as the gate potential of the transistor serving as the reference current source, and the means for arbitrarily setting the threshold potential of the reference current source includes a gate length of the transistor serving as the reference current source, 4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the gate width is adjusted.
【請求項5】前記参照電流源を複数備えることにより1
個のセルトランジスタから3値以上の記憶情報を得る、
ようにしたことを特徴とする請求項1、2、3、4のい
ずれか一に記載の半導体記憶装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of said reference current sources are provided.
Obtain three or more values of stored information from the cell transistors;
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
【請求項6】選択されたセルトランジスタに流れる電流
と、基準電流源に流れる電流と、を比較増幅することに
より得られた情報を、前記選択されたセルトランジスタ
の記憶情報とする読み出し回路を備えた半導体記憶装置
において、 ワード線用電源の電位を所定電位ずつおとした電位を複
数のトランジスタのゲートへ入力してクランプ電位を作
り、 前記クランプ電位をさらに分圧手段で分圧して基準電流
源用トランジスタのゲートへ入力することにより、みか
け上前記基準電流源用トランジスタのしきい値を個々に
設定でき、前記セルトランジスタのワード線用電源電位
に対するドレイン電流の傾きと前記基準電流源のトラン
ジスタのワード線用電源電位に対するドレイン電流の傾
きを近似させ、電源電位が変動しても正しく動作するよ
うにしたことを特徴とする半導体記憶装置。
6. A read circuit which uses information obtained by comparing and amplifying a current flowing in a selected cell transistor and a current flowing in a reference current source as storage information of the selected cell transistor. In the semiconductor memory device, a potential obtained by lowering the potential of the word line power supply by a predetermined potential is input to the gates of a plurality of transistors to generate a clamp potential, and the clamp potential is further divided by a voltage dividing means to generate a reference current source. By inputting to the gate of the transistor, the threshold value of the reference current source transistor can be set individually, and the slope of the drain current with respect to the power supply potential for the word line of the cell transistor and the transistor of the reference current source can be apparently set. By approximating the slope of the drain current with respect to the power supply potential for the word line, correct operation is possible even if the power supply potential fluctuates. The semiconductor memory device being characterized in that the.
【請求項7】前記分圧手段が、相対的に高抵抗からなる
直列接続された第1、第2のトランジスタと、相対的に
低抵抗からなる直列接続された第3、第4のトランジス
タとを含み、前記第1と前記第2のトランジスタ、及び
前記第3と前記第4のトランジスタ間の抵抗比が互いに
同一とされ、動作開始時には前記第3、第4のトランジ
スタがオンとされ前記第3、第4のトランジスタにより
前記基準電流源用トランジスタの動作を決定し、安定動
作した後は前記第1、第2のトランジスタがオンとさ
れ、前記第1、第2のトランジスタの抵抗比により前記
基準電流源用トランジスタに分圧電圧を供給する、こと
を特徴とする請求項6記載の半導体記憶装置。
7. The voltage dividing means includes first and second transistors connected in series having relatively high resistance, and third and fourth transistors connected in series having relatively low resistance. Wherein the first and second transistors and the third and fourth transistors have the same resistance ratio. At the start of operation, the third and fourth transistors are turned on and the third transistor and the fourth transistor are turned on. Third, the operation of the reference current source transistor is determined by the fourth transistor, and after the stable operation, the first and second transistors are turned on, and the resistance of the first and second transistors is determined by the resistance ratio of the first and second transistors. 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein a divided voltage is supplied to the reference current source transistor.
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