CN105070310A - 一种带失调校正的灵敏放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带失调校正的灵敏放大器，其第一信号单元在预充电电路开启的情况下接收第一控制信号，并将第一位线和第二位线充电至第一电压，在预充电电路关闭的情况下接收第二控制信号的高电平信号；失调电压存储单元在接收到第二控制信号的高电平信号时，存储灵敏放大器的失调电压；失调电压极性反转单元在接收到第三控制信号的高电平信号，且失调电压存储单元在接收到第二控制信号的低电平信号时，将失调电压的极性进行反转，以消除失调电压。当失调电压消除后，打开第四控制信号时，就可以读取位线压差，由此可见，该灵敏放大器能够消除失调电压，使得存储单元的面积相应的减小，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，特别是涉及一种带失调校正的灵敏放大器。
背景技术
在电子信息技术领域中，SRAM(静态随机存储器)和DRAM(动态随机存储器)是常用的存储单元。灵敏放大器用于读取SRAM或者DRAM上的位线压差，但是由于灵敏放大器具有失调电压，因此如果位线压差过小，则灵敏放大器无法读取。由于SRAM或DRAM中存储电荷的大小等于容值和电压的乘积。当电压一定时，容值越大则存储的电荷越大，而容值与存储单元的面积成正比，因此存储单元的面积越大，则存储电荷越大。由于位线压差由位线电容和存储单元的存储电荷的大小有关，存储电荷越大，则位线压差越大，导致存储面积较大，成本也就越高。
现有技术中，为了使得灵敏放大器能够读取位线压差，通过增大SRAM或DRAM的存储面积来克服灵敏放大器的失调电压，由此可见，现有技术中，增大存储面积导致成本增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种带失调校正的灵敏放大器，通过消除失调电压以使得存储单元的面积相应的减小，降低了成本。
为解决上述技术问题，本发明提供一种带失调校正的灵敏放大器，包括：
第一信号单元，用于在预充电电路开启的情况下接收第一控制信号，并将第一位线和第二位线充电至第一电压，在所述预充电电路关闭的情况下接收第二控制信号的高电平信号，其中，所述第一信号单元与所述第一位线和所述第二位线连接；
失调电压存储单元，用于在接收到所述第二控制信号的高电平信号时，存储所述灵敏放大器的失调电压；
失调电压极性反转单元，用于在接收到第三控制信号的高电平信号，且所述失调电压存储单元在接收到所述第二控制信号的低电平信号时，将所述失调电压的极性进行反转，以消除所述失调电压；
第二信号单元，用于通过阈值电压检测电路获得所述第二控制信号；
第三信号单元，用于在打开第四控制信号时产生位线压差；
其中，所述第二控制信号与所述第三控制信号为一对相反的信号。
优选的，所述第一信号单元具体包括：
第一N型-金氧半场效晶体管和第二N型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第一N型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第二N型-金氧半场效晶体管的栅极连接，用于接收所述第一控制信号和所述第二控制信号；所述第一N型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第一位线连接，所述第一N型-金氧半场效晶体管的源极与所述第二N型-金氧半场效晶体管的漏极连接，所述第二N型-金氧半场效晶体管的源极与所述第二位线连接。
优选的，所述失调电压存储单元具体包括：
第一P型-金氧半场效晶体管、第二P型-金氧半场效晶体管、第三P型-金氧半场效晶体管和第四P型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第一P型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第二P型-金氧半场效晶体管的栅极均与所述第二控制信号的输出端连接；所述第一P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第三P型-金氧半场效晶体管的漏极和所述失调电压极性反转单元连接；所述第一P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第三P型-金氧半场效晶体管的栅极连接；所述第二P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第四P型-金氧半场效晶体管的栅极连接；所述第二P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第四P型-金氧半场效晶体管的漏极和所述失调电压极性反转单元连接；所述第三P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第四P型-金氧半场效晶体管的源极、所述第二信号单元和所述第三信号单元均连接。
优选的，所述失调电压极性反转单元具体包括：
