磁性存储器及其读写方法技术

本申请提供一种磁性存储器及其读写方法

【技术实现步骤摘要】
磁性存储器及其读写方法、存储装置


[0001]本申请涉及半导体器件
，具体而言，本申请涉及一种磁性存储器及其读写方法
、
存储装置
。

技术介绍

[0002]磁性随机存储器
(Magnetic Random Access Memory
，
MRAM)
具有读写速度较快
、
容量较大等优点，另外在断电之后还可以永久性地保存数据
。
随着技术的发展，
MRAM
存储器得到了越来越广泛的应用
。MRAM
存储器在进行写入操作时，需要对
MRAM
中的磁性隧道结
(MTJ
，
Magnetic Tunnel Junction)
施加脉冲电流，以使
MTJ
的电阻状态发生改变
。
[0003]对于不同的存储单元中的
MTJ
，其通电后发生状态改变的时间具有随机性，有的
MTJ
发生状态改变所需的时间较长，有的
MTJ
发生状态改变所需的时间较短，为了保证数据的写入，需要按照最长的时间对
MTJ
施加电流，导致写入时能耗偏大
。

技术实现思路

[0004]本申请针对现有方式的缺点，提出一种磁性存储器及其读写方法
、
存储装置，用以解决现有技术中磁性存储器存在的在进行写操作时功耗较大的问题
。
[0005]第一个方面，本申请实施例提供了一种磁性存储器，包括：
[0006]存储阵列，包括多个阵列排布的存储单元，多条字线
、
多条位线以及多条源极线；
[0007]写入模块，与所述存储阵列电连接，用于接收外部输入数据，并在一所述字线被选中时，根据所述外部输入数据施加第一电压至与被选中的字线所对应的位线
、
施加第二电压至与被选中字线所对应的源极线；
[0008]写检测模块，分别与所述存储阵列以及所述写入模块电连接，用于在写入模块开始施加所述第一电压以及所述第二电压之后，判断所述写入模块的输出电阻是否发生变化，若所述输出电阻发生变化，所述写检测模块发送终止信号至所述写入模块，以使所述写入模块停止施加所述第一电压和所述第二电压
。
[0009]可选的，所述磁性存储器包括公共写位线和公共源极线，所述写入模块通过所述公共写位线以及所述公共源极线与所述存储阵列电连接；
[0010]所述写检测模块与所述公共写位线电连接，用于在所述写入模块施加第一电压以及第二电压后实时检测所述公共写位线上的电压，若所述公共写位线上电压的变化大于第一预设值，则所述写检测模块判断所述写入模块的输出电阻发生变化；或者，
[0011]所述写检测模块与所述公共源极线电连接，用于在所述写入模块施加第一电压以及第二电压后实时检测公共所述源极线上的电压，若所述公共源极线上电压的变化大于第二预设值，则所述写检测模块判断所述写入模块的输出电阻发生变化；或者，
[0012]所述写检测模块与所述公共源极线以及所述公共写位线电连接，用于在所述写入模块施加第一电压以及第二电压后实时检测所述公共写位线和所述公共源极线的电压差的变化，若所述电压差的变化大于第三预设值，则所述写检测模块判断所述写入模块的输
出电阻发生变化
。
[0013]可选的，在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后，所述写检测模块被配置为在预设时间后实时检测所述公共写位线或者所述公共源极线上的电压
。
[0014]可选的，所述写检测模块包括信号选择电路
、
采样控制电路
、
放大器
、
电容器，所述信号选择电路用于在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后控制所述公共写位线或者所述公共源极线与所述放大器或者所述电容器电连接，所述放大器与所述电容器电连接；
[0015]在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后，所述采样控制电路被配置为在所述预设时间后控制所述信号选择电路与所述电容器电连接，以在所述电容器中存入参考电压；所述采样控制电路还被配置为在所述电容器中存入参考电压后，控制所述信号选择电路与所述放大器电连接，以使所述放大器获取所述信号选择电路发送的电压；
[0016]所述放大器将所述参考电压以及所述信号选择电路发送的电压进行比较，若所述参考电压以及所述信号选择电路发送的电压的差值大于所述第一预设值或者所述第二预设值，所述放大器发送所述终止信号至所述写入模块
。
[0017]可选的，所述写检测模块包括信号选择电路
、
信号控制电路
、
比较器和电容器，所述信号选择电路用于在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后控制所述公共写位线或者所述公共源极线与所述比较器或者电容器电连接，所述比较器与所述电容器电连接；
[0018]在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后，所述信号控制电路被配置为在所述预设时间后控制所述信号选择电路与所述电容器电连接，以在所述电容器中存入参考电压；所述信号控制电路还被配置为在所述电容器中存入参考电压后，控制所述信号选择电路与所述比较器电连接，以使所述比较器实时获取所述信号选择电路发送的电压；
