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JP2001357686A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

Info

Publication number
JP2001357686A
JP2001357686A JP2000176614A JP2000176614A JP2001357686A JP 2001357686 A JP2001357686 A JP 2001357686A JP 2000176614 A JP2000176614 A JP 2000176614A JP 2000176614 A JP2000176614 A JP 2000176614A JP 2001357686 A JP2001357686 A JP 2001357686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
potential
node
channel mos
mos transistor
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000176614A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Mihara
雅章 三原
Yoshikazu Miyawaki
好和 宮脇
Shinji Kawai
伸治 河井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000176614A priority Critical patent/JP2001357686A/ja
Priority to US09/735,618 priority patent/US6385086B1/en
Priority to KR10-2001-0008023A priority patent/KR100387001B1/ko
Publication of JP2001357686A publication Critical patent/JP2001357686A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • G11C16/12Programming voltage switching circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/30Power supply circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C5/00Details of stores covered by group G11C11/00
    • G11C5/14Power supply arrangements, e.g. power down, chip selection or deselection, layout of wirings or power grids, or multiple supply levels
    • G11C5/147Voltage reference generators, voltage or current regulators; Internally lowered supply levels; Compensation for voltage drops

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇圧電位を受けて高速に出力電位を変化させ
ることができるアンプ回路を提供する。 【解決手段】 電圧発生部3は、チャージポンプ回路4
2が発生する昇圧電位VPPを受けて基準電位VINと
等しい出力電位Voutを出力する電圧アンプ回路50
を含んでいる。出力電位Voutはディストリビュータ
46を介してフラッシュメモリの書換えや消去のための
電圧として分配される。チャージポンプ回路42が発生
する昇圧電位VPPを変動させるよりも高速に出力電位
Voutを変化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、不揮発性半導体
記憶装置に関し、特に、外部電源電位より高い電位から
接地電位に至るまでの、複数レベルの電位を電源電位と
して出力するアンプ回路を含む不揮発性半導体記憶装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯型情報機器の普及に伴い、デ
ータの記憶用に不揮発性半導体記憶装置が用いられる。
不揮発性半導体記憶装置の1つに、フラッシュメモリが
ある。
【0003】フラッシュメモリのメモリセルでは、電子
を保持するフローティングゲートに電子を注入したり、
もしくはフローティングゲートから電子を引抜いたりす
ることで“0”、“1”の情報を記憶する。このような
電子の注入や引抜きを行なう場合、メモリセルに複数の
レベルの高電圧を印加する必要がある。
【0004】以下、異なる複数の電位をメモリセルに与
える場合について、NOR型のメモリを例として説明す
る。
【0005】図34は、メモリセルに書込動作を行なう
説明をするための概念図である。図34を参照して、ワ
ード線WL0は8V程度に設定され、ワード線WL1〜
WL3は0Vに設定される。サブビット線SBL1は4
V程度に設定され、サブビット線SBL0は、0Vに設
定される。また、書込を行なうメモリブロックが形成さ
れているウェルは0Vに設定され、ソース線SLは0V
に設定される。
【0006】このような設定にすることにより、ワード
線WL0およびサブビット線SBL1に接続されるメモ
リトランジスタが選択される。選択されたメモリトラン
ジスタのフローティングゲートには電子が注入され、デ
ータ“0”を保持することになる。
【0007】図35は、図34の選択セルへの書込動作
を説明するための概略的な断面図である。
【0008】図35を参照して、ワード線WLには正の
高電圧である8V程度が印加され、かつ、サブビット線
SBLには正電圧である4V程度が印加される。この状
態で、Pウェルおよびソース線SLの電位を0Vに設定
することにより、フローティングゲートFにはPウェル
やソースSから電子が注入される。電子が注入されるこ
とにより、選択されたメモリトランジスタのしきい値電
圧Vthが約6V以上にまで変化する。この動作が書込
動作である。
【0009】なお、便宜上ソース線SLに接続されてい
る不純物領域をソースSと称しており、ソースSとチャ
ネル領域を挟んで対向している不純物領域をドレインD
と称している。
【0010】図36は、メモリセルの消去動作を説明す
るための概略的な回路図である。図36を参照して、消
去動作が行なわれる場合には、消去の対象となるブロッ
クのワード線WL0〜WL3は一括して−10V程度に
設定される。一方、消去対象となるメモリブロックが形
成されるウェルの電位は8V程度に設定され、ソース線
SLも8V程度に設定される。また、消去対象となるメ
モリブロックに接続されているサブビット線SBLは選
択ゲートを非導通状態に設定することによりオープン状
態に設定される。
【0011】このような設定では、同一ウェル内にある
メモリトランジスタには一括して高電界が印加される。
そして、消去対象となっているメモリブロック内のメモ
リトランジスタのフローティングゲートから電子が引抜
かれ、メモリトランジスタのしきい値電圧Vthを一括
して高い状態から1V〜3V程度まで引下げる消去動作
が行なわれる。
【0012】図37は、消去動作における各メモリトラ
ンジスタに設定される電位を説明するための概略的な断
面図である。
【0013】図37を参照して、メモリトランジスタの
ゲートGはワード線WLを介して−10V程度に設定さ
れる。ソースSはソース線SLを介して8V程度に設定
される。ドレインDはサブビット線SBLがメインビッ
ト線MBLと分離されていることによりオープン状態と
なっている。また、Pウェルは8V程度に設定される。
【0014】このような電位に設定することにより、フ
ローティングゲートFからは電子がPウェルおよびソー
スSに引抜かれ、メモリトランジスタのしきい値電圧V
thは6V以上であったものが消去状態すなわちしきい
値電圧Vthが1〜3Vである状態となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、メモリセル
に与える高電圧は、半導体記憶装置内部に搭載したチャ
ージポンプ回路によって発生する。
【0016】図38は、複数の高電圧を発生する従来の
構成を説明するための図である。図38を参照して、チ
ャージポンプ回路952は、外部から与えられる電源電
位Vccおよび接地電位を受けて昇圧された出力電位V
outを出力する。出力電位Voutは、電位検出回路
954でモニタされている。電位検出回路954は、半
導体記憶装置の制御部から与えられた制御信号SETで
指定された電位とチャージポンプ回路952の出力電位
とを比較して出力電位Voutが指定された電位より低
い場合にはチャージポンプ回路952を駆動する。一
方、出力電位Voutが指定された電位よりも高くなっ
た場合にはチャージポンプ回路952の動作を停止させ
る。
【0017】複数レベルの高電圧が必要な場合に、それ
ぞれの電圧に対応するチャージポンプ回路を搭載するの
は集積化の観点から適当ではない。また、制御部から与
えられる制御信号SETを切換えて、電圧検出回路95
4が検知する電位を切換えて1つのチャージポンプ回路
で複数の高電位を得ようとすると、出力電位Voutが
安定するまで時間を要してしまう。
【0018】本発明は、単一の、あるいは必要な電位レ
ベルの数よりも少ない数のチャージポンプ回路の出力を
電源として受け、複数の出力電位を生成することができ
る電圧アンプ回路を含む半導体記憶装置を提供すること
である。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の不揮発
性半導体記憶装置は、行列状に配列され、不揮発的にデ
ータを保持する複数のメモリセルを含むメモリアレイ
と、外部からの指示に応じて複数のメモリセルに対し電
圧印加の制御を行なう制御部と、制御部の出力に応じ
て、出力ノードからデータの消去および書換時に複数の
メモリセルに与える第1の内部電位を出力する電圧発生
部とを備え、電圧発生部は、第1の電源電位を昇圧して
第2の電源電位を出力する昇圧回路と、制御部の指示に
応じて第2の内部電位を発生する基準電位発生部と、第
2の電源電位を受け、第2の内部電位に応じて出力ノー
ドに第1の内部電位を伝達する電圧アンプ回路とを含
み、電圧アンプ回路は、第2の内部電位を受けて第3の
内部電位を出力する基準電位入力部と、第3の内部電位
に応じて出力ノードの電位を駆動する駆動部とを有し、
基準電位入力部は、第2の内部電位がソースに結合さ
れ、ドレインとゲートが第3の内部電位に結合される第
1の電界効果トランジスタと、所定の電源電位が与えら
れる第1の内部ノードと第1の電界効果トランジスタと
の間に設けられ所定の第1のバイアス電流を第1の電界
効果トランジスタに供給する第1の電流源とを有し、駆
動部は、第1の電界効果トランジスタとゲートが互いに
接続され、所定の電源電位が与えられる第2の内部ノー
ドと出力ノードとを結ぶ経路上に設けられる第2の電界
効果トランジスタとを有する。
【0020】請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
加えて、第1、第2の内部ノードは、第2の電源電位に
結合され、基準電位入力部は、第2の内部電位がソース
に結合され、ドレインとゲートが第4の内部電位に結合
される第3の電界効果トランジスタと、接地ノードと第
3の電界効果トランジスタのドレインとの間に設けら
れ、所定の第2のバイアス電流を供給する第2の電流源
とをさらに有し、駆動部は、第3の電界効果トランジス
タとゲートが互いに接続され、接地ノードと出力ノード
とを結ぶ経路上に設けられる第4の電界効果トランジス
タとをさらに有する。
【0021】請求項3に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
おいて、第1、第2の電界効果トランジスタは、Nチャ
ネルMOSトランジスタであり、第3、第4の電界効果
トランジスタは、PチャネルMOSトランジスタであ
る。
【0022】請求項4に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
加えて、第1、第2の内部ノードは、第2の電源電位に
結合され、基準電位入力部は、第1の電界効果トランジ
スタのソースから接地ノードに向けて第1のバイアス電
流を流す第2の電流源をさらに有し、駆動部は、出力ノ
ードから接地ノードに向けて第2のバイアス電流を流す
第3の電流源をさらに有する。
【0023】請求項5に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項4に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
おいて、第1、第2の電界効果トランジスタは、Nチャ
ネルMOSトランジスタである。
【0024】請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
加えて、第1、第2の内部ノードは、接地ノードと接続
され、基準電位入力部は、第2の電源電位が与えられる
ノードから第1の電界効果トランジスタのソースに向け
て向けて第1のバイアス電流を流す第2の電流源をさら
に有し、駆動部は、第2の電源電位が与えられるノード
から出力ノードに向けて第2のバイアス電流を流す第3
の電流源をさらに有する。
【0025】請求項7に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
おいて、第1、第2の電界効果トランジスタは、Pチャ
ネルMOSトランジスタである。
【0026】請求項8に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
加えて、駆動部は、第2の内部ノードと出力ノードとを
結ぶ経路上に第2の電界効果トランジスタと直列に設け
られ、第2の電界効果トランジスタに流れる電流が所定
値を超えた場合に制限する電流制限回路をさらに有す
る。
【0027】請求項9に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成に
加えて、駆動部は、第2の内部ノードと出力ノードとを
結ぶ経路上に第2の電界効果トランジスタと直列に設け
られるダイオード接続された第5の電界効果トランジス
タをさらに有する。
【0028】請求項10に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成
に加えて、駆動部は、第2の内部ノードと出力ノードと
