[发明专利]灵敏放大器及其控制方法

说明书

本发明提供了一种灵敏放大器及其控制方法，两个电流比较电路中的每个参考电流支路及读取电流支路分别由第一开关和第二开关控制，两个公共节点与电源和地的连接通路通过第三开关控制，第一开关、第二开关和第三开关的开闭通过逻辑处理电路控制。通过两个电流比较电路和逻辑处理电路的互相配合，只需要一个外部的读取命令，便可以通过自触发的方式控制所述第一开关、第二开关和第三开关在读取周期内以设定时序开闭，从而按照既定的逻辑自动逐位读取读取电流的n～1位。本发明控制命令简单且能够自我触发，不需要重复输入外部的读取命令。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种灵敏放大器及其控制方法。

背景技术

新型存储器相比较于传统的存储器结构，在存储的方式上存在较大的不同。传统的存储器，如闪存以及动态存储器结构，主要是根据存储单元注入电荷与否来作为存储状态判断的依据，由于电荷注入会改变存储单元的阈值电压等电学特性，可以通过外部合适的电压负载，根据该存储单元是否导通来判断存储数据的值。而新型存储器，则主要是根据自身电阻值的大小来作为存储状态的判决条件。随着技术的改进，一些新型存储器，如相变存储器(Phase Change Random Access Memory，PCRAM)、阻变存储器(Resistive RandomAccess Memory，RRAM)的存储阻值可以存在多个台阶，将传统的二值化的单比特存储转化为多值的多比特存储。在这种背景下，常规的区分单比特的灵敏放大器无法在单次读操作的时序下完成对多比特数据的读出，而采用多次的读操作，对单比特灵敏放大器的读配置也很复杂，已经不能满足多比特存储器的读出需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏放大器及其控制方法，能够自动读取多比特数据。

为了达到上述目的，本发明提供了一种灵敏放大器，用于读取比特数据为n～1位的读取电流，其中n大于1，包括逻辑处理电路及两个电流比较电路；

所述电流比较电路包括读取电流支路及分别对应n～1位的n条参考电流支路，所述参考电流支路及所述读取电流支路中分别输入有方向相同的参考电流和读取电流，n条参考电流支路并联后与所述读取电流支路串联，所述参考电流支路与所述读取电流支路具有一公共节点，所述参考电流支路中具有第一开关，所述读取电流支路中具有第二开关，两条所述电流比较电路中的所述公共节点分别通过一第三开关连接至电源和地；

所述逻辑处理电路包括逻辑控制器及计数器，所述计数器用于在读取周期内对读取次数进行计数，所述逻辑控制器用于控制所述第一开关、第二开关和第三开关在读取周期内以设定时序开闭，以在所述读取周期内逐次读取所述公共节点的电平值，并在所述读取周期结束后输出所述读取电流的比特数据。

可选的，所述参考电流支路中还具有第一电流镜，用于将所述参考电流复制到所述参考电流支路中，所述第一电流镜与所述第一开关串联后连接至电源和所述公共节点之间，所述读取电流支路中还具有第二电流镜，用于将所述读取电流复制到所述读取电流支路中，所述第二电流镜与所述第二开关串联后连接至地和所述公共节点之间；

或者，所述参考电流支路中还具有第一电流镜，用于将所述参考电流复制到所述参考电流支路中，所述第一电流镜与所述第一开关串联后连接至地和所述公共节点之间，所述读取电流支路还具有第二电流镜，用于将所述读取电流复制到所述读取电流支路中，所述第二电流镜与所述第二开关串联后连接至电源和所述公共节点之间。

可选的，所述读取电流与一存储单元输出的电流满足如下关系：

I₂＝I_cell–I_L；

n条参考电流支路中输入的参考电流满足如下关系：

(I_H-I_L)/2ⁿ；