电流电压转换电路及非易失性半导体存储装置制造方法及图纸

技术编号:3082678 阅读:133 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
流动至电流电压转换电路1之输入电流系在输出端SAIN转换成电压值,然后,差分放大电路5放大并输出差分电压在电压值与参考值Vref之间。PMOS与NMOS晶体管T1、T2系连接在输出端SAIN与电源电压VCC之间。藉由使晶体管导通,在输出端SAIN预先充电至电源电压VCC之后,藉由使电压对应输入电流而下降以执行电流电压转换操作。预先充电操作对输出端SAIN充电直到电源电压VCC并提供电荷至共同数据线N3而位线也预先充电电荷。由输出端SAIN经由共同数据线充电具有大量布线电容的路径,直到位线可以具有高电流驱动性的NMOS晶体管执行,而预先充电直到电源电压VCC可在PMOS晶体管T1完成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术系关于电流电压的转换以将输入电流的存在与不存在转换至不同电压的位准。且详而言之,本专利技术系关于转换储存信息至电压值之电流电压的转换并侦测其二进制状态,其中该储存信息系由内存获得之如电流的存在与不存在。
技术介绍
如图4所示,在日本未审查专利申请案第H11(1999)-149790号所揭露之电流感测放大电路中,储存信息系由半导体内存区域100的位线BL(0)至BL(n)被读取作为电流值,经由行选择晶体管T8、T9与共同数据线N3传送至电流感测放大电路200。在该电流感测放大电路200中,将在共同数据线N3上由内存为了数据读取之电流提供至n信道晶体管T300的源极,藉由晶体管T300放大,并将p信道晶体管T400连接至电源,而经由节点400输出至n信道晶体管T600。晶体管T600形成具有p信道晶体管T700之放大电路而放大电路将由内存之数据转换至电压值,其中输入该数据作为电流值,而输出该电压作为电流感测放大电路200之输出。在电流电压转换操作之前,节点400与共同数据线N3系预先充电而藉由行选择晶体管连接之位线系经由共同数据线N3预先充电。预先充电操作系藉由使p信道晶体管T400与p信道晶体管T500导通而执行。在包括预先充电操作之电流电压转换操作之完整周期期间,晶体管T400系导通而晶体管T500主要在电流电压转换操作之前,实行短周期之预先充电操作。在日本专利申请案早期公开第2002-237193号所揭露之非易失性半导体内存装置中,相似的感测放大器也同样被揭露。使用PMOS晶体管作为实行预先充电操作之晶体管。然而,在上述的先前技术中,使用p信道晶体管或PMOS晶体管当作预先充电的晶体管与预先充电在电流感测放大电路的节点,同时预先充电共同数据线与位线。随着非易失性半导体内存装置的电容扩充,扭绞(wring)的共同数据线的长度延伸更多而更多的内存单元系连接至位线。当执行高速电流电压转换操作时,具有更多的接线(wiring)电容,感测放大器需要事先执行高速的预先充电操作。感测放大电路需要配备p信道晶体管或具有足够电流供应能力之PMOS晶体管,而且该晶体管尺寸必须更大。这造成了违反非易失性半导体内存装置与容量扩充所需要较高整合性的问题。大的晶体管具有藉由在闸极与汲极之间之闸极氧化层与藉由在汲极与基板之间之PN接面所引起的大的寄生电容(parasitic capacitance),而这些寄生电容系增加到电流感测放大电路之节点。在预先充电操作完成后之电流电压转换操作,这些寄生电容会产生问题,其引起以响应为了由内存之数据的电流而在内部节点电位改变之延迟,输入至电流感测放大电路,其可导致在速度上或电流感测的灵敏度的恶化。并且,经由这些寄生电容,电容耦合可开始偏压之位准转变(transition)晶体管至闸极端,其可造成在内部节点电平之波动。这造成了电压之位准波动的问题,而将被转换至该电压之输入电流会造成转换错误。在此,为了避免上述的问题,应可想到装配具有相同尺寸与高电流驱动性之NMOS晶体管的感测放大电路,来代替PMOS晶体管当作预先充电之晶体管。然而,当连接至NMOS晶体管之汲极端之节点(电源电压系施加至该NMOS晶体管之汲极端)预先充电至高电位位准时,其预先充电至小于临界电压之电源电压之位准。鉴于将来期望之低电源电压之延伸应用,当藉由预先充电操作而增加之电平是高时,限制其缩小电流操作之电压范围而这造成了难以保证操作余裕的问题。读取储存在内存单元的信息且该信息状态系藉由电流之存在与不存在而决定。当由内存单元读取的数据对应至没有电流流动时,在电流电压转换电路中之内部节点依然在预先充电电平;当数据对应至电流流动时,预先充电的电平系步降(step down)。因此,在预先充电操作结束之后,NOMS晶体管之闸极电压系转变至低位准而使晶体管成为非导通,结果,可藉由经由寄生电容之电容耦合推测预先充电电平下降。因为NMOS晶体管预先充电的电平相等于小于临界电压的电源电压,当受到电容耦合的影响时,此位准将步降至仍然较低的电平。这造成了下列的问题。在一例中,感测放大电路系组态使得此电压与参考电压比较并执行差分放大器(differential amplification)以保证由内存数据的读取,而数据读取错误可能发生。本专利技术系能解决上述先前技术的至少一个问题并致力于提供,可以在小型的电路中完成增强速度或电流感测灵敏度并以较高的速度预先充电,同时预防在电流电压转换程序中之转换错误,并在低电源电压下运作良好。