を結ぶ経路上に第2の電界効果トランジスタと直列に設
けられ、ゲートに第1の電源電位があたえられる第6の
電界効果トランジスタをさらに有する。
【0029】請求項11に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の構成
に加えて、基準電位発生部は、第2の電源電位と接地電
位との間を分圧し、複数の分圧ノードに出力する分圧回
路と、分圧回路の出力を受け、制御部の出力に応じて複
数の分圧ノードの電位の一つを選択して出力する選択回
路とを有し、選択回路は、複数段の縦続接続される選択
段を有し、各複数段の選択段は、順次対応の出力ノード
数が低減される。
【0030】請求項12に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、請求項11に記載の不揮発性半導体記憶装置の構
成に加えて、制御部の出力は、第2の内部電位を段階的
に増加させるために第2の内部電位に対応した複数ビッ
トの電位指示情報を含み、各選択段は、複数の2入力セ
レクタを含み、選択回路は、電位指示情報をハミング距
離が1となるコードに対応させて選択動作を行なう。
【0031】請求項13に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、請求項11に記載の不揮発性半導体記憶装置の構
成に加えて、制御部は、昇圧回路に対して、動作モード
に応じて第2の電源電位を変化させる指示を行ない、か
つ、基準電位発生部に対して第2の電源電位の変化を知
らせる電位変化情報を与え、分圧回路は、第2の電源電
位を受けるノードと接地ノードとの間に直列に接続され
る抵抗群を含み、抵抗群の複数の接続ノードは、複数の
分圧ノードであり、基準電位発生部は、電位変化情報に
応じて、複数の分圧ノードを選択的に接続することによ
り分圧電位を調節する分圧可変回路をさらに含む。
【0032】請求項14に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、請求項13に記載の不揮発性半導体記憶装置の構
成に加えて、電位変化情報は、複数の信号ビットを含
み、分圧可変回路は、複数の信号ビットにそれぞれ対応
して導通し、各々が複数の分圧ノードのうちの対応する
2つを接続する複数のスイッチ回路を含み、複数のスイ
ッチ回路は、対応する信号ビットの下位ビット側から順
に第2の電源電位に近い側の分圧ノードに割当てられ
る。
【0033】
【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
【0034】[実施の形態1]図1は、本発明の不揮発
性半導体記憶装置1の概略構成を示すブロック図であ
る。
【0035】図1を参照して、不揮発性半導体記憶装置
1は、内部にROMを用い、このROMに保持している
プログラムコードに基づき書込および消去の制御を行な
う書込&消去制御部2と、書込&消去制御部2から切換
制御信号SWCNT、ポンプイネーブル信号PUMP
E、電位制御信号S0,S1,S2を受けてこれらに応
じて出力電位を発生して出力する電圧発生部3と、外部
からアドレス信号ADRを受けるアドレスバッファ16
と、アドレスバッファ16から内部アドレス信号を受け
電圧発生部3から電位の供給を受けセレクトゲート線S
GL、ワード線WL0,WL1,ソース線SLおよびウ
ェルの各電位を決定するXデコーダ18と、データ入出
力信号DIOを授受するための入出力バッファ22と、
アドレスバッファ16からアドレス信号を受けデコード
するYデコーダ20と、Yデコーダ20の出力に応じて
データ入出力信号に対応しメインビット線MBLに高電
圧を印加するY系制御回路24とを含む。
【0036】Xデコーダは、図示しないが、ワード線を
選択するためのWLデコーダと、セレクトゲートを選択
するためのSGデコーダと、選択されたメモリブロック
に対応するウェル領域を選択するWELLデコーダと、
ソース線を選択するためのSLデコーダとを含む。
【0037】Y系制御回路24は、読出時にカラム選択
を行ないセンスアンプで読出作業を行なうYG&センス
アンプとラッチ回路と、ラッチしているデータに基づき
書込時のメインビット線MBLに高電位を印加するかど
うかを決定するページバッファとを含む。
【0038】不揮発性半導体記憶装置1は、さらに、メ
モリアレイ26を含む。メモリアレイ26は、それぞれ
が分離されたウェルの内部に形成されるメモリブロック
BLOCK0〜BLOCKnを含む。
【0039】メモリブロックBLOCK0は、メモリセ
ル30,32と、セレクトゲート28とを含む。メモリ
ブロックBLOCK0では、Xデコーダ18によって選
択されたセレクトゲート線SGL、ワード線WL0,W
L1およびソース線SLに対応するメモリセルが選択さ
れ、メインビット線MBLからデータに対応する信号を
受けてデータ保持が行なわれる。図1では、選択された
セレクトゲート線SGL、ワード線WL0,WL1およ
びソース線SLに対応するセレクトゲート28、メモリ
セル30,32が代表的に図示されている。
【0040】図2は、図1における電圧発生部3の構成
を示したブロック図である。図2を参照して、電圧発生
部3は、書込&消去制御部2によりポンプイネーブル信
号PUMPEを受け内部から与えられる電源電位Vcc
から昇圧電位VPPを出力するチャージポンプ回路42
と、昇圧電位VPPを受け書込&消去制御部2から与え
られる制御信号S0,S1,S2に応じて基準電位VI
Nを出力する基準電位発生回路48と、基準電位VIN
を受けて基準電位VINに等しい駆動用の出力電位Vo
utを出力する電圧アンプ回路50と、出力電位Vou
tを書込&消去制御部2から与えられる切換制御信号S
WCNTに応じてXデコーダ18やY系制御回路24な
どに分配するためのディストリビュータ46とを含む。
基準電位発生回路48および電圧アンプ回路50は、制
御信号S0,S1,S2に応じて昇圧電位VPPからフ
ラッシュメモリのワード線やウェルに与える高電位Vo
utを書込および消去のモードに応じて出力する。
【0041】図3は、図2における基準電位発生回路4
8の構成を示す回路図である。図3を参照して、基準電
位発生回路48は、昇圧電位VPPが与えられるノード
ND8と接地ノードとの間に直列に接続される抵抗R8
〜R1からなる分圧回路と、制御信号S0を受けセレク
タを切換えるための制御信号CONA0,/CONA0
を出力するセレクタ制御回路52と、制御信号CONA
0,/CONA0に応じて出力を切換えるセレクタ58
〜64とを含む。昇圧電位VPPが10Vのときには、
抵抗R1と抵抗R2との接続ノードND1の電位は1.
25Vとなる。抵抗R2と抵抗R3との接続ノードND
2の電位は2.5Vとなる。抵抗R3と抵抗R4との接
続ノードであるノードND3の電位は3.75Vとな
る。抵抗R4と抵抗R5の接続ノードND4の電位は
5.0Vとなる。抵抗R5と抵抗R6との接続ノードN
D5の電位は6.25Vとなる。抵抗R6と抵抗R7と
の接続ノードND6の電位は7.5Vとなる。抵抗R7
と抵抗R8との接続ノードND7の電位は8.75Vと
なる。
【0042】セレクタ58は、ノードND7,ND8の
電位のいずれかを制御信号CONA0,/CONA0に
応じてノードND14に出力する。セレクタ60は、ノ
ードND5,ND6の電位のいずれかをノードND13
に出力する。セレクタ62は、ノードND3,ND4の
いずれかの電位をノードND12に出力する。セレクタ
64は、ノードND1,ND2の電位のいずれかをノー
ドND11に出力する。
【0043】基準電位発生回路48は、さらに、制御信
号S1を受けてセレクタを切換える制御信号CONA
1,/CONA1を出力するセレクタ制御回路54と、
制御信号CONA1,/CONA1に応じてノードND
13,ND14の電位のいずれかをノードND22に出
力するセレクタ66と、制御信号CONA1,/CON
A1に応じてノードND11,ND12の電位のいずれ
かをノードND21に出力するセレクタ68とを含む。
【0044】基準電位発生回路48は、さらに、制御信
号S2を受けてセレクタを切換える制御信号CONA
2,/CONA2を出力するセレクタ制御回路56と、
制御信号CONA2,/CONA2に応じてノードND
21,ND22のいずれかの電位を基準電位VINとし
て出力するセレクタ70とを含む。
【0045】たとえば、昇圧電位VPPが10Vで、抵
抗R1〜R8をすべて50KΩとしたときには、ノード
ND1〜ND7の電位は、等しい抵抗値によって分圧さ
れる。抵抗R1〜R8に流れる電流は25μAとなる。
図3で示した基準電位発生回路48は、抵抗R1〜R8
の8個の接続ノードの電圧から1つをセレクタで選択し
て基準電位VINを得る回路である。
【0046】抵抗R1〜R8からなる分圧回路が出力す
る8つの分圧出力は、セレクタ58〜64によって4つ
の電位に絞られ、さらにセレクタ58〜64に縦続接続
されるセレクタ66,68によって2つの電位に絞ら
れ、最終的にセレクタ66,68に縦続接続されるセレ
クタ70によって1つの電位に絞られる。このように、
階層的に順次分圧電位の数を減らして選択することで、
セレクタ制御回路の構成を簡単にできる。
【0047】図4は、図3において用いられるセレクタ
制御回路およびセレクタの回路例である。
【0048】図4を参照して、セレクタ制御回路72
は、制御信号Siを受けて制御信号CONA,/CON
Aを出力する。セレクタ74は、制御信号CONA,/
CONAに応じて入力信号INA,INBのいずれか一
方を出力信号OUTとして出力する。
【0049】セレクタ制御回路72は、制御信号Siを
ゲートに受け接地ノードにソースが接続されるNチャネ
ルMOSトランジスタ78と、制御信号Siを受けて反
転するインバータ76と、インバータ76の出力をゲー
トに受け接地ノードにソースが接続されるNチャネルM
OSトランジスタ80と、昇圧電位VPPにソースが結
合されドレインにNチャネルMOSトランジスタ78の
ドレインが接続されゲートにNチャネルMOSトランジ
スタ80のドレインが接続されるPチャネルMOSトラ
ンジスタ82と、ソースが昇圧電位VPPに結合され、
ドレインがNチャネルMOSトランジスタ80のドレイ
ンと接続されゲートがNチャネルMOSトランジスタ7
8のドレインと接続されるPチャネルMOSトランジス
タ84とを含む。NチャネルMOSトランジスタ78の
ドレインからは制御信号CONAが出力され、Nチャネ
ルMOSトランジスタ80のドレインからは制御信号/
CONAが出力される。
【0050】セレクタ74は、/CONAがHレベルの
ときに導通して入力信号INAを出力信号OUTとして
伝達する、並列に接続されたPチャネルMOSトランジ
スタ86およびNチャネルMOSトランジスタ88を含
む。PチャネルMOSトランジスタ86のゲートには制
御信号/CONAが接続され、NチャネルMOSトラン
ジスタ88のゲートには制御信号CONAが接続され
る。
【0051】セレクタ74は、さらに、制御信号/CO
NAがLレベルのときに導通して入力信号INBを出力
信号OUTとして伝達する並列に接続されたPチャネル
MOSトランジスタ90およびNチャネルMOSトラン
ジスタ92を含む。PチャネルMOSトランジスタ90
のゲートには制御信号CONAが接続され、Nチャネル
MOSトランジスタ92のゲートには制御信号/CON
Aが接続される。
【0052】並列接続されるPチャネルMOSトランジ
スタ86およびNチャネルMOSトランジスタ88は一
般にはアナログスイッチと呼ばれ、2つのノード間を導
通させたり遮断したりする機能を有する。PチャネルM
OSトランジスタとNチャネルMOSトランジスタを対
にして用いることで、しきい値電圧分の低下を伴うこと
なく接地電位から電源電位までの電位を伝達することが
できる。また、並列接続されるPチャネルMOSトラン
ジスタ90およびNチャネルMOSトランジスタ92も
アナログスイッチを構成している。
【0053】セレクタ制御回路72の入力信号SiがH
レベル(Vcc)のときには、制御信号CONAは0V
となり、制御信号/CONAの電位は昇圧電位VPPと
なる。このときには、信号INAが出力信号OUTとし
て出力される。一方、制御信号SiがLレベルのとき入
力信号INBが出力信号OUTとして出力される。
【0054】図4で示した2入力1出力のセレクタを3
段階に接続する構成で、図3に示した基準電位発生回路
48は8個のノードの電位から1個の基準電位VINを
選択する。
【0055】図5は、基準電位発生回路48に入力され
る制御信号と出力する基準電位との関係を示した図であ
る。
【0056】図5を参照して、制御信号(S2,S1,
S0)が(H,H,H)、(H,H,L)、(H,L,
H)、(H,L,L)、(L,H,H)、(L,H,
L)、(L,L,H)および(L,L,L)の場合に、
それぞれ基準電位VINは、10.00V、8.75
V、7.50V、6.25V、5.00V、3.75
V、2.50Vおよび1.25Vとなる。
【0057】図5に示した基準電位を出力するために
は、3段階接続にせず、直接8入力1出力のセレクタを
設けて1段階の構成にしても良い。しかし、そのような
構成では、各アナログスイッチにそれぞれ図4で示した
セレクタ制御回路が必要になる。このため、図3で示し
たように3段階接続にすることで、複数のセレクタに対
してセレクタ制御回路の出力を共通に使用することがで
きるので、セレクタ制御回路も素子数を減らすことがで
き、レイアウト面積の縮小化に効果がある。よって、一
段構成より多段構成の方がより良い点があるが、いずれ
の構成にするかは、そのときのレイアウト面積の余裕等
により決まる。
【0058】図6は、図2における電圧アンプ回路50
の構成を示した回路図である。図6を参照して、電圧ア
ンプ回路50は、バイアス電圧BIASP,BIASN
を出力するバイアス電圧発生回路102と、基準電位V
INを受ける基準電位入力部104と、基準電位入力部
104の出力を受けて出力電圧Voutを出力する駆動
部106とを含む。
【0059】バイアス電圧発生回路102は、昇圧電位
VPPが与えられるノードと接地ノードとの間に直列に
接続される抵抗108、110と、抵抗108、110
の接続ノードから出力される参照電位Vrefをゲート
に受けソースが接地電位に結合されるNチャネルMOS
トランジスタ116と、昇圧電位VPPにソースが結合
されゲートおよびドレインがNチャネルMOSトランジ
スタ116のドレインに接続されるPチャネルMOSト
ランジスタ112と、ソースが昇圧電位VPPに結合さ
れゲートがNチャネルMOSトランジスタ116のドレ
インに接続されるPチャネルMOSトランジスタ114
と、PチャネルMOSトランジスタ114のドレインと
接地ノードとの間に接続されゲートがPチャネルMOS
トランジスタ114のドレインに接続されるNチャネル
MOSトランジスタ118とを含む。
【0060】NチャネルMOSトランジスタ116のド
