CN102592672A - Flash EEPROM动态参考源电路结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Flash EEPROM动态参考源电路结构，其包括：一组参考单元，其组成参考单元阵列；参考单元译码电路，其复用存储器阵列单元的字选择译码电路。所述参考单元与每条字线上的每个操作单元一一对应，读操作时其生成参考单元导通电流，该电流通过参考单元位线流入灵敏放大器，同时与该参考单元对应的操作单元的存储单元的读出电流通过存储单元位线流入灵敏放大器，通过比较该参考单元导通电流与各存储单元的读出电流的幅值以实现对存储数据的读出；编程操作时，目标数据写入存储单元的同时，所述参考单元被刷新重写。该电路结构能够消除寄生负载对灵敏放大器输入端的影响，跟踪存储单元阈值电压漂移，提高芯片性能的稳定性、可靠性和耐久性。

Description

Flash EEPROM动态参考源电路结构

技术领域

本发明涉及一种Flash EEPROM电路结构，特别是涉及一种Flash EEPROM动态参考源电路结构。

背景技术

随着半导体制造工艺和集成电路设计能力的不断进步，人们已经能够把包括处理器、存储器、模拟电路、接口逻辑甚至射频电路集成到一个芯片上，这就是系统级芯片(System-on-Chip，SoC)。随着数据吞吐量不断上升以及系统低功耗要求，系统级芯片对存储器的需求越来越大。据预测将来约90％的硅片面积将被具有不同功能的存储器所占据，嵌入式存储器将成为支配整个系统的决定性因素。Flash EEPROM以其掉电不丢失数据的特性而成为嵌入式存储器中不可或缺的重要组成部分，它在改善系统性能、提高芯片可靠性、降低成本与功耗等方面都起到了积极的作用。

随着工艺水平的不断提高，Flash EEPROM性能越来越成为系统级芯片的关键指标，其中随着数据吞吐量不断上升，对Flash EEPROM的读出性能提出了越来越高的要求，而读出性能在很大程度上由读出电路中参考源的精确性和稳定性来决定。目前常用的静态参考源，通常无法跟踪环境温度变化，同时也不能跟踪存储单元重复擦/写(P/E cycling)后的阈值漂移，这些都会导致随着使用次数的增多，系统读出性能迅速恶化。因此设计一个稳定，可靠的动态参考源电路具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种Flash EEPROM动态参考源电路结构，它能稳定、可靠并且有效地跟踪存储阵列单元(array cell)的阈值变化，使得分辨窗口(sensing window)在芯片使用寿命内保持相对恒定。

为解决上述技术问题，本发明的Flash EEPROM动态参考源电路结构包括：

一组参考单元(Reference Cell)，其组成参考单元阵列，各所述参考单元具有与存储单元位线(Bit Line，BL)相互平行的参考单元位线(reference Bit Line，refBL)，所述参考单元与每条字线(Word Line，WL)上的每个操作单元(Read/Program Unit)一一对应，并与对应的操作单元的各存储单元共用该字线，所述参考单元阵列散布于存储器阵列单元(Memoryarray)中；

参考单元译码电路，其复用存储器阵列单元的字选择译码电路；

所述参考单元译码电路根据操作地址，译码选中正确的参考单元，读操作时参考单元中生成参考单元导通电流，该参考单元导通电流通过所述参考单元位线流入灵敏放大器，同时与该参考单元对应的操作单元的存储单元的读出电流通过存储单元位线流入灵敏放大器，通过比较该参考单元导通电流与该存储单元的读出电流的幅值以实现对存储数据的读出；编程操作时，目标数据写入存储单元的同时，与该存储单元所在的操作单元对应的参考单元被刷新重写。

进一步所述参考单元均匀的散布于存储器阵列单元中，各组操作单元之后紧跟一个参考单元，所述各参考单元与各个存储单元共存于存储器操作单元中。

所述操作单元具有唯一的块选择信号，该块选择信号同时控制其对应的参考单元。

所述参考单元具有与其所在的存储器的存储单元相同的电路结构，

所述参考单元译码电路复用存储器阵列单元的字选择译码电路，在选择操作单元的同时也完成了对参考单元的选择。

所述参考单元译码电路冗余译码器。

本发明的有益效果是：

由于所述参考单元与存储单元共同分布于存储器阵列单元中，其各自的位线到灵敏放大器的布线大致相同，因此有近似相同的线上寄生负载，因此能够消除寄生负载对灵敏放大器输入端的影响，且其周围环境温度及应力分布与存储器阵列单元中的存储单元一致，同时又由于参考单元与存储单元同步刷新，因而参考单元能够很好的跟踪存储单元由于重复擦写(cycling)或数据保持(data retention)导致的阈值电压漂移，使得分辨窗口在芯片使用寿命内保持相对恒定，从而提高芯片性能的稳定性、可靠性和耐久性。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为包含本发明的存储器阵列单元结构；