技术实现思路
本专利技术之目标系有鉴于上述问题而提供一种转换节点,其电压系与电源电压经过初始化并步降与输入电流的位准成比例;N型晶体管,系连接在该转换节点与电源电压节点之间并在该转换节点的初始化操作之后立刻转为导通;以及,P型晶体管,系连接在该转换节点与该电源电压节点之间并在该转换节点的初始化操作之后立刻转为导通。在上述的电流电压转换电路中,在电流电压转换程序之前初始化该转换节点至电源电压,其中在该程序中,藉由对应于输入电流之电压下降,发生从电源电压之步降。藉由使N型晶体管与P型晶体管导通而执行初始化操作,这些晶体管系连接在转换节点与电源电压节点之间。经由此安排,藉由基于载子迁移性不同的电流驱动性差异,当该等晶体管具有相同驱动性时,N型晶体管更加小型而具有比P型晶体管短之信道宽度;当该等晶体管具有相同尺寸时,N型晶体管可具有比P型晶体管大的驱动性。因此,藉由N型晶体管的供应当作晶体管之初始化操作,转换节点可快速的提供能量以接近电源电压并能减少依附在转换节点的寄生于晶体管结构之寄生电容。初始化操作的晶体管可小型化而感测输入电流的速度与敏感性可被增强。除了N型晶体管之外,P型晶体管系在组态上与该晶体管平行连接,使得当仅藉由N型晶体管初始化时,转换节点的电压可初始化直到电源电压,其可限制电源电压的位准小于临界电压。此外,当初始化操作结束时欲使晶体管非导通,N型晶体管的闸极电压系由高电平改变至低电平而P型晶体管的闸极电压系由低电平改变至高电平。因为这些晶体管之闸极的转变系在相反方向,电容耦合动作经由寄生电容,造成转换节点的电平波动而彼此偏移。此外,当N型晶体管变成非导通时电容耦合效应可藉由使P型晶体管导通而吸收。因为初始化电压可以是电源电压而不是小于临界电压之电源电压,操作余裕可被保证在宽的操作电压范围,即使当低电源电压广泛的应用逐步发展时,当初始化操作的晶体管变成非导通时的转变错误可被预防。藉由平行排列P型晶体管与N型晶体管以初始化转换节点至在电流电压转变电路的电源电压,当个别的使用任一导通晶体管彼此偏压时,可看出其缺点,而理想的电流电压转换电路1可实现以增进电流感测的速度与敏感性,当实现小型电路的快速初始化操作时,即使具有低电源电压亦可保证足够的操作余裕。上述电流电压转换电路系进一步藉由配置输入区域而特征化,其中该区域接收输入电流并初始化与转换节点初始化操作同时地在输入电流路径上之加载以调节电平至低于经由转换节点之电源电压之电压。输入区域系电流电压转换电路之输入接口糗其接收输入电流并在转换节点初始化操作期间初始化具有导通N型晶体管与P型晶体管之在输入电流路径加载。在此时,调节负载之初始化电平至低于转换节点之电平(理想地,电本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电流电压转换电路,其中与输入电流位准成比例的电压经由该电流电压转换电路从电源电压步降并从那里输出,该电流电压转换电路包括:转换节点,其电压初始于电源电压并与该输入电流位准成比例地步降;N型晶体管,连接在该转换节点与电源电 压节点之间并在该转换节点的初始化操作之后立刻转为导通;以及P型晶体管,连接在该转换节点与该电源电压节点之间并在该转换节点的初始化操作之后立刻转为导通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电流电压转换电路,其中与输入电流位准成比例的电压经由该电流电压转换电路从电源电压步降并从那里输出,该电流电压转换电路包括转换节点,其电压初始于电源电压并与该输入电流位准成比例地步降;N型晶体管,连接在该转换节点与电源电压节点之间并在该转换节点的初始化操作之后立刻转为导通;以及P型晶体管,连接在该转换节点与该电源电压节点之间并在该转换节点的初始化操作之后立刻转为导通。2.根据权利要求1所述的电流电压转换电路,进一步包括输入部分,该输入部分接收该输入电流并转换该转换节点的电平至与该电源电压的电平相比的较低位准,以便在该转换节点的该初始化操作的同时在该输入电流的路线上初始化负载。3.根据权利要求1或2所述的电流电压转换电路,其中该N型晶体管在该初始化操作的初始阶段使该转换节点的电平接近于该电源电压的电平;以及该P型晶体管在该初始化操作的最后阶段调节该转换节点的电平至该电源电压的电平。4.根据权利要求3所述的电流电压转换电路,其中该N型晶体管的电流驱动性高于该P型晶体管的电流驱动性。5.根据权利要求3所述的电流电压转换电路,其中在该N型晶体管转为非导通之后,该P型晶体管保持导通状态。6.一种非易失性半导体存储装置,其中经由该非易失性半...

【专利技术属性】
技术研发人员:柴田健二川本悟
申请(专利权)人:斯班逊有限公司斯班逊日本有限公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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