本发明专利技术提供一种用于读取存储器单元的状态的读出放大器电路。在本发明专利技术的一个方面中，所述读出放大器电路包含接收从所述存储器单元得到的单元电流和从参考单元得到的参考电流的第一级，以及接收所述单元电流和所述参考电流的第二级。耦合到所述第一级和所述第二级的比较器提供基于由所述第一级和所述第二级提供的电压的差来指示所述存储器单元状态的输出，其中所述比较器所指示的状态大体上不受所述第一和第二级的瞬变行为所提供的电容性电流分量影响。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及从存储器读取数据，且更明确地说，涉及用于存储器单元的读取电路， 在其中对单元电流与参考电流进行比较。背景技水读出放大器是通常包含于电子装置中的存储器组件中且完成存储器中的存储器单 元的状态的读取的电子电路。此读取过程取决于在明确界定的偏置条件下存储器单元吸 收多少电流。读出放大器的任务是将此电流信息变换成适于用作内部数字存储器数据的 二进制信息。在最简单的情况下，二进制信息由两个逻辑电平("1"或"0")组成，所述逻辑电平分别对应于其中在明确界定的偏置条件下单元吸收电流或不吸收电流的存 储器单元状态。读取单元状态的一种方法是将单元电流(Ieell)与通常由另一单元提供的参考电流(Uf)进行比较，且跟踪存储器单元的过程特性。参考单元通常吸收具有位于逻辑状态 'M"下的单元电流与逻辑状态"0"下的单元电流之间的值的电流。举例来说，如果处 于状态"0"的存储器单元不吸收电流，那么参考单元可吸收逻辑状态"1"下的单元电 流的一半。读出放大器读取单元电流与参考电流之间的差，将所述差变换成适合由其它 存储器芯片电路使用的二进制信息。举例来说，如果单元状态为"1"或"0"，那么电 流差可分别为正或负，使得读出放大器分别产生二进制信号"1"或"o"。图1说明用于读出放大器系统10的常规方案。元件500、 600、 530和630并非读 出放火器自身的部分，但这些元件示意性地描绘单元存储器阵列。存储器单元500是想 要知晓其状态的单元，且提供参考单元600作为参考。这些单元通常分别通过位线530 和630而链接到读出放大器电路。为了允许单元500和600传导其电流，必须使栅极510 和610以及漏极520和620的电压达到适宜的电压值。明确地说，漏极电压是由读出放 大器电路使用由反相器310和410构成的反馈配置来设置的。在其它实施例中，可使用 其它方法来确保漏极电压的正确极化。反相器确保适宜的电压值(例如，约1 V)被设 置于分别位于位线530和630的末端处的节点540和640上以及节点520和620上。由启用信号710控制的传递栅极700仅在被称为"均衡阶段"的初始瞬变周期内使节点800 和900保持在同一电压值。在此阶段期间，晶体管200设置节点900的电压，且经由传 递栅极700使用晶体管100，还设置节点800的电压。实际上，由于晶体管200处于二 极管配置，所以其栅极到源极电压与漏极电流之间存在明确界定的关系2 Z/ g'v其中Ids是漏极到源极电流，p是载流子迁移率，C。x是每单位面积的栅极氧化物电容，W和L分别是晶体管的宽度和长度，Vgs是栅极到源极电压，且Vth是阈值电压。 对于给定Ids,节点卯0的电压值是确定的，因为其值与如出现在等式(1)中的晶体管 200的Vgs相符。现在针对"稳定状态"条件而呈现对电路的第一简化分析，其中所有电流和电压都 是固定的。 一旦达到此状态，晶体管300和400就分别吸收单元电流和参考电流。晶体 管100和200构成众所周知的镜像配置，即，穿过晶体管200的所有电流全部被转移到 晶休管100。 一旦传递栅极700断开，晶体管200就供应参考单元电流经过晶体管400。 品体管200又通过品体管IOO将参考单元电流转移到电路的另一侧。节点800接收来自 晶体管100的参考电流和来自晶体管300的单元电流。因此，从在均衡阶段期间由晶体 管200固定的电压开始，节点800逐渐演变为由电流差(Iret-Ieell)驱动，遵循此简单定 律<formula>formula see original document page 6</formula>(2其中AV犯o是由电流差(IreHcell)对节点800的寄生电容(称为C80Q)进行充电或 放电经过时问AT后时得到的电压差。