一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路的制作方法
【專利摘要】一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，它由負載電路PR0與PR1，動態(tài)參考單元，NMOS鉗位晶體管NC0與NC1，位線選擇開關(guān)MUX和電壓比較放大器VC組成；NMOS鉗位晶體管的源極經(jīng)位線選擇開關(guān)MUX連接待讀取的非揮發(fā)存儲器數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元，NMOS鉗位晶體管的柵極由VG_clamp信號進行控制，其漏極連接負載晶體管的漏極，負載晶體管源極接電壓源Vdd，柵極由VG_load信號進行控制，數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元支路在負載晶體管源極處讀取電壓，并接入電壓比較放大器兩個輸入端，同時Vdata還連接動態(tài)參考單元兩個晶體管的柵極，用于控制動態(tài)參考單元的電阻。本發(fā)明解決了非揮發(fā)存儲器的參數(shù)偏差問題，提高讀取判決裕量，從而提高其可靠性。
【專利說明】—種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，用于提高非揮發(fā)存儲器的讀取可靠性，屬于非揮發(fā)存儲器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來新型非揮發(fā)存儲器技術(shù)，如自旋轉(zhuǎn)移矩磁性隨機存儲器(Spin TransferTorque Magnetic Random Access Memory, STT-MRAM),阻變式隨機存儲器(ResistiveRandom Access Memory, RRAM),與相變隨機存儲器(Phase Change Random Access Memory,PCRAM)等不斷發(fā)展，已逐步開始進入實際生產(chǎn)與應(yīng)用階段。這些非揮發(fā)存儲器技術(shù)的基本存儲原理是通過改變其存儲單元的電阻狀態(tài)，使其可以在高電阻態(tài)Rh和低電阻態(tài)&之間進行切換，從而利用這種性質(zhì)儲存數(shù)據(jù)信息，如Rh對應(yīng)數(shù)據(jù)比特“ I ”，Rl對應(yīng)數(shù)據(jù)比特“0”，或者反之亦可。典型的存儲單元由數(shù)據(jù)存儲部分(具有&與Rh兩種電阻態(tài)，可表示為一個可變電阻Rx)與訪問控制部分(NM0S字線選擇晶體管)組成，稱為IRlT結(jié)構(gòu)，如附圖1所示。一般而言，一個存儲器包含兩種存儲單元，一種是數(shù)據(jù)單元，其電阻狀態(tài)可變，記為Rdata,用于存儲二進制數(shù)據(jù)；另一種是參考單元，其電阻狀態(tài)已知，記為RMf，用于讀取數(shù)據(jù)時，給數(shù)據(jù)單元提供判決參考。讀取數(shù)據(jù)時，通過給數(shù)據(jù)單元和參考單元同時施加相同的電流(或電壓)來檢測它們相應(yīng)的電壓(或電流)，然后進行對比，即可判斷出數(shù)據(jù)單元中存儲的信息，如附圖2所示。更具體地，如果數(shù)據(jù)單元為低電阻態(tài)&，則可檢測到數(shù)據(jù)單元的電SVdata= '，其小于參考單元的電壓VMf，則判決數(shù)據(jù)比特為“O” ;如果數(shù)據(jù)單元為高電阻態(tài)RH，則可檢測到數(shù)據(jù)單元的電壓Vdata = Vh，其大于參考單元的電壓VMf，則判決數(shù)據(jù)比特為“1”，或者反之亦可。
[0003]理想情況下，同一個存儲器中的所有存儲單元在高電阻態(tài)時都具有相同的電阻值Riudeal,而在低電阻態(tài)時都具有相同的電阻值Rudeal,此時為了得到最佳的讀取判決裕量(Sensing Margin (SM)，定義為參考單元電壓(或電流)與數(shù)據(jù)單元電壓(或電流)的差值的絕對值的最小值)，參考單元的電阻值RMf—ideal必須滿足RMf ideal ^H_ideal~^^L_ideal^ /2 ο 但是，在實際情況中，由于工藝參數(shù)偏差的存在，尤其是在深亞微米工藝下，Rh, Rl以及RMf的實際值可能會偏離目標設(shè)計值，從而導致讀取判決裕量降低。當讀取判決裕量不能克服讀取電路本身的輸入失配時，則可能產(chǎn)生讀取錯誤，影響存儲器的數(shù)據(jù)讀取可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一、發(fā)明目的:
