DE2429896A1

DE2429896A1 - Integrierte schaltung fuer einen programmierbaren und nur auslesbaren speicher

Info

Publication number: DE2429896A1
Application number: DE2429896A
Authority: DE
Inventors: Thomas Linn Reynolds
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1973-06-21
Filing date: 1974-06-21
Publication date: 1975-01-16
Also published as: FR2234631A1; US3872450A

Description

PA"¹ ENT \U Λ/AL E

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

Dipl. -Ing. Ernst Rathmann

München 71, ,j_cn 20. Juni 1974

Melchloretr. 42

, ,. MO143P-1162 Unser Zeichen:

Motorola, Inc. 5725 East River Road Chicago, Illinois 60631 USA

Integrierte Schaltung für einen programmierbaren und nur auslesbaren Speicher

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung für einen programmierbaren und nur auslesbaren Speicher (PROM-Speicher) mit einer Vielzahl von untereinander verbundenen Speicherzellen und den Speicherzellen zugeordneten Zugriffs schaltungen.

Derartige programmierbare und nur auslesbare Speichor, naohfolp¹ uiC als PROM-Speicher bezeichnet, sind für die Ilechne-lechrik und die Datenverarbeitüngstechnik bekannt und stellen Speicher mit einem bestimmten programmierten Speicherinhalt dar, der einmal programmiert wird und von dem der eingespeicherte Programminhalt immer abgelesen we: ^ en ka».n. Dieser Programminnalt ist nicht mehr veränderbar.

Derartige PROM-Speicher sind als Magnetkern -coeicher und als Kapazitäts-Fs/mü speicher

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speicher bekannt. Diese Systeme sind relativ teuer und, was loctt v. ^chtiper ist, arbeiten mit einer verhältnismäßig langen Zugriffs zeit.

PROM-Speicher in Form von Festkörperschaltungen mit bipolaren Transistoren wurden ebenfalls bereits versucht und vorgeschlagen. Diese Speicher enthalten Schmelzleiter im Emitterkreis bzw. im BasiekrCiS. Weder die eine noch die andere Schaltungsart hat sich als zweckmäßig und erfolgreich erwiesen, da die zugehörigen Zugriffs schaltungen, um den Schmelzleiter bestimmter Speicherzellen zu öffnen, unzuverlässig arbeiten. Um einen Schmelzleiter im Emitterkreis zuverlässig zu öffnen, ist es erforderlich, daß die Sicherungsschmelzschaltungen eine Separations spannung liefern, die gleich der maximalen Spannung zum Öffnen des Schmelzleiters ist. Das macht eine verhältnisrr.äßig kleine Spannung notwendig, w-a.s jedoch die Schwierigkeit mit sich bringt, daß Schmelzleiter nur schwe- - herzustellen sind, die bei derartig kleinen Spannungen, z. B. einer Tronnspannung von 3 V, zuverlässig arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Schaltung für einen PROM-Speicher zu schaffen, mit der es möglich ist, den Schmelzleiter mit Spannungen zu öffnen, die durch normale emittergekoppelte Logikschaltungen (ECL-Schaltungen) geliefert werden. Ferner soll die Schaltung ein zuverlässiges Öffnen des Schmelzleiters sicherstellen und einen PROM-Speicher schaffen, der eine sehr kurze Zugriffs zeit hat. Die für das Öffnen des Schmelzleiters notwendigen Spannungen sollen ferner kompatibel mit den Schaltungen sein, die für das Auslesen des Speichers Verwendung finden, wobei das Auslesen des Speichers mit sehr hoher Genauigkeit möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst^ daß jede der Speicherzellen einen ersten binären Transistor mit einem Schmelzleiter im Kollektorkreis umfaßt, und daß die ?. ^riffsschaltungü:-i derart ausgebildet U; d mit dun Speicherzellen verbunden sind, daß ein bestimmter Schmelzleiter geöffnet

