阻變存儲器件及其驅(qū)動方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻變存儲器件，所述阻變存儲器件包括：多個存儲器單元，每個存儲器單元被配置成儲存正常數(shù)據(jù)、與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)以及與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)復(fù)制單元，被配置成暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的正常數(shù)據(jù)，并且基于儲存的正常數(shù)據(jù)來產(chǎn)生復(fù)制的單元電流；鏡像塊，被配置成暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)，并且分別基于儲存的第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)來產(chǎn)生第一參考電流和第二參考電流；以及感測單元，被配置成基于復(fù)制的單元電流以及第一參考電流和第二參考電流來感測儲存的正常數(shù)據(jù)。
【專利說明】阻變存儲器件及其驅(qū)動方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年11月14日提交的申請?zhí)枮?0-2012-0128969的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的示例性實施例涉及一種半導(dǎo)體設(shè)計技術(shù)，更具體而言，涉及一種阻變存儲器件及其驅(qū)動方法。
【背景技術(shù)】
[0004]非易失性半導(dǎo)體存儲器件(包括快閃存儲器和阻變存儲器件)在沒有電源的條件下也可以保留儲存在其中的數(shù)據(jù)。
[0005]阻變存儲器件是正在研發(fā)的一種非易失性存儲器件。阻變存儲器件的單位存儲器單元包括作為數(shù)據(jù)儲存材料的阻變材料，所述阻變材料根據(jù)施加到其的電信號而具有低電阻狀態(tài)或高電阻狀態(tài)。相變隨機(jī)存取存儲器(PRAM)、阻變隨機(jī)存取存儲器(RRAM)以及磁阻隨機(jī)存取存儲器(MRAM)典型地作為阻變存儲器件。
[0006]一般地，為了感測儲存在阻變存儲器件的存儲器單元中的數(shù)據(jù)，已經(jīng)采用了使用參考電流的電流感測方案。然而，由于每個存儲器單元具有不同的動態(tài)特性，所以難以利用唯一的參考電流來保證數(shù)據(jù)感測余量。此外，參考電流可能具有變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的示例性實施例針對一種可以在感測儲存在存儲器單元中的數(shù)據(jù)時保證數(shù)據(jù)感測余量的阻變存儲器件。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種阻變存儲器件包括:多個存儲器單元，每個存儲器單元被配置成儲存正常數(shù)據(jù)、與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)、以及與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)復(fù)制單元，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元被配置成暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的正常數(shù)據(jù)，并且基于儲存的正常數(shù)據(jù)來產(chǎn)生復(fù)制的單元電流；鏡像塊，所述鏡像塊被配置成暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)，并且分別基于儲存的第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)來產(chǎn)生第一參考電流和第二參考電流；以及感測單元，所述感測單元被配置成基于復(fù)制的單元電流以及第一參考電流和第二參考電流來感測儲存的正常數(shù)據(jù)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種阻變存儲器件包括:多個存儲器單元，每個存儲器單元被配置成儲存正常數(shù)據(jù)、與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)、以及與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)；鏡像單元，所述鏡像單元被配置成:當(dāng)選中的存儲器單元儲存正常數(shù)據(jù)、第一參考數(shù)據(jù)或者第二參考數(shù)據(jù)時，鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流；第一參考電流發(fā)生單元，所述第一參考電流發(fā)生單元被配置成:將與正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流傳送到感測節(jié)點，暫時儲存與第一參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，以及基于儲存的值來將第一參考電流輸出到感測節(jié)點；第二參考電流發(fā)生單元，所述第二參考電流發(fā)生單元被配置成:將與正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