铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备与流程
- 国知局
- 2024-07-31 19:08:07
本技术涉及电力电子,尤其涉及一种铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备。
背景技术:
1、在电力电子技术领域中,控制器可以在导通铁电存储单元之后,对铁电存储单元施加读写电压使得铁电存储单元产生极化,并利用铁电存储单元的极化方向不同来存储不同的数据。然而,在数据存储的过程中,想要改变铁电存储单元的极化方向,需要给铁电存储单元施加较大的读写电压。本技术的发明人在研究和实践的过程中发现,现有技术中,铁电存储单元中的读写电压与铁电存储单元可以承受的传输电平有关,尺寸越小的铁电存储单元可以承受的传输电平越低,也就是说,一个铁电存储单元的尺寸越小,这个铁电存储单元的传输电平越小,无法提供足够大的读写电压。如果铁电存储单元的读写电压较高,所需的铁电存储单元的尺寸则较大,从而将降低数据存储的存储密度。如果铁电存储单元的读写电压较低,则会使得铁电存储单元的极化方向改变不完全,数据存储的可靠性低且稳定性差。
技术实现思路
1、本技术提供了一种铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备,可在传输电平较低时向铁电存储单元写入数据,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
2、第一方面,本技术提供了一种铁电存储阵列的控制器,该铁电存储阵列的控制器用于控制铁电存储阵列,铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元,多条字线wl、多条板线pl和多条位线bl。这里,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的控制端连接至多条字线wl中的同一字线wl,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端连接至多条位线bl中的同一位线bl,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的第二端连接至多条板线pl中的同一板线pl。这里,多条字线wl包括第一字线wl。这里的控制器可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里的控制器还可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,片选导通电平小于全选导通电平。
3、在本技术提供的实施方式中,铁电存储单元可以是铁电存储器或者其他材料制成的可以根据外加电场的方向和大小产生极化的存储元件。这里,一个铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的字线wl和位线bl的传输电平导通或者关断。可以理解,当控制器向一个铁电存储单元连接的字线wl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平,且字线wl的传输电平与位线bl的传输电平差大于或等于这个铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)时,这个铁电存储单元会处于导通状态。同时可以理解,一个导通的铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的位线bl和板线pl的传输电平产生极化,并按照极化方向的不同存储不同的数据。例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且位线bl的传输电平与板线pl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)时,控制器可以将第一数据(例如,“1”)写入这个铁电存储单元。又例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平小于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且板线pl的传输电平与位线bl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压时,控制器可以将第二数据(例如,“0”)写入这个铁电存储单元。这里,一个铁电存储单元连接的字线wl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平,一个铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。
4、在本技术中,控制器可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线plpl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,且大于或等于板线pl的传输电平加上铁电存储单元的读写电压。此时,由于板线pl的传输电平小于0,位线bl的传输电平可以在满足与板线pl的传输电平的差大于或等于铁电存储单元的读写电压的同时,不超过这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压。这里,控制器还可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里的全选导通电平是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的片选导通电平是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(可以是一个铁电存储单元或者多个铁电存储单元)导通且使得部分铁电存储单元关断的电平。这里,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,与目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平或板线pl的传输电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入铁电存储单元,并通过控制铁电存储单元连接的位线bl的传输电平导通目标铁电存储单元并关断非目标铁电存储单元,进而将数据(例如,第二数据)写入目标铁电存储单元,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据(例如,第二数据)对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
5、结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,多条字线wl还包括除第一字线wl之外的第二字线wl。控制器可用于向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平作为位线bl的传输电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,关断电平小于片选导通电平,第一写入电平大于0且小于全选导通电平。这里的控制器还可向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平,以将第一数据(例如,“1”)存储至目标行中各铁电存储单元。这里,第二写入电平小于0。
6、可以理解,这里的关断电平是可以使得非目标行中各铁电存储单元关断的电平(例如,0v),这里的全选导通电平是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的第一写入电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向位线bl输入第一写入电平作为位线bl的传输电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。进一步可以理解,这里的第一写入电平大于第二写入电平,且第一写入电平与第二写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)。也就是说,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平)时,可以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,第一写入电平或第二写入电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入目标行的铁电存储单元中,降低了铁电存储单元的尺寸对于传输电平的限制(例如,铁电存储单元的尺寸越小,铁电存储单元的控制端或第一端可以承受的最大电平越小),在铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平固定时,可以减小铁电存储单元的尺寸,提高数据存储的存储密度;在铁电存储单元的尺寸固定时,可以增大铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平之间的电压(例如,第一写入电平和第二写入电平之间的电压),提高数据存储的灵敏度和稳定性。
