自偏置電流參考的制作方法
【專利說明】自偏置電流參考
[0001]相關(guān)專利申請案
[0002]本申請案主張對大衛(wèi).弗朗西斯.米圖斯(David Francis Mietus)在2012年9月18日提出申請且標(biāo)題為“自偏置電流參考(Self-Biasing Current Reference) ”的共同擁有的第61/702，338號(hào)美國臨時(shí)專利申請案的優(yōu)先權(quán)，且所述美國臨時(shí)專利申請案出于所有目的特此以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種自偏置電流參考，特定來說，涉及一種在存儲(chǔ)器單元中使用的自偏置電流參考。
【背景技術(shù)】
[0004]電可擦除且可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)是可在無電力的情況下保持其存儲(chǔ)器內(nèi)容的可重寫存儲(chǔ)器裝置。EEPROM在寫入層級上是位或字節(jié)可尋址的，這意味著必須在擦除位或字節(jié)之后才可對其進(jìn)行重寫。EEPROM通常在電路板上用于存儲(chǔ)指令及數(shù)據(jù)。參考圖1，“浮動(dòng)?xùn)艠O”將所存儲(chǔ)位電荷保持在EEPROM中。通常使用基于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)的晶體管技術(shù)且其具有用以保持所存儲(chǔ)位電荷的“浮動(dòng)?xùn)艠O”。當(dāng)浮動(dòng)?xùn)艠O上無電荷時(shí)，晶體管正常地起作用，且控制柵極上的脈沖致使電流流動(dòng)。當(dāng)浮動(dòng)?xùn)艠O被充電時(shí)，此電荷阻止存儲(chǔ)器單元晶體管的正常控制柵極動(dòng)作，且在控制柵極上的脈沖期間電流不流動(dòng)。通過以下操作來完成充電:將源極端子及漏極端子接地，并將充足電壓置于控制柵極上，使得電荷穿過氧化物隧穿到浮動(dòng)?xùn)艠O。從另一晶體管輸送的反向電壓通過致使浮動(dòng)?xùn)艠O電荷耗散到集成電路襯底中而清除所述電荷。
[0005]存儲(chǔ)器裝置需要高可靠性。舉例來說，用于形成串行EEPROM產(chǎn)品的技術(shù)可能在裝置從存儲(chǔ)器陣列讀出恰當(dāng)數(shù)據(jù)的能力方面具有局限性。舉例來說，過多的“單元”泄漏可最小化/消除在正被讀取的經(jīng)斷言存儲(chǔ)器單元的“接通”單元電流與“關(guān)斷”單元電流之間進(jìn)行區(qū)分的能力?？赡軙?huì)因使用連接到位線的“泄漏”晶體管而引起偏移。自定時(shí)讀取方案的使用可允許在讀取之前進(jìn)行位線放電。讀取電荷泵的使用可最小化“接通”單元電流的供應(yīng)變化。
[0006]此外，“接通”單元電流及/或不受控制/不正確參考電流電平的降級限制了感測放大器性能?！敖油ā眴卧娏鞔嬖谀途眯韵嚓P(guān)降級。所使用的參考電壓/電流電平可能過度地隨著所使用的過程而變化及/或不追蹤“接通”單元電流對電壓供應(yīng)及/或溫度的關(guān)系。無法通過固定參考電流來補(bǔ)償位線泄漏電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，需要如下的EEPROM存儲(chǔ)器產(chǎn)品:對存儲(chǔ)器單元電流的耐久性降級具有經(jīng)改進(jìn)的免受性，從而消除外部參考電流及/或泄漏補(bǔ)償、通過最小化泄漏電流在高溫下的影響而改進(jìn)電流功能，及通過不需要在讀取操作期間將位線預(yù)充電到全Vdd電位而實(shí)現(xiàn)較低功率操作。
[0008]根據(jù)一實(shí)施例，一種用于確定具有浮動(dòng)?xùn)艠O的存儲(chǔ)器單元的電荷狀態(tài)的方法可包括以下步驟:當(dāng)耦合到位線的所有存儲(chǔ)器單元可被解除斷言時(shí)，感測所述位線中的第一電流；將所述第一電流轉(zhuǎn)換為電壓；存儲(chǔ)所述電壓；基于所述所存儲(chǔ)電壓而提供參考電流；當(dāng)連接到所述位線的單個(gè)存儲(chǔ)器單元可在其讀取操作期間被斷言時(shí)，將所述參考電流與所述位線中的第二電流進(jìn)行比較；及根據(jù)所述參考電流與所述第二電流的所述比較來確定存儲(chǔ)于所述單個(gè)存儲(chǔ)器單元中的位值電荷狀態(tài)。
[0009]根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述感測所述第一電流的步驟可包括以下步驟:當(dāng)耦合到所述位線的所有存儲(chǔ)器單元可被解除斷言時(shí)，將第一晶體管的柵極及漏極耦合到所述位線。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述將所述第一電流轉(zhuǎn)換為所述電壓的步驟可包括以下步驟:根據(jù)所述所感測第一電流而跨越所述第一晶體管的所述柵極及源極產(chǎn)生所述電壓。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述存儲(chǔ)所述電壓的步驟可包括以下步驟:跨越第二晶體管的柵極及連接在一起的源極-漏極耦合所述電壓，其中所述電壓可存儲(chǔ)于在所述第二晶體管的柵極與源極-漏極之間形成的電容之間。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述存儲(chǔ)所述電壓的步驟可包括以下步驟:跨越電容器耦合所述電壓。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述提供所述參考電流的步驟可包括以下步驟:基于存儲(chǔ)于所述第二晶體管中的所述電壓而借助所述第一晶體管產(chǎn)生所述參考電流。