レインからはバイアス電圧BIASPが出力され、Nチ
ャネルMOSトランジスタ118のドレインからはバイ
アス電圧BIASNが出力される。
【0061】基準電位入力部104は、バイアス電圧B
IASPをゲートに受け昇圧電位VPPが与えられるノ
ードとノードND1aとの間に接続されるPチャネルM
OSトランジスタ120と、ノードND1aにゲートお
よびドレインが接続されるNチャネルMOSトランジス
タ122と、ノードND1bにゲートおよびドレインが
接続されソースがNチャネルMOSトランジスタ122
のソースに接続されるPチャネルMOSトランジスタ1
24と、ノードND1bと接地ノードとの間に接続され
ゲートにバイアス電圧BIASNを受けるNチャネルM
OSトランジスタ126とを含む。NチャネルMOSト
ランジスタ122のソースおよびPチャネルMOSトラ
ンジスタ124のソースには基準電位VINが与えられ
る。
【0062】駆動部106は、ノードND1aにゲート
が接続され昇圧電位VPPにドレインが結合されるNチ
ャネルMOSトランジスタ128と、ノードND1bに
ゲートが接続されドレインが接地ノードに接続されるP
チャネルMOSトランジスタ130とを含む。Nチャネ
ルMOSトランジスタ128のソースおよびPチャネル
MOSトランジスタ130のソースは接続されこの接続
ノードからは出力電位Voutが出力される。また、こ
の接続ノードから負荷回路に対して流れ出す電流をIo
utとする。
【0063】以下、電圧アンプ回路50の動作を説明す
る。参照電位Vrefは昇圧電位VPPを抵抗108,
110によって分圧されて得られる。このようにするこ
とにより、チャージポンプ回路が立上がる際、すなわち
昇圧電位VPPが十分に高い電圧になっていない場合に
は、参照電位Vrefも低い値となり、NチャネルMO
Sトランジスタ116に流れるバイアス電流Ibias
を低減する。このようにすることにより、チャージポン
プの立上がり時における昇圧電位VPPにおける電流負
荷を低減し、チャージポンプ回路が十分立上がったとき
にバイアス電流Ibiasが適切な値になるように制御
が行なわれる。
【0064】NチャネルMOSトランジスタ116が飽
和領域で動作する場合には、昇圧電位VPPの値によら
ずバイアス電流Ibiasは一定電流となる。これによ
り、PチャネルMOSトランジスタ112のゲート電位
であるバイアス電圧BIASPと昇圧電位VPPとの電
位差は、昇圧電位VPPが変化しても一定の値となる。
このバイアス電圧BIASPをゲートに受けるPチャネ
ルMOSトランジスタ114は、トランジスタサイズが
PチャネルMOSトランジスタ112と等しくされてい
るので、その飽和電流はバイアス電流Ibiasとな
る。このバイアス電流Ibiasをダイオード接続のN
チャネルMOSトランジスタ118に流すことにより、
バイアス電圧BIASNは一定な電圧となる。なお、本
明細書中でトランジスタサイズとは、W/L′の値をい
うこととする。Wはゲート幅、L′は実効ゲート長を表
わす。
【0065】すなわち、バイアス電圧発生回路102
は、参照電位Vrefに応じて|VPP−BIASP|
とバイアス電圧BIASNとを一定値に保つ。
【0066】バイアス電圧発生回路102では、参照電
位Vrefが高くなるにつれ、|VPP−BIASP|
とBIASNとが大きくなるという特徴を持つ。
【0067】バイアス電圧発生回路102において発生
されたバイアス電圧BIASP,BIASNは基準電位
入力部104に与えられる。PチャネルMOSトランジ
スタ120のトランジスタサイズをPチャネルMOSト
ランジスタ112のトランジスタサイズと等しくする
と、PチャネルMOSトランジスタ120を流れる飽和
電流はバイアス電流Ibiasに等しくなる。さらに、
NチャネルMOSトランジスタ126のトランジスタサ
イズをNチャネルMOSトランジスタ118のトランジ
スタサイズと等しくすることで、NチャネルMOSトラ
ンジスタ126の飽和電流はバイアス電流Ibiasに
等しくなる。PチャネルMOSトランジスタ120およ
びNチャネルMOSトランジスタ126の飽和電流をと
もにバイアス電流Ibiasに調整することで、基準電
位入力部104に流れる電流はバイアス電流Ibias
になる。PチャネルMOSトランジスタ120とNチャ
ネルMOSトランジスタ126の間にダイオード接続さ
れたNチャネルMOSトランジスタ122およびPチャ
ネルMOSトランジスタ124を直列に挿入する。基準
電位入力部104に流れる電流はバイアス電流Ibia
sであり、一定であるので、ノードND1aの電位と基
準電位VINとの電位差は一定となり、同様にノードN
D1bの電位と基準電位VINとの間の電位差も一定と
なる。
【0068】基準電位入力部のノードND1aをゲート
に受けるNチャネルMOSトランジスタ128のトラン
ジスタサイズはNチャネルMOSトランジスタ122の
トランジスタサイズと同じであり、また、ノードND1
bがゲートに接続されるPチャネルMOSトランジスタ
130のトランジスタサイズはPチャネルMOSトラン
ジスタ124のトランジスタサイズと等しい。
【0069】次に、NチャネルMOSトランジスタ12
2,128に関して出力電位の説明を行なう。
【0070】図7は、NチャネルMOSトランジスタ1
28に流れる電流Ioutおよび出力電位VOUTの関
係を示した図である。
【0071】図6、図7を参照して、たとえば、バイア
ス電流Ibiasを5μAとし、NチャネルMOSトラ
ンジスタ122のしきい値電圧を0.8Vとし、kを2
0μA/V2とすれば、 IDS=k(VGS−Vth)2 … (1) に代入すると、 5[μA]=20[μA/V2]×(VGS−0.8[V])2 … (2) を満たすVGSを求めると1.3Vとなる。ここで、kは
1/2μCoxW/L′を示す。μは、キャリアの移動
度、Coxは、ゲート酸化膜容量、Wはゲート幅、L′は
実効ゲート長を表わす。基準電位VINを5Vとしたと
きノードND1aの電位は6.3Vとなり、出力電流I
outと出力電位VOUTとの関係が図7に示したよう
になる。図7によれば、出力電位VOUTが基準電位V
INと等しい場合には、出力電流Ioutは5μAとな
る。
【0072】次に出力電位VOUTが基準電位VINよ
り低い場合には、NチャネルMOSトランジスタ128
にはさらに多くの電流が流れる。一方、出力電位VOU
Tが基準電位VINより高い場合には、電流が少なくな
り、NチャネルMOSトランジスタ128には駆動力が
ない。つまり、出力ノードにNチャネルMOSトランジ
スタ128のみが接続されている構成では、出力ノード
が基準電位VINよりも下回った場合に対してしか出力
ノードを駆動することができない。
【0073】したがって、図6に示した構成では、Nチ
ャネルMOSトランジスタ122,128を補うために
PチャネルMOSトランジスタ124、130によって
対称的な構成の回路を付加し、出力が基準電位VINに
対して大きくなった場合に出力ノードを駆動できるよう
にしている。
【0074】このような構成にすることにより、基準電
位VINに対して出力電位VOUTが大きい場合にはP
チャネルMOSトランジスタ130によって出力電位を
下げる方向に駆動し、一方基準電位VINに対して出力
電位VOUTが小さい場合にはNチャネルMOSトラン
ジスタ128によって出力電位VOUTを高くする。こ
のようにPチャネルMOSトランジスタとNチャネルM
OSトランジスタを合せて動作範囲を広げることができ
る。このように、2組のアンプを対称に接続した構成を
プッシュプル構成という。
【0075】図8は、プッシュプル構成のアンプ回路の
特性を示した図である。図6、図8を参照して、グラフ
G1は、NチャネルMOSトランジスタ128に流れる
電流と出力電位VOUTの関係を示したグラフである。
一方、グラフG2はPチャネルMOSトランジスタ13
0に流れる電流と出力電位VOUTの関係を示したグラ
フである。出力ノードから流れ出る出力電流Ioutは
NチャネルMOSトランジスタ128に流れる電流とP
チャネルMOSトランジスタに流れる電流の差で表わさ
れる。なお、図8では、基準電位VINが5Vであると
きの電流値を示したグラフであり、基準電位VINに等
しい電位に出力電位VOUTがなっている場合には、N
チャネルMOSトランジスタ128に流れる電流とPチ
ャネルMOSトランジスタ130に流れる電流とが相殺
し出力電位VOUTが5Vのときには、出力電流Iou
tは0μAとなる。
【0076】このときに、昇圧電位VPPが与えられる
ノードから接地ノードに向けて流れる電流、すなわち駆
動部106の直流電流は5μAとなる。
【0077】なお、図8では、PチャネルMOSトラン
ジスタ124,130のしきい値電圧を−0.8Vと
し、kを20μA/V2としている。
【0078】以上説明したように、実施の形態1に示し
た高電圧発生回路では、チャージポンプ回路で発生され
た昇圧電位VPPを制御信号に応じて与えられる基準電
位VINに等しくなるように出力電位を駆動する構成と
しているため、出力電位を高速に切換えることができ
る。また、プッシュプル構成を採用しており、出力電位
が負荷によって変動した場合に電位が低くなる場合、高
くなる場合いずれの場合でも素早く基準電位に出力電位
を合せることができる。
【0079】[実施の形態1の変形例]図9は、実施の
形態1の変形例で用いられる電圧アンプ回路50aの構
成を示す回路図である。
【0080】図9を参照して、電圧アンプ回路50a
は、図6に示した電圧アンプ回路50の構成において、
駆動部106に代えて駆動部106aを含む。他の部分
の構成は図6に示した電圧アンプ回路50と同様であり
説明は繰返さない。
【0081】駆動部106aは、図6に示した駆動部1
06の構成において、NチャネルMOSトランジスタ1
28のドレインと昇圧電位VPPが与えられるノードと
の間に接続され、ゲートに昇圧電位VPPが与えられる
NチャネルMOSトランジスタ129をさらに含み、P
チャネルMOSトランジスタ130のドレインと接地ノ
ードとの間に接続されゲートが接地ノードに接続される
PチャネルMOSトランジスタ131をさらに含んでい
る。
【0082】昇圧電位VPPを受けて動作する回路で
は、トランジスタのソース−ドレイン間に高電圧が印加
されると、ドレイン近傍の電界が高くなり、チャネル中
のキャリアが高電界で加速され大きなエネルギを得る。
これらのキャリアはとてもエネルギが高いためにホット
キャリアと呼ばれている。このホットキャリアが酸化膜
中にトラップされたりすることでしきい値の変動などが
起こり、トランジスタの特性が劣化してしまう現象が起
こる。
【0083】駆動部106aにおいては、出力電位VO
UTが低い電位になっているときにNチャネルMOSト
ランジスタ128にかかる高電圧を緩和するために緩和
手段として、導通状態であるNチャネルMOSトランジ
スタ129を設けている。
【0084】同様に、出力電位VOUTが高い状態にあ
るときに、PチャネルMOSトランジスタ130に印加
される高電圧を緩和する緩和手段として導通状態にある
PチャネルMOSトランジスタ131を設けている。
【0085】図10は、図9に示した回路の動作を説明
するための図である。図9、図10を参照して、基準電
位VINが5Vで、出力電位VOUTが4Vのときに
は、NチャネルMOSトランジスタ128のゲート−ソ
ース間電圧は先に説明したように、NチャネルMOSト
ランジスタ122のゲートソース間電圧が1.3Vであ
り、したがって、ノードND1aの電位が6.3Vであ
るから、NチャネルMOSトランジスタ128に与えら
れるゲートソース間電位は6.3−4=2.3Vであ
る。したがって、NチャネルMOSトランジスタ128
に流れる電流は、 Ids=20[μA/V2]×(2.3[V]−0.8
[V])2=45[μA] となる。
【0086】この電流は、NチャネルMOSトランジス
タ129にも流れる。NチャネルMOSトランジスタ1
28、129はトランジスタサイズが等しいので、Nチ
ャネルMOSトランジスタ129のゲートソース間電圧
も2.3Vとなり、ノードND1dの電位は7.7Vと
なる。
【0087】グラフで説明すると、グラフG3は、図8
で説明したNチャネルMOSトランジスタ128、Pチ
ャネルMOSトランジスタ130によって定められる出
力電流Ioutを示すグラフである。グラフG4は、N
チャネルMOSトランジスタ129に流れる電流とノー
ドND1dの電圧との関係を示したグラフである。同様
に、グラフG5は、ノードND1eの電位とPチャネル
MOSトランジスタ131に流れる電流との間の関係を
示したグラフである。
【0088】図10で、出力電位VOUTが4Vである
ときには、G3のグラフとの交点により電流Idsが4
5μAとなることがわかり、NチャネルMOSトランジ
スタ129にも等しい電流が流れるため、図に示すよう
にNチャネルMOSトランジスタ128のドレイン−ソ
ース間電圧VDS(128)は3.7Vであることがわか
り、NチャネルMOSトランジスタ129のドレイン−
ソース間電圧VDS(129)が2.3Vであることがわ
かる。
【0089】図6に示した回路構成では出力電位VOU
T=4VのときはNチャネルMOSトランジスタ128
のドレイン−ソース間電圧は6Vであったのが、図9に
示したように電圧緩和手段を挿入することにより3.7
Vにまで低減できたことになる。
【0090】同様に、出力電位VOUTが5Vよりも大
きくなる場合には、グラフG3とG5の関係を同様に計
算することによりPチャネルMOSトランジスタ13
0,131にかかる電圧を求めることができる。Pチャ
ネルMOSトランジスタ131を設けることにより、同
様にNチャネルMOSトランジスタ130のドレイン−
ソース間電圧を低減させることができる。
【0091】以上説明したように、実施の形態1の変形
例1では、昇圧電位を取扱う増幅回路において、出力段
のトランジスタのホットキャリアによる劣化を防止する
ことができる。
【0092】[実施の形態2]実施の形態2では、実施
の形態1で示した高電圧アンプの動作範囲を改善した電
圧アンプ回路について説明する。
【0093】図11は、図6に示した電圧アンプ回路に
基準電位VINとして10Vが与えられた場合の出力電
位VOUTと出力電流Ioutとの関係を示した図であ
る。
【0094】図12は、図11のグラフG6のB部分を
拡大して示した図である。図6、図12を参照して、基
準電位VINとして10Vが与えられた場合には、Pチ
ャネルMOSトランジスタ120に流れる電流およびN
チャネルMOSトランジスタ122に流れる電流は0と
なる。そして、ノードND1aの電位は昇圧電位VPP
と等しくなり10Vとなる。
【0095】一方、NチャネルMOSトランジスタ12
6には、依然としてIbiasと等しい5μAの電流が
流れていて、この電流はPチャネルMOSトランジスタ
124にも流れている。したがって、ノードND1bの
電位は、基準電位VINから1.3Vだけ下がった8.
