发明名称 电压产生电路
摘要 一种电压产生电路。本发明之目的为提供能抑制闪速记忆体因温度变化之阈值分布扩大之电压产生电路。本发明之解决方法为:电压产生电路包括:电流源1、2,产生不依靠温度之一定电流;电流源3、4,产生与温度成比例之电流;MOS电晶体PA1、PA2、NA1、NA2;及电阻 Rout。将致能信号EN1b、EN2、EN3b、EN4供给上述各MOS电晶体之闸极,选择使用各电流源,将温度特性正负双方均调整为各种情形。由以电压产生电路产生读取时及验证读取时之控制闸电压,即可消除对各种读取时间经常因记忆单元电流之温度之变化。又由消除读取电流之温度依靠性,即可缩小阈值分布宽度。
申请公布号 TW578294 申请公布日期 2004.03.01
申请号 TW089114521 申请日期 2000.07.20
申请人 东芝股份有限公司 发明人 竹内 健;田中 智晴
分类号 H01L27/00;G11C16/06 主分类号 H01L27/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种电压产生电路,其包括: 一作为一输出端子的第1端子; 一被连接至该第1端子的定电流源,用以将实质上 不依靠温度变化之定电流供给该第1端子,或将该 定电流从该第1端子放电; 一被连接至该第1端子的温度依靠电流源,用以将 会随着温度变化而改变之温度依靠电流供给该第1 端子,或将该温度依靠电流从该第1端子放电; 一被连接至该第1端子的第1电流/电压变换器; 一被连接至该第1端子的定电流产生电路,其并且 包括 一被连接于第2与第3端子之间的第2电流/电压变换 器,及 一第1控制电路,用以将该等第2与第3端子之间的一 电压控制成实质上不依靠温度变化的定电压;及 一被连接至该第1端子的温度依靠电流产生电路, 其并且包括 一被连接于第4与第5端子之间的第1二极体元件, 一被连接于第6与第7端子之间的第3电流/电压变换 器, 一被连接于该等第5与第7端子之间的第2二极体元 件,及 一第2控制电路,用以将该等第4与第6端子的电位控 制成相等的电位。2.如申请专利范围第1项之电压 产生电路,其中该温度依靠电流会随着一绝对温度 成比例变化。3.如申请专利范围第1项之电压产生 电路,其中该第1电流/电压变换器系被连接于该第1 端子与一接地电位之间。4.如申请专利范围第3项 之电压产生电路,其中该第1电流/电压变换器包括 电阻与电晶体中至少其中一者。5.如申请专利范 围第1项之电压产生电路,其中该定电流与该温度 依靠电流中至少其中一者会随着下面至少其中一 项而改变:一周边电路的工作模式、一外部所提供 的指令以及储存于保险丝元件中的资料。6.如申 请专利范围第1项之电压产生电路,其中该定电流 系依照流经该第2电流/电压变换器的一电流而产 生的,而该温度依靠电流则系依照流经该第3电流/ 电压变换器的一电流而产生的。7.一种电压产生 电路,其包括: 一作为一输出端子的第1端子; 一被连接至该第1端子的定电流源,用以将实质上 不依靠温度变化之定电流供给该第1端子,或将该 定电流从该第1端子放电; 一被连接至该第1端子的温度依靠电流源,用以将 会随着温度变化而改变之温度依靠电流供给该第1 端子,或将该温度依靠电流从该第1端子放电; 一被连接至该第1端子的第1电流/电压变换器; 一被连接至该第1端子的定电流产生电路,其并且 包括 一被连接于第2与第3端子之间的第2电流/电压变换 器,及 一第1控制电路,用以将第2与第3端子之间的电压控 制成实质上不依靠温度变化的定电压;及 一被连接至该第1端子的温度依靠电流产生电路, 其并且包括 一用以供给定电流给第4端子的定电流产生装置, 一被连接于该第4与一第5端子之间的二极体元件, 一被连接于该第5与一第6端子之间的第3电流/电压 变换器,及 一第2控制电路,用以将该等第4与第6端子的电位控 制成相等的电位。8.如申请专利范围第7项之电压 产生电路,其中该定电流系依照流经该第2电流/电 压变换器的一电流而产生的,而该温度依靠电流则 系依照流经该第3电流/电压变换器的一电流而产 生的。