第五P型-金氧半场效晶体管、第六P型-金氧半场效晶体管、第三N型-金氧半场效晶体管和第四N型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第五P型-金氧半场效晶体管的栅极和所述第六P型-金氧半场效晶体管的栅极均与所述第三控制信号的输出端连接；所述第五P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第一P型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第五P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第三N型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第六P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第二P型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第六P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第四N型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第三N型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第一P型-金氧半场效晶体管的源极和所述第二位线连接；所述第三N型-金氧半场效晶体管的源极与所述第四N型-金氧半场效晶体管的源极均与电源输出端连接；所述第四N型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第二P型-金氧半场效晶体管的源极和所述第一位线连接。
优选的，所述第二信号单元为第七P型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第七P型-金氧半场效晶体管的栅极与所述电压检测电路连接，所述第七P型-金氧半场效晶体管的源极用于输出电压信号；第七P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第三P型-金氧半场效晶体管的源极、所述第三信号单元和所述第四P型-金氧半场效晶体管的源极均连接。
优选的，所述第三信号单元为第八P型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第八P型-金氧半场效晶体管的栅极接收所述第四控制信号，所述第八P型-金氧半场效晶体管的源极接地，所述第八P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第七P型-金氧半场效晶体管的漏极、所述第三P型-金氧半场效晶体管的源极和所述第四P型-金氧半场效晶体管的源极均连接。
本发明所提供的带失调校正的灵敏放大器，其第一信号单元在预充电电路开启的情况下接收第一控制信号，并将第一位线和第二位线充电至第一电压，在预充电电路关闭的情况下接收第二控制信号的高电平信号；失调电压存储单元在接收到第二控制信号的高电平信号时，存储灵敏放大器的失调电压；失调电压极性反转单元在接收到第三控制信号的高电平信号，且失调电压存储单元在接收到第二控制信号的低电平信号时，将失调电压的极性进行反转，以消除失调电压。当失调电压消除后，打开第四控制信号时，就可以读取位线压差，由此可见，该灵敏放大器能够消除失调电压，使得存储单元的面积相应的减小，降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种带失调校正的灵敏放大器的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种带失调校正的灵敏放大器。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
带失调校正的灵敏放大器，包括：
第一信号单元，用于在预充电电路开启的情况下接收第一控制信号，并将第一位线和第二位线充电至第一电压，在所述预充电电路关闭的情况下接收第二控制信号的高电平信号，其中，所述第一信号单元与所述第一位线和所述第二位线连接；
失调电压存储单元，用于在接收到所述第二控制信号的高电平信号时，存储所述灵敏放大器的失调电压；
失调电压极性反转单元，用于在接收到第三控制信号的高电平信号，且所述失调电压存储单元在接收到所述第二控制信号的低电平信号时，将所述失调电压的极性进行反转，以消除所述失调电压；
第二信号单元，用于通过阈值电压检测电路获得所述第二控制信号；
第三信号单元，用于在打开第四控制信号时产生位线压差；
其中，所述第二控制信号与所述第三控制信号为一对相反的信号。
本发明所提供的带失调校正的灵敏放大器，其第一信号单元在预充电电路开启的情况下接收第一控制信号，并将第一位线和第二位线充电至第一电压，在预充电电路关闭的情况下接收第二控制信号的高电平信号；失调电压存储单元在接收到第二控制信号的高电平信号时，存储灵敏放大器的失调电压；失调电压极性反转单元在接收到第三控制信号的高电平信号，且失调电压存储单元在接收到第二控制信号的低电平信号时，将失调电压的极性进行反转，以消除失调电压。当失调电压消除后，打开第四控制信号时，就可以读取位线压差，由此可见，该灵敏放大器能够消除失调电压，使得存储单元的面积相应的减小，降低了成本。
为了让本领域技术人员更加理解本发明提供的带失调校正的灵敏放大器的原理，以下进行详细说明。
图1为本发明提供的一种带失调校正的灵敏放大器的电路图。
作为一种优选的实施方式，第一信号单元10包括：
第一N型-金氧半场效晶体管M2A和第二N型-金氧半场效晶体管M2B；
