[发明专利]磁性存储器的读出电路及磁性存储器

说明书

一种磁性存储器的读出电路及磁性存储器，读出电路包括：第一充电电容，其一端接地，其另一端耦接数据单元的输出端；第一预充电模块，用以对所述第一充电电容进行充电；第一放电控制模块，用以根据第一充电电容的放电速度控制数据电压的大小；第二充电电容；第二预充电模块，其耦接所述第二充电电容的另一端，用以对第二充电电容进行充电；第二放电控制模块，其控制端耦接第二充电电容的另一端，其输入端接入电源电压，其输出端输出参考电压，用以根据第二充电电容的放电速度控制参考电压的大小；灵敏放大器，其输入端分别接入数据电压和参考电压，其输出端输出读出信号。本发明技术方案能够提升磁性存储器的读出准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种磁性存储器的读出电路及磁性存储器。

背景技术

自旋转移矩磁性随机存储器(Spin Transfer Torque Magnetic Random AccessMemory,STT-MRAM)汇集多种存储器的优势，集成度可以与动态随机存储器比拟，高速读写能力可以与静态随机存储器比拟，还具有闪存(flash)的非易失性、无限的读写次数等性能。STT-MRAM利用自旋转移矩效应，通过外加电流，使其自由层磁矩发生翻转，使磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction,MTJ)表现两种不同的电阻状态，当自由层磁矩与参考层平行时，表现出低电阻RP，实现写“0”；当自由层磁矩方向与参考层相反，表现出高电阻RAP，实现写“1”。隧穿磁阻率(Tunneling Magneto Resistance,TMR)＝(RAP-RP)/RP×100％，其中，RAP表示MTJ的高电阻，RP表示MTJ的低电阻。隧穿磁阻率可以表示MTJ两种电阻状态的可区别程度，TMR越高，MTJ性能越好。

在传统的读出电路的设计中，请参照图1，图1为现有技术中的读出电路的示意图。RMTJ为被读取单元电阻，Rref为参考单元电阻。Vx为被读取的单元电压，Vref为参考单元电压。通过灵敏放大器SA(Sense Amplifier)将被读取单元的电压Vx与参考单元的电压Vref进行比较放大后读出数据。

但是，由于材料和工艺的影响，MTJ的两种状态的阻值比无法达到很高，导致读出窗口受限。为了扩大判决窗口，可加大读取电流Iread，但电流过大会影响被读取单元的可靠性，可能会对MTJ的磁阻状态产生影响，使存储数据改变，产生读串扰。而过小的操作电流又需要增加读取时间。此外，由于位线上未选中的存储单元会产生漏电，灵敏放大器的参考输入端口Vref受参考单元位线上漏电的影响，不能保持在初始水平；如图2所示，参考电压Vref由初始值变为动态值，导致处于低阻态的被读取的单元电压Vx的判决窗口3变小。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何提升磁性存储器的读出准确性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种磁性存储器的读出电路，磁性存储器的读出电路包括：第一充电电容，其一端接地，其另一端耦接所述数据单元的输出端；第一预充电模块，其耦接所述第一充电电容的另一端，用以对所述第一充电电容进行充电；第一放电控制模块，其控制端耦接所述第一充电电容的另一端，其输入端接入电源电压，其输出端输出数据电压，用以根据所述第一充电电容的放电速度控制所述数据电压的大小；第二充电电容，其一端接地，其另一端耦接所述参考单元的输出端；第二预充电模块，其耦接所述第二充电电容的另一端，用以对所述第二充电电容进行充电；第二放电控制模块，其控制端耦接所述第二充电电容的另一端，其输入端接入电源电压，其输出端输出参考电压，用以根据所述第二充电电容的放电速度控制所述参考电压的大小；灵敏放大器，其输入端分别接入所述数据电压和所述参考电压，其输出端输出读出信号。