DE68910374T2 - Elektrisch programierbarer Speicher mit mehreren bits pro Zelle. - Google Patents

Elektrisch programierbarer Speicher mit mehreren bits pro Zelle.

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DE68910374T2 DE89401183T DE68910374T DE68910374T2 DE 68910374 T2 DE68910374 T2 DE 68910374T2 DE 89401183 T DE89401183 T DE 89401183T DE 68910374 T DE68910374 T DE 68910374T DE 68910374 T2 DE68910374 T2 DE 68910374T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft die elektrisch programmierbaren Speicher und insbesondere die Speicher, die unter den abgekürzten Bezeichnungen "EPROM", "EEPROM", "FLASH- EEPROM" bekannt sind und die verschiedenen Varianten von Speichern entsprechen, deren Programmierung durch die Einleitung von elektrischen Ladungen in das schwebende Gate eines Transistors mit schwebendein Gate vorgenommen wird, welcher das Basiselement einer jeden Elementarzellle des Speichers bildet.
  • Die Programmierung ist elektrisch, was bedeutet, daß für die Programmierung einer Zelle des Speichers diese Zelle mithilfe eines Zeilendecodierers und eventuell eines Spaltendecodierers bezeichnet wird und daß an die bezeichnete Zelle geeignete Spannungen angelegt werden, die die Einleitung von Ladungen in das schwebende Gate gestatten.
  • Die in dem Speicher gespeicherte Information ist durch den programmierten Zustand einer jeden Zelle definiert. Dieser programmierte Zustand stellt eine binäre Information dar: eine Zelle ist programmiert oder nicht programmiert.
  • Um die in dem Speicher enthaltene Information zu lesen, wird der programmierte Zustand der Zellen untersucht. Hierzu wird eine bestimmte Zelle mithilfe eines oder mehrerer Decodierer adressiert, außerdem werden an diese Zelle geeignete Lesespannungen angelegt. Daraus resultiert ein elektrischer Strom oder eine Spannung, die vom programmierten Zustand der Zelle abhängt. Indem dieser Strom oder diese Spannung gemessen werden, wird festgestellt, ob die Zelle im programmierten Zustand gewesen ist oder nicht. Auf diese Weise können für eine Zelle nach der anderen oder für eine Zellengruppe nach der anderen die im Speicher gespeicherten binären Informationen gesammelt werden.
  • Genauer besteht beispielsweise in dem Fall, in dem jede Speicherzelle von einem Transistor mit schwebendem Gate gebildet ist, das lesen des Zustandes der Speicherzelle in einem Vergleich zwischen dem von der adressierten Zelle ausgegebenen Strom und einem Bezugsstromwert. Der Bezugsstromwert wird im wesentlichen in der Mitte desjenigen Intervalls gewählt, das zwischen dem Stromwert, den die programmierte Zelle liefern würde (in der Praxis ein Wert in der Nähe von Null), und dem Stromwert besteht, den die nicht programmierte Zelle liefern würde, wenn diese programmierte Zelle und diese nicht programmierte Zelle dieselben Lesespannungen empfangen würden.
  • Somit kippt ein Stromkomparator, der einerseits den Strom der zu lesenden Zelle (an die die Nennlesespannungen angelegt sind) und andererseits den Bezugsstrom empfängt, entsprechend dem programmierten Zustand der Zelle deutlich in die eine oder andere Richtung und liefert somit an seinem Ausgang eine binäre Information, die die in der gelesenen Zelle gespeicherte binäre Information darstellt.
  • Beispielsweise fließt in einer jungfräulichen (nicht prograrnmierten) EPROM-Zelle ein Strom von ungefähr 200 Mikroampère, während in einer programmierten Zelle unter den gleichen Lesebedingungen nur ein Strom von weniger als 20 Mikroampère fließt. Der gewählte Bezugswert kann ein Strom von 100 Mikroampère sein.