7Vとなる。図12のグラフG7でわかるように、出力
電位VOUTが9.2Vより下回ると、NチャネルMO
Sトランジスタ128が導通状態となり、出力電位VO
UTを上昇させるように電流が流れる。一方、出力電位
VOUTが9.5V以上になると、PチャネルMOSト
ランジスタ130が導通状態となり、出力電位VOUT
を下降させるように電流が流れる。
【0096】したがって、図6に示した回路では、基準
電位VINが10Vになっているのにもかかわらず、出
力電位VOUTが9.2〜9.4Vの範囲内にある場合
には、出力ノードは駆動されない。すなわち基準電位V
INが10Vのときには出力電位は9.2〜9.4Vの
間に落ち着いてしまう。つまり高電圧を十分に増幅して
出力することができない。
【0097】同様に、基準電位VINとして0Vが入力
された場合には、出力電位VOUTとしては0Vよりも
やや高い電位が出力されることになる。
【0098】すなわち、図6で示した電圧アンプ回路5
0の構成では、PチャネルMOSトランジスタ124お
よびNチャネルMOSトランジスタ124について計算
すると、基準電位VINは1.8V以上でなくてはNチ
ャネルMOSトランジスタ130が駆動できないことが
分かる。すなわち、仮に昇圧電位VPPが10Vのとき
には、基準電位VINに対する動作範囲の制限は1.8
V<VIN<8.2Vとなる。
【0099】図13は、実施の形態2で用いられる電圧
アンプ回路200の構成を示した回路図である。
【0100】図13を参照して、電圧アンプ回路200
は、バイアス電圧BIASP,BIASNを出力するバ
イアス電圧発生回路202と、基準電位VINを受ける
基準電位入力部204と、基準電位入力部204の出力
を受けて出力電位VOUTを出力する駆動部206とを
含む。
【0101】バイアス電圧発生回路202は、図6で示
したバイアス電圧発生回路102と同様な構成を有して
おり説明は繰返さない。
【0102】基準電位入力部204は、昇圧電位VPP
が与えられるノードとノードND2aとの間に接続され
ゲートにバイアス電圧BIASPを受けるPチャネルM
OSトランジスタ208と、ノードND2aにドレイン
およびゲートが接続されソースに基準電位VINが与え
られるNチャネルMOSトランジスタ210と、ドレイ
ンに基準電位VINが与えられ、ソースが接地ノードに
接続されゲートがノードND2cに接続されるNチャネ
ルMOSトランジスタ212とを含む。ノードND2c
にはバイアス電圧BIASNが与えられている。
【0103】駆動部206は、ドレインが昇圧電位VP
Pに結合されゲートがノードND2aに接続されるNチ
ャネルMOSトランジスタ214と、NチャネルMOS
トランジスタ214のソースと接地ノードとの間に接続
されゲートがノードND2cに接続されるNチャネルM
OSトランジスタ216とを含む。NチャネルMOSト
ランジスタ216のドレインからは出力電位Voutが
出力される。
【0104】次に、図13に示した電圧アンプ回路20
0の動作を説明する。基準電位入力部204が含んでい
るPチャネルMOSトランジスタ208,NチャネルM
OSトランジスタ210,NチャネルMOSトランジス
タ212は、それぞれ図6におけるPチャネルMOSト
ランジスタ120,NチャネルMOSトランジスタ12
2,NチャネルMOSトランジスタ126に対応した働
きをする。基準電位入力部204に流す電流Ibias
を5μAとし、NチャネルMOSトランジスタ210の
しきい値電圧を0.8Vとし、kを20μA/V2
し、基準電位VINを5Vとすると、ノードND2aの
電位は6.3Vとなる。
【0105】次に、NチャネルMOSトランジスタ21
4のトランジスタサイズをNチャネルMOSトランジス
タ210のトランジスタサイズのα倍とする。仮に、α
を10とすると、NチャネルMOSトランジスタ214
のkは200μA/V2となる。
【0106】図14は、図13のNチャネルMOSトラ
ンジスタ214に流れる電流を説明するための図であ
る。
【0107】図13、図14を参照して、基準電位VI
Nとして5Vが与えられている場合を考える。グラフG
10には、NチャネルMOSトランジスタ214に流れ
る電流と出力電位VOUTとの関係が示される。出力電
位VOUTが基準電位VINに等しいときには、Nチャ
ネルMOSトランジスタ214に流れる電流はバイアス
電流Ibiasのα倍(10倍)の50μAとなる。
【0108】一方、NチャネルMOSトランジスタ21
6のトランジスタサイズもNチャネルMOSトランジス
タ212のトランジスタサイズのα倍とすると、Nチャ
ネルMOSトランジスタ216の飽和電流もバイアス電
流Ibiasのα倍(10倍)の50μAとなる。グラ
フG11に出力電位VOUTとNチャネルMOSトラン
ジスタ216に流れる電流との関係が示される。そし
て、NチャネルMOSトランジスタ214に流れる電流
とNチャネルMOSトランジスタ216に流れる電流と
の差分が出力電流Ioutとなる。出力電流Ioutが
グラフG13に示される。
【0109】図13に示した構成では、基準電位VIN
が下がった場合にも、NチャネルMOSトランジスタ2
12に流れるバイアス電流が減少しないので、動作範囲
の下限が0Vにまで広がる。
【0110】たとえば、基準電位VINが0Vのとき、
NチャネルMOSトランジスタ212のソース−ドレイ
ン間電圧も0Vとなる。したがって、NチャネルMOS
トランジスタ212に流れる電流はなくなってしまう。
しかし、PチャネルMOSトランジスタ208には、実
施の形態1で説明しているように、5μAが流れる。こ
の電流は、基準電位VINが伝達されてくるノードに流
れ込むことになる。個の場合、NチャネルMOSトラン
ジスタ210には依然として5μAが流れるので、基準
電位VINが0Vになっても、ノードND2aは、基準
電位VINに対して1.3V高い電圧に保持される。
【0111】したがって、図13の回路は、仮に、昇圧
電位VPPが10Vとすると、基準電位VINに対する
動作範囲の制限が0V<VIN<8.2Vとなる。つま
り、図6に示した回路と比べて動作範囲が広がるという
利点がある。
【0112】[実施の形態2の変形例1]図15は、実
施の形態2の変形例1において用いられる電圧アンプ回
路200aの構成を示した回路図である。
【0113】図15を参照して、電圧アンプ回路200
aは、図13で示した電圧アンプ回路200の構成にお
いて駆動部206に代えて駆動部206aを含む。他の
構成は電圧アンプ回路200と同様であり説明は繰返さ
ない。
【0114】駆動部206aは、図13における駆動部
206の構成において、NチャネルMOSトランジスタ
214のドレインと昇圧電位VPPが与えられるノード
との間にNチャネルMOSトランジスタ218が挿入さ
れる。NチャネルMOSトランジスタ218のゲートは
昇圧電位VPPに結合される。
【0115】NチャネルMOSトランジスタ214に直
列にNチャネルMOSトランジスタ218を接続するこ
とにより、NチャネルMOSトランジスタ214のドレ
イン−ソース間に印加される高電圧が緩和され、ホット
キャリアによるトランジスタの劣化が軽減される。
【0116】[実施の形態2の変形例2]実施の形態2
で説明した電圧アンプ回路200では、基準電位VIN
が5Vで、ノードND2aの電位が6.3Vのとき出力
電位VOUTとして4Vを出力する場合には、Nチャネ
ルMOSトランジスタ214のゲートソース間電圧VG
Sは2.3Vとなる。このときNチャネルMOSトラン
ジスタ214に流れる電流は、 IDS=200μA/V2×(2.3V−0.8V)2=4
50μA となる。
【0117】この電流のうち50μAはNチャネルMO
Sトランジスタ216に流れ、400μAは出力電流I
outとなる。NチャネルMOSトランジスタ214に
流れる電流450μAは、昇圧電位VPPを発生するチ
ャージポンプ回路によって供給される。しかし、チャー
ジポンプ回路のような電流供給能力の高くない供給源の
場合には、昇圧電位VPPの電位が低下してしまうとい
う問題が生ずる。
【0118】図16は、実施の形態2の変形例2である
電圧アンプ回路200bの構成を示す回路図である。
【0119】電圧アンプ回路200bは、図13に示し
た電圧アンプ回路200の構成において、駆動部206
に代えて駆動部206bを含む。他の点は、電圧アンプ
回路200の構成と同様であり説明は繰返さない。
【0120】駆動部206bは、図13で説明した駆動
部206の構成において、昇圧電位VPPが与えられる
ノードとNチャネルMOSトランジスタ214のドレイ
ンとの間にPチャネルMOSトランジスタ220が挿入
される。PチャネルMOSトランジスタ220のゲート
は、バイアス電圧BIASPを受ける。
【0121】PチャネルMOSトランジスタ220のト
ランジスタサイズは、PチャネルMOSトランジスタ2
08のトランジスタサイズのβ倍(たとえば20倍)と
する。
【0122】先に説明したように、バイアス電流Ibi
asは5μAであるから、PチャネルMOSトランジス
タ220の飽和電流は100μAとなる。これにより、
PチャネルMOSトランジスタ220を介して昇圧電位
VPPが与えられるノードから流出する電流は最大で1
00μAに制限される。
【0123】図17は、図16に示した電圧アンプ回路
200bの特性を説明するための図である。
【0124】図17を参照して、グラフG14は、基準
電位VINが5Vのときに図13におけるNチャネルM
OSトランジスタ214に流れる電流と出力電位VOU
Tとの関係を示したグラフである。ただし、流れる電流
が100μAを超えると、PチャネルMOSトランジス
タ220の制限がかかるため、流れる電流の最大値は1
00μAに制限されることになるグラフG15は、図1
6に示した回路のNチャネルMOSトランジスタ216
に流れる電流と出力電位VOUTとの間の関係を示した
グラフである。
【0125】グラフG16は、NチャネルMOSトラン
ジスタ214に流れる電流とNチャネルMOSトランジ
スタ216に流れる電流との差によって求められた基準
電位VINが5Vのときの出力電位VOUTと出力電流
Ioutとの間の関係を示したグラフである。
【0126】グラフG16によれば、出力電位VOUT
が5Vよりも下がった場合においても、出力電流Iou
tは50μA以下に保たれる。したがって、昇圧電位V
PPを発生する回路の能力に応じてPチャネルMOSト
ランジスタ220のサイズによって定まる係数βを設定
することにより、昇圧電位VPPの低下を防止すること
ができる。
【0127】[実施の形態2の変形例3]図18は、実
施の形態2の変形例3において用いられる電圧アンプ回
路200cの構成を示した回路図である。
【0128】図18を参照して、電圧アンプ回路200
cは、図16に示した電圧アンプ回路200bの構成に
おいて、基準電位入力部204に代えて基準電位入力部
204cを含み、駆動部206bに代えて駆動部206
cを含む点が電圧アンプ回路200bと異なる。基準電
位入力部204cは、図16における基準電位入力部2
04cの構成において、NチャネルMOSトランジスタ
210とPチャネルMOSトランジスタ208の間にP
チャネルMOSトランジスタ222が挿入されている。
PチャネルMOSトランジスタ222のゲートは電源電
位に結合されている。
【0129】駆動部206cは、図16における駆動部
206bの構成において、PチャネルMOSトランジス
タ220とNチャネルMOSトランジスタ214との間
にPチャネルMOSトランジスタ224が挿入される。
PチャネルMOSトランジスタ224のゲートは電源電
位に結合される。
【0130】他の構成は、図16における電圧アンプ回
路200bと同様であり説明は繰返さない。
【0131】ここで、たとえばPチャネルMOSトラン
ジスタ222のトランジスタサイズをPチャネルMOS
トランジスタ208のトランジスタサイズと等しくし、
PチャネルMOSトランジスタ224のトランジスタサ
イズをPチャネルMOSトランジスタ220のトランジ
スタサイズと等しくする。
【0132】図16で説明したように、PチャネルMO
Sトランジスタ220には最大でも100μAしか電流
は流れない。したがって、PチャネルMOSトランジス
タ224にも最大で100μAしか電流は流れないこと
になる。
【0133】PチャネルMOSトランジスタ220によ
って電流が制限される場合には、NチャネルMOSトラ
ンジスタ214のソースドレイン間には電圧はあまりか
かっておらず、PチャネルMOSトランジスタ220の
