用于存储器的读取电路及存储器的制作方法

本发明涉及集成电路，特别涉及一种用于存储器的读取电路及存储器。

背景技术：

1、存储器是数字集成电路中重要的组成部分，它更是构建基于微处理器的应用系统不可缺少的一部分。近年来，人们将各种存储器嵌入在处理器内部以提高处理器的集成度与工作效率，因此，存储器阵列及其外围电路的性能就在很大程度上决定了整个系统的工作状况。

2、读取电路是存储器的外围电路的重要组成部分，由于读取电路通常被用来在对存储器的存储单元进行读操作时对存储单元位线(bit_line)上的微小信号进行采样变换并进行放大，从而确定存储单元内的存储信息，因此读取电路的工作性能对于存储器的应用效果有决定性的影响。

3、读取电路的工作机制是通过将存储器的存储单元(bit cell)位线上的电流/电压与参考电流/电压比较而读取存储单元中的数据。具体地，读取电路的一个读动作过程为：将存储单元(bit cell)位线上的电流icell与参考电流iref进行比较，若存储单元(bitcell)位线上的电流icell比参考电流iref大，则读出判定为1；反之，则读出判定为0。

4、但是，存储单元(bit cell)位线上的电流icell一般随着温度升高而减小，呈现负温度特性。参考电流iref温度特性如果和位线电流icell特性不匹配，会减小高温下读操作的窗口，影响存储器的读性能，进而降低存储器在高温时的读可靠性。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种存储器的读取电路及存储器，通过在读取电路中增加补偿模块，以随温度的升高而对位线电流和/或参考电流进行补偿，随温度升高而减小位线电流与参考电流之间的电流差与温度的相关性，从而增加高温时读操作的窗口，进而提高存储器高温下的读可靠性。

2、根据本发明的一方面，提供一种用于存储器的读取电路，包括：第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与存储单元的位线连接以接收位线电流，所述第一比较器的第二输入端接收参考电流；补偿模块，用于对所述参考电流进行补偿，和/或对所述存储单元的字线电压进行补偿，从而随温度升高而增大所述位线电流和所述参考电流之间的差值。

3、可选地，所述补偿模块包括：电压补偿单元，用于根据参考电压产生正温度系数的中间电压；电压转电流单元，与所述电压补偿单元连接，用于根据所述中间电压产生具有负温度系数的参考电流，其中，所述电压转电流单元产生的参考电流为补偿后的参考电流。

4、可选地，所述补偿模块包括：电压补偿单元，用于根据参考电压产生正温度系数的中间电压；电压转换单元，与所述电压补偿单元连接，用于根据所述中间电压产生具有正温度系数的字线电压，其中，所述存储单元的控制端接收所述字线电压，以产生补偿后的位线电流。

5、可选地，所述补偿模块包括：电压补偿单元，用于根据参考电压产生正温度系数的中间电压；电压转电流单元，与所述电压补偿单元连接，用于根据所述中间电压产生具有负温度系数的参考电流；电压转换单元，与所述电压补偿单元连接，用于根据所述中间电压产生具有正温度系数的字线电压，其中，所述电压转电流单元产生的参考电流为补偿后的参考电流，所述存储单元的控制端接收所述字线电压，以产生补偿后的位线电流。

6、可选地，所述电压补偿单元包括：第一电流源，所述第一电流源的第一通路端与电源电压连接；第一晶体管，所述第一晶体管的第一通路端与所述第一电流源的第二通路端连接，控制端接收参考电压；第二晶体管，所述第二晶体管的第一通路端与所述第一电流源的第二通路端连接，控制端与第二通路端连接；第三晶体管，所述第三晶体管的第一通路端与所述第一晶体管的第二通路端连接，控制端与第一通路端连接；第四晶体管，所述第四晶体管的第一通路端与所述第二晶体管的第二通路端连接，控制端与所述第三晶体管的控制端连接，第二通路端与第三晶体管的第二通路端连接，其中，所述第三晶体管和所述第四晶体管的第二通路端接地，所述第二晶体管的控制端为所述电压补偿单元的输出端。

