專利名稱：包括存儲器矩陣的電路和位線噪聲補償?shù)淖x取方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及包括存儲器矩陣的電路。
背景技術(shù)：
隨著位線之間的距離減小，存儲器矩陣的相鄰位線上的信號之間的串
擾是日益突出的問題。美國專利No 6,639,846描述了解決該問題的方法， 所述方法包括將感測數(shù)據(jù)的位線的任一側(cè)上的位線接地。因此，屏蔽了來 自另外的位線的串擾。然而，這減少了能夠并行讀取的位線的數(shù)量。此外， 完全的屏蔽是不可能的。
另一方法在文章中提及，該文章的題目是"Single Event Mirroring and DRAM Sense Amplifier Designs for Improved Single-Event Upset Performance", 由KushGulati、 Lioyd W.Massengil禾口 Ghasi R.Agmwal于 1994年12月發(fā)表在IEEE Transactions on Nuclear Science Vol 41的 2026-2034頁。該文章描述了一種技術(shù)，該技術(shù)使用具有與位線耦合的輸 入端以及與參考存儲器單元耦合的參考位線的差分讀出放大器。該文章建 議在感測之前，將位線連接到參考線路。該方法是在感測過程的一部分期 間使用在位線和參考線路之間的電容耦合或者通過具有合適的濾波器性 能(將有害的波動傳送到參考線路)的濾波器實現(xiàn)的。該文章提到能夠使 用該方法減少位線間耦合噪聲。然而，該方法僅部分有效，因為需要復雜 的濾波器確保位線上的相關響應未傳送到參考線路，或當沒有發(fā)生相關響 應時，僅部分時間能夠使用耦合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的其中一個目的是提供一種具有存儲器的電路，其中減小了讀 出放大器上位線之間的串擾效應。
提供根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路。此處，通過耦合電路，將來自第一位線的信號施加到差分讀出放大器的第一輸入端，所述耦合電路可以簡單 地由連接導體組成，或包括開關、多路復用器等。將來自參考電路的信號 施加到差分讀出放大器的第二輸入端。與第一位線相鄰的列中的存儲器單 元耦合的第二位線通過交叉耦合電路與參考電路耦合，所述交叉耦合電路 可以簡單地包括連接導體，或包括開關、多路復用器等，使得第二位線上 的位線信號值影響參考輸出端上的參考信號值。選擇耦合的大小，以使在 參考信號上的效應至少在第一位線上部分地復制第二位線的串擾效應。因 此，減少感測上的串擾效應。優(yōu)選地，為存儲器矩陣配置多個這種讀出放 大器和參考電路的組合以并行地感測不同位線。
在一個實施例中，配置交叉耦合電路以將第一位線的兩側(cè)相鄰的位線 耦合到參考電路。因此，減少了感測時來自兩側(cè)的串擾效應。在另一實施 例中，也將非相鄰位線耦合到參考電路以減少該位線上信號值的相關性。
參考信號適配(adaptation)的這種形式對于具有存儲器單元的存儲 器是尤其有益的，所述存儲器單元存儲表示n進制(n>2)數(shù)字值的模擬 值。通過這種方法，不同值之間的更好分辨是可能的。例如，這可以應用 到諸如閃存之類的非易失性存儲器。


參考附圖，從示例實施例的下面描述中，這些和其它目的以及有益方 面將變得顯而易見。
圖1示出了具有存儲器矩陣的電路的一部分； 圖la示出了參考電路； 圖2示出了檢測電路；
圖3示出了讀出放大器和參考電路的一個實施例； 圖4示出了電路的一部分。
具體實施例方式
