[發明專利]一種非揮發存儲器參考校準電路與方法

有效

• 申請號: 201410072147.1
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103811059A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 康旺;郭瑋;趙巍勝;張有光
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G11C16/06
• 分類號: G11C16/06;G11C29/50
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種非揮發存儲器參考校準電路，其特征在于：它是由參考單元、位線選擇晶體管、鉗位晶體管、負載晶體管、參考校準電阻和參考校準開關組成；參考單元的一端接地即Vss，另一端通過位線與位線選擇晶體管的源極相連，位線選擇晶體管的柵極由V_{G_sel}信號進行控制，其漏極與鉗位晶體管的源極相連，鉗位晶體管的柵極由V_{G_clamp}信號進行控制，其漏極與負載晶體管的源極相連，負載晶體管的柵極由V_{G_load}信號進行控制，其漏極接供電電壓源Vdd，參考校準電阻同時與鉗位晶體管的漏極以及負載晶體管的源極相連，參考校準開關的各個子開關輸入端分別連接在參考校準電阻的各個子電阻的兩端，其共享輸出端與參考單元電壓輸出端V_ref相連；當各個晶體管在控制信號的作用下同時導通后，電流從Vdd經過負載晶體管，鉗位晶體管，位線選擇晶體管，以及參考單元，最終流向地電位；由于參考單元中R_L支路與R_H支路的電阻不同，因此會產生不同的電流，分別記為I_ref0與I_ref1，從而在負載晶體管的作用下，兩個支路會在負載晶體管與鉗位晶體管之間產生不同的電壓，分別記為V_L與V_H，參考校準開關動態選擇接通的子開關輸入端的位置，即調整參考單元電壓輸出端V_ref與V_L以及V_H之間的參考校準子電阻的個數，從而對參考單元電壓進行校準，使其在V_L與V_H之間進行浮動；

所述參考單元由一個配置成低電阻態R_L和一個配置成高電阻態R_H的數據單元組成，其中，每一個數據單元由數據存儲部分可變電阻R_X與NMOS字線選擇晶體管NAR0與NAR1串聯組成；數據存儲部分的底端電極跟NMOS字線選擇晶體管的漏極相連，NMOS字線選擇晶體管的源極接地，柵極接字線WL；數據存儲部分用于存儲數據信息，字線選擇晶體管由字線控制，用于對數據單元進行訪問控制；

所述位線選擇晶體管是NSR0與NSR1，由V_{G_sel}信號進行控制，用于讀取數據單元時，選取合適的參考單元；

所述鉗位晶體管是NCR0與NCR1，由V_{G_clamp}信號進行控制，用于鉗制參考單元位線BLR0與BLR1的電壓；防止參考單元被擊穿；

所述負載晶體管是PLR0與PLR1，由V_{G_load}信號進行控制，用于提供參考單元電流到電壓的轉換；

所述參考校準電阻與參考校準開關是本發明的核心器件，其中參考校準電阻由N個子電阻ΔR串聯組成，而參考校準開關由N+1個子開關組成，其中N+1個子開關各有一個輸入端，但共享同一個輸出端S_sel，每個子電阻兩端都連接一個子開關輸入端；同一時刻，只有一個子開關為閉合狀態，即該子開關輸入端與共享輸出端S_sel相連，其他的子開關均為斷開狀態；根據存儲器中低電阻態R_L和高電阻態R_H的分布情況，參考校準開關動態選擇接通的子開關輸入端的位置，從而對參考單元電壓V_ref進行校準，使其在V_L與V_H之間進行浮動，以獲得最佳的讀取判決裕量，從而使整個存儲器獲得最佳的讀取可靠性性能。