[发明专利]用于低功率闪存存储器的电压模式感测

说明书

技术领域

本发明一般涉及存储器阵列，并且更具体地，涉及包含具有共同的寻址电路的闪存存储器和ROM存储单元的存储器模块。

背景技术

与易失性数据位相反，非易失性数据位在不需要保持对数据位供电的情况下保持存储的数字数据达相对较长的时间。这种非易失性数据位包括只读数据位和闪存数据位，只读数据位由多种半导体器件制成并且在本领域被称为ROM，闪存数据位通常由浮栅晶体管制成。例如，这种非易失性数据位被电寻址并因此比诸如磁存储(例如，硬盘)和光存储(例如，CD-ROM)之类的机械寻址的数据存储系统更快地存取。然而，就成本、效率和效用而言，非易失性数据位与易失性存储器和机械寻址的数据存储相比历来是不利的。虽然易失性和机械寻址存储两者生产相对廉价、紧密封装并且可自由地写入和重写，但非易失性存储器历来昂贵、大并且对于闪存数据位具有单元可被写入的次数的限制或对于ROM单元具有根本不经受被重写的限制。

然而，闪存单元的技术和生产的最新发展已开始使得闪存存储器对于多种常见应用相对成本有效。在习惯于使用相对高功耗的易失性存储器的应用中，闪存存储器其本身的使用可较易失性存储器产生相当大的节能。然而，尤其在依赖于低功耗的应用中，闪存单元的使用仍可产生不期望的高功耗。

部分地，闪存存储器系统的功率消耗不仅源自于构成阵列的各个闪存数据位本身，而且也源自于建立在允许对单元进行数据的读取和写入的各个单元周围的基础结构。具体而言，如本领域所公知的，读取闪存数据位的内容的操作涉及采用电压偏置单元并且感测单元电流的影响。在单元电流量的基础上，可确定单元的数据状态。电流感测具有相对不易受各个闪存单元的特性的变化的影响和对抗噪声干扰的优点。

发明内容

然而，使用感测电流来读取闪存数据位的数据状态可趋向于在读取操作期间产生相对大的功耗。为了感测单元电流的状态，感测放大器(sensamp)参考电流一般相对较大，从而导致比不依赖于感测电流来确定存储在闪存单元中的数据的性质的读取操作相对大的功耗。因此，作为整体来说闪存存储器的功耗在电池需求量大的应用中可能是不期望地大。

已经开发一种闪存存储器，相对于感测单独单元中的电流的闪存存储器读取操作，该闪存存储器可降低在读取操作期间闪存存储器的功耗。具体而言，可通过使用使单独数据位偏置的电压、电阻和电流的组合并且检测由于单元的数据状态引起的位线电压的变化来实现功耗的降低。通过依靠检测电压而不是测量电流，在读取操作期间使用的电流的量可远低于电流感测单元所需的电流的量，由此降低了功耗。

然后，电压感测的开发已导致对单独闪存单元的物理变化和对噪声干扰的更大敏感性。因此，已开发对抗单元变化和噪声的保护措施。具体而言，闪存单元可被测试以确定其被电压偏置的能力的安全裕度，其中降到裕度标准之下的单元被认为不可靠的。此外，电子放电方案可应用于闪存单元的输入/输出以将输入/输出置于已知的状态，从而减轻噪声对电压感测的影响。

在实施例中，电可擦除闪存存储器包括数据存储元件和电压感测电路。数据存储元件被配置成存储多个数据位，多个数据位的每一个具有数据状态。电压感测电路选择性地耦合至多个数据位中的单独(individual)数据位并且配置成采用偏置电流和偏置电阻中的至少一个来偏置多个数据位中的单独数据位并且配置成读取多个数据位中的单独数据位的数据状态。

在实施例中，多个数据位的每一个具有性能裕度。在实施例中，电压感测电路被配置成采用作为读取偏置和裕度偏置中的至少一个的偏置来选择性地偏置多个数据位，并且当电压感测电路采用裕度偏置来偏置多个数据位中的单独数据位时，多个数据位中的单独数据位引起指示多个数据位的单独数据位的性能裕度的响应。

在实施例中，电压感测电路包括传感器和配置成采用偏置电阻来偏置传感器的偏置电路。多个数据位中的每一个引起指示多个数据位中的被选定的(selected)数据位的数据状态的传感器中的响应。

在实施例中，电压感测电路包括传感器和配置成采用偏置电流来偏置传感器的偏置电路。多个数据位中的每一个引起传感器中指示多个数据位中的被选定的数据位的数据状态的响应。

在实施例中，多个数据位中的每一个具有性能裕度，偏置电路被配置成采用作为读取偏置和裕度偏置中的至少一个的偏置电流来选择性地偏置传感器，并且当偏置电路采用裕度偏置来偏置传感器时，多个数据位中的单独数据位引起传感器中指示多个数据位中的单独数据位的性能裕度的响应。

在实施例中，多个数据位包括具有两个数据状态的二进制数据位。