流傳送到感測節(jié)點，暫時儲存與第二參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，以及基于儲存的值來將第二參考電流輸出到感測節(jié)點；數(shù)據(jù)復(fù)制單元，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元被配置成:與感測節(jié)點耦接，復(fù)制正常數(shù)據(jù)，以及暫時儲存從第一參考電流發(fā)生單元和第二參考電流發(fā)生單元傳送到感測節(jié)點的與正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的單元電流的和；以及感測單元，所述感測單元被配置成:基于感測節(jié)點的電壓電平來感測儲存在存儲器單元中的正常數(shù)據(jù)，作為與正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的讀取數(shù)據(jù)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種驅(qū)動阻變存儲器件的方法包括以下步驟:選擇要讀取的存儲器單元；預(yù)讀取儲存在選中的存儲器單元中的正常數(shù)據(jù)，并且將讀取的正常數(shù)據(jù)儲存在臨時儲存器中；將與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)寫入選中的存儲器單元；讀取第一參考數(shù)據(jù)并且將讀取的第一參考數(shù)據(jù)儲存在臨時儲存器中；將與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)寫入選中的存儲器單元；讀取第二參考數(shù)據(jù)并且將讀取的第二參考數(shù)據(jù)儲存在臨時儲存器中；以及基于第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)來讀取儲存在臨時儲存器中的正常數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是用于解釋阻變存儲器件中的數(shù)據(jù)感測方案的電路圖。
[0012]圖2是說明參考電壓與圖1中所示的存儲器單元的特性之間的關(guān)系的曲線圖。
[0013]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的阻變存儲器件的電路圖。
[0014]圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的阻變存儲器件的讀取操作的流程圖。
[0015]圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的阻變存儲器件的感測操作和放大操作的波形圖。
[0016]圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的參考電壓與圖3中所示的存儲器單元的特性之間的關(guān)系的曲線圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以用不同的方式實施，而不應(yīng)解釋為限制于本文所列的實施例。確切地說，提供這些實施例使得本說明書充分與完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在說明書中，附圖標(biāo)記在本發(fā)明的不同附圖和實施例中直接對應(yīng)于相似的標(biāo)記部分。在本說明書中，“連接/耦接”表示一個部件與另一個部件直接耦接或者經(jīng)由其他部件間接耦接。另外，只要不在句子中特意提及，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式。
[0018]圖1是用于解釋阻變存儲器件中的數(shù)據(jù)感測方案的電路圖。
[0019]參見圖1，阻變存儲器件100包括存儲器單元110、比較單元120、驅(qū)動單元130、選擇單元140、鏡像單元150、電流源160以及感測放大單元170。
[0020]存儲器單元110可以包括阻變材料。比較單元120將單元節(jié)點VSIO的電壓電平與讀取電壓VREAD進(jìn)行比較。
[0021]驅(qū)動單元130響應(yīng)于從比較單元120輸出的比較信號來驅(qū)動經(jīng)過單元節(jié)點VSIO的電流。選擇單元140選擇性地將存儲器單元110與單元節(jié)點VSIO耦接。鏡像單元150對流經(jīng)存儲器單元Iio的單元電流ICEa執(zhí)行鏡像操作，并且將鏡像的單元電流In提供給電壓感測節(jié)點VSAI。
[0022]電流源160產(chǎn)生從電壓感測節(jié)點VSAI流到接地電壓端子VSS的參考電流IKEF。可以利用電流鏡像操作來產(chǎn)生參考電流IKEF。感測放大單元170通過將電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平與具有預(yù)定電壓電平的參考電壓VREF進(jìn)行比較來感測和放大儲存在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)。這里，電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平基于鏡像的單元電流I.和參考電流Ieef的差值來確定。