[0005]針對上述背景中提到的非揮發(fā)存儲器因參數(shù)偏差導致讀取判決裕量降低的問題，本發(fā)明提出了一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決非揮發(fā)存儲器存在的參數(shù)偏差問題，來提高非揮發(fā)存儲器的讀取判決裕量，從而提高其可靠性。
[0006]二、技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路的技術(shù)方案是，一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，如附圖4所示。其特征是，該讀取電路根據(jù)數(shù)據(jù)單元的讀取電壓Vdata來調(diào)整動態(tài)參考單元中NMOS晶體管的柵極電壓，從而改變動態(tài)參考單元的電阻，獲得最大的讀取判決裕量。該讀取電路由負載電路(PRO與PRl)，動態(tài)參考單元，NMOS鉗位晶體管(NC0與NCl)，位線選擇開關(guān)(MUX)和電壓比較放大器(VC)組成。它們之間的位置連接關(guān)系及信號走向是:NM0S鉗位晶體管的源極經(jīng)位線選擇開關(guān)(MUX)連接待讀取的非揮發(fā)存儲器數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元，?OS鉗位晶體管的柵極由Ve damp信號進行控制，其漏極連接負載晶體管的漏極，負載晶體管源極接電壓源Vdd，柵極由Ve ltjad信號進行控制，數(shù)據(jù)單元支路與動態(tài)參考單元支路在負載晶體管源極處的讀取電壓，分別記為Vdata與VMf，它們同時接入電壓比較放大器的兩個輸入端，同時Vdata還連接動態(tài)參考單元中兩個晶體管的柵極，用于控制動態(tài)參考單元的電阻。執(zhí)行讀取操作時，會有電流從Vdd，經(jīng)負載電路，NMOS鉗位晶體管，位線選擇開關(guān)，非揮發(fā)存儲器數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元，最終流向低電位Vss。由于數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元的電阻不同，因此在兩個支路會產(chǎn)生不同的電流，分別記為Idata與Im，從而在負載電路的作用下，會在負載電路與NMOS鉗位晶體管之間產(chǎn)生不同的電壓，即Vdata與VMf，它們同時接到電壓比較放大器的兩個的輸入端，進行比較與放大，最終輸出二進制數(shù)據(jù)信號。由于數(shù)據(jù)單元具有不同的電阻狀態(tài)，即&與Rh，因此Vdata也具有兩個不同的值，即\與VH。當數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)為低阻態(tài)&時，對應(yīng)電壓值Vdata = Vl,因此，當該電壓接到動態(tài)參考單元中晶體管的柵極時，動態(tài)參考單元具有較高的電阻，從而使得其對應(yīng)的參考電壓Vref增大；反之，當數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)為高阻態(tài)Rh時，對應(yīng)電壓值Vdata=Vh,此時動態(tài)參考單元具有較低的電阻，從而使得其對應(yīng)的參考電壓VMf減小，如附圖5-2所示，可以看到該讀取電路可以根據(jù)數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)調(diào)整動態(tài)參考單元的電阻大小，從而增大讀取判決裕量。
[0008]所述負載電路是PRO與PR1，由Ve lMd信號進行控制，用于提供數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元電流到電壓的轉(zhuǎn)換；其也可以用其他電阻性器件，具體實現(xiàn)方式不作限定。
[0009]所述NMOS鉗位晶體管是NCO與NC1，由Ve elamp信號進行控制，用于鉗制數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元的位線電壓，避免誤寫操作，同時防止數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元因位線電壓過大而損壞。
[0010]所述位線選擇開關(guān)(MUX)用于選擇待讀取的數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元。其【具體實施方式】不作限定。
