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字线驱动电路及其控制方法、存储器与流程

  • 国知局
  • 2024-07-31 19:40:18

本公开涉及半导体存储器领域,尤其涉及一种字线驱动电路及其控制方法、存储器。

背景技术:

1、 动态随机存取存储器(dynamic random access memory,dram)中的每个存储单元可以包括晶体管和电容,dram可以利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特是“1”还是“0”,其中,电容的选中是通过与电容连接的晶体管控制的,而晶体管的选中则通过字线和位线来控制。故对于待读写晶体管即目标晶体管而言,需要开启目标晶体管所连接的字线(即目标字线)。每一条字线与一个字线驱动器的输出端对应连接,每一字线驱动器配置为开启或关闭对应连接的字线。相关技术中,开启目标字线时,对目标字线的相邻字线会产生耦合效应,甚至开启目标字线的相邻字线。

技术实现思路

1、本公开提供了一种字线驱动电路及其控制方法、存储器。

2、本公开的技术方案是这样实现的:

3、第一方面,本公开提供了一种字线驱动电路,包括多个字线驱动器;每一字线驱动器的输出端与一条字线对应连接,每一所述字线驱动器配置为开启或关闭对应连接的所述字线;

4、所述字线驱动器,配置为在执行所述字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,若所连接的所述字线被选中为目标字线,则向所述目标字线提供开启电压,以开启所述目标字线;或者,若所连接的所述字线与所述目标字线相邻,则在所述字线开启操作的第一阶段向所连接的所述字线提供强关闭电压,并在所述字线开启操作的第二阶段向所连接的所述字线提供常规关闭电压;

5、所述强关闭电压小于所述常规关闭电压,所述常规关闭电压小于所述开启电压。

6、在一些实施例中,所述字线驱动器,还配置为在执行所述字线开启操作的预备阶段中,若所连接的所述字线被选中为所述目标字线,则向所述目标字线提供低电平;或者,若所连接的所述字线与所述目标字线相邻,则向所连接的所述字线提供强关闭电压;

7、其中,所述预备阶段、所述第一阶段、所述第二阶段依次发生;在所述第一阶段中,所述目标字线上的电压持续上升且达到所述开启电压;在所述第二阶段中,所述目标字线上的电压保持所述开启电压。

8、在一些实施例中,所述字线驱动器包括上拉节点和下拉节点;

9、在所连接的所述字线被选中为目标字线的情况下,所述字线驱动器,配置为在执行所述字线开启操作的预备阶段中,控制所述上拉节点为低电平,并将所述上拉节点与所述目标字线连通;在执行所述字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,则控制所述上拉节点为所述开启电压,并将所述上拉节点与所述目标字线连通;

10、在所连接的所述字线与被选中目标字线相邻的情况下,在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段和第二阶段中,则将所述下拉节点与所述目标字线连通。

11、在一些实施例中,对多个所述字线进行连续编号,且相邻的2个所述字线的编号分别为奇编号和偶编号;所述奇编号的字线为奇字线,所述偶编号的字线为偶字线;多个所述字线驱动器分类为多个第一字线驱动器和多个第二字线驱动器,所述第一字线驱动器与所述奇字线连接,所述第二字线驱动器与所述偶字线连接;

12、每一所述第一字线驱动器,配置为若所述目标字线为所述奇字线,则在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段和第二阶段,控制所述下拉节点为常规关闭电压;或者,若所述目标字线为所述偶字线,则在执行所述字线开启操作的预备阶段和第一阶段,控制所述下拉节点为强关闭电压,在执行所述字线开启操作的第二阶段,控制所述下拉节点为常规关闭电压;

13、每一所述第二字线驱动器,配置为若所述目标字线为所述偶字线,则在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段和第二阶段,控制所述下拉节点为常规关闭电压;或者,若所述目标字线为所述奇字线,则在执行所述字线开启操作的预备阶段和第一阶段,控制所述下拉节点为强关闭电压,在执行所述字线开启操作的第二阶段,控制所述下拉节点为常规关闭电压。

14、在一些实施例中,每一所述字线驱动器包括开关控制电路和电压调节电路;