- 2 - werden

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werden kann.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Die Erfindung wird besonders vorteilhaft bei einem PROM-Speicher verwirklicht, der für die Adressierung, für die Abtastung und für das Durchschmelzen der Schmelzleiter ECL-Schaltungen verwandet, .!ede Speicherzelle umfaßt einen Speichertransistor mit einem Schmelzleiter im Kollektorkreis, wobei der Kollektor über den Schmelzleiter im programmierten Zustand an Masse angeschlossen ist. Für den Zustand der Programmierung, d.h. das Durchschmelzen der Schmelzleiter, ist der Kollektor über den Schmelzleiter an eine Spannung von +5 V angeschlossen. Der Kollektor eines zugeordneten Abtasttransistors ist an eine Last angeschlossen, welche bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine ECL-Pufferschaltung ist, die eine Spannung liefert, welche für eine binäre 0 bei geschlossenem

ist
Schmelzleiter repräsentativ/und eine weitere Spannung liefert, welche für

eine binäre 1 bei offenem Schmelzleiter repräsentativ ist.

Ina Anfangs zustand ist die Matrix aller Speicherzellen mit leitenden oder geschlossenen Schmelzleitern verbunden, die eine binäre 0 repräsentieren. Eine Speicherzelle, die auf eine binäre 1 programmiert werden soll, wird mit Hilfe einer entsprechenden Zugriffs schaltung bzw. Abtastauswählschaltung ausgewählt. Die Kollektoren aller Speichertransistoren der Matrix sind an eine Spannung von +5 V angeschlossen sowie eine Stromquelle, die einen Strom von 30 mA zu liefern in der Lage ist. Durch geeignete Schaltungsmäßnähmen wird für den durchzuschmelzenden Schmelzleiter die Spannung von 5 V angelegt und ein Strom von 3OmA über den Schmelzleiter erzeugt, womit dieser durchschmilzt und die Leitungsverbindung unterbricht. Damit ist eine binäre 1 permanent in den Speicher eingespeist.

- ³ - Bei

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Bei einer bevorzugten Ausführung werden sowohl für den Speichertransistor als auch den Abtasttransistor Transistoren vom NPN-Leitfähigkeitstyp verwendet. Die an die Basis der Abtasttransistoren angelegte Spannung ist in der Größenordnung von etwa 200 mV bis 400 mV negativer als die an die Basis des Speichertransistors angelegte Spannung. Bei diesem Spannungszustand fließt der gesamte in der Größenordnung von 1 rnA liegende Strom, welcher von der Stromquelle geliefert wird, über den Speichertransistor, wenn der Schmelzleiter geschlossen ist. Wenn jedoch der Schmelzleiter geöffnet und eine binäre 1 eingespeichert ist, fließt ein Strom von etwa 85 % des zuvor erwähnten Stromes über den Abtasttransistor. Dies ergibt sich aufgrund eines parasitären Substrat-Transistors, der wirksam wird, wenn der Kollektor des Speichertransistors offen oder im Leerlauf betrieben wird. Die Basis und der Kollektor des Speichertransistors wirken als Emitter und Basis für den Substrat-Transistor. Das Substrat, auf welchem der Speichertransistor ausgebildet ist, stellt den Kollektor des Substrat-Transistors dar. Dieser Substrat-Transistor bewirkt einen Vorspannungsabbau für die Basis-Emitter-Durchlaßvorspannung des Spoichertransistors und Hißt nur etwa 15 % des von der Stromquelle gelieferten Stromes über diese Grenz schicht'fließen.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild eines PROM-Speichers in Verbindung mit einer

Stromquelle und einem Abtasttransistor;

Fig. 2 ein Diagramm, das den Stromverlauf über den Abtasttransistor

darstellt, wenn Jer Schmelzleiter offen und wenn der Schmelzleiter stromführend ist;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil eines Silicium-IIalbleiterelementes

mit einem Substrat und einer aufgewachsenen Epitaxialschicht,

- 4 - die

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die den Abtasttransistor enthält;

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Beta-Wertes eines

parasitären Substrat-Transistors über dem Substrat ι strom;

Fig. 5 das Schaltbild einer Vierspeicherzellen-Matrix.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine PROM-Speicherzelle 10 einen NPN-Transistor IV. mit einem Bas is wider stand 13 und einer Eingangsklemme 14. Der Kollektor dieses Transistors ist über einen Schmelzleiter 12 an Masse angeschlossen. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht dieser Schmelzleiter aus einem Nickelchrom-Element. Auch alle weiteren Transistoren mit Ausnahme eines parasitären PNP-Substrat-Transistors, der mit jeder Speicherzelle verbunden ist, sind auch alle weiteren Transistoren vom NPN-Typ, so daß in der nachfolgenden Beschreibung auf die Bezeichnung des Leitfähigkeitstyps der Transistoren verzichtet wird.

