一种脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，该电路包括自适应调整脉冲宽度模块、MOS管T2、Cell电流实时检测模块、1T1R存储单元、第一数据选择器和第二数据选择器，在写操作执行的过程中，MOS管T2采样出流过1T1R存储单元的电流，Cell电流实时检测模块通过检测这个电流的变化来判断写操作是否完成，如果写操作完成，则改变自适应调整脉冲宽度模块中比较器的输出，进而关闭自适应调整脉冲宽度模块中动态脉冲宽度幅度信号发生器，避免产生过写情况，实现自适应地调整写信号脉冲宽度幅度。本发明专利技术具有针对不同存储单元自适应调整写脉冲宽度幅度的特性，保证了写速度的同时，提高了写入的正确率，也大大降低了写操作的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路
本专利技术涉及信息存储
，特别是针对于阻变存储器的一种脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路。
技术介绍
阻变存储器是近年来研究非常火热的一类非挥发性存储器，是最被看好的取代Flash的下一代非易失性存储器，同时具备高速度、高密度、不挥发性、高擦写次数等显著特性。存储单元的核心机理是阻变材料的电阻可以被外部电压所改变。它一共可以执行四类操作：FORM(初始化)激活阻变材料，使其可以被写入，同时变为低阻；SET(置1)将阻变材料从高阻变为低阻；RESET(置0)将阻变材料从低阻变为高阻；READ读取阻变材料的阻值。对于大多数阻变材料，在写操作上目前存在的最大的问题就是过写(Over-Write)问题和功耗问题。其中对于SET过程来说它有一个脉冲信号给到选通Cell的位线(BL)上来完成的。由于阻变材料本身的非一致特性，很多阻变材料的操作时间并不相等。传统的SET脉冲为了保证所有的Cell都能SET成功，SET脉宽必然是要宽到保证最慢的Cell也能被SET，因此就会出现很多FastCell先被SET，又由于这些Cell被SET到R低，因此对于FastCell来说在相当长一段SET脉冲过程中SET电压不仅没有对SET过程起到任何帮助，反而由于Cell已经变成低阻，导致“很大的”电流，增加了功耗。而对于RESET过程来说，由于RESET过程中可能会引入SET过程，因此我们采用Write_Verify_Write的方式进行RESET，但是由于前面说了有FastCell的存在，还是会有一些Cell会先被RESET，因此在脉冲还没有结束时，这些Cell会再出现一个SET过程，导致RESET失败。因此，为了避免以上所说的情况亟需要找到一种能够成功实现写操作并且不出现Over-Write和降低操作功耗的电路。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提出一种避免出现Over-Write和降低写操作功耗的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路。(二)技术方案为达到上述目的，本专利技术提供了一种脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，该电路包括自适应调整脉冲宽度模块、MOS管T2、Cell电流实时检测模块、1T1R存储单元、第一数据选择器和第二数据选择器，在写操作执行的过程中，MOS管T2采样出流过1T1R存储单元的电流，Cell电流实时检测模块通过检测这个电流的变化来判断写操作是否完成，如果写操作完成，则改变自适应调整脉冲宽度模块中比较器的输出，进而关闭自适应调整脉冲宽度模块中动态脉冲宽度幅度信号发生器，避免产生过写(Over-Write)情况，实现自适应地调整写信号脉冲宽度幅度。上述方案中，所述自适应调整脉冲宽度模块是通过引入反馈来自适应地调整写驱动信号的脉冲宽度，包括动态脉冲宽度幅度信号发生器100、电压比较器200和运算放大器300，其中：动态脉冲宽度幅度信号发生器100，用于产生一系列宽度和幅度都随时间变化的脉冲信号，该脉冲信号作为写信号依次通过运算放大器300、MOS管T2及第一数据选择器或第二数据选择器被送至1T1R存储单元，来执行写操作；电压比较器200，用于比较两组输入电压的大小，其正相输入端接外部电压Ref，反相输入端通过电阻R1600接地，输出端作为反馈(Feedback)连接至动态脉冲宽度幅度信号发生器100；运算放大器300，用于当作电压跟随器，跟随动态脉冲宽度幅度信号发生器产生的脉冲信号，其正相输入端接动态脉冲宽度幅度信号发生器100的输出，反相输入端接MOS管T2500的源端和第一数据选择器900及第二数据选择器1000的输入端，输出接MOS管T2500的栅端。上述方案中，所述MOS管T2500用于采样执行写操作时流过1T1R存储单元的电流，MOS管T2500的漏端连接电流镜电路400的第一端，MOS管T2500的源端连接第一数据选择器900及第二数据选择器1000的输入端，MOS管T2500的栅端连接运算放大器300的输出。上述方案中，所述Cell电流实时检测模块用于检测执行写操作时流过1T1R存储单元电流的变化，包括电流镜电路400和电阻R1600，其中：电流镜电路400，用于监测流过1T1R存储单元的电流的变化，电流镜电路400是由两个PMOS管组成的电流镜，第一PMOS管的漏端连接于MOS管T2500的漏端，第二PMOS管的漏端连接于电阻R1600的一端；电阻R1600是一个负载电阻，一端接第二PMOS管的漏端，另一端接地。上述方案中，所述1T1R存储单元用于存储数据，包括阻变材料Rcell700和阻变选通MOS管T1800，其中阻变材料Rcell700用于存储数据，阻变选通MOS管T1800用于选通存储单元，阻变材料Rcell700的一端连接于第一数据选择器900的输出端，阻变材料Rcell700的另一端连接于阻变选通MOS管T1800的漏端，阻变选通MOS管T1800的源端连接于第二数据选择器1000的输出端，阻变选通MOS管T1800的栅端接行译码器的输出也就是行选通信号。