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Dokumentenidentifikation DE19947891C1 18.01.2001
Titel Elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Betrieb
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Hofmann, Franz, Dr., 80995 München, DE;
Steinhauser, Michael, Dr., 82223 Eichenau, DE;
Bollu, Michael, Dr., 81671 München, DE
Vertreter Zedlitz, P., Dipl.-Inf.Univ., Pat.-Anw., 80331 München
DE-Anmeldedatum 05.10.1999
DE-Aktenzeichen 19947891
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.01.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.2001
IPC-Hauptklasse G11C 16/22
IPC-Nebenklasse G06F 12/14   
Zusammenfassung Jede Speicherzelle weist einen Transistor auf und ist einem von mindestens zwei Datenblöcken zugeordnet. Mit Hilfe eines Zufallsgenerators wird beim Programmieren der Speicherzellenanordnung jedem Datenblock eine hohe Einsatzspannung zugeordnet, deren Wert innerhalb eines Intervalls zwischen einer Höchstspannung (U H ) und einer Mindestspannung (U M ) zufällig gewählt wird. Mit einer Umcodier-Schaltung wird zu speichernde Information so umcodiert, daß bei jedem Datenblock ein Transistor mindestens einer der Speicherzellen, die dem Datenblock zugeordnet sind, die hohe Einsatzspannung aufweist. Die Transistoren der Speicherzellen, die einem Datenblock zugeordnet sind, werden beim Programmieren so beeinflußt, daß sie jeweils die hohe Einsatzspannung oder eine niedrige Einsatzspannung aufweisen. Die Differenz zwischen der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung ist für jeden Datenblock im wesentlichen gleich und ist kleiner als die Differenz zwischen der Höchstspannung (U H ) und der Mindestspannung (U M ). Beim Auslesen der Information einer Speicherzelle wird die hohe Einsatzspannung des der Speicherzelle zugeordneten Datenblocks ermittelt und mit der Einsatzspannung des Transistors der Speicherzelle verglichen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung.

Bei elektrisch programmierbaren Speichern auf Halbleiterbasis, sogenannten EPROM's, wird die Information in Form von zwei unterschiedlichen Einsatzspannungen von Transistoren gespeichert. Die eine Einsatzspannung entspricht dem logischen Wert Null und die andere Einsatzspannung entspricht dem logischen Wert Eins. In der Regel wird zum Auslesen einer Information eines der Transistoren an eine Kontroll- Gateelektrode des Transistors eine Spannung angelegt, die zwischen den zwei Einsatzspannungen liegt. Je nachdem ob ein Strom durch den Transistor fließt oder nicht, wird der logische Wert Null oder Eins ausgelesen.

Durch eine Floating-Gateelektrode, die elektrisch isoliert und zwischen der Kontroll-Gateelektrode und einem Kanalgebiet des Transistors angeordnet ist, kann die Einsatzspannung des Transistors eingestellt werden. Dazu wird ein Spannungsabfall zwischen der Kontroll-Gateelektrode und dem Kanalgebiet oder einem Source-/Drain-Gebiet des Transistors erzeugt, der ein Tunneln von Elektronen in die oder aus der Floating- Gateelektrode bewirkt. Unterschiedliche Ladungen der Floating-Gateelektrode führen zu unterschiedlichen Einsatzspannungen des Transistors.

Der Name der Floating-Gateelektrode rührt daher, daß sie nicht an ein Potential angeschlossen ist, d. h. floatet. Der Name der Kontroll-Gateelektrode rührt daher, daß sie sowohl die Programmierung steuert, als auch zum Auslesen der Informationen dient.

In B. Eitan "Hot Carrier Effects in FLASH", Microelectronic Engineering 36 (1997), 277, wird eine elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung beschrieben, bei der zur Erhöhung der Packungsdichte der Speicherzellenanordnung die Transistoren eine von vier verschiedenen Einsatzspannungen aufweisen können. Die Einsatzspannung eines Transistors beinhaltet mehr Information als nur eine logische Null oder Eins. Es handelt sich um Multi-Level-Speicherzellen.

Bei den Speicherzellen-Anordnungen des Standes der Technik, können unberechtigte Dritte die gespeicherte Information bestimmen, indem sie die Ladungsmengen an den Floating- Gateelektroden der Transistoren messen.