[0023]當(dāng)用于選擇存儲器單元110的選擇信號EN和反相選擇信號ENB被激活時，單元節(jié)點VSIO的電壓電平被穩(wěn)定在讀取參考電壓VREAD，然后與存儲器單元110中包括的阻變材料的電阻狀態(tài)相對應(yīng)的單元電流Iaai流經(jīng)單元節(jié)點VS10。此外,鏡像單元150通過對單元電流ICEa的鏡像操作來產(chǎn)生鏡像的單元電流I.。鏡像的單元電流ICEa從電壓感測節(jié)點VSAI流到電源電壓端子VDD。
[0024]這里，電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平基于鏡像的單元電流ICEi和參考電流Ikef的差值來確定。即，當(dāng)鏡像的單元電流的量大于參考電流Ikef的量時，電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平增加。相反地，當(dāng)參考電流Ikef的量大于單元電流I.的量時，電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平減小。感測放大單元170將電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平與參考電壓VREF進(jìn)行比較，并且基于比較結(jié)果來產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號SAOUT。
[0025]此外，無論單元特性如何，用于感測儲存在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)的參考電流Ikef都具有唯一的值。由于每個存儲器單元具有不同的動態(tài)特性，所以在某些存儲器單元中可能發(fā)生感測故障，因而數(shù)據(jù)感測余量可能減小。
[0026]圖2是說明參考電壓與圖1中所示的存儲器單元110的特性之間的關(guān)系的曲線圖。
[0027]如圖2中所示，參考電流Ikef的范圍基于單元電流的第一分布Ih和單元電流Icell的第二分布k來確定。當(dāng)存儲器單元110中包括的阻變材料的電阻處于高電阻狀態(tài)(HRS)時，單元電流的第一分布Ih與分布Rh相對應(yīng)。相似地，當(dāng)阻變材料的電阻處于低電阻狀態(tài)(LRS)時，單元電流的第二分布L與分布&相對應(yīng)。
[0028]S卩，參考電流Ikef由從第一分布Ih到第二分布込的范圍來限定，從而劃分單元電流IeE&。如果參考電流Ikef由于各種變化而限定在單元電流的第一分布Ih至第二分布Il內(nèi)，則在感測儲存在存儲器單元110中的數(shù)據(jù)時可能發(fā)生感測故障。
[0029]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的阻變存儲器件的電路圖。
[0030]如圖3中所示，阻變存儲器件200包括存儲器單元210、復(fù)制單元220、鏡像單元230、感測放大單元240以及選擇單元250。
[0031]存儲器單元210可以包括阻變材料。存儲器單元210中包括的阻變材料可以基于儲存在存儲器單元210中的數(shù)據(jù)而處于高電阻狀態(tài)(HRS)或低電阻狀態(tài)(LRS)。例如，當(dāng)阻變材料處于低電阻狀態(tài)(LRS)時，儲存的數(shù)據(jù)為“1”，而當(dāng)阻變材料處于高電阻狀態(tài)(HRS)時，儲存的數(shù)據(jù)為“O”。
[0032]在存儲器單元210中，可以儲存(或?qū)懭?正常數(shù)據(jù)、第一參考數(shù)據(jù)以及第二參考數(shù)據(jù)。當(dāng)將正常數(shù)據(jù)寫入存儲器單元210時，流經(jīng)存儲器單元的單元電流被表示為正常單元電流當(dāng)將與高電阻狀態(tài)(HRS)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)寫入存儲器單元210時，流經(jīng)存儲器單元的單元電流被表示為第一單元電流IHKS。當(dāng)將與低電阻狀態(tài)(LRS)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)寫入存儲器單元210時，流經(jīng)存儲器單元的單元電流被表示為第二單元電流Im。
[0033]數(shù)據(jù)復(fù)制單元220被配置成復(fù)制正常數(shù)據(jù)，并且儲存暫時的數(shù)據(jù)作為復(fù)制的正常數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)復(fù)制單元220經(jīng)由包括鏡像單元230的電流鏡像結(jié)構(gòu)與存儲器單元210耦接。數(shù)據(jù)復(fù)制單元220可以包括第一鏡像單元221、第一儲存單元223以及第一開關(guān)單元225。
[0034]第一鏡像單元221耦接在電壓感測節(jié)點VSAI與接地電壓端子VSS之間，并且被配置成鏡像正常單元電流ICEa。第一儲存單元223耦接在第一鏡像單元221與接地電壓端子VSS之間，并且被配置成儲存通過鏡像單元221鏡像的正常單元電流。第一儲存單元223可以包括電容器。第一開關(guān)單元225被配置成響應(yīng)于第一讀取使能信號RDENl而選擇性地將第一鏡像單元221與第一儲存單元223耦接。
[0035]鏡像單元230被配置成基于存儲器單元210的電阻狀態(tài)來產(chǎn)生參考電流IKEF。鏡像單元230可以包括比較單元231、驅(qū)動單元233、第二鏡像單元235、第一參考電流發(fā)生單元237以及第二參考電流發(fā)生單元239。
[0036]比較單元231被配置成將單元節(jié)點VSIO的電壓電平與讀取電壓VREAD進(jìn)行比較。驅(qū)動單元233被配置成響應(yīng)于從比較單元231輸出的比較信號來驅(qū)動經(jīng)過單元節(jié)點VSIO的電流。第二鏡像單元235耦接在電源電壓端子VDD與驅(qū)動單元233之間，并且被配置成鏡像流經(jīng)存儲器單元210的第一單元電流Ihks、第二單元電流Iuis或正常單元電流ICEa。
