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灵敏放大器、存储器以及存储器的工作方法

文献发布时间:2023-06-19 16:20:42



技术领域

本发明涉及半导体存储器技术领域,具体涉及一种灵敏放大器、存储器和存储器的工作方法。

背景技术

随着手机、平板、个人计算机等电子设备的普及,半导体存储器技术也得到了快速的发展。例如动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,简称DRAM)、静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,简称SRAM)的存储器由于高密度、低功耗、低价格等优点,已广泛应用于各种电子设备中。

灵敏放大器(Sense Amplifier,简称SA)是半导体存储器的一个重要组成部分,其主要作用是将位线上的小信号进行放大,从而执行读取或写入操作。

随着技术的不断进步,半导体存储器的尺寸不断减小,在这种情况下,灵敏放大器中,由于晶体管的失配会对灵敏放大器的输出造成一定影响,从而影响存储器的性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种灵敏放大器、存储器和存储器的工作方法,以提升存储器的性能。

为解决上述技术问题,本发明技术方案提供一种灵敏放大器,包括:第一晶体管,所述第一晶体管的栅极与存储单元的第一位线连接;第二晶体管,所述第二晶体管的栅极与存储单元的第二位线连接,所述第二晶体管的源极与第一晶体管的源极连接;第三晶体管,所述第三晶体管的栅极与存储单元的第二位线连接,所述第三晶体管的源极与第二晶体管的源极连接,所述第一晶体管的源极、第二晶体管的源极和第三晶体管的源极与接地电压节点耦接,所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的阈值电压不同;镜像单元,所述镜像单元包括被镜像端、第一镜像端和第二镜像端,所述被镜像端与第一晶体管的漏极连接,所述第一镜像端与第二晶体管的漏极连接,所述第二镜像端与第三晶体管的漏极连接;检测单元,所述镜像单元的第一镜像端与检测单元连接,所述镜像单元的第二镜像端与检测单元连接。

可选的,所述镜像单元被镜像端包括:第四晶体管,所述第四晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第四晶体管的漏极与第一晶体管的漏极连接,所述第四晶体管的栅极与第一晶体管的漏极连接。

可选的,所述镜像单元第一镜像端包括:第五晶体管,所述第五晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第五晶体管的漏极与第二晶体管的漏极连接,所述第五晶体管的栅极与第四晶体管的栅极连接;所述检测单元与第五晶体管的漏极连接。

可选的,所述镜像单元第二镜像端包括:第六晶体管,所述第六晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第六晶体管的漏极与第三晶体管的漏极连接,所述第六晶体管的栅极与第四晶体管的栅极以及第五晶体管的栅极连接;所述检测单元与第六晶体管的漏极连接。

可选的,所述第四晶体管为P型晶体管;第五晶体管为P型晶体管;所述第六晶体管为P型晶体管。

可选的,所述镜像单元还包括电压输入节点,所述电压输入节点与电源电压节点连接。

可选的,所述第一晶体管的阈值电压大于第二晶体管的阈值电压;所述第三晶体管的阈值电压大于第一晶体管的阈值电压。

可选的,还包括:第一反相器和第二反相器;所述第一反相器与镜像单元第一镜像端和检测单元连接;所述第二反相器与镜像单元第二镜像端和检测单元连接。

可选的,所述第一晶体管为N型晶体管;第二晶体管为N型晶体管;所述第三晶体管为N型晶体管。

可选的,还包括:第七晶体管,所述第七晶体管的漏极与存储单元的第二位线以及第三晶体管的栅极连接,所述第七晶体管的源极与接地电压节点连接,所述第七晶体管的栅极与第三晶体管的栅极连接。

可选的,所述第七晶体管为N型晶体管。

可选的,还包括:第八晶体管,所述第八晶体管的漏极与存储单元的第二位线以及第二晶体管的栅极连接,所述第八晶体管的源极与接地电压节点连接,所述第八晶体管的栅极与第二晶体管的栅极连接。

可选的,所述第八晶体管为N型晶体管。

可选的,还包括:第九晶体管,所述第九晶体管的漏极与存储单元的第一位线以及第一晶体管的栅极连接,所述第九晶体管的源极与接地电压节点连接,所述第九晶体管的栅极与第一晶体管的栅极连接。

