具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路及写操作方法技术

本发明专利技术公开了一种具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路及写操作方法：针对温度对存储单元阈值电压以及对关态电流的影响，分别通过字线供电和位线供电进行温度补偿，且在补偿温度对漏电流的影响时，考虑到存储单元的位置不同，关态电流的影响不同，因此，在补偿温度对关态电流的影响时，将存储单元按照位置划分为多个存储块，并将输出电压分为多组，不同的输出电压对应不同的存储块，由此针对不同位置的存储单元进行不同程度的温度补偿。通过本发明专利技术，针对关态电流的温度补偿降低了随温度升高而升高的的写操作的失败率；针对阈值电压的温度补偿减轻了温度升高造成的写操作时不必要的功耗浪费和错误的半压开启的几率。的功耗浪费和错误的半压开启的几率。的功耗浪费和错误的半压开启的几率。

【技术实现步骤摘要】
具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路及写操作方法


[0001]本专利技术属于存储器
，更具体地，涉及一种具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路及写操作方法。

技术介绍

[0002]针对计算系统中动态随机存取存储器容量小的问题和NAND闪存的高延迟问题，业界已提出具有双阈值开关的相变随机存取存储器(三维相变存储器)成为解决上述问题的方案。
[0003]但由于OTS具有与温度相关的关态电流(Ioff)和阈值电压(Vth)，具有双阈值开关的相变随机存取存储器(三维相变存储器)的电压写操作受温度影响。三维相变存储器写入逻辑态“1”是通过控制字线和位线电压在交叉点阵列中选中某位置的单元加入一段固定时间的脉冲幅值大于Vts的脉冲，以使得PCM晶化；而写入逻辑态“0”是通过控制字线，位线电压在交叉点阵列中选中某位置的单元加入一段固定时间的脉冲幅值大于Vtr的脉冲，以使得PCM非晶化。随着温度的升高，OTS的关断电流呈指数型变大，导致流经阵列中字线与位线上的漏电流也随着温度变化，字线与位线上的电压降Vdrop也随着温度变化，进而导致施加在选中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路，所述三维相变存储器具有呈阵列分布的存储单元，每个存储单元的位置为(WLx，BLy)，其中，x为对应存储单元的字线位置，y为对应存储单元的位线位置，所有存储单元被划分为N个存储块，不同的存储块中的每个存储单元的(x+y)值处于不同区间，同一存储块中的每个存储单元的(x+y)值处于同一的区间，其特征在于，所述写电路包括字线供电电路和位线供电电路，其中，所述字线供电电路的输出电压V
WL_in
随温度变化的电压变化系数为γ，与存储单元的阈值电压随温度变化的电压变化系数相同，用于向待选存储单元提供字线电压；所述位线供电电路的输出支路串联有N个分压电阻，从每个分压电阻引出一个输出端以得到N个输出端，第i输出端为从第i个分压电阻Ri引出的输出端且对应的第i输出电压为其中，输出电压V
BL_ini
随温度变化的电压变化系数为δi且与第i个存储块的位线接收电压随温度变化的电压变化系数的相反数相同，分压电阻的阻值满足第i输出电压为V
BL_ini
用于向第i个存储块中待选存储单元提供位线电压。2.如权利要求1所述的具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路，其特征在于，所述字线供电电路包括阈值电压的温度补偿电路和字线电压输出极，所述字线电压输出极包括运放OP1、电压源Vdc1、运放OP2、PMOS管M1、NMOS管M2和电阻R；所述阈值电压的温度补偿电路的输出电压V
WL_BG1
具有电压变化系数γ；所述电压源Vdc1与所述输出电压V
WL_BH
叠加后输入运放OP1的反相输入端，所述运放OP1的正向输入端连接至PMOS管M1的漏极形成第一端，运放OP1的输出端连接至PMOS管M1的栅极，PMOS管M1的源极用于接入外部正向电压源；所述运放OP2的反相输入端接入原始字线电压V
WL
、正相输入端连接至NMOS管M2的漏极形成第二端，所述运放OP2的输出端连接至NMOS管M2的栅极，NMOS管M2的源极接地；电阻R的两端分别连接至所述第一端和第二端，从所述第一端引出字线供电电路的输出电压。3.如权利要求2所述的具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路，其特征在于，所述字线供电电路还包括阵列字线输入极，所述阵列字线输入极包括运放OP3、PMOS管M3和电容C1；所述运放OP3的反相输入端连接至所述字线电压输出极的第一端，获取电压V
WL_BG1
，正相输入端与PMOS管M3的漏极相连形成第三端，第三端通过电容C1接地，所述运放OP3的输出端与PMOS管M3的栅极相连，PMOS管M3的源极接入外部电压源，以第三端输出的电压作为字线供电电路的输出电压V
WL_in
接入选中字线。4.如权利要求1所述的具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路，其特征在于，所述位线供电电路包括关态电流的温度补偿电路和位线电压输出极，所述位线电压输出极包括电压源Vdc2、运放OP4、运放OP5、PMOS管M4、NMOS管M5和N个分压电阻R1～RN；所述关态电流的温度补偿电路的输出电压V
BL_BG
具有电压变化系数δ1；所述运放OP4的反相输入端接入原始位线电压V
BL
、正相输入端连接至PMOS管M4的漏极形成第四端，PMOS管M4的源极用于接入外部负向电压源；所述电压源Vdc2与输出电压V
BL_BG
叠加后输入所述运放OP5的反相输入端，OP5的同相输
入端连接至NMOS管M5的漏极形成第五端，运放OP5的输出端连接至NMOS管M5的栅极，NMOS管M5的源极接地；N个分压电阻串联于第四端和第五端之间，且电阻R1至RN从第五端依次连接至第四端，其中，从第五端引出第一输出端，从电阻R(i
‑
1)和Ri之间引出第i输出端。5.如权利要求4所述的具有温度补偿作用的三维相变存储器写电路，其特征在于，所述位线供电电路还包括阵列位线输入极，所述阵列位线输入极包括运放OP6、NMOS管M6和电容C2；所述运放OP6的正相输入端用于与至所述位线电压输出极的第i输出端连接，反相输入端连接至NMOS管M6的漏极形成第六端，第六端通过电容C2接地运放，OP6的输出端连接至NMOS管M6的栅极，NMOS管M6的源极接入外部负...

【专利技术属性】
技术研发人员：童浩，舒雨欢，缪向水，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：