其中，所述第一N型-金氧半场效晶体管M2A的栅极与所述第二N型-金氧半场效晶体管M2B的栅极连接，用于接收所述第一控制信号Veq和所述第二控制信号VTRIM；所述第一N型-金氧半场效晶体管M2A的漏极与所述第一位线BL连接，所述第一N型-金氧半场效晶体管M2A的源极与所述第二N型-金氧半场效晶体管M2B的漏极连接，所述第二N型-金氧半场效晶体管M2B的源极与所述第二位线BLB连接。
需要说明的是，第一控制信号Veq是控制第一N型-金氧半场效晶体管M2A和第二N型-金氧半场效晶体管M2B的信号，为数字信号，具有高电平和低电平两种状态。
如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述失调电压存储单元20具体包括：
第一P型-金氧半场效晶体管M4A、第二P型-金氧半场效晶体管M4B、第三P型-金氧半场效晶体管M5A和第四P型-金氧半场效晶体管M5B；
其中，所述第一P型-金氧半场效晶体管M4A的栅极与所述第二P型-金氧半场效晶体管M4B的栅极均与所述第二控制信号VTRIM的输出端连接；所述第一P型-金氧半场效晶体管M4A的漏极与所述第三P型-金氧半场效晶体管M5A的漏极和所述失调电压极性反转单元30连接；所述第一P型-金氧半场效晶体管M4A的源极与所述第三P型-金氧半场效晶体管M5A的栅极连接；所述第二P型-金氧半场效晶体管M4B的源极与所述第四P型-金氧半场效晶体管M5B的栅极连接；所述第二P型-金氧半场效晶体管M4B的漏极与所述第四P型-金氧半场效晶体管M5B的漏极和所述失调电压极性反转单元30连接；所述第三P型-金氧半场效晶体管M5A的源极与所述第四P型-金氧半场效晶体管M5B的源极、所述第二信号单元和所述第三信号单元均连接。
如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述失调电压极性反转单元30具体包括：
第五P型-金氧半场效晶体管M3A、第六P型-金氧半场效晶体管M3B、第三N型-金氧半场效晶体管M1A和第四N型-金氧半场效晶体管M1B；
其中，所述第五P型-金氧半场效晶体管M3A的栅极和所述第六P型-金氧半场效晶体管M3B的栅极均与所述第三控制信号VTRIB的输出端连接；所述第五P型-金氧半场效晶体管M3A的源极与所述第一P型-金氧半场效晶体管M4A的漏极连接；所述第五P型-金氧半场效晶体管M3A的漏极与所述第三N型-金氧半场效晶体管M1A的漏极连接；所述第六P型-金氧半场效晶体管M3B的源极与所述第二P型-金氧半场效晶体管M4B的漏极连接；所述第六P型-金氧半场效晶体管M3B的漏极与所述第四N型-金氧半场效晶体管M1B的漏极连接；所述第三N型-金氧半场效晶体管M1A的栅极与所述第一P型-金氧半场效晶体管M4A的源极和所述第二位线BLB连接；所述第三N型-金氧半场效晶体管M1A的源极与所述第四N型-金氧半场效晶体管M1B的源极均与电源输出端VDD连接；所述第四N型-金氧半场效晶体管M1B的栅极与所述第二P型-金氧半场效晶体管M4B的源极和所述第一位线BL连接。
如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述第二信号单元为第七P型-金氧半场效晶体管M6；
其中，所述第七P型-金氧半场效晶体管M6的栅极与所述电压检测电路连接，所述第七P型-金氧半场效晶体管M6的源极用于输出电压信号VT；第七P型-金氧半场效晶体管M6的漏极与所述第三P型-金氧半场效晶体管M5A的源极、所述第三信号单元和所述第四P型-金氧半场效晶体管M5B的源极均连接。
如图1所示，作为一种优选的实施方式，所述第三信号单元为第八P型-金氧半场效晶体管M7；
其中，所述第八P型-金氧半场效晶体管M7的栅极接收所述第四控制信号RD，所述第八P型-金氧半场效晶体管M7的源极接地，所述第八P型-金氧半场效晶体管M7的漏极与所述第七P型-金氧半场效晶体管M6的漏极、所述第三P型-金氧半场效晶体管M5A的源极和所述第四P型-金氧半场效晶体管M5B的源极均连接。
需要说明的是，本发明中提到的第一P型-金氧半场效晶体管、第二P型-金氧半场效晶体管、第三P型-金氧半场效晶体管、第四P型-金氧半场效晶体管、第五P型-金氧半场效晶体管、第六P型-金氧半场效晶体管、第七P型-金氧半场效晶体管以及第八P型-金氧半场效晶体管只是为了申请文件方便描述，在具体实施中可以根据实际情况选择同样的型号或者不同的型号，这里不做限定。同理第一N型-金氧半场效晶体管、第二N型-金氧半场效晶体管、第三N型-金氧半场效晶体管、第四N型-金氧半场效晶体管在具体实施中可以根据实际情况选择同样的型号或者不同的型号，这里不做限定。
以上对本发明所提供的带失调校正的灵敏放大器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种带失调校正的灵敏放大器，其特征在于，包括：
第一信号单元，用于在预充电电路开启的情况下接收第一控制信号，并将第一位线和第二位线充电至第一电压，在所述预充电电路关闭的情况下接收第二控制信号的高电平信号，其中，所述第一信号单元与所述第一位线和所述第二位线连接；
失调电压存储单元，用于在接收到所述第二控制信号的高电平信号时，存储所述灵敏放大器的失调电压；
失调电压极性反转单元，用于在接收到第三控制信号的高电平信号，且所述失调电压存储单元在接收到所述第二控制信号的低电平信号时，将所述失调电压的极性进行反转，以消除所述失调电压；