  • In der Praxis wird der von der Zelle ausgegebene Strom vorzugsweise in eine von diesem Strom abhängige Spannung (beispielsweise mittels eines Integrators) umgewandelt, derart, daß der Vergleich durch einen Spannungskomparator ausgeführt wird, der oftmals leichter als ein Stromkomparator zu verwirklichen ist. Da der Vergleichsmodus (durch die Spannung oder den Strom) nicht den Gegenstand der Erfindung bildet und da Strom- Spannungs-Umwandlungen auf wohlbekannte Weise ausgeführt werden können, wird in den folgenden Erläuterungen eine Einschränkung dahingehend vorgenommen, daß nur von Stromkomparatoren gesprochen wird, wobei jedoch stets zu vergegenwärtigen ist, daß es sich ebensogut um Spannungskomparatoren handeln könnte. Es kann beispielsweise angenommen werden, daß der Vergleichsbezugswert anhand eines von einer jungfräulichen Bezugszelle ausgegebenen Stroms definiert ist, der in einen Strom- Spannungs-Wandler eingegeben wird, dessen Verstärkungsfaktor eine Bezugsspannung genau definiert.
  • Da die durch die Programmierung ins Spiel gebrachten physikalischen Phänomene industriell schlecht beherrscht sind, sind die von den jungfräulichen Zellen und von den programmierten Zellen ausgegebenen Ströme nicht mit hoher Genauigkeit bekannt. Sie hängen von vielen Faktoren ab, die auch die Werte der an die Zellen angelegten Lesespannungen enthalten. Der Strom der programmierten Zellen hängt außerdem von der Stärke der Programmierung ab, d.h. von der Menge der Ladungen, die in dem schwebenden Gate einer Zelle gespeichert werden konnten. Diese Ladungsmenge hängt von der Programmierspannung und von der Dauer ab, während der diese Spannung angelegt wird, sogar von der Art, in der sie angelegt worden ist. Zwischen den Stromwerten von jungfräulichen Zellen und von programmierten Zellen gibt es daher in Speichern derselben Fertigungsreihe und sogar innerhalb eines einzigen Speichers eine sehr große Streuung.
  • Schließlich verschlechtert sich die Programmierung einer programmierten Zelle im Verlauf der Zeit, d.h. daß die Menge der in einem schwebenden Gate gespeicherten Ladungen mit der Zeit abnimmt, vor allem bei erhöhter Temperatur (die Haltedauer liegt in der Größenordnung von 10 Jahren). Daraus ergibt sich, daß der von einer programmierten Zelle ausgegebene Strom im Verlauf der Zeit in dem Maß progressiv zunimmt, in dem die Schwellenspannung des Transistors mit schwebendem Gate infolge dieses Ladungsverlustes abnimmt.
  • Aufgrund dieser Schwierigkeiten ist bis jetzt niemals versucht worden, die Eintragung einer von einer binären Information verschiedene Information in eine einzige physikalische Zelle des Speichers, d.h. in einen einzigen Transistor mit schwebendem Gate anzustreben. Um jedoch eine von einem einzigen Bit verschiedene Information, beispielsweise eine Information mit drei Zuständen oder eine aus zwei Bits gebildete Information in einer einzigen Zelle zu speichern, wäre es ausreichend, (anstatt eines einziges Schwellenwertes) mehrere von der Zelle in der Lesebetriebsart ausgegebene Spannungs- oder Stromschwellenwerte zu definieren, derart, daß die Lage des Stroms oder der Spannung in bezug auf diese verschiedenen Schwellenwerte den programmierten Zustand der Zelle unter den mehreren möglichen Zuständen (mehr als zwei) definieren würde.
  • Auf diese Weise könnte im Hinblick auf den globalen Platzbedarf des Speichers ein großer Gewinn erzielt werden, wenigstens für Speicher mit großer Kapazität, in denen die Größe einer Elementarzelle der vorherrschende Faktor in bezug auf den Platzbedarf ist. Wenn eine Zelle z.B. anstelle von einem einzigen Bit bei Verwendung derselben elementaren Fläche zwei Informationsbits speichert, kann der globale Gewinn für den gesamten Speicher bei derselben Kapazität von ungefähr 1 Megabit mit ungefähr 25% angegeben werden.