Aus G. Klaes, "Bit, Pit und Land in Sicht", PC-Magazin Nr. 13 vom 19. März 1986, 18, ist bekannt, bei CD-ROM's eine Umwandlung von 8-Bit Codes in 14-Bit Codes durchzuführen, um Daten in Form von Phasenänderungen zu speichern und dadurch hohe Speicherdichten zu erzielen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung anzugeben, bei der die Bestimmung der gespeicherten Information durch unberechtigte Dritte im Vergleich zum Stand der Technik erschwert wird. Ferner soll ein Verfahren zum Betrieb einer solchen elektrisch programmierbaren Speicherzellenanordnung angegeben werden.

Das Problem wird gelöst durch eine elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung, bei der jede Speicherzelle mindestens einen Transistor aufweist. Jede Speicherzelle ist einem Datenblock zugeordnet. Es sind mindestens zwei Datenblöcke vorgesehen. Die Speicherzellenanordnung weist einen Zufallsgenerator auf, durch den beim Programmieren der Speicherzellenanordnung jedem Datenblock eine hohe Einsatzspannung zugeordnet werden kann, deren Wert innerhalb eines Intervalls zwischen einer Höchstspannung und einer Mindestspannung zufällig gewählt wird. Die Speicherzellenanordnung weist eine Umcodier-Schaltung auf, mit der zu speichernde Information so umcodiert werden kann, daß bei jedem Datenblock ein Transistor mindestens einer der Speicherzellen, die dem Datenblock zugeordnet sind, die hohe Einsatzspannung aufweist.

Eine solche elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung kann mit dem im folgenden beschriebenen Verfahren betrieben werden, das ebenfalls das Problem löst:

Zum Programmieren der Speicherzellenanordnung wird jedem Datenblock eine hohe Einsatzspannung zugeordnet, deren Wert innerhalb eines Intervalls zwischen einer Höchstspannung und einer Mindestspannung zufällig gewählt wird. Dies geschieht mit Hilfe des Zufallsgenerators. Zum Programmieren der Speicherzellenanordnung wird jedem Datenblock eine niedrige Einsatzspannung derart zugeordnet, daß die Differenz zwischen der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung für jeden Datenblock im wesentlichen gleich ist. Die Differenz wird so eingestellt, daß sie kleiner als die Differenz zwischen der Höchstspannung und der Mindestspannung ist. Die hohe Einsatzspannung, die einem Datenblock zugeordnet wird, kann also kleiner sein als die niedrige Einsatzspannung, die einem anderen Datenblock zugeordnet wird. Die Zuordnung der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung zu einem der Datenblöcke erfolgt dadurch, daß die Transistoren der Speicherzellen, die dem Datenblock zugeordnet sind, so beeinflußt werden, daß sie jeweils etwa die hohe Einsatzspannung oder etwa die niedrige Einsatzspannung aufweisen. Nach der Programmierung der Speicherzellenanordnung weisen also die Transistoren der Speicherzellen, die einem Datenblock zugeordnet sind, eine von zwei Einsatzspannungen auf. Diese zwei Einsatzspannungen sind jedoch von Datenblock zu Datenblock unterschiedlich. Die Speicherzellenanordnung wird so programmiert, daß mindestens ein Transistor einer Speicherzelle jedes Datenblocks die dem Datenblock zugeordnete hohe Einsatzspannung aufweist. Dazu kann die zu speichernde Information mit Hilfe der Umcodier-Schaltung geeignet codiert werden. Zum Auslesen von Information einer Speicherzelle wird die hohe Einsatzspannung des der Speicherzelle zugeordneten Datenblocks ermittelt. Zum Auslesen der Information der Speicherzelle wird die Einsatzspannung des zugehörigen Transistors bestimmt und mit der hohen Einsatzspannung bzw. der niedrigen Einsatzspannung des der Speicherzelle zugeordneten Datenblocks verglichen. Diese Einsatzspannung ist entweder etwa gleich der hohen Einsatzspannung oder etwa gleich der niedrigen Einsatzspannung des zugeordneten Datenblocks.

