專利名稱：一種半導(dǎo)體儲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)體儲存器的讀出放大器，特別是一種可以作為半導(dǎo)體 儲存器的讀出電路使用的半導(dǎo)體儲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)體儲存器的一個重要組成部分，它直接影響到半導(dǎo) 體儲存器的讀取速度。靈敏放大器通過放大位線上的小信號變化來得到儲 存單元上儲存的數(shù)據(jù)。隨著現(xiàn)代儲存器每根位線上儲存單元數(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 加了信號的延遲。因此設(shè)計(jì)一個高速度、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 大器的動作分為預(yù)充電和讀出兩個階段。在預(yù)充電階段，儲存單元及虛擬 儲存單元通過控制開關(guān)與電流比較器斷開，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，儲存單元及虛擬儲存單元通過控制開關(guān)與電流比較器連接，電流 比較器對流過儲存單元及虛擬儲存單元的電流進(jìn)行比較，并根據(jù)流過儲存 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。
流過儲存單元的電流由儲存單元上儲存的數(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個數(shù)量級。流過虛擬儲存單元的電流值 為流過儲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)靈敏放大器對預(yù)充電和數(shù)據(jù)讀出兩個階段進(jìn)行轉(zhuǎn)換的控制信號。
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，對電源供電能力要求較高；
2、 要求有一個產(chǎn)生預(yù)充電電壓的電路，增加了電路的復(fù)雜程度；
3、 電路需要對預(yù)充電和讀出兩個階段進(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)存在的問題，克服了通常使用的應(yīng)用于上 面提到的半導(dǎo)體儲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及包括位線選擇開關(guān)在內(nèi)的儲 存單元，該電路的特征在于具有一個用于檢測流過儲存單元的電流大小并 轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行輸出的電流檢測器；儲存單元、電流檢測器、施密特 緩沖器、反相器l、反相器2依次相連接。
上述所說的電流檢測器包括兩個參考電流源及構(gòu)成電流鏡的兩個M0S 管，兩個參考電流源與構(gòu)成電流鏡的兩個MOS管分別相連，兩個參考電流 源可以由有源或無源器件構(gòu)成。
一種用于半導(dǎo)體儲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) 電流檢測器檢測流過儲存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn) 行輸出；
(2) 施密特緩沖器對電流檢測器輸出的信號進(jìn)行整形；
(3) 反相器l對施密特緩沖器的輸出信號進(jìn)行反相；
(4) 反相器2對反相器1的輸出信號進(jìn)行反相，并提供靈敏放大器電 路輸出的帶負(fù)載能力。
上述所說的步驟(1)中電流檢測器的工作方法是 (1 )兩個參考電流源的其中一個提供流過儲存單元的電流及流過構(gòu)成 電流鏡的兩個MOS管的電流；
(2 )所得流過構(gòu)成電流鏡的兩個M0S管的電流與另 一個參考電流源的 電流進(jìn)行比較；
(3)比較的結(jié)果以電壓信號的形式進(jìn)行輸出。 一種用于半導(dǎo)體儲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)用到各種儲存器 電路中。
(四)


圖1是本發(fā)明所涉一種半導(dǎo)體儲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器電路圖。
圖3是本發(fā)明所涉一種半導(dǎo)體儲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)體儲存器的靈敏放大器電路如圖1所 示，它包括
電流檢測器，用于檢測流過儲存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號 進(jìn)行輸出；
施密特緩沖器，對電流檢測器輸出的信號進(jìn)行整形； 反相器l，對施密特緩沖器的輸出信號進(jìn)行反相；
反相器2，對反相器1的輸出信號進(jìn)行反相，并提供靈敏放大器電路 輸出的帶負(fù)載能力；
與電流檢測器輸入相連的包括位線選擇開關(guān)在內(nèi)的儲存單元。
上述所說的電流檢測器如圖2所示，應(yīng)用于靈敏放大器電路中，用于 檢測流過儲存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行輸出。
上述所說的電流檢測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源器件構(gòu)成，參考電流源I" 12的作用是當(dāng)電 流檢測器與儲存單元及施密特緩沖器斷開時，使得流過電流檢測器內(nèi)部的 M0S管M1、 M2的電流值分別為L、 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(圖1)， 電流檢測器首先檢測流過儲存單元的電流值，流過儲存單元的電流有兩種 不同的值，其值由儲存單元上儲存的數(shù)據(jù)(0或1)決定；當(dāng)流過儲存單元
