用以提供包括四个磁性隧道结元件的参考单元的系统和方法技术方案

一种装置包括一组数据单元和耦合到该组数据单元的参考单元。该参考单元包括四个磁性隧道结(MTJ)单元，其被配置在用于数据存储的MTJ单元的常规列中。用以配置以及读和写参考单元的电路系统和方法包括描述了在所述的常规列中的四个MTJ单元，其中该四个参考单元被布置成桥形配置，并且其中所述四个MTJ单元中的两个被编程为逻辑1值，并且所述四个MTJ单元中的两个被编程为逻辑0值。

System and method for providing a reference unit comprising four magnetic tunnel junction elements

A device includes a set of data units and a reference unit coupled to the set of data units. The reference unit includes four magnetic tunnel junction (MTJ) cells arranged in a conventional column for the MTJ unit for data storage. Circuit system and method to read and write to the reference unit configuration, including a description of the four MTJ units in a conventional column, wherein the four reference units are arranged into a bridge shaped configuration, and wherein the four MTJ units in two is programmed to 1 valued logic, and the four MTJ units in two is programmed for 0 valued logic.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求共同拥有的于2013年7月30日提交的美国非临时专利申请号13/953,771的优先权，该非临时专利申请的内容通过援引全部明确纳入于此。领域本公开一般涉及参考单元。相关技术描述技术进步已产生越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话(诸如蜂窝电话和网际协议(IP)电话)可通过无线网络传达语音和数据分组。此外，许多此类无线电话包括被纳入于其中的其他类型的设备。例如，无线电话还可包括数码相机、数码摄像机、数字记录器以及音频文件播放器。同样，此类无线电话可处理可执行指令，包括可被用于访问因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。如此，这些无线电话可包括显著的计算能力。电子设备(例如，无线电话或计算设备)可包括磁阻随机存取存储器(MRAM)设备作为组件。MRAM设备是使用多个磁性存储元件来存储数据的存储器设备。磁性存储元件的一示例是磁性隧道结(MTJ)元件。自旋转移矩(STT)MTJ元件可以通过使用电流来将MTJ元件的自由磁性层的磁性元件的取向相对于该MTJ元件的固定磁性层对齐来存储数据。例如，当自由磁性层与固定磁性层具有相同取向时，MTJ元件可以具有第一阻值。第一阻值可以表示特定逻辑状态(例如，逻辑0)。当自由磁性层具有不同于固定磁性层r>的取向时，MTJ元件可以具有第二阻值。第二阻值可以表示另一特定逻辑状态(例如，逻辑1)。当MTJ元件被读取时，第一阻值可对应于指示特定逻辑状态的第一电压值，并且第二阻值可以对应于指示另一逻辑状态的第二电压值。为了读取存储在MRAM中的逻辑状态，MRAM的特定MTJ元件可以经由字线被选择，并且可以生成电流来经由位线通过该特定MTJ元件。可以使用感测放大器电路来将通过该特定MTJ元件的电流与参考电流作比较以确定存储着的逻辑状态。替换性地，该电流可以被转换成电压，并且可以将该电压与参考电压作比较来确定存储着的逻辑状态。参考电路可以实现电流平均方案来提供参考电流，或者参考电路可以实现电阻平均方案来提供参考电压。然而，常规的电流平均方案实现可能遭受寄生失配并且使用了两个参考电流分支。常规的电流平均方案实现与实现电阻平均方案的参考电路相比占据电路板上更多的面积。替换地，常规电阻平均方案实现与常规电流平均方案相比使用更多的电流来执行写操作，因为典型的电阻平均方案实现在写电流路径中使用串联耦合的MTJ元件。概述参考电路使用磁性隧道结(MTJ)单元来实现参考平均方案。在实现参考平均方案的参考电路中使用MTJ单元相比于常规电流平均方案实现而言可降低寄生失配且可以占据电路板上较少的空间。进一步，在参考平均方案实现中使用MTJ单元相比于常规参考平均实现而言可以降低写操作期间的电流消耗。例如，存储器阵列可包括多个数据列。每个数据列可包括多个数据单元。每个数据列可以被耦合到特异的位线和特异的源线。存储器阵列还可以包括参考单元(例如，提供参考电压的参考电路)。参考单元可包括四个MTJ单元。这四个MTJ单元中的每一者可具有与数据列的数据单元相同的结构(或者基本相同的结构)。在特定解说性实施例中，使用耦合到单个MTJ元件的单个晶体管来实现这四个MTJ单元和这多个数据单元中的每一者。在另一特定解说性实施例中，使用耦合到单个MTJ元件的两个晶体管来实现这四个MTJ单元和这多个数据单元中的每一者。这四个MTJ单元可以被互连，从而参考单元仅被耦合到一个位线。例如，第一MTJ单元可以经由第一电连接被耦合到第二MTJ单元。该第二MTJ单元可以经由第二电连接被耦合到第三MTJ单元。该第三MTJ单元可以经由第三电连接被耦合到第四MTJ单元，并且第四MTJ单元可以经由第四电连接被耦合到第一MTJ单元。第一MTJ单元和第四MTJ单元可以经由共同节点耦合到位线。包括这四个MTJ单元的参考单元可以是一装置(例如，存储器阵列的一部分)。作为一示例，在特定实施例中，一种装置包括一组数据单元和耦合到该组数据单元的参考单元。该参考单元包括四个磁隧道结(MTJ)单元。参考单元可以被激活以生成参考电压。作为一示例，在特定实施例中，一种方法包括经由第一字线激活第一存储器阵列的参考单元。该方法还包括将参考电流施加到参考单元以生成参考电压，其中参考电流通过该参考单元的四个磁性隧道结(MTJ)单元。至少一个所公开的实施例所提供的一个特定优点是能从与常规电阻平均方案实现相比具有降低的寄生失配并且使用较少的电流来执行写操作的参考单元提供参考电压的能力。本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括下述章节：附图简述、详细描述以及权利要求书。附图简述图1是包括具有四个磁性隧道结(MTJ)单元的参考单元的磁阻随机存取存储器(MRAM)设备的特定实施例的示图；图2是解说图1的参考单元的读操作的电流流动的示图；图3是解说图1的参考单元的写操作的电流流动的示图；图4是图1的MRAM设备的布局的示图；图5是包括具有四个MTJ单元的参考单元的MRAM设备的另一特定实施例的示图；图6是图5的MRAM设备的布局的示图；图7是包括具有四个MTJ单元以确定数据单元的逻辑状态的参考单元的系统的示图；图8是解说包括具有四个MTJ单元的参考单元的MRAM设备处的操作方法的特定实施例的流程图；图9是包括带有具有四个MTJ单元的参考单元的MRAM设备的通信设备的特定实施例的示图；以及图10是解说用于制造包括MRAM设备的电子设备的过程的特定解说性实施例的数据流图，该MRAM设备包括具有四个MTJ单元的参考单元。