9.一种电压产生电路,其包括: 一作为一输出端子的第1端子; 一被连接至该第1端子的第1定电流源,用以将实质 上不依靠一温度变化之第1定电流供给该第1端子; 一被连接至该第1端子的第2定电流源,用以将实质 上不依靠一温度变化之第2定电流从该第1端子放 电; 一被连接至该第1端子的第1温度依靠电流源,用以 将会随着温度变化而改变之第1温度依靠电流供给 该第1端子, 一被连接至该第1端子的第2温度依靠电流源,用以 将会随着温度变化而改变之一第2温度依靠电流从 该第1端子放电;及 一被连接至该第1端子的第1电流/电压变换器。10. 如申请专利范围第9项之电压产生电路,其中该等 第1与第2温度依靠电流会随着一绝对温度成比例 变化。11.如申请专利范围第9项之电压产生电路, 其中该第1电流/电压变换器系被连接于该第1端子 与一接地电位之间。12.如申请专利范围第11项之 电压产生电路,其中该第1电流/电压变换器包括一 电阻与一电晶体中至少其中一者。13.如申请专利 范围第9项之电压产生电路,其中该等第1与第2定电 流与该等第1与第2温度依靠电流中至少其中一者 会随着下面至少其中一项而改变:一周边电路的工 作模式、一外部所提供的指令以及储存于保险丝 元件中的资料。14.如申请专利范围第9项之电压产 生电路,进一步包括被连接至该第1端子的第1与第2 定电流产生电路,以及被连接至该第1端子的第1与 第2温度依靠电流产生电路, 该第1定电流产生电路包括一被连接于第2与第3端 子之间的第2电流/电压变换器,以及一第1控制电路 ,用以将第2与第3端子之间的电压控制成实质上不 依靠温度变化的定电压; 该第1温度依靠电流产生电路包括一被连接于第4 与第5端子之间的第1二极体元件,一被连接于第6与 第7端子之间的第3电流/电压变换器,一被连接于该 等第7与第5端子之间的第2二极体元件,以及一第2 控制电路,用以将该等第4与第6端子的电位控制成 相等的电位; 该第2定电流产生电路包括一被连接于第8与第9端 子之间的第4电流/电压变换器,以及一第3控制电路 ,用以将该等第8与第9端子之间的电压控制成实质 上不依靠温度变化的定电压;及 该第2温度依靠电流产生电路包括一被连接于第10 与第11端子之间的第3二极体元件,一被连接于第12 与第13端子之间的第5电流/电压变换器,一被连接 于该等第13与第11端子之间的第4二极体元件,以及 一第4控制电路,用以将该等第10与第12端子的电位 控制成相等的电位。15.如申请专利范围第14项之 电压产生电路,其中该第1或第2定电流系依照流经 该第2电流/电压变换器的一电流而产生的,而该第1 或第2温度依靠电流则系依照流经该第3电流/电压 变换器的一电流而产生的。16.如申请专利范围第9 项之电压产生电路,进一步包括一被连接至该第1 端子的第1定电流产生电路,其并且包括 一被连接于第2与第3端子之间的第2电流/电压变换 器,及 一第1控制电路,用以将该等第2与第3端子之间的电 压控制成实质上不依靠温度变化的定电压; 一被连接至该第1端子的第2定电流产生电路,其并 且包括 一被连接于第4与第5端子之间的第3电流/电压变换 器,及 一第2控制电路,用以将该等第4与第5端子之间的电 压控制成实质上不依靠温度变化的定电压; 一被连接至该第1端子的第1温度依靠电流产生电 路,其并且包括 一用以供给定电流给一第6端子的第1定电流产生 装置, 一被连接于该第6与一第7端子之间的第1二极体元 件, 一被连接于该第7与一第8端子之间的第4电流/电压 变换器,及 一第3控制电路,用以将该等第6与第8端子的电位控 制成相等的电位;及 一被连接至该第1端子的第2温度依靠电流产生电 路,其并且包括 一用以供给定电流给一第9端子的第2定电流产生 装置, 一被连接于该第9与一第10端子之间的第2二极体元 件, 一被连接于该第10与一第11端子之间的第5电流/电 压变换器,及 一第4控制电路,用以将该等第9与第11端子的电位 控制成相等的电位。17.