[0010]根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述提供所述參考電流的步驟可包括以下步驟:基于存儲(chǔ)于所述電容器中的所述電壓而借助所述第一晶體管產(chǎn)生所述參考電流。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述將所述參考電流與所述第二電流進(jìn)行比較的步驟可包括以下步驟:在所述存儲(chǔ)器單元已被斷言之后，監(jiān)測與所述存儲(chǔ)器單元相關(guān)聯(lián)的所述位線的所述電壓。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述確定存儲(chǔ)于所述單個(gè)存儲(chǔ)器單元中的所述位值電荷狀態(tài)的步驟可包括以下步驟:檢測與所述經(jīng)斷言存儲(chǔ)器單元相關(guān)聯(lián)的所述位線的邏輯狀態(tài)存在改變還是不存在改變。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述第一晶體管的所述漏極可耦合到所述位線，且所述第一晶體管的所述源極可耦合到電力供應(yīng)電壓，且存儲(chǔ)于所述第二晶體管中的所述電壓對所述第一晶體管進(jìn)行偏置以提供所述參考電流。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，在所述經(jīng)斷言存儲(chǔ)器單元的讀取操作期間，可使用所述第二晶體管中的所述所存儲(chǔ)電壓來確定所述參考電流以感測耦合到所述位線的所述經(jīng)斷言存儲(chǔ)器單元的所述位值電荷狀態(tài)。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述第一及第二晶體管可為P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述第一及第二晶體管可為η型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管。
[0011]根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于確定具有浮動(dòng)?xùn)艠O的存儲(chǔ)器單元的電荷狀態(tài)的設(shè)備可包括:第一晶體管，其具有耦合到位線的柵極及漏極以及耦合到電力供應(yīng)電壓的源極，當(dāng)耦合到所述位線的所有存儲(chǔ)器單元可被解除斷言時(shí)，其中可感測所述位線中的第一電流；所述第一晶體管將所述第一電流轉(zhuǎn)換為電壓；第二晶體管存儲(chǔ)所述電壓；所述第一晶體管基于來自所述第二晶體管的所述所存儲(chǔ)電壓而提供參考電流；其中當(dāng)連接到所述位線的單個(gè)存儲(chǔ)器單元可在其讀取操作期間被斷言時(shí)，可將所述參考電流與所述位線中的第二電流進(jìn)行比較；且可根據(jù)所述參考電流與所述第二電流的所述比較來確定存儲(chǔ)于所述單個(gè)存儲(chǔ)器單元中的位值電荷狀態(tài)。
[0012]根據(jù)另一實(shí)施例，穿過所述第一晶體管的所述第一電流在所述第一晶體管的所述柵極與源極之間產(chǎn)生所述電壓。根據(jù)另一實(shí)施例，所述電壓可存儲(chǔ)于在所述第二晶體管的柵極與源極-漏極之間形成的電容之間。根據(jù)另一實(shí)施例，所述電壓可存儲(chǔ)于電容器上。根據(jù)另一實(shí)施例，可借助于與所述經(jīng)斷言存儲(chǔ)器單元相關(guān)聯(lián)的所述位線將所述參考電流與所述第二電流進(jìn)行比較。根據(jù)另一實(shí)施例，可通過檢測與所述經(jīng)斷言存儲(chǔ)器單元相關(guān)聯(lián)的所述位線的邏輯狀態(tài)存在改變還是不存在改變來確定存儲(chǔ)于所述單個(gè)存儲(chǔ)器單元中的所述位值電荷狀態(tài)。根據(jù)另一實(shí)施例，所述第一及第二晶體管可為P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管。根據(jù)另一實(shí)施例，所述第一及第二晶體管可為η型金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管。
[0013]根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于確定具有浮動(dòng)?xùn)艠O的存儲(chǔ)器單元的電荷狀態(tài)的設(shè)備可包括:第一晶體管，其具有耦合到位線的柵極及漏極以及耦合到電力供應(yīng)電壓的源極，當(dāng)耦合到所述位線的所有存儲(chǔ)器單元可被解除斷言時(shí)，其中可感測所述位線中的第一電流；所述第一晶體管將所述第一電流轉(zhuǎn)換為電壓；電容器存儲(chǔ)所述電壓；所述第一晶體管基于來自所述電容器的所述所存儲(chǔ)電壓而提供參考電流；其中當(dāng)連接到所述位線的單個(gè)存儲(chǔ)器單元可在其讀取操作期間被斷言時(shí)，可將所述參考電流與所述位線中的第二電流進(jìn)行比較；且可根據(jù)所述參考電流與所述第二電流的所述比較來確定存儲(chǔ)于所述單個(gè)存儲(chǔ)器單元中的位值電荷狀態(tài)。
【附圖說明】
[0014]結(jié)合附圖參照以下說明可更完