可选的,所述第九晶体管为N型晶体管。

可选的,还包括:第十晶体管,所述第十晶体管的漏极与第一晶体管的源极、第二晶体管的源极以及第三晶体管的源极连接,所述第十晶体管的源极与接地电压节点连接。

可选的,所述第十晶体管为N型晶体管。

相应地,本发明技术方案还提供一种存储器,包括:若干存储单元,所述存储单元包括第一位线和第二位线;与存储单元连接的灵敏放大器,所述灵敏放大器包括:第一晶体管,所述第一晶体管的栅极与存储单元的第一位线连接;第二晶体管,所述第二晶体管的栅极与存储单元的第二位线连接,所述第二晶体管的源极与第一晶体管的源极连接;第三晶体管,所述第三晶体管的栅极与存储单元的第二位线连接,所述第三晶体管的源极与第二晶体管的源极连接,所述第一晶体管的源极、第二晶体管的源极和第三晶体管的源极与接地电压节点耦接,所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的阈值电压不同;镜像单元,所述镜像单元包括被镜像端、第一镜像端和第二镜像端,所述被镜像端与第一晶体管的漏极连接,所述第一镜像端与第二晶体管的漏极连接,所述第二镜像端与第三晶体管的漏极连接;检测单元,所述镜像单元的第一镜像端与检测单元连接,所述镜像单元的第二镜像端与检测单元连接;与灵敏放大器连接的读取单元。

可选的,所述镜像单元被镜像端包括:第四晶体管,所述第四晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第四晶体管的漏极与第一晶体管的漏极连接,所述第四晶体管的栅极与第一晶体管的漏极连接。

可选的,所述镜像单元第一镜像端包括:第五晶体管,所述第五晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第五晶体管的漏极与第二晶体管的漏极连接,所述第五晶体管的栅极与第四晶体管的栅极连接;所述检测单元与第五晶体管的漏极连接。

可选的,所述镜像单元第二镜像端包括:第六晶体管,所述第六晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第六晶体管的漏极与第三晶体管的漏极连接,所述第六晶体管的栅极与第四晶体管的栅极以及第五晶体管的栅极连接;所述检测单元与第六晶体管的漏极连接。

可选的,所述第四晶体管为P型晶体管;第五晶体管为P型晶体管;所述第六晶体管为P型晶体管。

可选的,所述第一晶体管的阈值电压大于第二晶体管的阈值电压;所述第三晶体管的阈值电压大于第一晶体管的阈值电压。

可选的,所述灵敏放大器还包括:第一反相器和第二反相器;所述第一反相器与镜像单元第一镜像端和检测单元连接;所述第二反相器与镜像单元第二镜像端和检测单元连接。

可选的,所述第一晶体管为N型晶体管;第二晶体管为N型晶体管;所述第三晶体管为N型晶体管。

相应地,本发明技术方案还提供一种存储器的工作方法,包括:提供存储器,所述存储器包括:若干存储单元,所述存储单元包括第一位线和第二位线;与存储单元连接的灵敏放大器,所述灵敏放大器包括:第一晶体管,所述第一晶体管的栅极与存储单元的第一位线连接;第二晶体管,所述第二晶体管的栅极与存储单元的第二位线连接,所述第二晶体管的源极与第一晶体管的源极连接;第三晶体管,所述第三晶体管的栅极与存储单元的第二位线连接,所述第三晶体管的源极与第二晶体管的源极连接,所述第一晶体管的源极、第二晶体管的源极和第三晶体管的源极与接地电压节点耦接,所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的阈值电压不同;镜像单元,所述镜像单元包括被镜像端、第一镜像端和第二镜像端,所述被镜像端与第一晶体管的漏极连接,所述第一镜像端与第二晶体管的漏极连接,所述第二镜像端与第三晶体管的漏极连接;检测单元,所述镜像单元的第一镜像端与检测单元连接,所述镜像单元的第二镜像端与检测单元连接;与灵敏放大器连接的读取单元;对镜像端与第一镜像端的电流大小进行比较并输出第一信号;对镜像端与第二镜像端的电流大小进行比较并输出第二信号;所述检测单元对所述第一信号和第二信号进行比较判断,获取比较结果;所述读取单元获取与所述比较结果对应的读周期对存储器进行读取。

