[发明专利]一种多值存储器的校准电路、校准方法和编程方法

说明书

本发明提供的一种多值存储器的校准电路、校准方法和编程方法。校准电路包括多值存储器、参考可变电阻、灵敏放大器、编程开关、读开关、电流通路模块、逻辑控制模块和非易失性存储器，灵敏放大器包括第一输入端、第二输入端和输出端；多值存储器的一端与编程开关连接，另一端与灵敏放大器的第一输入端连接，多值存储器的一端还与读开关连接；编程开关与读开关并联；参考可变电阻的一端与编程开关连接，另一端与灵敏放大器的第二输入端连接。利用校准电路确定各阻值对应的校准结果，校准结果即过冲阻值，在写入数据的时候，可以将参考可变电阻的阻值减去对应的过冲阻值作为目标编程阻值，这样可以消除多值存储器在编程模式下存在过冲阻值的问题。

技术领域

本发明涉及存储器领域，特别涉及一种多值存储器的校准电路、校准方法和编程方法。

背景技术

典型的存储器如相变存储器、阻变存储器等，主要是通过调整器件的阻值来存储和记录数据。近些年来，通过对这类阻变式的存储器进行研究，在原有的高低阻值区间内，已经逐渐开发出了可以控制调节产生多个阻值的技术，这就意味着这类新型存储器可以从原有的单值存储转变为多值存储。新型存储器相比于传统的存储器，在存储信息的方式上存在一些差异。

因此，如何通过合理的外围电路设计，从而使存储器拥有多值写入和读出的能力，也是一个需要研究的方向。在传统的设计方法中，会默认存储器具有良好的写入线性特性，如图1所示，在进行写入时，默认在器件上加载的电学时间长度t与阻值的变化是基本成线性变化，多值存储器的阻值范围为R_L～R_H。那么，在写入时，只要控制固定的时间，就可以得到期望的阻值。因为存储器的线性度较好，读出的电路也比较简单。但是，新型存储器在制造过程中，因为材料特性不可控，也可能出现写入线性特性比较差的情形，如图2所示。在图2所示的情况下，再通过控制通电时间去得到电阻变化，相邻电阻之间的阻值的间隔是不相等的，这样会导致读出时判断存储阻值非常困难。

为了使得每一个阻值的间隔相等，一种可行的方法是引入参考可变电阻R，参考图3所示，参考可变电阻R的变化间隔相等，每一次将参考可变电阻R设置为目标编程阻值，那么通过灵敏放大器SA比较后，多值存储器R_Memory的阻值也是目标编程阻值，并且多值存储器R_Memory相邻阻值之间的间隔阻值是相等的。但是实际上，因为灵敏放大器自身的延迟(t_SA)，以及反馈线路的延迟(t_D)，会造成编程时间的“过冲”，导致存储器电阻会超过目标编程阻值。如图3和图4所示，原本在t_M时刻得到的电阻R_M，因为延迟(t_SA+t_D)的原因，关断编程开关需要到t_M1时刻，此时多值存储器电阻已经变化成为R_M1，R_M1与R_M存在差值(差值可以称为过冲阻值)，其中，t_M1-t_M＝t_SA+t_D。因此，需要额外的校准电路来消除过冲阻值。

发明内容

本发明提供了一种多值存储器的校准电路、校准方法和编程方法，以解决多值存储器在编程模式下存在过冲阻值的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多值存储器的校准电路，所述校准电路包括多值存储器、参考可变电阻、灵敏放大器、编程开关、读开关、电流通路模块、逻辑控制模块和非易失性存储器，所述灵敏放大器包括第一输入端、第二输入端和输出端；

所述多值存储器的一端与所述编程开关连接，另一端与所述灵敏放大器的第一输入端连接，所述多值存储器的一端还与所述读开关连接；

所述编程开关与所述读开关并联，所述编程开关用于开启或关闭所述多值存储器和所述参考可变电阻的编程模式，所述读开关用于开启或关闭所述多值存储器和所述参考可变电阻的读模式；