ソース−ドレイン間に高電圧がかかることになる。
【0134】この対策として、駆動部206cにはPチ
ャネルMOSトランジスタ224を付加している。Pチ
ャネルMOSトランジスタ220、224のトランジス
タサイズがそれぞれ等しいので、等しい電流が流れる場
合にはそれぞれのゲートソース間の電位差は等しくな
る。PチャネルMOSトランジスタ224のゲートは電
源電位Vccに結合されているので、ノードND2dの
電位は、 V(ND2d)=Vcc+|VPP−BIASP| となり、かつ、この電位より下がることはない。つま
り、PチャネルMOSトランジスタ220のソース−ド
レイン間の電圧VDSは、 VDS=VPP−(Vcc+|VPP−BIASP|) 以下に抑制でき、PチャネルMOSトランジスタ220
のソースドレイン間の電圧緩和が図れる。
【0135】[実施の形態3]図19は、実施の形態3
で用いられる電圧アンプ回路300の構成を示した回路
図である。
【0136】図19を参照して、電圧アンプ回路300
は、バイアス電圧BIASP,BIASNを出力するバ
イアス電圧発生回路302と、基準電位VINを受ける
基準電位入力部304と、基準電位入力部304の出力
を受け応じて出力電位VOUTを出力する駆動部306
を含む。
【0137】バイアス電圧回路302は、図6に示した
バイアス電圧発生回路102と同様な構成を有しており
説明は繰返さない。
【0138】基準電位入力部304は、昇圧電位VPP
にソースが結合されゲートにバイアス電圧VIASPを
受けるPチャネルMOSトランジスタ308と、Pチャ
ネルMOSトランジスタ308のドレインにソースが接
続されゲートが自分自身のドレインに接続されているP
チャネルMOSトランジスタ310と、PチャネルMO
Sトランジスタ310のドレインと接地ノードとの間に
接続されゲートにバイアス電圧BIASNを受けるNチ
ャネルMOSトランジスタ312とを含む。
【0139】駆動部306は、ソースが昇圧電位VPP
に結合されゲートがバイアス電圧BIASPに結合され
るPチャネルMOSトランジスタ314と、Pチャネル
MOSトランジスタ314のドレインと接地ノードとの
間に接続されゲートがPチャネルMOSトランジスタ3
10のドレインと接続されるPチャネルMOSトランジ
スタ316を含む。
【0140】電圧アンプ回路300は、図13に示した
電圧アンプ回路200と対称的な構成を有しており、実
施の形態1で説明した電圧アンプ回路50の特性を改善
したものである。実施の形態2の電圧アンプ回路200
は基準電位VINが低い電圧の場合の特性が改善された
が、電圧アンプ回路300は、基準電位VINが高い場
合、すなわち基準電位VINが昇圧電位VPPに近くな
った場合の特性が改善される。
【0141】[実施の形態3の変形例1]図20は、実
施の形態3の変形例1の電圧アンプ回路300aの構成
を示した回路図である。
【0142】図20を参照して、電圧アンプ回路300
aは、図19に示した電圧アンプ回路300の構成にお
いて駆動部306に代えて駆動部306aを含む。
【0143】駆動部306aは図19に示した駆動部3
06の構成においてPチャネルMOSトランジスタ31
6のドレインと接地ノードとの間にPチャネルMOSト
ランジスタ318が挿入される。PチャネルMOSトラ
ンジスタ318のゲートは接地ノードに接続される。
【0144】このような構成とすることにより、図9、
図15に示した場合と同様にPチャネルMOSトランジ
スタ316のソース−ドレイン間にかかる高電圧が緩和
され、ホットキャリアによるトランジスタの劣化を防ぐ
ことができる。
【0145】[実施の形態3の変形例2]図21は、実
施の形態3の変形例2において用いられる電圧アンプ回
路300bの構成を示した回路図である。
【0146】図21を参照して、電圧アンプ回路300
bは、図19に示した電圧アンプ回路300の構成にお
いて、駆動部306に代えて駆動部306bを含む点が
電圧アンプ回路300と異なる。他の構成は電圧アンプ
回路300と同様であり説明は繰返さない。
【0147】駆動部306bは、図19に示した駆動部
306の構成において、PチャネルMOSトランジスタ
316のドレインと接地ノードとの間にNチャネルMO
Sトランジスタ320が挿入される。NチャネルMOS
トランジスタ320のゲートは、バイアス電圧BIAS
Nを受ける。
【0148】電圧アンプ回路300bは、図16に示し
た電圧アンプ回路200bと対称的な構成になってい
る。図16の場合で説明したように、図21において
は、NチャネルMOSトランジスタ320によってPチ
ャネルMOSトランジスタ316に流れる最大電流が制
限される。したがって、電源回路の供給能力が小さい場
合に電源電位の変動を抑えることができる。
【0149】[実施の形態3の変形例3]図22は、実
施の形態3の変形例3において用いられる電圧アンプ回
路300cの構成を示した回路図である。
【0150】図22を参照して、電圧アンプ回路300
cは、図21に示した電圧アンプ回路300bの構成に
おいて、基準電位入力部304に代えて基準電位入力部
304cを含み、駆動部306bに代えて駆動部306
cを含む点が電圧アンプ回路300bと異なる。
【0151】基準電位入力部304cは、図21に示し
た基準電位入力部304の構成において、PチャネルM
OSトランジスタ310とNチャネルMOSトランジス
タ312の間にNチャネルMOSトランジスタ322が
挿入される。NチャネルMOSトランジスタ322のゲ
ートは電源電位Vccに結合される。
【0152】駆動部306cは、図21に示した駆動部
306bの構成において、PチャネルMOSトランジス
タ316とNチャネルMOSトランジスタ320の間に
NチャネルMOSトランジスタ324が挿入される。N
チャネルMOSトランジスタ324のゲートは電源電位
Vccに結合される。このような構成とすることによ
り、図18に示した電圧アンプ回路200cの場合と同
様に、電流制限用トランジスタに高電圧がかかるような
状況において、高電圧を緩和することができる。
【0153】したがって、ホットキャリアによるトラン
ジスタの劣化を防ぐことができる。 [実施の形態4]実施の形態1における電圧アンプ回路
は、動作電流を抑制できるが、動作範囲が、たとえば
1.8V<VIN<8.2Vに制限されるという欠点が
ある。
【0154】一方、実施の形態2の電圧アンプ回路は、
動作範囲をたとえば0V<VIN<8.2Vと拡張でき
るが、その動作電流は多くなるという欠点がある。ま
た、実施の形態3の電圧アンプ回路は、動作範囲を、た
とえば1.8V<VIN<10Vと拡張できるが、その
動作電流は多くなるという欠点がある。
【0155】そこで、3種類の電圧アンプ回路の出力を
共通に接続し、与えられる基準電位VINに応じて動作
させるアンプを切換えて使用する構成にすると、動作範
囲をたとえば0V<VIN<10Vに拡張できるととも
に、動作電流も最小限に抑制することができる。
【0156】図23は、実施の形態4において用いられ
る電圧アンプ回路400の構成を示すブロック図であ
る。
【0157】図23を参照して、電圧アンプ回路400
は、書込&消去制御部2から制御信号S0,S1,S2
を受ける制御信号発生部402と、制御信号HEに応じ
て活性化し基準電位VINと等しい電位にノードNOU
Tを駆動する高電圧アンプ回路404と、制御信号ME
に応じて活性化し基準電位VINと等しい電位にノード
NOUTを駆動する中電圧アンプ回路406と、制御信
号LEに応じて活性化し基準電位VINと等しい電位に
ノードNOUTを駆動する低電圧アンプ回路408とを
含む。電圧アンプ回路400は、ノードNOUTから出
力電位VOUTを出力する。
【0158】図24は、図23における制御信号発生部
402の構成を示した回路図である。
【0159】図24を参照して、制御信号発生部402
は、制御信号S1を受けて反転し信号/S1を出力する
インバータ414と、制御信号S2を受けて反転し信号
/S2を出力するインバータ412と、信号/S1,/
S2を受けて制御信号LEを出力するAND回路422
と、制御信号S0,S2を受けるAND回路418と、
制御信号S1,S2を受けるAND回路416と、AN
D回路416,418の出力を受けて制御信号HEを出
力するOR回路420とを含む。
【0160】図25は、図23における高電圧アンプ回
路404の構成を示す回路図である。
【0161】図25を参照して、高電圧アンプ回路40
4は、バイアス電圧HBIASP,HBIASNを出力
するバイアス電圧発生回路502と、バイアス電圧を制
御信号HEに応じて伝達するスイッチ回路503と、ス
イッチ回路503の出力に応じて活性化し、基準電位V
INに応じた出力を伝達する基準電位入力部504と、
基準電位入力部504の出力を受けてノードNOUTを
駆動する駆動部506とを含む。
【0162】スイッチ回路503は、制御信号HEを受
けてイネーブル信号HAMPE,/HAMPEを出力す
る制御回路532を含む。入力信号HEがHレベルのと
きに、イネーブル信号HAMPEは昇圧電位VPPとな
る。一方、イネーブル信号/HAMPEは0Vとなる。
【0163】制御信号HEがLレベルのときには、イネ
ーブル信号HAMPEが0Vとなり、イネーブル信号/
HAMPEは昇圧電位VPPとなる。
【0164】この制御回路532は、図4に示したセレ
クタ制御回路72と同様な構成を有しており、説明は繰
返さない。
【0165】スイッチ回路503は、さらに、ノードN
41とノードN42の間に接続されゲートにイネーブル
信号HAMPEを受けるNチャネルMOSトランジスタ
534と、NチャネルMOSトランジスタ534と並列
に接続されゲートにイネーブル信号/HAMPEを受け
るPチャネルMOSトランジスタ536とを含む。ノー
ドN41にはバイアス電圧HBIASPが与えられてお
り、制御信号HEがHレベルのときにトランジスタ53
4,536は導通してバイアス電圧HBIASPをノー
ドN42に伝達する。
【0166】スイッチ回路503は、さらに、イネーブ
ル信号HAMPEをゲートに受け昇圧電位VPPにソー
スが結合されドレインがノードN42に接続されるPチ
ャネルMOSトランジスタ538を含む。PチャネルM
OSトランジスタ538は制御信号HEがLレベルのと
きに導通してノードN42を昇圧電位VPPに結合す
る。
【0167】スイッチ回路503は、さらに、ノードN
43とN44との間に接続されゲートにイネーブル信号
HAMPEを受けるNチャネルMOSトランジスタ54
4と、NチャネルMOSトランジスタ544と並列に接
続されゲートにイネーブル信号/HAMPEを受けるP
チャネルMOSトランジスタ546とを含む。制御信号
HEがHレベルのときに導通してトランジスタ544,
546はバイアス電圧HBIASNをノードN44に伝
達する。
【0168】スイッチ回路503は、さらに、ゲートに
イネーブル信号/HAMPEを受けノードN44と接地
ノードとの間に接続されるNチャネルMOSトランジス
タ548を含む。NチャネルMOSトランジスタ548
は、制御信号HEがLレベルのときに導通しノードN4
4を接地電位に結合する。
【0169】基準電位入力部504は、昇圧電位VPP
が与えられるノードとノードN45との間に直列に接続
されるPチャネルMOSトランジスタ508,522
と、ノードN45とノードN46の間に接続されるPチ
ャネルMOSトランジスタ510と、ノードN46と接
地ノードとの間に接続されるNチャネルMOSトランジ
スタ512とを含む。
【0170】PチャネルMOSトランジスタ508のゲ
ートはノードN42に接続される。NチャネルMOSト
ランジスタ522のゲートは電源電位Vccに結合され
る。PチャネルMOSトランジスタ510のゲートはノ
ードN46に接続される。NチャネルMOSトランジス
タ512のゲートはノードN44に接続される。ノード
N45には基準電位VINが与えられる。
【0171】駆動部506は、昇圧電位VPPが与えら
れるノードとノードNOUTとの間に直列に接続される
PチャネルMOSトランジスタ520,524と、ノー
ドNOUTと接地ノードとの間に直列に接続されるPチ
ャネルMOSトランジスタ514,516とを含む。P
チャネルMOSトランジスタ520のゲートにはノード
N42が接続される。PチャネルMOSトランジスタ5
24のゲートは電源電位Vccに結合される。Pチャネ
ルMOSトランジスタ514のゲートはノードN46に
接続される。PチャネルMOSトランジスタ516のゲ
ートはイネーブル信号/HAMPEを受ける。