Die Datenblöcke werden durch die Zuordnung der Speicherzellen definiert. Die Zuordnung ist in der Speicherzellenanordnung derart gespeichert, daß sie beim Auslesen der Information im Rahmen des gewöhnlichen Betriebsverfahrens zum Vergleich der jeweiligen Einsatzspannung mit der richtigen hohen Einsatzspannung berücksichtigt wird.

Da die Umcodier-Schaltung dafür sorgt, daß mindestens ein Transistor des Datenblocks die hohe Einsatzspannung aufweist, kann die hohe Einsatzspannung des Datenblocks durch Bestimmung der höchsten Einsatzspannung der zugehörigen Transistoren bestimmt werden. Die Bestimmung erfolgt beispielsweise, indem sämtliche Einsatzspannungen der Transistoren des Datenblocks bestimmt werden.

Die hohen Einsatzspannungen der Datenblöcke entsprechen beispielsweise der logischen Eins und die niedrigen Einsatzspannungen der Datenblöcke entsprechen der logischen Null. Alternativ entsprechen den hohen Einsatzspannungen der Datenblöcke die logische Null und die niedrigen Einsatzspannungen der Datenblöcke der logischen Eins. Der logischen Eins ist also nicht nur eine einzige Spannung zugeordnet, da die hohen bzw. niedrigen Einsatzspannungen von Datenblock zu Datenblock variieren. Dies erschwert die Bestimmung der gespeicherten Information für unberechtigte Dritte.

Darüber hinaus kann bei einem beliebig herausgegriffenen Transistor der Speicherzellenanordnung durch bloße Bestimmung seiner Einsatzspannung nicht festgestellt werden, ob es sich um eine logische Eins oder um eine logische Null handelt, da die hohe Einsatzspannung eines Datenblocks niedriger sein kann als die niedrige Einsatzspannung eines anderen Datenblocks. Auch dies erschwert die Bestimmung der gespeicherten Information durch unberechtigte Dritte.

Die Speicherung derselben Information in der Speicherzellenanordnung führt aufgrund des Zufallsgenerators zu unterschiedlichen Verteilungen der Einsatzspannungen der Transistoren. Nach einer ersten Programmierung weist beispielsweise ein Transistor einer ersten Speicherzelle, die einem Datenblock zugeordnet ist, eine Einsatzspannung von ca. 6 Volt auf. Ein Transistor einer zweiten Speicherzelle des Datenblocks weist nach der ersten Programmierung eine Einsatzspannung von ca. 5 Volt auf. Die hohe Einsatzspannung, die dem Datenblock zugeordnet wird, beträgt also 6 Volt, und die niedrige Einsatzspannung, die dem Datenblock zugeordnet wird, beträgt ca. 5 Volt. Bei einer zweiten Programmierung mit derselben Information wird dem Datenblock durch den Zufallsgenerator als hohe Einsatzspannung 3 Volt zugeordnet. Der Transistor der ersten Speicherzelle weist also nach der zweiten Programmierung eine Einsatzspannung von 3 Volt auf, und der Transistor der zweiten Speicherzelle weist eine Einsatzspannung von 2 Volt auf.

Die hohe Einsatzspannung kann beliebige Werte im Intervall zwischen der Höchstspannung und der Mindestspannung annehmen.

Die Einstellung der Einsatzspannungen der Transistoren erfolgt über das Aufbringen von definierten Ladungsmengen auf den Floating-Gateelektroden der Transistoren.

Die Zuordnung der Speicherzellen zu den Datenblöcken kann mittels einer Zuordnungsschaltung erfolgen. Beispielsweise ist die Zuordnung der Speicherzellen zu den Datenblöcken in der Zuordnungsschaltung durch eine feste Verdrahtung der Wortleitungen und der Bitleitungen realisiert. Alternativ wird die Zuordnung in der Zuordnungsschaltung elektronisch gespeichert. Die Zuordnung wird in diesem Fall z. B. anhand eines Algorithmus ermittelt. Die Zuordnung kann auch für jeden Speichervorgang neu und zufällig gewählt werden.

