專利名稱：一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的讀出放大器，特別是一種可以作為半導(dǎo)體 儲(chǔ)存器的讀出電路使用的半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作方法與 應(yīng)用。
(二)
背景技術(shù)：
靈敏放大器是半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的一個(gè)重要組成部分，它直接影響到半導(dǎo) 體儲(chǔ)存器的讀取速度。靈敏放大器通過(guò)放大位線上的小信號(hào)變化來(lái)得到儲(chǔ) 存單元上儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。隨著現(xiàn)代儲(chǔ)存器每根位線上儲(chǔ)存單元數(shù)目的增大， 位線上的寄生電容也隨之增大，這樣就降低了靈敏放大器的讀取速度并增 加了信號(hào)的延遲。因此設(shè)計(jì)一個(gè)高速度、低功耗、抗干擾能力較強(qiáng)的靈敏 放大器就變得更加重要。
一種常用的、傳統(tǒng)的靈敏放大器如圖5所示。在這種結(jié)構(gòu)中，靈敏放 大器的動(dòng)作分為預(yù)充電和讀出兩個(gè)階段。在預(yù)充電階段，儲(chǔ)存單元及虛擬 儲(chǔ)存單元通過(guò)控制開(kāi)關(guān)與電流比較器斷開(kāi)，預(yù)充電電路將電流比較器的輸 出電壓預(yù)充到某一固定值(電源電壓與地之間)；在讀出階段，預(yù)充電電 路斷開(kāi)，儲(chǔ)存單元及虛擬儲(chǔ)存單元通過(guò)控制開(kāi)關(guān)與電流比較器連接，電流 比較器對(duì)流過(guò)儲(chǔ)存單元及虛擬儲(chǔ)存單元的電流進(jìn)行比較，并根據(jù)流過(guò)儲(chǔ)存 單元的不同電流值輸出高或低電平。電流比較舉的輸出經(jīng)反相器反相后得 到這種傳統(tǒng)靈敏放大器的輸出。
流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流由儲(chǔ)存單元上儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)(O或l)決定，其較大的 電流值比較小的電流值高出約2—3個(gè)數(shù)量級(jí)。流過(guò)虛擬儲(chǔ)存單元的電流值 為流過(guò)儲(chǔ)存單元的兩種不同電流的某一中間值。
這種傳統(tǒng)靈敏放大器的預(yù)充電電路及電流比較器電路如圖6所示，其 中M1、 M2、 M3為預(yù)充電電路，M4^M8為電流比較電路，EN、 EQ是這種傳 統(tǒng)靈敏放大器對(duì)預(yù)充電和數(shù)據(jù)讀出兩個(gè)階段進(jìn)行轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。
上面提到的通常使用的靈敏放大器存在一些缺點(diǎn)
1、 功耗較大，對(duì)電源供電能力要求較高；
2、 要求有一個(gè)產(chǎn)生預(yù)充電電壓的電路，增加了電路的復(fù)雜程度；
3、 電路需要對(duì)預(yù)充電和讀出兩個(gè)階段進(jìn)行轉(zhuǎn)換，增加了控制電路的復(fù) 雜性；
4、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降低了可靠性。
如上所述，通常使用的靈敏放大器存在一些難以克服的缺點(diǎn)。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作 方法與應(yīng)用，它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，克服了通常使用的應(yīng)用于上 面提到的半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器存在的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案 一種用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路，該電 路包括施密特緩沖器、反相器1、反相器2及包括位線選擇開(kāi)關(guān)在內(nèi)的儲(chǔ) 存單元，該電路的特征在于具有一個(gè)用于檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小并 轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn)行輸出的電流檢測(cè)器；儲(chǔ)存單元、電流檢測(cè)器、施密特 緩沖器、反相器l、反相器2依次相連接。
上述所說(shuō)的電流檢測(cè)器包括兩個(gè)參考電流源及構(gòu)成電流鏡的兩個(gè)M0S 管，兩個(gè)參考電流源與構(gòu)成電流鏡的兩個(gè)MOS管分別相連，兩個(gè)參考電流 源可以由有源或無(wú)源器件構(gòu)成。
一種用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路的工作方法，其特征在于它 包括以下步驟
(1) 電流檢測(cè)器檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn) 行輸出；
(2) 施密特緩沖器對(duì)電流檢測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行整形；
(3) 反相器l對(duì)施密特緩沖器的輸出信號(hào)進(jìn)行反相；
(4) 反相器2對(duì)反相器1的輸出信號(hào)進(jìn)行反相，并提供靈敏放大器電 路輸出的帶負(fù)載能力。
上述所說(shuō)的步驟(1)中電流檢測(cè)器的工作方法是 (1 )兩個(gè)參考電流源的其中一個(gè)提供流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流及流過(guò)構(gòu)成 電流鏡的兩個(gè)MOS管的電流；