7、可选地，所述电压转电流单元包括：第五晶体管，所述第五晶体管的第一通路端与电源电压连接，控制端与所述电压补偿单元的输出端连接；第二电流源，所述第二电流源的第一通路端与电源电压连接，第二通路端与所述第五晶体管的第二通路端连接；第一电阻，所述第一电阻的第一通路端与所述第五晶体管的第二通路端连接，第二通路端接地；电压钳位器，所述电压钳位器的第一输入端与固定电压连接，第二输入端与输出端连接，输出端与所述第一电阻的第一通路端连接，其中，所述第二电流源提供补偿后的参考电流。

8、可选地，流经所述第一电阻的电流为固定值。

9、可选地，所述电压转换单元包括：电阻串，所述电阻串包括串联连接的多个电阻，所述电阻串的第一端接地，第二端与存储单元的字线端连接；第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述电压补偿单元的输出端连接，第二输入端与电阻串连接；逻辑单元，所述逻辑单元的第一输入端与时钟信号连接，第二输入端与所述第二比较器的输出端连接；电荷泵，所述电荷泵的输入端与所述逻辑单元的输出端连接，输出端与所述电阻串的第二端连接。

10、可选地，还包括：参考模块，与所述补偿模块连接，用于提供所述参考电压。

11、根据本发明的另一方面，提供一种存储器，包括驱动电路，存储电路和上述的读取电路。

12、本发明提供的存储器的读取电路及存储器，在读取电路中增加补偿模块，以随温度的升高而对位线电流和/或参考电流进行补偿，减小位线电流与参考电流之间的电流差与温度的相关性，从而增加高温时读操作的窗口，进而提高存储器高温下的读可靠性。

13、在一个实施例中，本发明提供的存储器的读取电路及存储器，通过电压补偿单元产生一个带有正温度系数的中间电压，然后根据正温度系数的中间电压产生负温度系数的参考电流，该参考电流随着温度的升高而降低，与位线电流的温度特性一致。相比于基本没有温度系数的参考电流而言，本申请中负温度系数的参考电流随着温度的升高与位线电流之间的差值相比原始的会增大，或者说本申请中负温度系数的参考电流与位线电流之间的差值之间的减小幅度减小了，从而提高高温下的读可靠性。

14、在另一个实施例中，本发明提供的存储器的读取电路及存储器，通过电压补偿单元产生一个带有正温度系数的中间电压，然后根据正温度系数的中间电压和反馈控制远离得到一个正温度系数的字线电压，通过该字线电压控制流经存储单元的位线电流。相比于具有负温度系数的位线电流而言，本申请中正温度系数的字线电压随着温度的升高控制位线电流与参考电流之间的差值的减小幅度降低了，从而提高高温下的读可靠性。

15、在另一个实施例中，同时对参考电流和位线电流进行补偿，进一步地减小位线电流与参考电流之间的差值与温度相关性，从而更好的提高高温下的读可靠性。

技术特征：

1.一种用于存储器的读取电路，其中，所述读取电路包括：

2.根据权利要求1所述的读取电路，其中，所述补偿模块包括：

3.根据权利要求1所述的读取电路，其中，所述补偿模块包括：

4.根据权利要求1所述的读取电路，其中，所述补偿模块包括：

5.根据权利要求2-4中任一项所述的读取电路，其中，所述电压补偿单元包括：

6.根据权利要求2或4所述的读取电路，其中，所述电压转电流单元包括：

7.根据权利要求6所述的读取电路，其中，流经所述第一电阻的电流为固定值。

8.根据权利要求3或4所述的读取电路，其中，所述电压转换单元包括：

9.根据权利要求2-4中任一项所述的读取电路，其中，还包括：

10.一种存储器，包括驱动电路，存储电路和如权利要求1-9中任一项所述的读取电路。

技术总结公开了一种用于存储器的读取电路及存储器，所述读取电路包括：第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与存储单元的位线连接以接收位线电流，所述第一比较器的第二输入端接收参考电流；补偿模块，用于对所述参考电流进行补偿，和/或对所述存储单元的字线电压进行补偿，从而随温度升高而增大所述位线电流和所述参考电流之间的差值。本申请提供的存储器的读取电路及存储器，通过在读取电路中增加补偿模块，以随温度增高而对位线电流和/或参考电流进行补偿，从而减小所述位线电流与所述参考电流的差值与温度的相关性，从而增加高温时读操作的窗口，进而提高存储器高温下的读可靠性。技术研发人员：许延华,陈艳,白俊峰,孟颖,李欢受保护的技术使用者：北京中电华大电子设计有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/1/16