[发明专利]用于电阻式存储器的高速感测

说明书

技术领域

本发明大体上涉及感测存储于电阻式存储器装置的单元中的数据值。

背景技术

使计算系统执行操作所需要的时间常常为计算系统的处理器的速度及计算系统的存储器系统的速度的函数。为了跟上越来越快速的处理器，需要增加可从存储器检索指令及数据的速度。

在电阻式存储器装置的单元(例如，磁阻式随机存取存储器(MRAM)单元或自旋力矩转移MRAM(STT MRAM)单元)中，读取存储于所述单元的电阻式存储器元件中的数据值涉及使“数据电流”传递通过电阻式存储器元件。将数据电流与“参考电流”进行比较，“参考电流”表示传递通过经设定为高数据值的参考电阻式存储器元件与经设定为低数据值的参考电阻式存储器元件的电流的平均值。将数据电流与参考电流进行比较指示电阻式存储器元件是存储高数据值还是存储低数据值。读取所存储数据值涉及使用感测放大器以将数据电流与参考电流进行比较且以产生输出电压，输出电压指示所存储数据值是高数据值还是低数据值。

在此系统中，分配使感测放大器通过产生达到指示所存储数据值的阈值的输出电压而对数据电流及参考电流作出响应的时间。随着存储器装置越来越小型化(且因此可越来越倾向于存储器装置的生产的工艺变化)，表示作为高数据值的所存储数据值与作为低数据值的所存储数据值之间的差的阈值可增加以适应增加的噪声及工艺变化。较高阈值导致使感测放大器产生数据输出的较大时间，从而导致读取数据值的较长时间及计算系统的处理吞吐量减少。

发明内容

本发明的实施例使用一个或一个以上增益级以产生输出电压，所述输出电压表示数据单元的电阻式存储器元件是存储高数据值还是存储低数据值。响应于接收表示传递通过电阻式存储器元件的数据电流的第一单端输出电压，增益级将所述第一单端输出电压朝向供应电压(对于表示高数据值的数据电流)或朝向接地(对于表示低数据值的数据电流)进行放大。所述增益级快速地对所述数据电流作出响应以产生第二单端输出电压，所述第二单端输出电压响应于所述数据电流而快速地且急剧地分歧。

在特定实施例中，一种设备包括感测电路。所述感测电路包括第一放大器级，所述第一放大器级经配置以将通过存储器单元的第一电阻式存储器元件的第一电流转换成第一单端输出电压。所述感测电路包括第二放大器级，所述第二放大器级经配置以放大所述第一放大器级的所述第一单端输出电压以产生第二单端输出电压。

在另一特定实施例中，一种感测电路包括第一放大器装置，所述第一放大器装置用于基于传递通过电阻式存储器单元的第一电流而产生第一单端输出电压。所述感测电路还包括第二放大器装置，所述第二放大器装置用于放大所述第一单端输出电压以产生第二单端输出电压。所述第二单端输出电压表示所述电阻式存储器单元的数据输出。

在另一特定实施例中，一种方法包括放大对应于表示所存储数据值的通过电阻式存储器元件的电流的第一单端输出电压。放大所述第一单端输出电压以产生第二单端输出电压。所述第二单端输出电压指示所述所存储数据值。

所述所揭示实施例中的至少一者所提供的一个特定优点是减少使感测放大器感测表示所存储数据值的电压已从参考电压分歧以识别所存储数据值的时间。放大表示流动通过电阻式存储器元件的电流电平的第一单端电压输出的增益级或放大器在各轨之间快速地驱动第二单端输出电压(即，到供应电压的电平或接地的电平)，以快速地提供输出以识别所存储数据值。在审阅整个申请案之后，本发明的其它方面、优点及特征将变得显而易见，整个申请案包括以下部分：附图说明、具体实施方式及权利要求书。

附图说明

图1为包括具有第二放大器级的感测电路的系统的特定说明性实施例的图，第二放大器级经配置以放大表示存储于电阻式存储器单元中的数据值的第一单端输出电压且以产生指示所存储数据值的输出电压；

图2为具有增益电路的系统的特定说明性实施例的图，增益电路用以响应于接收表示存储于电阻式存储器单元中的数据值的第一单端输出电压而产生输出电压；

图3为图2的系统的元件的电路特性的特定实施例的一对曲线图；

图4为展示差分放大电路的时序与图1及2的单端放大系统的时序的时序图；

图5为具有增益电路的系统的特定说明性实施例的框图，增益电路用以响应于传递通过电阻式存储器元件的电流而产生输出电压；

图6为放大第一单端输出电压以产生第二开端输出电压以便确定来自电阻式存储器元件的所存储数据值的方法的特定说明性实施例的流程图；