(2 )所得流過(guò)構(gòu)成電流鏡的兩個(gè)M0S管的電流與另 一個(gè)參考電流源的 電流進(jìn)行比較；
(3)比較的結(jié)果以電壓信號(hào)的形式進(jìn)行輸出。 一種用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路的應(yīng)用，其特征在于它應(yīng)用 于儲(chǔ)存器電路中。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于本發(fā)明涉及的靈敏放大器電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 功耗較低、工作電壓要求較低、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，可以應(yīng)用到各種儲(chǔ)存器 電路中。
(四)


圖1是本發(fā)明所涉一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作方法
與
應(yīng)用中的電路框圖。
圖2是本發(fā)明所涉一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作方法
與
應(yīng)用中的靈敏放大器和電流檢測(cè)器電路圖。
圖3是本發(fā)明所涉一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作方法
與
應(yīng)用中的應(yīng)用電路圖例1。
圖4是本發(fā)明所涉一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作方法
與
應(yīng)用中的應(yīng)用電路圖例2。
圖5是儲(chǔ)存器和傳統(tǒng)的靈敏放大器的部分電路框圖。
圖6是傳統(tǒng)靈敏放大器的預(yù)充電電路及電流比較器電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例 一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路，
提供了一種新型的應(yīng)用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路如圖1所 示，它包括
電流檢測(cè)器，用于檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào) 進(jìn)行輸出；
施密特緩沖器，對(duì)電流檢測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行整形； 反相器l，對(duì)施密特緩沖器的輸出信號(hào)進(jìn)行反相；
反相器2，對(duì)反相器1的輸出信號(hào)進(jìn)行反相，并提供靈敏放大器電路 輸出的帶負(fù)載能力；
與電流檢測(cè)器輸入相連的包括位線選擇開(kāi)關(guān)在內(nèi)的儲(chǔ)存單元。
上述所說(shuō)的電流檢測(cè)器如圖2所示，應(yīng)用于靈敏放大器電路中，用于 檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn)行輸出。
上述所說(shuō)的電流檢測(cè)器使用了參考電流源h、 12 (圖2)，參考電流源 h、 12可以由各種有源或無(wú)源器件構(gòu)成，參考電流源I" 12的作用是當(dāng)電 流檢測(cè)器與儲(chǔ)存單元及施密特緩沖器斷開(kāi)時(shí)，使得流過(guò)電流檢測(cè)器內(nèi)部的 M0S管M1、 M2的電流值分別為L(zhǎng)、 12。
本發(fā)明的工作方法在于本發(fā)明所涉靈敏放大器電路在工作時(shí)(圖1)， 電流檢測(cè)器首先檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流值，流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流有兩種 不同的值，其值由儲(chǔ)存單元上儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)(0或1)決定；當(dāng)流過(guò)儲(chǔ)存單元
的電流值較大時(shí)，電流檢測(cè)器輸出的電壓信號(hào)為一較高電平；當(dāng)流過(guò)儲(chǔ)存 單元的電流值較小時(shí)，電流檢測(cè)器輸出的電壓信號(hào)為一較低電平；從電流 檢測(cè)器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)施密特緩沖器進(jìn)行整形，得到坡度較陡的方波信 號(hào)；施密特緩沖器的輸出信號(hào)經(jīng)兩級(jí)反相器后得到同相的輸出信號(hào)，這個(gè) 輸出信號(hào)也就是靈敏放大器電路的輸出信號(hào)。
本發(fā)明所涉電流檢測(cè)器應(yīng)用于靈敏放大器電路中(圖2)，用于檢測(cè)流 過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn)行輸出，電流檢測(cè)器的結(jié)構(gòu) 及原理如下
在圖2提到的電流檢測(cè)器中，MOS管Ml、 M2的寬長(zhǎng)比分別為(W/L) ,、(W/L) 2，參考電流源的電流值分別為It、 12，流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流有兩 種不同的值，以對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存單元上儲(chǔ)存的不同數(shù)據(jù)(0或1)，這兩種不同的 電流值大小可相差2—3個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)電流檢測(cè)器開(kāi)始工作時(shí)，流過(guò)M1的 電流為lMi二Ii一I鵬單元，由于M1的鏡像作用，流過(guò)M2的電流值為
IM2= (I廣I船單元)(W/L) 2/ (W/L) i (公式1)