圖1示出了具有存儲器矩陣10的電路，所述存儲器矩陣10包括多個 存儲器單元的列100。對于每一個列100，電路包括各自的位線12、差分 讀出放大器14及參考電路15。對于每一個列100，列100的位線12是與列100中的存儲器單元耦合的導體。對于每一個列100，用于列100的差 分讀出放大器14具有與列100的位線12耦合的第一輸入端和與用于列 100的參考電路15的輸出端耦合的第二輸入端。對于每一個列100，用于 列100的參考電路15的輸入端與用于相鄰列100 (或者在列位于矩陣的 邊緣處情況下的列)的位線12耦合。
圖la示出了包括核心參考電路16 (它不依賴于位線上的信號)和將 核心參考電路16的輸出端與相鄰位線(未示出)耦合的電阻性元件18的 參考電路15的一個實施例。應該理解的是該參考電路僅為一個實施例。 在其它實施例中，需要配置更多分離的核心參考電路。
在操作中，通過行尋址電路(未示出)并行選擇各自列中的存儲器單 元行。啟用選擇的行的存儲器單元以影響各自列的位線12上的信號變化。 差分讀出放大器14放大第一輸入端處的位線12上的所得信號和來自參考 電路16的輸出端的信號之間的差異。將差分讀出放大器14的輸出信號提 供給另外電路(未示出)，差分讀出放大器14和/或另外電路產(chǎn)生數(shù)字信 號。在一個實施例中，將每一個輸出信號轉(zhuǎn)換為二進位信號(具有兩個可 能的值之一)，但是，在另一實施例中，通過比較信號和多于一個的不同 閾值，將每個輸出信號轉(zhuǎn)換為n進制信號(n>3)。這可以通過各種方法實 現(xiàn)。在一個實施例中，檢測電路包括一個差分讀出放大器14和一個參考 電路15。在該實施例中，切換參考電路15以連續(xù)地提供一系列連續(xù)的參 考信號，每一個在與n值的不同值相對應的連續(xù)信號范圍對之間分辨。在 該實施例中，通過允許來自相鄰位線的信號變化以影響參考信號，來改變 每一個連續(xù)的參考信號。
圖2a示出了另一實施例，其中，并行配置用于位線12的具有多個差 分讀出電路14和參考電路15的檢測器20。在該實施例中，每一個參考 電路15提供各自的參考信號之一，并且通過允許來自相鄰位線12的信號 變化以影響參考信號，來改變每一個參考信號。將讀出放大器的輸出饋送 至譯碼電路，所述譯碼電路從讀出放大器的輸出信號獲得數(shù)字信號。在另 一實施例中，可以使用一個參考電路產(chǎn)生互相具有預定偏移的不同參考信 號。例如，可以將該技術(shù)應用到具有諸如閃存之類的非易失性存儲器單元 的存儲器中。圖中未示出相鄰列ioo之間的本征耦合電容，所述電容是由于一條位: 線到下一位線的電場。這些本征電容導致串擾，其效應是，除了由于與^立
線12直接耦合的存儲器單元的信號變化之外，位線12上的信號變化還導 致相鄰位線12中的交叉耦合信號變化。
設置參考電路15，用于響應用于相鄰列100的位線12上的信號變化， 產(chǎn)生核心參考電路16的輸出端上的信號變化，它具有與相鄰位線12之間 的串擾效應相同的大小。在圖la的實施例中，電阻性元件18響應用于相 鄰列100的位線12上的信號變化，影響核心參考電路16的輸出端上的信 號變化。選擇電阻性元件18的電阻值，使得感應的信號變化具有與列100 的位線12上的交叉耦合的信號變化的大小相同的大小。特定的值取決于 矩陣的幾何形狀。
圖3示出了差分讀出放大器和參考電路的實施例的示例。在該實施例 中，差分讀出放大器包括交叉耦合電流鏡像對30、 32。第一電流鏡像30 具有與位線12及第二電流鏡像32的輸出端耦合的輸入端。通過參考晶體 管34形成參考電路，所述參考晶體管34具有在供電電源連接Vdd和第 二電流鏡像32的輸入端之間耦合的溝道，所述第二電流鏡像32的輸入端 與第一電流鏡像30的輸出端耦合。將用于不同列的參考晶體管34的柵極 互相耦合，并且與參考電壓源(未示出)耦合。在一個實施例中，參考電 壓源提供恒定的參考電壓。在另一實施例中，參考電壓源可以提供可選擇 的參考電壓。在該實施例中，電阻性元件18根據(jù)相鄰位線上的電壓的變 量，將可變量的電流加入到來自參考晶體管34的電流中。