[0019]所述比较器将所述参考电压以及所述信号选择电路发送的电压进行比较，若所述参考电压以及所述信号选择电路发送的电压的差值大于所述第一预设值或者所述第二预设值，所述比较器发送所述终止信号至所述写入模块
。
[0020]可选的，所述公共写位线上设有电阻，所述写检测模块与所述公共写位线的连接点位于所述电阻与所述写入模块之间；或者，所述公共源极线上设有电阻，所述写检测模块与所述公共源极线的连接点位于所述电阻与所述写入模块之间
。
[0021]可选的，所述磁性存储器包括选择开关和读取模块，所述选择开关与所述写入模块和所述读取模块电连接，所述读取模块被配置为在一所述字线被选中之前读取与所述字线所对应的存储单元的数据，所述选择开关被配置为根据所述读取模块读取的数据以及所述外部输入数据确定待选中的字线
。
[0022]第二个方面，本申请实施例提供了一种存储装置，包括本申请实施例中的磁性存储器
。
[0023]第三个方面，本申请实施例提供了一种磁性存储器的读写方法，包括：
[0024]控制所述存储阵列的读写状态为写入状态，以使一所述字线以及与该字线对应的位线和源极线被选中，并向写入模块发送外部输入数据；
[0025]写入模块根据外部输入数据施加第一电压至被选中的位线，施加第二电压至被选中的源极线；
[0026]判断所述写入模块的输出电阻是否发生变化，若所述输出电阻发生变化，发送终止信号至所述写入模块，以使所述写入模块停止施加所述第一电压和所述第二电压
。
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磁性存储器，其特征在于，包括：存储阵列，包括多个阵列排布的存储单元，多条字线
、
多条位线以及多条源极线；写入模块，与所述存储阵列电连接，用于接收外部输入数据，并在一所述字线被选中时，根据所述外部输入数据施加第一电压至与被选中的字线所对应的位线
、
施加第二电压至与被选中字线所对应的源极线；写检测模块，分别与所述存储阵列以及所述写入模块电连接，用于在写入模块开始施加所述第一电压以及所述第二电压之后，判断所述写入模块的输出电阻是否发生变化，若所述输出电阻发生变化，所述写检测模块发送终止信号至所述写入模块，以使所述写入模块停止施加所述第一电压和所述第二电压
。2.
根据权利要求1所述的磁性存储器，其特征在于，所述磁性存储器包括公共写位线和公共源极线，所述写入模块通过所述公共写位线以及所述公共源极线与所述存储阵列电连接；所述写检测模块与所述公共写位线电连接，用于在所述写入模块施加第一电压以及第二电压后实时检测所述公共写位线上的电压，若所述公共写位线上电压的变化大于第一预设值，则所述写检测模块判断所述写入模块的输出电阻发生变化；或者，所述写检测模块与所述公共源极线电连接，用于在所述写入模块施加第一电压以及第二电压后实时检测公共所述源极线上的电压，若所述公共源极线上电压的变化大于第二预设值，则所述写检测模块判断所述写入模块的输出电阻发生变化；或者，所述写检测模块与所述公共源极线以及所述公共写位线电连接，用于在所述写入模块施加第一电压以及第二电压后实时检测所述公共写位线和所述公共源极线的电压差的变化，若所述电压差的变化大于第三预设值，则所述写检测模块判断所述写入模块的输出电阻发生变化
。3.
根据权利要求2所述的磁性存储器，其特征在于，在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后，所述写检测模块被配置为在预设时间后实时检测所述公共写位线或者所述公共源极线上的电压
。4.
根据权利要求3所述的磁性存储器，其特征在于，所述写检测模块包括信号选择电路
、
采样控制电路
、
放大器
、
电容器，所述信号选择电路用于在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后控制所述公共写位线或者所述公共源极线与所述放大器或者所述电容器电连接，所述放大器与所述电容器电连接；在所述写入模块开始施加第一电压以及第二电压后，所述采样控制电路被配置为在所述预设时间后控制所述信号选择电路与所述电容器电连接，以在所述电容器中存入参考电压；所述采样控制电路还被配置为在所述电容器中存入参考电压后，控制所述信号选择电路与所述放大器电连接，以使所述放大器获取所述信号选择电路发送的电压；所述放大器将所述参考电压以及所述信号选择电路发送的电压进行比较，若所述参考电压以及所述信号选择电路发送的电压的差值大于所述第一预设值或者所述第二预设值，所述放大器发送所述终止信号至所述写入模块
。5.
根据权利要求3所述的磁性存储器，其特征在于，所述写检测模块包括信号选择电路
、
信号控制电路
...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴瑾，
申请(专利权)人：北京超弦存储器研究院，
类型：发明
国别省市：