  • Dieser Flächengewinn führt selbstverständlich zu einer Erhöhung der Fertigungsleistungen und daher zu einer Verringerung der Kosten.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Verwirklichung eines elektrisch prograrnmierbaren Speichers zum Gegenstand, der dazu geeignet ist, in jeder Speicherzelle n mögliche programmierte Zustände zu speichern, wobei N wenigstens gleich drei ist.
  • Erfindungsgemäß wird ein elektrisch programmierbarer Speicher vorgeschlagen, in dem das Lesen der gespeicherten Information in der Lesebetriebsart durch Vergleichen einerseits eines Stroms oder einer Spannung, die vom programmierten Zustand der Zelle abhängen, mit einem Bezugswert andererseits ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Hauptvergleichsschaltungen enthält, die in der Lesebetriebsart arbeiten, um den Strom oder die Spannung mit n-1 Hauptbezugswerten einer Folge zu vergleichen und daraus den programmierten Zustand der Zelle aus n möglichen Zuständen abzuleiten, wobei n wenigstens gleich drei ist, und daß er andererseits mehrere Hilfsvergleichsschaltungen enthält, um den Strom oder die Spannung einer Zelle mit ersten Zwischenbezugswerten zu vergleichen, wobei jeder erste Zwischenbezugswert zwischen einem ersten und einem zweiten von aufeinanderfolgenden Hauptbezugswerten der Folge liegt, wobei der Speicher außerdem eine Steuer-Logikschaltung enthält, die die Ausgänge der Hauptvergleichsschaltungen und der Hilfsvergleichsschaltungen empfängt, um die Ausführung einer komplementären Programmieroperation der geprüften Zelle zu steuern, falls der Strom oder die Spannung zwischen einem Hauptbezugswert und dem ersten ihm folgenden Zwischenbezugswert liegt, und um diese komplementäre Programmierung anzuhalten, wenn der gemessene Strom oder die gemessene Spannung einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht, der zwischen diesem ersten Zwischenwert und einem ihm folgenden Hauptwert liegt.
  • Es kann dafür gesorgt werden, daß dieser Schwellenwert mit dem ersten Zwischenbezugswert identisch ist oder daß er im Gegensatz hierzu von einem zweiten Zwischenwert gebildet ist, der zwischen dem ersten Zwischenwert und dem ihm folgenden Hauptbezugswert liegt.
  • In der folgenden Beschreibung wird die Rolle der Zwischenbezugswerte besser verständlich, zusammenfassend kann jedoch gesagt werden, daß die Hauptbezugswerte die Strom- oder Spannungsschwellenwerte definieren, in bezug auf die der programmierte Zustand des Speichers bestimmt wird; die ersten Zwischenbezugswerte definieren Sicherheitsschwellenwerte, mit denen Informationen in den Zellen mit einer geringen Gefahr eines Ladungsverlusts programmiert werden können; die zweiten Zwischenbezugswerte definieren für einen bestimmten programmierten Zustand eine Programmiergrenze, jenseits derer die Fortsetzung die Programmiemng der Zelle vermieden werden muß, wenn nicht riskiert werden soll, in den folgenden programmierten Zustand überzugehen.
  • Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden genauen Beschreibung deutlich, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, wovon:
  • - die Fig. 1 schematisch eine herkömmliche Organisation eine elektrisch programmierbaren Speichers zeigt;
  • - die Fig. 2 schematisch eine von einer Speicherzelle in der Lesebetriebsart erzeugte Stromkurve zeigt, die vom programmierten Zustand der Zelle abhängt, wobei die herkömmliche Definition der beiden programmierten Zustände zur Anwendung kommt;
  • - die Fig. 3 schematisch dieselbe Kurve und die Art der Speicherung von zwei mithilfe von vier möglichen Programmierpegeln definierten Informationsbits in einer einzigen Zelle zeigt;
  • - die Fig. 4 eine weitere Stromkurve zeigt, wobei die Definition von drei Hauptbezugspegeln und fünf Zwischenbezugspegeln zur Anwendung kommt;
  • - die Fig. 5 ein Ablaufdiagramm der Funktion des erfindungsgemäßen Speichers zeigt;
  • - die Fig. 6 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speichers darstellt.
