DE2912692A1 - Halbleiter-speicher - Google Patents
Halbleiter-speicherInfo
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C17/00—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
- G11C17/08—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements
- G11C17/10—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM
- G11C17/12—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements in which contents are determined during manufacturing by a predetermined arrangement of coupling elements, e.g. mask-programmable ROM using field-effect devices
- G11C17/126—Virtual ground arrays
Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Dram (AREA)
Description
Dipl.-Phys« O.E. Weber * d? München 71
Patentanwalt Hofbrunnstraße 47
Telefon: (089)7915050
Telegramm: monopolweber mönchen
M 1115
MOTOROLA INC.
1303 East Algonquin Road
Schaumburg, 111. 60196
USA
Halbleiter-Speicher
Θ098Α2/0711
Zusammenfa ssung
Auf einem Halbleiter-Chip ist ein Nur-Lese-Speicher vorgesehen,
der eine reduzierte Anzahl von Versorgungsleitungen hat. Der Speicher weist mehrere in einem Feld angeordnete
Speicherzellen auf. Vertikale Leitungen definieren Spalten des Speichers. Jede zweite vertikale Leitung
ist mit einem ersten Anschlußpunkt verbunden. Zur steuerbaren Einschaltung des ersten Anschlußpunktes ist dieser
steuerbar an ein erstes Spannungs-Potential angeschlossen. Die nicht mit dem ersten Anschlußpunkt verbundenen senkrechten
Leitungen sind mit einem Ausgangsanschluß verbunden. Zum Anschalten der vertikalen Leitungen an den ersten
Anechlußpunkt und an den Ausgangsanschluß sind P-Kanal
Feldeffekt-Transistoren vorgesehen. Mehrere N-Feldeffekt
-Transistoren koppeln die vertikalen Leitungen steuerbar mit einem zweiten Spannungs-Potential. Eine vertikale
Leitung auf einer Seite der Speicherzellen-Spalte liefert der Zelle eine Durchschalt-Spannung, während eine vertikale
Leitung auf der anderen Seite der Speicherzellen-Spalte die gespeicherte Information von der Zelle zu dem
Ausgangsanschluß leitet. Die vertikalen Leitungen sind den benachbarten Speicherzellen-Spalten zugeordnet, wodurch
die Anzahl der Versorgungsleitungen reduziert ist.
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Datenspeicher und insbesondere Nur-Lese-Speicher (ROM) mit einer reduzierten
Anzahl von Versorgungsleitungen.
Die Versorgungsleitungen auf einen Halbleiter-Chip benötigen
im allgemeinen einen beträchtlichen Raumanteil, wodurch es wünschenswert ist, ihre Anzahl zu reduzieren oder sie
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derart anzuordnen, daß sie einen minimalen Platzbedarf erfordern. Datenspeicher, insbesondere ROM-Speicher,
sind feldartig arrangiert. Da ROM-Speicher eine einzelne Transistor-Speicherzelle haben, können die Zellen eng
benachbart angeordnet sein und je geringer die Anzahl der Versorgungsleitungen ist, um so kleiner ist der von
dem Gesamtspeicher benötigte Raum. Die Versorgungsleitungen
werden durch die Spannungsleitungen und die Rückoder Bezugsleitungen gebildet.
Aufgabe der Erfindung ist somit ein Nur-Lese-Speicher
(EOM) mit einer reduzierten Anethl von Versorgungsleitungen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn sich benachbarte Speicherzellen-Spalten die zwischen den Spalten des
Speichers verlaufenden Leitungen teilen.
Zur Durchführung der Erfindung wird ein verbesserter ROM-Speicher vorgestellt, der eine reduzierte Anzahl von Versorgungsleitungen
hat. Dieser Speicher hat mehrere Speicherzellen, die feldartig aufgebaut und in Spalten eingeteilt
sind. Jede Spalte wird durch eine erste und eine ziäte
vertikale Leitung definiert. Alle ersten Leitungen stehen mit einem ersten Anschlußpunkt in Verbindung. Der erste
Anschlußpunkt kann steuerbar mit einem ersten Spannungs
-Potential verbunden werden. Alle zweiten Leitungen der Spalten stehen mit einem Ausgangsanschluß in Verbindung.
