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Allgemeiner Stand der
Technik
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Eine
Art von nichtflüchtigem
Speicher ist resistiver Speicher. Resistiver Speicher verwendet
den Widerstandswert eines Speicherelements zum Speichern eines oder
mehrerer Datenbit. Zum Beispiel kann ein Speicherelement, das dafür programmiert ist,
einen hohen Widerstandswert aufzuweisen, einen Datenbitwert von
logisch 1 repräsentieren
und ein Speicherelement, das dafür
programmiert ist, einen niedrigen Widerstandswert aufzuweisen, kann einen
Datenbitwert von logisch 0 repräsentieren.
Der Widerstandswert des Speicherelements wird elektrisch durch Anlegen
eines Spannungsimpulses oder eines Stromimpulses an das Speicherelement
gewechselt. Eine Art von resistivem Speicher ist Phasenänderungsspeicher.
Phasenänderungsspeicher verwendet
ein Phasenänderungsmaterial
für das
resistive Speicherelement.
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Phasenänderungsspeicher
basieren auf Phasenänderungsmaterialien,
die mindestens zwei verschiedene Zustände aufweisen. Phasenänderungsmaterial
kann in Speicherzellen zum Speichern von Datenbit verwendet werden.
Die Zustände
von Phasenänderungsmaterial
können
als amorphe und kristalline Zustände
bezeichnet werden. Die Zustände
können
unterschieden werden, weil der amorphe Zustand im allgemeinen höheren spezifischen
Widerstand als der kristalline Zustand aufweist. Im allgemeinen
umfaßt
der amorphe Zustand eine weniger geordnete atomische Struktur, während der
kristalline Zustand ein geordneteres Gitter umfaßt. Bestimmte Phasenänderungsmaterialien
weisen mehr als einen kristallinen Zustand auf, z. B. einen kubisch-flächenzentrierten
(FCC-)Zustand und einen hexagonalen Zustand der dichtesten Packung (HCP).
Diese beiden kristallinen Zustände
weisen verschiedene spezifische Widerstände auf und können zum
Speichern von Datenbit verwendet werden.
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Phasenänderung
in den Phasenänderungsmaterialien
können
umkehrbar hervorgerufen werden. Auf diese Weise kann der Speicher
als Reaktion auf Temperaturänderung
von dem amorphen Zustand zu dem kristallinen Zustand und von dem
kristallinen Zustand zu dem amorphen Zustand wechseln. Die Temperaturänderungen
des Phasenänderungsmaterials
können
auf vielfältige
Weise erzielt werden. Zum Beispiel kann man einen Laser auf das Phasenänderungsmaterial
richten, Strom durch das Phasenänderungsmaterial
leiten oder man kann Strom durch ein Widerstandsheizelement neben
dem Phasenänderungsmaterial
leiten. Bei allen diesen Verfahren verursacht steuerbares Erhitzen
des Phasenänderungsmaterials
eine steuerbare Phasenänderung
in dem Phasenänderungsmaterial.
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Ein
Phasenänderungsspeicher
mit einer Speichermatrix mit mehreren Speicherzellen, die aus Phasenänderungsmaterial
bestehen, kann dafür
programmiert werden, Daten durch Benutzung der Speicherzustände des
Phasenänderungsmaterials
zu speichern. Ein Verfahren zum Lesen und Schreiben von Daten in
einem solchen Phasenänderungsspeicherbaustein
ist das Steuern eines Strom- und/oder eines Spannungsimpulses, der
an das Phasenänderungsmaterial
angelegt wird. Der Betrag des Stroms und/oder der Spannung entspricht
im allgemeinen der in dem Phasenänderungsmaterial
in jeder Speicherzelle hervorgerufenen Temperatur.
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Um
Phasenänderungsspeicher
höherer Dichte
zu erzielen, kann eine Phasenänderungsspeicherzelle
mehrere Datenbit speichern. Mehrbit-Speicherung in einer Phasenänderungsspeicherzelle kann
erzielt werden, indem man das Phasenänderungsmaterial so programmiert,
daß es
Zwischenwiderstandswerte oder -zustände aufweist. Wenn die Phasenänderungsspeicherzelle
auf einen von drei verschiedenen Widerstandswerten programmiert wird,
können
1,5 Datenbit pro Zelle gespeichert werden. Wenn die Phasenänderungsspeicherzelle
auf einen von vier verschiedenen Widerstandswerten programmiert
wird, können
2 Datenbit pro Zelle gespeichert werden und so weiter. Im Prinzip
ist es möglich,
drei oder mehr Zustände
zu speichern. Um eine Phasenänderungsspeicherzelle
auf einen Zwischenwiderstandswert zu programmieren, wird die Menge
an mit amorphem Material koexistierendem kristallinen Material und
daher der Zellwiderstand über
eine geeignete Schreibstrategie gesteuert.
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Kurzfassung
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liefert einen Speicher. Der Speicher
enthält eine
resistive Speicherzelle und eine Schaltung, die dafür konfiguriert
ist, auf der Basis eines Vergleichs einer Spannung an der Speicherzelle
mit einer Schwellenspannung ein Ausgangssignal zu liefern, das einen
Zustand der Speicherzelle angibt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
beigefügten
Zeichnungen sind vorgesehen, um ein weiteres Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu ermöglichen
und sind in die vorliegende Beschreibung integriert und bilden einen
Teil dieser. Die Zeichnungen zeigen die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung und viele der beabsichtigten Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden ohne weiteres ersichtlich, während sie durch Bezugnahme
auf die folgende ausführliche
Beschreibung besser verständlich
werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu
zueinander. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
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1 ist
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
eines Speicherbausteins.