【0172】基準電位入力部504と駆動部506は、
制御信号HEがHレベルのときに、バイアス電圧HBI
ASP,HBIASNを受け応じて図19で説明した電
圧アンプ回路300と同様な働きをして基準電位VIN
を出力電位VOUTとして駆動力を増幅してノードNO
UTに出力する。
【0173】PチャネルMOSトランジスタ516のゲ
ート電位は制御信号HEがHレベルのときにはLレベル
となる。これにより、図20に示したPチャネルMOS
トランジスタ318と同様な働きをするようになり、高
電圧が緩和される。
【0174】一方、制御信号HEがLレベルとなると、
ノードN42は昇圧電位VPPに結合され、ノードN4
4は接地電位に結合されるので、基準電位入力部504
にはバイアス電流が流れなくなり、また、駆動部506
においてもPチャネルMOSトランジスタ520が非導
通状態となりかつゲートにイネーブル信号/HAMPE
として昇圧電位VPPが与えられるPチャネルMOSト
ランジスタ516も非導通状態となるため、ノードNO
UTはハイインピーダンス状態となる。
【0175】図26は、図23に示した中電圧アンプ回
路406の構成を示した回路図である。
【0176】図26を参照して、中電圧アンプ回路40
6は、バイアス電圧MBIASP,MBIASNを出力
するバイアス電圧発生回路602と、基準電位VINを
受ける基準電位入力部604と、出力ノードNOUTを
駆動して出力電位VOUTを出力する駆動部606と、
制御信号MEに応じて基準電位入力部604と駆動部6
06とを接続するスイッチ回路605とを含む。
【0177】基準電位入力部604は、昇圧電位VPP
が与えられるノードとノードN51との間に直列に接続
されるPチャネルMOSトランジスタ620,621
と、ノードN51にゲートおよびドレインが接続されソ
ースがノードN55に接続されるNチャネルMOSトラ
ンジスタ622と、ソースがノードN55に接続されド
レインおよびゲートがノードN53に接続されるPチャ
ネルMOSトランジスタ624と、ノードN53と接地
ノードとの間に接続されゲートにバイアス電圧MBIA
SNを受けるNチャネルMOSトランジスタ626とを
含む。PチャネルMOSトランジスタ620のゲートは
バイアス電圧MBIASPを受ける。PチャネルMOS
トランジスタ621のゲートは電源電位Vccに結合さ
れる。
【0178】スイッチ回路605は、制御信号MEを受
けてイネーブル信号MAMPE,/MAMPEを出力す
る制御回路632を含む。入力信号MEがHレベルのと
きに、イネーブル信号MAMPEは昇圧電位VPPとな
る。一方、イネーブル信号/MAMPEは0Vとなる。
【0179】制御信号MEがLレベルのときには、イネ
ーブル信号MAMPEが0Vとなり、イネーブル信号/
MAMPEは昇圧電位VPPとなる。
【0180】この制御回路632は、図4に示したセレ
クタ制御回路72と同様な構成を有しており、説明は繰
返さない。
【0181】スイッチ回路605は、さらに、ノードN
51とノードN52の間に接続されゲートにイネーブル
信号MAMPEを受けるNチャネルMOSトランジスタ
634と、NチャネルMOSトランジスタ634と並列
に接続されゲートにイネーブル信号/MAMPEを受け
るPチャネルMOSトランジスタ636とを含む。ノー
ドN51にはNチャネルMOSトランジスタ622のド
レインが接続されており、制御信号MEがHレベルのと
きにトランジスタ634,636は導通してNチャネル
MOSトランジスタ622のドレインの電位をノードN
52に伝達する。
【0182】スイッチ回路605は、さらに、イネーブ
ル信号MAMPEをゲートに受け昇圧電位VPPにソー
スが結合されドレインがノードN54に接続されるPチ
ャネルMOSトランジスタ638を含む。PチャネルM
OSトランジスタ638は制御信号MEがLレベルのと
きに導通してノードN54を昇圧電位VPPに結合す
る。
【0183】スイッチ回路605は、さらに、ノードN
53とN54との間に接続されゲートにイネーブル信号
MAMPEを受けるNチャネルMOSトランジスタ64
4と、NチャネルMOSトランジスタ644と並列に接
続されゲートにイネーブル信号/MAMPEを受けるP
チャネルMOSトランジスタ646とを含む。制御信号
MEがHレベルのときに導通してトランジスタ644,
646はPチャネルMOSトランジスタ624のドレイ
ンの電位をノードN54に伝達する。
【0184】スイッチ回路605は、さらに、ゲートに
イネーブル信号/MAMPEを受けノードN52と接地
ノードとの間に接続されるNチャネルMOSトランジス
タ648を含む。NチャネルMOSトランジスタ648
は、制御信号MEがLレベルのときに導通しノードN5
2を接地電位に結合する。
【0185】駆動部606は、昇圧電位VPPが与えら
れるノードと出力ノードNOUTとの間に接続されゲー
トがノードN52に接続されるNチャネルMOSトラン
ジスタ628と、出力ノードNOUTと接地ノードとの
間に直列に接続されるPチャネルMOSトランジスタ6
30,631とを含む。PチャネルMOSトランジスタ
630のゲートはノードN54に接続される。Pチャネ
ルMOSトランジスタ631のゲートは接地ノードに接
続される。
【0186】制御回路632は、制御信号MEがHレベ
ルのときにイネーブル信号MAMPEを昇圧電位VPP
とし、イネーブル信号/MAMPEを0Vとする。一
方、制御信号MEがLレベルのときには、制御回路63
2は、イネーブル信号MAMPEとして0Vを出力し、
イネーブル信号/MAMPEとして昇圧電位VPPを出
力する。
【0187】制御信号MEがHレベルのときには、トラ
ンジスタ634,636によって構成されるアナログス
イッチによりノードN51とノードN52が接続され、
トランジスタ644,646によって構成されるアナロ
グスイッチによってノードN53とノードN54が接続
される。応じて駆動部606は、図6で説明した駆動部
106と同様な回路動作を行ない基準電位VINを駆動
力を増幅してノードNOUTに出力する。一方、制御信
号MEがLレベルのときには、トランジスタ638によ
ってトランジスタ630のゲート電位が昇圧電位VPP
に結合され、トランジスタ638によってトランジスタ
628のゲート電位が接地電位に結合される。したがっ
て出力ノードNOUTはハイインピーダンス状態とな
る。
【0188】図27は、図23における低電圧アンプ回
路408の構成を示した回路図である。
【0189】図27を参照して、低電圧アンプ回路40
8は、バイアス電圧LBIASP,LBIASNを出力
するバイアス電圧発生回路702と、制御信号LEに応
じてバイアス電圧LBIASP,LBIASNを伝達す
るスイッチ回路703と、基準電位VINを受ける基準
電位入力部704と、基準電位入力部704の出力に応
じてノードNOUTを駆動する駆動部706とを含む。
【0190】スイッチ回路703は、制御信号LEを受
けてイネーブル信号LAMPE,/LAMPEを出力す
る制御回路732を含む。入力信号LEがHレベルのと
きに、イネーブル信号LAMPEは昇圧電位VPPとな
る。一方、イネーブル信号/LAMPEは0Vとなる。
【0191】制御信号LEがLレベルのときには、イネ
ーブル信号LAMPEが0Vとなり、イネーブル信号/
LAMPEは昇圧電位VPPとなる。
【0192】この制御回路732は、図4に示したセレ
クタ制御回路72と同様な構成を有しており、説明は繰
返さない。
【0193】スイッチ回路703は、さらに、ノードN
61とノードN62の間に接続されゲートにイネーブル
信号LAMPEを受けるNチャネルMOSトランジスタ
734と、NチャネルMOSトランジスタ734と並列
に接続されゲートにイネーブル信号/LAMPEを受け
るPチャネルMOSトランジスタ736とを含む。ノー
ドN61にはバイアス電圧LBIASPが与えられてお
り、制御信号LEがHレベルのときにトランジスタ73
4,736は導通してバイアス電圧LBIASPをノー
ドN62に伝達する。
【0194】スイッチ回路703は、さらに、イネーブ
ル信号LAMPEをゲートに受け昇圧電位VPPにソー
スが結合されドレインがノードN62に接続されるPチ
ャネルMOSトランジスタ738を含む。PチャネルM
OSトランジスタ738は制御信号LEがLレベルのと
きに導通してノードN62を昇圧電位VPPに結合す
る。
【0195】スイッチ回路703は、さらに、ノードN
63とN64との間に接続されゲートにイネーブル信号
LAMPEを受けるNチャネルMOSトランジスタ74
4と、NチャネルMOSトランジスタ744と並列に接
続されゲートにイネーブル信号/LAMPEを受けるP
チャネルMOSトランジスタ746とを含む。制御信号
LEがHレベルのときに導通してトランジスタ744,
746はバイアス電圧LBIASNをノードN64に伝
達する。
【0196】スイッチ回路703は、さらに、ゲートに
イネーブル信号/LAMPEを受けノードN64と接地
ノードとの間に接続されるNチャネルMOSトランジス
タ748を含む。NチャネルMOSトランジスタ748
は、制御信号LEがLレベルのときに導通しノードN6
4を接地電位に結合する。
【0197】基準電位入力部704は、昇圧電位VPP
が与えられるノードとノードN66との間に直列に接続
されるPチャネルMOSトランジスタ708,722
と、ノードN66にゲートおよびドレインが接続されノ
ードN65にソースが接続されるNチャネルMOSトラ
ンジスタ710と、ノードN65と接地ノードとの間に
接続されゲートがノードN64に接続されるNチャネル
MOSトランジスタ712とを含む。PチャネルMOS
トランジスタ708のゲートはノードN62に接続され
る。PチャネルMOSトランジスタ722のゲートは電
源電位Vccに結合される。また、ノードN65には基
準電位VINが与えられる。
【0198】駆動部706は、昇圧電位VPPが与えら
れるノードとノードNOUTとの間に直列に接続される
PチャネルMOSトランジスタ720,724およびN
チャネルMOSトランジスタ714と、ノードNOUT
と接地ノードとの間に接続されゲートがノードN64に
接続されるNチャネルMOSトランジスタ716とを含
む。PチャネルMOSトランジスタ720のゲートはノ
ードN62に接続される。PチャネルMOSトランジス
タ724のゲートは電源電位Vccに結合される。Nチ
ャネルMOSトランジスタ714のゲートはノードN6
6に接続される。
【0199】制御回路732は、制御信号LEがHレベ
ルのときにイネーブル信号LMPEとして昇圧電位VP
Pを出力し、イネーブル信号/LAMPEとして0Vを
出力する。一方、制御信号LEがLレベルのときに制御
回路732は、イネーブル信号LAMPEとして0Vを
出力し、イネーブル信号/LAMPEとして昇圧電位V
PPを出力する。
【0200】トランジスタ734,736で構成される
アナログスイッチは制御信号LEがHレベルのときに導
通してバイアス電圧LBIASPをノードN62に伝達
する。また、トランジスタ744,746で構成される
アナログスイッチは制御信号LEがHレベルのときにバ
イアス電圧LBIASNをノードN64に伝達する。こ
れにより基準電位入力部704および駆動部706は図
13で説明した回路動作と同様な働きをして基準電位V
INの駆動力を増幅して出力電位VOUTとして出力す
る。
【0201】一方、制御信号LEがLレベルのときに
は、PチャネルMOSトランジスタ738によってノー
ドN62は昇圧電位VPPに結合され、NチャネルMO
Sトランジスタ748によってノードN64は接地電位
に結合される。これにより駆動部706のトランジスタ
720,716は非導通状態となるため、ノードNOU
Tはハイインピーダンス状態となる。
【0202】再び図23を参照して制御信号の切換につ
いて説明する。まず、電圧アンプ回路400が動作状態
にあるときには、制御信号MEはHレベルに活性化され
る。一方電圧アンプ回路400が動作しないモードにお
いては制御信号MEはLレベルに設定され消費電力の低
減が図られる。次に、基準電位VINが2.5V以下の
ときには制御信号LEをHレベルに設定し、基準電位V
INが3.75V以上のときには制御信号LEをLレベ
ルになるように設定する。これで、中電圧アンプ回路4
06の動作範囲外で低電圧アンプ回路408を動作さ
せ、中電圧アンプ回路の動作範囲になると低電圧アンプ
回路408を非活性にして動作電流の低減を図る。
【0203】基準電位VINが7.5V以上のときは制
御信号HEをHレベルに設定し、基準電位VINが6.