7、结合第一方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,控制器还可用于向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,以导通目标行中的目标铁电存储单元并关断目标行中其他非目标铁电存储单元。这里,第三写入电平小于片选导通电平且大于或等于关断电平,片选导通电平小于第一写入电平。这里的控制器还可向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平作为板线pl的传输电平,以将第二数据(例如,“0”)存储至目标行中的目标铁电存储单元。这里,第四写入电平大于第一写入电平。
8、可以理解,这里的片选导通电平是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(例如,目标铁电存储单元)导通且使得部分铁电存储单元(例如,非目标铁电存储单元)关断的电平,这里的第三写入电平小于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,这里的第一写入电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平时,目标铁电存储单元导通。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,非目标铁电存储单元关断。进一步可以理解,这里的第四写入电平大于第三写入电平,且第四写入电平与第三写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压。也就是说,当目标铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据写入目标铁电存储单元(也即,目标铁电存储单元的极化方向发生翻转)。同时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,非目标铁电存储单元处于关断状态,向目标铁电存储单元写入第二数据的过程不会对非目标铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性和稳定性。
9、结合第一方面第二种可能的实施方式,在第三种可能的实施方式中,铁电存储单元可包括开关管和电容。这里,铁电存储单元的开关管的控制端可作为铁电存储单元的控制端连接至铁电存储单元连接的字线wl,开关管的第一端可作为铁电存储单元的第一端连接至铁电存储单元连接的位线bl,开关管的第二端可连接铁电存储单元的电容的第一极板,电容的第二极板可作为铁电存储单元的第二端连接至铁电存储单元连接的板线pl。这里的控制器还可用于向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。这里,第五写入电平大于第三写入电平且小于或等于第一写入电平。
10、可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第三写入电平与第四写入电平的差值减小到第三写入电平与第五写入电平的差值。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第一写入电平与第四写入电平的差值减小到第一写入电平与第五写入电平的差值。进一步可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,非目标铁电存储单元截止,此时,非目标铁电存储单元中铁电存储单元的控制端(电平为片选导通电平)和铁电存储单元的第二端(电平为第四写入电平)之间的电平差主要由开关管的控制端和开关管的第二端承担,而非目标铁电存储单元中的电容只需要承担到第一写入电平与第五写入电平的差值(例如,当第五写入电平等于第一写入电平时,电容两端的电压为0v)。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
11、结合第一方面或第一方面任一种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,控制器还可包括多个读取单元。这里,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端通过同一位线bl连接至多个读取单元中的一个读取单元的第一端,多个读取单元中各读取单元的第二端连接参考地。这里的控制器还可用于向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平,向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,第一读取电平等于第一写入电平。这里的控制器还可用于控制目标行中各铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平,以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。这里,第二读取电平等于第二写入电平。
12、可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷,目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元,进而可以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
13、结合第一方面第四种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,控制器还可包括至少一个比较电路,比较电路可连接目标读取单元的第一端。这里的比较电路可用于获取目标读取单元的第一端的数据读取电平,在数据读取电平大于或等于电平阈值时,获得与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第一数据,在数据读取电平小于电平阈值时,获得与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第二数据。
14、可以理解,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平约等于第一读取电平,也即大于或等于电平阈值),目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平远低于第一读取电平,也即小于电平阈值),进而可以通过数据读取电平与电平阈值的大小关系确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
15、结合第一方面第四种可能的实施方式或第一方面第五种可能的实施方式,在第六种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,控制器还可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电。
16、也就是说,控制器在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时(也即,在控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平之前),可以向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电(也即,将目标行中各铁电存储单元的电容的第二极板的电平提升至第一读取电平),防止当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平时,电容的第二极板的电平与第一极板的电平之间的差值大于读写电压,导致铁电存储单元的极化方向发生翻转,干扰铁电存储单元中存储的数据。采用本技术提供的实施方式,可在读取数据之前对目标行中各铁电存储单元中的电容进行预充电,提高数据存储的稳定性,提升数据存储读取正确率和效率。
17、结合第一方面第四种可能的实施方式至第一方面第六种可能的实施方式中的任一种,在第七种可能的实施方式中,控制器还可用于向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,以导通目标行中存储第二数据的铁电存储单元,并关断目标行中存储第一数据的铁电存储单元。这里的控制器还可用于向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平,以将第二数据重新存储至目标行中存储第二数据的铁电存储单元。
18、可以理解,在进行了数据读取之后,目标行中存储第一数据的铁电存储单元的极化方向不会发生翻转,而存储第二数据的铁电存储单元的极化方向会发生翻转,为了维持数据的稳定性,需要将存第二数据的铁电存储单元的极化方向再次翻转回读取前的状态,以对数据进行长期储存。也就是说,当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,存储第一数据的铁电存储单元截止。当控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,存储第二数据的铁电存储单元导通。进一步地,当目标行中存储第二数据的铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据重新写入目标行中存储第二数据的铁电存储单元。同时,目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,目标行中存储第一数据的铁电存储单元处于关断状态,向目标行中存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据的过程不会对目标行中存储第一数据的铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可在进行数据读取后将数据重新写回铁电存储单元中,并防止控制器向存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据时,对存储第一数据的铁电存储单元存储的第一数据产生干扰,提高了数据存储的可靠性和稳定性。
