[發明專利]一種讀出放大器及MRAM芯片

有效

• 申請號: 201610079008.0
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105741864B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 戴瑾
• 申請（專利權）人: 上海磁宇信息科技有限公司
• 主分類號: G11C7/06
• 分類號: G11C7/06;G11C11/16
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種讀出放大器，包括輸入部分與差分電流輸出部分，其特征在于，所述輸入部分與差分電流輸出部分在所述輸入部分的第一輸入端V_in和第二輸入端V_in_n連接；其中，第一輸入端V_in用于輸入經過存儲單元的電流，第二輸入端V_in_n用于輸入經過參考單元的電流；所述差分電流輸出部分用于比較輸入部分輸入的兩個電流并輸出比較結果；所述輸入部分包括N型MOS管N3與N型MOS管N4，N型MOS管N3和N型MOS管N4為等同的N型MOS管；所述N型MOS管N3與N型MOS管N4均工作在線性區；

N型MOS管N3和N型MOS管N4的柵極均與預充電信號端連接，N型MOS管N3和N型MOS管N4的源極連接讀電壓V_read，N型MOS管N3的漏極連接到第一輸入端V_in，N型MOS管N4的漏極連接到第二輸入端V_in_n；所述第一輸入端V_in用于連接存儲單元的一端，所述第二輸入端V_in_n用于連接參考單元一端；所述存儲單元和參考單元均包含磁性隧道結和用于連接字線和位線的MOS管；

所述差分電流輸出部分包括P型MOS管P0、P型MOS管P1與P型MOS管P2，以及N型MOS管N1、N型MOS管N2與N型MOS管N5，其中，P型MOS管P1與P型MOS管P2為等同的P型MOS管，N型MOS管N1和N型MOS管N2為等同的N型MOS管，所述P型MOS管P0工作在線性區；

P型MOS管P0的柵極連接使能端EN_n，源極連接電壓端VDD，漏極分別與P型MOS管P1的源極、P型MOS管P2的源極連接；

N型MOS管N5的柵極連接使能端EN_n；

N型MOS管N5的漏極、P型MOS管P2的柵極、N型MOS管N2的柵極、P型MOS管P1的漏極以及N型MOS管N1的漏極連接到第一輸出端V_out；

N型MOS管N5的源極、P型MOS管P1的柵極、N型MOS管N1的柵極、P型MOS管P2的漏極以及N型MOS管N2的漏極連接到第二輸出端V_out_n；

N型MOS管N1的源極連接到第一輸入端V_in；

N型MOS管N2的源極連接到第二輸入端V_in_n。

2.一種MRAM芯片，包括一個或多個由存儲單元組成的陣列，每個陣列與控制電路連接，所述控制電路包括行地址解碼器、列地址解碼器、讀寫控制器以及輸入輸出控制，其特征在于，所述讀寫控制器包括如權利要求1所述的讀出放大器，所述讀出放大器的輸入部分的第一輸入端V_in與存儲單元連接、第二輸入端V_in_n與參考電阻連接。

3.如權利要求2所述的MRAM芯片，其特征在于，所述參考電阻為并聯組合參考單元，所述存儲單元與所述并聯組合參考單元通過讀出放大器進行比較，以判定處于低阻或高阻狀態。

4.如權利要求3所述的MRAM芯片，其特征在于，所述并聯組合參考單元包括并聯的m個處于低阻狀態的參考存儲單元與n個處于高阻狀態的參考存儲單元，其中m大于或等于2，n大于或等于2。

5.如權利要求4所述的MRAM芯片，其特征在于，所述m個處于低阻狀態的參考存儲單元與n個處于高阻狀態的參考存儲單元滿足時，所述并聯組合參考單元的等效電阻為最優，其中，σ_L是R_L分布的標準偏差，σ_H是R_H分布的標準偏差，R_L是存儲單元處于低阻狀態的平均電阻，R_H是存儲單元處于高阻狀態的平均電阻。

6.如權利要求4所述的MRAM芯片，其特征在于，所述讀出放大器m+n個并聯，共享所述并聯組合參考單元。