一種脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息存儲技術(shù)領(lǐng)域，特別是針對于阻變存儲器的一種脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]阻變存儲器是近年來研宄非?；馃岬囊活惙菗]發(fā)性存儲器，是最被看好的取代Flash的下一代非易失性存儲器，同時具備高速度、高密度、不揮發(fā)性、高擦寫次數(shù)等顯著特性。存儲單元的核心機(jī)理是阻變材料的電阻可以被外部電壓所改變。它一共可以執(zhí)行四類操作:FORM(初始化)激活阻變材料，使其可以被寫入，同時變?yōu)榈妥瑁籗ET(置I)將阻變材料從高阻變?yōu)榈妥?；RESET(置O)將阻變材料從低阻變?yōu)楦咦瑁籖EAD讀取阻變材料的阻值。對于大多數(shù)阻變材料，在寫操作上目前存在的最大的問題就是過寫(Over-Write)問題和功耗問題。其中對于SET過程來說它有一個脈沖信號給到選通Cell的位線(BL)上來完成的。由于阻變材料本身的非一致特性，很多阻變材料的操作時間并不相等。傳統(tǒng)的SET脈沖為了保證所有的Cell都能SET成功，SET脈寬必然是要寬到保證最慢的Cell也能被SET，因此就會出現(xiàn)很多Fast Cell先被SET，又由于這些Cell被SET到R低，因此對于FastCell來說在相當(dāng)長一段SET脈沖過程中SET電壓不僅沒有對SET過程起到任何幫助，反而由于Cell已經(jīng)變成低阻，導(dǎo)致“很大的”電流，增加了功耗。而對于RESET過程來說，由于RESET過程中可能會引入SET過程，因此我們采用Write_Verify_Write的方式進(jìn)行RESET，但是由于前面說了有Fast Cell的存在，還是會有一些Cell會先被RESET，因此在脈沖還沒有結(jié)束時，這些Cell會再出現(xiàn)一個SET過程，導(dǎo)致RESET失敗。
[0003]因此，為了避免以上所說的情況亟需要找到一種能夠成功實現(xiàn)寫操作并且不出現(xiàn)Over-Write和降低操作功耗的電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術(shù)問題
[0005]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提出一種避免出現(xiàn)Over-Write和降低寫操作功耗的脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路。
[0006]( 二 )技術(shù)方案
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路，該電路包括自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度模塊、MOS管T2、Cell電流實時檢測模塊、ITlR存儲單元、第一數(shù)據(jù)選擇器和第二數(shù)據(jù)選擇器，在寫操作執(zhí)行的過程中，MOS管T2采樣出流過ITlR存儲單元的電流，Cell電流實時檢測模塊通過檢測這個電流的變化來判斷寫操作是否完成，如果寫操作完成，則改變自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度模塊中比較器的輸出，進(jìn)而關(guān)閉自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度模塊中動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器，避免產(chǎn)生過寫(Over-Write)情況，實現(xiàn)自適應(yīng)地調(diào)整寫信號脈沖寬度幅度。
[0008]上述方案中，所述自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度模塊是通過引入反饋來自適應(yīng)地調(diào)整寫驅(qū)動信號的脈沖寬度，包括動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100、電壓比較器200和運(yùn)算放大器300，其中:
[0009]動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100，用于產(chǎn)生一系列寬度和幅度都隨時間變化的脈沖信號，該脈沖信號作為寫信號依次通過運(yùn)算放大器300、M0S管T2及第一數(shù)據(jù)選擇器或第二數(shù)據(jù)選擇器被送至ITlR存儲單元，來執(zhí)行寫操作；
[0010]電壓比較器200，用于比較兩組輸入電壓的大小，其正相輸入端接外部電壓Ref，反相輸入端通過電阻1^600接地，輸出端作為反饋(Feedback)連接至動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100 ；
