[發(fā)明專利]多值存儲(chǔ)電路的讀取電路及讀取方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210016651.0
• 申請(qǐng)日: 2012-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN102543147A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王源;高曉敏;何燕東;杜剛;康晉鋒;張興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G11C7/08
• 分類號(hào): G11C7/08
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲(chǔ)器電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多值存儲(chǔ)電路的讀取電路及讀取方法。

背景技術(shù)

多值概念的引入在很大程度上提高了存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度，但導(dǎo)致閾值電壓分布窗口變窄，使得多值電路的讀取變得相對(duì)困難。目前多值電路的讀取主要有并行讀取、串行讀取及階梯狀柵壓讀取等幾種讀取方式。

以2b/c為例，存儲(chǔ)單元包含4種存儲(chǔ)狀態(tài)，如圖1所示，分別定義為“11”、“10”、“01”、“00”狀態(tài)，其閾值依次增加。每相鄰2個(gè)狀態(tài)之間設(shè)置一個(gè)參考單元，閾值分別定義為R1、R2、R3，其對(duì)應(yīng)的電流分別為I_REF1、I_REF2、I_REF3。讀取的過程即為選中單元與參考單元的電流大小比較的過程。如果選中單元的電流大于I_REF1，單元處于“11”狀態(tài)；如果選中單元的電流介于I_REF1和I_REF2之間，單元處于“10”狀態(tài)；如果選中單元的電流介于I_REF2和I_REF3之間，單元處于“01”狀態(tài)；如果選中單元的電流小于I_REF3，單元處于“00”狀態(tài)。具體實(shí)施電路中，先用一個(gè)I-V轉(zhuǎn)換電路將I_MAT與I_REF分別轉(zhuǎn)化為電壓MAT和REF，后送入靈敏放大器進(jìn)行放大，得到輸出高電平或者低電平，如圖2所示。

并行讀取電路是將選中單元分別與參考單元R1、R2、R3進(jìn)行比較，并經(jīng)靈敏放大器得到3路放大后的結(jié)果，再將此3路結(jié)果作為輸入經(jīng)過一個(gè)3-2譯碼器得到2位輸出。如圖3所示。并行讀取電路結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是當(dāng)靈敏放大器1工作時(shí)，其輸入端柵漏電容會(huì)影響MAT信號(hào)，進(jìn)而影響靈敏放大器2、3的工作情況；由于靈敏放大器的個(gè)數(shù)比較多，其面積大、讀容限小。

串行讀取電路是先將選中單元與R2進(jìn)行比較，得到MSB(最高有效位)，根據(jù)MSB的值決定下一步應(yīng)該選取的參考值，即如果單元電流大于I_REF2，靈敏放大器的輸出為高電平時(shí)，下一步選中R1參考支路，否則選取R3參考支路進(jìn)行比較。根據(jù)MSB確定的參考支路比較結(jié)果得到LSB(最低有效位)。如圖4所示。但這種串行讀取電路受電路時(shí)序影響，順序輸出MSB和LSB位，其電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，讀取速度慢。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種多值存儲(chǔ)電路的讀取電路及讀取方法，與現(xiàn)有的并行讀取電路相比，其面積小、讀容限大的優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有的串行電路相比，其結(jié)構(gòu)簡單、速度快、功耗低。

(二)技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種多值存儲(chǔ)電路的讀取電路，包括：第一靈敏放大器、第二靈敏放大器、第三靈敏放大器、n型MOS晶體管和p型MOS晶體管；所述第一靈敏放大器分別接收選中單元和第一參考單元的信號(hào)，第二靈敏放大器分別接收選中單元和第二參考單元的信號(hào)，第三靈敏放大器分別接收選中單元和第三參考單元的信號(hào)，所述第二靈敏放大器的輸出端輸出MSB信號(hào)，所述n型MOS晶體管和p型MOS晶體管的柵極接收MSB信號(hào)，所述第一靈敏放大器的輸出端連接n型MOS晶體管的源極，所述第三靈敏放大器的輸出端連接p型MOS晶體管的源極，所述n型MOS晶體管和p型MOS晶體管的漏極并聯(lián)輸出LSB信號(hào)。

其中，所述第一靈敏放大器、第二靈敏放大器和第三靈敏放大器均包括：p型MOS晶體管PM、PM1、PM2、PM3、PM4，和n型MOS晶體管NM、NM1、NM2，其中，PM1、PM2的源極分別接收選中單元和參考單元的信號(hào)，PM1的漏極連接PM2、NM1的源極和PM3、NM2的柵極，PM2的漏極連接PM3、NM2的源極和PM2、NM1的柵極，PM2、PM3的漏極并聯(lián)連接PM的源極，NM1、NM2的漏極并聯(lián)連接NM的源極，NM的漏極輸出放大信號(hào)，PM的漏極接工作電壓，PM、PM1、PM2和NM的柵極接收使能信號(hào)。

一種利用前述電路進(jìn)行多值讀取的方法，包括以下步驟：

A：選中單元的信號(hào)分別與第一參考單元、第二參考單元和第三參考單元的信號(hào)進(jìn)行比較；

B：選中單元與第一參考單元、第三參考單元的比較結(jié)果分別經(jīng)第一靈敏放大器、第三靈敏放大器得到兩路信號(hào)；

C：選中單元與第二參考單元的比較結(jié)果經(jīng)第二靈敏放大器得到MSB信號(hào)；

D：若MSB為高電平，則將選中單元與第一參考單元比較結(jié)果輸出作為LSB信號(hào)；否則，將選中單元與第三參考單元比較結(jié)果輸出作為LSB信號(hào)。