[发明专利]一次编程存储电路及其操作方法

说明书

公开了一种一次编程存储电路及其操作方法。一次编程存储电路包括：存储单元，包括具有浮栅的第一存储晶体管和第二存储晶体管，分别用于存储不同的第一逻辑值和第二逻辑值；写入电路，包括第一晶体管和第二晶体管，分别与第一存储晶体管和第二存储晶体管相连接，用于分别对第一存储晶体管和第二存储晶体管进行编程；读取电路，包括第三晶体管和第四晶体管，用于将存储单元的第一逻辑值和第二逻辑值转换成不同电平的输出信号；以及第一开关和第二开关，分别连接在第一存储晶体管和第三晶体管之间以及第二存储晶体管和第三晶体管之间，用于在写入操作中断开读取电路，以及在读取操作中连接读取电路。该一次编程存储电路可以获得可靠的输出信号并且响应速度快。

技术领域

本发明涉及存储器件，更具体地，涉及一次编程存储电路及其操作方法。

背景技术

一次编程只读存储器(OTP read-only memory)是一种不可擦除的非易失性存储器。集成电路芯片例如采用OTP只读存储器来存储配置参数或代码，从而可以灵活地用于各种实际应用中。OTP存储单元可以具有多种结构和相应的操作方法。在一种现有的OTP结构中，OTP存储单元使用多晶硅或者金属熔丝作为存储元件，并且利用编程元件的电击穿进行编程。在另一种现有的OTP结构中，OTP存储单元使用金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的浮栅作为存储元件，并且通过在MOSFET的源极和漏极之间施加电压，使得载流子注入至浮栅中进行编程。

与基于熔丝的OTP只读存储器相比，基于浮栅的OTP只读存储器由于兼容标准CMOS工艺，并且制造成本较低，芯片尺寸较小并且测试时间减小，因此获得了广泛的应用。在基于浮栅的OTP只读存储器中，采用一次性编程操作，在浮栅中注入电荷用于表示逻辑值。在读取操作中，将OPT存储单元的电流与基准偏置电流相比较，并且根据比较结果获得该逻辑值。然而，基准偏置电流不仅导致OTP存储电路的功耗增加，而且电流信号的比较导致电路复杂和响应速度慢。

因此，期望进一步提高OTP存储电路的响应速度、减小功耗和降低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用两个存储晶体管以提高响应速度的一次编程存储电路及其操作方法。

根据本发明的一方面，提供一种一次编程存储电路，包括：存储单元，包括具有浮栅的第一存储晶体管和第二存储晶体管，分别用于存储不同的第一逻辑值和第二逻辑值；写入电路，包括第一晶体管和第二晶体管，分别与第一存储晶体管和第二存储晶体管相连接，用于分别对第一存储晶体管和第二存储晶体管进行编程；读取电路，包括第三晶体管和第四晶体管，用于将所述存储单元的第一逻辑值和第二逻辑值转换成不同电平的输出信号；以及第一开关和第二开关，分别连接在第一存储晶体管和第三晶体管之间以及第二存储晶体管和第三晶体管之间，用于在写入操作中断开存储单元和读取电路，以及在读取操作中连接存储单元和读取电路。

优选地，所述第一存储晶体管和所述第二存储晶体管的第二电流端共同连接至电源电压，所述第一晶体管的控制端接收第一写入信号，其第二电流端连接至所述第一存储晶体管的第一电流端，其第一电流端接地；所述第二晶体管的控制端接收第二写入信号，其第二电流端连接至所述第二存储晶体管的第一电流端，其第一电流端接地；以及所述第三晶体管和所述第四晶体管的控制端共同连接至第三晶体管的第二电流端且第一电流端共同接地，所述第三晶体管的第二电流端经由第一开关连接至所述第一存储晶体管的第一电流端，所述第四晶体管的第二电流端经由第二开关连接至所述第二存储晶体管的第一电流端，其中，所述第四晶体管的第二电流端提供所述读取电路的输出信号。

优选地，所述一次编程存储电路还包括：或门，所述或门的第一输入端和第二输入端分别接收第一写入信号和第二写入信号；以及选择电路，所述选择电路的输入端连接至所述或门的输出端，从而在写入操作期间从多个电源电压中选择一个作为编程电压。

优选地，所述一次编程存储电路还包括复位和锁存电路，用于在上电时复位所述读取电路的输出信号，以及在读取操作后锁存所述读取电路的输出信号。