[發明專利]基于二極管選通的相變存儲器的數據讀出電路及讀出方法

有效

• 申請號: 201410631642.1
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104318955A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李喜;閔國全;宋志棠;陳后鵬;張琪;王倩;金榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;上海市納米科技與產業發展促進中心
• 主分類號: G11C13/00
• 分類號: G11C13/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種基于二極管選通的相變存儲器的數據讀出電路，用于讀出所述相變存儲器中被選中的相變存儲單元所存儲的數據，其特征在于，所述基于二極管選通的相變存儲器的數據讀出電路至少包括：

虛擬單元，用于在導通時產生理想讀電流；

讀電路工作電壓產生電路，連接于所述虛擬單元，用于在所述虛擬單元產生理想讀電流時產生讀電路工作電壓；

穩壓緩沖電路，連接于所述讀電路工作電壓產生電路，用于將所述讀電路工作電壓產生電路產生的讀電路工作電壓進行穩壓緩沖，以產生讀出電壓；

讀電路，連接于所述穩壓緩沖電路和所述被選中的相變存儲單元，用于在所述穩壓緩沖電路產生讀出電壓時，對所述被選中的相變存儲單元及其所在的位線進行充電，同時產生參考讀電流，并在充電完成后根據所述被選中的相變存儲單元的當前狀態產生讀出電流；然后將所述參考讀電流和所述讀出電流進行比較，以產生相變存儲器讀出電壓信號；

電平轉換電路，連接于所述讀電路，用于將所述讀電路產生的相變存儲器讀出電壓信號轉換為能使所述相變存儲器正常工作的相變存儲器工作電壓信號，以使所述被選中的相變存儲單元的當前狀態轉換為數據總線能識別的電壓信號，從而讀取所述被選中的相變存儲單元所存儲的數據。

2.根據權利要求1所述的基于二極管選通的相變存儲器的數據讀出電路，其特征在于，所述讀電路工作電壓產生電路至少包括：第一PMOS管；其中，所述第一PMOS管的漏極與其柵極連接，所述第一PMOS管的漏極還與所述虛擬單元連接，所述第一PMOS管的源極接入一電源電壓，所述第一PMOS管的源極與所述電源電壓之間形成第一節點，所述讀電路工作電壓為所述第一節點處的電壓；

所述穩壓緩沖電路至少包括：模擬緩沖器；其中，所述模擬緩沖器的正輸入端與所述第一節點連接，所述模擬緩沖器的負輸入端與其輸出端連接，所述模擬緩沖器的輸出端還與所述讀電路連接，所述讀出電壓為所述模擬緩沖器的輸出端處的電壓。

3.根據權利要求1所述的基于二極管選通的相變存儲器的數據讀出電路，其特征在于，所述讀電路工作電壓產生電路至少包括：兩組電流鏡，其中一組電流鏡由第一PMOS管和第二PMOS管組成，另一組電流鏡由第三PMOS管和第四PMOS管組成；其中，所述第一PMOS管的源極和第二PMOS管的源極均接入一電源電壓，所述第一PMOS管的漏極與其柵極連接，所述第一PMOS管的柵極還與所述第二PMOS管的柵極連接；所述第一PMOS管的漏極還與所述第三PMOS管的源極連接，所述第二PMOS管的漏極與所述第四PMOS管的源極連接，所述第三PMOS管的柵極與所述第四PMOS管的柵極連接，所述第三PMOS管的漏極接地，所述第四PMOS管的柵極還與其漏極連接，所述第四PMOS管的漏極還與所述虛擬單元連接；所述第二PMOS管的漏極與所述第四PMOS管的源極之間形成第一節點，所述讀電路工作電壓為所述第一節點處的電壓；

所述穩壓緩沖電路至少包括：運算放大器、第五PMOS管和穩壓電阻；其中，所述運算放大器的負輸入端與所述第一節點連接，所述運算放大器的正輸入端與所述第五PMOS管的漏極連接，所述運算放大器的輸出端與所述第五PMOS管的柵極連接，所述第五PMOS管的源極接入所述電源電壓，所述第五PMOS管的漏極還與所述穩壓電阻連接后接地，所述讀出電壓為所述第五PMOS管的漏極處的電壓。

4.根據權利要求2或3所述的基于二極管選通的相變存儲器的數據讀出電路，其特征在于，所述讀電路至少包括：兩組電流鏡，其中一組電流鏡由第六PMOS管和第七PMOS管組成，另一組電流鏡由第一NMOS管和第二NMOS管組成；其中，所述第六PMOS管的源極、所述第七PMOS管的源極和所述第二NMOS管的漏極均與所述穩壓緩沖電路連接；所述第六PMOS管的柵極與其漏極連接，所述第六PMOS管的柵極還與所述第七PMOS管的柵極連接，所述第六PMOS管的漏極連接所述被選中的相變存儲單元，所述第七PMOS管的漏極與所述第一NMOS管的漏極連接，所述第一NMOS管的柵極與所述第二NMOS管的柵極連接，所述第二NMOS管的柵極還與其漏極連接，所述第一NMOS管的源極和所述第二NMOS管的源極均接地；所述參考讀電流為流入所述第二NMOS管的漏極的電流，所述第七PMOS管的漏極與所述第一NMOS管的漏極之間形成第二節點，所述相變存儲器讀出電壓信號為所述參考讀電流和所述讀出電流在所述第二節點處進行比較后產生的電壓信號。