Der Speicherzelle ist eine Stromquelle 19 zugeordnet, welche einen Strom I von einem mA liefert. Ferner ist mit der Speicherzelle ein Abtasttransistor 17 verbunden, in dessen Kollektorkreis ein Lastwiderstand 16 liegt. Di6 über die Klemme 18 der Basis zugeführte Spannung V ist um etwa 200 bis 400 mV negativer als die an der Klemme 14 wirksame- Spannung Y . Wenn der Schmelzleiter 12 leitet, befindet sich der Abtasttransistor 17 im nichtleitenden Zustand, so daß im wesentlichen der gesamte Strom I über den Transistor 11 der Speicherzelle fließt. Wenn dagegen der Schmelzleiter 12 unterbrochen ist, führt der Abtasttransistor 17 etwa 85 % des Stromes I . Für die binäre Zuordnung wird festgelegt, daß bei offenem Schmelzleiter 12 die Speicherzelle eine binäre 1 und bei einem stromführenden Schmelzleiter 12 die Speicherzelle eine binäre 0 speichert.

- 5 - Zum

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Zum Auslesen der Speicherzelle wird die Substrat-PNP-Wirkung einer Halbleiteranordnung mit offenem Kollektor verwendet. Mit einem unterbrochenen Schutzleiter 12 ist auch der Kollektor des Transistors 11 offen., wobei die Basis-Emitterstrecke in Durchlaßrichtung vorgespannt ist. EL großer Teil der Minoritätsträger wird vom Emitter in den Basisbereioh injiziert und durch den schmalen Basiabereich in die Kollektorvo^arinungszone verschoben. Da der Kollektorstrom O ist, stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, der an der Kollektorbasisstrecke ein Vorspannungspotential in Durchlaßrichtung aufbaut. Diese Wirkung wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 voll verständlich. In dieser ist eine vergrabene Schicht 39 dargestellt, die sich teilweise unter die Basisschicht 32 des Transistors 11 erstreckt, in welche der Emitter 31 eindiffundiert ist. Der Kollektor besteht typischerweise aus einer epitaxialen Schicht mit einem Kontaktbereich 35. Der Basisbereich 32 wirkt als Emitter eines parasitären Substrat-Transistors 15, der in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Der Kollektor "entspricht der Basis des parasitären Substrat-Transistors 15, wogegen das Substrat 34 dessen Kollektor darstellt. Dieser Substrat-Transistor 15 existiert primär in dem außerhalb der vergrabenen Schicht 39 liegenden Bereich.

Ein typischer Beta-Wert für einen solchen parasitären Trans stör liegt in der Größenordnung zwischen etwa 10 bis 15 bei oinem oubstratstrom von etwa 0,1 mA. In Fig. 4 stellt das Diagramm 40 das Verhältnis des Substratstromes zum Emitterstrom des Transistors 11 dar, aufgetragen über dem Substratstrom. Dieser Strom wird durch die Kurve 41 beschrieben. Da der Emitterstrom des Transistors 11 gleich der Stromansteuerung an der Basis des parasitären Transistors is⁺ nimmt das Verhältnis des Substratstromes zum Emitterstrom im wesentlichen den Beta-Wert des parasitären Transistors 15 an. Der Effekt eines Vorspannungsabbaus zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 11 resultiert aufgrund des über den Basis-Materialwiderstand des Transistors 11 fließenden Substratstromes und Emitter-

- 6 - stromes

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stromes. Dieser Vorspannungsabbau bewirkt einen Rasis-Emltte! ~ strom durch den Transistor 11 in der Größenordnung· von etwa 10 las 15 % des über den Abtasttransistor 17 fließenden Stromes, wobei dieser natürlich von dem Wert des Basiswiderstandes 13 abhängt, der im vorliegenden Am.:- führungsbeispiel in der Größenordnung von 350 Ohm liegt. Aus dem Diagramm 20 gemäß Fig. 2 beschreibt die Kurve 22 den Strom I über den Lastwiderstand 60 und den Abtasttransistor 17, wenn der Schutzleiter 12 unterbrochen ist, wogegen die Kurve 21 diesen Strom beschreibt, wenn der Schutzleiter stromführend ist.

