电阻式存储器系统、其驱动电路及其阻抗设置方法技术方案

一种电阻式存储器系统、其驱动电路及其阻抗设置方法。电阻式存储器系统，包括一存储器阵列、一列选择电路、一第一控制电路及一第二控制电路。存储器阵列具有多个电阻式存储器单元。列选择电路用以开启这些电阻式存储器单元。第一控制电路及第二控制电路耦接至这些电阻式存储器单元。当各个电阻式存储器单元进行设置时，第一控制电路及第二控制电路分别提供一设置电压及一接地电压至各个电阻式存储器单元，以形成一设置电流，并且设置电流透过第一控制电路及第二控制电路的至少其中之一进行限流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种存储器系统，且特别涉及一种电阻式存储器系统、其驱动电路及其阻抗设置方法。
技术介绍
非挥发性存储器具有存入的数据在断电后也不会消失的优点，因此是许多电器产品维持正常操作所必备的存储元件。目前，电阻式随机存取存储器(resistive random access memory，RRAM)是业界积极发展的一种非挥发性存储器，其具有写入操作电压低、写入抹除时间短、记忆时间长、非破坏性读取、多状态记忆、结构简单以及所需面积小等优点，在未来个人计算机和电子设备上极具应用潜力。电阻式存储器单元是透过电阻高低来储存数据的存储器，例如低阻抗状态代表逻辑准位0，高阻抗状态代表逻辑准位1。进一步来说，若在电阻式存储器单元两端施加正电压，可以使其从高阻抗状态转为低阻抗状态，此称为设置(set)操作；反之，若在电阻式存储器单元两端施加负电压，则使其从低阻抗状态转为高阻态，此称为重置(reset)操作。然而，由于设置操作与重置操作的电气条件不同(如设置电流不同)，以致于设定操作与重置操作通常无法同时应用至同一列的多个电阻式存储器单元，进而影响了电阻式存储器系统的写入速度及数组效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种电阻式存储器系统、其驱动电路及其阻抗设置方法，可使设定操作与重置操作同时应用至同一列的多个电阻式存储器单元，以提高电阻式存储器系统的写入速度及数组效率。本专利技术的驱动电路，适用于驱动具有多个电阻式存储器单元的一存储器阵列，包括一列选择电路、一第一控制电路及一第二控制电路。列选择电路耦接
这些电阻式存储器单元，用于开启这些电阻式存储器单元。第一控制电路耦接这些电阻式存储器单元，用于提供一设置电压及一接地电压。第二控制电路耦接这些电阻式存储器单元，用于提供一重置电压及接地电压。当各个电阻式存储器单元进行设置时，第一控制电路提供设置电压至各个电阻式存储器单元，第二控制电路提供接地电压至各个电阻式存储器单元，以形成一设置电流，并且设置电流透过第一控制电路及第二控制电路的至少其中之一进行限流。本专利技术的电阻式存储器系统，包括一存储器阵列及上述驱动电路，其中存储器阵列具有多个电阻式存储器单元，且驱动电路用于驱动这些电阻式存储器单元。在本专利技术的一实施例中，这些电阻式存储器单元透过多条列选择线耦接至列选择电路，这些电阻式存储器单元透过多条位元线耦接至第一控制电路，这些电阻式存储器单元透过多条源极线耦接至第二控制电路，其中列选择电路用于致能这些列选择线的其中之一。在本专利技术的一实施例中，第一控制电路包括一第一限流单元，用于提供设置电压及对设置电流进行限流。在本专利技术的一实施例中，第一限流单元包括一第一P型晶体管及一第一多任务器。第一P型晶体管具有接收设置电压的一第一端、耦接对应的位元线的一第二端及一控制端。第一多任务器耦接第一P型晶体管的控制端，接收一第一限流电压、一操作电压及一设置信号，以依据设置信号提供第一限流电压或操作电压至第一P型晶体管的控制端，其中第一限流电压用于对设置电流进行限流。在本专利技术的一实施例中，第一控制电路还包括一第一N型晶体管，具有耦接对应的位元线的一第一端、接收接地电压的一第二端、及接收设置信号的一反相信号的一控制端。在本专利技术的一实施例中，第二控制电路包括一第二P型晶体管及一第二N型晶体管。第二P型晶体管，具有接收重置电压的一第一端、耦接对应的源极线的一第二端、以及接收重置信号的一反相信号的一控制端。第二N型晶体管，具有耦接对应的源极线的一第一端、接收接地电压的一第二端、及接收重置信号的反相信号的一控制端。在本专利技术的一实施例中，第一限流单元包括一第三P型晶体管、电流控制