[0011]所述電壓放大比較器用于對數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元對應(yīng)的電壓進行比較并放大，輸出最終的二進制數(shù)據(jù)信號，其【具體實施方式】不作限定。
[0012]所述動態(tài)參考單元是本發(fā)明一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路的核心部分，如圖3-2所示，其由4個數(shù)據(jù)存儲部分(M1-M4)與4個NMOS晶體管構(gòu)成(RN1-RN4)。其中Ml、M3被配置成低阻態(tài)，M2、M4被配置成高阻態(tài)，或者Ml、M2被配置成低阻態(tài)，M3、M4被配置成高阻態(tài)，由此可得到高低阻態(tài)存儲單元電導或電阻的算數(shù)平均值。RN1-RN2(或RN3-RN4)的柵極接字線WL，用于動態(tài)參考單元的訪問控制，而RN3-RN4 (或RN1-RN2)的柵極接Vdata，用于控制動態(tài)參考單元的電阻。其中M1-M4的電阻狀態(tài)配置不作限定。附圖3-2僅是最基本的兩行兩列的動態(tài)參考單元的示意圖，動態(tài)參考單元可以是任意個數(shù)據(jù)存儲部分與任意個NMOS晶體管組合而成。
[0013]三、優(yōu)點及功效:
[0014]本發(fā)明提出了一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，可以解決非揮發(fā)存儲器由于工藝參數(shù)偏差導致的器件失配問題，從而提高非揮發(fā)存儲器的讀取判決裕量，提高數(shù)據(jù)可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為非揮發(fā)存儲器IRlT存儲單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為非揮發(fā)存儲器的傳統(tǒng)讀取電路實施例示意圖。
[0017]圖3-1為非揮發(fā)存儲器的傳統(tǒng)參考單元示意圖。
[0018]圖3-2為本發(fā)明提出的動態(tài)參考單元示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明提出的一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路示意圖。
[0020]圖5-1為傳統(tǒng)靜態(tài)讀取電路的讀取判決裕量示意圖。
[0021]圖5-2為本發(fā)明提出的基于動態(tài)參考的讀取判決裕量示意圖。
[0022]其中，圖1到圖5中的參數(shù)定義為:
[0023]BL:表示位線，為Bit-Line的簡稱；
[0024]WL:表示字線，為Word-Line的簡稱；
[0025]SL:表示源線，為Source-Line的簡稱；
[0026]SM:表示讀取判決裕量,為Sensing Margin的簡稱；
[0027]Rx:表示存儲單元數(shù)據(jù)存儲部分，表示為一個可變電阻；
[0028]Rh:表示存儲單元數(shù)據(jù)存儲部分處于高電阻態(tài)時的電阻值；
[0029]Rl:表示存儲單元數(shù)據(jù)存儲部分處于低電阻態(tài)時的電阻值；
[0030]NMOS:表不N型金屬氧化物半導體，為N-Mental-Oxide-Semiconductor的簡稱；VC:表示電壓比較放大器,為Voltage Comparator的簡稱；
[0031]Vdd:表示供電電壓；
[0032]Vss:表示源極線電壓；
[0033]Rdata:表示數(shù)據(jù)單元數(shù)據(jù)存儲部分的電阻態(tài)，可以為&或Rh ;
[0034]Rref:表示虛擬參考單元數(shù)據(jù)存儲部分的電阻態(tài)，理想值為(Rh+RJ /2 ；
[0035]Idata:表示流過數(shù)據(jù)單元的電流；
[0036]Vdata:表示數(shù)據(jù)單元支路對應(yīng)的電壓；
[0037]Vref:表示參考單元支路對應(yīng)的電壓；
[0038]Iref:表示流過參考單元支路的電流；
[0039]S0-S1:表示位線選擇開關(guān)；
[0040]NA0-NA1:表示NMOS字線選擇晶體管；
[0041]NC0-NC1:表示NMOS鉗位晶體管；
[0042]PR0-PR1:表示PMOS負載晶體管；
[0043]Vl-Vh:分別表示數(shù)據(jù)單元處于&狀態(tài)和Rh狀態(tài)的支路對應(yīng)的電壓值；
