[发明专利]一种非挥发存储器参考校准电路与方法

摘要

一种非挥发存储器参考校准电路，它是由参考单元、位线选择晶体管、钳位晶体管、负载晶体管、参考校准电阻和参考校准开关组成；一种非挥发存储器参考校准电路的校准方法，该方法有七大步骤。本发明解决非挥发存储器由于工艺参数偏差导致的参考失配问题，从而提高非挥发存储器的读取判决裕量，以提高其数据存储可靠性。它在非挥发性存储器技术领域里具有较好的实用价值和广阔地应用前景。

主权项

一种非挥发存储器参考校准电路，其特征在于：它是由参考单元、位线选择晶体管、钳位晶体管、负载晶体管、参考校准电阻和参考校准开关组成；参考单元的一端接地即Vss，另一端通过位线与位线选择晶体管的源极相连，位线选择晶体管的栅极由V_{G_sel}信号进行控制，其漏极与钳位晶体管的源极相连，钳位晶体管的栅极由V_{G_clamp}信号进行控制，其漏极与负载晶体管的源极相连，负载晶体管的栅极由V_{G_load}信号进行控制，其漏极接供电电压源Vdd，参考校准电阻同时与钳位晶体管的漏极以及负载晶体管的源极相连，参考校准开关的各个子开关输入端分别连接在参考校准电阻的各个子电阻的两端，其共享输出端与参考单元电压输出端V_ref相连；当各个晶体管在控制信号的作用下同时导通后，电流从Vdd经过负载晶体管，钳位晶体管，位线选择晶体管，以及参考单元，最终流向地电位；由于参考单元中R_L支路与R_H支路的电阻不同，因此会产生不同的电流，分别记为I_ref0与I_ref1，从而在负载晶体管的作用下，两个支路会在负载晶体管与钳位晶体管之间产生不同的电压，分别记为V_L与V_H，参考校准开关动态选择接通的子开关输入端的位置，即调整参考单元电压输出端V_ref与V_L以及V_H之间的参考校准子电阻的个数，从而对参考单元电压进行校准，使其在V_L与V_H之间进行浮动；所述参考单元由一个配置成低电阻态R_L和一个配置成高电阻态R_H的数据单元组成，其中，每一个数据单元由数据存储部分可变电阻R_X与NMOS字线选择晶体管NAR0与NAR1串联组成；数据存储部分的底端电极跟NMOS字线选择晶体管的漏极相连，NMOS字线选择晶体管的源极接地，栅极接字线WL；数据存储部分用于存储数据信息，字线选择晶体管由字线控制，用于对数据单元进行访问控制；所述位线选择晶体管是NSR0与NSR1，由V_{G_sel}信号进行控制，用于读取数据单元时，选取合适的参考单元；所述钳位晶体管是NCR0与NCR1，由V_{G_clamp}信号进行控制，用于钳制参考单元位线BLR0与BLR1的电压；防止参考单元被击穿；所述负载晶体管是PLR0与PLR1，由V_{G_load}信号进行控制，用于提供参考单元电流到电压的转换；所述参考校准电阻与参考校准开关是本发明的核心器件，其中参考校准电阻由N个子电阻ΔR串联组成，而参考校准开关由N+1个子开关组成，其中N+1个子开关各有一个输入端，但共享同一个输出端S_sel，每个子电阻两端都连接一个子开关输入端；同一时刻，只有一个子开关为闭合状态，即该子开关输入端与共享输出端S_sel相连，其他的子开关均为断开状态；根据存储器中低电阻态R_L和高电阻态R_H的分布情况，参考校准开关动态选择接通的子开关输入端的位置，从而对参考单元电压V_ref进行校准，使其在V_L与V_H之间进行浮动，以获得最佳的读取判决裕量，从而使整个存储器获得最佳的读取可靠性性能。