可选的,所述读取单元获取对应的读周期对存储器进行读取的方法包括:若所述第一信号与第二信号相同,采用第一读周期对存储器进行读取;若所述第一信号与第二信号不同,采用第二读周期对存储器进行读取。

可选的,所述第一读周期小于第二读周期。

可选的,所述镜像单元被镜像端包括:第四晶体管,所述第四晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第四晶体管的漏极与第一晶体管的漏极连接,所述第四晶体管的栅极与第一晶体管的漏极连接。

可选的,所述镜像单元第一镜像端包括:第五晶体管,所述第五晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第五晶体管的漏极与第二晶体管的漏极连接,所述第五晶体管的栅极与第四晶体管的栅极连接;所述检测单元与第五晶体管的漏极连接。

可选的,所述镜像单元第二镜像端包括:第六晶体管,所述第六晶体管的源极与电源电压节点连接,所述第六晶体管的漏极与第三晶体管的漏极连接,所述第六晶体管的栅极与第四晶体管的栅极以及第五晶体管的栅极连接;所述检测单元与第六晶体管的漏极连接。

可选的,所述第四晶体管为P型晶体管;第五晶体管为P型晶体管;所述第六晶体管为P型晶体管。

可选的,所述第一晶体管的阈值电压大于第二晶体管的阈值电压;所述第三晶体管的阈值电压大于第一晶体管的阈值电压。

可选的,所述灵敏放大器还包括:第一反相器和第二反相器;所述第一反相器与镜像单元第一镜像端和检测单元连接;所述第二反相器与镜像单元第二镜像端和检测单元连接。

可选的,对镜像端与第一镜像端的电流大小进行比较的方法包括:若所述镜像端电流大于第一镜像端的电流,所述第一信号为“0”;若所述镜像端电流小于第一镜像端的电流,所述第一信号为“1”。

可选的,对镜像端与第二镜像端的电流大小进行比较的方法包括:若所述镜像端电流大于第二镜像端的电流,所述第二信号为“0”;若所述镜像端电流小于第二镜像端的电流,所述第二信号为“1”。

可选的,所述第一晶体管为N型晶体管;第二晶体管为N型晶体管;所述第三晶体管为N型晶体管。

与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:

本发明技术方案中的灵敏放大器,所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的阈值电压不同,且所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管分别与镜像单元的被镜像端、第一镜像端和第二镜像端连接。所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的阈值电压不同,从而通过第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的电流大小不同,从而检测单元能够对镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端输出的信号进行检测比较,根据比较结果的正确与否判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态,以便后续采用不同的读周期对强弱状态不同的存储单元进行读取,以提升存储器的整体读写速度,提高了存储器的性能。

进一步,所述第一晶体管的阈值电压大于第二晶体管的阈值电压;所述第三晶体管的阈值电压大于第一晶体管的阈值电压。流过所述第一晶体管的电流与镜像单元被镜像端的电流相同,镜像单元被镜像端的电流镜像到镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端之后,镜像单元第一镜像端的电流与流经第二晶体管的电流拉平,镜像单元第二镜像端的电流与流经第三晶体管的电流拉平,从而检测单元能够通过判断镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号的变化状态是否一致,来判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态。若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号相同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较强的单元;若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号不同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较弱的单元。

附图说明

图1是一实施例中电压型灵敏放大器的电路示意图;

图2是本发明实施例中灵敏放大器的电路示意图;

图3是本发明另一实施例中灵敏放大器的电路示意图;

图4是本发明实施例中存储器的工作方法流程图。

具体实施方式

如背景技术所述,现有的存储器性能还有待提升。

具体地,以SRAM(动态随机存取存储器)为例,SRAM的性能取决于读操作。存储阵列中的存储单元的驱动能力是不一致的,为了保证SRAM读操作的正确性,字线关断(灵敏放大器开启)时要保证存储阵列中所有存储单元的位线摆幅超过灵敏放大器的失调电压,因此存储阵列的读出延时取决于存储阵列中驱动最弱的存储单元。存储单元的驱动能力较弱,因此存储单元的读出延时相对较大。

在整个读操作路径中,字线的驱动电路,输出驱动模块对应普通的逻辑电路,可以通过采用低阈值器件和增大晶体管尺寸等方法减小延时;而对于存储阵列的延时,延时的大小由存储单元的驱动能力决定,和逻辑电路相比,SRAM存储单元的驱动能力相对较弱,因此其放电延时相对较大。