[0044]Vc clamp:表示鉗位晶體管柵極控制電壓；
[0045]Vc load:表示負載晶體管柵極控制電壓；
[0046]Vc access:表示字線晶體管柵極控制電壓；
[0047]M1-M4:表示參考單元中數(shù)據(jù)存儲部分；
[0048]RN1-RN4:表示參考單元中的NMOS晶體管；

【具體實施方式】
[0049]參照附圖，進一步說明本發(fā)明一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取方法的實質(zhì)性特點。在此公開了詳細的示例性實施例，其特定的結(jié)構(gòu)細節(jié)和功能細節(jié)僅是表示描述示例實施例的目的，因此，可以以許多可選擇的形式來實施本發(fā)明，且本發(fā)明不應(yīng)該被理解為僅僅局限于在此提出的示例實施例，而是應(yīng)該覆蓋落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有變化、等價物和可替換物。另外，將不會詳細描述或?qū)⑹÷员景l(fā)明的眾所周知的元件，器件與子電路，以免混淆本發(fā)明的實施例的相關(guān)細節(jié)。
[0050]圖1為非揮發(fā)存儲器IRlT存儲單元結(jié)構(gòu)示意圖。非揮發(fā)存儲器IRlT單元由數(shù)據(jù)存儲部分(即可變電阻Rx)與訪問控制部分(NM0S晶體管)組成，其中&可以在高電阻態(tài)Rh和低電阻態(tài)&之間進行切換，從而利用這種性質(zhì)儲存數(shù)據(jù)信息，如Rh對應(yīng)數(shù)據(jù)比特“ I ”，&對應(yīng)數(shù)據(jù)比特“0”，或者反之亦可。NMOS晶體管用于存儲單元訪問控制，其柵極接字線WL (Word-Line),漏極(或源極)經(jīng)由Rx后接位線BL(Bit-Line),源極(或漏極)接源極線SL(Source-Line)。通過控制字線的電壓即可控制NMOS晶體管的開閉，從而控制非揮發(fā)存儲單元的選擇與否，更具體地，當字線為高電平時，?OS晶體管處于導通狀態(tài)，存儲單元可訪問，可對其進行讀寫操作，而當字線為低電平時，?OS晶體管處于非導通狀態(tài)，存儲單元不可訪問。
[0051]圖2為非揮發(fā)存儲器的傳統(tǒng)靜態(tài)讀取電路實施例示意圖。其由電壓比較放大器，負載電路(PRO與PRl)，NMOS鉗位晶體管(NC0與NCl)組成。進行讀取操作時，存儲控制器通過字線與位線選擇開關(guān)(S0與SI)選擇待讀取的數(shù)據(jù)單元(其電阻狀態(tài)Rdata未知，為Rh或RL中的一種)與相應(yīng)的參考單元，同時通過鉗位晶體管柵極控制電壓Ve damp控制位線電壓，防止數(shù)據(jù)單元與參考單元因為位線電壓過高而損壞或造成誤寫操作。在位線電壓的作用下，會產(chǎn)生流過數(shù)據(jù)單元的電流(Idata)與流過參考單元的電流(U。然后在負載電路(記其負載電阻值為RlMd)的作用下，Idata與Iref被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元的電壓Vdata=IdataXRlrad與參考單元的電壓Vraf= IrafXRlrad，由于數(shù)據(jù)單元與參考單元具有不同的電阻值，因此 Idata 幸 Iref，從而 Vdata = IdataXR


load Vref Iref XRload0最后Vdata與Vref被同時接入電壓比較放大器的兩個輸入端，進行比較并放大，輸出最終的二進制數(shù)據(jù)信號。更具體地，如果數(shù)據(jù)單元為低電阻態(tài)&，則Vdata =八<VMf，輸出數(shù)據(jù)“O”;反之如果數(shù)據(jù)單元為高電阻態(tài)Rh，則Vdata = VH>Vref,輸出數(shù)據(jù)“ I ”。
[0052]在深亞微米工藝下，由于具有較大的制造工藝參數(shù)偏差，存儲單元之間以及各個晶體管之間都存在器件失配(例如Rh，&以及Rref的實際值可能會偏離目標設(shè)計值，數(shù)據(jù)單元支路與參考單元支路的負載晶體管電阻值不相等)，電壓比較放大器也存在輸入失配等，這些器件參數(shù)失配嚴重影響讀取電路的讀取判決裕量，當讀取判決裕量不能克服電壓比較放大器的輸入失配時，就可能導致讀取錯誤，影響非揮發(fā)存儲器的可靠性。