25V以下のときには制御信号HEをLレベルになるよ
うに設定する。このようにして、中電圧アンプ回路の動
作範囲外で高電圧アンプ回路404を動作させ、中電圧
アンプ回路406の動作範囲になると高電圧アンプ回路
404を非活性にして動作電流の低減を図る。
【0204】このように電圧アンプ回路を入力電位に応
じて切換えると、動作範囲を広げることができるととも
に動作電流の低減が実現できる。
【0205】なお、図25、図26、図27では、それ
ぞれ別個のバイアス電圧発生回路502,602,70
2を設けているがこれらは1つのバイアス電圧発生回路
を共通に使用してもかまわない。
【0206】[実施の形態5]フラッシュメモリにおい
て、複数のメモリセルにある一定量のしきい値変化を与
えるために必要な印加電圧値は、製造ばらつきなどによ
って異なる場合がある。ある電圧を所定時間メモリセル
に印加した後にメモリセルに書込まれたデータを読出し
て検証する動作、すなわちベリファイの結果、まだその
メモリセルが所望のしきい値電圧に変更されていないと
判定されると、メモリセルにはさらに追加して電圧が加
えられる。さらに電圧を加えなければならないメモリセ
ルは、しきい値電圧が変化しにくい性質を持っており、
さらに大きな電圧を印加するほうがデータの書換えに要
する時間が短縮できる。したがって、さまざまなメモリ
セルの書換特性に合わせて電圧を段階的に増加させる必
要が出てくる。
【0207】メモリセルに与える電圧を段階的に増加さ
せるには、図3に示した基準電位発生回路に与える制御
信号S0,S1,S2の値を順次カウントアップしてい
けばよい。
【0208】図28は、図3に示した基準電位発生回路
48の動作を説明するために、セレクタを模式的に表わ
した図である。
【0209】図28を参照して、制御信号S0,S1,
S2としては(H,H,H)が与えられており、セレク
タ58〜70はすべて“H”側が選択されている。
【0210】図29は、制御信号S2,S1,S0を順
にカウントアップさせた場合の各ノードの変化を説明す
るための図である。
【0211】図28、図29を参照して、制御信号(S
2,S1,S0)を(L,L,L)から(H,H,H)
まで順番に増加させると、それに応じて基準電位VIN
が1.25Vから10.00Vまで1.25Vの刻みで
増加する。
【0212】図29において、制御信号(S2,S1,
S0)を(L,H,H)から(H,L,L)に切換える
場合を考える。このとき基準電位VINは5.00Vか
ら6.25Vに変化する。同時にノードND22の電位
は、10.00Vから6.25Vに切換わる。しかし、
ノードND22が有する寄生容量成分の働きで、基準電
位VINにはノイズが生ずる。そして、目標の6.25
Vよりも基準電位VINは高い電圧になってしまうとい
う問題が生ずる場合がある。
【0213】図30は、実施の形態5で用いる基準電位
発生回路848の構成を概略的に示す図である。
【0214】図30を参照して、基準電位発生回路84
8は、図28に示した基準電位発生回路48の構成にお
いて、セレクタ58〜70に代えてセレクタ858〜0
を含む。セレクタ858は、制御信号S0がLレベルの
ときにはノードND8とノードND14とを接続する。
一方、セレクタ858は、制御信号S0がHレベルのと
きにはノードND7とノードND14とを接続する。セ
レクタ860は、制御信号S0がHレベルのときにノー
ドND6とノードND13とを接続し、制御信号S0が
LレベルのときにノードND5とノードND13とを接
続する。セレクタ862は、制御信号S0がLレベルの
ときにノードND4とノードND12とを接続し、制御
信号S0がHレベルのときにノードND3とノードND
12とを接続する。セレクタ864は、制御信号S0が
HレベルのときにノードND2とノードND11とを接
続し、制御信号S0がLレベルのときにはノードND1
とノードND11とを接続する。
【0215】セレクタ866は、制御信号S1がLレベ
ルのときにノードND14とノードND22とを接続
し、制御信号S1がHレベルのときにノードND13と
ノードND22とを接続する。セレクタ868は、制御
信号S1がHレベルのときにノードND12とノードN
D21とを接続し、制御信号S1がLレベルのときにノ
ードND11とノードND21とを接続する。セレクタ
870は、制御信号S2がHレベルのときにノードND
22の電位を基準電位VINとして出力し、制御信号S
2がLレベルのときにノードND21の電位を基準電位
VINとして出力する。
【0216】図31は、図30に示した基準電位発生回
路848の各ノードの電位と制御信号S0〜S2との関
係を示した図である。
【0217】図30、31を参照して、基準電位発生回
路848は、各セレクタの選択コードとしてグレイコー
ドを使用している。グレイコードとは、隣り合うコード
間のハミング距離が常に1となる特徴を持つコードであ
る。グレイコードを採用すると、ノードND21、ノー
ドND22のそれぞれの電位は制御信号S2,S1,S
0が隣り合うコードに変化した場合にそれぞれ変化量が
最大でも1.25Vしか変化していないことがわかる。
したがって、制御信号(S2,S1,S0)が(L,
H,L)から(H,H,L)に変化する場合にノードN
D21,ND22の電位変化が小さく抑えられているの
で、寄生容量成分の働きで基準電位VINが変化してし
まうノイズを防ぐことができる。
【0218】[実施の形態6]実施の形態1〜実施の形
態4では、一定の昇圧電位VPP(たとえば10V)の
場合について説明してきた。しかし、チャージポンプ回
路が発生する昇圧電位VPP自体をたとえば書込、消
去、読出等の動作モードによって変化させる場合があ
る。このような場合には、たとえば図30に示した基準
電位発生回路848では、昇圧電位VPPを分圧して得
ている各ノードND1〜ND8の電位も昇圧電位VPP
に比例して変化してしまう。したがって、基準電位VI
Nが変化してしまうため、正確な電圧が出力電位VOU
Tとして得られないという問題が生ずる。
【0219】図32は、実施の形態6の基準電位発生回
路900の構成を示す回路図である。
【0220】図32を参照して、基準電位発生回路90
0は、切換信号L0,L1,L2をそれぞれ受ける切換
回路902,904,906と、切換回路902,90
4,906の出力をそれぞれゲートに受けるPチャネル
MOSトランジスタ908,910,912とを含む。
PチャネルMOSトランジスタ908はノードND66
とノードND65との間に接続される。PチャネルMO
Sトランジスタ910は、ノードND65とノードND
13との間に接続される。PチャネルMOSトランジス
タ912は、ノードND63とノードND59との間に
接続される。
【0221】基準電位発生回路900は、さらに、昇圧
電位VPPが与えられるノードND66と接地ノードと
の間に直列に接続される抵抗R26〜R11を含む。抵
抗R11〜R26は、それぞれ25KΩの抵抗値を有す
る。
【0222】抵抗R11は接地ノードとノードND51
との間に接続される。抵抗R12は、ノードND51と
ノードND52との間に接続される。抵抗R13は、ノ
ードND52とノードND53との間に接続される。抵
抗R14は、ノードND53とノードND54との間に
接続される。抵抗R15は、ノードND54とノードN
D55との間に接続される。抵抗R16は、ノードND
55とノードND56との間に接続される。抵抗R17
は、ノードND56とノードND57との間に接続され
る。抵抗R18は、ノードND57とノードND58と
の間に接続される。
【0223】抵抗R19は、ノードND58とノードN
D59との間に接続される。抵抗R20は、ノードND
59とノードND60との間に接続される。抵抗R21
は、ノードND60とノードND61との間に接続され
る。抵抗R22は、ノードND61とノードND62と
の間に接続される。抵抗R23は、ノードND62とノ
ードND63との間に接続される。抵抗R24は、ノー
ドND63とノードND64との間に接続される。抵抗
R25は、ノードND64とノードND65との間に接
続される。抵抗R26は、ノードND65とノードND
66との間に接続される。
【0224】たとえば昇圧電位VPPが10Vのときに
は、ノードND51,ND52,ND53,ND54,
ND55,ND56,ND57,ND58から出力され
る電位は、それぞれ0.625V,1.25V,1.8
75V,2.5V,3.125V,3.75V,4.3
75V,5Vとなる。
【0225】また、ノードND59,ND60,ND6
1,ND62,ND63,ND64,ND65,ND6
6から出力される電位は、それぞれ5.625V,6.
25V,6.875V,7.5V,8.125V,8.
75V,9.375V,10Vとなる。
【0226】基準電位発生回路900は、さらに、制御
信号S0がLレベルのときにノードND66を選択しH
レベルのときにノードND65を選択するセレクタ92
2と、制御信号S0がHレベルのときにノードND64
を選択しLレベルのときにノードND63を選択するセ
レクタ924と、制御信号S0がLレベルのときにノー
ドND62と選択しHレベルのときにノードND61を
選択するセレクタ926と、制御信号S0がHレベルの
ときにノードND60を選択しLレベルのときにノード
ND59を選択するセレクタ928とを含む。
【0227】基準電位発生回路900は、さらに、制御
信号S0がLレベルのときにノードND58を選択しH
レベルのときにノードND57を選択するセレクタ93
0と、制御信号S0がHレベルのときにノードND56
を選択しLレベルのときにノードND55を選択するセ
レクタ932と、制御信号S0がLレベルのときにノー
ドND54を選択しHレベルのときにノードND53を
選択するセレクタ934と、制御信号S0がHレベルの
ときにノードND52を選択しLレベルのときにノード
ND51を選択するセレクタ936とを含む。
【0228】基準電位発生回路900は、さらに、制御
信号S1がLレベルのときにセレクタ922の出力を選
択しHレベルのときにセレクタ924の出力を選択する
セレクタ938と、制御信号S1がHレベルのときにセ
レクタ924を選択しLレベルのときにセレクタ928
の出力を選択するセレクタ940と、制御信号S1がL
レベルのときにセレクタ930の出力を選択しHレベル
のときにセレクタ932の出力を選択するセレクタ94
2と、制御信号S1がHレベルのときにセレクタ934
の出力を選択しLレベルのときにセレクタ936の出力
を選択するセレクタ944とを含む。
【0229】基準電位発生回路900は、さらに、制御
信号S2がLレベルのときにセレクタ938の出力を選
択しHレベルのときにセレクタ940の出力を選択する
セレクタ946と、制御信号S2がHレベルのときにセ
レクタ942の出力を選択しLレベルのときにセレクタ
944の出力を選択するセレクタ948と、制御信号S
3がHレベルのときにセレクタ946の出力を選択しL
レベルのときにセレクタ948の出力を選択しそのノー
ドの電位を基準電位VINとして出力するセレクタ95
0とを含む。
【0230】切換回路902は、たとえば、図4に示し
たセレクタ制御回路72と同様な回路を用いることがで
きる。つまり、図4の制御信号Siとして切換信号L0
を入力し制御信号/CONAをPチャネルMOSトラン
ジスタ908のゲートに与える出力とすることで切換回
路902として用いることができる。
【0231】切換回路904,906も同様な構成を有
しているため説明は繰返さない。図32に示した構成と
すれば、切換信号(L2,L1,L0)の組合せに応じ
てノードND66とノードND59との間の抵抗値を0
Ωから175KΩまで25KΩ刻みで変更できる。この
ように、昇圧電位VPPが変化した場合でも、ノードN
D59とノードND66との間の抵抗値を変化させるこ
とにより、分圧によって得られていた各ノードの電位を
そのまま保持することができる。
【0232】図33は、図32に示した基準電位発生回
路の動作を説明するための図である。
【0233】図32、図33を参照して、たとえば、昇
圧電位VPPとして8.125Vが与えられる場合を考
える。この場合には、切換信号(L2,L1,L0)を
(H,L,L)と設定すると、PチャネルMOSトラン
ジスタ908,910が導通状態となり、PチャネルM
OSトランジスタ912は非導通状態となり、Pチャネ
ルMOSトランジスタ912は非導通状態となる。この
ときに、ノードND66,ND65,ND63の電位は
昇圧電位VPPと同電位の8.125Vとなる。する
と、ノードND51〜ND63の電位はそれぞれ想定ど
おりの分圧電位となる。
【0234】このように、たとえば、書込モードや消去
モード等のモードによって変化する昇圧電位VPPのレ
ベルに応じて抵抗値を変更することにより、分圧ノード
の電位を想定値に保つことができる。
【0235】図33では、昇圧電位VPPと想定電位を
出力できる分圧ノードとの間の上限の関係を太線で示し
ている。つまり、昇圧電位VPPが10Vのときには、
ノードND51〜ND66が想定どおりの電圧となり、
昇圧電位VPPが7.5Vならば、ノードND51〜N
D59までが想定どおりの電圧となる。
【0236】したがって、昇圧電位が変化を変化させる
場合においても、分圧電位を一定に保つことができ、出
力電位を昇圧電位の変化前と同様な制御信号S0〜S3
によって等しい出力電位を得ることができる。
【0237】図32に示したように切換信号(L2,L
1,L0)の最小ビットである切換信号L0に応じて抵
抗間を短絡させるPチャネルMOSトランジスタ908
を昇圧電位VPP側に配置し、昇圧電位VPP側から順
に切換信号のビット順に短絡させる抵抗間の数を増やし
ておくことで、想定電圧を発生できるノードの上限を高
く設定できるという効果がある。
【0238】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0239】
【発明の効果】請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、メモリセルに与える電源電位を高速に切換えるこ
とができる。
【0240】請求項2、3に記載の不揮発性半導体記憶
装置は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の奏
する効果に加えて、プッシュプル構成を採用しており、
出力電位が負荷によって変動した場合に電位が低くなる
場合、高くなる場合いずれの場合でも素早く基準電位に
出力電位を合せることができる。
【0241】請求項4〜7に記載の不揮発性半導体記憶
装置は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の奏
する効果に加えて、出力する電位の範囲を広げることが
できる。
【0242】請求項8に記載の不揮発性半導体記憶装置
は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の奏する
効果に加えて、電流制限により昇圧回路が発生する昇圧