Zur Erschwerung der Bestimmung der gespeicherten Information durch unberechtigte Dritte ist es vorteilhaft, wenn die Speicherzellen eines Datenblocks im Zellenfeld der Speicherzellenanordnung räumlich verteilt angeordnet sind. Die Speicherzellen eines Datenblocks nehmen also nicht ein großflächig räumlich zusammenhängendes Gebiet ein. Zueinander benachbarte Speicherzellen können also verschiedenen Datenblöcken zugeordnet sein, so daß einem Dritten die Zuordnung der Speicherzellen zu einem Datenblock erschwert wird. Der Dritte weiß also nicht, welche Einsatzspannungen von Transistoren von Speicherzellen er miteinander vergleichen müßte, um die hohe Einsatzspannung und die niedrige Einsatzspannung eines Datenblocks zu ermitteln.

Die Bestimmung der in der Speicherzellenanordnung gespeicherten Information wird für unberechtigte Dritte umso schwieriger, je mehr Datenblöcke vorgesehen sind. Vorzugsweise sind mindestens 1000 Datenblöcke vorgesehen.

Jedem Datenblock werden N Speicherzellen zugeordnet, wobei N eine natürliche Zahl ist.

Eine Informationseinheit, die beispielsweise einem Byte entspricht, besteht aus L, z. B. 8, Bits, wobei L eine natürliche Zahl ist. Da bei einer Speicherzellenanordnung in der Regel Bits, die zur selben Informationseinheit gehören, gleichzeitig verarbeitet werden, ist es vorteilhaft, wenn die Speicherzellen, in denen die Bits derselben Informationseinheit gespeichert werden, demselben Datenblock zugeordnet sind. Jedem Datenblock sind in diesem Fall N = L . M Speicherzellen zugeordnet, wobei M eine natürliche Zahl ist.

Die Umcodier-Schaltung kann beispielsweise einen 8-Bit-Daten- Code, der eine ursprüngliche Informationseinheit darstellt, in einen 14-Bit-Daten-Code, der eine neue Informationseinheit darstellt, umwandeln. In diesem Fall wird jedem Datenblock 14 . M Speicherzellen zugeordnet, wobei M eine natürliche Zahl ist.

Die Umcodier-Schaltung kann die zu speichernde Information so umcodieren, daß für jeden Datenblock gilt, daß die Anzahl seiner Speicherzellen, deren Transistoren die hohe Einsatzspannung aufweisen, gleich der Anzahl seiner Speicherzellen ist, deren Transistoren die niedrige Einsatzspannung aufweisen.

Die Höchstspannung beträgt beispielsweise zwischen 6 Volt und 2 Volt. Die Mindestspannung beträgt beispielsweise zwischen 5 Volt und 1 Volt.

Die Differenz zwischen der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung beträgt beispielsweise zwischen 0.5 Volt und 2 Volt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer elektrisch programmierbaren Speicherzellenanordnung, in dem ein Zellenfeld, Transistoren, ein Zufallsgenerator, eine Umcodier- Schaltung, eine Zuordnungsschaltung, Bitleitungen und Wortleitungen dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt die Verteilung der Einsatzspannungen der Transistoren eines ersten Datenblocks.

Fig. 3 zeigt die Verteilung der Einsatzspannungen der Transistoren eines zweiten Datenblocks.

Fig. 4 zeigt die Verteilung der Einsatzspannungen aller Transistoren, die mit der dem zugehörigen Datenblock zugeordneten hohen Einsatzspannung programmiert sind und die Verteilung der Einsatzspannungen aller Transistoren, die mit der dem zugehörigen Datenblock zugeordneten niedrigen Einsatzspannung programmiert sind.

Im Ausführungsbeispiel weist eine elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung ein Zellenfeld Z auf, in dem die Speicherzellen der Speicherzellenanordnung angeordnet sind. Jede Speicherzelle besteht aus einem Transistor T. Die Transistoren sind in Reihen und Spalten angeordnet und mit Wortleitungen W und quer dazu verlaufenden Bitleitungen B verbunden (siehe Fig. 1). Weitere Leitungen (Common-Source), mit denen die Transistoren ebenfalls verbunden sind und die auf 0 Volt gehalten werden, sind nicht dargestellt.

Die Wortleitungen W und die Bitleitungen B werden zu einer Peripherie P geleitet, die neben dem Zellenfeld Z angeordnet ist. In der Peripherie P sind unter anderem eine Zuordnungsschaltung X, ein Zufallsgenerator ZG und eine Umcodier- Schaltung U angeordnet (siehe Fig. 1).