In Fig. 4 ist eine Speicherzellen-Matrix aus vier Speicherzellen dargestellt, wobei Komponenten der Schaltung, die den Komponenten der Schaltung gemäß Fig. 1 entsprechen,-mit gleichen Bezugs zeichen versehen sind. Eine Reihenauswählschaltung 50 ist mit einer Ausgang.sk]cmnie 14 an den Basiswiderstand 13 und über diesen an die Basis des Speichertransistors 11 angeschlossen. Diese Reihenauswählschaltung 50 besteht aus einer typischen emittergekoppelten Logikschaltung (ECL-Schaltung) unter Verwendung einer Differenzverstärkerschaltung aus den beiden Transistoren 51 und 52, wobei der Transistor 52 über eine Klemme 67 mit einer fixierten Basisvorspannung

ν_π beaufschlagt wird. Die Eingangsklemme 150 wird mit einem Eingangs B

signal beaufschlagt und bewirkt einen über den Widerstand 54 und den Transistor 51 fließenden Strom, In der ECL-Schaltung kann eine binäre 1 durch einen Spannungswert von -0,8 V und eine binäre 0 durch einen Spannungswert von -1, 6 V verwirklicht werden, wobei jedoch auch andere Werte beliebig einstellbar sind. Wenn an der Eingangsklemme 150 eine binäre 1 anliegt, erscheint auch an der Ausgangsklemme 14 und am Emitter des Transistors 64 eine binäre 1, während der Emitter des Transistors 63 den Wert einer binären 0 annimmt. Die Emitter der beider. Transistoren 51 und 52 sind miteinander verbunden und an den Kollektor eines Transistors 57 angeschlossen, dessen Emitter wiederum über einen Widerstand 60 an einer negativen Spannung liegt. Die Basis des Transistors 57 ist mit einer Vor spannungs quelle verbunden, über welche der Transistor 57 derart ange-

- 7 - steuert

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steuert wird, daß dieser zusammen mit dem Widerstand 60 ε.Ls Stromquelle dient. Der Kollektor des Transistors 51 liegt über den Widerstand 54 an Masse und ebenfalls an der Basis des Transistors 63. Der Kollektor des Transistors 52 liegt über einen Widerstand 55 ebenfalls an Masse, die mit dem Bezugszeichen 66 angedeutet ist, und an der Basis des Transistors 64. Der Kollektor des Transistors 63 liegt an Masse, wogegen der Emitter mit dem Kollektor des Transistors 58 verbunden is ι, der als Strom qut He dient und dessen Emitter über einen Widerstand 61 mit der Klemme ίΤ5 verbunden ist, über welche eine negative Spannung zugeführt wird. Der Emitter des Transistors 63 ist mit dem Widerstand 68 verbunden, der seinerseits über einen Leiter 113 mit der Speicherzelle 100 in Verbindung steht. Der Kollektor des Transistors 64 liegt an Mas.se, wogegen der Emitter mit der Ausgangsklemme 14 und mit dem Kollekt·' r des Transistors 59 verbunden ist, dessen Emitter ebenfalls über einer. Widerstand 62 an der Klemme 65 für die negative Spannung liegt. Die Basis der Transistoren 58 und 59 ist mit der Basis des Transistors 57 zusammengeschaltet.