图2为本发明参考单元译码电路工作原理示意图。

具体实施方式

本发明的Flash EEPROM动态参考源电路结构包含：一组参考单元，其组成参考单元阵列；参考单元译码电路，其复用存储器阵列单元的字选择译码电路。如图1所示为包含本发明的存储器阵列单元结构，显示有两个操作单元和参考单元：分别为操作单元1、操作单元2和参考单元1、参考单元2。现以操作单元1和参考单元1为例进行说明，该操作单元1后面紧跟一个参考单元1，该参考单元1具有与操作单元1的存储单元位线BL<0>、BL<1>…BL<n>相互平行的参考单元位线refBL<0>，并具有与该操作单元1共用的字线WL，所述操作单元1具有唯一的块选择信号，该块选择信号同时控制其对应的参考单元1，以使相同的块选择信号BS<0>同时对该操作单元1及其对应的参考单元1作用。该参考单元1与操作单元1为一一对应关系，对于整个存储器阵列单元而言，每条字线上的操作单元均具有唯一的参考单元与之对应。所述各个参考单元均匀的散布在存储器阵列单元中，组成参考单元阵列，如图1所示，由于参考单元与其它单元结构共同存在于存储器阵列单元中，因而能有效降低工艺及环境差异产生的影响。

读操作时，字线WL信号使能，根据地址译码的结果，选中操作单元，例如操作单元1，其块选择信号BS<0>被置为高电平，这样操作单元1内的各存储单元的读出电流通过存储单元位线BL<0>、BL<1>…BL<n>流入电流灵敏放大器；同时通过复用存储单元译码电路，与操作单元1对应的参考单元1也被选中，相同的块选择信号BS<0>也将参考单元1打开，其导通电流通过refBL<0>流入灵敏放大器。通过比较该参考单元1的导通电流与操作单元1的各存储单元的读出电流的幅值，能实现对存储数据的读出；编程操作时，目标数据写入所述各个存储单元的同时，与该各存储单元所在的操作单元1对应的参考单元1被刷新重写。

对于其它选中的操作单元及其对应的参考单元，均具有上述的工作方式。而当进行的是全片编程操作时，所有的参考单元将都被擦除后重写。

如图2为本发明的参考单元译码电路工作原理示意图，其复用存储器阵列单元的字选择译码电路，因此在选择操作单元的同时也完成了对参考单元的选择：对存储单元而言，块选择信号BS和列选择信号将正确的位线BL与灵敏位线sabl相连，作为输入端将存储单元的电流送入灵敏放大器；对参考单元而言，只需要块选择信号BS就能选中正确的参考单元位线refBL，将其与灵敏参考位线saref相连，作为灵敏放大器的输入比较端；为了使两个输入端的寄生负载接近，增加了一级冗余译码器。

综上所述，上述仅为本发明较佳实施例，不能以此限制本发明的实施范围，即凡依据本发明所作的任何修改与延伸，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种Flash EEPROM动态参考源电路结构，其特征在于，包括：

一组参考单元，其组成参考单元阵列，各所述参考单元具有与存储器存储单元位线相互平行的参考单元位线，所述参考单元与每条字线上的每个操作单元一一对应，并与对应的操作单元的各存储单元共用该字线，所述参考单元阵列散布于存储器阵列单元中；

参考单元译码电路；

所述参考单元译码电路根据操作地址，译码选中正确的参考单元，读操作时参考单元中生成参考单元导通电流，该参考单元导通电流通过所述参考单元位线流入灵敏放大器，同时与该参考单元对应的操作单元的存储单元的读出电流通过存储单元位线流入灵敏放大器，通过比较该参考单元导通电流与该存储单元的读出电流的幅值以实现对存储数据的读出；编程操作时，目标数据写入存储单元的同时，与该存储单元所在的操作单元对应的参考单元被刷新重写。

2.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述参考单元均匀的散布于存储器阵列单元中，各组操作单元之后紧跟一个参考单元，所述各参考单元与各个存储单元共存于存储器阵列单元中。

3.如权利要求1或2所述的电路结构，其特征在于：所述操作单元具有唯一的块选择信号，该块选择信号同时控制其对应的参考单元，相同的块选择信号同时对所述操作单元及其对应的参考单元作用。

4.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述参考单元具有与其所在的存储器的存储单元相同的电路结构。

5.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于：所述参考单元译码电路复用存储器阵列单元的字选择译码电路，在选择操作单元的同时也完成了对参考单元的选择。

6.如权利要求1或5所述的电路结构，其特征在于：所述参考单元译码电路包含冗余译码器。

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