如申请专利范围第16项之 电压产生电路,其中该第1或第2定电流系依照流经 该第2电流/电压变换器的电流而产生的,而该第1或 第2温度依靠电流则系依照流经该第3电流/电压变 换器的电流而产生的。18.一种电压产生电路,其包 括: 一作为一输出端子的第1端子; 一被连接至该第1端子的第1定电流源,用以将实质 上不依靠温度变化之定电流供给该第1端子; 一被连接至该第1端子的第1温度依靠电流源,用以 将会随着温度变化而改变之温度依靠电流从该第1 端子放电;及 一被连接至该第1端子的第1电流/电压变换器, 其中该定电流与该温度依靠电流中至少其中一者 会随着下面至少其中一项而改变:一周边电路的工 作模式、一外部所提供的指令以及储存于保险丝 元件中的资料。19.如申请专利范围第18项之电压 产生电路,其中该温度依靠电流会随着一绝对温度 成比例变化。20.如申请专利范围第18项之电压产 生电路,其中该第1电流/电压变换器系被连接于该 第1端子与一接地电位之间。21.如申请专利范围第 20项之电压产生电路,其中该第1电流/电压变换器 包括一电阻与一电晶体中至少其中一者。22.如申 请专利范围第18项之电压产生电路,进一步包括: 一被连接至该第1端子的定电流产生电路,其并且 包括 一被连接于第2与第3端子之间的第2电流/电压变换 器,及 一第1控制电路,用以将该等第2与第3端子之间的电 压控制成实质上不依靠温度变化的定电压;及 一被连接至该第1端子的温度依靠电流产生电路, 其并且包括 一被连接于第4与第5端子之间的第1二极体元件, 一被连接于第6与第7端子之间的第3电流/电压变换 器, 一被连接于该等第5与第7端子之间的第2二极体元 件,及 一第2控制电路,用以将该等第4与第6端子的电位控 制成相等的电位。23.如申请专利范围第22项之电 压产生电路,其中该定电流系依照流经该第2电流/ 电压变换器的电流而产生的,而该温度依靠电流则 系依照流经该第3电流/电压变换器的电流而产生 的。24.一种电压产生电路,其包括: 一作为一输出端子的第1端子; 一被连接至该第1端子的第1定电流源,用以将实质 上不依靠温度变化之定电流供给该第1端子; 一被连接至该第1端子的第1温度依靠电流源,用以 将会随着温度变化而改变之温度依靠电流从该第1 端子放电; 一被连接至该第1端子的第1电流/电压变换器, 一被连接至该第1端子的定电流产生电路,其并且 包括 一被连接于第2与第3端子之间的第2电流/电压变换 器,及 一第1控制电路,用以将第2与第3端子之间的电压控 制成实质上不依靠温度变化的定电压;及 一被连接至该第1端子的温度依靠电流产生电路, 其并且包括 一用以供给定电流给第4端子的定电流产生装置, 一被连接于该第4与一第5端子之间的二极体元件, 一被连接于该第5与一第6端子之间的第3电流/电压 变换器,及 一第2控制电路,用以将该等第4与第6端子的电位控 制成相等的电位。25.如申请专利范围第24项之电 压产生电路,其中该定电流系依照流经该第2电流/ 电压变换器的一电流而产生的,而该温度依靠电流 则系依照流经该第3电流/电压变换器的一电流而 产生的。26.一种电压产生电路,其包括: 一作为一输出端子的第1端子; 一被连接至该第1端子的定电流源,用以将实质上 不依靠温度变化之定电流供给该第1端子,或将该 定电流从该第1端子放电; 一被连接至该第1端子的温度依靠电流源,用以将 会随着温度变化而改变之一温度依靠电流供给该 第1端子; 一被连接至该第1端子的第1电流/电压变换器; 一被连接至该第1端子的定电流产生电路,其并且 包括 一被连接于第2与第3端子之间的第2电流/电压变换 器,及 一第1控制电路,用以将第2与第3端子之间的电压控 制成实质上不依靠温度变化的定电压;及 一被连接至该第1端子的温度依靠电流产生电路, 其并且包括 一被连接于第4与第5端子之间的第1二极体元件, 一被连接于第6与第7端子之间的第3电流/电压变换 器, 一被连接于该等第5与第7端子之间的第2二极体元 件,及 一第2控制电路,用以将该等第4与第6端子的电位控 制成相等的电位。