  • In Fig. 1 ist ein durch ein Netz von Zeilen und Spalten von Transistoren mit schwebendem Gate organisierter Speicher gezeigt, wobei jeder Transistor eine einzelne Speicherzelle bildet und in der Kreuzung einer Zeile und einer Spalte des Speichers angeordnet ist.
  • Die Sources der Transistoren sind mit der gemeinsamen elektrischen Masse verbunden, während die Drains der Transistoren derselben Spalte mit einem speziellen Spaltenleiter dieser Spalte verbunden sind. Die Steuergates der Transistoren derselben Zeile sind mit einem Zeilenleiter dieser Zeile verbunden.
  • Ein Zeilendecodierer DEL gestattet die Wahl einer bestimmten Zeile und das Anlegen einer Lesespannung (in der Lesebetriebsart) oder einer Programmierspannung (in der Programmierbetriebsart) oder einer Prüfspannung (in der Prüfbetriebsart) an den entsprechenden Zeilenleiter L.
  • Ein Spaltendecodierer DEC gestattet die Wahl einer bestimmten Spalte und die Verbindung des entsprechenden Spaltenleiters C (in der Lese- oder Prüfbetriebsart) mit einer Leseschaltung, die in der Fig. 1 durch einen Stromkomparator COMP symbolisiert ist. Der Komparator besitzt daher einen ersten Eingang A, der mit einer Spalte C verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der mit einer Bezugsstromquelle SR verbunden ist, die einen Bezugsstrom IR ausgibt (hierbei wird auf die weiter oben gegebenen Erläuterungen hinsichtlich der Möglichkeit Bezug genommen, daß sich der Vergleich eher auf Spannungen als auf Ströme stützt). Der Ausgang des Komparators ist mit einem Ausgangsanschluß S des Speichers verbunden, einem Anschluß, an dem die logischen Pegel vorliegen, die den in den Zellen programmierten Informationen entsprechen. Es kann festgestellt werden, daß die in den Zellen zu speichernden Informationen auch von außen an den Anschluß S angelegt werden, um in der Programmierbetriebsart an die Spalten übertragen zu werden.
  • In der Lesebetriebsart wie auch in der Prüfbetriebsart oder der Programmierbetriebsart wird der im Schnittpunkt der Zeile L und der Spalte C sich befindende Transistor mit schwebendem Gate TGF gewählt und kann gelesen oder geprüft oder programmiert werden.
  • In Fig. 1 ist außerdem symbolisch eine Programmierschaltung PROG gezeigt, die die für die Programmierung erforderlichen Spannungen liefert, die höher als in der Lese- oder Prüfbetriebsart sind.
  • Die Prüfung besteht in der Praxis darin, daß dieselben Spannungen wie in der Lesebetriebsart angelegt werden und daß für jede geprüfte Zelle verifiziert wird, daß der Komparator COMP an seinem Ausgangsanschluß S einen der in dieser Zelle theoretisch gespeicherten Information entsprechenden logischen Pegel liefert: den Pegel 0 für die programmierten Zellen, den Pegel 1 für die nicht programmierten Zellen.
  • In Fig. 2 ist die vom programmierten Zustand der Zelle abhängige Stromkurve gezeigt; je stärker die Programmierung ist, desto geringer ist der in der Lesebetriebsart erzeugte Strom; für eine stärkere Programmierung werden in der Programmierbetriebsart entweder die an die Zelle angelegten Spannungen oder die Anlegedauer oder aber die Anzahl der geeichten Programmierspannungsimpulse erhöht.
  • Ein Bezugsstrompegel IR, der zwischen dem normalerweise von einer jungfräulichen Zelle erzeugten Strom und dem normalerweise von einer programmierten Zelle erzeugten Strom liegt, gestattet die Unterscheidung zweier programmierter Zustände der Zelle. Die Zelle ist jungfräulich (Zustand 1), wenn der gelesene Strom größer als IR ist; sie ist programmiert (Zustand 0), wenn der Strom unterhalb von IR liegt. Die von einer Zelle gespeicherte Information ist eine binäre Information.