上述方案中，所述第一数据选择器900和所述第二数据选择器1000，用于控制是执行写0操作还是执行写1操作，二者的输入端均连接于MOS管T2500的源端，第一数据选择器900的输出端连接于1T1R存储单元的阻变材料Rcell700，第二数据选择器1000的输出端连接于1T1R存储单元的阻变选通MOS管T1800的源端。上述方案中，所述第一数据选择器900或所述第二数据选择器1000，均由两个传输门和一个反相器构成，两个传输门串联连接，连接处接反相器的输出端，将两个传输门的另一端连接起来，并接反相器的输入端，且第一数据选择器900或第二数据选择器1000输入端分别接MOS管T2的源端和地，输出端分别接1T1R存储单元的位线与列线。上述方案中，所述写0操作是RESET操作，将阻变材料从低阻转换为高阻；所述写1操作是SET操作，将阻变材料从高阻转换为低阻。(三)有益效果本专利技术提供的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，具有针对不同存储单元自适应调整写脉冲宽度幅度的特性，保证了写速度的同时，提高了写入的正确率，也大大降低了写操作的功耗，具体而言具有如下优点：1、本专利技术提供的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，由于引入了实时监测反馈电路，可以在操作完成时关闭写脉冲产生电路，所以对于不同的阻变单元，可以提供不同脉冲宽度幅度的写信号。2、本专利技术提供的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，由于在SET操作和RESET操作可以在结束的第一时间通过反馈电路关闭写脉冲信号产生电路，所以对于SET和RESET操作都可以很好的避免过写情况。3、本专利技术提供的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，由于对于不同存储单元操作时间也不尽相同，都是在完成操作的时候关闭写信号，所以降低了写操作的功率消耗。附图说明本专利技术各个模块具体情况结合下面附图对实施例的描述将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术提供的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路的结构示意图；图2(A)是图1所示阻变存储器写驱动电路中脉冲信号发生器产生的脉冲信号波形；图2(B)是图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，其特征在于，该电路包括自适应调整脉冲宽度模块、MOS管T2、Cell电流实时检测模块、1T1R存储单元、第一数据选择器和第二数据选择器，在写操作执行的过程中，MOS管T2采样出流过1T1R存储单元的电流，Cell电流实时检测模块通过检测这个电流的变化来判断写操作是否完成，如果写操作完成，则改变自适应调整脉冲宽度模块中比较器的输出，进而关闭自适应调整脉冲宽度模块中动态脉冲宽度幅度信号发生器，避免产生过写(Over‑Write)情况，实现自适应地调整写信号脉冲宽度幅度。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，其特征在于，该电路包括自适应调整脉冲宽度模块、MOS管T2、Cell电流实时检测模块、1T1R存储单元、第一数据选择器和第二数据选择器，在写操作执行的过程中，MOS管T2采样出流过1T1R存储单元的电流，Cell电流实时检测模块通过检测这个电流的变化来判断写操作是否完成，如果写操作完成，则改变自适应调整脉冲宽度模块中比较器的输出，进而关闭自适应调整脉冲宽度模块中动态脉冲宽度幅度信号发生器，避免产生过写(Over-Write)情况，实现自适应地调整写信号脉冲宽度幅度；所述自适应调整脉冲宽度模块是通过引入反馈来自适应地调整写驱动信号的脉冲宽度，包括动态脉冲宽度幅度信号发生器(100)、电压比较器(200)和运算放大器(300)，其中：动态脉冲宽度幅度信号发生器(100)，用于产生一系列宽度和幅度都随时间变化的脉冲信号，该脉冲信号作为写信号依次通过运算放大器(300)、MOS管T2及第一数据选择器或第二数据选择器被送至1T1R存储单元，来执行写操作；电压比较器(200)，用于比较两组输入电压的大小，其正相输入端接外部电压Ref，反相输入端通过电阻R1(600)接地，输出端作为反馈(Feedback)连接至动态脉冲宽度幅度信号发生器(100)；运算放大器(300)，用于当作电压跟随器，跟随动态脉冲宽度幅度信号发生器产生的脉冲信号，其正相输入端接动态脉冲宽度幅度信号发生器(100)的输出，反相输入端接MOS管T2(500)的源端和第一数据选择器(900)及第二数据选择器(1000)的输入端，输出接MOS管T2(500)的栅端。2.根据权利要求1所述的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，其特征在于，所述MOS管T2(500)用于采样执行写操作时流过1T1R存储单元的电流，MOS管T2(500)的漏端连接电流镜电路(400)的第一端，MOS管T2(500)的源端连接第一数据选择器(900)及第二数据选择器(1000)的输入端，MOS管T2(500)的栅端连接运算放大器(300)的输出。3.根据权利要求1所述的脉冲宽度幅度自适应的阻变存储器写驱动电路，其特征在于，所述Cell电流实时检测模块用于检测执行写操作时流过1T1R存储单元电流的变化，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，鲁岩，姚穆，李智，项中元，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11