15、所述开关控制电路,与所述上拉节点、所述下拉节点和所述字线均连接,配置为接收第一控制信号组,若所述第一控制信号组为第三状态,则控制所述上拉节点与所连接的字线形成电通路,且控制所述下拉节点与所连接的字线形成电开路;若所述第一控制信号组为第四状态,则控制所述上拉节点与所连接的字线形成电开路,且控制所述下拉节点与所连接的字线形成第一电通路;若所述第一控制信号组为第五状态,则控制所述上拉节点与所连接的字线形成第二电通路,且控制所述下拉节点与所连接的字线形成电通路;若所述第一控制信号组为第六状态,则控制所述上拉节点与所连接的字线形成电开路,且控制所述下拉节点与所连接的字线形成所述第一电通路和所述第二电通路;

16、所述电压调节电路,与所述下拉节点连接,配置为基于接收第二控制信号组,若所述第二控制信号组为第一状态,则控制所述下拉节点的电压为所述强关闭电压;若所述第二控制信号组为第二状态,则控制所述下拉节点的电压为所述常规关闭电压;

17、其中,所述第一控制信号组具有多个,不同的所述字线驱动器接收各自的所述第一控制信号组;所述第二控制信号组具有2个,所有的第一字线驱动器中的电压调节电路均接收第1个所述第二控制信号组,所有的第二字线驱动器中的电压调节电路均接收第2个所述第二控制信号组。

18、在一些实施例中,对于所述目标字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段中,所述第一控制信号组从所述第四状态切换到所述第三状态,且所述上拉节点处的电压为低电压;在执行所述字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,所述第一控制信号组为所述第三状态,且上拉节点处的电压为开启电压;

19、对于所述目标字线的相邻字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段中所述第一控制信号组从所述第六状态切换到所述第五状态,且所述上拉节点处的电压为低电压;在执行所述字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,所述第一控制信号组为所述第五状态,且所述上拉节点处的电压为所述低电压;

20、若所述目标字线为所述奇字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段中,则第1个所述第二控制信号组为所述第二状态,第2个所述第二控制信号组为所述第一状态;在执行所述字线开启操作的第二阶段中,则第1个所述第二控制信号组和第2个所述第二控制信号组均为所述第二状态;

21、若所述目标字线为偶字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段中,则第2个所述第二控制信号组为所述第二状态,第1个所述第二控制信号组为所述第一状态;在执行所述字线开启操作的第二阶段中,则第1个所述第二控制信号组和第2个所述第二控制信号组均为所述第二状态。

22、在一些实施例中,第1个所述第二控制信号组包括第一控制信号和第二控制信号,第2个所述第二控制信号组包括第三控制信号和第四控制信号,第1个所述电压调节电路包括:第一调节电路与第二调节电路;其中,所述第一调节电路,与第一电压源连接,配置为接收所述第一控制信号;若所述第一控制信号为使能态,将所述第一电压源与所述下拉节点接通;若所述第一控制信号为失能态,将所述第一电压源与所述下拉节点隔离;其中,所述第一电压源的电压为所述常规关闭电压;

23、所述第二调节电路,与第二电压源连接,配置为接收所述第二控制信号;若所述第二控制信号为使能态,将所述第二电压源与所述下拉节点接通;若所述第二控制信号为失能态,将所述第二电压源与所述下拉节点隔离;其中,所述第二电压源的电压为所述强关闭电压;

24、第2个所述电压调节电路包括:第三调节电路与第四调节电路;其中,所述第三调节电路,与第一电压源连接,配置为接收所述第三控制信号;若所述第三控制信号为使能态,将所述第一电压源与所述下拉节点接通;若所述第三控制信号为失能态,将所述第一电压源与所述下拉节点隔离;

25、所述第四调节电路,与第二电压源连接,配置为接收所述第四控制信号;若所述第四控制信号为使能态,将所述第二电压源与所述下拉节点接通;若所述第四控制信号为失能态,将所述第二电压源与所述下拉节点隔离。

26、在一些实施例中,所述第一调节电路包括:第一晶体管、第一驱动器;所述第一晶体管的控制端连接所述第一驱动器,所述第一驱动器配置为接收并输出所述第一控制信号;所述第一晶体管的第一端连接所述下拉节点,所述第一晶体管的第二端连接所述第一电压源;

27、所述第二调节电路包括:第二晶体管、第二驱动器;所述第二晶体管的控制端连接所述第二驱动器,所述第二驱动器配置为接收并输出所述第二控制信号;所述第二晶体管的第一端连接所述下拉节点,所述第二晶体管的第二端连接所述第二电压源;

