具有宽传感裕度的差动传感装置制造方法及图纸

技术编号:30035336 阅读:30 留言:0更新日期:2021-09-15 10:31
本发明专利技术公开了差动传感装置包含二个参考单元、四个路径选择器及四个采样电路。第一路径选择器耦接于第一传感节点、第二参考单元及第一存储单元。第二路径选择器耦接于第二传感节点、第一参考单元及第一存储单元。第三路径选择器耦接于第三传感节点、第一参考单元及第二存储单元。第四路径选择器耦接于第四传感节点、第二参考单元及第二存储单元。在采样操作期间,第一采样电路采样第一单元电流,第二采样电路采样第一参考电流,第三采样电路采样第二单元电流,且第四采样电路采样第二参考电流。流。流。

【技术实现步骤摘要】
具有宽传感裕度的差动传感装置


[0001]本专利技术关于差动传感装置,特别是一种具有宽传感裕度(margin)的差动传感装置。

技术介绍

[0002]电阻式随机存取内存(ReRAM)由于低功耗及高速的特性而被广泛采用。通常,ReRAM单元可包含储存组件,当施加适当的高压时,储存组件的电阻会改变。例如,储存组件可包含过渡金属氧化物(transition metal oxide,TMO),当施加适当的高压时,过渡金属氧化物的电阻会减小。因此,可通过施加高电压来对储存组件进行编程,且可依据储存组件的电阻来读取储存在ReRAM单元中的数据。
[0003]在现有技术中,通常需要使用精确的参考电流来读取储存在ReRAM单元中的数据。然而不同存储单元的物理特性不同,因此很难使用同一个准确的参考电流来读取所有不同的存储单元。此外,若使用不合适的参考电流,则读取裕度会很小,较小的读取裕度会减慢读取过程,影响ReRAM的效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术是有关于一种差动传感装置,包含第一参考单元、第二参考单元、第一路径选择器、第二路径选择器、第三路径选择器、第四路径选择器、第一取样电路、第二取样电路、第三取样电路及第四取样电路。第一参考单元用以提供第一参考电流。第二参考单元用以提供第二参考电流。第一路径选择器耦接于第一传感节点、第二参考单元及第一存储单元。第二路径选择器耦接于第二传感节点、第一参考单元及第一存储单元。第三路径选择器耦接于第三传感节点、第一参考单元及第二存储单元。第四路径选择器耦接于第四传感节点、第二参考单元及第二存储单元。第一取样电路耦接于第一传感节点,用以在取样操作期间取样由第一存储单元产生的第一单元电流。第二取样电路耦接于第二传感节点,用以在取样操作期间取样第一参考电流。第三取样电路耦接于第三传感节点,用以在取样操作期间取样由第二存储单元产生的第二单元电流。第四取样电路耦接于第四传感节点,用以在取样操作期间取样第二参考电流。第一参考电流小于第二参考电流。在竞争操作中,第一传感节点的电压依据第一单元电流及第二参考电流之间的竞争而稳定,第二传感节点的电压依据第一参考电流及第一单元电流之间的竞争而稳定,第三传感节点的电压依据第二单元电流及第一参考电流之间的竞争而稳定,及第四传感节点的电压依据第二参考电流及第二单元电流之间的竞争而稳定。
附图说明
[0005]图1显示本专利技术实施例中的一种差动传感装置。
[0006]图2显示本专利技术实施例中的另一种差动传感装置。
[0007]其中,附图标记说明如下:
[0008]100,200:差动传感装置
[0009]110A,110B:参考单元
[0010]120A,120B,120C,120D,220A,220B,220C,220D:路径选择器
[0011]130A,130B,130C,130D,230A,230B,230C,230D:取样电路
[0012]140A,140B:传感放大器
[0013]A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3,B4,RE1,RE2:电阻组件
[0014]BL1,BL2:位线
[0015]C1:电容
[0016]IC1,IC2:单元电流
[0017]INVA1,INVA2:反相器
[0018]IR1,IR2:参考电流
[0019]LQ,LQB,RQ,RQB:传感节点
[0020]MC1,MC2:存储单元
[0021]N1,N2,N3,N4:N型晶体管
[0022]SIG
DTA
,SIG
DTB
:数据信号
[0023]SIG
S1
,SIG
S2
,SIG
ctrl1
,SIG
ctrl2
,SIG
ctrl3
:控制信号
[0024]SL1,SL2:源极线
[0025]ST1,ST2,T1:晶体管
[0026]SWA1,SWA2,SW1,SW2,SW3:开关
[0027]VB1:偏压
[0028]VDD:电压端
[0029]WL1,WL2:字线
具体实施方式
[0030]图1显示本专利技术实施例中的一种差动传感装置100。差动传感装置100包含参考单元110A及110B、路径选择器120A、120B、120C及120D以及取样电路130A、130B、130C及130D。在一些实施例中,差动传感装置100可用于读取储存在存储单元MC1及MC2中的数据。
[0031]参考单元110A可提供参考电流IR1,且参考单元110B可提供参考电流IR2。在一些实施例中,存储单元MC1及MC2可以是电阻性随机存取内存(resistive random