[0037]第一參考電流發(fā)生單元237被配置成將通過鏡像正常單元電流ICEa所產(chǎn)生的第一比較目標(biāo)電流I^x 1/2提供給電壓感測節(jié)點VSAI。另一方面，第一參考電流發(fā)生單元237可以被配置成將通過鏡像第一單元電流Ihks所產(chǎn)生的第一參考電流IhksX 1/2提供給電壓感測節(jié)點VSAI。第一參考電流發(fā)生單元237可以包括第三鏡像單元237_1、第二開關(guān)單元237_3以及第二儲存單元237_5。
[0038]第三鏡像單元237_1與電源電壓端子VDD和電壓感測節(jié)點VSAI耦接，并且被配置成將第一比較目標(biāo)電流Ι.Χ 1/2提供給`電壓感測節(jié)點VSAI。另一方面，第三鏡像單元237_1可以被配置成將第一參考電流IhksX 1/2提供給電壓感測節(jié)點VSAI。第二開關(guān)單元237_3被配置成響應(yīng)于第二讀取使能信號RDEN2而選擇性地將第二鏡像單元235與第三鏡像單元237_1耦接。第二儲存單元237_5耦接在第一耦接節(jié)點CNl與電源電壓端子VDD之間，并且被配置成儲存第一單元電流I.。第一耦接節(jié)點CNl位于第二開關(guān)單元237_3與第三鏡像單元237_1之間。
[0039]第二電流發(fā)生單元239可以包括第四鏡像單元239_1、第三開關(guān)單元239_3以及第三儲存單元239_5。
[0040]第四鏡像單元239_1耦接在電源電壓端子VDD與電壓感測節(jié)點VSAI之間，并且被配置成將通過鏡像正常單元電流所產(chǎn)生的第二比較目標(biāo)電流I^x 1/2提供給電壓感測節(jié)點VSAI。另一方面，第四鏡像單元239_1可以被配置成將通過鏡像第二單元電流Iuis所產(chǎn)生的第二參考電流IuisX 1/2提供給電壓感測節(jié)點VSAI。
[0041]第三開關(guān)單元239_3被配置成響應(yīng)于第三讀取使能信號RDEN3而選擇性地將第二鏡像單元235與第四鏡像單元239_1耦接。第三儲存單元239_5耦接在第二耦接節(jié)點CN2與電源電壓端子VDD之間，并且被配置成儲存第二單元電流Iu^第二耦接節(jié)點CN2位于第三開關(guān)單元239_3與第四鏡像單元239_1之間。[0042]這里，第二鏡像單元至第四鏡像單元235、237_1以及239_1可以分別包括PMOS晶體管。第三鏡像單元237_1和第四鏡像單元239_1中包括的PMOS晶體管可以具有第二鏡像單元235中包括的PMOS晶體管的尺寸的一半。例如，第三鏡像單元237_1和第四鏡像單元239_1中包括的PMOS晶體管的溝道可以具有與第二鏡像單元235中包括的PMOS晶體管的溝道相同的長度，以及具有第二鏡像單元235中包括的PMOS晶體管的溝道寬度的一半。因而，第一比較目標(biāo)電流Ι.Χ 1/2和第二比較目標(biāo)電流Ι.Χ 1/2中的每個都可以分別與正常單元電流的一半相對應(yīng)。此外，第一參考電流IhksX 1/2和第二參考電流ILRSX 1/2可以分別與第一單元電流Ihks的一半和第二單元電流Iuis的一半相對應(yīng)。另外，第二儲存單元237_5和第三儲存單元239_5可以包括電容器。
[0043]感測放大單元240被配置成響應(yīng)于感測使能信號SAEN而基于參考電流Ikef和比較目標(biāo)電流(即，復(fù)制的單元電流)Icell-來感測和放大儲存在存儲器單元210中的正常數(shù)據(jù)。
[0044]選擇單元250被配置成響應(yīng)于選擇信號EN和反相選擇信號ENB而選擇性地將存儲器單元210與鏡像單元230耦接。當(dāng)在讀取操作中存儲器單元210被選中時，選擇信號EN和反相選擇信號ENB被激活，因而可以形成單元電流路徑。
[0045]圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖3中所示的阻變存儲器件的讀取操作的流程圖，圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的阻變存儲器件的感測操作和放大操作的波形圖，圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的參考電壓與圖3中所示的存儲器單元210的特性之間的關(guān)系的曲線圖。
[0046]參見圖3和圖4，在步驟SlO (單元選擇步驟)中，選擇存儲器單元210用于讀取操作。當(dāng)選中要讀取的存儲器單元210時，基于正常數(shù)據(jù)(即，存儲器單元210的電阻狀態(tài))確定正常單元電流ICEa。
[0047]在步驟S20 (預(yù)讀取步驟)中，流經(jīng)存儲器單元210的正常單元電流經(jīng)由鏡像單元230被鏡像，并且鏡像的電流被供應(yīng)到數(shù)據(jù)復(fù)制單元220。結(jié)果，利用鏡像電流轉(zhuǎn)換的電流單元數(shù)據(jù)以電壓形式儲存在數(shù)據(jù)復(fù)制單元220中。更具體地，第一參考電流發(fā)生單元237和第二參考電流發(fā)生單元239分別產(chǎn)生與通過第二鏡像單元235鏡像的正常單元電流I.相對應(yīng)的第一比較目標(biāo)電流1/2和第二比較目標(biāo)電流I^X 1/2。第一比較目標(biāo)電流Ι.Χ1/2和第二比較目標(biāo)電流Ι.Χ1/2的求和電流變成與正常單元電流I.相對應(yīng)的比較目標(biāo)電流1^，，并且被提供給數(shù)據(jù)復(fù)制單元220。數(shù)據(jù)復(fù)制單元220將比較目標(biāo)電流Ice^經(jīng)由電流鏡像儲存在第一儲存單元223上。此外，在步驟S20中，第一開關(guān)單元至第三開關(guān)單元225、237_3以及239_3分別響應(yīng)于被激活的第一讀取使能信號至第三讀取使能信號RDENl、RDEN2以及RDEN3而短路。