電位の降下を防ぐことができる。
【0243】請求項9、10に記載の不揮発性半導体記
憶装置は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の
奏する効果に加えて、ホットキャリアなどによるトラン
ジスタの劣化を防ぐことができる。
【0244】請求項11に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の奏す
る効果に加えて、階層的に順次分圧電位の数を減らして
選択することで、セレクタ制御回路の構成を簡単にで
き、セレクタ制御回路の素子数を減らすことができ、レ
イアウト面積の縮小化に効果がある。
【0245】請求項12に記載の不揮発性半導体記憶装
置は、請求項11に記載の不揮発性半導体記憶装置の奏
する効果に加えて、出力電位を段階的に切換える場合に
おいて、切換時に発生するノイズを低減することができ
る。
【0246】請求項13、14に記載の不揮発性半導体
記憶装置は、請求項11に記載の不揮発性半導体記憶装
置の奏する効果に加えて、昇圧電位が変化を変化させる
場合においても、分圧電位を一定に保つことができ、出
力電位を同様な制御で出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の不揮発性半導体記憶装置1の概略構
成を示すブロック図である。
【図2】 図1における電圧発生部3の構成を示したブ
ロック図である。
【図3】 図2における基準電位発生回路48の構成を
示す回路図である。
【図4】 図3において用いられるセレクタ制御回路お
よびセレクタの回路例である。
【図5】 基準電位発生回路48に入力される制御信号
と出力する基準電位との関係を示した図である。
【図6】 図2における電圧アンプ回路50の構成を示
した回路図である。
【図7】 NチャネルMOSトランジスタ128に流れ
る電流Ioutおよび出力電位VOUTの関係を示した
図である。
【図8】 プッシュプル構成のアンプ回路の特性を示し
た図である。
【図9】 実施の形態1の変形例で用いられる電圧アン
プ回路50aの構成を示す回路図である。
【図10】 図9に示した回路の動作を説明するための
図である。
【図11】 図6に示した電圧アンプ回路に基準電位V
INとして10Vが与えられた場合の出力電位VOUT
と出力電流Ioutとの関係を示した図である。
【図12】 図11のグラフG6のB部分を拡大して示
した図である。
【図13】 実施の形態2で用いられる電圧アンプ回路
200の構成を示した回路図である。
【図14】 図13のNチャネルMOSトランジスタ2
14に流れる電流を説明するための図である。
【図15】 実施の形態2の変形例1において用いられ
る電圧アンプ回路200aの構成を示した回路図であ
る。
【図16】 実施の形態2の変形例2である電圧アンプ
回路200bの構成を示す回路図である。
【図17】 図16に示した電圧アンプ回路200bの
特性を説明するための図である。
【図18】 実施の形態2の変形例3において用いられ
る電圧アンプ回路200cの構成を示した回路図であ
る。
【図19】 実施の形態3で用いられる電圧アンプ回路
300の構成を示した回路図である。
【図20】 実施の形態3の変形例1の電圧アンプ回路
300aの構成を示した回路図である。
【図21】 実施の形態3の変形例2において用いられ
る電圧アンプ回路300bの構成を示した回路図であ
る。
【図22】 実施の形態3の変形例3において用いられ
る電圧アンプ回路300cの構成を示した回路図であ
る。
【図23】 実施の形態4において用いられる電圧アン
プ回路400の構成を示すブロック図である。
【図24】 図23における制御信号発生部402の構
成を示した回路図である。
【図25】 図23における高電圧アンプ回路404の
構成を示す回路図である。
【図26】 図23に示した中電圧アンプ回路406の
構成を示した回路図である。
【図27】 図23における低電圧アンプ回路408の
構成を示した回路図である。
【図28】 図3に示した基準電位発生回路48の動作
を説明するために、セレクタを模式的に表わした図であ
る。
【図29】 制御信号S2,S1,S0を順にカウント
アップさせた場合の各ノードの変化を説明するための図
である。
【図30】 実施の形態5で用いる基準電位発生回路8
48の構成を概略的に示す図である。
【図31】 図30に示した基準電位発生回路848の
各ノードの電位と制御信号S0〜S2との関係を示した
図である。
【図32】 実施の形態6の基準電位発生回路900の
構成を示す回路図である。
【図33】 図32に示した基準電位発生回路の動作を
説明するための図である。
【図34】 メモリセルに書込動作を行なう説明をする
ための概念図である。
【図35】 図34の選択セルへの書込動作を説明する
ための概略的な断面図である。
【図36】 メモリセルの消去動作を説明するための概
略的な回路図である。
【図37】 消去動作における各メモリトランジスタに
設定される電位を説明するための概略的な断面図であ
る。
【図38】 複数の高電圧を発生する従来の構成を説明
するための図である。
【符号の説明】
1 不揮発性半導体記憶装置、2 書込&消去制御部、
3 電圧発生部、26メモリアレイ、28 セレクトゲ
ート、30,32 メモリセル、42 チャージポンプ
回路、46 ディストリビュータ、48,848,90
0 基準電位発生回路、50,50a 電圧アンプ回
路、52〜56,72 セレクタ制御回路、58〜7
0,74,858〜870,922〜950 セレク
タ、102,202,302,502,602,702
バイアス電圧発生回路、104,204,204c,
304,304c,504,604,704 基準電位
入力部、106,106a,206,206a〜206
c,306,306a〜306c,506,606,7
06 駆動部、200,200a,200b,200
c,300,300a〜300c,400 電圧アンプ
回路、402 制御信号発生部、404 高電圧アンプ
回路、406 中電圧アンプ回路、408 低電圧アン
プ回路、503,605,703 スイッチ回路、53
2,632,732制御回路、108,110,R1〜
R26 抵抗、902,904,906切換回路、BL
OCK0 メモリブロック、SBL,SBL0,SBL
1 サブビット線、SL ソース線、WL,WL0,W
L1 ワード線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河井 伸治 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD09 AD10 AD12 AE08 5H420 NA03 NB02 NB16 NB25 NB37 NC06

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行列状に配列され、不揮発的にデータを
    保持する複数のメモリセルを含むメモリアレイと、 外部からの指示に応じて前記複数のメモリセルに対し電
    圧印加の制御を行なう制御部と、 前記制御部の出力に応じて、出力ノードから前記データ
    の消去および書換時に前記複数のメモリセルに与える第
    1の内部電位を出力する電圧発生部とを備え、 前記電圧発生部は、 第1の電源電位を昇圧して第2の電源電位を出力する昇
    圧回路と、 前記制御部の指示に応じて第2の内部電位を発生する基
    準電位発生部と、 前記第2の電源電位を受け、前記第2の内部電位に応じ
    て前記出力ノードに前記第1の内部電位を伝達する電圧
    アンプ回路とを含み、 前記電圧アンプ回路は、 前記第2の内部電位を受けて第3の内部電位を出力する
    基準電位入力部と、 前記第3の内部電位に応じて前記出力ノードの電位を駆
    動する駆動部とを有し、 前記基準電位入力部は、 前記第2の内部電位がソースに結合され、ドレインとゲ
    ートが前記第3の内部電位に結合される第1の電界効果
    トランジスタと、 所定の電源電位が与えられる第1の内部ノードと前記第
    1の電界効果トランジスタとの間に設けられ所定の第1
    のバイアス電流を前記第1の電界効果トランジスタに供
    給する第1の電流源とを有し、 前記駆動部は、 前記第1の電界効果トランジスタとゲートが互いに接続
    され、前記所定の電源電位が与えられる第2の内部ノー
    ドと前記出力ノードとを結ぶ経路上に設けられる第2の
    電界効果トランジスタとを有する、不揮発性半導体記憶
    装置。
  2. 【請求項2】 前記第1、第2の内部ノードは、前記第
    2の電源電位に結合され、 前記基準電位入力部は、 前記第2の内部電位がソースに結合され、ドレインとゲ
    ートが第4の内部電位に結合される第3の電界効果トラ
    ンジスタと、 接地ノードと前記第3の電界効果トランジスタのドレイ
    ンとの間に設けられ、所定の第2のバイアス電流を供給
    する第2の電流源とをさらに有し、 前記駆動部は、 前記第3の電界効果トランジスタとゲートが互いに接続
    され、前記接地ノードと前記出力ノードとを結ぶ経路上
    に設けられる第4の電界効果トランジスタとをさらに有
    する、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記第1、第2の電界効果トランジスタ
    は、NチャネルMOSトランジスタであり、 前記第3、第4の電界効果トランジスタは、Pチャネル
    MOSトランジスタである、請求項2に記載の不揮発性
    半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記第1、第2の内部ノードは、前記第
    2の電源電位に結合され、 前記基準電位入力部は、 前記第1の電界効果トランジスタのソースから接地ノー
    ドに向けて前記第1のバイアス電流を流す第2の電流源
    をさらに有し、 前記駆動部は、 前記出力ノードから前記接地ノードに向けて第2のバイ
    アス電流を流す第3の電流源をさらに有する、請求項1
    に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第1、第2の電界効果トランジスタ
    は、NチャネルMOSトランジスタである、請求項4に
    記載の不揮発性半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記第1、第2の内部ノードは、接地ノ
    ードと接続され、 前記基準電位入力部は、 前記第2の電源電位が与えられるノードから前記第1の
    電界効果トランジスタのソースに向けて向けて前記第1
    のバイアス電流を流す第2の電流源をさらに有し、 前記駆動部は、 前記第2の電源電位が与えられるノードから前記出力ノ
    ードに向けて第2のバイアス電流を流す第3の電流源を
    さらに有する、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
    置。
  7. 【請求項7】 前記第1、第2の電界効果トランジスタ
    は、PチャネルMOSトランジスタである、請求項6に
    記載の不揮発性半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記駆動部は、 前記第2の内部ノードと前記出力ノードとを結ぶ経路上
    に前記第2の電界効果トランジスタと直列に設けられ、
    前記第2の電界効果トランジスタに流れる電流が所定値
    を超えた場合に制限する電流制限回路をさらに有する、
    請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記駆動部は、 前記第2の内部ノードと前記出力ノードとを結ぶ経路上
    に前記第2の電界効果トランジスタと直列に設けられる
    ダイオード接続された第5の電界効果トランジスタをさ
    らに有する、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
    置。
  10. 【請求項10】 前記駆動部は、 前記第2の内部ノードと前記出力ノードとを結ぶ経路上
    に前記第2の電界効果トランジスタと直列に設けられ、
    ゲートに前記第1の電源電位があたえられる第6の電界
    効果トランジスタをさらに有する、請求項1に記載の不
    揮発性半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 前記基準電位発生部は、 前記第2の電源電位と接地電位との間を分圧し、複数の
    分圧ノードに出力する分圧回路と、 前記分圧回路の出力を受け、前記制御部の出力に応じて
    前記複数の分圧ノードの電位の一つを選択して出力する
    選択回路とを有し、 前記選択回路は、 複数段の縦続接続される選択段を有し、各前記複数段の
    選択段は、順次対応の出力ノード数が低減される、請求
    項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  12. 【請求項12】 前記制御部の出力は、 前記第2の内部電位を段階的に増加させるために前記第
    2の内部電位に対応した複数ビットの電位指示情報を含
    み、 各前記選択段は、複数の2入力セレクタを含み、 前記選択回路は、前記電位指示情報をハミング距離が1
    となるコードに対応させて選択動作を行なう、請求項1
    1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 前記制御部は、前記昇圧回路に対し
    て、動作モードに応じて前記第2の電源電位を変化させ
    る指示を行ない、かつ、前記基準電位発生部に対して前
    記第2の電源電位の変化を知らせる電位変化情報を与
    え、 前記分圧回路は、 前記第2の電源電位を受けるノードと接地ノードとの間
    に直列に接続される抵抗群を含み、 前記抵抗群の複数の接続ノードは、前記複数の分圧ノー
    ドであり、 前記基準電位発生部は、 前記電位変化情報に応じて、前記複数の分圧ノードを選
    択的に接続することにより前記分圧電位を調節する分圧
    可変回路をさらに含む、請求項11に記載の不揮発性半
    導体記憶装置。
  14. 【請求項14】 前記電位変化情報は、 複数の信号ビットを含み、 前記分圧可変回路は、 前記複数の信号ビットにそれぞれ対応して導通し、各々
    が前記複数の分圧ノードのうちの対応する2つを接続す
    る複数のスイッチ回路を含み、 前記複数のスイッチ回路は、対応する前記信号ビットの
    下位ビット側から順に前記第2の電源電位に近い側の分
    圧ノードに割当てられる、請求項13に記載の不揮発性
    半導体記憶装置。
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