[发明专利]一种自终止写入电路及方法

说明书

本申请公开了一种自终止写入电路及方法，用于对处于不同状态的存储阵列电路通过同一个自终止写入控制电路实现自终止。本申请自终止写入电路，包括：灵敏放大器(201)和控制电路(202)；灵敏放大器(201)用于比较参考电路(203)输出的参考电压或参考电流和存储阵列电路(204)输出的电压或电流大小；控制电路(202)用于根据比较结果生成终止信号，并反馈所述终止信号至所述存储阵列电路(204)，所述终止信号用于控制所述存储阵列电路(204)停止写入P状态或AP状态。在存储阵列电路(204)完成状态写入后实现写入自终止，节省了电路的开销面积，降低了功耗。

本申请是分案申请，原申请的申请号是201880091692.1，原申请日是2018年07月02日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及电路领域，尤其涉及一种自终止写入电路及方法。

背景技术

自旋转移矩磁存储器(Spin-transfer torque magnetic random accessmemory，STT-MRAM)是一种极具潜力的新型存储器，具有读取速度较快，耐久(endurance)周期数长，集成度高，与互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor，CMOS)工艺兼容等优点。

在STT-MRAM中，存储模块通常为由一个金属氧化物半导体(metal oxidesemiconductor，MOS)管和一个磁隧穿结(magnetic tunnel junction，MTJ)组成的结构，如图1A所示，存储模块有三个端点，分别为字线(word line，WL)、位线(bit line，BL)、源线(source line，SL)。读取时，存储信息取决于读取到的MTJ的阻值，其电流方向可以是任意的；写入时，写入特定的状态(P状态或AP状态)需要采用相对应的电流方向，如图1A所示。MTJ由两层铁磁层中间夹一层很薄的隧穿氧化层(例如MgO)组成，如图1B所示，其中一层铁磁层其磁化方向是固定，称为固定层；另一层铁磁层其磁化方向可以自由翻转，称为自由层。当自由层的磁化方向与固定层平行时(即P状态)，MTJ的电阻呈现较低的阻值，当自由层的磁化方向与固定层平行相反时(即AP状态)，MTJ的电阻呈现较高的阻值。

现有方案中提供了一种能够针对各种写入情况实现自终止的电路，如图1C所示，该方案在存储阵列的每一列加入了可变能量写入(variable energy write，VEW)电路，并且其输出控制了一个传输门连接位线和写入电路。VEW电路中包含两条支路，分别针对写入AP状态和写入P状态两种情况，并且各包含一个阈值经过特殊调整的反相器，用于分别监测写AP状态和写P状态完成后在位线上的电压变化，并输出对应的信号。由于VEW电路引入了触发器等单元，即使在不需要写入的情况下也会静态功耗，增加了电路的总功耗。

发明内容

本申请实施例提供了一种自终止写入电路及方法，用于对处于不同状态的存储阵列电路通过同一个控制电路实现自终止，减小了电路的开销面积，降低了功耗。

本申请实施例的第一方面提供一种自终止写入电路，包括：灵敏放大器201和控制电路202；该灵敏放大器201用于比较参考电路203输出的参考电压或参考电流和存储阵列电路204输出的电压或电流大小，并将比较结果反馈至控制电路202；该控制电路202用于根据比较结果生成终止信号，并反馈终止信号至存储阵列电路204，终止信号用于控制存储阵列电路204停止写入P状态或AP状态。通过灵敏放大器比较参考电路的参考电压或参考电流和存储阵列电路的电压或电流大小，根据比较结果将灵敏放大器的输出端信号发送至控制电路，以使得控制电路生成的终止信号控制存储阵列电路停止写入。通过灵敏放大器、控制电路构成的一个终止写入控制电路，实现对写入P状态或AP状态的自终止，节省了电路的开销面积，降低了功耗。