  • In Fig. 3 sind für dieselbe von der Stärke der Programmierung abhängige Stromkurve drei Strombezugspegel IR1, IR2, IR3 in fallender Reihenfolge gezeigt. Diese drei Pegel definieren vier mögliche programmierte Zustände und daher eine Information mit zwei Bits.
  • Beispielsweise entspricht der Zustand 11 einer jungfräulichen Zelle (erster Programmierpegel, der einer nicht vorhandenen Programmierung entspricht), wobei der beim Lesen erzeugte Strom größer als IR1 ist; der Zustand 10 entspricht einem zweiten Pegel, für den der erzeugte Strom zwischen IR1 und IR2 liegt; der Zustand 01 entspricht einem dritten Pegel (I liegt zwischen IR2 und IR3), während der Zustand 00 einem vierten Pegel entspricht (I liegt zwischen IR3 und Null).
  • Die Fig. 4 zeigt nochmals dieselbe Kurve, jedoch mit weiteren Bezugsstromwerten, die Zwischenbezugswerte zwischen den Hauptbezugswerten IR1, IR2, IR3 sind, welche in Fig. 3 definiert sind. Diese Werte setzen sich aus ersten Zwischenbezugswerten IR1A, IR2A, IR3A und aus zweiten Zwischenbezugswerten IR1B und IR2B zusammen. Die ersten Zwischenbezugswerte IR1A, IR2A und IR3A sind die größten Werte, außerdem kann in einem besonderen Ausführungsfall sehr gut dafür gesorgt werden, daß die zweiten Werte mit den ersten Werten identisch sind (d.h. genauer, daß IR1B = IR1A und IR2B = IR2A).
  • Jeder Zwischenbezugswert ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hauptbezugswerten der Folge IR1, IR2, IR3 enthalten; der Wert IR1A ist zwischen IR1 und IR2 enthalten; der Wert IR2A ist zwischen IR2 und IR3 enthalten usw.
  • Wenn die zweiten Zwischenbezugswerte nicht mit den ersten identisch sind, lautet die Folge der Werte in der Reihenfolge von wachsenden Programmierungen entsprechenden Stromwerten: erster Hauptwert (z.B. IR2), dann erster Zwischenwert (IR2A), dann zweiter Zwischenwert (IR2B) und schließlich zweiter Hauptwert (IR3).
  • Dann werden dieselben programmierten Zustände wie in Fig. 3 definiert, d.h. vier Zustände 11, 10, 01, 00, die voneinander in Abhängigkeit von ihren Hauptbezugspegeln IR1, IR2, IR3 unterschieden werden. In der Lesebetriebsart wird der von der Zelle erzeugte Strom mit diesen drei Werten verglichen, woraus mittels einer einfachen Logikschaltung die zwei in der Zelle enthaltenen Informationsbits abgeleitet werden.
  • Die ersten Bezugszwischenpegel definieren Programmiersicherheitspegel. Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, daß eine Zelle, die im n-ten Zustand (z.B. im zweiten Zustand, dessen binäre Darstellung 10 ist) programmiert sein soll, nicht nur einen Strom liefern soll, der zwischen den Bezugswerten IRn-1 und IRn (hier IR1 und IR2), wobei IRn-1 den Schwellenwert des Übergangs zwischen dem Zustand n-1 und dem Zustand n darstellt, liegt, sondern genauer einen Strom, der kleiner als der Hilfsbezugswert IRn-1A ist, der direkt dem Hauptbezugswert IRn-1 folgt (in Richtung der einer wachsenden Programmierung entsprechenden Ströme). Wenn im entgegengesetzten Fall der erzeugte Strom zu nahe am Bezugswert liegt, der den Übergang zwischen dem Programmierpegel n-1 und dem Pegel n definiert, wird davon ausgegangen, daß die Zelle unzureichend programmiert ist und daß eine erhebliche Gefahr von Ladungsverlusten im Verlauf der Zeit besteht. In dem Kontext, in dem die Programmierpegel in dem Maß perfekter sein müssen, in dem ihre Anzahl größer ist und in dem die den Änderungen der Programmierpegel entsprechenden Ströme näher beieinander liegen, kann diese Gefahr nicht hingenommen werden.
