[发明专利]限制功率消耗的存储器

说明书

背景技术

一种类型的存储器是电阻式存储器。电阻式存储器利用存储元件的阻值来存储数据的一个或多个比特。例如，被编程(program)为具有大阻值的存储元件可表示逻辑“1”，而被编程为具有小阻值的存储元件可表示逻辑“0”。通常，通过施加电压脉冲或电流脉冲来电切换存储元件的阻值。

一种类型的电阻式存储器是相变存储器。相变存储器在电阻式存储元件中使用相变材料。相变材料呈现至少两种不同的状态，包括称作晶态和非晶态的状态。非晶态涉及更加无序的原子结构，而晶态涉及更加有序的晶格。非晶态通常比晶态呈现更大的电阻率。另外，一些相变材料呈现出多种晶态，例如，面心立方体(FCC)状态和六方最密堆积(HCP)状态，这两种晶态具有不同的电阻率，并且都可以用于存储数据。在以下描述中，非晶态是指具有较大电阻率的状态，而晶态是指具有较小电阻率的状态。

可以可逆地感应相变材料中的相变。这样，响应于温度变化，存储器可从非晶态转变为晶态以及从晶态转变为非晶态。可以通过驱动电流通过相变材料本身或者通过驱动电流通过与相变材料相邻的电阻加热器来实现相变材料的温度变化。利用这两种方法，相变材料的可控加热引起相变材料内的可控相变。

可对包括由相变材料制成的多个存储单元的阵列的相变存储器进行编程，以利用相变材料的存储状态来存储数据。在这种相变存储装置中读取和写入数据的一种方式是控制施加于相变材料的电流和/或电压脉冲。电流和/或电压的等级通常对应于在存储单元中的相变材料内所感应的温度。

在一些存储器中，写入电路生成用于加热目标相变存储单元中的相变材料的电流脉冲以对相变存储单元进行编程。写入电路生成分配给目标单元的适当的电流脉冲。根据目标单元被编程成的具体状态来控制电流脉冲幅度和电流脉冲持续时间。通常，存储单元的“设置”操作是以高于目标单元的相变材料的结晶温度之上的温度(但低于其熔化温度)将其加热足够长的时间以达到晶态。通常，存储单元的“复位”操作是以高于目标单元的相变材料的熔化温度对其进行加热，然后迅速淬火冷却该材料，从而实现非晶态。通过向存储单元施加部分“设置”或部分“复位”脉冲以提供相变材料的非晶体和晶体的小部分，从而将存储单元编程为介于非晶态和晶态之间的电阻态。

通常，复位电流脉冲的幅度高于设置电流脉冲的幅度，而复位电流脉冲的持续时间短于设置电流脉冲的持续时间，其中，复位电流脉冲的持续时间通常小于100毫微秒。当写入电路复位相变存储单元时，发生相变存储器的峰电流消耗。相变存储器的峰电流消耗可能超过系统(诸如随机存取存储器系统和嵌入式存储器系统)的的电流规格。在嵌入式存储器系统中，嵌入式系统电源可能不能够提供复位相变存储单元所需的电流脉冲幅度。

由于这些以及其他原因，存在着对本发明的需求。

发明内容

本发明提出了一种限制峰功率消耗的存储器。一个实施例提供了一种包括多个电阻式存储单元、脉冲发生器、及电路的存储器。每个电阻式存储单元均可被编程为至少两种状态中的每一种。脉冲发生器提供写入脉冲以对电阻式存储单元进行编程。电路接收第一电流并限制第一电流，并以第二电流的形式将所存储的电荷提供至脉冲发生器以对多个电阻式存储单元进行编程。

附图说明

将附图包括于此是为了提供对本发明的进一步理解，其结合并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在通过参考以下详细描述更好地了解本发明的同时，将会容易地理解本发明的其他实施例和本发明的许多预期优点。附图中的元件无需相对于彼此按比例绘制。相同的参考标号表示相应的类似部件。

图1是示出根据本发明的电子系统的一个实施例的示意图。

图2是示出存储器的一个实施例的框图。

图3是示出写入电路和电源的一个实施例的示意图。

图4是示出电源和包括两个开关的写入电路的一个实施例的示意图。

图5是示出电源和包括电荷泵的写入电路的一个实施例的示意图。

图6是示出电源和包括三个开关电荷泵的写入电路的一个实施例的示意图。

具体实施方式