当电源电压降低至近阈值区时,局部工艺波动导致存储单元位线放电延时的统计分布存在明显的拖尾现象,绝大多数存储单元的放电延时分布在15ns以内,只有少数弱驱动存储单元的放电延时分布在15ns至30ns之间,弱驱动存储单元使得设计裕度随着电源电压的降低进一步变大,过于悲观的设计裕度使存储阵列的性能急剧下降,故SRAM的整体性能急剧降低。

图1是一种电压型灵敏放大器的电路,适应性地举出一种灵敏放大器,以对局部工艺波动造成的晶体管失配会对灵敏放大器的输出造成的影响进行分析说明。

请参考图1,所述灵敏放大器包括:第一晶体管M1;第二晶体管M2,所述第二晶体管M2的漏极与第一晶体管M1的栅极连接,所述第一晶体管M1的漏极与第二晶体管M2的栅极连接;第三晶体管M3和第四晶体管M4,所述第三晶体管M3的源极与第四晶体管M4的源极连接,所述第三晶体管的M3漏极与第四晶体管M4的漏极连接,所述第三晶体管M3的源极和第四晶体管M4的源极与电源电压结点VDD连接,所述第三晶体管M3的漏极和第四晶体管M4的漏极与第一晶体管M1的漏极连接,所述第四晶体管M4的栅极与第一晶体管M1的栅极连接;第五晶体管M5和第六晶体管M6,所述第五晶体管M5的源极与第六晶体管M6的源极连接,所述第五晶体管M5的漏极与第六晶体管M6的漏极连接,所述第五晶体管M5的源极和第六晶体管M6的源极与电源电压结点VDD连接,所述第五晶体管M5的漏极和第六晶体管M6的漏极与第二晶体管M2的漏极连接,所述第六晶体管M6的栅极与第二晶体管M2的栅极连接;第七晶体管M7,所述第七晶体管M7的漏极与第一晶体管M1的源极连接,所述第七晶体管M7的栅极与存储单元的第一位线IN连接;第八晶体管M8,所述第八晶体管M8的漏极与第二晶体管M2的源极连接,所述第八晶体管M8的栅极与存储单元的第二位线INB连接,所述第八晶体管M8的源极与第七晶体管M7的源极连接;第九晶体管M9,所述第九晶体管M9的漏极与第八晶体管M8的源极以及第七晶体管M7的源极连接,所述第九晶体管M9的源极与接地电压节点连接,所述第三晶体管M3的栅极与第九晶体管M9的栅极连接,所述第六晶体管M6的栅极与第九晶体管M9的栅极连接。

所述灵敏放大器中,所述第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5和第六晶体管M6为P型晶体管;所述第一晶体管M1、第二晶体管M2、第七晶体管M7、第八晶体管M8和第九晶体管M9为N型晶体管。

所述灵敏放大器中,局部工艺波动导致存储单元的驱动力较弱时,则与第一位线IN连接的第七晶体管M7以及与第二位线INB连接的第八晶体管M8之间的压差Vinput较小,所述Vinput可能会小于灵敏放大器的偏置电压Voffset,这就使得灵敏放大器的输出结果可能出错,影响存储器的性能。

为了解决上述问题,本发明技术方案提供一种灵敏放大器、存储器以及存储器的工作方法,通过使所述灵敏放大器中的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的阈值电压不同,且所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管分别与镜像单元的被镜像端、第一镜像端和第二镜像端连接。所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的阈值电压不同,从而通过第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管的电流大小不同,从而检测单元能够对镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端输出的信号进行检测比较,根据比较结果的正确与否判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态,以便后续采用不同的读周期对强弱状态不同的存储单元进行读取,以提升存储器的整体读写速度,提高了存储器的性能。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2是本发明实施例中灵敏放大器的电路示意图。

请参考图2,所述灵敏放大器包括:第一晶体管M1,所述第一晶体管M1的栅极与存储单元的第一位线BL连接;

第二晶体管M2,所述第二晶体管M2的栅极与存储单元的第二位线BLB连接,所述第二晶体管M2的源极与第一晶体管M1的源极连接;