第二信号单元，用于通过阈值电压检测电路获得所述第二控制信号；
第三信号单元，用于在打开第四控制信号时产生位线压差；
其中，所述第二控制信号与所述第三控制信号为一对相反的信号。
2.根据权利要求1所述的带失调校正的灵敏放大器，其特征在于，所述第一信号单元具体包括：
第一N型-金氧半场效晶体管和第二N型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第一N型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第二N型-金氧半场效晶体管的栅极连接，用于接收所述第一控制信号和所述第二控制信号；所述第一N型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第一位线连接，所述第一N型-金氧半场效晶体管的源极与所述第二N型-金氧半场效晶体管的漏极连接，所述第二N型-金氧半场效晶体管的源极与所述第二位线连接。
3.根据权利要求2所述的带失调校正的灵敏放大器，其特征在于，所述失调电压存储单元具体包括：
第一P型-金氧半场效晶体管、第二P型-金氧半场效晶体管、第三P型-金氧半场效晶体管和第四P型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第一P型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第二P型-金氧半场效晶体管的栅极均与所述第二控制信号的输出端连接；所述第一P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第三P型-金氧半场效晶体管的漏极和所述失调电压极性反转单元连接；所述第一P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第三P型-金氧半场效晶体管的栅极连接；所述第二P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第四P型-金氧半场效晶体管的栅极连接；所述第二P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第四P型-金氧半场效晶体管的漏极和所述失调电压极性反转单元连接；所述第三P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第四P型-金氧半场效晶体管的源极、所述第二信号单元和所述第三信号单元均连接。
4.根据权利要求3所述的带失调校正的灵敏放大器，其特征在于，所述失调电压极性反转单元具体包括：
第五P型-金氧半场效晶体管、第六P型-金氧半场效晶体管、第三N型-金氧半场效晶体管和第四N型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第五P型-金氧半场效晶体管的栅极和所述第六P型-金氧半场效晶体管的栅极均与所述第三控制信号的输出端连接；所述第五P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第一P型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第五P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第三N型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第六P型-金氧半场效晶体管的源极与所述第二P型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第六P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第四N型-金氧半场效晶体管的漏极连接；所述第三N型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第一P型-金氧半场效晶体管的源极和所述第二位线连接；所述第三N型-金氧半场效晶体管的源极与所述第四N型-金氧半场效晶体管的源极均与电源输出端连接；所述第四N型-金氧半场效晶体管的栅极与所述第二P型-金氧半场效晶体管的源极和所述第一位线连接。
5.根据权利要求3所述的带失调校正的灵敏放大器，其特征在于，所述第二信号单元为第七P型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第七P型-金氧半场效晶体管的栅极与所述电压检测电路连接，所述第七P型-金氧半场效晶体管的源极用于输出电压信号；第七P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第三P型-金氧半场效晶体管的源极、所述第三信号单元和所述第四P型-金氧半场效晶体管的源极均连接。
6.根据权利要求5所述的带失调校正的灵敏放大器，其特征在于，所述第三信号单元为第八P型-金氧半场效晶体管；
其中，所述第八P型-金氧半场效晶体管的栅极接收所述第四控制信号，所述第八P型-金氧半场效晶体管的源极接地，所述第八P型-金氧半场效晶体管的漏极与所述第七P型-金氧半场效晶体管的漏极、所述第三P型-金氧半场效晶体管的源极和所述第四P型-金氧半场效晶体管的源极均连接。
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