Jede d»r ersten und jede der zweiten vertikalen Leitungen
kann ferner steuerbar mit dem Anschlußpunkt eines zweiten Spannungs-Potentials verbunden werden.
Weientliclie Züge der Erfindung sind auch in den Ansprüchen
aufgeführt. B«r Erfindungsgedanke selbst sei nun jedoch
BQjMhnd der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die
anliegend« Zeichnung erläutert.
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Die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist anhand einer einzelnen Figur dargestellt.
Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung in einer möglichen
Form, doch ist dieses Ausführungsbeispiel in keiner Weise
als Einschränkung zu verstehen.
Mit Bezugnahme auf die einzige Figur ist dort ein Nur -Lese-Speicher ROM 10 dargestellt. Der Speicher ROM 10
enthält mehrere Speicherzellen-Plätze 1i. Ein Speicherzellen-Platz
11 kann beispielsweise eiben P-Kanal Feldeffekt-Transistor
enthalten, um für diesen einzelnen Speicherzellen-Platz eine logische "1" anzuzeigen. Wenn
der Speicherzellen-Platz eine logische "0" enthält, würde sich an diesem einzelnen Platz kein Feldeffekt-Transistor
befinden. Der Speicher ROM 10 ist in mehrere Spalten eingeteilt, welche durch die vertikalen Leitungen 12
gebildet werden. Man beachte, daß die vertikalen Leitungen mit Ausnahme der vertikalen Leitungen an den
Enden des Speichers jeweils für zwei verschiedene Spalten von Speicherzellen gemeinsam sind. Weiterhin ist jede
zweite vertikale Leitung 12 als Treibleitung für den Speicher ROM anzusehen, während die zwischen diesen liegenden
vertikalen Leitungen mit einem Ausgangspunkt oder einer AusgangsMtung 17 verbundene Lese^Leitungen
sind. Jede der Leitung 12a entsprechende Leitung iat über einem P-Kanal Feldeffekt-Transistor 14a mit dem
Ausgangel? verbunden, während die dazwischen liegenden
vertikalen Leitungen 12b über einen P-Kanal Feldeffekfc"
-Transistor wie den Transistor 14b mit einem Anschluß 15 verbunden sind. Der Anschluß 15 ist über einen P-Kanal
Feldeffekt-Transistor 16 mit einer Spannungsquelle ?DD
$00841/0711
verbunden. Jede vertikale Leitung 12 ist an ihrem unteren Ende über einen N-Kanal Feldeffekt-Transistor 25 mit einer
zweiten Spannungsquelle Vgg verbunden, welche üblicherweise
Erde, ein Bezugspegel oder die negativste Spannung des Schaltkreises ist. Die Ausgangslinie 17 kann über einen
U-Kanal Feldeffekt-Transistor 18 gegenüber der Spannung
Vgg vorgespannt sein. Um eine statische Ausgangsgröße
des Speichers ROM 10 zu vermeiden sind an dem Ausgangspunkt 17 zwei gegensinnig geschaltete Inverter I9 und
20 angeschlossen. Die Eingangsgröße des Inverters 19 liegt
invertiert am Eingang des Inverters 20, der sie wiederum invertiert, wobei der Ausgang des Inverters 20 auf den
Eingang des Inverters 19 zurückgekoppelt ist. Dies verriegelt den Ausgang zur Vermeidung einer statischen Ausgangsgröße.
Die Ausgangsgröße der gegensinnig geschalteten Inverter 19 und 20 kann beispielsweise durch ein Übertragungs
-Tor 21 geschaltet werden, welches durch ein Taktsignal 02 gesteuert wird. Der Ausgang des Übertragungs-Tors
21 ist mit einem weiteren Paar gegensinnig g-eschalteter
Inverter 22 und 23 verbunden um eine statische Ausgangsgröße
an der Ausgangsseite des Übertragungs-Tors 21 zu vermeiden. Im Bedarfsfall kann die Ausgangsgröße der
gegensinnigen Inverter 22 und 23 durch einen weiteren Inverter 24· wiederum invertiert werden. Es mag für den
Fachmann klar sein, daß die Inverter und das Übertragungs
-Tor 21 zur Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht notwendig sind. Der Zweck des Übertragungs-Tors 21 ist
die zeitliche Berichtigung des Ausgangssignals zur Herstellung der Koinzidenz mit dem Taktsignal 02»
Die Wirkungsweise des Speichers ROM 10 ist folgende.