Die Wortleitungen W und die Bitleitungen B sind durch die Zuordnungsschaltung X so miteinander verschaltet, daß jede Speicherzelle einem von 1000 Datenblöcken zugeordnet ist. Jedem der Datenblöcke sind 14 Speicherzellen zugeordnet. Für jeden Datenblock gilt, daß seine Speicherzellen im Zellenfeld Z räumlich verteilt sind und selten nebeneinander angeordnet sind.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 1 Teile von nur zwei Datenblöcken dargestellt. Die Transistoren T von Speicherzellen, die dem ersten Datenblock zugeordnet sind, sind als Quadrat mit durchgehender Linie dargestellt. Die Transistoren T der Speicherzellen des zweiten Datenblocks sind als Quadrat mit gestrichelter Linie dargestellt.

Die Speicherzellenanordnung soll so programmiert werden, daß in dem ersten Datenblock der 8-Bit-Code 11010011 und im zweiten Datenblock der 8-Bit-Code 00010011 abgespeichert werden sollen. Die Umcodier-Schaltung U codiert den ersten 8-Bit- Code 11010011 in einen ersten 14-Bit-Code 10111011000100 um. Die Umcodier-Schaltung codiert den zweiten 8-Bit-Code 00010011 in einen zweiten 14-Bit-Code 01000010011111 um. Die übrigen 8-Bit-Codes für die übrigen Datenblöcke werden entsprechend umcodiert.

Jeder der 14-Bit-Codes weist mindestens eine logische Eins auf.

Über den Zufallsgenerator ZG wird für jeden Datenblock festgelegt, welche Einsatzspannung die logische Eins darstellt. Dazu wählt der Zufallsgenerator ZG für jeden Datenblock eine hohe Einsatzspannung aus, deren Wert innerhalb eines Intervalls zwischen einer Höchstspannung UH = 6 Volt und einer Mindestspannung UM = 3 Volt zufällig gewählt wird.

Im Ausführungsbeispiel wählt der Zufallsgenerator ZG für den ersten Datenblock zufällig als hohe Einsatzspannung UO1 5.5 Volt aus. Für den zweiten Datenblock wählt der Zufallsgenerator ZG zufällig die hohe Einsatzspannung UO2 3.5 Volt aus.

Jedem Datenblock wird eine niedrige Einsatzspannung derart zugeordnet, daß die Differenz D zwischen der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung für jeden Datenblock im wesentlichen gleich ist. Im Ausführungsbeispiel beträgt die feste Differenz D zwischen der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung für jeden Datenblock 1Volt. Die Differenz D ist kleiner als die Differenz zwischen der Höchstspannung UH und der Mindestspannung UM.

Dies bedeutet, daß die niedrige Einsatzspannung UN1, die dem ersten Datenblock zugeordnet wird, 4.5 Volt beträgt.

Die niedrige Einsatzspannung UN2, die dem zweiten Datenblock zugeordnet wird, beträgt 2.5 Volt.

Durch geeignete Ansteuerung der Wortleitungen W, die mit Kontroll-Gateelektroden der Transistoren T verbunden sind, und der Bitleitungen B werden die Einsatzspannungen der Transistoren T so eingestellt, daß sie jeweils etwa die hohe Einsatzspannung oder etwa die niedrige Einsatzspannung, die dem Datenblock zugeordnet sind, dem die Speicherzelle des jeweiligen Transistors T zugeordnet ist, aufweisen.

Der Transistor T einer ersten Speicherzelle, die dem ersten Datenblock zugeordnet ist, weist entsprechend dem ersten 14- Bit-Code die hohe Einsatzspannung auf. Der Transistor T einer zweiten Speicherzelle, die dem ersten Datenblock zugeordnet ist, weist die niedrige Einsatzspannung auf. Der Transistor T einer ersten Speicherzelle, die dem zweiten Datenblock zugeordnet ist, weist entsprechend dem zweiten 14-Bit-Code die niedrige Einsatzspannung auf. Der Transistor T einer zweiten Speicherzelle, die dem zweiten Datenblock zugeordnet ist, weist die hohe Einsatzspannung auf.