[0048]然后，在步驟S30 (HRS寫入步驟)中，將與高電阻狀態(tài)(HRS)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)通過寫入電路(未示出)寫入到存儲器單元210上。例如，與高電阻狀態(tài)(HRS)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)“O”。結(jié)果，與高電阻狀態(tài)(HRS)相對應(yīng)的第一單元電流Ihks流經(jīng)存儲器單元210。
[0049]在步驟S40 (HRS讀取步驟)中，第一參考電流發(fā)生單元237利用電流鏡像方案將寫入到存儲器單元210的第一參考數(shù)據(jù)儲存在第二儲存單元237_5上。即，第一單元電流Ihes通過第二鏡像單元235被鏡像，并且被儲存在第二儲存單元237_5中。這里，第二開關(guān)單元237_3響應(yīng)于被激活的第二讀取使能信號RDEN2而短路，第一開關(guān)單元225和第三開關(guān)單元239_3分別響應(yīng)于被去激活的第一使能信號RDENl和被去激活的第三使能信號RDEN3而開路。
[0050]隨后，在步驟S50 (LRS寫入步驟)中，將與低電阻狀態(tài)(LRS)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)通過寫入電路(未示出)寫入到存儲器單元210上。例如，與低電阻狀態(tài)(LRS)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)具有邏輯高電平。因而，與低電阻狀態(tài)(LRS)相對應(yīng)的第二單元電流Iuis流經(jīng)存儲器單元210。
[0051]在步驟S60 (LRS讀取步驟)中，第二參考電流發(fā)生單元239利用電流鏡像方案將寫入到存儲器單元210上的第二參考數(shù)據(jù)儲存在第三儲存單元239_5上。即，第二單元電流Iuis通過第二鏡像單元235被鏡像，并且被儲存在第三儲存單元239_5中。這里，第三開關(guān)單元239_3響應(yīng)于被激活的第三讀取使能信號RDEN3而短路。第一開關(guān)單元225和第二開關(guān)單元237_3分別響應(yīng)于被去激活的第一讀取使能信號RDENl和被去激活的第二讀取使能信號RDEN2而開路。
[0052]然后，在步驟S70 (主讀取步驟)中，感測放大單元240基于儲存在第一參考電流發(fā)生單元237和第二參考電流發(fā)生單元239中的第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)來感測和放大預(yù)讀取的正常數(shù)據(jù)。更具體地，第一參考電流發(fā)生單元237和第二參考電流發(fā)生單元239分別基于儲存在第二儲存單元237_5和第三儲存單元239_5中的第一單元電流Ihks和第二單元電流Iuis而產(chǎn)生第一參考電流IhkX 1/2和第二參考電流IuisX 1/2。這里，第一參考電流IhksX 1/2和第二參考電流IuisX 1/2的求和電流變成參考電流IKEF，并且被提供給電壓感測節(jié)點VSAI。此外，與正常單元電流Iceix相對應(yīng)的比較目標(biāo)電流Iaai/流經(jīng)數(shù)據(jù)復(fù)制單元220。電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平基于參考電流Ikef和比較目標(biāo)電流I.，來確定。即，當(dāng)參考電流Ikef的量大于比較目標(biāo)電流1^，的量時，電壓感測節(jié)點VSAI朝向電源電壓VDD增加。相反地，當(dāng)比較目標(biāo)電流I.，的量大于參考電流Iref的量時，電壓感測節(jié)點VSAI朝向接地電壓VSS減小。結(jié)果，感測放大單元240響應(yīng)于感測使能信號SAEN來感測和放大參考電壓VREF與電壓感測節(jié)點VSAI的電壓電平之間的電壓差。此外，第一開關(guān)單元225響應(yīng)于被激活的第一讀取使能 信號RDENl而短路，第二開關(guān)單元237_3和第三開關(guān)單元239_3響應(yīng)于被去激活的第二讀取使能信號RDEN2和被去激活的第三讀取使能信號RDEN3而開路(參見圖5)。
[0053]供作參考，在每個讀取周期執(zhí)行上述步驟SlO至S70，第一讀取使能信號至第三讀取使能信號RDENl、RDEN2以及RDEN3可以來源于讀取命令。
[0054]如圖6中所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的阻變存儲器件可以通過產(chǎn)生具有與要讀取的單元相對應(yīng)的特性的參考電流Ikef來改善數(shù)據(jù)感測性能(即，數(shù)據(jù)感測余量)，因而可以針對每個存儲器單元來優(yōu)化參考電流IKEF。
[0055]盡管已經(jīng)參照具體的實施例描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化和修改。
[0056]通過以上實施例可以看出，本申請?zhí)峁┝艘韵碌募夹g(shù)方案。
