[发明专利]一种基于阻变存储单元RRAM的存储单元及存储方法

权利要求书

1.一种基于阻变存储单元RRAM的存储单元，其特征在于：包括敏感放大器、参考电阻电路以及数据通路；

所述敏感放大器的一端连接RRAM，另一端连接参考电阻电路，敏感放大器根据两端电阻阻值感应出q端信号和qb端信号，使敏感放大器最终在高电压态或低电压态，实现对数据的锁存；

所述参考电阻电路用于向敏感放大器提供一个参考电阻；

所述数据通路用于通过输出端口fuseq实现输出数据的0、1输出。

2.根据权利要求1所述的基于阻变存储单元RRAM的存储单元，其特征在于：所述敏感放大器为互相反馈串联的环路反相器，所述敏感放大器的输入端与RRAM的位线连接。

3.根据权利要求2所述的基于阻变存储单元RRAM的存储单元，其特征在于：所述参考电阻电路由阻值固定的电阻单元和NMOS三级管串联组成，所述参考电阻电路连接在敏感放大器(sense)的输出端。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于阻变存储单元RRAM的存储单元，其特征在于：所述数据通路包括上拉电路和下拉电路，

所述上拉电路包括通过漏端连接的PMOS管P1和PMOS管P2，其中PMOS管P2为弱上拉管；所述PMOS管P1的栅端连接数据输出使能en，所述PMOS管P2的漏端连接输出端口fuseq；

所述下拉电路包括通过漏端连接的NMOS管n1和NMOS管n2，所述NMOS管n2的栅端连接qb端，所述NMOS管n1的栅端连接数据输出使能en，所述NMOS管n1的源端与PMOS管P1的漏端连接。

5.根据权利要求4所述的基于阻变存储单元RRAM的存储单元，其特征在于：所述参考电阻电路提供的参考电阻位于RRAM的高阻值和低阻值之间。

6.一种基于阻变存储单元RRAM的存储方法，其特征在于：包括如下步骤：

1】阻变操作：

对RRAM进行编程和擦除操作，RRAM即实现低阻阻变或高阻阻变，RRAM的可变电阻Rcell将固定的保持在高阻值或低阻值状态；

2】初始化数据操作：

将RRAM的字线wl打开，将敏感放大器的q端信号和qb端信号下拉到地，实现对敏感放大器两端信号的复位初始化；

3】数据感应操作

开通敏感放大器工作，同时参考电阻电路开始工作提供一个参考电阻，经过敏感放大器的q端信号和qb端信号产生竞争：

电阻较小的一端会被下拉至地，另一端相应的变为高电平；

最终会保持在高电压态或低电压态，实现对数据的存储；

4】存储数据的输出：

通过数据通路将存储数据传输至输出端口fuseq。

7.根据权利要求6所述的基于阻变存储单元RRAM的存储方法，其特征在于：参考电阻电路提供的参考电阻阻止位于RRAM的高阻值和低阻值之间。

8.根据权利要求7所述的基于阻变存储单元RRAM的存储方法，其特征在于：步骤3】具体为

当RRAM阻变值为高阻时，经过数据感应后，阻值较小的qb端信号变为0，而q端变为高电平；

当RRAM阻变为低阻时，阻值较小的q端信号变为0，qb端信号则为高电平。

9.根据权利要求8所述的基于阻变存储单元RRAM的存储方法，其特征在于：

步骤4】具体为：

当数据输出使能en无效时，输出端口fuseq会被导通的PMOS管P1上拉至高电平，输出端口fuseq保持缺省数据1，此时P2管也导通上拉；

当数据输出使能信号en有效时，NMOS管n1导通，PMOS管P1关断，NMOS管n2的状态取决于来自敏感放大器的qb信号：

若qb为高电平，则NMOS管n2导通，输出端口fuseq到地的通路即导通，输出端口fuseq被下拉到地，输出端口fuseq由缺省数据1变为数据0，同时PMOS管p2关断；

反之若qb为低电平，则NMOS管n2不导通，此时输出端口fuseq依旧保持缺省数据1，同时PMOS管P2保持上拉导通，输出端口fuseq继续保持数据1。