19、结合第一方面第七种可能的实施方式,在第八种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,控制器还可用于在向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
20、第二方面,本技术提供了一种铁电存储器,该铁电存储器包括第一方面或第一方面任一种可能的实施方式中的控制器,以及第一方面或第一方面任一种可能的实施方式中的铁电存储阵列。
21、第三方面,本技术提供了一种设备,该设备包括第二方面的铁电存储器和电路板,该铁电存储器和电路板电连接。
22、第四方面,本技术提供了一种铁电存储阵列的控制方法,该方法可适用于铁电存储阵列的控制器,铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元,多条字线wl、多条板线pl和多条位线bl。这里,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的控制端连接至多条字线wl中的同一字线wl,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端连接至多条位线bl中的同一位线bl,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的第二端连接至多条板线pl中的同一板线pl。这里,多条字线wl包括第一字线wl。该方法包括:当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,片选导通电平小于全选导通电平。
23、在本技术提供的实施方式中,铁电存储单元可以是铁电存储器或者其他材料制成的可以根据外加电场的方向和大小产生极化的存储元件。这里,一个铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的字线wl和位线bl的传输电平导通或者关断。可以理解,当控制器向一个铁电存储单元连接的字线wl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平,且字线wl的传输电平与位线bl的传输电平差大于或等于这个铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)时,这个铁电存储单元会处于导通状态。同时可以理解,一个导通的铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的位线bl和板线pl的传输电平产生极化,并按照极化方向的不同存储不同的数据。例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且位线bl的传输电平与板线pl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)时,控制器可以将第一数据(例如,“1”)写入这个铁电存储单元。又例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平小于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且板线pl的传输电平与位线bl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压时,控制器可以将第二数据(例如,“0”)写入这个铁电存储单元。这里,一个铁电存储单元连接的字线wl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平,一个铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。
24、在本技术中,控制器可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线plpl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,且大于或等于板线pl的传输电平加上铁电存储单元的读写电压。此时,由于板线pl的传输电平小于0,位线bl的传输电平可以在满足与板线pl的传输电平的差大于或等于铁电存储单元的读写电压的同时,不超过这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压。这里,控制器还可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,与目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平或板线pl的传输电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入铁电存储单元,并通过控制铁电存储单元连接的位线bl的传输电平导通目标铁电存储单元并关断非目标铁电存储单元,进而将数据(例如,第二数据)写入目标铁电存储单元,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据(例如,第二数据)对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
25、结合第四方面,在第一种可能的实施方式中,多条字线wl还包括除第一字线wl之外的第二字线wl。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,包括:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平作为位线bl的传输电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,关断电平小于片选导通电平,第一写入电平大于0且小于全选导通电平。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平。这里,第二写入电平小于0。
26、可以理解,这里的关断电平是可以使得非目标行中各铁电存储单元关断的电平(例如,0v),这里的全选导通电平是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的第一写入电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向位线bl输入第一写入电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。进一步可以理解,这里的第一写入电平大于第二写入电平,且第一写入电平与第二写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)。也就是说,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平)时,可以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,第一写入电平或第二写入电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入目标行的铁电存储单元中,降低了铁电存储单元的尺寸对于传输电平的限制(例如,铁电存储单元的尺寸越小,铁电存储单元的控制端或第一端可以承受的最大电平越小),在铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平固定时,可以减小铁电存储单元的尺寸,提高数据存储的存储密度;在铁电存储单元的尺寸固定时,可以增大铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平之间的电压(例如,第一写入电平和第二写入电平之间的电压),提高数据存储的灵敏度和稳定性。
27、结合第四方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,包括:控制器向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平。这里,第三写入电平小于片选导通电平且大于或等于关断电平,片选导通电平小于第一写入电平。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平作为板线pl的传输电平。这里,第四写入电平大于第一写入电平。
