一种存储器单元读取装置及读取方法制造方法及图纸

一种存储器单元读取装置及读取方法，用以读取存储器中所选定存储单元存储的数据，该存储单元依据所存储的数据输出单元电流作为本发明专利技术存储器单元读取装置的输入，并在比较器反馈作用下，经恒流源电路，最终表现为读出放大电路的输出电流，与参考电流进行比较，据以判断并输出存储单元所存储的数据。由于采用单元电流作为读取装置的输入及输出比较对象，大大提高了读取速度，更适于高速闪存等存储器件的应用，同时，采用比较器将恒流源电路中晶体管的的漏电压钳制为参考电压，使其在线性区即可进入正常工作状态，增大了存储器单元读取装置的可工作电源电压范围，在实际数据读取过程中，大大提高了数据读取的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体存储器器件领域，涉及半导体存储器单元数据的读取，具体涉及一种存储器单元的读取装置及读取方法。
技术介绍
半导体存储器器件通常包括多条字线(Word-line，WL)、位线(Bit-line，BL)以及 位于字线和位线各交点配置的存储单元(Memory-cell，MC)，每个存储单元用以记录一个字 节的数据，通过读取所选存储单元上的数据来实现对存储器所存储数据的输出。由于存储 器阵列为虚地阵列结构，该阵列中并没有真正的共源极，因此，在存储单元读取过程中，通 常将位于所选单元旁边的存储单元所连接的位线接地，视为地线。 美国专利US6529412 Bl提供了一种源端读取方法，图1即为该专利提供的源端电压存储器单元数据读取方法电路图。如图i所示，读出电路ioo为电压读出电路，所选则存 储单元上流过的电流I。ell110经由电流-电压转换器130转换为存储单元电压V。ell150后， 输入到读出放大器(Sense Amplifier, S. A.) 170的反相端，而参考电流Iref 120经由电 流_电压转换器140转换为参考电压Vref 160后，输入到读出放大器170的同相端，读出 放大器170的输出即为该存储单元的读出数据ISO，其中，电流-电压转换器130、140集成 在前置放大电路705中。然而，采用电压读取方法将带来较大的延时，使存储器数据读取速 度较慢，不适用于NOR闪存系统等高速存储器。 相比较于电压读取方法，直接读取所选存储单元电流的方法具有更高的速度，大 大降低了读取时间。 图2为现有技术中常用的漏端电流读取方法电路图。如图2所示，存储器阵列包 括多根字线WL、位线BL以及位于字线WL和位线BL交叉位置的存储单元，其中，字线将位 于同一行的存储单元MOS晶体管的控制栅连接在一起，而位线则将位于同一列的存储单元 MOS晶体管的源极连接在一起。如图2所示，当选择读取存储单元A的数据时，选通控制信 号YA、 YB均为高电平，选通晶体管MC1、 MC2处于导通状态，存储单元A被选择，此时，存储 单元A所在行的字线WL〈m〉置于高电位，而其他字线WL置于低电位，存储单元A处于导通 状态。初始时，所有位线BL均置于参考电压Vref，该参考电压Vref值约为1.2V，随后，存 储单元A的源极S所连接的位线BL〈k〉接地，而其漏极D所连接的位线BL〈k+l>则连接读 取装置200，其他位线BL均悬空。此时，位线BL〈k+l>上的电流即为存储单元A的电流IA， 在比较器Il的反馈作用下，晶体管Mi漏端D电压被钳制为参考电压Vref，单元电流IJ乍 为读出放大电路201的输入电流，经由晶体管Mi输入到由晶体管M3、M4组成的恒流源电路 中，并在晶体管M4上产生与之电流值相等的镜像电流l4，该电流210与参考电流Iref进行 比较，当电流值大于参考电流Iref时，读出"l"，若电流值小于参考电流Iref，则读出"O"。 从漏端电流读取方法的数据读取速度高于电压读取方法，然后，该方法中，数据读 取电路连接所选存储单元漏端的位线，读取电路及读出放大电路所需的参考电压Vref与 预充电电压V。。电压值非常接近，这使得读出放大电路201中晶体管M3、M4的可工作电压范围非常小，容易造成读取数值的不准确。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种存储器单元读取装置，加快存储单元数据 读取速度，并增大可工作电源电压范围。 