Um damit zu beginnen, wenn das Taktsignal 01 auf einen
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hohen Pegel geht, werden die ÜT-Kanal Feldeffekt-Transistoren
25 durchgeschaltet, wodurch die vertikalen Leitungen 12
ungefähr auf das Spannungs-Potential Vgo gebracht werden.
Man beachte, daß über den N-Kanal Feldeffekt-Transistor
auch der Ausgang 17 auf etwa das Potential Vgg gebracht
wird, wenn das Taktsignal 01 heraufgeht. Wenn das Taktsignal 01 heruntergeht, wird der P-Kanal Feldeffekt-Transistor
16 durchgeschaltet, wodurch der Anschluß 15 ungefähr
auf die Spannung VDD gebracht wird. Durch einen nicht gezeigten
externen Dekoder werden dann zwei naheliegende P-Kanal Feldeffekt-Transistoren 14a und 14b ausgewählt.
Der externe Dekoder wählt stets benachbarte Transistoren 14, wodurch eine Treibleitung und eine benachbarte Leseleitung
durchgeschaltet werden. Ein anderer Dekoder wird dazu benutzt, eine der die Reihen definierenden Leitungen
oder Horizontalleitungen 13 auszuwählen. Wenn angenommen wird, daß der P-Kanal Transistor 14a ausgewählt ist, welcher
die vertikale Leitung 12a mit dem Ausgang I7 verbindet,
so wird auch eine der Vertikalleitung 12a benachbarte Vertikalleitung, beispielsweise die Vertikalleitung
12b gewählt. Dann wird die Vertikalleitung 12b auf die an dem Anschluß 15 liegende Vorspannung aufgeladen.
Diese Vorspannung kann mn auf die Vertikalleitung 12a gekoppelt werden, wenn der Speicherzellen-Platz 11
zwischen den Leitungen 12a und 12b einen Feldeffekt-Transistor enthält. In diesem Fall wird das Vorspannungs-Signal
durch den P-Kanal Transistor 14a auf den Ausgangspunkt 17 gekoppelt. Da der Ausgang-17 zuvor auf der Spannung
Vgg lag, bewirkt die durch die Speicherzelle angekoppelte
Spannung eine Änderung am Ausgang I7. Diese Änderung
wird durch die gegensinnigen Inverter 19 und 20 aufrechterhalten. Wenn der Speicherzellen-Platz zwischen den Leitungen
12a und 12b keinen Transistor enthält, würde der Ausgang 17 natürlich weiterhin die Spannung VgS beibehalten.
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-χ-
Die Vertikalleitung 12b dient als Treibleitung und die Leitung 12a dient als Leseleitung für den Speicher EOM 10.
Zugleich dienen die Leitungen 12a und 12b der Auswahl einer Spalte, wenn ihre zugeordneten Transistoren 14a
und 14b durchgeschaltet werden.
Alle P-Kanal Transistoren 14 reagieren auf dekodierte
Adressen-Eingangssignale an ihren Steuerelektroden, obwohl einige von ihnen wie der Transistor 14b in den
TreibM.tUBgen wie der Leitung 12b und andere von ihnen
wie der Transistor 14a in den Leseleitungen wie der Leitung 12a liegen. Wie dargestellt, dienen die Leseleitungen
zwei benachbarten Spalten von Speicherzellen-Plätzen, .ähnlich dienen die Treibleitungen zwei benachbarten Spalten
von Speicherzellen-Plätzen, doch dienen in dem hier gezeigten Beispiel die Treibleitungen an den Enden der
Speicher-Matrix nur einer Spalte von Speicherzellen-Platzen« Obwohl die bevorzugte Ausgestaltung in einer einzigen Figur
dargestellt wurde, versteht es sich, daß die P-Kanal Transistoren N-Kanal Transistoren und die Η-Kanal Transistoren
durch P-Kanal Transistoren ersetzt werden können, wobei
dann die Spamiungs-Anschlüsse ¥DJ) und Tgg ihre Plätze wechseln.
