[发明专利]一种补偿位线失调电压的灵敏放大器及芯片与放大电路

说明书

本发明空开了半导体存储器技术领域中的一种补偿位线失调电压的灵敏放大器及芯片与放大电路。灵敏放大器包括：10个NMOS晶体管N1~N10，2个PMOS晶体管P1~P2，1个电容C1。当位线BL为电荷共享位线，位线BLB为静态参考位线时，在偏移补偿阶段，导通，截止，在反向放大阶段，导通，截止。当位线BLB为电荷共享位线，位线BL为静态参考位线时，在偏移补偿阶段，导通，截止，在反向放大阶段，导通，截止。本发明在解决了由于失调电压引起的读取数据错误问题，在不同位线电容的情况下，本发明补偿位线失调电压能力最为突出，同时读速度快、功耗低。

技术领域

本发明涉及半导体存储器技术领域中的一种放大器，具体而言，涉及一种能够补偿位线失调电压的DRAM灵敏放大器、采用所述放大器封装的芯片、采用所述放大器或所述芯片的放大电路。

背景技术

随着人工智能(AI)、新能源、无人驾驶技术、量子科学技术等科技领域的快速发展，给人们的生活带来了巨大的改善。这些科技领域的发展都离不开集成电路产业的支持，而存储器作为集成电路产业重要的部分也发挥着举足轻重的作用。存储器根据电源断开后存储器内部数据是否容易丢失可分为易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器分为动态随机存储器(DRAM)和静态随机存储器(SRAM)，非易失性存储器分为ROM和FLASH等。DRAM凭借其高带宽、低成本、低功耗等优点在存储器领域占据了最大的规模。

灵敏放大器(Sense Amplifier)作为DRAM的核心电路，主要是能将存储单元中的微弱信号进行放大，进而可以使得存储单元中的信息能够被正确的读出或者写入。灵敏放大的性能主要包括失调电压、读速度、良率、功耗等，而其中最重要的参数则为失调电压。

随着工艺尺寸的不断降低，由于工艺缺陷，会导致如阈值电压、寄生电容、跨导等工艺参数的不匹配，这些工艺参数的不匹配会导致灵敏放大器产生失调噪声，进而使得灵敏放大器错误的放大存储单元中的信息，这会严重影响DRAM的工作性能。当今灵敏放大器的失调电压已经成为科研工作者不可忽略的一个问题。为了提高灵敏放大器的读写正确率，现有技术中包括以下几种方案：

1）图1所示是SanghoonHong，Sejua Kim等人在2002年提出的一种偏移抵消灵敏放大器 (Offset Cancellation SenseAmplifier , OCSA)，相比较与传统的灵敏放大器，OCSA增加了五个晶体管，在偏移补偿阶段可以通过构建电流镜结构来达到失调补偿的效果，同时增加了正反馈阶段进一步补偿失调噪声。

2）图2所示是Suk Min Kim，Byungkyu Song等人在2019年提出的放大电压灵敏放大器(Boosted Reference Voltage Sense Amplifier , BRV-SA)，通过在偏移补偿阶段通过二极管连接法消除失调电压，并在电荷共享阶段放大参考位线电压使感测裕度最大化，从而更大程度地去补偿失调电压。

3）图3所示是Jinyeong Moon，Byongtae Chung等人在2010年提出的一种带偏移失配校准的灵敏放大器(Offset Mismatch Calibration Sense Amplifier，OMCSA)，该电路通过使得灵敏放大器中的两个反相器各自输入输出短接，自动校准两端位线电压来达到补偿失调噪声的效果。

发明内容

基于此，针对传统解决灵敏放大器由于失调噪声而错误的读取或者写入存储单元信息的技术问题的技术方案，本发明提供一种能够补偿位线失调电压的DRAM灵敏放大器、采用所述放大器封装的芯片、采用所述放大器或所述芯片的放大电路。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种补偿位线失调电压的DRAM灵敏放大器，其包括：10个NMOS晶体管N1~N10，2个PMOS晶体管P1~P2，1个电容C1；