Da die Einsatzspannungen der Transistoren T aufgrund von schaltungstechnischen Schwierigkeiten und von Performancegründen in der Regel nicht ganz genau eingestellt werden können, sind die Einsatzspannungen der Transistoren T um Mittelwerte (die hohen und die niedrigen Einsatzspannungen) verteilt. Die Transistoren T des ersten Datenblocks, die mit der hohen Einsatzspannung UO1 programmiert wurden, weichen bis zu ca. 0.25 Volt von der hohen Einsatzspannung UO1 ab. Dasselbe gilt entsprechend für die Transistoren T des ersten Datenblocks, die mit der niedrigen Einsatzspannung UN1 programmiert wurden. Eine Verteilung der Einsatzspannungen der Transistoren T des ersten Datenblocks ist in Fig. 2 dargestellt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weisen besonders viele der Transistoren T, die mit der hohen Einsatzspannung UO1 programmiert wurden, genau die hohe Einsatzspannung UO1 auf.

Das Entsprechende gilt für die Transistoren T des zweiten Datenblocks. Die Verteilung der Einsatzspannungen der Transistoren T des zweiten Datenblocks ist in Fig. 3 dargestellt.

Ein Vergleich von Fig. 2 mit Fig. 3 zeigt die feste Differenz D zwischen der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung von jedem Datenblock.

Da die hohen Einsatzspannungen der Datenblöcke für jeden Datenblock innerhalb des Intervalls zwischen der Höchstspannung UH und der Mindestspannung UM zufällig gewählt werden, ist die Verteilung aller mit den hohen Einsatzspannungen programmierten Transistoren T sehr breit. Insbesondere überlappen sich die Verteilung der hohen Einsatzspannungen der Datenblöcke und der niedrigen Einsatzspannungen der Datenblöcke. Dies ist in Fig. 4 veranschaulicht. Die durchgezogene Linie ist die Verteilung der Einsatzspannungen der mit den hohen Einsatzspannungen programmierten Transistoren T. Die gestrichelte Linie ist die Verteilung der Einsatzspannungen der mit den niedrigen Einsatzspannungen programmierten Transistoren T. Die Überlappung liegt daran, daß die Differenz D zwischen der hohen Einsatzspannung und der niedrigen Einsatzspannung für jeden Datenblock kleiner ist als die Differenz zwischen der Höchstspannung UH und der Mindestspannung UM.

Zum Auslesen der auf einem Datenblock gespeicherten Information werden sämtliche Einsatzspannungen der Transistoren T des Datenblocks ermittelt. Es wird die höchste Einsatzspannung dieser Transistoren T ermittelt. Diese höchste Einsatzspannung wird als Referenzspannung verwendet, indem die Einsatzspannungen der Transistoren T mit ihr verglichen werden. Die Referenzspannung ist die hohe Einsatzspannung des Datenblocks.

Für den ersten Datenblock wird beispielsweise als Referenzspannung 5.5 Volt ermittelt. Ein Transistor T des ersten Datenblocks, der die Spannung 4.75 Volt aufweist, weist folglich die niedrige Einsatzspannung UN1 des Datenblocks auf, was einer logischen Null entspricht.

