[发明专利]用于读取存储单元的电阻状态的读电路

说明书

本发明提供一种用于读取存储单元的电阻状态的读电路，包括：上电单元、电流镜像单元以及输出单元，其中，所述上电单元的第一端接入读电压信号，所述上电单元的第二端连接至待读存储单元的位线，通过所述上电单元为所述待读存储单元提供读操作需要的读电压以产生读电流，所述读电流由所述上电单元的第三端输出；所述电流镜像单元的输入端连接至所述上电单元的第三端，以接收所述读电流，所述电流镜像单元的输出端输出一镜像电流，所述镜像电流与所述读电流成比例；所述输出单元，用于根据所述镜像电流输出读取结果。本发明的读电路结构简单，容易实现。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，尤其涉及一种用于读取存储单元的电阻状态的读电路。

背景技术

近年来，采用MTJ(Magnetic Tunnel Junction，磁性隧道结)的磁电阻效应的MRAM(Magnetic Random Access Memory，磁性随机存储器)被认为是未来的固态非易失性记忆体，相比于目前其他类型的存储器，具有读写速度快、可实现无限次擦写、易于与目前的半导体工艺相兼容等优点，此外利用自旋流来实现磁矩翻转的自旋转移矩磁性随机存储器STT-MRAM(Spin Transfer Torque Magnetic Random Access Memory)被证明具有很好的应用前景。

STT-MRAM的核心存储单元如图1所示，包括MTJ和一NMOS管，MTJ通过改变上下两个铁磁层的相对磁场极化方向可以得到不同的电阻状态，即平行时呈现出低阻态R_p，反平行时呈现出高阻态R_ap，利用MTJ不同的电阻状态可以用来存储数据信息，例如R_p对应数据“0”，R_ap对应数据“1”，或者反之亦可。要读出MTJ的电阻状态，需要对应的读电路。目前常用的读电路，提供一个参考单元，对参考单元和待读取的存储单元同时施加读电压，二者的输出电流进入灵敏放大器，通过灵敏放大器进行对比，以识别存储单元的高阻态和低阻态。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：

现有的读电路需要用到灵敏放大器，而灵敏放大器要求具有非常高的精度，电路实现存在一定的困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于读取存储单元的电阻状态的读电路，省掉了高精度的灵敏放大器，电路更加容易实现。

本发明提供一种用于读取存储单元的电阻状态的读电路，包括：上电单元、电流镜像单元以及输出单元，其中，

所述上电单元的第一端接入读电压信号，所述上电单元的第二端连接至待读存储单元的位线，通过所述上电单元为所述待读存储单元提供读操作需要的读电压以产生读电流，所述读电流由所述上电单元的第三端输出；

所述电流镜像单元的输入端连接至所述上电单元的第三端，以接收所述读电流，所述电流镜像单元的输出端输出一镜像电流，所述镜像电流与所述读电流成比例；

所述输出单元，用于根据所述镜像电流输出读取结果。

可选地，所述电流镜像单元为镜像系数1：N的电流镜，其中N取等于或者大于1的整数。

可选地，所述上电单元包括运算放大器和NMOS管，所述运算放大器的同相输入端为所述上电单元的第一端，所述运算放大器的输出端连接至所述NMOS管的栅极，所述NMOS管的源极连接至所述运算放大器的反相输入端，所述NMOS管的源极为所述上电单元的第二端，所述NMOS管的漏极为所述上电单元的第三端。

可选地，所述NMOS管为平面MOSFET结构或者FINFET结构。

可选地，所述输出单元包括输出电阻和比较器，所述输出电阻的一端接地，另一端连接至所述电流镜像单元的输出端以产生一输出电压信号，所述比较器的输入端连接至所述电流镜像单元的输出端，根据所述输出电压信号输出读取结果。