第三晶体管M3,所述第三晶体管M3的栅极与存储单元的第二位线BLB连接,所述第三晶体管M3的源极与第二晶体管M2的源极连接,所述第一晶体管M1的源极、第二晶体管M2的源极和第三晶体管M3的源极与接地电压节点耦接,所述第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的阈值电压不同;

镜像单元,所述镜像单元包括被镜像端、第一镜像端和第二镜像端,所述被镜像端与第一晶体管M1的漏极连接,所述第一镜像端与第二晶体管M2的漏极连接,所述第二镜像端与第三晶体管M3的漏极连接;

检测单元T,所述镜像单元的第一镜像端与检测单元T连接,所述镜像单元的第二镜像端与检测单元T连接。

在本实施例中,所述镜像单元被镜像端包括:第四晶体管M4,所述第四晶体管M4的源极与电源电压节点VDD连接,所述第四晶体管M4的漏极与第一晶体管M1的漏极连接,所述第四晶体管M4的栅极与第一晶体管M1的漏极连接。

在本实施例中,所述镜像单元第一镜像端包括:第五晶体管M5,所述第五晶体管M5的源极与电源电压节点VDD连接,所述第五晶体管M5的漏极与第二晶体管M2的漏极连接,所述第五晶体管M5的栅极与第四晶体管M4的栅极连接;所述检测单元T与第五晶体管M5的漏极连接。

在本实施例中,所述镜像单元第二镜像端包括:第六晶体管M6,所述第六晶体管M6的源极与电源电压节点VDD连接,所述第六晶体管M6的漏极与第三晶体管M3的漏极连接,所述第六晶体管M6的栅极与第四晶体管M4的栅极以及第五晶体管M5的栅极连接;所述检测单元T与第六晶体管M6的漏极连接。

在本实施例中,所述第四晶体管M4为P型晶体管;第五晶体管M5为P型晶体管;所述第六晶体管M6为P型晶体管。

所述第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的阈值电压不同,从而通过第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的电流大小不同,从而检测单元T能够对镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端输出的信号进行检测比较,根据比较结果的正确与否判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态,以便后续采用不同的读周期对强弱状态不同的存储单元进行读取,以提升存储器的整体读写速度,提高了存储器的性能。

在本实施例中,所述第一晶体管M1的阈值电压大于第二晶体管M2的阈值电压;所述第三晶体管M3的阈值电压大于第一晶体管M1的阈值电压。

从而流过所述第一晶体管M1的电流与镜像单元被镜像端的电流相同,镜像单元被镜像端的电流镜像到镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端之后,镜像单元第一镜像端的电流与流经第二晶体管M2的电流拉平,镜像单元第二镜像端的电流与流经第三晶体管M3的电流拉平,从而检测单元能够通过判断镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号的变化状态是否一致,来判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态。若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号相同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较强的单元;若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号不同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较弱的单元。

在本实施例中,所述镜像单元还包括电压输入节点(未标示),所述电压输入节点与电源电压节点VDD连接。

在本实施例中,还包括:第一反相器B1和第二反相器B2;所述第一反相器B1与镜像单元第一镜像端和检测单元T连接;所述第二反相器B2与镜像单元第二镜像端和检测单元T连接。

所述第一反相器B1用于对第一镜像端输出的电流信号进行整形,使到达所述检测单元T的信号为标准逻辑信号,以便所述检测单元T识别判断,所述标准逻辑信号为第一信号。所述第一信号为所述镜像端与第一镜像端的电流大小比较结果。

所述第二反相器B2用于对第二镜像端输出的电流信号进行整形,使到达所述检测单元T的信号为标准逻辑信号,以便所述检测单元T识别判断,所述标准逻辑信号为第二信号。所述第二信号为所述镜像端与第二镜像端的电流大小比较结果。

所述第一信号为0或1;所述第二信号为0或1。

在其他实施例中,所述电路还能够不包括所述第一反相器和第二反相器。

在本实施例中,所述第一晶体管M1为N型晶体管;第二晶体管M2为N型晶体管;所述第三晶体管M3为N型晶体管。

在本实施例中,还包括:第七晶体管M7,所述第七晶体管M7的漏极与存储单元的第二位线BLB以及第三晶体管M3的栅极连接,所述第七晶体管M7的源极与接地电压节点连接,所述第七晶体管M7的栅极与第三晶体管M3的栅极连接。