  • Die zweiten Zwischenbezugspegel definieren auf eine leicht analoge Weise (man sieht jedoch, daß ihre Größe geringer als diejenige der ersten ist) Programmiergrenzen, jenseits derer die Programmierung einer Zelle nicht fortgesetzt werden darf, wenn man nicht die Programmierung des folgenden Zustandes riskieren möchte.
  • Die Fig. 5 zeigt in Form eines Ablaufdiagramms den Ablauf der Operationen des Lesens des erfindungsgemäßen Speichers.
  • Der von der Zelle ausgegebene Strom I wird nacheinander oder gleichzeitig mit den Hauptbezugswerten IR1, IR2, IR3 verglichen. Jeder Strom-Schnittfläche entspricht ein Meßergebnis, das den programmierten Zustand der Zelle definiert; wenn der Zustand genau der gewünschte ist, ist die gespeicherte Information in Ordnung; andernfalls muß die Programmierung neu begonnen werden oder eventuell muß der Speicher zurückgesetzt werden.
  • Die von der Erfindung vorgeschlagene spezifischere Prüfung besteht darin, außerdem gleichzeitig oder nacheinander den von der Zelle in der Prüfbetriebsart ausgegebenen Strom sowohi mit den Hauptbezugswerten IR1, IR2, IR3 als auch mit den Zwischenbezugswerten, die ihnen unmittelbar folgen: IR1A, IR2A, IR3A zu vergleichen.
  • Wenn der Strom zwischen einem Hauptbezugswert IRn und dem Zwischenbezugswert IRnA enthalten ist, der ihm in der Reihenfolge von der wachsenden Programmierung entsprechenden Strömen unmittelbar folgt, wird eine komplementäre Programmierung ausgelöst. Diese Programmierung besteht beispielsweise darin, daß an die Elektroden der Zelle Programmierspannungsimpulse angelegt werden, wobei dafür gesorgt werden kann, daß nach jedem Impuls oder jeder Impulsgruppe eine neue Prüfung ausgeführt wird. Die komplementäre Programmierung wird angehalten, wenn der von der geprüften Zelle ausgegebene Strom kleiner als der zweite Zwischenbezugswert (IR1B, IR2B) wird, der dem ersten Zwischenbezugswert unmittelbar folgt, für den die Prüfung ergeben hat, daß die Programmierung unzureichend war.
  • Am einfachsten ist es, für den Wert IRnB denselben Wert wie für IRnA zu nehmen (Einsparung von Komparatoren); die Programmiersicherheit kann jedoch erhöht werden, wenn die zweiten Zwischenwerte IRnB von den ersten IRnA verschieden sind.
  • Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsförm des erfindungsgemäßen Speichers in dem Fall, in dem die ersten und die zweiten Bezugswerte identisch sind, es könnte jedoch bei Berücksichtigung der in dieser Beschreibung gegebenen Erläuterungen ohne Schwierigkeit auch ein Schaltbild vorgeschlagen werden, wenn die Werte unterschiedlich wären. Dann wären zusätzliche Komparatoren notwendig, um den Strom mit den zweiten Zwischenbezugswerten zu vergleichen.
  • Zur Vereinfachung ist in der Fig. 6 nur eine einzige Zelle des Speichergitters (Transistor TGF in der Kreuzung einer Zeile L und einer Spalte C) gezeigt, die beim Lesen vom Zeilendecodierer DEL und vom Spaltendecodierer DEC ausgewählt wird.
  • Es sind Komparatoren COMP1, COMP2, COMP3 vorgesehen, um den von der gewählten Zelle ausgegebenen Strom mit den Hauptbezugswerten IR1, IR2, IR3 zu vergleichen, die von den Bezugsstromquellen SR1, SR2, SR3 ausgegeben werden.