28、可以理解,这里的片选导通电平是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(例如,目标铁电存储单元)导通且使得部分铁电存储单元(例如,非目标铁电存储单元)关断的电平,这里的第三写入电平小于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,这里的第一写入电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平时,目标铁电存储单元导通。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,非目标铁电存储单元关断。进一步可以理解,这里的第四写入电平大于第三写入电平,且第四写入电平与第三写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压。也就是说,当目标铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据写入目标铁电存储单元(也即,目标铁电存储单元的极化方向发生翻转)。同时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,非目标铁电存储单元处于关断状态,向目标铁电存储单元写入第二数据的过程不会对非目标铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性和稳定性。
29、结合第四方面,在第三种可能的实施方式中,铁电存储单元可包括开关管和电容。这里,铁电存储单元的开关管的控制端可作为铁电存储单元的控制端连接至铁电存储单元连接的字线wl,开关管的第一端可作为铁电存储单元的第一端连接至铁电存储单元连接的位线bl,开关管的第二端可连接铁电存储单元的电容的第一极板,电容的第二极板可作为铁电存储单元的第二端连接至铁电存储单元连接的板线pl。在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平之前,方法还包括:当控制器向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。这里,第五写入电平大于第三写入电平且小于或等于第一写入电平。
30、可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第三写入电平与第四写入电平的差值减小到第三写入电平与第五写入电平的差值。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第一写入电平与第四写入电平的差值减小到第一写入电平与第五写入电平的差值。进一步可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,非目标铁电存储单元截止,此时,非目标铁电存储单元中铁电存储单元的控制端(电平为片选导通电平)和铁电存储单元的第二端(电平为第四写入电平)之间的电平差主要由开关管的控制端和开关管的第二端承担,而非目标铁电存储单元中的电容只需要承担到第一写入电平与第五写入电平的差值(例如,当第五写入电平等于第一写入电平时,电容两端的电压为0v)。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
31、结合第四方面或第四方面任一种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,控制器还可包括多个读取单元。这里,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端通过同一位线bl连接至多个读取单元中的一个读取单元的第一端,多个读取单元中各读取单元的第二端连接参考地。在将第二数据写入目标铁电存储单元之后,方法还包括:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平,向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,第一读取电平等于第一写入电平。控制器控制目标行中各铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平,以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。这里,第二读取电平等于第二写入电平。
32、可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷,目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元,进而可以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
33、结合第四方面第四种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,控制器还可包括至少一个比较电路,比较电路可连接目标读取单元的第一端。在向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平之后,方法还包括:比较电路获取目标读取单元的第一端的数据读取电平。当数据读取电平大于或等于电平阈值时,确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第一数据。当数据读取电平小于电平阈值时,确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第二数据。
34、可以理解,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平约等于第一读取电平,也即大于或等于电平阈值),目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平远低于第一读取电平,也即小于电平阈值),进而可以通过数据读取电平与电平阈值的大小关系确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
35、结合第四方面第四种可能的实施方式或者第四方面第五种可能的实施方式,在第六种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平之前,方法还包括:当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电。
36、也就是说,控制器在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时(也即,在控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平之前),可以向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电(也即,将目标行中各铁电存储单元的电容的第二极板的电平提升至第一读取电平),防止当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平时,电容的第二极板的电平与第一极板的电平之间的差值大于读写电压,导致铁电存储单元的极化方向发生翻转,干扰铁电存储单元中存储的数据。采用本技术提供的实施方式,可在读取数据之前对目标行中各铁电存储单元中的电容进行预充电,提高数据存储的稳定性,提升数据存储读取正确率和效率。
37、结合第四方面第四种可能的实施方式至第四方面第六种可能的实施方式中的任一种,在第七种可能的实施方式中,在向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平之后,方法还包括:控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,以导通目标行中存储第二数据的铁电存储单元并关断目标行中存储第一数据的铁电存储单元。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平,以将第二数据重新存储至目标行中存储第二数据的铁电存储单元。
38、可以理解,在进行了数据读取之后,目标行中存储第一数据的铁电存储单元的极化方向不会发生翻转,而存储第二数据的铁电存储单元的极化方向会发生翻转,为了维持数据的稳定性,需要将存第二数据的铁电存储单元的极化方向再次翻转回读取前的状态,以对数据进行长期储存。也就是说,当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,存储第一数据的铁电存储单元截止。当控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,存储第二数据的铁电存储单元导通。进一步地,当目标行中存储第二数据的铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据重新写入目标行中存储第二数据的铁电存储单元。同时,目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,目标行中存储第一数据的铁电存储单元处于关断状态,向目标行中存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据的过程不会对目标行中存储第一数据的铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可在进行数据读取后将数据重新写回铁电存储单元中,并防止控制器向存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据时,对存储第一数据的铁电存储单元存储的第一数据产生干扰,提高了数据存储的可靠性和稳定性。
39、结合第四方面第七种可能的实施方式,在第八种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平之前,方法还包括:当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
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