所述第七晶体管M7起到镜像电流的作用,流经第七晶体管M7的电流镜像至第三晶体管M3。

在其他实施例中,所述电路还能够不包括所述第七晶体管M7。

在本实施例中,所述第七晶体管M7为N型晶体管。

在本实施例中,还包括:第八晶体管M8,所述第八晶体管M8的漏极与存储单元的第二位线BLB以及第二晶体管M2的栅极连接,所述第八晶体管M8的源极与接地电压节点连接,所述第八晶体管M8的栅极与第二晶体管M2的栅极连接。

所述第八晶体管M8起到镜像电流的作用,流经第八晶体管M8的电流镜像至第二晶体管M2。

在其他实施例中,所述电路还能够不包括所述第八晶体管M8。

在本实施例中,所述第八晶体管M8为N型晶体管。

在本实施例中,还包括:第九晶体管M9,所述第九晶体管M9的漏极与存储单元的第一位线BL以及与第一晶体管M1的栅极连接,所述第九晶体管M9的源极与接地电压节点连接,所述第九晶体管M9的栅极与第一晶体管M1的栅极连接。

所述第九晶体管M9起到镜像电流的作用,流经第九晶体管M9的电流镜像至第一晶体管M1。

在其他实施例中,所述电路还能够不包括所述第九晶体管M9。

在本实施例中,所述第九晶体管M9为N型晶体管。

在本实施例中,还包括:第十晶体管M10,所述第十晶体管M10的漏极与第一晶体管M1的源极、第二晶体管M2的源极以及第三晶体管M3的源极连接,所述第十晶体管M10的源极与接地电压节点连接。

在本实施例中,所述第十晶体管M10为N型晶体管。

所述第十晶体管M10用作开启所述灵敏放大器电路的开关。

图3是本发明另一实施例中灵敏放大器的电路示意图。

请参考图3,所述灵敏放大器包括:第一晶体管M1,所述第一晶体管M1的栅极与存储单元的第一位线BL连接;

第二晶体管M2,所述第二晶体管M2的栅极与存储单元的第二位线BLB连接,所述第二晶体管M2的源极与第一晶体管M1的源极连接;

第三晶体管M3,所述第三晶体管M3的栅极与存储单元的第二位线BLB连接,所述第三晶体管M3的源极与第二晶体管M2的源极连接,所述第一晶体管M1的源极、第二晶体管M2的源极和第三晶体管M3的源极与接地电压节点耦接,所述第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的阈值电压不同;

镜像单元,所述镜像单元包括被镜像端、第一镜像端和第二镜像端,所述被镜像端与第一晶体管M1的漏极连接,所述第一镜像端与第二晶体管M2的漏极连接,所述第二镜像端与第三晶体管M3的漏极连接;

检测单元T,所述镜像单元的第一镜像端与检测单元T连接,所述镜像单元的第二镜像端与检测单元T连接。

在本实施例中,所述镜像单元被镜像端包括:第四晶体管M4,所述第四晶体管M4的源极与电源电压节点VDD连接,所述第四晶体管M4的漏极与第一晶体管M1的漏极连接,所述第四晶体管M4的栅极与第一晶体管M1的漏极连接。

在本实施例中,所述镜像单元第一镜像端包括:第五晶体管M5,所述第五晶体管M5的源极与电源电压节点VDD连接,所述第五晶体管M5的漏极与第二晶体管M2的漏极连接,所述第五晶体管M5的栅极与第四晶体管M4的栅极连接;所述检测单元T与第五晶体管M5的漏极连接。

在本实施例中,所述镜像单元第二镜像端包括:第六晶体管M6,所述第六晶体管M6的源极与电源电压节点VDD连接,所述第六晶体管M6的漏极与第三晶体管M3的漏极连接,所述第六晶体管M6的栅极与第四晶体管M4的栅极以及第五晶体管M5的栅极连接;所述检测单元T与第六晶体管M6的漏极连接。

在本实施例中,所述第四晶体管M4为P型晶体管;第五晶体管M5为P型晶体管;所述第六晶体管M6为P型晶体管。

所述第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的阈值电压不同,从而通过第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的电流大小不同,从而检测单元T能够对镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端输出的信号进行检测比较,根据比较结果的正确与否判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态,以便后续采用不同的读周期对强弱状态不同的存储单元进行读取,以提升存储器的整体读写速度,提高了存储器的性能。