linn sollte noch angemerkt werden, daß durch das Weglassen
aller Leitungen für die Spannungsversorgung innerhalb der
Matrix ein Ifar-Lese-Speicher mit einer reduzierten Anzahl
von. Y«rtikall«itungen vorgestellt wurde» lolgioh kann diener
Speicher als Speicher mit gedachten Spanmingequellenbatraohtet
wurden. Weiterhin werden für den erfindungegeaäBen
Nur-L«B«-8p«ioh«r weniger Dekoder-Signale benötigt,
el» für bftrücöaalicli· Nur-Lese-Speicher mit virtueller Erde.
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A-4%
Weil den Erfordernissen des Patentgesetzes entsprechend
die derzeit als bevorzugt betrachtete Ausgestaltung der
Erfindung beschrieben wurde, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß zahlreiche Änderungen und Hodifizxerungen
möglich sind, ohne den Erfindungsgedariken au verlassen.
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Claims (1)
- PatentansprücheHalbleiter-Speicher mit mehreren in Reihen und Spalten arrangierten Hur-Lese-Speicherzellen, mehreren Spalten definierenden vertikalen Leitungen und mehreren Reihen definierenden horizontalen Leitungen, gekennzeichnet durch erste Mittel (16) zur steuerbaren Anschaltung eines ersten Anschlußpunktes (15) an ein. erstes Spannungs-Potential (V-mp> welche zwischen dem ersten Anschlußpunkt und einem Anschluß für das erste Spannungs-Potential angeordnet sind, mehrere aweite Mittel (141s) zur steuerbaren Anschaltung jeder zweiten (12b) der genannten vertikalen Leitungen an den ersten Anschlußpunkt, mehrere dritte Mittel (14a) zur steuerbaren Anschaltung der zwischen den vorgenannten (12b) liegenden vertikalen Leitungen (12a) an einen Ausgangsanschluß (1?)» mehrere vierte Mittel (25) zum Anschalten der vertikalen Leitungen (12a, 12b) an ein zweites Spannungs-Potential (Vgg), welche sämtlich?· jeweils zwischen einer der vertikalen Leitungen und einem Anschluß für das zweite Spannungs-Potential angeordnet sind, sowie fünfte Mittel (18) welche zur steuerbaren Anschaltung des Ausgangsanschlusses an das zweite Spaimungs-Potential zwischen den Ausgangsanschluß und den Anschluß für das zweite Spannungs-Potential geschaltet sind»2» Halbleiter-Speicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei gegensinnig geschaltete Inverter an dem Ausgangsanschluß (17) zur Vermeidung einer statischen Ausgangsgröße des Speichers.909842/07113. Halbleiter-Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Mittel durch einen P-Kanal Feldeffekt-Transistor und die mehreren vierten Mittel durch itf-Kanal Feldeffekt-Transistoren gebildet sind.4. Nur-Lese-Speicher mit einer großen Anzahl von in Reihen und Spalten arraigLerten Speicherzellen, wobei die Spalten durch vertikale Leitungen und die Reihen durch horizontale Leitungen definiert sind, gekennzeichnet durc einen ersten Anschlußpunkt (15)» der mit einer bestimmten Anzahl von vertikalen Leitungen verbunden ist, um den Anschluß nur einer vertikalen Leitung zu ermöglichen, welche der jeweiligen Speicherzellen-Spalte benachbart ist, erste Mittel (16)zum Anlegen des ersten Anschlußpunktes an ein erstes Spannungs-Potential (V-m))ι welche zwischen dem ersten Anschlußpunkt und einem Anschluß für das erste Spannungs -Potential angeordnet sind, zweite Mittel (14b) zum Anschließen der bestimmten Anzahl der vertikalen Leitungen (12b) an den ersten Anschlußpunkt, einen Ausgangsanschluß (17) zur Lieferung einer Ausgangsgrefe aus den Speicherzellen, der mit vertikalen Leitungen gekoppelt, ist, welche eine zweite Seite der Spalten definieren, die gegenüber einer ersten Seite liegt, welche durch die bestimmte Anzahl von vertikalen Leitungen definiert ist, und dritte Mittel (25) zum Anschließen der vertikalen Leitungen an ein zweites Spannungs-Potential (Vg3), welche zwischen