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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Dieser Flächengewinn führt selbstverständlich zu einer Erhöhung der Fertigungsleistungen
und daher zu einer Verringerung der Kosten.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden genauen
Beschreibung deutlich, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird,
wovon:
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- die Fig. 1 schematisch eine herkömmliche Organisation eine elektrisch
programmierbaren Speichers zeigt;
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- 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;
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- 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;
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- die Fig. 4 eine weitere Stromkurve zeigt, wobei die Definition von drei
Hauptbezugspegeln und fünf Zwischenbezugspegeln zur Anwendung kommt;
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- die Fig. 5 ein Ablaufdiagramm der Funktion des erfindungsgemäßen Speichers
zeigt;
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- die Fig. 6 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speichers darstellt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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).
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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Die Fig. 5 zeigt in Form eines Ablaufdiagramms den Ablauf der Operationen des Lesens
des erfindungsgemäßen Speichers.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Dieses einzige Steuersignal wird beispielsweise direkt in eine Programmierschaltung
PROG eingegeben, die das Anlegen verschiedener Programmierspannungen an die Zellen
des Speichers gestattet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.