[0053]圖3-1與圖3-2分別為非揮發(fā)存儲器的傳統(tǒng)參考單元與本發(fā)明提出的動態(tài)參考單元示意圖。在傳統(tǒng)的參考單元中，M1-M4串并聯(lián)之后再與一個NMOS晶體管進行串聯(lián)，其電阻狀態(tài)不可以改變。理想值為Rms+(RH+Rj/2，其中Rfflros為NMOS晶體管的電阻值。而本發(fā)明的動態(tài)參考單元，其中RN1-RN2 (或RN3-RN4)的柵極接Vdata,因此其電阻狀態(tài)可以根據(jù)待讀取數(shù)據(jù)單元的電阻值進行調(diào)整，從而可以動態(tài)地提高讀取判決裕量。
[0054]下面結(jié)合附圖4與附圖5，詳細說明本發(fā)明一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路的【具體實施方式】。
[0055]如附圖4所示，本發(fā)明一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，其由負載電路(PRO與PRl)，動態(tài)參考單元，NMOS鉗位晶體管(NC0與NCl)，位線選擇開關(guān)(MUX)和電壓比較放大器(VC)組成。它們之間的位置連接關(guān)系及信號走向是:NMOS鉗位晶體管的源極(或漏極)經(jīng)位線選擇開關(guān)(MUX)連接待讀取的非揮發(fā)存儲器數(shù)據(jù)單元與參考單元，NMOS鉗位晶體管的柵極由Ve—。13011)進行控制，其漏極(或源極)連接負載晶體管的漏極(或源極)，負載晶體管源極(或漏極)接電壓源Vdd，柵極由Ve ltjad控制，數(shù)據(jù)單元支路與參考單元支路在負載晶體管源極(或漏極)處的讀取電壓，分別記為Vdata與1#它們同時接入電壓比較放大器的兩個輸入端，同時Vdata還連接動態(tài)參考單元中兩個晶體管(如RNl與RN2)的柵極，用于動態(tài)控制參考單元的電阻。執(zhí)行讀取操作時，會有電流從Vdd，經(jīng)負載電路，NMOS鉗位晶體管，位線選擇開關(guān)，非揮發(fā)存儲器數(shù)據(jù)單元與參考單元，最終流向低電位Vss。由于數(shù)據(jù)單元與參考單元的電阻不同，因此在兩個支路會產(chǎn)生不同的電流，分別記為Idata與IMf，從而在負載電路的作用下，會在負載電路與NMOS鉗位晶體管之間產(chǎn)生不同的電壓，即Vdata與V&，它們同時接到電壓比較放大器的兩個輸入端，進行比較與放大，最終輸出二進制數(shù)據(jù)信號。由于數(shù)據(jù)單元具有不同的電阻狀態(tài)，即&與Rh，因此Vdata也具有兩個不同的值，即Vl與VH。當數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)為低阻態(tài)&時，對應(yīng)低電壓值Vdata = Vl,因此，當該電壓接到動態(tài)參考單元中晶體管(如RNl和RN2)的柵極時，參考單元表現(xiàn)出較高的電阻，從而使得其對應(yīng)的參考電壓Vref增大；反之，當數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)為高阻態(tài)Rh時，對應(yīng)高電壓值Vdata = Vh,因此，當該電壓接到動態(tài)參考單元中晶體管(如RNl和RN2)的柵極時，參考單元表現(xiàn)出較低的電阻，從而使得其對應(yīng)的參考電壓Vref減小。
[0056]相較于傳統(tǒng)讀取方案，本發(fā)明一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，可以根據(jù)數(shù)據(jù)單元的讀取電壓Vdata動態(tài)調(diào)整參考單元的參考電壓VMf的大小，從而增大讀取判決裕量。在傳統(tǒng)讀取方案中，參考電壓Vref是固定不變的，讀取判決裕量完全是由數(shù)據(jù)單元的讀取電壓Vdata的變化而決定，如附圖5-1所示。在本發(fā)明所提出的動態(tài)參考方案中，參考電壓Vref是隨數(shù)據(jù)單元的讀取電壓Vdata而動態(tài)變化的，且其變化趨勢相逆于數(shù)據(jù)單元的讀取電壓Vdata的變化趨勢，如附圖5-2所示。更具體地，隨著數(shù)據(jù)單元讀取電壓Vdata的增大，參考電壓Vref減?。幌喾吹?，當數(shù)據(jù)單元讀取電SVdata減小時，參考電壓增大。