电路及电压比较单元。第三P型晶体管具有接收设置电压的一第一端、耦接对应的位元线的一第二端及一控制端。电流控制电路耦接第三P型晶体管的控制端且接收第一限流电压、接地电压、操作电压及比较结果电压。在各电阻式存储器单元未进行设置时，提供操作电压至第三P型晶体管以将第三P型晶体管关闭。在各这些电阻式存储器单元进行设置时，则依据比较结果电压提供第一限流电压或接地电压至第三P型晶体管的控制端，其中第一限流电压用于对设置电流进行限流。电压比较单元耦接对应的位元线及电流控制电路，且接收参考电压及设置信号，以受控于设置信号而启动，并且比较对应的位元线的电压准位与参考电压以提供比较结果电压至电流控制电路。在本专利技术的一实施例中，电流控制电路包括一第二多任务器、一第四P型晶体管及一第三N型晶体管。第二多任务器耦接第三P型晶体管的控制端，接收第一限流电压、设置信号的反相信号及一控制信号。当电阻式存储器单元未进行设置时，第二多任务器接收及提供电位为操作电压的反相设置信号至第三p型晶体管的控制端。当电阻式存储器单元进行设置时，第二多任务器依据控制信号提供第一限流电压或电位为接地电压的反相设置信号至第三P型晶体管的控制端。第四P型晶体管具有接收一操作电压的一第一端、提供控制信号的一第二端及接收比较结果电压的一控制端。第三N型晶体管具有耦接第四P型晶体管的第二端的一第一端、接收接地电压的一第二端、及接收设置信号的一反相信号的一控制端。在本专利技术的一实施例中，第一控制电路还包括一第四N型晶体管，具有耦接对应的位元线的一第一端、接收接地电压的一第二端、及接收设置信号的反相信号的一控制端。在本专利技术的一实施例中，第二控制电路包括一第二限流单元，用于提供接地电压及对设置电流进行限流。在本专利技术的一实施例中，第二限流单元包括一第五N型晶体管及一第三多任务器。第五N型晶体管具有耦接对应的源极线的一第一端、接收接地电压的一第二端及一控制端。第三多任务器耦接第三P型晶体管的控制端，接收一第二限流电压、接地电压及一设置信号，以依据设置信号提供第一限流电压或接地电压至第二P型晶体管的控制端，其中第二限流电压用于对设置电流进行限流。在本专利技术的一实施例中，第二控制电路还包括一第五P型晶体管，具有接收重置电压的一第一端、耦接对应的源极线的一第二端、及接收一重置信号的一反相信号的一控制端。在本专利技术的一实施例中，第一控制电路包括一第六P型晶体管及一第六N型晶体管。第六P型晶体管具有接收设置电压的一第一端、耦接对应的位元线的一第二端、以及接收设置信号的一反相信号的一控制端。第六N型晶体管，具有耦接对应的位元线的一第一端、接收接地电压的一第二端、及接收设置信号的反相信号的一控制端。在本专利技术的一实施例中，这些源极线分为多个群组，并且各个群组的这些源极线彼此耦接以耦接至第二控制电路。在本专利技术的一实施例中，各个电阻式存储器单元包括一电阻式存储器组件、一开关晶体管。电阻式存储器组件耦接对应的位元线，用于依据设定电压及重置电压设定其阻抗值。开关晶体管具有耦接电阻式存储器组件的一第一端、耦接对应的源极线的一第二端、以及耦接对应的列选择线的一控制端。在本专利技术的一实施例中，驱动电路还包括一第三控制电路，用于提供一基极控制电压至这些电阻式存储器单元的这些开关晶体管的一基极端。本专利技术的电阻式存储器系统的阻抗设置方法，适用于具有多个电阻式存储器单元的电阻式存储器系统，并且阻抗设置方法包括下列步骤。判断各个电阻式存储器单元是否进行设置。当各个电阻式存储器单元进行设置时，透过一第一控制电路提供一设置电压至各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动电路，适用于驱动具有多个电阻式存储器单元的存储器阵列，其特征在于，包括：列选择电路，耦接所述电阻式存储器单元，用于开启所述电阻式存储器单元；第一控制电路，耦接所述电阻式存储器单元，用于提供设置电压及接地电压；以及第二控制电路，耦接所述电阻式存储器单元，用于提供重置电压及所述接地电压；其中，当各所述电阻式存储器单元进行设置时，所述第一控制电路提供所述设置电压至各所述电阻式存储器单元，所述第二控制电路提供所述接地电压至各所述电阻式存储器单元，以形成设置电流，并且所述设置电流透过所述第一控制电路及所述第二控制电路的至少其中之一进行限流。

【技术特征摘要】
