[發明專利]非易失性存儲器及其讀取電路

有效

• 申請號: 201110028254.0
• 申請日: 2011-01-26
• 公開（公告）號: CN102044299A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 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: G11C16/06
• 分類號: G11C16/06;G11C16/26
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及集成電路靜電保護電路設計領域，尤其涉及一種非易失性存儲器的讀取電路。

背景技術

在非易失性存儲器中，每個存儲單元定義為一個二進制的位，即“0”或“1”其中之一，在讀取存儲單元的二進制數據值時，通常包括：向與該存儲單元連接的位線導入讀取電流，并根據讀取電流的大小，判斷該存儲單元的數據值。具體的，產生上述讀取電流，首先需要向相應位線進行預充電，使其達到一目標電位；然后再選中開啟存儲單元，從而獲得穩定的讀取電流，并與基準電流作比較，以讀取存儲單元的數據。

圖1示出了現有的非易失性存儲器讀取電路的原理圖。所述讀取電路的基本模塊包括：用于向位線充電的預充電單元101，所述預充電電源101將位線的電位由默認的零電位升高至目標電位；用于映射位線電流的鏡像單元102，所述鏡像單元102產生與位線電流相同的鏡像電流；連接所述鏡像單元102，用于比較鏡像電流以及參考電流大小的比較單元103。

其工作原理是：所述預充電單元101將位線的電位提升至一目標電位，當與該位線連接的存儲器單元被選中讀取數據后，所述位線上將形成流經存儲器單元的位線電流。由于存儲器單元內的數據包括“0”與“1”，相對應的，所述位線電流也包括較大值或較小值。所述鏡像單元102則映射位線電流，形成相同的鏡像電流。而比較單元103將所述鏡像電流與基準電流的大小進行比較。具體的，所述基準電流的大小介于位線電流的較大值以及較小值之間，根據比較結果，即可獲知位線電流的狀態以及存儲單元中的數據類型，從而實現對存儲器數據的讀取。

現有的讀取電路存在如下問題：通常為了便于布線并節省器件面積，位線在充電前通常處于懸浮狀態，而并不會連接至固定電位。因此位線的初始電位可能高于目標電位，當選中存儲單元進行數據讀取時，所形成的初始位線電流則會高于實際讀取的電流，進而造成邏輯錯誤。為了避免上述邏輯錯誤，通常采用的方式是：選中存儲單元后，形成位線電流，等待一定時間直至位線的電位回落至目標電位，再進行數據的讀取。然而存儲器進行數據讀取時，位線電流的數量級通常僅為0.1μA，放電速度緩慢，等待位線電位的回落需要極長的時間，嚴重影響存儲器的讀取速度。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種非易失性存儲器的讀取電路，避免因為位線的懸浮電位而產生讀取邏輯錯誤，并提高讀取速度。

本發明提供的非易失性存儲器的讀取電路，包括用于產生于與位線電流相同的鏡像電流的鏡像單元以及根據鏡像電流讀取存儲單元數據的數據讀取單元，還包括：與所述位線連接的預充電單元以及預放電單元；所述預充電單元以及預放電單元分別將位線的初始電位與目標電位相比較，對位線充電或放電，將位線電位鉗位至目標電位。

所述預充電單元包括充電開關以及充電鉗位器；所述充電開關連接至電源線，充電鉗位器連接至位線；所述充電開關用于接收外部輸入的第一控制信號，開啟或關閉預充電單元；所述充電鉗位器用于在充電時，將位線電位鉗位至目標電位。

所述充電開關為場效應晶體管，源極與電源線連接，漏極與充電鉗位器連接，柵極接收所述控制信號。所述充電鉗位器包括：漏極與充電開關連接，源極與位線連接的第一MOS管；正端輸入目標電位，負端輸入位線電位，輸出端連接第一MOS管的柵極的運放比較器。當位線電位低于目標電位時，運放比較器輸出高電平，使得第一MOS管導通。

所述預放電單元包括放電開關以及放電鉗位器；所述放電開關連接至地線，放電鉗位器連接至位線；所述放電開關用于接收外部輸入的第二控制信號，開啟或關閉預放電單元；所述放電鉗位器用于在放電時，將位線電位鉗位至目標電位。

所述放電開關為場效應晶體管，源極與地線連接，漏極與放電鉗位器連接，柵極接收所述控制信號。所述放電鉗位器包括：源極與放電開關連接，漏極與位線連接的第二MOS管；負端輸入目標電位，正端輸入位線電位，輸出端連接第二MOS管的柵極的運放比較器。當位線電位高于目標電位時，運放比較器輸出高電平，使得第二MOS管導通。

可選的，所述鏡像單元為鏡像電流源電路，其電流源端與位線連接，輸出端與數據讀取單元連接。

可選的，所述數據讀取單元包括參考電流源以及緩沖寄存器；所述緩沖寄存器用于暫存存儲單元數據，其輸入端連接鏡像單元輸出端以及參考電流源的輸出端。

與現有技術相比，本發明提供的讀取電路以下優點：通過在位線上連接預充電單元以及預放電單元，得懸浮的位線電位能夠迅速上升或回落至目標電位，避免產生邏輯錯誤，提高數據讀取速度。

附圖說明