28、所述第三调节电路包括:第三晶体管、第三驱动器;所述第三晶体管的控制端连接所述第三驱动器,所述第三驱动器配置为接收并输出所述第三控制信号;所述第三晶体管的第一端连接所述下拉节点,所述第三晶体管的第二端连接所述第一电压源;

29、所述第四调节电路包括:第四晶体管、第四驱动器;所述第四晶体管的控制端连接所述第四驱动器,所述第四驱动器配置为接收并输出所述第四控制信号;所述第四晶体管的第一端连接所述下拉节点,所述第四晶体管的第二端连接所述第二电压源。

30、在一些实施例中,若所述目标字线为所述奇字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段和第一阶段中,所述第一控制信号为使能态、所述第二控制信号为失能态、所述第三控制信号为失能态、所述第四控制信号为使能态;在执行所述字线开启操作的第二阶段中,所述第一控制信号为使能态、所述第二控制信号为失能态、所述第三控制信号为使能态、所述第四控制信号为失能态;

31、若所述目标字线为所述偶字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段和第一阶段中,所述第一控制信号为失能态、所述第二控制信号为使能态、所述第三控制信号为使能态、所述第四控制信号为失能态;在执行所述字线开启操作的第二阶段中,所述第一控制信号为使能态、所述第二控制信号为失能态、所述第三控制信号为使能态、所述第四控制信号为失能态。

32、在一些实施例中,所述第一控制信号组包括主字线驱动信号、子字线驱动互补信号,所述开关控制电路包括反相单元、快速关闭单元;

33、所述上拉节点,配置为接收子字线驱动信号;在执行所述字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,所述子字线驱动信号的电压为所述开启电压;

34、所述反相单元,与所述上拉节点、所述下拉节点和所述字线均连接,配置为接收所述主字线驱动信号,若所述主字线驱动信号为低电平,控制所述上拉节点与所连接的所述字线形成电通路;若所述主字线驱动信号为高电平,则控制所述下拉节点与所连接的所述字线形成电通路;

35、所述快速关闭单元,与所述下拉节点和所述字线均连接,配置为接收所述子字线驱动互补信号,若所述子字线驱动互补信号为使能态,则控制所述下拉节点与所连接的字线形成电通路。

36、在一些实施例中,所述反相单元包括第一pmos晶体管和第一nmos晶体管;所述快速关闭单元包括第二nmos晶体管;

37、所述第一pmos晶体管的第一端连接所述上拉节点,并接收所述子字线驱动信号;所述第一pmos晶体管的控制端与所述第一nmos晶体管的控制端连接,并接收所述主字线驱动信号;所述第一pmos晶体管的第二端、所述第一nmos晶体管的第一端与所述字线连接;所述第一nmos晶体管的第二端连接所述下拉节点;

38、所述第二nmos晶体管的第一端连接与所述字线连接;所述第二nmos晶体管的控制端接收所述子字线驱动互补信号,所述第二nmos晶体管的第二端连接所述下拉节点。

39、在一些实施例中,在执行所述字线开启操作的预备阶段中,对于所述目标字线,其对应的所述主字线驱动信号从高电平切换为低电平,其对应的所述子字线驱动互补信号为低电平,其对应的所述子字线驱动信号为低电平;对于所述目标字线的相邻字线,其对应的所述主字线驱动信号与所述目标字线对应的所述主字线驱动信号相同,其对应的所述子字线驱动互补信号为高电平,其对应的所述子字线驱动信号为低电平;

40、在执行所述字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,对于所述目标字线,其对应的所述主字线驱动信号为低电平,所述子字线驱动互补信号为低电平,所述子字线驱动信号为所述开启电压;对于所述目标字线的相邻字线,其对应的所述主字线驱动信号与所述目标字线对应的所述主字线驱动信号相同,其对应的所述子字线驱动互补信号为高电平,其对应的所述子字线驱动信号为低电平。

41、在一些实施例中,所述开启电压为3v,所述强关闭电压为-0.7v,所述常规关闭电压为-0.2v。

42、第二方面,本公开实施例还提供一种存储器,所述存储器包括如上述任一实施例所述的字线驱动电路。

43、第三方面,本公开实施例还提供一种控制方法,其特征在于,应用于如上述任一实施例所述的字线驱动电路,所述方法包括:

