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灵敏放大器电路以及阻变存储器装置的制作方法

  • 国知局
  • 2024-07-31 19:57:49

本技术涉及存储器,尤其涉及一种灵敏放大器电路以及阻变存储器装置。

背景技术:

1、由于目前存储架构小型化、轻量化的发展趋势,且存储阵列的密度越来越大,相应地,数据信号的读取电流越来越小,因此,能够对微弱信号进行放大的灵敏放大器变得不可或缺。例如在基于sram(static ram,静态存储器)的存内计算架构中,灵敏放大器是极其重要的一个电路,它的功能主要是将数据位线对的差分数据进行放大输出。

2、然而,随着技术的发展,对存储器的读取、写入速度要求越来越高,灵敏放大器作为存储架构中的重要组成部分,其感测速度对存储器的运行速度起到重要影响。

技术实现思路

1、本技术提供一种灵敏放大器电路以及阻变存储器装置,能够提高灵敏放大器电路的感测速度。

2、第一方面,本技术提供一种灵敏放大器电路,包括:

3、电流源,所述电流源用于生成第一驱动电流;

4、信号放大单元,与所述电流源电连接,所述信号放大单元用于根据输入信号电位差和所述第一驱动电流生成第一放大信号和第二放大信号,所述输入信号电位差为所述信号放大单元所接受的第一输入信号和第二输入信号的电位差;

5、第一控制单元,分别与第一输出节点和第二输出节点电连接,所述第一控制单元用于根据第一时钟信号向所述第一输出节点传输所述第一输出信号,以及根据所述第一时钟信号向所述第二输出节点传输所述第二输出信号;

6、信号输出单元,分别与所述信号放大单元和所述第一控制单元电连接,所述信号输出单元用于根据所述第一放大信号生成所述第一输出信号并传输至所述第一控制单元,所述信号输出单元用于根据所述第二放大信号生成所述第二输出信号并传输至所述第一控制单元。

7、在一些实施方式中,所述灵敏放大器电路,还包括:

8、第二控制单元,分别与所述第一输出节点和所述第二输出节点电连接,所述第二控制单元用于根据所述第一时钟信号分别向所述第一输出节点和所述第二输出节点传输第一参考电压信号。

9、在一些实施方式中,所述灵敏放大器电路,还包括:

10、第一互锁单元,分别与所述第一输出节点和所述第二输出节点电连接,所述第一互锁单元用于根据所述第一输出节点的电位向所述第二输出节点传输所述第一参考电压信号,以及根据所述第二输出节点的电位向所述第一输出节点传输所述第一参考电压信号。

11、在一些实施方式中,所述灵敏放大器电路,还包括:

12、第二互锁单元,分别与所述第一控制单元、所述第一输出节点以及所述第二输出节点电连接,所述第二互锁单元用于根据所述第一输出节点的电位控制所述输出单元向所述第一控制单元传输所述第二输出信号,以及根据所述第二输出节点的电位控制所述输出单元向所述第一控制单元传输所述第一输出信号。

13、在一些实施方式中,所述信号输出单元包括:

14、第一晶体管,用于根据所述第一放大信号,生成所述第一输出信号并通过所述第一晶体管的第一电极向所述第一控制单元传输;

15、第二晶体管,用于根据所述第二放大信号,生成所述第二输出信号并通过所述第二晶体管的第二电极向所述第一控制单元传输;

16、其中,所述第一晶体管和所述第二晶体管的栅极均与所述信号放大单元电连接,所述第一晶体管和所述第二晶体管的第二电极均接地,所述第一晶体管和所述第二晶体管的特性相同,所述特性包括开关特性。

17、在一些实施方式中,所述信号放大单元包括:

18、差分放大器,所述差分放大器的第一输出端与所述第一晶体管的栅极电连接,所述差分放大器的电流接收端与所述电流源电连接,所述差分放大器的第一输出端用于传输所述第一放大信号,所述差分放大器的第一输入端用于接收所述第一输入信号,所述差分放大器的第二输入端用于接收所述第二输入信号;

