[其他]读出放大器

说明书

本发明涉及一种读出放大器，更具体地说明，本发明指向一种读出放大器，用以放大从存储器的各个存储器单元读出的出现在位线上的信息。

在计算机、信息处理和控制系统中，需要任意地存储和检索数字数据。在半导体存储器中，使用一阵列的存储器单元，各存贮单元保持着一数据位。在信息能够按需要随意地放入或从各存储器单元取出时，这种阵列就称为随机存取存储器（RAM），这种RAM可以是静态的（SRAM）或是动态的（DRAM）。各个存储器单元都由数据输入和输出线寻址，每一存储器单元一般具有两条指示从存储器单元读出的存在一个“0”或“1”位的输出位线。“0”或“1”位用不同的电压表示，这些电压存在存储器单元中可能很小，且可能积累起因降低各有关电压间的电压差所引起的误差。因此，将读出放大器连接到输出位线是有利的，这样做适于更准确地检测出现在位线上的电压和销存所表示的数字位，从而提供更准确地读出。

这样一种读出放大器的一个有益例子包括交叉耦合的场效应晶体管，各管都具有耦合到各有关的一个位线的第一载流电极（源极或漏极电极）和一个耦合到其它位线的栅电极。晶体管的第二载流电极（漏极或源极电极）接在一起以接收一个允许或阻止晶体管导通的控制信号。例如，如使用NMOS晶体管，在栅电压和源电压间的电压差大于晶体管的阈电压时，各晶体管将导通。要读出的信号只出现在其中一条位线上，于是，该位线所带的电压高于或低于其它位线所带电压，就要根据所读信号的数值来决定了。因此，当加到被连接的第二载流电极上的控制信号降低以允许两个晶体管导通，而栅极耦合到带有较高电压的位线上的晶体管将首先导通。此后，另一个晶体管将维持在其截止状态以销存从存储器单元读出的信息。

然而，这种读出放大器的灵敏度严格地取决于各个场效应晶体管的阈值电压V_th。如果要想其第一个导通的晶体管的阈值电压变得显著大于另一个晶体管的阈值电压，就可能发生另一个晶体管而不是第一个晶体管导通而导致错误的读出操作。场效应晶体管的阈值电压以已知方式随其沟道长度变化，而超大规模的集成度和小型化的技术发展使沟道长度越来越短，相应地阈值电压的可能分散或差别则越来越大。这样引起的读出误差可能性的增加对较高集成度和小型化是一个显著的限制。

因此，本发明的一个目的是要提供一个能消除先有技术上述困难的读出放大器。

本发明的另一个目的是要提供一个能在一高度小型化的结构中可靠地传感一读出信号的读出放大器。

本发明的再一个目的是要提供一个能对交叉耦合的场效应晶体管中的阈值电压差进行补偿的读出放大器。

根据本发明的一个方面，一种有接收读出信号用的第一和第二位线以及各具有一个栅极和第一和第二载流电极的第一和第二交叉耦合的场效应晶体管的读出放大器包括电容性装置、第一开关装置和第二开关装置，该电容性装置用以电容性地将第一和第二晶体管的第一载流电极分别与第二和第一位线耦合，该第一开关装置用以独立地将第一和第二晶体管的栅极分别与相同晶体管的第一载流电极相连接，该第二开关装置用以独立地将第一和第二晶体管的第一载流电极分别与第一和第二位线相连接，该第一和第二开关装置和第一和第二晶体管的该第二载流电极响应各有关的控制信号以补偿第一和第二晶体管有阈值电压差的读出放大器。

根据本发明，电容性装置在对读出放大器读出操作前的预充电操作期间，预充电至补偿第一和第二晶体管阈值电压的分散，然后在读出期间，将预充电电压加到第一和第二晶体管的栅电极。

本发明的上述和其它目的可从阅读本发明最佳实施例的下列详细叙述并结合附图而变得明显。

图1是本发明一个最佳实施例的读出放大器的电路图;

图2是用以解释图1读出放大器运作的定时图;

图3是常用读出放大器的电路图;

图4是用以解释图3读出放大器运作的定时图。