灵敏放大器、控制器和控制方法与流程

本公开涉及但不限定于一种灵敏放大器、控制器和控制方法。

背景技术：

1、随着手机、平板、个人计算机等电子设备的普及，半导体存储器技术也得到了快速的发展。

2、灵敏放大器(sense amplifier简称：sa)是半导体存储器的一个重要组成部分，主要作用是将位线上的小信号进行感测放大，进而执行读取或者写入操作。对于灵敏放大器的改进有利于提升数据读写性能。

技术实现思路

1、本公开提供一种灵敏放大器，包括：

2、第一p型晶体管，源极连接第一电源端，漏极连接第一n型晶体管的栅极，漏极还连接位线，栅极连接第一n型晶体管的漏极；

3、第二p型晶体管，源极连接第一p型晶体管的源极，漏极连接第二n型晶体管的栅极，漏极还连接互补位线，栅极连接第二n型晶体管的漏极；

4、第一n型晶体管，源极连接第二电源端，

5、第二n型晶体管，源极连接第一n型晶体管的源极；

6、第一开关单元，第一端连接第一p型晶体管的漏极，第二端连接第二n型晶体管的漏极，控制端接收隔离控制信号；

7、第二开关单元，第一端连接第一n型晶体管的漏极，第二端连接第二p型晶体管的漏极，控制端接收隔离控制信号；

8、第三开关单元，第一端连接第一n型晶体管的栅极，第二端连接第一n型晶体管的漏极，控制端接收偏移控制信号；

9、第四开关单元，第二端连接第二n型晶体管的栅极，第一端连接第二n型晶体管的漏极，控制端接收偏移控制信号。

10、在一些实施例中，灵敏放大器还包括：

11、均衡电路，连接位线和互补位线，用于在预充电阶段将位线和互补位线上电压驱动至预充电电压；以及在偏移消除阶段调整位线和互补位线上的补偿电压。

12、在一些实施例中，均衡电路，具体包括：

13、第七n型晶体管，源极或漏极连接位线，漏极或源极连接互补位线，栅极接收第一均衡控制信号；

14、第八n型晶体管，源极连接预充电源端，漏极连接位线或者互补位线，栅极接收第二均衡控制信号。

15、在一些实施例中，第一开关单元，具体包括：

16、第三n型晶体管，源极或漏极连接第一p型晶体管的漏极，漏极或源极连接第二n型晶体管的漏极；栅极接收隔离控制信号；

17、第二开关单元，具体包括：

18、第四n型晶体管，源极或漏极连接第二p型晶体管的漏极，漏极或源极连接第一n型晶体管的漏极；栅极接收隔离控制信号。

19、在一些实施例中，第三开关单元，具体包括：

20、第五n型晶体管，源极或漏极连接第一n型晶体管的栅极，漏极或源极连接第一n型晶体管的漏极，栅极接收偏移控制信号；

21、第四开关单元，具体包括：

22、第六n型晶体管，源极或漏极连接第二n型晶体管的栅极，漏极或源极连接第二n型晶体管的漏极，栅极接收偏移控制信号。

23、本公开一实施例提供一种灵敏放大器的控制方法，灵敏放大器包括：

24、第一p型晶体管，源极连接第一电源端，漏极连接第一n型晶体管的栅极，漏极还连接位线，栅极连接第一n型晶体管的漏极；

25、第二p型晶体管，源极连接第一p型晶体管的源极，漏极连接第二n型晶体管的栅极，漏极还连接互补位线，栅极连接第二n型晶体管的漏极；

26、第一n型晶体管，源极连接第二电源端；

27、第二n型晶体管，源极连接第一n型晶体管的源极；

28、第一开关单元，第一端连接第一p型晶体管的漏极，第二端连接第二n型晶体管的漏极，控制端接收隔离控制信号；

29、第二开关单元，第一端连接第一n型晶体管的漏极，第二端连接第二p型晶体管的漏极，控制端接收隔离控制信号；

30、第三开关单元，第一端连接第一n型晶体管的栅极，第二端连接第一n型晶体管的漏极，控制端接收偏移控制信号；

31、第四开关单元，第二端连接第二n型晶体管的栅极，第一端连接第二n型晶体管的漏极，控制端接收偏移控制信号；

32、方法包括：

33、在偏移消除阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于断开状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于闭合状态，在位线和互补位线上产生补偿电压；

34、在电荷共享阶段，第一电源端和第二电源端提供预充电电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态，控制存储单元与位线进行电荷共享，在位线和互补位线上产生电荷共享电压；

35、在感测放大阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态，放大位线和互补位线上电压差；

36、在恢复阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态，使位线向存储单元中写入数据。

37、在一实施例中，灵敏放大器还包括均衡电路，连接位线和互补位线；

38、在偏移消除阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于断开状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于闭合状态，在位线和互补位线上产生补偿电压之前，方法还包括：

39、在预充电阶段，第一电源端和第二电源端提供预充电电压，控制均衡电路将位线和互补位线上电压驱动至预充电电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态。