Eine weitere ECL-Schaltung verwirklicht die Spaltenaus wählschal tung 70, die im wesentlichen gleich der Reihenauswählschaltung 50 aufgebaut ist. Diese Spaltenauswählschaltung 70 umfaßt zwei Transistoren 78 und 79, die als Differenzverstärker geschaltet sind. Die Au κ gangs signale dieser Spaltenaus wählschaltung werden an den Emittern der beiden Transistoren 76 und zur Verfügung gestellt. Der Transistor 76 ist mit seiner Basis ar. den Emitter des Transistors 163 angeschlossen, der dem Transistor 63 in der Reihenauswählschaltung entspricht. Der Transistor 77 ist mit seiner Basis an den Emitter des Transistors 164 angeschlossen, der dem Transistor 64 der Reihenauswählschaltung entspricht. Der Basis-Emitterspannungsabfall der beiden Transistoren 76 und 77 stellt die negativen Spannunger., an den Emittern der beiden Transistoren auf etwa -2,4 V und etwa 1, 6 V ein, je nachdem, welches Eingangssignal an der Klemme 73 wirksam ist. Die Ausgangsklemmen 74 und 75, welche einerseits am Emitter des Transistors 163 und andererseits am Emitter des Transistors 164 liegen, sind, obwohl nicht im einzelnen

- 8 - darge-

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dargestellt, mit den Eingangsklemmen 144 und 145 der Si ehe rungs schmelzschaltungen 120 und 130 verbunden. Die Kollektoren der 1 ransistorei.

76 und 77 liegen an Masse oder während dos DurcliBchinolzcnw der Schme'L'-leiter an der Klemme 72, über welche eine positive Spannung -zugeführt wird. Die Emitter der Transistoren 76 und 77 sind mit Leitern 114 und 115 verbunden, die der Spalte zugeordnet sind. Die Basis der Transistoren 76 und

77 sind mit den Klemmen 74 und 75 der Spaltenauswahlchaltung 7U verbunden.

Eine Wählschaltung 90 für die Abtastung ist im wesentlichen identisch wie die Reihenauswählschaltung bzw. die SpaltenauswähLschaltung au i;j^:mat und umfaßt zwei Transistoren 91 und 92 in Differenzschaitimg,, wobei diese Schaltung jedoch nur einen vom Emitter des Transistors WA über _t-n Leixer 94 geführten Ausgang hat. Der Transistor 93 entspricht dem Vr a> ,s„stor 94 der Reihenauswählschaltung. Das Ausgangsniveau am hnutter des Transistors 93 verschiebt sich von etwa -1,2V beim Anliegen einer t mären 1 an der Eingangsklemme 95 auf etwa -0, 2 V beim Anliegen-einer binären 0 an der Eingangsklemme 95.

Die Sicherungsschmelzschaltung 120 unterscheidet sich von den vorausstehend erwähnten Schaltungen in der Weise, daß nur ein Ausgang vorhanden ist und ferner, daß sie über ein Spannungsteilernetzwerk hxis Widerständen 125, 126 und 127 eine Spannungsverschiebung erfährt. Die in Differenzschaltung betriebenen Transistoren 121 und 122 liefern ein Ausgangssignal am Kollektor des Transistors 122 an die Basis des Transistors 123, dessen Kollektor mit Masse verbunden ist und dessen Emitter am Spannungsteiler, und zwar an der einen Seite des Widerstandes 125 liegt. Dieser Transistor 123 entspricht dem Transistor 63 der Reihenauswählschaltung. Der Emitter ist auch mit dem Kollektor des Transistors 124 verbunden, dessen Basis am Verbindungspunkt der Widerstände 125 und 126 liegt und dessen Emitter am Verbindungspunkt der Widerstände 126 und 127 angeschlossen ist. Dieser

_ 9 - Ver-

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Verbindungspunkt stellt auch den Ausgang der Sicherungssehmclzsciialtung dar. Die Eingangsklemme 144 ist, wie bereits erwähnt, mit :er Ausgangs klemme. 74 der Spaltenauswählschaltung 70 verbunden.

