[发明专利]一次性可编程存储器及其编程方法与读取方法

权利要求书

1.一种一次性可编程存储器，其特征在于，至少包括：

相变存储单元，用于存储需要写入的数据；

写入单元，用于将需要写入的数据写入到相变存储单元中；

读取单元，用于读取存储在相变存储单元中的数据；

读参考单元，用于提供读取单元读取数据时的比较对象；

偏置单元，用于在读取单元读取时向所述相变存储单元提供钳位电压。

2.根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于：所述的相变存储单元包括一个相变单元及一个选通单元，所述相变单元的第一端与所述写入单元及读取单元连接，第二端通过所述选通单元接地。

3.根据权利要求2所述的一次性可编程存储器，其特征在于：所述相变单元由GeSbTe材料所形成，所述选通开关为NMOS管或二极管。

4.根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于：所述写入单元包括一个选通开关，所述选通开关连接于电源和相变存储单元之间，并由编程信号控制导通或关断。

5.根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于：所述读取单元包括一个PMOS管、一个钳位NMOS管、一个读选通开关及一个三态反相器，其中，所述PMOS管的源端与所述钳位NMOS管的漏端、以及三态反相器的输入端连接，漏端连接电源，所述钳位NMOS管的源端通过所述读选通开关连接到所述相变存储单元，同时，所述读选通开关及所述三态反相器均由读使能信号控制导通或关断。

6.根据权利要求5所述的一次性可编程存储器，其特征在于：所述读参考单元包括一个PMOS管、一个钳位NMOS管、一个读选通开关、一个参考电阻和一个选通单元，所述PMOS管的漏端与栅端相连并与所述钳位NMOS管的漏端连接，源端连接电源，栅端与所述读取单元中的PMOS管的栅端相连并形成电流源，所述钳位NMOS管的源端通过所述读选通开关连接到所述参考电阻的第一端，所述参考电阻的第二端通过所述选通单元连接到地，同时，所述读选通开关由读使能信号控制导通或关断。

7.根据权利要求6所述的一次性可编程存储器，其特征在于：所述偏置单元包括一个PMOS管、第一电阻、第二电阻以及一个NMOS管，所述PMOS管的漏端连接到所述第一电阻的第一端，源端连接电源，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端以及所述NMOS管的栅端连接，所述第二电阻的第二端与所述NMOS管的漏端连接，所述NMOS管的源端接地。

8.根据权利要求7所述的一次性可编程存储器，其特征在于：所述偏置单元中的NMOS管的漏端产生的钳位电压分别控制所述读参考单元中的钳位NMOS管的栅端以及所述读取单元中的钳位NMOS管的栅端。

9.一种如权利要求1～8任意一项所述的一次性可编程存储器的编程方法，其特征在于：所述相变存储单元的初始态为低阻态，所述写入单元根据编程信号采用电压脉冲的方式对所述相变存储单元进行编程操作。

10.一种如权利要求1～8任意一项所述的一次性可编程存储器的读取方法，其特征在于：

所述偏置单元产生一个钳位电压，控制所述相变存储单元上的电压在读取过程中不超过安全电压；

所述读参考单元产生一个参考电流，该参考电流的大小处于所述相变存储单元在高阻态及低阻态时分别流过的电流之间，并且该参考电压通过所述读参考单元和读取单元间形成的电流源复制到所述读取单元；

当所述相变存储单元处于高阻态时，流过所述相变存储单元的电流小于该参考电流，所述电流源输出一个高电压，通过所述读取单元中的三态反相器转换成信号“0”；当所述相变存储单元处于低阻态时，流过所述相变存储单元的电流大于该参考电流，所述电流源输出一个低电压，通过所述读取单元中的三态反相器转换成信号“1”，从而完成读取操作。