換言之，通過Vdata對動態(tài)參考單元中晶體管(如RNl和RN2)柵極電壓的控制，使得Vdata和VMf之間具有相反的變化趨勢，從而始終促使兩者間的電壓差不斷增大，因此較傳統(tǒng)方案增大了讀取判決裕量，提高了非揮發(fā)存儲器的讀取可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于動態(tài)參考的非揮發(fā)存儲器讀取電路，其特征在于:該讀取電路由負載電路PRO與PRl，動態(tài)參考單元，NMOS鉗位晶體管NCO與NCl，位線選擇開關(guān)MUX和電壓比較放大器VC組成；NM0S鉗位晶體管的源極經(jīng)位線選擇開關(guān)MUX連接待讀取的非揮發(fā)存儲器數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元，?OS鉗位晶體管的柵極由Ve damp信號進行控制，其漏極連接負載晶體管的漏極，負載晶體管源極接電壓源Vdd，柵極由Ve damp信號進行控制，數(shù)據(jù)單元支路與動態(tài)參考單元支路在負載晶體管源極處的讀取電壓，分別記為Vdata與VMf，它們同時接入電壓比較放大器的兩個輸入端，同時Vdata還連接動態(tài)參考單元中兩個晶體管的柵極，用于控制動態(tài)參考單元的電阻；執(zhí)行讀取操作時，會有電流從Vdd,經(jīng)負載電路，NMOS鉗位晶體管，位線選擇開關(guān)，非揮發(fā)存儲器數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元，最終流向低電位Vss;由于數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元的電阻不同，因此在兩個支路會產(chǎn)生不同的電流，分別記為Idata與IMf，從而在負載電路的作用下，會在負載電路與NMOS鉗位晶體管之間產(chǎn)生不同的電壓，即Vdata與V&，它們同時接到電壓比較放大器的兩個的輸入端，進行比較與放大，最終輸出二進制數(shù)據(jù)信號；由于數(shù)據(jù)單元具有不同的電阻狀態(tài)，即&與Rh，因此Vdata也具有兩個不同的值，即八與Vh，當數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)為低阻態(tài)&時，對應(yīng)電壓值Vdata = '，因此，當該電壓接到動態(tài)參考單元中晶體管的柵極時，動態(tài)參考單元具有較高的電阻，從而使得其對應(yīng)的參考電壓Vref增大；反之，當數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)為高阻態(tài)Rh時，對應(yīng)電壓值Vdata = Vh,此時動態(tài)參考單元具有較低的電阻，從而使得其對應(yīng)的參考電壓減小，該讀取電路根據(jù)數(shù)據(jù)單元的電阻狀態(tài)動態(tài)調(diào)整動態(tài)參考單元的電阻大小，從而增大讀取判決裕量； 所述負載電路是PRO與PR1，由Ve lMd信號進行控制，用于提供數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元電流到電壓的轉(zhuǎn)換；它能用其它電阻性器件替代，具體實現(xiàn)方式不作限定； 所述NMOS鉗位晶體管是NCO與NC1，由Ve damp信號進行控制，用于鉗制數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元的位線電壓，避免誤寫操作，同時防止數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元因位線電壓過大而損壞； 所述位線選擇開關(guān)MUX用于選擇待讀取的數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元； 所述電壓放大比較器用于對數(shù)據(jù)單元與動態(tài)參考單元對應(yīng)的電壓進行比較并放大，輸出最終的二進制數(shù)據(jù)信號； 所述動態(tài)參考單元是該讀取電路的核心部分，其由4個數(shù)據(jù)存儲部分M1-M4與4個NMOS晶體管構(gòu)成RN1-RN4，其中M1、M3被配置成低阻態(tài)，M2、M4被配置成高阻態(tài)，或者Ml、M2被配置成低阻態(tài)，M3、M4被配置成高阻態(tài)，由此得到高低阻態(tài)存儲單元電導或電阻的算數(shù)平均值；RN1-RN2或RN3-RN4的柵極接字線WL，用于動態(tài)參考單元的訪問控制，而RN3-RN4或RN1-RN2的柵極接Vdata，用于控制動態(tài)參考單元的電阻；其中M1-M4的電阻狀態(tài)配置不作限定。
【文檔編號】G11C16/26GK104134460SQ201410340513
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】康旺, 郭瑋, 李政, 趙巍勝, 張有光 申請人:北京航空航天大學