Es sind viele Variationen des Ausführungsbeispiels denkbar, die ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegen. So können mehr oder weniger als 1000 Datenblöcke vorgesehen sein. Jedem Datenblock kann eine von 14 verschiedene Anzahl, z. B. 12 oder 28, an Speicherzellen zugeordnet sein. Die Höchstspannung, die Mindestspannung und die Differenz zwischen der hohen und der niedrigen Einsatzspannung können anders gewählt werden. Eine Speicherzelle kann zusätzlich zum Transistor weitere Bauelemente aufweisen.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung,
    1. - bei der jede Speicherzelle mindestens einen Transistor (T) aufweist,
    2. - bei der jede Speicherzelle einem Datenblock zugeordnet ist,
    3. - mit mindestens zwei Datenblöcken,
    4. - mit einem Zufallsgenerator (ZG), durch den beim Programmieren der Speicherzellenanordnung jedem Datenblock eine hohe Einsatzspannung (UO1, UO2) zugeordnet werden kann, deren Wert innerhalb eines Intervalls zwischen einer Höchstspannung (UH) und einer Mindestspannung (UM) zufällig gewählt wird,
    5. - mit einer Umcodier-Schaltung (U), mit der zu speichernde Information so umcodiert werden kann, daß bei jedem Datenblock ein Transistor (T) mindestens einer der Speicherzellen, die dem Datenblock zugeordnet sind, die hohe Einsatzspannung (UO1, UO2) aufweist.
  2. 2. Speicherzellenanordnung nach Anspruch 1,
    1. - mit einer Zuordnungsschaltung (X) zur Zuordnung der Speicherzellen zu den Datenblöcken.
  3. 3. Speicherzellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    1. - mit mindestens 1000 Datenblöcken.
  4. 4. Speicherzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    1. - bei der jedem Datenblock N Speicherzellen zugeordnet sind wobei N eine natürliche Zahl ist.
  5. 5. Speicherzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    1. - bei der die Speicherzellen eines Datenblocks in einem Zellenfeld (Z) räumlich verteilt angeordnet sind.
  6. 6. Verfahren zum Betrieb einer elektrisch programmierbaren Speicherzellenanordnung,
  7. - bei dem jede Speicherzelle einem Datenblock zugeordnet wird,
    1. - bei dem jede Speicherzelle mindestens einen Transistor (T) aufweist,
    2. - bei dem mindestens zwei Datenblöcke gebildet werden,
    3. - bei dem zum Programmieren der Speicherzellenanordnung jedem Datenblock eine hohe Einsatzspannung (UO1, UO2) zugeordnet wird, deren Wert innerhalb eines Intervalls zwischen einer Höchstspannung (UH) und einer Mindestspannung (UM) zufällig gewählt wird,
    4. - bei dem zum Programmieren des Speicherzellenanordnung jedem Datenblock eine niedrige Einsatzspannung (UN1, UN2) derart zugeordnet wird, daß die Differenz (D) zwischen der hohen Einsatzspannung (UO1, UO2) und der niedrigen Einsatzspannung (UN1, UN2) für jeden Datenblock im wesentlichen gleich ist,
    5. - bei dem die Differenz (D) so eingestellt wird, daß sie kleiner als die Differenz zwischen der Höchstspannung (UH) und der Mindestspannung (UM) ist,
    6. - bei dem die Zuordnung der hohen Einsatzspannung (UO1, UO2) und der niedrigen Einsatzspannung (UN1, UN2) zu einem der Datenblöcke dadurch erfolgt, daß die Transistoren (T) der Speicherzellen, die dem Datenblock zugeordnet sind, so beeinflußt werden, daß sie jeweils die hohe Einsatzspannung (UO1, UO2) oder die niedrige Einsatzspannung (UN1, UN2) aufweisen,
    7. - bei dem die Speicherzellenanordnung so programmiert wird, daß mindestens ein Transistor (T) einer Speicherzelle jedes Datenblocks die dem Datenblock zugeordnete hohe Einsatzspannung (UO1, UO2) aufweist,
    8. - bei dem zum Auslesen von Information einer Speicherzelle die hohe Einsatzspannung (UO1, UO2) des der Speicherzelle zugeordneten Datenblocks ermittelt wird,
    9. - bei dem zum Auslesen der Information der Speicherzelle die Einsatzspannung des zugehörigen Transistors (T) bestimmt und mit der hohen Einsatzspannung (UO1, UO2) des der Speicherzelle zugeordneten Datenblocks verglichen wird.
  8. 7. Verfahren nach Anspruch 6,
    1. - bei dem mindestens 1000 Datenblöcke gebildet werden.
  9. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
    1. - bei dem jedem Datenblock N Speicherzellen zugeordnet werden, wobei N eine natürliche Zahl ist.
  10. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    1. - bei dem die Höchstspannung (UH) zwischen 6 V und 2 V beträgt,
    2. - bei dem die Mindestspannung (UM) zwischen 5 V und 1 V beträgt,
    3. - bei dem die Differenz (D) zwischen der hohen Einsatzspannung (UO1, UO2) und der niedrigen Einsatzspannung (UN1, UN2) zwischen 0.5 V und 2 V beträgt.






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