MRAM写操作温度补偿电路的制作方法

本发明涉及磁性存储器，尤其涉及一种mram写操作温度补偿电路。

背景技术：

1、mram的信息存储在磁性材料器件mtj中，通过电流对存储单元进行读写操作。环境温度变化会对存储单元产生影响，在mtj写入过程中，其写电压会随温度变化。现有技术中，通常在设计之初设定了写电压随温度变化的特性，并在制备完成后依据该特性曲线对mtj进行写操作。但是，设定的写电压随温度变化的特性曲线通常会与实际需求的电压具有偏差，在低温区域，现有设计中温度补偿后的写电压值高于实际需求值，过高的写电压会影响mtj的使用寿命；在常温和高温区域，由于工艺波动，流片后的温度补偿后mtj写电压曲线斜率与设计值存在偏差，当实际写电压值高于设计值时，会影响mtj的使用寿命，当实际写电压值低于设计值时，存在写入失败的可能性。

技术实现思路

1、本发明提供的mram写操作温度补偿电路，能够在不同温度下提供不同温度特性的参考电压，使参考电压更符合对应温度的需求，有利于提高存储器寿命。

2、本发明提供一种mram写操作温度补偿电路，包括：

3、线性斜率可调温漂基准电路，用于产生随温度线性变化的第一参考电压，所述第一参考电压随温度线性变化的斜率可配置；

4、带隙基准电路，用于产生恒定的第二参考电压；

5、数据选择器，具有两个输入接口，所述两个输入接口分别与所述线性斜率可调温漂基准电路和带隙基准电路进行电连接，以对所述第一参考电压和第二参考电压进行选择；

6、温度检测电路，与所述数据选择器的使能接口电连接，所述温度检测电路用于对环境温度进行检测，并依据所述检测结果向所述数据选择器输出使能信号，以控制所述数据选择器对第一参考电压和第二参考电压进行选择。

7、可选地，线性斜率可调温漂基准电路包括：

8、第一电流镜，包括第一pmos管和第二pmos管，所述第一pmos管和所述第二pmos管的栅极电连接；所述第一pmos管的第一端连接电压源，所述第一pmos管的第二端通过第一电阻接地；所述第二pmos管的第一端连接电压源，所述第二pmos管的第二端通过第二电阻接地；

9、第二电流镜，包括第三pmos管和第四pmos管，所述第三pmos管和所述第四pmos管的栅极电连接；所述第三pmos管的第一端连接电压源，所述第三pmos管的第二端与第三电阻的第一端电连接；所述第四pmos管的第一端连接电压源，所述第四pmos管的第二端通过第二电阻接地；所述第二电阻的分压向外输出作为第一参考电压；

10、第一运放，所述第一运放的输出端与所述第一pmos管和所述第二pmos管的栅极电连接；所述第一运放的同相输入端与所述第一mos管的第二端电连接；

11、第一三极管，所述第一三极管的第一端与第一电流源电连接，所述第一三极管的第一端还与第一运放的反相输入端电连接，所述第一三极管的第二端接地，所述第一三极管的基极接地；

12、第二三极管，所述第二三极管的第一端与所述第三电阻的第二端电连接，所述第二三极管的第二端接地，所述第二三极管的基极接地；

13、第二运放，所述第二运放的输出端与所述第三pmos管和所述第四pmos管的栅极电连接；所述第二运放的同相输入端与参考电压源电连接，所述第二运放的反向输入端与所述第三pmos管的第二端电连接。

14、可选地，所述第一三极管和第二三极管具有相同的工艺器件类型和物理尺寸。

15、可选地，所述第一电阻、第二电阻和第三电阻具有相同的工艺器件类型。

16、可选地，所述第一运放和第二运放具有相同的物理设计结构。

17、可选地，所述第一电流镜和所述第二电流镜的比例按照如下的公式确定：

18、

19、其中，vref1为第一参考电压，r1为第一电阻，vbe为第一运放的反相输入端电压，m为第一电流镜比例，vref为设计参考电压，r2为第二电阻，r3为第三电阻，n为第二电流镜比例。

