[发明专利]一种高效低功耗的EEPROM灵敏读放电路及其工作方法

说明书

一种高效低功耗的EEPROM灵敏读放电路，包括读放电流源Is_rd、读数据信号enb_rd、BL位线和输出端，还包括共栅电路模块和传输门电路模块；所述共栅电路模块包括两个并联的共源极单级放大器：N沟道MOS管NM1和P沟道MOS管PM8；所述传输门电路模块包括在读电流通路上串联的P沟道MOS管PM9和N沟道MOS管NM0。本发明从功耗、芯片面积、读数据速度全方面考虑，不使用带隙基准、电压比较器等复杂电路的情况下，极大提高EEPROM的产品性能，并能优化产品，降低功耗，相应节省面积，降低成本，显著提高产品在市场上的竞争力。

技术领域

本发明公开一种高效低功耗的EEPROM灵敏读放电路及其工作方法，属于存储器数据读出的技术领域。

背景技术

传统的EEPROM灵敏读放电路大多使用电压比较器或电流比较器来检测存储CELL的电压或电流大小，参见附图1、2、3、4，然而上述两种方法会附带有电流源、带隙基准等稳定的电流、电压产生电路，进而会给芯片带来更大的功耗及更大的面积，抬高芯片的成本，降低产品竞争力。

对此，本技术领域对上述两种方法进行了技术改进，参见附图5所示的电路，其相对所述前两种方法更简单：整个电路是用一个读电流、一个共栅极单级放大电路、一个反相器的翻转阈值作为比较电压，但该改进电路的缺点也比较明显，即由于EEPROM存储CELL到读放电流源的通路上存在寄生电容，所以CELL状态截止即读数据“1”时，读电流源首先要对寄生电容充电，当寄生电容的充电电压达到反相器的翻转阈值(VDD/2可调)时，读放电路才会输出数据“1”，读放电流对寄生电容的充电时间很明显限制了EEPROM的读数据时间，而且随着EEPROM的容量增大，存储CELL的寄生电容也会相应增大，读数据“1”的速度会更慢，数据读出频率也会显著降低；另一个缺点是随着EEPROM的工作电压升高，读出反相器的翻转阈值VDD/2也会增大，这样，读数据“1”的时候，充电到翻转阈值的时间会加大，读时间增大，而且重要的一点，充电电压达到VDD/2翻转阈值时，读出反相器上会形成穿通电流，增大EEPROM的功耗，造成不必要的能源浪费，这些问题都需要在设计的时候尽量避免。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种高效低功耗的EEPROM灵敏读放电路。本发明所述读放电路在简化电路结构的同时，解决了芯片读放模块功耗、模块面积、读放速度的问题。

本发明还公开了上述读放电路的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种高效低功耗的EEPROM灵敏读放电路，包括读放电流源Is_rd、读数据信号enb_rd、BL位线和输出端，其特征在于，还包括共栅电路模块和传输门电路模块；所述共栅电路模块包括两个并联的共源极单级放大器：N沟道MOS管NM1和P沟道MOS管PM8；所述传输门电路模块包括在读电流通路上串联的P沟道MOS管PM9和N沟道MOS管NM0。本发明在所述读放电路中引入共栅结构电路，降低位线电压翻转阈值，即使电源VDD有波动，也能保证所述共栅电路模块的阈值翻转电压稳定。为了防止在NM1、PM8的翻转阈值形成穿通电流，在CELL的读电流通路上增加一个由PM9、NM0形成的传输门，P沟道MOS管PM9的栅极不接VSS，接P沟道MOS管PM6的栅极，为的是增大P沟道MOS管PM9的电阻，即在读数据“1”时，P沟道MOS管PM8的栅极电压先升高，P沟道MOS管PM8截止后，N沟道MOS管NM1的栅极电压才达到翻转阈值使NM1管导通，从而避免了PM8、NM1同时导通形成穿通电流增大功耗的情况。

根据本发明优选的，在读放电路的读放电流源的通路上设置有稳压电路模块，以减小读电流对储存CELL寄生电容的放电时间。此技术有点在于，显著提高EEPROM的读数据速度。

根据本发明优选的，所述稳压电路模块包括两个二极管接法的串联N沟道MOS管NM3和N沟道MOS管NM4。在EEPROM读数据“1”时，NM3、NM4的drain端会有一个稳定电压，减小读电流对CELL寄生电容的放电时间，显著提高EEPROM的读数据速度。