在本实施例中,所述第一晶体管M1的阈值电压大于第二晶体管M2的阈值电压;所述第三晶体管M3的阈值电压大于第一晶体管M1的阈值电压。

从而流过所述第一晶体管M1的电流与镜像单元被镜像端的电流相同,镜像单元被镜像端的电流镜像到镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端之后,镜像单元第一镜像端的电流与流经第二晶体管M2的电流拉平,镜像单元第二镜像端的电流与流经第三晶体管M3的电流拉平,从而检测单元能够通过判断镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号的变化状态是否一致,来判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态。若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号相同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较强的单元;若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号不同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较弱的单元。

在本实施例中,所述镜像单元还包括电压输入节点(未标示),所述电压输入节点与电源电压节点VDD连接。

在本实施例中,还包括:第一反相器B1和第二反相器B2;所述第一反相器B1与镜像单元第一镜像端和检测单元T连接;所述第二反相器B2与镜像单元第二镜像端和检测单元T连接。

所述第一反相器B1用于对第一镜像端输出的电流信号进行整形,使到达所述检测单元T的信号为标准逻辑信号,以便所述检测单元T识别判断,所述标准逻辑信号为第一信号。所述第一信号为所述镜像端与第一镜像端的电流大小比较结果。

所述第二反相器B2用于对第二镜像端输出的电流信号进行整形,使到达所述检测单元T的信号为标准逻辑信号,以便所述检测单元T识别判断,所述标准逻辑信号为第二信号。所述第二信号为所述镜像端与第二镜像端的电流大小比较结果。

所述第一信号为0或1;所述第二信号为0或1。

在其他实施例中,所述电路还能够不包括所述第一反相器和第二反相器。

在本实施例中,所述第一晶体管M1为N型晶体管;第二晶体管M2为N型晶体管;所述第三晶体管M3为N型晶体管。

在本实施例中,还包括:第十晶体管M10,所述第十晶体管M10的漏极与第一晶体管M1的源极、第二晶体管M2的源极以及第三晶体管M3的源极连接,所述第十晶体管M10的源极与接地电压节点连接。

在本实施例中,所述第十晶体管M10为N型晶体管。

所述第十晶体管M10用作开启所述灵敏放大器电路的开关。

图4是本发明实施例中存储器的工作方法流程图。

请参考图4,所述存储器的工作方法包括:

S100:提供存储器。

所述存储器包括:若干存储单元,所述存储单元包括第一位线和第二位线;与存储单元连接的灵敏放大器;与灵敏放大器连接的读取单元。

S101:对镜像端与第一镜像端的电流大小进行比较并输出第一信号,对镜像端与第二镜像端的电流大小进行比较并输出第二信号。

S102:对所述第一镜像端的第一信号和第二镜像端的第二信号进行比较判断,获取比较结果。

S103:所述读取单元获取与所述比较结果对应的读周期对存储器进行读取。

所述灵敏放大器的电路请参考图2,包括:第一晶体管M1,所述第一晶体管M1的栅极与存储单元的第一位线BL连接;第二晶体管M2,所述第二晶体管M2的栅极与存储单元的第二位线BLB连接,所述第二晶体管M2的源极与第一晶体管M1的源极连接;第三晶体管M3,所述第三晶体管M3的栅极与存储单元的第二位线BLB连接,所述第三晶体管M3的源极与第二晶体管M2的源极连接,所述第一晶体管M1的源极、第二晶体管M2的源极和第三晶体管M3的源极与接地电压节点耦接,所述第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的阈值电压不同;镜像单元,所述镜像单元包括被镜像端、第一镜像端和第二镜像端,所述被镜像端与第一晶体管M1的漏极连接,所述第一镜像端与第二晶体管M2的漏极连接,所述第二镜像端与第三晶体管M3的漏极连接;检测单元T,所述镜像单元的第一镜像端与检测单元T连接,所述镜像单元的第二镜像端与检测单元T连接。

在本实施例中,所述读取单元获取对应的读周期对存储器进行读取的方法包括:若所述第一信号与第二信号相同,采用第一读周期对存储器进行读取;若所述第一信号与第二信号不同,采用第二读周期对存储器进行读取。