20、可选地，所述温度检测电路包括：

21、磁隧道结，具有反平行状态，所述磁隧道结的第一端与第二电流源电连接，所述磁隧道结的第二端接地；

22、比较器，所述比较器的正向输入端与磁隧道结的第一端电连接，所述比较器的反向输入端与所述带隙基准电路的输出端电连接，所述比较器的输出端与所述数据选择器的使能接口电连接。

23、可选地，所述第二电流源为可调电流源。

24、可选地，所述磁性隧道结依据如下公式进行选取：

25、tmr＝(rap-rp)/rp*100％；其中，tmr为磁性隧道结的隧道磁阻特性，rp为平行态电阻，rap为反平行态电阻。

26、可选地，所述数据选择器包括：

27、反相器，所述反相器的第一端与温度检测电路电连接，用于将所述温度检测电路输出的使能信号进行反相；

28、第一传输门，所述第一传输门的输入端与线性斜率可调温漂基准电路的输出端电连接，所述第一传输门的输出端用于与mram写电路的参考电压接口电连接；第一传输门的第一使能接口接收反相前的使能信号，第一传输门的第二使能接口接收反相后的使能信号；

29、第二传输门，所述第二传输门的输入端与带隙基准电路的输出端电连接，所述第二传输门的输出端用于与mram写电路的参考电压接口电连接；第二传输门的第一使能接口接收反相后的使能信号，第一传输门的第二使能接口接收反相前的使能信号。

30、本发明提供的技术方案中，根据mram的温漂特性，将参考电压与温度形成的曲线分为两个部分，其中一个部分为基本恒定的参考电压，另一个部分为呈现负温度线性曲线参考电压，因此，本发明的技术方案中通过两个电路分别提供恒定的参考电压和呈现负温度线性曲线参考电压。为了使两个参考电压分别工作在对应的温度范围内，本发明提供的技术方案通过数据选择器对两个参考电压进行选择，并通过温度检测电路对数据选择器进行使能。本发明提供的技术方案能够输出更加符合mtj在不同温度下进行写操作的参考电压，有利于提升mtj的工作寿命。

技术特征：

1.一种mram写操作温度补偿电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，线性斜率可调温漂基准电路包括：

3.根据权利要求2所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述第一三极管和第二三极管具有相同的工艺器件类型和物理尺寸。

4.根据权利要求2所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述第一电阻、第二电阻和第三电阻具有相同的工艺器件类型。

5.根据权利要求2所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述第一运放和第二运放具有相同的物理设计结构。

6.根据权利要求2所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述第一电流镜和所述第二电流镜的比例按照如下的公式确定：

7.根据权利要求1所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述温度检测电路包括：

8.根据权利要求7所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述第二电流源为可调电流源。

9.根据权利要求7所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述磁性隧道结依据如下公式进行选取：

10.根据权利要求1所述的mram写操作温度补偿电路，其特征在于，所述数据选择器包括：

技术总结本发明提供一种MRAM写操作温度补偿电路，包括：线性斜率可调温漂基准电路，产生随温度线性变化的第一参考电压，第一参考电压随温度线性变化的斜率可配置；带隙基准电路，产生恒定的第二参考电压；数据选择器，具有两个输入接口，两个输入接口分别与线性斜率可调温漂基准电路和带隙基准电路进行电连接；温度检测电路，与数据选择器的使能接口电连接，温度检测电路对环境温度进行检测，并依据检测结果向数据选择器输出使能信号，以控制数据选择器对第一参考电压和第二参考电压进行选择。本发明提供的MRAM写操作温度补偿电路，能够在不同温度下提供不同温度特性的参考电压，使参考电压更符合对应温度的需求，有利于提高存储器寿命。技术研发人员：袁巍,刘晓林,凌春丽受保护的技术使用者：浙江驰拓科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/22