記憶體驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種記憶體的驅(qū)動(dòng)電路，特別是關(guān)于一種用以寫(xiě)入一種憶阻性記憶體的驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的記憶體技術(shù)，如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取記憶體(DRAM)以及靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體(SRAM)等等的發(fā)展?jié)u趨成熟，快速面臨到尺度上的物理極限。因此，發(fā)展新的記憶體技術(shù)以符合未來(lái)記憶體應(yīng)用為目前相關(guān)領(lǐng)域重要的研發(fā)課題，其中憶阻性記憶體包含相變化記憶體(Phase change memory, PCM)、電阻式記憶體(Resistive Memory, RRAM)及磁阻性記憶體(Magnetoresistive memory, MRAM)，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的物理機(jī)制不同，但判讀“ 1 ”或“0”的數(shù)據(jù)是以記憶元件外顯的電阻值大小來(lái)區(qū)分。其中相變化記憶體可通過(guò)本身材料的晶相變化改變?cè)娮柚?，以電阻值的變化?chǔ)存信息，當(dāng)記憶元件中的材料為結(jié)晶態(tài)時(shí)，其呈現(xiàn)低電阻值，反之，當(dāng)為非結(jié)晶態(tài)時(shí)，其呈現(xiàn)高電阻值。
[0003]然而，憶阻性記憶體須透過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流以執(zhí)行設(shè)置寫(xiě)入(SET)或重置寫(xiě)入(RESET)的操作，因此，如何能在設(shè)計(jì)出適用于憶阻性記憶體的驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域極需改進(jìn)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明的一方面為一記憶體驅(qū)動(dòng)電路，包含可編程電流源、參考電壓產(chǎn)生單元及電壓比較單元。可編程電流源用以產(chǎn)生第一電流與第二電流，第二電流驅(qū)動(dòng)記憶單元且在記憶單元的電流輸入端產(chǎn)生元件電壓，第二電流的大小與第一電流11呈固定比例關(guān)系。參考電壓產(chǎn)生單元，具有一參考電壓端以輸出一晶體電壓。電壓比較單元，具有第一電壓輸入端、第二電壓輸入端及比較輸出端；參考電壓端電性連接第一電壓輸入端，記憶單元的電流輸入端電性連接第二電壓輸入端，比較輸出端電性耦接可編程電流源。電壓比較單元比較晶體電壓與元件電壓的大小，由比較輸出端輸出第一控制信號(hào)控制可編程電流源，以調(diào)整第一電流與第二電流的大小。
[0005]為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明的一方面為一記憶體驅(qū)動(dòng)電路，包含可編程電流源、參考電壓產(chǎn)生單元及電壓比較單元?？删幊屉娏髟从靡援a(chǎn)生第一電流與第二電流，第二電流驅(qū)動(dòng)記憶單元且在記憶單元的電流輸入端產(chǎn)生元件電壓，第二電流的大小與第一電流呈固定比例關(guān)系。參考電壓產(chǎn)生單元，具有一參考電壓端以輸出一晶體電壓。電壓比較單元，具有第一電壓輸入端、第二電壓輸入端及比較輸出端；參考電壓端電性連接第一電壓輸入端，記憶單元的電流輸入端電性連接第二電壓輸入端，比較輸出端電性耦接可編程電流源。電壓比較單元比較晶體電壓與元件電壓的大小，由比較輸出端輸出第一控制信號(hào)控制可編程電流源，以調(diào)整第一電流與第二電流的大小。
[0006]在本發(fā)明一實(shí)施例中，電壓比較單元包含運(yùn)算放大器、D型正反器(D-Type FlipFlop)單元、邏輯電路單元。運(yùn)算放大器具有第一端、第二端及放大器輸出端，第一端連接第一電壓輸入端，第二端連接第二電壓輸入端。D型正反器單元具有數(shù)據(jù)輸入端，數(shù)據(jù)輸出端與一時(shí)脈輸入端，放大器輸出端電性連接數(shù)據(jù)輸入端，運(yùn)算放大器比較晶體電壓與元件電壓的大小，由放大器輸出端輸出一第二控制信號(hào)至數(shù)據(jù)輸入端，D型正反器在每個(gè)時(shí)脈周期取樣第二控制信號(hào)的電位，轉(zhuǎn)成一邏輯數(shù)值輸出至數(shù)據(jù)輸出端。邏輯電路單元，具有邏輯輸入端與邏輯輸出端，數(shù)據(jù)輸出端電性連接邏輯輸入端，邏輯輸出端電性連接至比較輸出端，邏輯電路單元運(yùn)算邏輯數(shù)值后，送出第一控制信號(hào)至比較輸出端。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，電壓比較單元的比較輸出端電性連接至參考電壓產(chǎn)生單元，使第一控制信號(hào)控制參考電壓產(chǎn)生單元，以調(diào)整晶體電壓大小。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，電壓比較單元的比較輸出端電性連接至參考電壓產(chǎn)生單元，使第一控制信號(hào)控制參考電壓產(chǎn)生單元，以調(diào)整晶體電壓的大小。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，固定比例關(guān)系指第二電流12的大小為第一電流II的N倍或1/N倍，其中N為正整數(shù)。
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，參考電壓產(chǎn)生單元的電源為定電壓源或定電流源。
[0011 ] 在本發(fā)明一實(shí)施例中，D型正反器單元包含多個(gè)D型正反器，D型正反器串接，且共用同一時(shí)脈。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例中，可編程電流源包含暫存器與可編程參考電流單元。暫存器儲(chǔ)存時(shí)脈周期所取得的第一控制信號(hào)，并設(shè)定可編程參考電流單元的電流大小，以產(chǎn)生第一電流。