[0011]運(yùn)算放大器300，用于當(dāng)作電壓跟隨器，跟隨動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號，其正相輸入端接動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100的輸出，反相輸入端接MOS管T2500的源端和第一數(shù)據(jù)選擇器900及第二數(shù)據(jù)選擇器1000的輸入端，輸出接MOS管T2500的柵端。
[0012]上述方案中，所述用于采樣執(zhí)行寫操作時流過ITlR存儲單元的電流，MOS管Τ2500的漏端連接電流鏡電路400的第一端，MOS管Τ2500的源端連接第一數(shù)據(jù)選擇器900及第二數(shù)據(jù)選擇器1000的輸入端，MOS管Τ2500的柵端連接運(yùn)算放大器300的輸出。
[0013]上述方案中，所述Cell電流實時檢測模塊用于檢測執(zhí)行寫操作時流過ITlR存儲單元電流的變化，包括電流鏡電路400和電阻&600，其中:
[0014]電流鏡電路400，用于監(jiān)測流過ITlR存儲單元的電流的變化，電流鏡電路400是由兩個PMOS管組成的電流鏡，第一 PMOS管的漏端連接于MOS管T2500的漏端，第二 PMOS管的漏端連接于電阻&600的一端；
[0015]電阻￥00是一個負(fù)載電阻，一端接第二 PMOS管的漏端，另一端接地。
[0016]上述方案中，所述ITIR存儲單元用于存儲數(shù)據(jù)，包括阻變材料Rrall700和阻變選通MOS管！\800，其中阻變材料Reell700用于存儲數(shù)據(jù)，阻變選通MOS管1\800用于選通存儲單元，阻變材料Rrall700的一端連接于第一數(shù)據(jù)選擇器900的輸出端，阻變材料Rm11700的另一端連接于阻變選通MOS管T1SOO的漏端，阻變選通MOS管T1SOO的源端連接于第二數(shù)據(jù)選擇器1000的輸出端，阻變選通MOS管T1SOO的柵端接行譯碼器的輸出也就是行選通信號。
[0017]上述方案中，所述第一數(shù)據(jù)選擇器900和所述第二數(shù)據(jù)選擇器1000，用于控制是執(zhí)行寫O操作還是執(zhí)行寫I操作，二者的輸入端均連接于MOS管T2500的源端，第一數(shù)據(jù)選擇器900的輸出端連接于ITlR存儲單元的阻變材料RMll700，第二數(shù)據(jù)選擇器1000的輸出端連接于ITlR存儲單元的阻變選通MOS管1\800的源端。
[0018]上述方案中，所述第一數(shù)據(jù)選擇器900或所述第二數(shù)據(jù)選擇器1000，均由兩個傳輸門和一個反相器構(gòu)成，兩個傳輸門串聯(lián)連接，連接處接反相器的輸出端，將兩個傳輸門的另一端連接起來，并接反相器的輸入端，且第一數(shù)據(jù)選擇器900或第二數(shù)據(jù)選擇器1000輸入端分別接MOS管T2的源端和地，輸出端分別接ITlR存儲單元的位線與列線。
[0019]上述方案中，所述寫O操作是RESET操作，將阻變材料從低阻轉(zhuǎn)換為高阻；所述寫I操作是SET操作，將阻變材料從高阻轉(zhuǎn)換為低阻。
[0020](三)有益效果
[0021]本發(fā)明提供的脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路，具有針對不同存儲單元自適應(yīng)調(diào)整寫脈沖寬度幅度的特性，保證了寫速度的同時，提高了寫入的正確率，也大大降低了寫操作的功耗，具體而言具有如下優(yōu)點:
[0022]1、本發(fā)明提供的脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路，由于引入了實時監(jiān)測反饋電路，可以在操作完成時關(guān)閉寫脈沖產(chǎn)生電路，所以對于不同的阻變單元，可以提供不同脈沖寬度幅度的寫信號。
[0023]2、本發(fā)明提供的脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路，由于在SET操作和RESET操作可以在結(jié)束的第一時間通過反饋電路關(guān)閉寫脈沖信號產(chǎn)生電路，所以對于SET和RESET操作都可以很好的避免過寫情況。
[0024]3、本發(fā)明提供的脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路，由于對于不同存儲單元操作時間也不盡相同，都是在完成操作的時候關(guān)閉寫信號，所以降低了寫操作的功率消耗。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明各個模塊具體情況結(jié)合下面附圖對實施例的描述將變得明顯和容易理解，其中:
[0026]圖1是本發(fā)明提供的脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2(A)是圖1所示阻變存儲器寫驅(qū)動電路中脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號波形；
[0028]圖2(B)是圖1所示阻變存儲器寫驅(qū)動電路執(zhí)行RESET操作時流經(jīng)阻變材料電流大小的變化波形；
[0029]圖2(C)是圖1所示阻變存儲器寫驅(qū)動電路執(zhí)行SET操作時流過阻變材料兩端的電流變化波形；
[0030]圖3是圖1所示阻變存儲器寫驅(qū)動電路的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032]因為Over-Write之所以出現(xiàn)就是因為傳統(tǒng)的寫驅(qū)動電路并不能在寫操作完成以后立即停止供給寫信號，由于阻變存儲器本身具有的特性，在完成SET/RESET操作之后如果繼續(xù)提供寫信號，那就會產(chǎn)生Over-Write這種情況。
[0033]而對于本發(fā)明的阻變存儲器寫驅(qū)動電路來說，則不存在這種問題，因為引入了實時反饋，會在SET/RESET操作完成的第一時間關(guān)閉寫驅(qū)動信號發(fā)生器，因此不會產(chǎn)生Over-Write情況。而相對于傳統(tǒng)用的寫電路，它減少了寫信號供給的時間，自然降低了功耗。
[0034]如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的脈沖寬度幅度自適應(yīng)的阻變存儲器寫驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖，該阻變存儲器寫驅(qū)動電路包括自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度模塊、MOS管T2、CelI電流實時檢測模塊、ITlR存儲單元、第一數(shù)據(jù)選擇器和第二數(shù)據(jù)選擇器，在寫操作執(zhí)行的過程中，MOS管T2采樣出流過ITlR存儲單元的電流，Cell電流實時檢測模塊通過檢測這個電流的變化來判斷寫操作是否完成，如果寫操作完成，則改變自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度模塊中比較器的輸出，進(jìn)而關(guān)閉自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度模塊中動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器，避免產(chǎn)生過寫(Over-Write)情況，實現(xiàn)自適應(yīng)地調(diào)整寫信號脈沖寬度幅度。
[0035]圖1中，自適應(yīng)調(diào)整脈沖寬度是通過引入反饋來自適應(yīng)調(diào)整寫驅(qū)動信號的脈沖寬度，包括動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100、電壓比較器200和運(yùn)算放大器300，其中:動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100，用于產(chǎn)生一系列寬度和幅度都隨時間變化的脈沖信號，該脈沖信號作為寫信號依次通過運(yùn)算放大器300、MOS管T2及第一數(shù)據(jù)選擇器或第二數(shù)據(jù)選擇器被送至ITlR存儲單元，來執(zhí)行寫操作。電壓比較器200，用于比較兩組輸入電壓的大小，其正相輸入端接外部電壓Ref，反相輸入端通過電阻&600接地，輸出端作為反饋(Feedback)連接至動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100。運(yùn)算放大器300，用于當(dāng)作電壓跟隨器，跟隨動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號，其正相輸入端接動態(tài)脈沖寬度幅度信號發(fā)生器100的輸出，反相輸入端接MOS管T2500的源端和第一數(shù)據(jù)選擇器900及第二數(shù)據(jù)選擇器1000的輸入端，輸出接MOS管T2500的柵端。
[0036]MOS管T2500用于采樣執(zhí)行寫操作時流過ITlR存儲單元的電流，MOS管T2500的漏端連接電流鏡電路400的第一端，MOS管Τ2500的源端連接第一數(shù)據(jù)選擇器900及第二數(shù)據(jù)選擇器1000的輸入端，MOS管Τ2500的柵端連接運(yùn)算放大器300的輸出。
[0037]Cell電流實時檢測模塊用于檢測執(zhí)行寫操作時流過ITlR存儲單元電流的變化，包括