在本实施例中,所述第一读周期小于第二读周期。

若所述第一信号与第二信号相同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较强的单元,采用较短的第一读周期对驱动较强的存储单元进行读取;若所述第一信号与第二信号不同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较弱的单元,采用较长的第二读周期对驱动较弱的存储单元进行读取。采用不同的读周期对存储器阵列中强弱状态不同的存储单元进行读取,以提升存储器的整体读写速度,提高了存储器的性能。

在本实施例中,所述第二读周期可以为多个。

在本实施例中,所述镜像单元被镜像端包括:第四晶体管M4,所述第四晶体管M4的源极与电源电压节点VDD连接,所述第四晶体管M4的漏极与第一晶体管M1的漏极连接,所述第四晶体管M4的栅极与第一晶体管M1的漏极连接。

在本实施例中,所述镜像单元第一镜像端包括:第五晶体管M5,所述第五晶体管M5的源极与电源电压节点VDD连接,所述第五晶体管M5的漏极与第二晶体管M2的漏极连接,所述第五晶体管M5的栅极与第四晶体管M4的栅极连接;所述检测单元T与第五晶体管M5的漏极连接。

在本实施例中,所述镜像单元第二镜像端包括:第六晶体管M6,所述第六晶体管M6的源极与电源电压节点VDD连接,所述第六晶体管M6的漏极与第三晶体管M3的漏极连接,所述第六晶体管M6的栅极与第四晶体管M4的栅极以及第五晶体管M5的栅极连接;所述检测单元T与第六晶体管M6的漏极连接。

在本实施例中,所述第四晶体管M4为P型晶体管;第五晶体管M5为P型晶体管;所述第六晶体管M6为P型晶体管。

所述第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的阈值电压不同,从而通过第一晶体管M1、第二晶体管M2和第三晶体管M3的电流大小不同,从而检测单元T能够对镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端输出的信号进行检测比较,根据比较结果的正确与否判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态,以便后续采用不同的读周期对强弱状态不同的存储单元进行读取,以提升存储器的整体读写速度,提高了存储器的性能。

在本实施例中,所述第一晶体管M1的阈值电压大于第二晶体管M2的阈值电压;所述第三晶体管M3的阈值电压大于第一晶体管M1的阈值电压。

从而流过所述第一晶体管M1的电流与镜像单元被镜像端的电流相同,镜像单元被镜像端的电流镜像到镜像单元第一镜像端和镜像单元第二镜像端之后,镜像单元第一镜像端的电流与流经第二晶体管M2的电流拉平,镜像单元第二镜像端的电流与流经第三晶体管M3的电流拉平,从而检测单元能够通过判断镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号的变化状态是否一致,来判断与灵敏放大器连接的存储单元的强弱状态。若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号相同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较强的单元;若镜像单元第一镜像端的信号与镜像单元第二镜像端的信号不同,则与灵敏放大器连接的存储单元为驱动较弱的单元。

在本实施例中,所述灵敏放大器还包括:第一反相器B1和第二反相器B2;所述第一反相器B1与镜像单元第一镜像端和检测单元T连接;所述第二反相器B2与镜像单元第二镜像端和检测单元T连接。

所述第一反相器B1用于对第一镜像端输出的电流信号进行整形,使到达所述检测单元T的信号为标准逻辑信号,以便所述检测单元T识别判断,所述标准逻辑信号为第一信号。所述第一信号为所述镜像端与第一镜像端的电流大小比较结果。所述第二反相器B2用于对第二镜像端输出的电流信号进行整形,使到达所述检测单元T的信号为标准逻辑信号,以便所述检测单元T识别判断,所述标准逻辑信号为第二信号。所述第二信号为所述镜像端与第二镜像端的电流大小比较结果。

所述第一信号为0或1;所述第二信号为0或1。

对镜像端与第一镜像端的电流大小进行比较的方法包括:若所述镜像端电流大于第一镜像端的电流,所述第一信号为“0”;若所述镜像端电流小于第一镜像端的电流,所述第一信号为“1”。

对镜像端与第二镜像端的电流大小进行比较的方法包括:若所述镜像端电流大于第二镜像端的电流,所述第二信号为“0”;若所述镜像端电流小于第二镜像端的电流,所述第二信号为“1”。

在本实施例中,所述第一晶体管M1为N型晶体管;第二晶体管M2为N型晶体管;所述第三晶体管M3为N型晶体管。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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06120114791814