27.如申请专利范围第26项之电 压产生电路,其中该温度依靠电流会随着一绝对温 度成比例变化。28.如申请专利范围第26项之电压 产生电路,其中该第1电流/电压变换器系被连接于 该第1端子与一接地电位之间。29.如申请专利范围 第28项之电压产生电路,其中该第1电流/电压变换 器包括一电阻与一电晶体中至少其中一者。30.如 申请专利范围第26项之电压产生电路,其中该第1定 电流与该第1温度依靠电流中至少其中一者会随着 下面至少其中一项而改变:一周边电路的工作模式 、一外部所提供的指令以及储存于保险丝元件中 的资料。31.如申请专利范围第26项之电压产生电 路,其中该定电流系依照流经该第2电流/电压变换 器的电流而产生的,而该温度依靠电流则系依照流 经该第3电流/电压变换器的电流而产生的。32.一 种电压产生电路,其包括: 一作为一输出端子的第1端子; 一被连接至该第1端子的定电流源,用以将实质上 不依靠温度变化之定电流供给该第1端子,或将该 定电流从该第1端子放电; 一被连接至该第1端子的温度依靠电流源,用以将 会随着温度变化而改变之一温度依靠电流供给该 第1端子; 一被连接至该第1端子的第1电流/电压变换器; 一被连接至该第1端子的定电流产生电路,其并且 包括 一被连接于第2与第3端子之间的第2电流/电压变换 器,及 一第1控制电路,用以将第2与第3端子之间的电压控 制成实质上不依靠温度变化的定电压;及 一被连接至该第1端子的温度依靠电流产生电路, 其并且包括 一用以供给定电流给一第4端子的定电流产生装置 , 一被连接于该第4与一第5端子之间的二极体元件, 一被连接于该第5与一第6端子之间的第3电流/电压 变换器,及 一第2控制电路,用以将该等第4与第6端子的电位控 制成相等的电位。33.如申请专利范围第32项之电 压产生电路,其中该定电流系依照流经该第2电流/ 电压变换器的一电流而产生的,而该温度依靠电流 则系依照流经该第3电流/电压变换器的一电流而 产生的。34.如申请专利范围第7项之电压产生电路 ,其中该温度依靠电流会随着一绝对温度成比例变 化。35.如申请专利范围第7项之电压产生电路,其 中该第1电流/电压变换器系被连接于该第1端子与 一接地电位之间。36.如申请专利范围第35项之电 压产生电路,其中该第1电流/电压变换器包括一电 阻与一电晶体中至少其中一者。37.如申请专利范 围第7项之电压产生电路,其中该定电流与该温度 依靠电流中至少其中一者会随着下面至少其中一 项而改变:一周边电路的工作模式、一外部所提供 的指令以及储存于保险丝元件中的资料。38.如申 请专利范围第24项之电压产生电路,其中该温度依 靠电流会随着一绝对温度成比例变化。39.如申请 专利范围第24项之电压产生电路,其中该第1电流/ 电压变换器系被连接于该第1端子与一接地电位之 间。40.如申请专利范围第39项之电压产生电路,其 中该第1电流/电压变换器包括一电阻与一电晶体 中至少其中一者。41.如申请专利范围第32项之电 压产生电路,其中该温度依靠电流会随着一绝对温 度成比例变化。42.如申请专利范围第32项之电压 产生电路,其中该第1电流/电压变换器系被连接于 该第1端子与一接地电位之间。43.如申请专利范围 第42项之电压产生电路,其中该第1电流/电压变换 器包括一电阻与一电晶体中至少其中一者。44.如 申请专利范围第32项之电压产生电路,其中该第1定 电流与该第1温度依靠电流中至少其中一者会随着 下面至少其中一项而改变:一周边电路的工作模式 、一外部所提供的指令以及储存于保险丝元件中 的资料。45.一种多层式非挥发性半导体记忆体装 置,其包括: 一包括一闸极电极、一汲极电极与一源极电极的 记忆体单元,其并且具有第1.