2014.12.05 TW 103142435;2014.10.27 US 62/068,7641.一种驱动电路，适用于驱动具有多个电阻式存储器单元的存储器阵列，其特征在于，包括：列选择电路，耦接所述电阻式存储器单元，用于开启所述电阻式存储器单元；第一控制电路，耦接所述电阻式存储器单元，用于提供设置电压及接地电压；以及第二控制电路，耦接所述电阻式存储器单元，用于提供重置电压及所述接地电压；其中，当各所述电阻式存储器单元进行设置时，所述第一控制电路提供所述设置电压至各所述电阻式存储器单元，所述第二控制电路提供所述接地电压至各所述电阻式存储器单元，以形成设置电流，并且所述设置电流透过所述第一控制电路及所述第二控制电路的至少其中之一进行限流。2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述电阻式存储器单元透过多条列选择线耦接至所述列选择电路，所述电阻式存储器单元透过多条位元线耦接至所述第一控制电路，所述电阻式存储器单元透过多条源极线耦接至所述第二控制电路，其中所述列选择电路用于致能所述列选择线的其中之一。3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述第一控制电路包括第一限流单元，用于提供所述设置电压及对所述设置电流进行限流。4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述第一限流单元包括：第一P型晶体管，具有接收所述设置电压的第一端、耦接对应的位元线的第二端及控制端；以及第一多任务器，耦接所述第一P型晶体管的所述控制端，接收第一限流电压、操作电压及设置信号，以依据所述设置信号提供所述第一限流电压或所述操作电压至所述第一P型晶体管的所述控制端，其中所述第一限流电压用于对所述设置电流进行限流。5.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述第一控制电路还包括：第一N型晶体管，具有耦接对应的位元线的第一端、接收所述接地电压的第二端、及接收所述设置信号的反相信号的控制端。6.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述第二控制电路包括：第二P型晶体管，具有接收所述重置电压的第一端、耦接对应的源极线的第二端、以及接收所述重置信号的反相信号的控制端；以及第二N型晶体管，具有耦接对应的源极线的第一端、接收所述接地电压的第二端、及接收所述重置信号的所述反相信号的控制端。7.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述第一限流单元包括：第三P型晶体管，具有接收所述设置电压的第一端、耦接对应的位元线的第二端及控制端；电流控制电路，耦接所述第三P型晶体管的所述控制端且接收第一限流电压、接地电压、操作电压及比较结果电压，当各所述电阻式存储器单元未进行设置时，所述电流控制电路提供所述操作电压至所述第三P型晶体管的控制端，当各所述电阻式存储器单元进行设置时，所述电流控制电路依据所述比较结果电压提供所述第一限流电压或所述接地电压至所述第三P型晶体管的所述控制端，其中所述第一限流电压用于对所述设置电流进行限流；以及电压比较单元，耦接对应的位元线及所述电流控制电路，且接收参考电压及设置信号，以受控于所述设置信号而启动，并且比较对应的位元线的电压准位与所述参考电压以提供所述比较结果电压至所述电流控制电路。8.如权利要求7所述的驱动电路，其特征在于，所述电流控制电路包括：第二多任务器，耦接所述第三P型晶体管的所述控制端，接收所述第一限流电压、所述设置信号的反相信号及控制信号，当各所述电阻式存储器单元未进行设置时，所述第二多任务器接收及提供电位为所述操作电压的所述设置信号的所述反相信号至所述第三P型晶体管的控制端，当各所述电阻式存储器单元进行设置时，所述第二多任务器依据所述控制信号提供所述第一限流电压或电位为所述接地电压的所述设置信号的所述反相信号至所述第三P型晶体管的所述控制端；第四P型晶体管，具有接收所述操作电压的第一端、提供所述控制信号的第二端及接收所述比较结果电压的控制端；以及第三N型晶体管，具有耦接所述第四P型晶体管的所述第二端的第一端、接收所述接地电压的第二端、及...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾珮玲，郭家辰，许世玄，张孟凡，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71