[发明专利]存储器电路和电荷感测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提供改良的感测放大器和相关的电压参考调节器电路的电路和方法，适用于动态存储电路之内。

背景技术

高度整合的半导体电路变得越来越重要，特别是对于生产具有电池的装置，比如移动电话、便携式计算机(例如膝上型计算机)、笔记本计算机、个人数字助理(Personal Data Assistant，PDA)、无线邮件终端、MP3音像播放器、便携式无线网页浏览器以及类似的设备等等，而这些精密整合的电路逐渐地内建了数据存储的能力。

如此领域的普通技术人员所知的，这类的数据存储可以是动态存储单元的形式，其在内部提供了电容性存储存储单元的阵列，每一个存储单元均具有一个存取晶体管。存储于存储单元内的数据实际上就是存储于小电容器之上的一个电荷，而数据的存取通常是借着将所存储的电荷输出到耦接到感测放大器的一位线来完成。当存取晶体管作用时表示输出数据，通常是通过耦接到该晶体管的栅极或控制端的字线来输出。感测放大器是差动放大器。从存储单元耦接到存储器阵列的感测放大器的输入和输出线通常称为位线或行线。感测放大器借着接收其中一个位线上的小差动电压来操作，同时另一位线维持在(或耦接到)一参考电压。为了使用大量的存储单元阵列实现存储装置，耦接到一或多个差动感测放大器的成对全局位线(global bit line)通常绕经过存储器阵列，而用以传送和接收感测放大器的读取和写入数据的成对本地位线(local bit line)则以行的形式建构于子阵列中。本地位线通常规划为行的形式，并耦接到存储单元的列。全局位线也可耦接到另一个差动感测放大器，且最后耦接到用以将存储器阵列的数据往来传输到其他装置的输入/输出电路。

动态存储单元可用于独立或商用的存储装置中，例如动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)集成电路(Integrated Circuit，IC)。这些集成电路通常以卡的形式提供，并且装上了多个一般商用的动态随机存取存储器IC以产生完整的存储器阵列。举例来说，这些卡就是所谓的单直插存储器模块(Single In-line Memory Module，SIMM)或双行存储器模块(Dual In-line Memory Module，DIMM)卡。这些卡就是存储器的成品，并提供给台式或膝上型计算机使用。在高阶集成电路的生产中，嵌入式动态存储器逐渐地变得越来越重要。这些嵌入式存储器模块可以是以单一IC提供整个系统的集成电路的一部分，此类的IC就是所谓的系统单芯片(SystemOn Chip，SOC)或系统集成电路(System On Integrated Circuit，SOIC)装置。这些系统单芯片装置可用单一集成电路提供所有的电路以实现手机、个人数字助理、数字磁带录影机(Video Cassette Recorder，VCR)、数字摄影机、数字相机、MP3播放器或是类似的设备等等。使用于这类装置中的嵌入式存储器在空间和功率消耗等方面必须非常有效率，并且与用来制作同一集成电路内的逻辑电路和其他内建电路的半导体制造工艺之间必须具有非常高的可靠性和相容性。一般来说，该类集成电路中的嵌入式存储器称为嵌入式动态随机存取存储器(Embedded DRAM，e-DRAM)。

图1显示一小部分的典型动态存储器电路。动态存储器必须固定周期更新，因为其所存储的电荷会随着时间而流失。如本领域普通技术人员所知，时序电路(硬件或软件)可追踪存储单元最近一次存取的时间，并且在有需要的时候使电路对存储单元做重新更新的动作。更新的动作借着在回存(restore)或回写(write back)周期之前对存储单元执行一读取动作来完成。

存储单元的任何读取动作是具有破坏性的，因此通常在周期的最后才执行存储单元的回存(或回写)动作。写入动作指一读取周期中，在该周期回存部分的期间内个别的本地位线上存在着写入数据。对于写入动作，读取数据为写入数据所取代(或覆写)，然后再写入存储单元内。实际的动态存储器装置以许多此类的存储单元实现。