應該理解，圖2僅示出了差分讀出放大器和參考源的一個實施例。在 其它實施例中，例如，可以使用與供電電源連接Vdd耦合的電阻性元件 代替參考晶體管34。類似地，可以使用長尾對類型的差分放大器或交叉 耦合的電壓放大器等等代替交叉耦合的電流鏡像。
類似地，應該理解，可以使用通過諸如電容之類的其它元件的交叉耦 合代替通過電阻性元件18的交叉耦合。電阻性元件18可以實施為電阻器 (例如，集成電路中的電阻性材料區(qū)域)或晶體管的溝道。作為另一替代， 可以使用耦合的晶體管，所述晶體管將它們的柵極與相鄰位線耦合，并且 將它們的溝道耦合在參考電路的輸出端和參考源之間。作為再一替代，可以使用更復雜的參考電路，其中來自相鄰位線12 的耦合線路不簡單地與參考電路的輸出端耦合，而是與該參考電路的輸入 端耦合。通過在它的輸出端處向參考信號加入信號變化，參考電路在這些 輸入端處響應信號變化。在又一實施例中，參考電路可以與差分讀出放大
器14整體或部分地集成。
在每一個類型的實施例中，優(yōu)選地，耦合元件或?qū)碜韵噜徫痪€的f言
號的響應行為設計為提供如下的耦合強度該耦合強度引起差分讀出放大 器的參考輸入端上的信號變化，所述差分讀出放大器具有與相鄰位線感應 的位線12上引起的變化相同的大小。然而，應該理解，即使耦合與理想、 的耦合強度不同使得補償不完全，也可以實現(xiàn)感應的改善。只要參考輸入 端上的引起的信號變化具有小于差分讀出放大器的信號輸入端上的相鄰 位線引起的變化的兩倍的大小，就將在差分讀出放大器的輸入端處出現(xiàn)差
分交叉耦合的減少。類似地，雖然優(yōu)選地，將列的任一側(cè)上的列ioo的相
鄰位線與該列的參考電路耦合，應該理解，在一個實施例中，通過將相鄰 位線僅從一側(cè)與參考電路耦合，已經(jīng)可以實現(xiàn)了差分讀出放大器上的串擾 效應的減少。
雖然己經(jīng)示出的實施例具有位線與參考電路輸出端的固定耦合，應該
理解，也可以使用切換的耦合。圖4示出了實施例的實例，其中讀出放大 器14和參考電路46在位線之間是多路復用的。參考電路46可以包括與 位線不相關的參考電路，該參考電路具有輸出端和與該輸出端耦合的電阻 性元件(如圖l所示)，或作為替代，包括具有用于接收來自其它位線的 信號以影響參考信號的輸入端的一些其它電路。
位線可交替地表示為偶數(shù)位線12a和奇數(shù)位線12b。配置第一多路復 用電路40以便將位線12a、 b與差分讀出放大器14的信號輸入端耦合。 配置第二多路復用電路42以便將位線12a、 b與參考電路46耦合。每一 次將偶數(shù)位線12a及其左側(cè)相鄰的奇數(shù)位線12b與第一多路復用電路40 耦合，并且將偶數(shù)位線12a及其右側(cè)相鄰奇數(shù)位線12b與第二多路復用電 路42耦合。第一多路復用電路40的輸出端與相應的差分讀出放大器14 的信號輸入端耦合。第二多路復用電路42的輸出端與參考電路46對耦合。
配置控制線路44，以在偶數(shù)模式和奇數(shù)模式之間切換第一和第二多路復用電路40、 42 (雖然示出了單個控制線路44，實際上可以使用承載 互相相反的控制信號的控制線路對)。在偶數(shù)模式中，第一多路復用電足各 40將偶數(shù)位線12a與差分讀出放大器14的參考輸入端耦合，第二多路復 用電路42將奇數(shù)位線12b與節(jié)點耦合，所述節(jié)點與用于差分讀出放大器 14的參考電路46耦合，所述差分讀出放大器14與相鄰偶數(shù)位線12a耦 合。在奇數(shù)模式中，第一和第二多路復用電路40將奇數(shù)位線12b與差分 讀出放大器14的參考輸入端耦合，第二多路復用電路42將偶數(shù)位線12a 與節(jié)點耦合，所述節(jié)點與用于差分讀出放大器14的參考電路46耦合，所 述參考電路46與相鄰的奇數(shù)位線12b耦合。
