The invention discloses a high-speed MRAM readout circuit, including a row of multiple equivalent MOS tubes, reference unit combinations, comparators and two operational amplifiers OP Amp; in which each storage unit is connected to one of the MOS tube Pa in a plurality of equivalent MOS tubes; a reference unit is connected by a N reference unit; a N reference unit. Each of them is in series with a MOS tube Pbi tube in the N equivalent of the MOS tube; one input of the two operational amplifier OP Amp is connected to MOS tube Pa and N MOS tube Pbi, and the other is the read voltage V_read; the comparator outputs the output result by comparing the two operational amplifiers. The power read out circuit of the readout circuit disclosed in this invention is not only fast, but also eliminates the risk of readout instability.
【技术实现步骤摘要】
一种高速的MRAM读出电路
本专利技术属于半导体芯片存储器领域,尤其涉及一种高速的MRAM读出电路。
技术介绍
磁性随机存储器(MRAM)是一种新兴的非挥发性存储技术。它拥有高速的读写速度和高集成度,且可以被无限次的重复写入。MRAM可以像SRAM/DRAM一样快速随机读写,还可以像Flash闪存一样在断电后永久保留数据。MRAM具有很好的经济性和性能,它的单位容量占用的硅片面积比SRAM有很大的优势,比在此类芯片中经常使用的NORFlash也有优势,比嵌入式NORFlash的优势更大。MRAM读写时延接近最好的SRAM,功耗则在各种内存和存储技术最好;而且MRAM与标准CMOS半导体工艺兼容,DRAM以及Flash与标准CMOS半导体工艺不兼容;MRAM还可以和逻辑电路集成到一个芯片中。MRAM基于MTJ(磁性隧道结)结构。由两层铁磁性材料夹着一层非常薄的非铁磁绝缘材料组成的,如图1所示:下面的一层铁磁材料是具有固定磁化方向的参考层,上面的铁磁材料是可变磁化方向的记忆层,它的磁化方向可以和固定磁化层相平行或反平行。由于量子物理的效应,电流可以穿过中间的隧道势垒层,但是MTJ的电阻和可变磁化层的磁化方向有关。前一种情况电阻低,后一种情况电阻高。读取MRAM的过程就是对MTJ的电阻进行测量。写MRAM使用比较新的STT-MRAM技术使用比读更强的电流穿过MTJ进行写操作。一个自下而上的电流把可变磁化层置成与固定层平行的方向,自上而下的电路把它置成反平行的方向。如图2所示,每个MRAM的记忆单元由一个MTJ和一个NMOS管组成。NMOS管的门极(gate)连接 ...
【技术保护点】
1.一种高速的MRAM读出电路,包括一排多个等同的MOS管、参考单元组合、比较器和两个运算放大器OP Amp,其特征在于,每一个存储单元与所述多个等同的MOS管中的一个MOS管Pa串联;串联连接点连接到一个所述运算放大器OP Amp的一个输入,所述运算放大器OP Amp的另一个输入为读电压V_read,所述运算放大器OP Amp的输出与所述MOS管Pa的栅极连接,通过反馈效应,调整所述MOS管Pa的栅极电压;所述参考单元组合由N个参考单元并联;所述一排多个等同的MOS管中的N个等同的MOS管Pbi(i=1,2,…,N)并联;所述N个参考单元组合与所述N个等同的MOS管组合串联;串联连接点连接到另一个所述运算放大器OP Amp的一个输入,所述运算放大器OP Amp的另一输入为读电压V_read,所述运算放大器OP Amp的输出与所述N个MOS管Pbi(i=1,2,…,N)的栅极连接,通过反馈效应,调整所述MOS管Pbi(i=1,2,…,N)的栅极电压;所述多个等同的MOS管和所述参考单元两端的电压差为V_read_supply;所述比较器通过比较所述两个运算放大器OP Amp输出的栅极电 ...
【技术特征摘要】
1.一种高速的MRAM读出电路,包括一排多个等同的MOS管、参考单元组合、比较器和两个运算放大器OPAmp,其特征在于,每一个存储单元与所述多个等同的MOS管中的一个MOS管Pa串联;串联连接点连接到一个所述运算放大器OPAmp的一个输入,所述运算放大器OPAmp的另一个输入为读电压V_read,所述运算放大器OPAmp的输出与所述MOS管Pa的栅极连接,通过反馈效应,调整所述MOS管Pa的栅极电压;所述参考单元组合由N个参考单元并联;所述一排多个等同的MOS管中的N个等同的MOS管Pbi(i=1,2,…,N)并联;所述N个参考单元组合与所述N个等同的MOS管组合串联;串联连接点连接到另一个所述运算放大器OPAmp的一个输入,所述运算放大器OPA...
【专利技术属性】
技术研发人员:戴瑾,
申请(专利权)人:上海磁宇信息科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海,31
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