In der Speicherzelle 100 sind Transistoren 11 und 103 vorhanden, «lic nit ihren Emittern an derselben Spalte, und zwar der des Leiters 114 liegen. Die Transistoren 101 und 105 sind mit ihren Em.'ti ~"*n an die Spalte des Leiters 115 angeschlossen. Die Basis der Transistoren 11 und 101 sind miteinander verbunden,und an die Reihe des Leiters 69 ai· "'»schlossen, wogegen die Transistoren 103 und 105 mit der Basis jeweils cji Jie Reihe des Leiters 113 angeschlossen sind. Der Kollektor des Transistors 111 ist über den Schmelzleiter 112 mit der Klemme 71 verbunden, an der auc. der Kollektor des Transistors 111 über "nen Schmelzleiter ^ 02 ai geschlossen ist. Der Kollektor des Transistors T" ·. ".ie ^t üher einen Schiii-'Ue .te. 104 und der Kollektor des Transistors 10f> übe ■ einen Si-hnui-lzieii τ 1OG ebenfalls an der Klemme 71.

Ein Transistor 17, dessen Emitter an die Spalte des Leitern 114 angeschlossen ist, dient als Abtasttransistor für beide Speichertr&nsistoren und 103. In entsprechender Weise dient ein Transistor 111 al« Abtasttransistor und ist mit seinem Emitter an die Spalte de.i Leiters Hf. angeschlossen, so daß er für die Transistoren 101 und 105 als Abtasttransistor wirksam ist. Die Basis der Abtasttransistoren 11! und 17 ist jeweils an einen Leiter 94 angeschlossen, wogegen die Kollektoren zusammengeschaltet sind und am Leiter 112 liegen, der seinerseits mit der Ausgangsschaltung 80 verbunden ist und an der einen Seite des Last viderstandes liegt.

Die Stromquelle 19 besteht aus einem Transistor 131 und einem Widerstand 132. Der Kollektor des Transistors liegt an der Leitung 114, wogegen der Emitter über den Widerstand 132 an einer Klemme 65 für eine negative Spannung anliegt. Entsprechend ist eine Stromquelle 116 aus einem Transistor

- 10 - 133

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133 und einem Widerstand 134 gebildet, der zwischen dem Emitter des Transistors und einer Klemme G5 für die Einspeisung oirier nogiiHven Spannung liegt. Der Kollektor des Transistors 133 ist an die Spalte mit dem Leiter 115 angeschlossen. Die Kollektoren der Transistoren 131 und 133 sind auch an entsprechende Kollektoren der Transistoren 128 und 129 angeschlossen, welche während des Sicherungsabschinelzvorgangs für das Öffnen der Schmelzleiter benutzt werden. Die Basis der Transistor-en 131 und 133 ist zusammengeschaltet und an eine Vorspannun.gsquelle angelegt. Die Emitter der Transistoren 128 und 129 liegen zusammen am Kollektor eines Transistors 143, dessen Emitter mit der Klemme 95 verbunden ist, welche die Eingangsklemme für die Abtastauswählschaltung 90 ist. Die Bas's des Transistors 143 liegt über einen Leiter 142 an der Basis des Trans ι ^;.tor--140, die ebenfalls mit dem Kollektor dieses Transistor!-: verbunden ist und über einen Widerstand 141 an einer Klemme f>5 liegt, über w.lchf⁵ eine negative Bezugs spannung zugeführt wird. Or-v Emitter des Tr¹Ts stors 140 ist mit der Ausgangsklernme 8Γ: verbunden. Die Sichermu ,i'-'dime zschaltung 130 hat eine Eingangsklemme 145, die mit der AuKgang:;klemme 75 der Spaltenauswählschaltung 70 verbunden ist und identisch wie dif Sicherungsschmelzschaltung 120 aufgebaut ist. Der Ausgang ist an die Basis des Transistors 129 angeschlossen, dessen Kollektor mit dem Kollektor des Transistors 133 verbunden ist.