详细描述图1解说了包括具有四个磁性隧道结(MTJ)单元的参考单元112的磁阻随机存取存储器(MRAM)设备102的特定实施例。MRAM设备102可包括存储器阵列或存储器排。存储器设备102可包括多个数据列104、106、108、110。每个数据列104-110可包括多个数据单元，每个数据单元耦合到特异的位线，并且耦合到特异的源线。例如，数据列104可包括数据单元114、116。数据单元114、116可耦合到位线118且耦合到源线120。数据列106可包括耦合到位线126且耦合到源线128的数据单元122、124。数据列108可包括耦合到位线134且耦合到源线136的数据单元130、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：数据单元组；以及耦合到所述数据单元组的参考单元，其中所述参考单元包括四个磁性隧道结(MTJ)单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.30 US 13/953,7711.一种装置，包括：
数据单元组；以及
耦合到所述数据单元组的参考单元，其中所述参考单元包括四个磁性隧道
结(MTJ)单元。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述四个MTJ单元中的每个
MTJ单元包括耦合到单个晶体管的MTJ元件。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据单元组包括对应于
位线的多个数据单元，并且其中仅有一个所述位线被耦合到所述参考单元。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述四个MTJ单元中的每个
MTJ单元与所述多个数据单元的多个列中的特异列对齐。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，第一位线被耦合到所述参考
单元，其中所述四个MTJ单元中的第一MTJ单元被耦合到所述第一位线，其
中所述四个MTJ单元中的第二MTJ单元经由第一连接被耦合到所述第一MTJ
单元，其中所述四个MTJ单元中的第三MTJ单元经由第二连接被耦合到第二
MTJ单元，并且其中所述四个MTJ单元中的第四MTJ单元经由第三连接被耦
合到所述第一MTJ单元并且经由第四连接被耦合到所述第三MTJ单元。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据单元组包括：
第一数据单元列；
第二数据单元列；
第三数据单元列；以及
第四数据单元列。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，进一步包括：
经由第一源线耦合到所述第一数据单元列并且经由第四源线耦合到所述
第四数据单元列的第一源线驱动器；
经由第二源线耦合到所述第二数据单元列并且经由第三源线耦合到所述
第三数据单元列的第二源线驱动器。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据单元组的MTJ具有
与所述参考单元的MTJ基本相同的结构。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据单元组和所述参考
单元是使用各自包括耦合到单个晶体管的单个MTJ元件的MTJ单元来实现的。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据单元组和所述参考
单元是使用各自包括耦合到两个晶体管的单个MTJ元件的MTJ单元来实现的。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述参考单元被配置成根据
电阻平均参考方案来提供电阻值。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：
耦合到所述数据单元组的位线选择器；以及
耦合到所述参考单元的源线选择器，其中所述源线选择器位于比所述位线
选择器更靠近所述参考单元处。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括其中集成了所述
参考单元的设备，所述设备选自包括以下各项的组：机顶盒、音乐播放器、视
频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位
置数据单元、以及计算机。
14.一种方法，包括：
经由第一字线激活第一存储器阵列的参考单元；以及
将参考电流施加到所述参考单元以生成参考电压，其中所述参考电流通过
所述参考单元的四个磁性隧道结(MTJ)单元。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将数据电流施加到第二存储器阵列的数据单元以生成数据电压；以及
将所述数据电压与所述参考电压作比较以确定所述数据单元的逻辑状态。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述四个MTJ单元中的每
个MTJ单元包括耦合到单个晶体管的MTJ元件。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一存储器阵列包括
多个数据单元列和对应的位线，以及其中仅有一个所述位线被耦合到所述参考
单元。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述四个MTJ单元中的每
个MTJ单元与所述多个数据单元列中的特异列对齐。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，第一位线被耦合到所述参
考单元，其中所述四个MTJ单元中的第一MTJ单元被耦合到所述第一位线，
其中所述四个MTJ单元中的第二MTJ单元经由第一连接被耦合到所述第一
MTJ单元，其中所述四个MTJ单元中的第三MTJ单元经由第二连接被耦合到
第二MTJ单元，并且其中所述四个MTJ单元中的第四MTJ单元经由第三连接
被耦合到所述第一MTJ单元并且经由第四连接被耦合到所述第三MTJ单元。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述多个数据单元列包括：
第一数据单元列；
第二数据单元列；
第三数据单元列；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：SO·郑，T·那，J·金，J·P·金，S·H·康，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，延世大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：美国;US