19、反相器,所述反相器的输入端与所述差分放大器的第二输出端电连接,所述反相器的输出端与所述第二晶体管的栅极电连接,所述反相器的输出端用于传输所述第二放大信号。

20、在一些实施方式中,所述信号放大单元还包括:

21、传输门控制器,所述传输门控制器的输入端与所述差分放大器的第二输出端电连接,所述传输门控制器的输出端与所述反相器的输入端电连接,所述传输门控制器的第一控制端用于接收所述第一时钟信号,所述传输门控制器的第二控制端用于接收第二时钟信号,所述传输门控制器用于在所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的至少一者控制下导通或截止;

22、其中,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的电位相反。

23、在一些实施方式中,所述差分放大器包括:

24、第三晶体管,所述第三晶体管的栅极用于接收所述第一输入信号;

25、第四晶体管,所述第四晶体管的栅极用于接收所述第二输入信号,所述第三晶体管和所述第四晶体管的第一电极均与所述电流源电连接;

26、电流镜,所述电流镜的输入端与所述第三晶体管的第二电极电连接,所述电流镜的镜射端与所述第四晶体管的第二电极电连接;

27、其中,所述电流镜的镜射端与所述反相器的输入端电连接,所述电流镜的输入端与所述第一晶体管的栅极电连接。

28、在一些实施方式中,所述电流源包括:

29、第五晶体管,所述第五晶体管的栅极与所述电流镜的输入端电连接,所述第五晶体管的第一电极用于接收第二参考电压信号,所述第五晶体管的第二电极分别与所述第三晶体管和所述第四晶体管的第一电极电连接。

30、第二方面,本技术提供一种阻变存储器装置,包括:

31、锁存器电路;

32、如第一方面中任一项所述的灵敏放大器电路;

33、其中,所述灵敏放大器电路的第一输出节点与所述锁存器电路的第一输入节点电连接,所述灵敏放大器电路的第二输出节点与所述锁存器电路的第二输入节点电连接。

34、综上,本技术提供的一种灵敏放大器电路,包括:电流源,电流源用于生成第一驱动电流;信号放大单元,与电流源电连接,信号放大单元用于根据输入信号电位差和第一驱动电流生成第一放大信号和第二放大信号,输入信号电位差为信号放大单元所接受的第一输入信号和第二输入信号的电位差;第一控制单元,分别与第一输出节点和第二输出节点电连接,第一控制单元用于根据第一时钟信号向第一输出节点传输第一输出信号,以及根据第一时钟信号向第二输出节点传输第二输出信号;信号输出单元,分别与信号放大单元和控制单元电连接,信号输出单元用于根据第一放大信号生成第一输出信号并传输至第一控制单元,信号输出单元用于根据第二放大信号生成第二输出信号并传输至第一控制单元。通常的灵敏放大器电路中,信号输入和灵敏放大器电路的信号输出形成正反馈级,而正反馈则需要在整个电路运行一段时间后再能进行反馈调节,因此,感测速度较慢,且由于需要预热过程,还存在一部分额外功耗。而且,在一些情况下,一些常规的灵敏放大器电路,输入节点和输出节点直接相连接,放大的电压差极易受到干扰,若控制电路工作的时间有一些波动,很有可能导致错误的数据输出。而本技术提出的一种灵敏放大器电路,输入信号和输出信号的节点相隔离,能够减少输入信号和输出信号的互相干扰,从而提高输出数据的准确性,并且,通过设置电流源向信号放大单元提供驱动电流,信号放大单元根据第一输入信号和第二输入信号形成的电位差生成第一放大信号和第二放大信号,第一放大信号和第二放大信号的电位差大于第一输入信号和第二输入信号的电位差,因此,无需通过信号输出向信号输入提供正反馈,整个电路无需预热,即可直接运行,从而能够提高感测速度。

35、相应地,本技术实施例提供的阻变存储器装置也同样具有上述技术效果。

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