Für die Betrachtung der Betriebsweise der Schaltung wird zunächst die Auswahl einer bestimmten Speicherzelle und die Feststellung des Schaltzustandes dieser Speicherzelle betrachtet. Es sei als Beispiel angenommen, daß der Schaltzustand der Speicherzelle mit dem Transistor 111 festgestellt werden soll. In diesem Fall präsentier-t die Klemme 150 der Reihenaus wählschaltung50 eine binäre 1, was dazu führt, daß an dm- Klemme 14 eine binäre 1 erzeugt wird. Diese binäre 1 wird über die Leitung 69 an die Basis der Transistoren 11 und 101 angelegt. Das Anlegen einer binären 1 an die Eingangsklemme 73 der Spaltenauswählschaltung 70 bewirkt eine Spannung am Emitter des Transistors 76 von etwa -2,4 V, welche an die

- 11 - Emitter

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Emitter der Transistoren 11, 103 und 17 übertragen wird. Zum gleichen Zeitpunkt ist eine binäre 0 mit etwa -1, 6 V an dem Emitter des Transistor. 77 wirksam und wird an die Emitter der Transistoren 101, 10f> ..J ill ül.ertragen. Eine binäre 0 wirkt auch am Emitter des Transistor! G3 der Reif λ-auswählschaltung 50, womit diese binäre 0 auch an die Basis der Transistoren 103 und 105 übertragen wird. Wenn die Klemme 95 mit einer binären 1 beaufschlagt wird, liegt eine Spannung von etwa -1, 2 V am Emitter des Transistors 93 und wirkt über die Leitung 94 auf die Basis der Abtasttransistoren 17 und 111. Wenn dagegen keine binäre 1 an der Klemme 95 wirksam ist, wird eine Spannung von etwa -2 V über den Leiter 94 an die Basis der Transistoren 17 und 111 übertragen, womit diese im abgeschalteten Zustand bleiben.

Der Transistor 103 hat eine Spannung von etwa -1, 6 V an seiner Basif: und eine Spannung von etwa -2,4 V an seinem Emitter, was weniger als die für den Durchlaßbetrieb benötigte Vorspannung ist. An der Basis des Transistors 105 wirkt eine Spannung von etwa -1,4 V, womit dieser Transistor im leitenden Zustand gehalten wird. Dagegen liegt an Jet-Basis des Transistors 101 eine Spannung von etwa -0,8 V sowie eine Spannung von etwa -1, 6 V an dessen Emitter, was nicht aus .reicht, um diesen Transistor leitend zu machen. Der ausgewählte Transistor 11 hat an der Basis eine Spannung von etwa -0,8 V und am Emitter eine Spannung· von etwa -2,4 V, was ausreicht, um diesen Transistor 11 leitend zu machen. Der Transistor 111 wird im abgeschalteten Zustand gehalten, da an seiner Basis etwa -1,2V und an seinem Emitter etwa -1, 6 V wirksam sind. Dagegen ist der Transistor 17 in Durchlaßrichtung vorgespannt aufgrund der Basisspannung von -1, 2 V und der Emitterspannung von -2,4 V. Obwohl über den Schmelzleiter 12 ein Strom fließt,' ist der Transistor 17 nicht eingeschaltet, vielmehr fließt der Strom I von etwa 1 inA von der Strom quelle 19 über den Schmelzleiter 12 und den Transistor H. Andererseits, wenn der Schmelzleiter 12 unterbrochen ist, wird der Transistor 17 leitend

- 12 - und

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Al

und überträgt etwa 85 % des Stromes von einem mA'von der Stromquelle 19 an die Klemme 85, womit an dieser eine binäre 1 wirksam ist.. "