[0057]技術(shù)方案1.一種阻變存儲器件，包括:多個存儲器單元，每個存儲器單元被配置成:儲存正常數(shù)據(jù)、與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)、以及與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)復(fù)制單元，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元被配置成:暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的正常數(shù)據(jù)，并且基于儲存的正常數(shù)據(jù)來產(chǎn)生復(fù)制的單元電流；鏡像塊，所述鏡像塊被配置成:暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的所述第一參考數(shù)據(jù)和所述第二參考數(shù)據(jù)，并且分別基于儲存的第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)來產(chǎn)生第一參考電流和第二參考電流；以及感測單元，所述感測單元被配置成:基于復(fù)制的單元電流以及所述第一參考電流和所述第二參考電流來感測儲存的正常數(shù)據(jù)。
[0058]技術(shù)方案2.如技術(shù)方案I所述的阻變存儲器件，還包括:選擇單元，所述選擇單元被配置成響應(yīng)于選擇信號而選擇性地將選中的存儲器單元與所述鏡像塊耦接。
[0059]技術(shù)方案3.如技術(shù)方案I所述的阻變存儲器件，其中，當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述正常數(shù)據(jù)時，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元被配置成:通過經(jīng)由所述鏡像塊來鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流而儲存讀取的正常數(shù)據(jù)。
[0060]技術(shù)方案4.如技術(shù)方案I所述的阻變存儲器件，其中，當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述第一參考數(shù)據(jù)時，所述鏡像塊被配置成:通過鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流來儲存讀取的第一參考數(shù)據(jù)。
[0061]技術(shù)方案5.如技術(shù)方案I所述的阻變存儲器件，其中，當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述第二參考數(shù)據(jù)時，所述鏡像塊被配置成:通過鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流來儲存讀取的第二參考數(shù)據(jù)。
[0062]技術(shù)方案6.如技術(shù)方案I所述的阻變存儲器件，其中，所述第一電阻狀態(tài)為高電阻狀態(tài)，所述第二電阻狀態(tài)為低電阻狀態(tài)。
[0063]技術(shù)方案7.如技術(shù)方案I所述的阻變存儲器件，其中，所述鏡像塊包括:第一比較單元，所述第一比較單元被配置成:將單元節(jié)點的電壓電平與讀取電壓進(jìn)行比較；驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元被配置成:基于所述第一比較單元的輸出信號來驅(qū)動經(jīng)過所述單元節(jié)點的電流；鏡像單元，所述鏡像單元被配置成:當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述正常數(shù)據(jù)、所述第一參考數(shù)據(jù)或所述第二參考數(shù)據(jù)時，鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流；第一參考電流發(fā)生單元，所述第一參考電流發(fā)生單元被配置成:儲存與所述第一參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，并且基于儲存的值來產(chǎn)生所述第一參考電流；以及第二參考電流發(fā)生單元，所述第二參考電流發(fā)生單元被配置成:儲存與所述第二參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，并且基于儲存的值來產(chǎn)生所述第二參考電流。
[0064]技術(shù)方案8.如技術(shù)方案7所述的阻變存儲器件，其中，所述第一參考電流發(fā)生單元和所述第二參考電流發(fā)生單元被配置成:同時將與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流傳送到感測節(jié)點。
[0065]技術(shù)方案9.如技術(shù)方案8所述的阻變存儲器件，其中，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元包括電容器，所述電容器被配置成暫時儲存流經(jīng)所述感測節(jié)點的與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流。
[0066]技術(shù)方案10.如技術(shù)方案8所述的阻變存儲器件，其中，所述第一參考電流發(fā)生單元包括電容器，所述電容器被配置成暫時儲存與所述第一參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流。
