单端电流检测放大器制造技术

一种单端检测放大器（图１）具有用于保持比特线（１９）上的稳定电压的预充电电路（２０），耦合到比特线（１９）用于检测流入比特线（１９）的电流量的检测电路（３０），电耦合到检测电路（３０）用于放大比特线（１９）上被检测的电流的直流放大电路（４０），用于将被检测的电流转换成电压的电流电压变换电路（５０），以及用于将检测放大器输出（８０）处的电压放大的电压放大电路（６０）。该检测放大器可以采用标准ＣＭＯＳ元件（图２）实现并提供低电源电压时改善了的存取时间，对处理变化的高强度，以及检测非常低的电流的能力。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于存储器集成电路的检测放大器电路。
技术介绍
在存储器集成电路中，检测放大器用来检测和确定所选存储器单元的数据内容。在EEPROM(电子可擦除只读存储器)和闪存中，检测放大器有两项功能。首先，检测放大器将比特线预先充电到箝位值(clamped value)，其次，它检测流入比特线的电流，它取决于存储器单元状态。关于持久性和保持性的可靠性和性能两者极大地取决于检测放大器的设计。多数集成检测放大器结构基于用于比较从所选的存储器单元的电流和参考单元的电流的差分放大器。参考单元可以以不同的方式实现，并可以是不同的类型。参考单元仅在存储器测试期间被编程一次，因此增加了测试时间。为了确保检测放大器的良好功能，比率Icell/Iref必须保持足够高以便考虑处理存储器和参考单元上的波动，以及存储器单元上存储周期的影响。此外，已示出，对于低于2V的电源电压值，标准差分放大器检测放大器的速度性能和可靠性大大降低。其它类型的检测放大器结构是非差分类型的，它们具有将单个放大器输入节点上通过被访问的存储器单元产生的信号检测和放大的非对称电路。这种类型的检测放大器常称作“单端”。在现有技术的单端检测放大器中，具有Galbraith等人的美国专利号4918341，它揭示了一种包括将单端输入电流转换成单端输出电压的补偿电流镜像电路的单端检测放大器。该｀341号专利还揭示了一种用于过滤高频噪声尖峰的电路。Hirose的美国专利号5013943揭示了一种单端检测放大器，它具有预充电电路以便减少比特线容量和通过单元传导的电流中的可变性。Yu等人的美国专利号5666310中揭示了一种检测放大器电路，它通过存储器阵列提取电流并在达到特定电流时改变输出状态。近些年的趋势是设计消耗更少功率的存储器电路。这样的一种方法是减少向存储器供电的电源的电压。随着用于检测放大器的电源电压减小，检测放大器能检测很低的电流电平就变得更加重要。本专利技术的目的在于提供一种单端检测放大器，它具有直流放大率以便检测很低的电流。本专利技术的另一个目的在于提供一种单端检测放大器，它能采用标准低电压CMOS器件进行设计。
技术实现思路
通过一种单端电流检测放大器实现以上目的，它具有预充电电路以保持比特线上的稳定电压，耦合到比特线并用于检测流入比特线的电流量的检测电路，耦合到检测电路用于放大比特线上被检测的电流的直流放大电路，用于将被检测的电流转换成电压的电流电压变换电路，以及用于将检测放大器输出处的电压放大的电压放大电路。检测放大器还包括过冲滤波电路，以便滤去比特线上的正假信号。该单端结构提供消除对具有参考单元和比较器电路的需要，这是差分检测放大结构中一般使用的。这节省了测试时间和检测放大器电路使用的管芯面积的量。此外，单端结构提供优于标准差分结构的其它优点，诸如提供对失配和过程变化的较低灵敏度并提供较低电源电压时的改善了的存取时间。通过在电流检测后提供直流放大器，与现有技术的其它单端检测放大器相比，本专利技术的检测放大器更快并可以检测非常低的电流。附图概述附图说明图1是本专利技术的检测放大器电路的结构的框图。图2是图1检测放大器电路的电气示意图。具体实施例方式参考图1，本专利技术的检测放大器包括预充电电路20，它用来预充电和保持比特线19上的稳定电压。预充电电路20在输入端处接收电源电压Vdd18并在另一个输入端处接收检测开/关信号16以激活检测放大器电路。检测电路30耦合到比特线19并用来检测流入比特线的电流。过冲滤波电流70耦合到检测电流30以滤去比特线上的正假信号。检测电路30的输出行进到直流放大电路40，它放大由检测电路检测出的电流。通过电流电压变换电流50将被放大的电流转换成电压，随后通过输出放大级60放大所生成的电压并将其提供给检测放大器输出80。