[0013]在本發(fā)明一實(shí)施例中，參考電壓產(chǎn)生單元包含暫存器，以?xún)?chǔ)存時(shí)脈周期所取得的第一控制信號(hào)，并調(diào)整晶體電壓的值。
[0014]綜上所述，本發(fā)明透過(guò)可編程電流源、參考電壓產(chǎn)生單元及電壓比較單元，可判斷設(shè)置寫(xiě)入(SET)電流脈沖的結(jié)束時(shí)點(diǎn)，并采取相應(yīng)的電流模式，以設(shè)定憶阻性記憶體的電阻值?？s短已知設(shè)置寫(xiě)入電流脈沖時(shí)間過(guò)久的問(wèn)題。通過(guò)上述技術(shù)方案，可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步，并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為一種已知憶阻性記憶體驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；
[0016]圖2為憶阻性記憶體做重置寫(xiě)入(REST)或設(shè)置寫(xiě)入(SET)的電流脈沖圖；
[0017]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的記憶體驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；
[0018]圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的記憶體驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；
[0019]圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的記憶體驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；
[0020]圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的記憶體驅(qū)動(dòng)電路的示意圖；
[0021]圖7(a)根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示可編程電流源的內(nèi)部電路示意圖；
[0022]圖7(b)根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示參考電壓產(chǎn)生單元內(nèi)部電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下文是舉實(shí)施例配合所附附圖作詳細(xì)說(shuō)明，以更好地理解本案的態(tài)樣，但所提供的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，而結(jié)構(gòu)操作的描述非用以限制其執(zhí)行的順序，任何由元件重新組合的結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生具有均等功效的裝置，皆為本發(fā)明所涵蓋的范圍。此外，根據(jù)業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)及慣常做法，附圖僅以輔助說(shuō)明為目的，并未依照原尺寸作圖，實(shí)際上各種特征的尺寸可任意地增加或減少以便于說(shuō)明。下述說(shuō)明中相同元件將以相同的符號(hào)標(biāo)示來(lái)進(jìn)行說(shuō)明以便于理解。
[0024]在全篇說(shuō)明書(shū)與權(quán)利要求書(shū)所使用的用詞(terms)，除有特別注明外，通常具有每個(gè)用詞使用在此領(lǐng)域中、在此揭露的內(nèi)容中與特殊內(nèi)容中的平常意義。某些用以描述本發(fā)明的用詞將于下或在此說(shuō)明書(shū)的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本發(fā)明的描述上額外的引導(dǎo)。
[0025]此外，在本文中所使用的用詞“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均為開(kāi)放性的用語(yǔ)，即意指“包含但不限于”。此外，本文中所使用的“及/或”，包含相關(guān)列舉項(xiàng)目中一或多個(gè)項(xiàng)目的任意一個(gè)以及其所有組合。
[0026]于本文中，當(dāng)一元件被稱(chēng)為“連接”或“耦接”時(shí)，可指“電性連接”或“電性耦接”?！斑B接”或“耦接”亦可用以表示二或多個(gè)元件間相互搭配操作或互動(dòng)。此外，雖然本文中使用“第一”、“第二”、…等用語(yǔ)描述不同元件，該用語(yǔ)僅是用以區(qū)別以相同技術(shù)用語(yǔ)描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語(yǔ)并非特別指稱(chēng)或暗示次序或順位，亦非用以限定本發(fā)明。
[0027]請(qǐng)參考圖1。圖1為一種已知的憶阻性記憶體驅(qū)動(dòng)電路100的示意圖。以相變化記憶體(PCM)為例，如圖中1所示，記憶體驅(qū)動(dòng)電路100用以提供驅(qū)動(dòng)電流lout至記憶單元(memory cell) 160。記憶單元 160 包含一可編程電阻(programmable resistor)R1 與晶體管T1，組成一個(gè)晶體管與一個(gè)電阻(1T1R)的基本結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中記憶單元160可由一個(gè)R1 —個(gè)二極管(d1de)組成(1D1R)，或由一個(gè)R1與多個(gè)并聯(lián)的晶體管或二極管組成(xDIR ；xT1R)。記憶單元160可通過(guò)外加的驅(qū)動(dòng)電流lout來(lái)改變電阻R1的電阻值，以執(zhí)行重置寫(xiě)入(RESET)與設(shè)置寫(xiě)入(SET)的動(dòng)作，根據(jù)電阻R1高電阻或低電阻的