[發(fā)明專利]一種存儲(chǔ)器單元讀取裝置及讀取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910198986.7
• 申請(qǐng)日: 2009-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN101763887A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): G11C7/06
• 分類號(hào): G11C7/06
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器單元數(shù)據(jù)的讀 取，具體涉及一種存儲(chǔ)器單元的讀取裝置及讀取方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器件通常包括多條字線（Word-line，WL）、位線（Bit-line， BL）以及位于字線和位線各交點(diǎn)配置的存儲(chǔ)單元（Memory-cell，MC），每 個(gè)存儲(chǔ)單元用以記錄一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，通過讀取所選存儲(chǔ)單元上的數(shù)據(jù)來 實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的輸出。由于存儲(chǔ)器陣列為虛地陣列結(jié)構(gòu)，該陣 列中并沒有真正的共源極，因此，在存儲(chǔ)單元讀取過程中，通常將位于所 選單元旁邊的存儲(chǔ)單元所連接的位線接地，視為地線。

美國(guó)專利US6529412B1提供了一種源端讀取方法，圖1即為該專利提 供的源端電壓存儲(chǔ)器單元數(shù)據(jù)讀取方法電路圖。如圖1所示，讀出電路100 為電壓讀出電路，所選則存儲(chǔ)單元上流過的電流I_cell110經(jīng)由電流-電壓轉(zhuǎn)換 器130轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)單元電壓V_cell150后，輸入到讀出放大器（Sense?Amplifier， S.A.）170的反相端，而參考電流Iref?120經(jīng)由電流-電壓轉(zhuǎn)換器140轉(zhuǎn)換為 參考電壓Vref?160后，輸入到讀出放大器170的同相端，讀出放大器170 的輸出即為該存儲(chǔ)單元的讀出數(shù)據(jù)180，其中，電流-電壓轉(zhuǎn)換器130、140 集成在前置放大電路705中。然而，采用電壓讀取方法將帶來較大的延時(shí)， 使存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀取速度較慢，不適用于NOR閃存系統(tǒng)等高速存儲(chǔ)器。

相比較于電壓讀取方法，直接讀取所選存儲(chǔ)單元電流的方法具有更高 的速度，大大降低了讀取時(shí)間。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中常用的漏端電流讀取方法電路圖。如圖2所示，存 儲(chǔ)器陣列包括多根字線WL、位線BL以及位于字線WL和位線BL交叉位 置的存儲(chǔ)單元，其中，字線將位于同一行的存儲(chǔ)單元MOS晶體管的控制柵 連接在一起，而位線則將位于同一列的存儲(chǔ)單元MOS晶體管的源極連接在 一起。如圖2所示，當(dāng)選擇讀取存儲(chǔ)單元A的數(shù)據(jù)時(shí)，選通控制信號(hào)YA、 YB均為高電平，選通晶體管MC1、MC2處于導(dǎo)通狀態(tài)，存儲(chǔ)單元A被選 擇，此時(shí)，存儲(chǔ)單元A所在行的字線WL<m>置于高電位，而其他字線WL 置于低電位，存儲(chǔ)單元A處于導(dǎo)通狀態(tài)。初始時(shí)，所有位線BL均置于參 考電壓Vref，該參考電壓Vref值約為1.2V，隨后，存儲(chǔ)單元A的源極S 所連接的位線BL<k>接地，而其漏極D所連接的位線BL<k+1>則連接讀取 裝置200，其他位線BL均懸空。此時(shí)，位線BL<k+1>上的電流即為存儲(chǔ)單 元A的電流I_A，在比較器I1的反饋?zhàn)饔孟拢w管Mi漏端D電壓被鉗制 為參考電壓Vref，單元電流I_A作為讀出放大電路201的輸入電流，經(jīng)由晶 體管Mi輸入到由晶體管M3、M4組成的恒流源電路中，并在晶體管M4 上產(chǎn)生與之電流值相等的鏡像電流I₄，該電流210與參考電流Iref進(jìn)行比 較，當(dāng)電流值大于參考電流Iref時(shí)，讀出“1”，若電流值小于參考電流Iref， 則讀出“0”。

從漏端電流讀取方法的數(shù)據(jù)讀取速度高于電壓讀取方法，然后，該方 法中，數(shù)據(jù)讀取電路連接所選存儲(chǔ)單元漏端的位線，讀取電路及讀出放大 電路所需的參考電壓Vref與預(yù)充電電壓V_DD電壓值非常接近，這使得讀出 放大電路201中晶體管M3、M4的可工作電壓范圍非常小，容易造成讀取 數(shù)值的不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種存儲(chǔ)器單元讀取裝置，加快存 儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)讀取速度，并增大可工作電源電壓范圍。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的存儲(chǔ)器單元讀取裝置用以讀取存 儲(chǔ)器中所選定存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)單元依據(jù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)輸出單 元電流，且該存儲(chǔ)單元源端的輸出電流作為本發(fā)明存儲(chǔ)器單元讀取裝置的 輸入，在第一比較器和第二比較器的反饋?zhàn)饔孟拢憩F(xiàn)為第三晶體管的電 流，并與參考電流進(jìn)行比較，據(jù)以判斷并輸出存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

具體的講，本發(fā)明提供的存儲(chǔ)器單元讀取裝置包括：

參考單元，用以提供參考電壓和參考電流；

讀出放大電路，包括第一恒流源電路和第一晶體管，其中：第一恒流 源電路包括第二晶體管和第三晶體管，且第一晶體管的源端與第二晶體管 的源端相連接；