  • Die Ausgänge dieser Komparatoren werden in eine Ausgangsdecodierungs-Logikschaltung DES eingegeben, die drei Eingänge und zwei Ausgänge besitzt und die an zwei Ausgangssteckstellen S1 und S2 des Speichers eine Information mit zwei Bits bezüglich des programmierten Zustandes der gelesenen Zelle ausgibt, wobei dieser Zustand durch die Ausgänge der Komparatoren bestimmt ist.
  • Es sind Hilfskomparatoren COMP1A, COMP2A, COMP3A vorgesehen, die jeweils einem der Komparatoren COMP1, COMP2, COMP3 zugehören, um den Strom der Zelle mit den ersten Zwischenbezugswerten IR1A, IR2A, IR3A zu vergleichen, die von den Stromquellen SR1A, SR2A, SR3A geliefert werden.
  • Der Ausgang eines Komparators, z.B. COMP3 und der Ausgang eines zugehörigen Hilfskomparators COMP3A sind mit den Eingängen einer Steuer-Logikschaltung für eine komplementäre Programmierung verbunden; diese Steuerschaltung ist für die Schaltung, die die Ausgänge der Komparatoren COMP1 und COMP1A empfängt, mit dem Bezugszeichen CPC1 bezeichnet, für diejenige, die die Ausgänge von COMP2 und COMP2A empfängt, mit dem Bezugszeichen CPC2 und für diejenige, die die Ausgänge COMP3 und COMP3A empfängt, mit CPC3.
  • Diese Schaltungen besitzen eine doppelte Funktion: zunächst die Erfassung, ob ein Strom einer gewählten Zelle zwischen einem Hauptbezugswert und dem ihm unmittelbar folgenden Zwischenbezugswert liegt, und anschließend die Auslösung einer Steuerung einer komplementären Programierung; wenn dann diese Steuerung ausgelöst worden ist, das Unterbrechen der koinplementären Programmierung, wenn der Strom der geprüften Zelle unter den Zwischenbezugswert abfällt, der der Auslösung der Steuerung der komplementären Programmierung gedient hat.
  • Die Ausgänge der Schaltungen CPC1, CPC2, CPC3 werden beispielsweise in ein ODER- Gatter eingegeben, dessen Ausgang unabhängig von der Gruppe von Komparatoren, die den Befehl ausgelöst hat, ein einziges Steuersignal für eine komplementäre Programmierung ausgibt.
  • Dieses einzige Steuersignal wird beispielsweise direkt in eine Programmierschaltung PROG eingegeben, die das Anlegen verschiedener Programmierspannungen an die Zellen des Speichers gestattet.
  • Dieses Steuersignal der komplementaren Programmierung kann jedoch auch an einen Ausgangsanschluß R der integrierten Speicherschaltung eingegeben werden, wobei dieser Anschluß mit einem Mikroprozessor verbunden ist, der dazu geeignet ist, die Neuprogrammierung des Speichers zu steuern. Wenn der Mikroprozessor das Steuersignal empfängt, unterbricht er sofort den normalen Betrieb des Speichers und führt eine Abfolge einer komplementären Programmierung aus. Diese aufeinanderfolgenden Operationen von Neuprogrammierungen können ausgeführt werden, bis der Ausgangsstrom I der Zelle kleiner als der Strom IRnA wird.
  • In der Fig. 6 sind Einzelheiten der Schaltung CPC3 anhand eines Beispiels gegeben; die Schaltungen CPC1 und CPC2 können mit der Schaltung CPC3 identisch sein.
  • In dem gegebenen Beispiel liefert der Komparator COMP3 für eine mit dem Pegel 00 programmierte Zelle, die einen Strom I unterhalb von IR3 ausgibt, einen logischen Pegel 0 und für eine Zelle, die mit einem Pegel unterhalb von 01, 10 oder 11 programmiert ist und einen Strom I größer als IR3 ausgibt, ein logischen Pegel 1.