第2与第3临界电压中 其中一者; 一参考电压产生电路,其包括一能量带间隙参考电 路及用以切换一输出电压之一电位位准与温度系 数的MOS电晶体,该能量带间隙参考电路具有一第1 二极体、第2二极体以及一电阻器,实际上该第1二 极体的一阳极系被连接至该电阻其中一端,该电阻 另一端则系被连接至该等第2二极体的一阳极,该 第1一二极体与该等第2二极体的阴极都系被接地, 该等第2二极体系以并联方式进行连接,流经该电 阻的一电流则会随着一温度而提高; 一位准移位器,其可对该输出电压之一电位位准进 行乘法与除法运算,并且可产生被施加于该记忆体 单元之该闸极上的一第1验证电压,用以验证该记 忆体单元临界电压是否高于该第1验证电压,并且 可产生被施加于该记忆体单元之乾闸极上的第2验 证电压,用以验证该记忆体单元临界电压是否高于 该第2验证电压,该第1验证电压不同于该第2验证电 压,不过该第1验证电压的温度系数则几乎等于该 第2验证电压的温度系数。46.如申请专利范围第45 项之装置,其中该记忆体单元系复数个以NAND单元 所构成之记忆体单元中其中一个,该等第1与第2验 证电压则系被施加于该等以NAND单元所构成之记忆 体单元中被选择之其中一个的闸极,而其它记忆体 单元的一闸极则系被连接至一读取辅助电压,该读 取辅助电压的温度系数几乎等于该等第1与第2验 证电压的温度系数。47.如申请专利范围第45项之 装置,其中该等温度系数为一负値。48.如申请专利 范围第47项之装置,其中该等温度系数约为每度100 mV。图式简单说明: 图1系说明本发明之电压产生电路概念图。 图2系图1所示电路之具体构造例,(a)图系与温度成 比例之电流产生电路,(b)图系不依靠温度之定电流 产生电路。 图3系形成基准电位之带隙基准电路图。 图4系演算与温度成比例之电流与不依靠温度之电 流之和差之电路图。 图5系说明图2(a)、(b)所示定电流产生电路之其他 构造例,(a)图系不依靠温度之定电流产生电路,(b) 图系与温度成比例减少之电流产生电路。 图6系说明实施图5(a)、(b)所示电路产生之不依靠 温度之定电流与温度成比例减少之电流之加算 减算,产生具有同一温度依靠性之各种电压,(a)图 系电流之加算减算电路,(b)图系DC-DC变换电路。 图7系说明实施图5(a)、(b)所示电路产生之不依靠 温度之定电流与温度成比例减少之电流之加算 减算,产生具有同一温度依靠性之各种电压,(a)图 系电流之加算减算电路,(b)图系DC-DC变换电路。 图8系说明实施图5(a)、(b)所示电路产生之不依靠 温度之定电流与温度成比例减少之电流之加算 减算,产生具有同一温度依靠性之各种电压,(a)图 系电流之加算减算电路,(b)图系DC-DC变换电路。 图9系分别整理图6(a)、(b)至图8(a)、(b)所示电路产 生之各电位之输出电压温度特性图。 图10系说明4値记忆单元阈値分布与图6(a)、(b)至图 8(a)、(b)所示电路产生之各电位之关系图。 图11系图2(a)所示与温度成比例之电流产生电路之 其他构造例电路图。 图12系适合图2.图3及图11所示电路之运算放大器之 电路构造,(a)图系第1例,(b)图系第2例之电路图。 图13系说明图1.图4至图8所示电路之变形例电路图 。 图14系说明图1.图4至图8所示电路之其他变形例电 路图。 图15系图14所示电路之昇压电路之构造例电路图。 图16系图14所示电路之昇压控制电路之构造例电路 图。 图17系图4所示电压产生电路之变形例电路图。 图18系图4所示电压产生电路之其他变形例电路图 。 图19系图4所示电压产生电路之另一变形例电路图 。 图20系NAND单元型EEPROM之概略构造方块图。 图21系记忆单元电晶体之汲电流-闸电压特性图。 图22系4値记忆单元阈値分布图。 图23系表示抽出NAND单元型EEPROM之记忆单元阵列中 之一个NAND单元,(a)图系图形平面图,(b)图系其等效 电路图。 图24系图23(a)所示图形之断面构造图,(a)图系沿A-A' 线之断面图,(b)图系沿B-B'线之断面图。 图25系将NAND单元排列成矩阵状之记忆单元阵列等 效电路图。 图26系说明NAND单元阈値分布图。
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