當(dāng)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流值較大時(shí)有
Im2<I2
(公式2)
使得電流檢測(cè)器的輸出為一較高電平信號(hào)。 當(dāng)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流值較小時(shí)有
Im2〉12
(公式3)
使得電流檢測(cè)器的輸出為一較低電平信號(hào)。
由上所述，對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)存單元上儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的不同(0或1),這種電流 檢測(cè)器產(chǎn)生了不同的輸出信號(hào)。
圖2及所用到的參考電流源I, 、 12有多種構(gòu)成方法，可以由各種有源 及無(wú)源器件構(gòu)成。參考電流源L 、 12的作用是用來(lái)提供一定數(shù)值的參考電 流。
一種用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路的應(yīng)用(如圖3所示)，其特 征在于該靈敏放大器電路應(yīng)用于儲(chǔ)存器電路中。
上述所說(shuō)的靈敏放大器電路應(yīng)用于儲(chǔ)存器電路中包括EEPR0M存儲(chǔ)器 的讀取檢測(cè)模塊和ef lash存儲(chǔ)器的讀取檢測(cè)模塊(如圖4所示)。
權(quán)利要求
1.一種用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路，該電路包括施密特緩沖器、反相器1、反相器2及包括位線選擇開(kāi)關(guān)在內(nèi)的儲(chǔ)存單元，該電路的特征在于具有一個(gè)用于檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn)行輸出的電流檢測(cè)器；儲(chǔ)存單元、電流檢測(cè)器、施密特緩沖器、反相器1、反相器2依次相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路，其特 征在于所說(shuō)的電流檢測(cè)器包括兩個(gè)參考電流源及構(gòu)成電流鏡的兩個(gè)M0S 管，兩個(gè)參考電流源與構(gòu)成電流鏡的兩個(gè)MOS管分別相連，兩個(gè)參考電流 源可以由有源或無(wú)源器件構(gòu)成。
3、 一種用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路的工作方法，其特征在于 它包括以下步驟(1) 電流檢測(cè)器檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn) 行輸出；(2) 施密特緩沖器對(duì)電流檢測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行整形；(3) 反相器l對(duì)施密特緩沖器的輸出信號(hào)進(jìn)行反相；(4) 反相器2對(duì)反相器1的輸出信號(hào)進(jìn)行反相，并提供靈敏放大器電 路輸出的帶負(fù)載能力。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路的工作 方法，其特征在于所說(shuō)的步驟(1)中電流檢測(cè)器的工作方法是(1)兩個(gè)參考電流源的其中一個(gè)提供流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流及流過(guò)構(gòu)成 電流鏡的兩個(gè)M0S管的電流；(2 )所得流過(guò)構(gòu)成電流鏡的兩個(gè)M0S管的電流與另 一個(gè)參考電流源的 電流進(jìn)行比較；(3)比較的結(jié)果以電壓信號(hào)的形式進(jìn)行輸出。
5、 一種用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路的應(yīng)用，其特征在于該靈 敏放大器電路應(yīng)用于儲(chǔ)存器電路中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路的應(yīng) 用，其特征在于所說(shuō)的靈敏放大器電路應(yīng)用于儲(chǔ)存器電路中包括EEPR0M存 儲(chǔ)器的讀取檢測(cè)模塊和ef lash存儲(chǔ)器的讀取檢測(cè)模塊。
全文摘要
一種半導(dǎo)體儲(chǔ)存器的靈敏放大器電路及其工作方法與應(yīng)用，包括施密特緩沖器、反相器1、反相器2及儲(chǔ)存單元，具有一個(gè)用于檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn)行輸出的電流檢測(cè)器；儲(chǔ)存單元、電流檢測(cè)器、施密特緩沖器、反相器1、反相器2依次相連接。電流檢測(cè)器檢測(cè)流過(guò)儲(chǔ)存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)進(jìn)行輸出；施密特緩沖器對(duì)該輸出的信號(hào)進(jìn)行整形；反相器1對(duì)施密特緩沖器的輸出信號(hào)進(jìn)行反相；反相器2對(duì)反相器1進(jìn)行反相，并提供靈敏放大器電路輸出的帶負(fù)載能力。該靈敏放大器電路應(yīng)用于儲(chǔ)存器電路中。本發(fā)明的優(yōu)越性在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗較低、工作電壓要求較低、穩(wěn)定性高，可以應(yīng)用到各種儲(chǔ)存器電路中。
文檔編號(hào)G11C7/06GK101373627SQ20071005887
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者呂英杰, 張小興, 張慧泉, 戴宇杰, 勃 樊 申請(qǐng)人:天津南大強(qiáng)芯半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)有限公司