[发明专利]电流灵敏放大器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体静态随机存储器电路技术领域，尤其涉及一种电流灵敏放大器。

背景技术

随着器件尺寸的减小，静态存储器的容量变得越来越大，而位线上的电容也越来越大， 要较快的读取单元的信息比较困难，人们采用灵敏放大器的方法对位线上小的电压差进行放 大。

开始人们通过采用电压灵敏放大器的方法，通过使位线上的电压差达到一定值时，然后 打开电压灵敏放大器对电压进行放大，以此为代表的主要有交叉耦合灵敏放大器、电流锁存 灵敏放大器和电压控制型电流镜灵敏放大器。

但是随着存储器容量越来越大，位线上的电容也越来越大，使位线上达到所需的电压差 需要很长的时间，这也成了电压灵敏放大器的瓶颈之一。人们开始采用电流灵敏放大器来代 替电压灵敏放大器，由于电流灵敏放大器放大的是电流差，而不是电压差，使得输出受位线 电容的影响变得很小。目前，电流灵敏放大器没有被广泛采用，其原因是电流灵敏放大器的 可靠性差和功耗较大，并且没有考虑电流传输级PMOS的mismatch问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流灵敏放大器，采用信号控制来提高其可靠性的同时 ，在使其速度不降低的条件下，其功耗能够降低。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电流灵敏放大器，所述电流灵 敏放大器包括：预充电模块、CELL单元模块、平衡电路模块、交叉耦合PMOS电流传输模块、 列选电路模块和电流锁存灵敏放大器模块；

所述预充电模块，用于对位线BL和BLB进行预充电，使所述位线BL和BLB上的电位在字线 WL启动之前都达到电源电压，预充电模块与所述位线BL和BLB相连，并且和所述CELL单元模 块以及交叉耦合PMOS电流传输模块相连；

所述CELL单元模块，用于存储单元信息；

所述平衡电路模块，用于使位线BLS和BLSB上的电压在所述字线WL启动前处于相同的电 位，并且与所述交叉耦合PMOS电流传输模块和列选电路模块相连；

所述交叉耦合PMOS电流传输模块，用于感应所述位线BLS和BLSB上的电流差，使之在所 述位线BLS和BLSB上产生电位差；

所述列选电路模块，用于对每一列进行列选，并对所述电流锁存灵敏放大器模块的输入 端节点A和节点B预放电到地，它的输出与所述电流锁存灵敏放大器模块的输入端相连；

所述电流锁存灵敏放大器模块，用于对所述交叉耦合PMOS电流传输模块在所述位线BLS 和BLSB上产生的电位差进行放大到全摆幅。

上述方案中，所述预充电模块包括一对由信号(CE2)控制的PMOS管和一对由信号(WE )控制的PMOS管；所述信号(CE2)控制PMOS管在预充电阶段打开，并对所述位线BL和BLB进 行充电；所述信号(WE)控制PMOS管在感应阶段打开使所述位线BL和BLB保持在高电平，并 在对单元进行写操作时关闭位线充电。

上述方案中，所述CELL单元模块为sram存储单元，所述sram存储单元包括多个挂在位线 BL和BLB上的存储单元，用于存储信息和在所述字线WL打开进行读取操作的时候对所述位线 BL和BLB进行放电。

上述方案中，所述平衡电路模块为由信号(CS2)控制的一个PMOS管，其源极和漏极分 别连接所述位线BLS和BLSB，在预充电阶段打开使所述位线BLS和BLSB的电位相等，在感应阶 段关闭使所述位线BLS和BLSB产生电位差。

上述方案中，所述交叉耦合PMOS电流传输模块为一对交叉耦合的PMOS管，每个PMOS管的 栅极和与之对称的另一个PMOS管的漏极相连，使在感应开始阶段PMOS管工作在饱和区，使通 过电流传输级的电流差受位线上的电容的影响减小。

上述方案中，所述列选电路模块为一对由信号(CS1)控制的反相器，这对反相器的 PMOS管的源极分别连接所述位线BLS和BLSB，所述信号(CS1)降低到低电平时用于对每一列 进行列选，所述信号(CS1)升高到高电平时用于对所述电流锁存灵敏放大器模块的输入端 进行预放电到地。