通過該方法，多路復用電路40， 42將位線12連接的組合偏移提供給 讀出放大器14和參考電路46。多路復用電路40使得選擇某一組位線與 讀出放大器14的信號輸入端耦合成為可能。當位線12與讀出放大器14 耦合時，其相鄰位線12與用于讀出放大器的參考電路46耦合。雖然已經(jīng) 示出了實例，其中兩條位線12組與差分讀出放大器14相關，應該理解， 能夠使用更大的組。在這種情況下，在與讀出放大器的信號輸入端耦合的 位線之間存在多于一個的中間位線12。在這種情況下，配置第二多路復 用電路42，將這些中間位線12的選擇的那些與用于差分讀出放大器14 的參考電路16耦合，所述差分讀出放大器14與中間位線的各自側(cè)上的位 線12連接。
雖然已經(jīng)示出了實施例，其中讀出期間將位線12與差分讀出放大器 14和核心參考電路16連續(xù)地耦合，應該理解，可以使用暫時耦合代替。 例如，在可以中斷耦合后，可以將位線與差分讀出放大器14和核心參考 電路16耦合， 一直到取樣時間間隔的結(jié)束。只要中斷與差分讀出放大器 14和核心參考電路16的耦合，同時位線12上的變化將以相同方式影響 差分讀出放大器的信號輸入端和參考輸入端。因此，在中斷后可以發(fā)生至 少一部分放大。在另一實施例中，可以僅在中斷后激活差分讀出放大器 14。
權(quán)利要求
1、一種電路，所述電路包括存儲器矩陣(10)，具有多個存儲器單元列(100)以及與各自列中的存儲器單元耦合的位線(12)；具有參考輸出端的參考電路(15)；具有第一和第二輸入端的差分讀出放大器(14)；用于將差分讀出放大器(14)的第一輸入端至少與位線(12)中的第一位線耦合、并且將差分讀出放大器(14)的第二輸入端與參考輸出端耦合的電路；交叉耦合電路，配置為至少將與位線(12)中的第一位線相鄰的位線(12)中的第二位線與參考電路(15)耦合，使得位線(12)中的第二位線上的位線信號值影響參考輸出端上的參考信號值，在位線(12)中的第一位線上的位線信號值上，至少部分地復制位線(12)中的第二位線上的位線信號值的串擾效應。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中配置交叉耦合電路，以便將在 位線(12)中的第一位線的相對側(cè)上相鄰的位線(12)的多個第二位線與 參考電路(15)耦合，使得位線(12)的每一個第二位線上的位線信號值 影響參考輸出端上的參考信號值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路，其中配置交叉耦合電路和/或參考電 路(15)，使得位線(12)中的第二位線上的位線信號值對于參考輸出端 上的參考信號值的效應大小等于位線(12)中的第二位線上的位線信號值 對于位線(12)中的第一位線上的位線信號值的效應。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中參考電路(15)包括耦合在位 線(12)中的第二位線和參考輸出端之間的電阻性元件(18)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中參考電路(15)包括電流源電 路(34)，所述電流源電路(34)具有與參考輸出端耦合的電流輸出端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中存儲器矩陣(10)包括與位線 耦合的非易失性存儲器單元。