44、对于被选中的目标字线,在执行字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,向所述目标字线提供开启电压,以开启所述目标字线;

45、对于所述目标字线的相邻字线,在所述字线开启操作的第一阶段向所连接的所述字线提供强关闭电压,并在所述字线开启操作的第二阶段向所连接的所述字线提供常规关闭电压;

46、所述强关闭电压小于所述常规关闭电压,所述常规关闭电压小于所述开启电压。

47、在一些实施例中,所述方法还包括:

48、对于被选中的所述目标字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段中,向所述目标字线提供低电平;

49、对于所述目标字线的相邻字线,在执行字线开启操作的预备阶段中,向所连接的所述字线提供所述强关闭电压;

50、其中,所述预备阶段、所述第一阶段、所述第二阶段依次发生。

51、在一些实施例中,奇字线与第一字线驱动器连接,偶字线与第二字线驱动器连接,所述第一字线驱动器响应于各自的主字线驱动信号、各自的子字线驱动信号、各自的子字线驱动互补信号、第一控制信号和第二控制信号进行工作;所述第二字线驱动器响应于各自的主字线驱动信号、各自的子字线驱动信号、各自的子字线驱动互补信号、第三控制信号和第四控制信号进行工作;

52、对于目标字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段中,其对应的所述主字线驱动信号从高电平切换到低电平;其对应的所述子字线驱动互补信号为低电平,其对应的所述子字线驱动信号为低电平;

53、在执行所述字线开启操作的第一阶段和第二阶段中,其对应的所述主字线驱动信号为低电平;其对应的所述子字线驱动互补信号为低电平,其对应的所述子字线驱动信号为所述开启电压;

54、若所述目标字线为所述奇字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段以及第二阶段中,所述第一控制信号为高电平;所述第二控制信号为低电平;

55、对于所述目标字线的相邻字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段中,所述第三控制信号为低电平,所述第四控制信号为高电平;在执行所述字线开启操作的第二阶段中,所述第三控制信号为高电平,所述第四控制信号为低电平;

56、若所述目标字线为所述偶字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段以及第二阶段中,所述第三控制信号为高电平;所述第四控制信号为低电平;

57、对于所述目标字线的相邻字线,在执行所述字线开启操作的预备阶段、第一阶段中,所述第一控制信号为低电平,所述第二控制信号为高电平;在执行所述字线开启操作的第二阶段中,所述第一控制信号为高电平,所述第二控制信号为低电平。

58、本公开实施例中,为了避免目标字线开启时,目标字线的相邻字线也开启的情况,在执行字线开启操作的第一阶段中,由于目标字线上的电压从常规关闭电压附近拉升至开启电压,这会导致目标字线与其相邻字线存在耦合效应,从而导致目标字线的相邻字线上的电压也被拉升。故此时,可以向目标字线的相邻字线提供低于常规关闭电压的强关闭电压,使得目标字线的相邻字线上的电压即使由于耦合效应的原因被拉升,也无法拉升至字线开启所需的最低阈值电压,使得目标字线的相邻字线不会被开启。在执行字线开启操作的第二阶段中,目标字线上的电压保持在开启电压,故不会对目标字线的相邻字线产生耦合效应,此时对目标字线的相邻字线施加常规关闭电压即可。

59、采用本公开实施中的字线驱动电路,避免了开启目标字线时,对目标字线的相邻字线的误开启情况。还避免了由于目标字线的相邻字线误开启,且目标字线所连接的存储单元中存储的数据与非目标字线所连接的存储单元中存储的数据相反时,所导致的对目标字线所连接存储单元中存储的数据产生误读的情况。还避免了由于目标字线的相邻字线误开启,目标字线的相邻字线所连接的存储单元发生电荷共享,导致的丢失电荷的情况。从而提高了存储器的数据稳定性。

60、本公开实施例中,强关闭电压小于常规关闭电压,且常规关闭电压小于地电压(例如,0v)。故常规关闭电压的绝对值小于强关闭电压的绝对值。通过在目标字线开启操作的第二阶段,向目标字线的相邻字线提供常规关闭电压,而非一直提供强关闭电压,可以有效节约字线驱动器所需的功耗,从而进一步节约存储器所需的功耗。

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