den vertikalen Leitungen und einem Anschluß für das zweite Spannungs-Potential angeordnet sind.5. Nur-Lese-Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß an dem Ausgangsanschluß (17) zur Vermeidung einer statischen Ausgangsgröße zwei gegensinnig geschaltete Inverter (19, 20) angeschlossen sind.009842/07116. Nur-Lese-Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Mittel (16) durch einen einzelnen P-Kanal Feldeffekt-Transistor gebildet sind.7. Nur-Lese-Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die zweiten Mittel (14b) durch mehrere P-Kanal Feldeffekt-Transistoren gebildet sind, deren jeder mit einer anderen der vertikalen Leitungen verbunden ist.8. Nur-üese-Speicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die dritten Mittel durch mehrere N-Kanal Transistoren gebildet sind, deren jeder mit einer anderen der vertikalen Leitungen verbunden ist.9. Speicher zur Speicherung 'von digitalen Daten innerhalb einer digitalen Datenverarbeitungsanlage, dessen Speicherzellen in einem Feld arragiert und in Spalten unterteilt sind, wobei jede der Spalten durch eine erste und »ine zweite vertikale Leitung definiert ist, gekennzeichnet durch einen ersten Anschlußpunkt (15)» erste Mittel (16) zum Anschalten des ersten Anschluß punktes, welche zwischen den ersten Anschlußpunkt und den Anschluß für ein erstes Spannungs-Potential (VDD) geschaltet eind, zweite Mittel (14b) zum Anschalten jeder der ersten, vertikalen Leitungen (12b) an den ersten An-•ehluEptinkt, einen Auegangsanschluß (17)« dritte Mittel (14a) zum Anschalten <tjeder der zweiten vertikalen Leitungen an den Ausgangsanechluß, und vierte Mittel (25) sum Ineelitlttn der treten und der zweiten vertikalen Leitungen (12·, 12b) ·η ein zweites Spannungs-Potential (Vgg), weleh· zwischen, de* ersten bzw« eweiten Leitungen und einen AnBOhlußpuidct des eweiten ßpannungs-Potentials geschaltet sind.«09842/071110. Vorrichtung nach Anspruch 9? gekennzeichnet durch fünfte Mittel (18) welche zum Vorspannen des Ausgangsanschlusses (17) zwischen den Ausgangsanschluß und den Anschluß des zweiten Spannungs-Potentials geschaltet sind.11. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten gegensinnig geschalteten Inverter (19* 20), welche an dem Ausgangsanschluß angeschlossen sind.12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, die zweiten und die dritten Mittel P-Kanal Feldeffekt-Transistoren und die vierten Mittel F-Kanal Feldeffekt-Transistoren sind.13. Nur-Lese-Speicher mit mehreren in einem Feld arraqgfcrten undin Spalten eingeteilten Speicherzellen, gekennzeich net durch erste vertikale Leitungen (12"b), die zwischen den Spalten von Speicherzellen liegen, den jeweils benachbarten Spalten zugeordnet sind und für diese als Treibleitungen dienen, zweite vertikale Leitungen (12a), die derart zwischen je zwei Spalten liegen, daß jede der Spalten zwischen einer solchen ersten und einer solchen zweiten vertikalen Leitung liegt, wobei die zweiten vertikalen Leitungen als Leseleitung für je zwei Spalten dienen und die ersten und die zweiten vertikalen Leitung·» auch zur Auswahl der Spalten dienen und alle zweiten Leitungen an einen Ausgangsanschluß (17) für den Speicher geführt sind.14. Nur-Lese-Speicher nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet , daß die ersten vertikalen Leitungen an ein erstes Spannungs-Potential (V-qtj) anschaltbar sind und Mittel (25) vorgesehen sind, sowohl die erafcfn als auch die zweiten Leitungen an ein zweites Spannungs-Potential C^go) anzuschließen.$08842/0711
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ID=25405175
Family Applications (1)
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Legal Events
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