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路，包括檢測電路(20)，用于確定位線中的第一位線上的信號位于兩個以上信號范圍中的哪一個信號范圍中，所述檢測電路包括差分讀出放大器(14)，至少用于分辨相鄰的范圍對中的信號。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中存儲器矩陣(10)包括多個存 儲器單元列、各自列(100)相對應的每條位線(12)，對于每個列(100)， 所述電路包括各自的參考電路(15)、各自的差分讀出放大器(14)和各 自的交叉耦合電路，將特定列(100)相對應的每條位線(12)與用于該 特定列(100)的差分讀出放大器(15)的第一輸入端耦合，將用于該特 定列(100)的參考電路(15)與用于該特定列(100)的差分讀出放大器(14)的第二輸入端耦合，用于該特定列(100)的交叉耦合電路至少將 用于與該特定列(100)相鄰的另外列(100)的位線(12)與參考電路(15) 耦合，使得用于另外列的位線(12)上的位線信號值影響用于該特定列(100)的參考電路(15)的參考輸出端上的參考信號值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路，其中矩陣包括存儲器單元列(100) 的多個組、各自列(100)相對應的每一條位線(12)，對于列(100)的 每一個組，所述電路包括多路復用電路(40， 42)、各自的參考電路(46)、 各自的差分讀出放大器(14)和各自的交叉耦合電路，通過多路復用電路(40， 42)，將特定組中的列相對應的位線(12)與用于該特定組的差分 讀出放大器(14)的第一輸入端耦合，通過多路復用電路(40， 42)，將 與該特定組中的任何列(100)相鄰的列(12)的位線(12)與用于該特 定組的參考電路(46)耦合，將用于該特定組的參考電路(46)與用于該 特定組的差分讀出放大器(14)的第二輸入端耦合，配置多路復用電路(40， 42)，以便將該組的位線(12)中的可選擇的那些位線與差分讀出放大器(14)的第一輸入端耦合，而將所選擇的一條位線的至少一個相鄰位線(12)與用于該特定組的參考電路(46)耦合。
10、 一種從具有多條位線(12)的存儲器矩陣(10)中讀取數(shù)據(jù)的方 法，所述方法包括配置具有第一和第二輸入端的差分讀出放大器(14); 將從位線(12)中的第一位線中獲得的信號提供給第一輸入端； 將來自參考電路(15)的參考輸出端的參考信號提供給第二輸入端；至少將位線(12)的第二位線與參考電路(15)耦合，該位線(12) 的第二位線與位線(12)中的第一位線相鄰，使得位線(12)中的第二位 線上的位線信號值影響參考輸出端上的參考信號值，在位線(12)中的第 一位線上的位線信號值上，至少部分地復制位線(12)中的第二位線上的 位線信號值(12)的串擾效應。
全文摘要
從具有多條位線(12)的存儲器矩陣(10)讀取數(shù)據(jù)。差分讀出放大器(14)接收從第一輸入端上的位線(12)中的第一位線獲得的信號。差分讀出放大器(14)接收從參考電路(15)的參考輸出端到第二輸入端的參考信號。將與位線(12)中的第一位線相鄰的位線(12)中的第二位線與參考電路(15)耦合，使得位線(12)中的第二位線上的位線信號值影響參考輸出端上的參考信號值，在位線(12)上的第一位線上的位線信號值上，至少部分地復制位線(12)的第二位線上的位線信號值(12)的串擾效應。
文檔編號G11C7/00GK101416251SQ200780011964
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者尼古拉斯·蘭伯特, 維克托·M·G·范艾科特 申請人:Nxp股份有限公司