[發明專利]一種半導體儲存器的靈敏放大器電路及其工作方法與應用

無效

• 申請號: 200710058876.1
• 申請日: 2007-08-20
• 公開（公告）號: CN101373627A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發明（設計）人: 呂英杰;戴宇杰;張小興;張慧泉;樊勃
• 申請（專利權）人: 天津南大強芯半導體芯片設計有限公司
• 主分類號: G11C7/06
• 分類號: G11C7/06
• 代理公司: 國嘉律師事務所
• 代理人: 盧楓

(一)技術領域：

本發明涉及半導體儲存器的讀出放大器，特別是一種可以作為半導體儲存器的讀出電路使用的半導體儲存器的靈敏放大器電路及其工作方法與應用。

(二)背景技術：

靈敏放大器是半導體儲存器的一個重要組成部分，它直接影響到半導體儲存器的讀取速度。靈敏放大器通過放大位線上的小信號變化來得到儲存單元上儲存的數據。隨著現代儲存器每根位線上儲存單元數目的增大，位線上的寄生電容也隨之增大，這樣就降低了靈敏放大器的讀取速度并增加了信號的延遲。因此設計一個高速度、低功耗、抗干擾能力較強的靈敏放大器就變得更加重要。

一種常用的、傳統的靈敏放大器如圖5所示。在這種結構中，靈敏放大器的動作分為預充電和讀出兩個階段。在預充電階段，儲存單元及虛擬儲存單元通過控制開關與電流比較器斷開，預充電電路將電流比較器的輸出電壓預充到某一固定值(電源電壓與地之間)；在讀出階段，預充電電路斷開，儲存單元及虛擬儲存單元通過控制開關與電流比較器連接，電流比較器對流過儲存單元及虛擬儲存單元的電流進行比較，并根據流過儲存單元的不同電流值輸出高或低電平。電流比較器的輸出經反相器反相后得到這種傳統靈敏放大器的輸出。

流過儲存單元的電流由儲存單元上儲存的數據(0或1)決定，其較大的電流值比較小的電流值高出約2—3個數量級。流過虛擬儲存單元的電流值為流過儲存單元的兩種不同電流的某一中間值。

這種傳統靈敏放大器的預充電電路及電流比較器電路如圖6所示，其中M1、M2、M3為預充電電路，M4—M8為電流比較電路，EN、EQ是這種傳統靈敏放大器對預充電和數據讀出兩個階段進行轉換的控制信號。

上面提到的通常使用的靈敏放大器存在一些缺點：

1、功耗較大，對電源供電能力要求較高；

2、要求有一個產生預充電電壓的電路，增加了電路的復雜程度；

3、電路需要對預充電和讀出兩個階段進行轉換，增加了控制電路的復雜性；

4、電路結構復雜，降低了可靠性。

如上所述，通常使用的靈敏放大器存在一些難以克服的缺點。

(三)發明內容：

本發明的目的在于提供一種半導體儲存器的靈敏放大器電路及其工作方法與應用，它解決了現有技術存在的問題，克服了通常使用的應用于上面提到的半導體儲存器的靈敏放大器存在的缺點。

本發明的技術方案：一種用于半導體儲存器的靈敏放大器電路，該電路包括施密特緩沖器、反相器1、反相器2及包括位線選擇開關在內的儲存單元，該電路的特征在于具有一個用于檢測流過儲存單元的電流大小并轉化為電壓信號進行輸出的電流檢測器；儲存單元、電流檢測器、施密特緩沖器、反相器1、反相器2依次相連接。

上述所說的電流檢測器包括兩個參考電流源及構成電流鏡的兩個MOS管，兩個參考電流源與構成電流鏡的兩個MOS管分別相連，兩個參考電流源可以由有源或無源器件構成。

一種用于半導體儲存器的靈敏放大器電路的工作方法，其特征在于它包括以下步驟：

(1)電流檢測器檢測流過儲存單元的電流大小，并轉化為電壓信號進行輸出；

(2)施密特緩沖器對電流檢測器輸出的信號進行整形；

(3)反相器1對施密特緩沖器的輸出信號進行反相；

(4)反相器2對反相器1的輸出信號進行反相，并提供靈敏放大器電路輸出的帶負載能力。

上述所說的步驟(1)中電流檢測器的工作方法是：

(1)兩個參考電流源的其中一個提供流過儲存單元的電流及流過構成電流鏡的兩個MOS管的電流；

(2)所得流過構成電流鏡的兩個MOS管的電流與另一個參考電流源的電流進行比較；

(3)比較的結果以電壓信號的形式進行輸出。

一種用于半導體儲存器的靈敏放大器電路的應用，其特征在于它應用于儲存器電路中。

本發明的優越性在于：本發明涉及的靈敏放大器電路具有結構簡單、功耗較低、工作電壓要求較低、穩定性高等特點，可以應用到各種儲存器電路中。

(四)附圖說明：

圖1是本發明所涉一種半導體儲存器的靈敏放大器電路及其工作方法???????????????????????????與應用中的電路框圖。

圖2是本發明所涉一種半導體儲存器的靈敏放大器電路及其工作方法???????????????????????????與應用中的靈敏放大器和電流檢測器電路圖。

圖3是本發明所涉一種半導體儲存器的靈敏放大器電路及其工作方法???????????????????????????與應用中的應用電路圖例1。