为解决上述技术问题，本专利技术提供的存储器单元读取装置用以读取存储器中所选 定存储单元存储的数据，该存储单元依据所存储的数据输出单元电流，且该存储单元源端 的输出电流作为本专利技术存储器单元读取装置的输入，在第一比较器和第二比较器的反馈作 用下，表现为第三晶体管的电流，并与参考电流进行比较，据以判断并输出存储单元所存储 的数据。 具体的讲，本专利技术提供的存储器单元读取装置包括 参考单元，用以提供参考电压和参考电流； 读出放大电路，包括第一恒流源电路和第一晶体管，其中第一恒流源电路包括第 二晶体管和第三晶体管，且第一晶体管的源端与第二晶体管的源端相连接； 第二恒流源电路，包括第四晶体管和第五晶体管； 第一比较器，用以接收参考电压，并将第一晶体管和第五晶体管的漏电压均钳制 为参考电压； 第二比较器，用以接收参考电压，并将第四晶体管的漏电压钳制为参考电压。 本专利技术提供的存储器单元读取装置中，第一晶体管、第四晶体管、第五晶体管为 NMOS晶体管，第二晶体管、第三晶体管为PMOS晶体管，且第四、第五晶体管的源端以及第 二、第三晶体管的漏端均接地，此外，该存储器单元读取装置中，第一比较器可被多路读出 放大电路共用。 本专利技术还提供了一种存储器单元读取方法，该方法采用上述提供的存储器单元读 取装置，用以读取存储器中某一存储单元的数据，该存储单元依据所存储的数据输出一单 元电流，该方法包括 接收该单元电流； 接收参考电流； 该单元电流经恒流源电路输入读出放大电路； 该单元电流表现为读出放大器的输出，并与参考电流进行比较，据以判断输出该 存储单元所存储的数据。 本专利技术提供的存储器单元读取方法中，参考电流由一参考单元提供，该参考单元 同时还输出一参考电压，该参考电压范围为0. 10V 0. 80V，组成恒流源电路的栅极相互连 接的两晶体管漏电压在比较器的反馈作用下均被钳制为该参考电压。 本专利技术的技术效果是，采用存储单元的输出单元电流作为读取装置的输入及输出 比较对象，大大减小了数据读取时间，提高读取速度，更适于高速闪存等存储器件的应用。 与此同时，本专利技术提供的存储器单元读取装置及读取方法中，采用比较器将第四晶体管和 第五晶体管的漏电压钳制为参考电压，使其在线性区即可进入正常工作状态，增大了存储 器单元读取装置的可工作电源电压范围，在实际数据读取过程中，大大提高了数据读取的准确性。附图说明 图1为源端电压存储器单元数据读取方法电路图； 图2为漏端电流存储单元器数据读取方法电路图； 图3a为本专利技术提供的源端电流存储器单元数据读取装置工作电路图； 图3b为本专利技术提供的存储器单元读取装置放大电路图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步 的详细描述。 图3a为依照本专利技术提供的源端电流存储器单元数据读取装置一较佳实施方式的 存储器读取装置工作电路图。 存储器单元读取装置300用以读取存储器中所选定存储单元存储的数据。本具 体实施方式中，所选存储单元A依据所存储的数据输出单元电流IA，且该存储单元A源端S 的输出电流lA作为存储器单元读取装置300的电流输入，在第一比较器II和第二比较器 12的反馈作用下，经由第二恒流源电流320，表现为第三晶体管M3的电流l3，并与参考电流 Iref进行比较，据以判断并输出存储单元A所存储的数据DOUT。 如图3a所示，存储器结构包括多条字线WL和位线BL，且在字线WL和位线BL交叉 位置设置有存储单元。每条字线WL连接位于同一行的存储单元控制栅，位线BL连接位于 同一列的存储单元源/漏端。 图3b为本具体实施方式提供的存储器单元读取装置300放大电路图。 如图3b所示，本具体实施方式提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器单元读取装置，包括：参考单元，用以提供参考电压和参考电流；读出放大电路，包括第一恒流源电路和第一晶体管，其中，第一恒流源电路包括第二晶体管和第三晶体管，且第一晶体管的源端与第二晶体管的源端相连接；其特征在于，还包括：第二恒流源电路，包括第四晶体管和第五晶体管；第一比较器，用以接收所述参考电压，并将所述第一晶体管和所述第五晶体管的漏电压钳制为所述参考电压；第二比较器，用以接收所述参考电压，并将所述第四晶体管的漏电压钳制为所述参考电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光军，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]