[發明專利]帶位線電容檢測的讀出放大器

有效

• 申請號: 201010278626.0
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN101937702A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 楊光軍
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: G11C7/06
• 分類號: G11C7/06
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明關于一種讀出放大器，特別是關于一種帶位線電容檢測的讀出放大器。

背景技術

半導體存儲器通常被認為是數字集成電路中非常重要的組成部分，它們對于構建基于微處理器的應用系統發揮著至關重要的作用。近年來人們越來越多地將各種存儲器嵌入在處理其內部，以便使處理器具有更高的集成度和更快的工作速度，因此存儲器陣列及其外圍電路的性能就在很大程度上決定了整個系統的工作狀況，包括速度、功耗等。

在半導體存儲器的各種外圍器件中最為重要的就是讀出放大器。由于讀出放大器通常被用來在對存儲單元進行讀操作時采樣位線上的微小信號變化并進行放大，從而確定相應存儲單元的存儲信息，因此讀出放大器對于存儲器的存取時間有著決定性的影響。

讀出放大器分電壓型和電流型兩大類。早期存儲器使用電壓型讀出放大器，這種讀出放大器直接檢測存儲器位線上的電壓來判斷存儲單元里儲存的信息是“1”還是“0”，當存儲器容量很大時，位線上的存儲單元比較多，雖然每次只選擇某個存儲單元，但其他未選中的存儲單元的位線電容CBL對所選存儲單元影響極大，一般來說，位線上存儲單元越多，則位線電容CBL越大，充放電時間常數大，訪問速度必然慢；同時隨著位線電容CBL越大，檢測出來“1”和“0”的差異就越小，正確判斷“1”和“0”就越困難。雖然電流讀出放大器使用預充電技術，采用合適的電路使位線上的電壓恒定，使得動態功耗下降，但在存儲容量很大時，由于位線電容會成比例增大，可見，預充電電流大小和時間將直接決定電路響應速度(讀出和寫入速率)，因此，為了提高電路的響應速度和精度，最好將位線電容控制在一個合理的范圍，這就需要檢測位線電容的大小并對預充電電流大小進行控制。

綜上所述，可知先前技術的讀寫放大器存在由于存儲容量大導致位線電容增大從而影響電路的響應速度和精度的問題，因此，實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

發明內容

為克服上述現有技術存在的位線電容增大影響電路響應速度的問題，本發明的主要目的在于提供一種帶位線電容檢測的讀出放大器，通過比較位線電容與已知基準電容的充電曲線來檢測位線電容的大小，以達到控制位線電容的目的，提高電路的響應速度和精度，并可對預充電電流大小進行控制，進一步提高電路的響應速度與精度。

為達上述及其它目的，本發明一種帶位線電容檢測的讀出放大器，其至少包含：

一位線電容，該位線電容通過一位線連接于存儲單元的漏極；

預充電模塊，連接一預充電控制信號，用于對該位線電容進行充電；

待測電容充電電壓產生電路，連接于該預充電模塊與一選通開關電路之間，用于通過該選通開關電路獲取一不大于一第一基準電壓的位線電容充電電壓，并將該位線電容充電電壓處理后產生一待測電容充電電壓；

選通開關電路，連接于該位線電容之間該待測電容充電電壓產生電路待測電容充電電壓產生電路之間，該選通開關電路選通且該位線電容充電電壓小于該第一基準電壓時，該預充電模塊對該位線電容充電；

基準電容充電電壓產生電路，其利用多個已知的基準電容并聯獲得一基準電容充電電壓；

位線電容檢測電路，其輸入端分別連接至該待測電容充電電壓產生電路與該基準電容充電電壓產生電路，用于對該待測電容充電電壓與該基準電容充電電壓進行比較，并根據比較結果輸出一反饋信號；

鏡像恒流源，其一端連接至該預充電模塊及該待測電容充電電壓產生電路；以及，

輸出電路，連接于該鏡像恒流源的另一端，輸出該存儲單元的信息。

進一步地，該待測電容充電電壓產生電路還包括：第一反相比較器與第一NMOS晶體管，該第一反相比較器的正輸入端連接于該第一NMOS晶體管源極，并與該選通開關電路連接，其負輸入端連接于該第一基準電壓，輸出端經反相后連接至該第一NMOS晶體管的柵極，該第一NMOS晶體管的漏極輸出該待測電容充電電壓至該位線電容檢測電路。

進一步地，該基準電容充電電壓電路還包括：

基準電容充電電壓產生模塊，包含一第二反相比較器與一第二NMOS晶體管，該第二反相比較器正輸入端連接至該第二NMOS晶體管源極，負輸入端連接至該第一基準電壓，輸出端反相后連接至該第二NMOS晶體管柵極，該第二NMOS晶體管漏極輸出基準電容充電電壓至該位線電容檢測電路；

選通電路，連接于該第二NMOS晶體管的源極；以及

基準電容模組，連接于該選通電路，其由多個已知帶開關的基準電容并聯構成。

進一步地，該第一反相比較器與該第二反相比較器的正輸入端均連接一放電模塊。

進一步地，該位線電容檢測電路還包括：