access memory,ReRAM)单元。例如,存储单元MC1可包含电阻组件RE1及选择晶体管ST1。电阻组件RE1具有第一端,耦接于位线BL1,及第二端。选择晶体管ST1具有第一端,耦接于电阻组件RE1的第二端;第二端,耦接于源极线SL1;及控制端,耦接于字线WL1。
[0032]类似地,存储单元MC2可包含电阻组件RE2及选择晶体管ST2。电阻组件RE2具有第一端,耦接于位线BL2,及第二端。选择晶体管ST2具有第一端,耦接于电阻组件RE2的第二端;第二端,耦接于源极线SL2;及控制端,耦接于字线WL2。
[0033]在此情况下,参考电流IR1可用于模拟由高电阻的电阻型随机存取内存产生的单元电流,而参考电流IR2可用于模拟由低电阻的电阻型随机存取内存产生的单元电流。例如,参考单元110A可包含至少一具有高电阻的电阻组件,且参考单元110B可包含至少一具有低电阻的电阻组件。
[0034]在图1中,参考单元110A包含四个具有高电阻的电阻组件A1、A2、A3及A4。此外,并联的电阻组件A1及A2可与并联的电阻组件A3及A4串接。因此可平均四个电阻组件A1至A4的电阻变化,且参考单元110A的总电阻可用作高电阻存储单元的通用参考值。类似地,参考单元110B可包含具有低电阻的四个电阻组件B1、B2、B3及B4,以针对低电阻存储单元产生通用仿真结果。在此情况下,参考单元110A提供的参考电流IR1会小于参考单元110B提供的参考电流IR2。在一些实施例中,参考单元110A及110B可包含更多的电阻组件,用以依据系统要求提供通用参考值。然而,在一些其他实施例中,参考单元110A及110B可各自包含一个电阻组件以减小电路面积。另外,在图1中,路径选择器120A可耦接于传感节点LQ、参考单元110B及存储单元MC1。路径选择器120B可耦接于传感节点LQB、参考单元110A及存储单元MC1。路径选择器120C可耦接于传感节点RQB、参考单元110A及存储单元MC2。路径选择器120D可耦接于传感节点RQ、参考单元110B及存储单元MC2。
[0035]此本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差动传感装置,其特征在于,包含:一第一取样电路,耦接于该第一传感节点,用以在一取样操作期间取样由该第一存储单元产生的一第一单元电流;一第二取样电路,耦接于该第二传感节点,用以在该取样操作期间取样该第一参考电流;一第三取样电路,耦接于该第三传感节点,用以在该取样操作期间取样由该第二存储单元产生的一第二单元电流;及一第四取样电路,耦接于该第四传感节点,用以在该取样操作期间取样该第二参考电流;其中:该第一参考电流小于该第二参考电流;及在一竞争(race)操作中:该第一传感节点的一电压依据该第一单元电流及该第二参考电流之间的一竞争而稳定;该第二传感节点的一电压依据该第一参考电流及该第一单元电流之间的一竞争而稳定;该第三传感节点的一电压依据该第二单元电流及该第一参考电流之间的一竞争而稳定;及该第四传感节点的一电压依据该第二参考电流及该第二单元电流之间的一竞争而稳定。2.根据权利要求1所述的差动传感装置,其特征在于,其中,在该取样操作期间:该第一路径选择器用以在该第一传感节点及该第一存储单元之间形成一电连接;该第二路径选择器用以在该第二传感节点及该第一参考单元之间形成一电连接;该第三路径选择器用以在该第三传感节点及该第二存储单元之间形成一电连接;及该第四路径选择器用以在该第四传感节点及该第二参考单元之间形成一电连接。3.根据权利要求2所述的差动传感装置,其特征在于,其中,在竞争操作期间:该第一路径选择器用以在该第一传感节点及该第二参考单元之间形成一电连接;该第二路径选择器用以在该第二传感节点及该第一存储单元之间形成一电连接;该第三路径选择器用以在该第三传感节点及该第一参考单元之间形成一电连接;及该第四路径选择器用以在该第四传感节点及该第二存储单元之间形成一电连接。4.根据权利要求3所述的差动传感装置,其特征在于,其中,在竞争操作期间:该第一取样电路用以保持该第一单元电流;该第二取样电路用以保持该第一参考电流;该第三取样电路用以保持该第二单元电流;及该第四取样电路用以保持该第二参考电流。5.根据权利要求4所述的差动传感装置,其特征在于,其中,该第一取样电路包含:一第一晶体管,包含一第一端,耦接于一第一电压端,一第二端,耦接于该第一传感节点,及一控制端;一第一电容,具有一第一端,耦接于该第一电压端,一第二端,耦接于该第一晶体管的
该控制端;及一第一开关,具有一第一端,耦接于该第一晶体管的该控制端,一第二端耦接于该第一晶体管的该第二端,及一控制端,用以接收一第一控制信号;其中,该第一开关在该取样操作期间导通,而在该竞争操作期间截止。6.根据权利要求5所述的差动传感装置,其特征在于,其中,该第一晶体管系为P型晶体管。7.根据权利要求1所述的差动传感装置,其特征在于,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨政德钟承亨
申请(专利权)人:力旺电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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