[实用新型]用于铁电随机存储器的灵敏放大电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及非易失存储器技术领域，尤其涉及一种用于铁电随机存储器的灵敏放大电路。

背景技术

随着IT技术的发展，对于非易失性存储器的需求越来越大，读写速度要求越来越快，功耗要求越来越小，现有的传统非易失性存储器，例如EEPROM、FLASH已经难以满足需求。

铁电随机存储器是一种在断电时不会丢失内容的非易失性存储器，其利用铁电薄膜材料的极化可随电场反转并在断电时仍可保持的特定，将铁电薄膜与硅基CMOS工艺集成的存储器。铁电存储器的铁电晶体在施加电场后，中心原子顺着电场的方向在晶体移动，当原子移动时，它通过一个能量壁垒，从而引起电荷击穿，内部电路感应到电荷击穿并设置存储器，移去电场后，中心原子保持不动，存储器的状态也得到保存。

铁电存储器有两种基本工作模式，一种是破坏性读出，另一种是非破坏性读出，其中破坏性读出利用铁电薄膜的电容效应，以铁电存储器电容取代常规的存储电荷的电容，而非破坏性读出则是利用铁电薄膜的极化特性，以铁电薄膜取代常规MOS场效用管中的栅介质层而构成的MFS结构铁电场效应管作为存储单元。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于铁电随机存储器的灵敏放大电路，以提高存储电路数据读取的抗干扰性和可靠性。

为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种用于铁电随机存储器的灵敏放大电路，包括：

两个PMOS管M1、M2，两NMOS管M3、M4，PMOS管M1的栅极与NMOS管M3的栅极相连接，PMOS管M2的栅极与NMOS管M3的栅极相连接，PMOS管M1的漏极连接到NMOS管M3的漏极，PMOS管M2的漏极连接到NMOS管M4的漏极，PMOS管M1的漏极和NMOS管M3的漏共同连接到位线BL，PMOS管M2的漏极和NMOS管M4的漏极共同连接到反位线BLn；

PMOS管M1与PMOS管M2的源极相连接后连接到PMOS管M5的漏极，PMOS管M5的源极连接电源Vdd，PMOS管M5的栅极连接使能信号端，NMOS管M3与NMOS管M4的源极共同连接到NMOS管M6的漏极，NMOS管M6的源极接地，NMOS管M6的栅极连接栅极使能信号端；

NMOS管M7、M8的栅极共同连接到位线预放电信号端，NMOS管M7、M8的源极共同连接然后接地，NMOS管M7的漏极连接到位线BL，NMOS管M8的漏极反位线BLn。

位线BL上连接负载电容Cb，反位线BLn连接负载电容Cbn，负载电容Cb、Cbn的另一端接地。

当反相器中的2个PMOS管M1，M2的尺寸偏差为±5%时，即M1管子尺寸增大5%，M2管子尺寸减小5%，灵敏放大器正确放大的最小电压差为⊿V1=56 mV；

当反相器中的2个NMOS管M3, M4的尺寸偏差为±5%时，即M3管子尺寸增大5%，M4管子尺寸减小5%，灵敏放大器正确放大的最小电压差为⊿V2=75 mV。

当反相器中的2个PMOS管M1，M2的阈值偏差为±0.05 V时，即M1的阈值增加0.05 V，M4的阈值减小0.05 V，灵敏放大器正确放大的最小电压差为⊿V4=56 mV；

当反相器中的2个NMOS管M3，M4的阈值偏差为士0.05 V时，即M3的阈值增加0.05 VM4的阈值减小0.05 V，灵敏放大器能正确放大的最小电压差为⊿V4=69 mV。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1）本实用新型能提高铁电随机存储器在读取数据时的抗干扰性和可靠性；

2）本实用新型提高铁电随机存储器读出电路的灵敏度，电路结构简单、占用面积小、速度快、功耗低、输入输出合一。

附图说明

图1是本实用新型提供的灵敏放大器的电路结构图。

图2是本实用新型提供的电流型灵敏放大器的电路结构图。

具体实施方式

灵敏放大器是铁电随即存储器中比较重要的电路，它主要有两个作用，一是将经过电荷再分配在其两侧位线上产生的微小电压差放大；二是将铁电随即存储器破坏性读出过程中被破坏的数据“1”的进行回写以及完成数据“0”的刷新，使得存储信息得以恢复。由于它直接与存储单元相连，它的灵敏度直接决定电路的抗干扰能力和可靠性，而它的工作时间又直接影响电路的工作速度。灵敏放大器具有模拟电路本质，其性能影响到存储器的全面时序。