参考图2，预充电电路由晶体管101、102、103、202、203和电阻300构成。晶体管101、102、103是PMOS型晶体管而晶体管202、203是NMOS型晶体管。晶体管101具有连接到检测放大器开/关信号输入端子16的栅极输入、耦合到电源电压Vdd18的源极端子以及连接到PMOS晶体管102的源极端子的漏极端子。晶体管102具有耦合到电阻器300的第一端的漏极端子以及耦合到晶体管202的栅极的栅极端子。晶体管202的漏极端子连接到电阻器300的第二端且其源极端子连接到接地电位99。晶体管103的栅极端子连接到晶体管202的栅极端子，其源极端子连接到晶体管101的漏极端子，且其漏极端子连接到晶体管203的漏极。晶体管203的源极端子连接到晶体管202的栅极且其栅极端子连接于晶体管202的漏极端子和电阻器300的第二端之间。预充电电路用来预充电和维持比特线19上的稳定电压。比特线19连接到晶体管203的源极端子，如图2所示。由晶体管101、103和203构成的支路必须驱动足够的电流以便在有限时间内将比特线19设定到其箝位电压。通过调节晶体管102和202的大小以及调节电阻器300的大小确定箝位预充电电压。当比特线达到102、202和电阻器300级的断路点时，偏置低线25变低、关闭晶体管203，从而关闭预充电支路。检测电路由NMOS晶体管210和PMOS晶体管105与106构成。晶体管210具有连接到晶体管201的漏极端子的栅极端子，连接到晶体管105的漏极端子和栅极端子并连接到晶体管106的栅极端子的漏极端子，以及连接到比特线的源极端子。晶体管105和106具有连接到105的漏极端子的栅极端子，以及连接到电源电压Vdd的源极端子。晶体管106的漏极端子连接到NMOS晶体管206的漏极端子。晶体管206具有连接到检测模式启用信号的栅极端子28，以及连接到接地电位的源极端子。晶体管210用来使比特线电压和晶体管105的栅极电平隔离，它允许比特线上的电位由预充电电路利用。晶体管106反射被乘以系数N的单元电流。因此，单元电流被直接放大并被提供给低驱动206晶体管的漏极，导致电流到电压的转换以及节点58处的第一电压V1。晶体管206具有较低的W/L值且可以通过改变倍增系数N和调节晶体管206的大小来调整检测放大器的电流断路点。被转换的电压V1通过电压放大电流放大，该电压放大电流包括PMOS晶体管107和108以及晶体管207、208和209。晶体管107具有连接到电源电压Vdd18的源极端子以及连接到晶体管207的漏极端子的漏极端子。晶体管207具有连接到节点58以接收电压V1的栅极端子以及连接到接地电位的源极端子。晶体管107和207放大电压V1以便在节点68处生成被放大的电压V2。晶体管108、208和209用作偏置电流发生器。晶体管208具有连接到电源电压Vdd18的源极端子，以及连接到其漏极端子并还连接到晶体管107的栅极端子的栅极端子。晶体管208具有连接到晶体管108的漏极端子的漏极端子，以及连接到检测模式启用信号的栅极端子67。晶体管209具有连接到晶体管208的源极的漏极端子，连接到电源电压Vdd的栅极端子，以及连接到接地电位的源极端子。偏置电流发生器产生偏置电流，它经由晶体管207被提供给节点68。电压V2通过一对倒相器82、83，用作输出缓冲器，并在端子80处产生检测放大器的输出。NMOS晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流检测放大器，其特征在于，包括：预充电电路，它接收激活信号和第一电源电压并在比特线上生成预充电电压；检测电路，它耦合到比特线并具有用于检测流入比特线的电流量的装置；电流放大电路，它电耦合到所述检测电路并具有用于 放大比特线上被检测的电流的装置；电流电压变换电路，它电耦合到电流放大电路并具有将被检测的电流转换成第一电压的装置；以及电压放大电路，它电耦合到电流电压变换电路并具有用于放大第一电压以便在检测放大器输出处生成第二电压的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM答加，C帕陪克斯，J归朝瓦，
申请(专利权)人：爱特梅尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]