Cs。Q是耦合到节点800的晶体管的寄生电容加上 组件连接的互连金属的寄生电容的和。值得注窓的是，在等式(2)屮，对于此简化分 析，假定Iw和IeeM是不随时间时变化的，冈为推测已达到稳定状态条件。节点卯O的电 J上电平准确地表示参考电流，因为根据等式(1)，节点的值直接取决于Uf值，而节点 800的电压电平准确地表示单元电流，因为取决于单元电流值，节点800相对于其起始 值而被充电或放电。如果为简单起见而将C,称为C。ut，那么用于V。ut的等式变为7 = < (3)。 、"/如果电路正感测"o"，那么v。ut具有正号，如果正感测"r，那么v。ut具有负号， 且v。ut的量值随时间而增长。此电压差适合用作比较器iooo的输入，比较器iooo将此电压差放大，以便具有满幅信号(即，GND或Vdd)。信号的经放大形式提供所需的二 进制信息，且适合用于内部二进制数据交换；按照惯例，处于Vdd或GND的满幅信号 分别对应于逻辑电平"1"或"0"。上述分析是针对其中仅稳定状态电流经过晶体管的简单情况。遗憾的是，稳定状态 条件可能要花费较长时间才能达到，尤其是在高电容性位线将单元链接到读出放大器电 路且单元电流非常低的情况下。在被称为"预充电阶段"(其在来自主路径晶体管的电 流开始对位线进行充电时开始，且一旦预充电电流变为相对于单元电流来说为可忽略时 就结束)的瞬变周期期间，电流穿过位线，以将单元的漏极提升到所要的电压电平(约 1V)。此阶段必须花费尽可能短的时间；因此，晶体管100、 200、 300和400的宽度必 须足够大，以从Vdd供应所有所需的预充电电流。在所述阶段开始时，此电流达到与位 线电容值成正比例的峰值，且接着所述电流降落到零，且仅稳态电流穿过晶体管300和 400。 一旦传递栅极700断开，节点800就以与QQQ的值成反比的速度改变(如等式(2) 所描绘)。由于晶体管100和300可能相当大，所以C8oo也Rj能相当大，且节点800可 能无法足够快地改变而允许系统的所要读取性能。此外，电流差(UHed,)可能非常小，从而以非常低的强度来驱动节点800。总之，这种简单的读出放大器方案可能不适合于 以快速方式来读取数据，尤其是在其屮较长的位线将单元链接到读出放大器电路且电流 差(WW非常小的情况下。图2 'l'展示用于读出放大器系统20的另-^方法。将折叠级添加到图1的系统，以 改进在均衡阶段后输出节点的演变速度。晶体管100和110与晶体管200和210成镜像 配置，其中穿过晶体管100和200的电流分别由晶体管110和210转移到折叠级。在均 衡阶段期间，晶体管220根据等式(1)来设置节点910的电压值，且经由传递栅极700， 连同晶体管120—起，还设置节点810的电压。 一旦达到稳定状态，晶体管210和110 就分别向折叠级供应参考电流和单元电流。当传递栅极700断开时，节点810经由晶体 管10接收单元电流，且由于晶体管220和120成镜像配置，而经由晶体管120接收参 考电流。节点810因此逐渐演变为由如由以下等式描绘的电流差(LHcen)驱动7<formula>formula see original document page 8</formula>节点810的演变速度取决于其电容QK)的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于读取存储器单元状态的读出放大器电路，所述电路包括： 第一级，其接收从所述存储器单元得到的单元电流和从参考单元得到的参考电流； 第二级，其接收所述单元电流和所述参考电流；以及 比较器，其耦合到所述第一级和所述第二级， 所述比较器提供基于由所述第一级和所述第二级提供的电压的差来指示所述存储器单元状态的输出，其中所述比较器所指示的状态大体上不受所述第一和第二级的瞬变行为所提供的电容性电流分量影响。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：加布里埃莱佩利，洛伦佐贝达里达，马西米利亚诺弗鲁利奥，达维德曼弗雷，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。