Anschließend wird die Maßnahme betrachtet, die zum Unterbrochen des Schmelzleiters erforderlich ist. Zunächst sei angenommen, daß der Transistor 11 ausgewählt wird, permanent eine binäre 1 zu speichern, indem der ihm zugeordnete Schmelzleiter 12 unterbrochen i.st. t-m die korrekte Spannung und den korrekten Strom zu erhalten, ist Oh. notwendig, die Klemme 72 mit der Klemme 71 zu verbinden und eine Spannung von +5V an das eine Ende des Schmelzleiters anzulegen. Der erforderliche Strom wird geliefert, indem eine 30 mA-Strom quelle an der Klemme üf> wirksam wird. Eine Spannung von +1 V an der Klemme 85 bewirkt eine Spannung von -5 V an der Basis des Transistors 143, da ~'i?r Transistor 140 einen Zener-Effekt bewirkt, da dieser Transistor a\ Diode geschaltet ii-jt i.nd bei etwa " 6 V durchbricht. Der Emitter des Transistors 143 wird durch die an die Klemme 95 angelegte 30 mA-Stromquelle derart vorgespannt, duß dieser Transistor leitend wird. Die Sicherungsschmelzschaltung unter 120 erhält eine binäre 0 am Ausgang 74 der Spaltenauswählschaltung 70 jnd bewirkt damit eine Vorspannung für den Transistor 128, die diesen leitend macht. Die Sicherungsschmelzschaltung 130 wird mit einer binären 1 versehen und spannt den Transistor 129 in den nichtleitenden Zustand vor. Damit ergibt sich ein Stromweg für einen Strom von 30 mA von der Klemme 71 über den Schmelzleiter 12, den Transistor 11, den Transistor 128 und den Transistor 143 zur Klemme 95. Eine an dem Schmelzleiter 12 wirksame Spannung von +5 V zusammen mit einem Strom von 30 mA bewirkt, daß dioanr Schmelzleiter geöffnet wird. In derselben Weise kann jeder weitere Schmelzleiter geöffnet werden, indem dieser durch die Schaltung entsprechend ausgewählt und der notwendige Strom mit der notwendigen Spannung angelegt wird.

Die Schaltung gemäß der Erfindung läßt sich in idealer Weise mit ECL-Schaltungen verwirklichen., jedoch ist es für den Fachmann selbstverständlich,

- 13 - dieselbe

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dieselbe Wirkungsweise auch mit anderen logischen Schaltungen, z. ß. mu TTL-Schaltungen, zu verwirklichen.

- 14 - Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Integrierte Schaltung für einen programmierbaren und nur auslesbaren Speicher (PROM-Speicher) mit eine:*.· Vielzahl von untereinander verbundenen Speicherzellen und den Speicherzelle.;, r.ageordneten Zugriffs schaltungen, dadurch g ek 'nnzeiehnet, ^q.aß jede der Speicherzellen (10) einen ersten binaren Transistor (11) mit einem Schmelzleiter (12) im Kollektorkrti.s umfaßt, und daß die Zugriffs schaltungen derart ausgebildet und πι■■> dt... Speiche r-^r/u"J.en verbunden sind, daß ein bestimmter SchmelzleiU·! gi-öi'friei wo. den kann.
2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch goko.. r. ζ Ή chi^et, daß mit dem ersten bipolaren Transistor (11) c-.n zweitoi -upolarer Transistor (17) in Differenzschaltung mit zusamrnengesehaltetem Emitter verbunden ist, wobei der zweite bipolare Transistor ein .Mtafettransistor ist, daß die zusammengeschalteten Emitter in Serie /,u einer Stromquelle (19) geschaltet sind, die einen Strom einer ersten und -zweiten Größe an den Abtasttransistor liefert, wobei der Strom der ernten Größe in Abhängigkeit von einem in der Speicherzelle fließenden Strom erzeugt wird, wenn der Schmelzleiter leitend ist und der Strom d. r zweiten Größe in der Speicherzelle erzeugt wird, wenn der Schmelzleiter unterbrochen ist.
3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 2, · dadurch gekennzeichnet,

daß mit dem ersten bipolaren Transistor in jeder Speicherzelle mit einem offenen Schmelzleiter ein parasitärer bipolarer Substrat-Transistor (15) entgegengesetzter Leitfähigkeit verbunden ist, dessen erster Bereich von dem Basisbereich des ersten Transistors (11), dessen zweiter

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■you:

Bereich von dem Kollektorbereich des ersten· Transistors (11) ι (. dessen dritter Bereich von dem Substrat gebildet wird.
4. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Speicher Kellen au ι ι .η Substrat der integrierten Schaltung angeordnet sind, wobei der .-rste Bereich des parasitären Substrat-Transistors der Emi Herbe:-eich, der zweite Bereich der Basisbereich und der dritte Bereich der Kollektorbereich ist, und daß der parasitäre Substrat-Transistor von der Stromquelle einen bestimmten Strom empfängt, wenn der Schmelz leiter einer bestimmten Speicherzelle geöffnet ist.

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