[实用新型]一种用于电可擦除可编程只读存储器的灵敏放大器

说明书

技术领域

本实用新型属于非挥发性存储器技术领域，具体为一种用于电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)的灵敏放大器(sense amplifier)，尤其适合在嵌入式EEPROM中应用。

背景技术

整个EEPROM由存储阵列(memory cell)和外围电路两部分构成，外围电路由列解码器(column decoder)、行解码(row decoder)、灵敏放大器(sense amplifier)、高压产生(high voltage generator)、带隙(bandgap)和逻辑控制(control logic)、数据锁存(data latch)等电路组成。

EEPROM的功耗(power dissipation)主要由静态功耗(Static powerdissipation)、读功耗(Read power dissipation)、写功耗(Write powerdissipation)和数字功耗四部分构成。静态功耗主要来源于波动电压(fluctuation voltage)驱动解码电路(decoding circuit)和电压转换电路(levelshifter circuit)中大的节点寄生电容(parasitic capacitance)时，而产生的额外功耗；读功耗主要来源于灵敏放大器(sense amplifier)写功耗主要来源于升压电路；数字控制部分的功耗来源于电路翻转时产生的功耗。由于数字部分规模很小，其功耗在整个功耗中所占比例较小。

迄今为止，关于EEPROM存储器低功耗设计关键技术的文献有很多，主要归结为三点：1)用于对EEPROM进行写操作的电荷泵电路(chargepump circuit)的优化；2)用于对EEPROM进行读操作的灵敏放大器电路(sense amplifier)的优化；3)写操作时，写时间的优化。

传统的灵敏放大器(参见Nobuaki Otsuka，Mark A.Horowitz，Circuit Techniquesfor 1.5V Power Supply Flash Memory[J]，IEEE J.Solid-State Circuit，vol.32，no.8，August1997)都采用电流检测的方法。如图1所示，传统的灵敏放大器利用差分运算放大器电路AMP比较浮栅管MC的读电流和参考电流I_ref来区分浮栅管存储的“0”、“1”信号，并通过后续整形电路获得数字信号输出。此类灵敏放大器的设计原理决定了它的一些缺陷：

1)这种放大器需要一个参考电流，为了保证区分度，理想的参考电流取值应为读“0”和读“1”电流的中间值，同时为了保证其抗干扰能力，这个电流不能取的很小，一般至少要取到几十微安，因而导致了在并行读出时总的读电流会比较大，I_total∈(nI_ref，3nI_ref)，其中，I_total总的消耗电流，I_ref为参考电流，n为同时读出的位数；

2)随着浮栅管特性的退化，参考电流I_ref将会偏离其理想值，进而导致灵敏放大器的区分度降低，速度变慢；

3)由于此电路存在较多的悬空节点，必须采用复杂的控制逻辑才能防止悬空节点存储的电荷影响读出的正确性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于电可擦除可编程只读存储器的灵敏放大器，该灵敏放大器结构简单，不需要偏置电路，占用面积小；读取速度快，消耗功耗少；工作电压范围大，抗器件特性退化，性能稳定。

本实用新型提供的一种用于电可擦除可编程只读存储器的灵敏放大器，其特征在于：该灵敏放大器包括充电控制电路和检测输出电路两部分，其中，

充电控制电路包括PMOS管P1和NMOS管N1、N2；PMOS管P1和NMOS管N1组成反相器结构，其公共栅极作为充电控制端A，其公共漏极与NMOS管N2的漏极相连作为充电输入端，和浮栅管MC的源极相连，NMOS管N2的栅极作为泄放控制端B；当充电控制端A和泄放控制端B均为低电平时，充电控制电路开始充电；