的電流值較大時，電流檢測器輸出的電壓信號為一較高電平；當(dāng)流過儲存 單元的電流值較小時，電流檢測器輸出的電壓信號為一較低電平；從電流 檢測器輸出的電壓信號經(jīng)施密特緩沖器進(jìn)行整形，得到坡度較陡的方波信 號；施密特緩沖器的輸出信號經(jīng)兩級反相器后得到同相的輸出信號，這個 輸出信號也就是靈敏放大器電路的輸出信號。
本發(fā)明所涉電流檢測器應(yīng)用于靈敏放大器電路中(圖2)，用于檢測流 過儲存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行輸出，電流檢測器的結(jié)構(gòu) 及原理如下
在圖2提到的電流檢測器中，MOS管Ml、 M2的寬長比分別為(W/L) ,、(W/L) 2，參考電流源的電流值分別為It、 12，流過儲存單元的電流有兩 種不同的值，以對應(yīng)儲存單元上儲存的不同數(shù)據(jù)(0或1)，這兩種不同的 電流值大小可相差2—3個數(shù)量級。當(dāng)電流檢測器開始工作時，流過M1的 電流為lMi二Ii一I鵬單元，由于M1的鏡像作用，流過M2的電流值為
IM2= (I廣I船單元)(W/L) 2/ (W/L) i (公式1)
當(dāng)流過儲存單元的電流值較大時有
Im2<I2
(公式2)
使得電流檢測器的輸出為一較高電平信號。 當(dāng)流過儲存單元的電流值較小時有
Im2〉12
(公式3)
使得電流檢測器的輸出為一較低電平信號。
由上所述，對應(yīng)于儲存單元上儲存的數(shù)據(jù)的不同(0或1),這種電流 檢測器產(chǎn)生了不同的輸出信號。
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 及無源器件構(gòu)成。參考電流源L 、 12的作用是用來提供一定數(shù)值的參考電 流。
一種用于半導(dǎo)體儲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)用于儲存器電路中。
上述所說的靈敏放大器電路應(yīng)用于儲存器電路中包括EEPR0M存儲器 的讀取檢測模塊和ef lash存儲器的讀取檢測模塊(如圖4所示)。
權(quán)利要求
1.一種用于半導(dǎo)體儲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及包括位線選擇開關(guān)在內(nèi)的儲存單元，該電路的特征在于具有一個用于檢測流過儲存單元的電流大小并轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行輸出的電流檢測器；儲存單元、電流檢測器、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)體儲存器的靈敏放大器電路，其特 征在于所說的電流檢測器包括兩個參考電流源及構(gòu)成電流鏡的兩個M0S 管，兩個參考電流源與構(gòu)成電流鏡的兩個MOS管分別相連，兩個參考電流 源可以由有源或無源器件構(gòu)成。
3、 一種用于半導(dǎo)體儲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) 電流檢測器檢測流過儲存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn) 行輸出；(2) 施密特緩沖器對電流檢測器輸出的信號進(jìn)行整形；(3) 反相器l對施密特緩沖器的輸出信號進(jìn)行反相；(4) 反相器2對反相器1的輸出信號進(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)體儲存器的靈敏放大器電路的工作 方法，其特征在于所說的步驟(1)中電流檢測器的工作方法是(1)兩個參考電流源的其中一個提供流過儲存單元的電流及流過構(gòu)成 電流鏡的兩個M0S管的電流；(2 )所得流過構(gòu)成電流鏡的兩個M0S管的電流與另 一個參考電流源的 電流進(jìn)行比較；(3)比較的結(jié)果以電壓信號的形式進(jìn)行輸出。
5、 一種用于半導(dǎo)體儲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)體儲存器的靈敏放大器電路的應(yīng) 用，其特征在于所說的靈敏放大器電路應(yīng)用于儲存器電路中包括EEPR0M存 儲器的讀取檢測模塊和ef lash存儲器的讀取檢測模塊。
全文摘要
一種半導(dǎo)體儲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及儲存單元，具有一個用于檢測流過儲存單元的電流大小并轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行輸出的電流檢測器；儲存單元、電流檢測器、施密特緩沖器、反相器1、反相器2依次相連接。電流檢測器檢測流過儲存單元的電流大小，并轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行輸出；施密特緩沖器對該輸出的信號進(jìn)行整形；反相器1對施密特緩沖器的輸出信號進(jìn)行反相；反相器2對反相器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)用于儲存器電路中。本發(fā)明的優(yōu)越性在于結(jié)構(gòu)簡單、功耗較低、工作電壓要求較低、穩(wěn)定性高，可以應(yīng)用到各種儲存器電路中。
文檔編號G11C7/06GK101373627SQ20071005887
公開日2009年2月25日 申請日期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 申請人:天津南大強(qiáng)芯半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)有限公司