[0067]技術(shù)方案11.如技術(shù)方案8所述的阻變存儲器件，其中，所述第二參考電流發(fā)生單元包括電容器，所述電容器被配置成暫時儲存與所述第二參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流。
[0068]技術(shù)方案12.如技術(shù)方案8所述的阻變存儲器件，其中，所述感測單元包括第二比較單元，所述第二比較單元用于將所述感測節(jié)點的電壓電平與參考電壓進(jìn)行比較。
[0069]技術(shù)方案13.—種阻變存儲器件，包括:多個存儲器單元，每個存儲器單元被配置成:儲存正常數(shù)據(jù)、與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)、以及與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)；鏡像單元，所述鏡像單元被配置成:當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述正常數(shù)據(jù)、所述第一參考數(shù)據(jù)或者所述第二參考數(shù)據(jù)時，鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流；第一參考電流發(fā)生單元，所述第一參考電流發(fā)生單元被配置成:將與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流傳送到感測節(jié)點，暫時儲存與所述第一參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，以及基于儲存的值來將第一參考電流輸出到所述感測節(jié)點；第二參考電流發(fā)生單元，所述第二參考電流發(fā)生單元被配置成:將與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流傳送到所述感測節(jié)點，暫時儲存與所述第二參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，以及基于儲存的值來將第二參考電流輸出到所述感測節(jié)點；數(shù)據(jù)復(fù)制單元，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元被配置成--與所述感測節(jié)點耦接、復(fù)制所述正常數(shù)據(jù)、以及暫時儲存從所述第一參考電流發(fā)生單元和所述第二參考電流發(fā)生單元傳送到所述感測節(jié)點的與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的單元電流的和；以及感測單元，所述感測單元被配置成:基于所述感測節(jié)點的電壓電平來感測儲存在所述存儲器單元中的正常數(shù)據(jù)，作為與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的讀取數(shù)據(jù)。
[0070]技術(shù)方案14.如技術(shù)方案13所述的阻變存儲器件，其中，所述第一參考電流發(fā)生單元和所述第二參考電流發(fā)生單元中的每個傳送減小了一半量的鏡像的單元電流。
[0071]技術(shù)方案15.如技術(shù)方案13所述的阻變存儲器件，其中，所述感測單元包括比較單元，所述比較單元用于將所述感測節(jié)點的電壓電平與參考電壓進(jìn)行比較。
[0072]技術(shù)方案16.如技術(shù)方案13所述的阻變存儲器件，其中，所述第一電阻狀態(tài)為高電阻狀態(tài)，所述第二電阻狀態(tài)為低電阻狀態(tài)。
[0073]技術(shù)方案17.—種驅(qū)動阻變存儲器件的方法，所述方法包括以下步驟:選擇要讀取的存儲器單元；預(yù)讀取儲存在選中的存儲器單元中的正常數(shù)據(jù)，并且將讀取的正常數(shù)據(jù)儲存在臨時儲存器中；將與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)寫入選中的存儲器單元；讀取所述第一參考數(shù)據(jù)并且將讀取的第`一參考數(shù)據(jù)儲存在所述臨時儲存器中；將與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)寫入選中的存儲器單元；讀取所述第二參考數(shù)據(jù)并且將讀取的第二參考數(shù)據(jù)儲存在所述臨時儲存器中；以及基于所述第一參考數(shù)據(jù)和所述第二參考數(shù)據(jù)來讀取儲存在所述臨時儲存器中的所述正常數(shù)據(jù)。
[0074]技術(shù)方案18.如技術(shù)方案17所述的方法，其中，針對選中的存儲器單元的讀取操作執(zhí)行所述步驟中的全部。
[0075]技術(shù)方案19.如技術(shù)方案17所述的方法,其中,所述臨時儲存器包括:第一臨時儲存器單元，所述第一臨時儲存器單元被配置成儲存讀取的正常數(shù)據(jù)；第二臨時儲存器單元，所述第二臨時儲存器單元被配置成儲存讀取的第一參考數(shù)據(jù)；以及第三臨時儲存器單元，所述第三臨時儲存器單元被配置成儲存讀取的第二參考數(shù)據(jù)。
[0076]技術(shù)方案20.如技術(shù)方案19所述的方法，其中，通過鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流來將讀取的正常數(shù)據(jù)、讀取的第一參考數(shù)據(jù)以及讀取的第二參考數(shù)據(jù)分別儲存在相應(yīng)的臨時儲存器單元中。
【權(quán)利要求】