  • Der Komparator COMP3A liefert einen logischen Pegel 0, wenn der von der Zelle ausgegebene Strom größer als IR3A ist, und einen logischen Pegel 1, wenn er geringer als IR3A ist.
  • Auf diese Weise liefern die Komparatoren COMP3 und COMP3A beide einen logischen Pegel 0, wenn der von einer Zelle ausgegebene Strom zwischen den beiden Bezugswerten IR3 und IR3A liegt. Ein NOR-Gatter erfaßt diesen Fall und gibt ein Steuersignal aus, das der Auslösung der komplementären Programmierung dient.
  • Der Ausgang des ODER-Gatters kann in den Setzeingang S einer RS-Kippschaltung eingegeben werden; der Ausgang der KippschaItung bildet den Ausgang der Schaltung CPC3 (logischer Pegel 1, wenn die von den Komparatoren COMP3 und COMP3A ausgeführte Prüfung zu dem Schluß führt, daß der Strom zwischen IR3 und IR3A liegt).
  • Der Ausgang der Kippschaltung wird in einen Eingang eines UND-Gatters eingegeben, dessen anderer Eingang durch den Ausgang des Komparators COMP3A validiert wird, wenn der Strom kleiner als IR3A wird. Der Ausgang des UND-Gatters ist mit dem Rücksetzeingang R der RS-Kippschaltung verbunden. Somit löst die Kippschaltung einen Befehl einer komplementären Programmierung für einen zwischen IR3 und IR3A enthaltenen Strom aus, anschließend besteht dieser Befehl kraft der Kippschaltung weiter; schließlich wird der Befehl durch die Rücksetzung auf Null der Kippschaltung unterbrochen, wenn der geprüfte Strom kleiner als IR3A wird.
  • Auf diese Weise ist ständig gewährleistet, daß die Zellen nicht nur mit dem gewünschten Pegel, sondern außerdem mit einer Prgrammiersicherheit gegen im Verlauf der Zeit unvermeidliche Ladungsverluste programmiert sind.

Claims (3)

1. Elektrisch programmierbarer Speicher, in dem das Lesen der gespeicherten Information in der Lesebetriebsart durch Vergleichen einerseits eines Stroms (I) oder einer Spannung, die vom programmierten Zustand der Zelle abhängen, mit einem Bezugswert (IR) andererseits ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Hauptvergleichsschaltungen (COMP1, COMP2, COMP3) enthält, die in der Lesebetriebsart arbeiten, um den Strom oder die Spannung mit n-1 Hauptbezugswerten (IR1, IR2, IR3) einer Folge zu vergleichen und daraus den programmierten Zustand der Zelle aus n möglichen Zuständen abzuleiten, wobei n wenigstens gleich drei ist, und daß er andererseits mehrere Hilfsvergleichsschaltungen (COMP1A, COMP2A) enthält, um den Strom oder die Spannung einer Zelle mit ersten Zwischenbezugswerten (IR1A, IR2A) zu vergleichen, wobei jeder erste Zwischenbezugswert zwischen einem ersten und einem zweiten von aufeinaderfolgenden Hauptbezugswerten der Folge liegt, wobei der Speicher außerdem eine Steuer-Logikschaltung (CPC1, CPC2, CPC3) enthält, die die Ausgänge der Hauptvergleichsschaltungen und der hilfsvergleichsschaltungen empfangt, um die Ausführung einer komplementären Programmieroperation der geprüften Zelle zu steuern, falls der Strom oder die Spannung zwischen einem Hauptbezugswert und dem ersten ihm folgenden Zwischenbezugswert liegt, und um diese komplementäre Programmierung anzuhalten, wenn der gemessene Strom oder die gemessene Spannung einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht, der zwischen diesem ersten Zwischenwert und einem ihm folgenden Hauptwert liegt.
2. Speicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Schwellenwert gleich dem ersten Zwischenbezugswert ist.
3. Speicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Schwellenwert ein zweiter Zwischenwert (IR1B, IR2B, IR3B) ist, der zwischen dem ersten Zwischenwert und dem ihm folgenden Hauptbezugswert liegt.
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