40、在一实施例中，方法还包括：

41、在偏移消除阶段，控制均衡电路调整位线和互补位线上的补偿电压；

42、在电荷共享阶段、感测放大阶段以及恢复阶段，控制均衡电路停止驱动位线和互补位线。

43、在一实施例中，第一开关单元，具体包括：

44、第三n型晶体管，源极或漏极连接第一p型晶体管的漏极，漏极或源极连接第二n型晶体管的漏极；栅极接收隔离控制信号；

45、第二开关单元，具体包括：

46、第四n型晶体管，源极或漏极连接第二p型晶体管的漏极，漏极或源极连接第一n型晶体管的漏极；栅极接收隔离控制信号；

47、第三开关单元，具体包括：

48、第五n型晶体管，源极或漏极连接第一n型晶体管的栅极，漏极或源极连接第一n型晶体管的漏极，栅极接收偏移消除信号；

49、第四开关单元，具体包括：

50、第六n型晶体管，源极或漏极连接第二n型晶体管的栅极，漏极或源极连接第二n型晶体管的漏极，栅极接收偏移消除信号；

51、均衡电路，具体包括：

52、第七n型晶体管，源极或漏极连接位线，漏极或源极连接互补位线，栅极接收第一均衡控制信号；

53、第八n型晶体管，源极连接预充电源端，漏极连接位线或者互补位线，栅极接收第二均衡控制信号；

54、在预充电阶段，第一电源端和第二电源端提供预充电电压，控制均衡电路将位线和互补位线上电压驱动至预充电电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态，具体包括：

55、在预充电阶段，第一电源端和第二电源端提供预充电电压，使第一均衡控制信号和第二均衡控制信号为高电平，控制第七n型晶体管和第八n型晶体管导通；使隔离控制信号为高电平，控制第三n型晶体管和第四n型晶体管导通；使偏移控制信号为低电平，控制第五n型晶体管和第六n型晶体管关断。

56、在一实施例中，在偏移消除阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于断开状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于闭合状态，在位线和互补位线上产生补偿电压，具体包括：

57、在偏移消除阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，使隔离控制信号为低电平，控制第三n型晶体管和第四n型晶体管关断；使偏移控制信号为高电平，控制第五n型晶体管和第六n型晶体管导通。

58、在一实施例中，在偏移消除阶段，控制均衡电路调整位线和互补位线上的补偿电压，具体包括：

59、在偏移消除阶段，使第一均衡控制信号的电压处于预设电压范围内一数值，使第二均衡控制信号在偏移消除阶段为低电平，控制第七n型晶体管处于可调电阻区，控制第八n型晶体管关断，调整位线和互补位线上的补偿电压；

60、相应地，在电荷共享阶段、感测放大阶段以及恢复阶段，控制均衡电路停止驱动位线和互补位线，具体包括：

61、在电荷共享阶段、感测放大阶段以及恢复阶段，使第一均衡控制信号和第二均衡控制信号为低电平，控制第七n型晶体管和第八n型晶体管关断。

62、在一实施例中，在电荷共享阶段，第一电源端和第二电源端提供预充电电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态，控制存储单元与位线进行电荷共享，在位线和互补位线上产生电荷共享电压，具体包括：

63、在电荷共享阶段，第一电源端和第二电源端提供预充电电压，使隔离控制信号为高电平，控制第三n型晶体管和第四n型晶体管导通；使偏移控制信号为低电平，控制第五n型晶体管和第六n型晶体管关断，控制字线开启，控制存储单元与位线进行电荷共享。

64、在一实施例中，在感测放大阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态，放大位线和互补位线上电压差，具体包括：

65、在感测放大阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，使隔离控制信号为高电平，控制第三n型晶体管和第四n型晶体管导通；使偏移控制信号为低电平，控制第五n型晶体管和第六n型晶体管关断。

66、在一实施例中，在恢复阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，控制第一开关单元和第二开关单元均处于闭合状态，控制第三开关单元和第四开关单元均处于断开状态，使位线向存储单元中写入数据，具体包括：

67、在恢复阶段，第一电源端提供电源电压，第二电源端提供接地电压，使隔离控制信号为高电平，控制第三n型晶体管和第四n型晶体管导通；使偏移控制信号为低电平，控制第五n型晶体管和第六n型晶体管关断。

68、本公开一实施例提供一种控制器，用于执行上述实施例所描述的灵敏放大器的控制方法。

69、本公开提供的灵敏放大器、控制器和控制方法，灵敏放大器包括第一p型晶体管、第二p型晶体管、第一n型晶体管、第二n型晶体管、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元以及第四开关单元，第一p型晶体管的漏极连接第一n型晶体管的栅极和位线，第一p型晶体管的栅极连接第一n型晶体管的漏极，第二p型晶体管的漏极连接第二n型晶体管的栅极和互补位线，第二p型晶体管的栅极连接第二n型晶体管的漏极，第一开关单元连接于第一p型晶体管的漏极和第二n型晶体管的漏极之间，第二开关单元连接于第二p型晶体管的漏极和第一n型晶体管的漏极之间，第三开关单元连接于第一n型晶体管的栅极和漏极之间，第四开关单元连接于第二n型晶体管的栅极和漏极之间，通过如此设置，在偏移消除阶段控制第三开关单元和第四开关单元闭合，第一开关单元和第二开关单元断开，实现消除灵敏放大器的失配电压，此外，在恢复阶段，控制第三开关单元和第四开关单元断开，第一开关单元和第二开关单元闭合，由于位线连接第一p型晶体管的漏极，无需较大的隔离控制信号，即可在较短时间将位线和互补位线上放大的数据恢复到存储单元中，提升时序参数twr性能。