1.一種阻變存儲器件，包括: 多個存儲器單元，每個存儲器單元被配置成:儲存正常數(shù)據(jù)、與第一電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第一參考數(shù)據(jù)、以及與第二電阻狀態(tài)相對應(yīng)的第二參考數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)復(fù)制單元，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元被配置成:暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的正常數(shù)據(jù)，并且基于儲存的正常數(shù)據(jù)來產(chǎn)生復(fù)制的單元電流； 鏡像塊，所述鏡像塊被配置成:暫時儲存從選中的存儲器單元讀取的所述第一參考數(shù)據(jù)和所述第二參考數(shù)據(jù)，并且分別基于儲存的第一參考數(shù)據(jù)和第二參考數(shù)據(jù)來產(chǎn)生第一參考電流和第二參考電流；以及 感測單元，所述感測單元被配置成:基于復(fù)制的單元電流以及所述第一參考電流和所述第二參考電流來感測儲存的正常數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲器件，還包括: 選擇單元，所述選擇單元被配置成響應(yīng)于選擇信號而選擇性地將選中的存儲器單元與所述鏡像塊耦接。
3.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲器件，其中，當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述正常數(shù)據(jù)時，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元被配置成:通過經(jīng)由所述鏡像塊來鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流而儲存讀取的正常數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲器件，其中，當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述第一參考數(shù)據(jù)時，所述鏡像塊被配置成:通過鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流來儲存讀取的第一參考數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲器件，其中，當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述第二參考數(shù)據(jù)時，所述鏡像塊被配置成:通 過鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流來儲存讀取的第二參考數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲器件，其中，所述第一電阻狀態(tài)為高電阻狀態(tài)，所述第二電阻狀態(tài)為低電阻狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的阻變存儲器件，其中，所述鏡像塊包括: 第一比較單元，所述第一比較單元被配置成:將單元節(jié)點的電壓電平與讀取電壓進(jìn)行比較； 驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元被配置成:基于所述第一比較單元的輸出信號來驅(qū)動經(jīng)過所述單元節(jié)點的電流； 鏡像單元，所述鏡像單元被配置成:當(dāng)選中的存儲器單元儲存所述正常數(shù)據(jù)、所述第一參考數(shù)據(jù)或所述第二參考數(shù)據(jù)時，鏡像流經(jīng)選中的存儲器單元的單元電流； 第一參考電流發(fā)生單元，所述第一參考電流發(fā)生單元被配置成:儲存與所述第一參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，并且基于儲存的值來產(chǎn)生所述第一參考電流；以及 第二參考電流發(fā)生單元，所述第二參考電流發(fā)生單元被配置成:儲存與所述第二參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流，并且基于儲存的值來產(chǎn)生所述第二參考電流。
8.如權(quán)利要求7所述的阻變存儲器件，其中，所述第一參考電流發(fā)生單元和所述第二參考電流發(fā)生單元被配置成:同時將與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流傳送到感測節(jié)點。
9.如權(quán)利要求8所述的阻變存儲器件，其中，所述數(shù)據(jù)復(fù)制單元包括電容器，所述電容器被配置成暫時儲存流經(jīng)所述感測節(jié)點的與所述正常數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流。
10.如權(quán)利要求8所述的阻變存儲器件，其中，所述第一參考電流發(fā)生單元包括電容器，所述電容器被配置成 暫時儲存與所述第一參考數(shù)據(jù)相對應(yīng)的鏡像的單元電流。
【文檔編號】G11C11/56GK103811052SQ201310170871
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】任爀祥, 宋澤相 申請人:愛思開海力士有限公司