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2 ist
ein Schaltbild einer Ausführungsform
einer Schaltung zum Lesen des Zustands einer Speicherzelle.
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3 ist
ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Schaltung
zum Lesen des Zustands einer Speicherzelle.
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Ausführliche Beschreibung
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1 ist
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
eines Speicherbausteins 100. Der Speicherbaustein 100 enthält einen
Schreibimpulsgenerator 102, eine Verteilerschaltung 104,
Speicherzellen 106a, 106b, 106c und 106d und
eine Leseschaltung 108. Jede der Speicherzellen 106a–106d ist
eine resistive Speicherzelle, wie zum Beispiel eine Phasenänderungsspeicherzelle,
die Daten auf der Basis der amorphen und kristallinen Zustände von
Phasenänderungsmaterial
in der Speicherzelle speichert. Außerdem können alle Speicherzellen 106a–106d in
mehr als zwei Zustände
programmiert werden, indem man das Phasenänderungsmaterial so programmiert,
daß es
Zwischenwiderstandswerte aufweist. Um eine der Speicherzellen 106a–106d auf
einen Zwischenwiderstandswert zu programmieren, wird über eine
geeignete Schreibstrategie die Menge an mit amorphem Material koexistierendem
kristallinen Material und daher der Zellenwiderstand gesteuert.
Bei einer anderen Ausführungsform
sind die Speicherzellen 106a–106d Zellen von Conductive-bridging-Direktzugriffsspeicher
(CBRAM), Zellen von magnetoresistivem Direktzugriffsspeicher (MRAM)
oder andere geeignete Speicherzellen, die Daten als Widerstandswerte speichern.
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Die
Leseschaltung 108 liest den Zustand der Speicherzelle und
liefert Signale, die den Zustand des Widerstands der Speicherzelle
angeben. Die Leseschaltung 108 liest jeden der mehr als
zwei Zustände
der Speicherzellen 106a–106d durch den Signalweg 114.
Die Verteilerschaltung 104 lenkt steuerbar Lesesignale
zwischen der Leseschaltung 108 und den Speicherzellen 106a–06d durch
die Signalwege 112a–112d.
Bei einer Ausführungsform
enthält die
Verteilerschaltung 104 mehrere Transistoren, die steuerbar
Lesesignale zwischen der Leseschaltung 108 und den Speicherzellen 106a–106d leiten.
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Um
eine Speicherzelle 106a–106d zu lesen, wird
zuerst eine an die Speicherzelle angekoppelte Bitleitung vorgeladen.
Als nächstes
wird die Speicherzelle ausgewählt.
Bei einer Ausführungsform wird
die Spannung an der Speicherzelle in einen Schmitt-Trigger eingegeben.
Der Schmitt-Trigger liefert auf der Basis der Eingangsspannung ein
Ausgangssignal, das den Zustand der Speicherzelle angibt. Bei einer
anderen Ausführungsform
wird der Eingangsstrom durch die gewählte Speicherzelle gespiegelt,
um einen oder mehrere Ausgangsströme bereitzustellen, wobei jeder
Ausgangsstrom ein verschiedenes Verhältnis zu dem Eingangsstrom
aufweist. Als Reaktion auf jeden Ausgangsstrom werden als Eingangssignale
für jeweilige
Schmitt-Trigger Eingangsspannungen erzeugt. Jeder Schmitt-Trigger liefert
auf der Basis der entsprechenden Eingangsspannung ein Ausgangssignal.
Die Ausgangssignale der Schmitt-Trigger werden zum Bestimmen des
Zustands der ausgewählten
Speicherzelle und daher der in der Speicherzelle gespeicherten Daten
verwendet. Die Anzahl der Zustände
und daher die Anzahl der Datenbit, die aus jeder Speicherzelle gelesen
werden können,
hängt mit
der Anzahl der verwendeten Schmitt-Trigger zusammen. Zum Beispiel werden
mindestens zwei Schmitt-Trigger verwendet, um drei verschiedene
Zustände
zu lesen.
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Der
Schreibimpulsgenerator 102 führt den Speicherzellen 106a–106d Impulse
zu und programmiert einen der mehr als zwei Widerstandswerte oder Zustände in das
Phasenänderungsmaterial
jeder der Speicherzellen 106a–106d. Der Schreibimpulsgenerator 102 ist
durch den Signalweg 110 elektrisch an die Verteilerschaltung 104 angekoppelt.
Die Verteilerschaltung 104 ist durch Signalwege 112a–112d elektrisch
an jeder der Speicherzellen 106a–106d angekoppelt.
Die Verteilerschaltung 104 ist durch den Signalweg 112a elektrisch
an die Speicherzelle 106a angekoppelt. Die Verteilerschaltung 104 ist
durch den Signalweg 112b elektrisch an die Speicherzelle 106b angekoppelt.
Die Verteilerschaltung 104 ist durch den Signalweg 112c elektrisch
an die Speicherzelle 106c angekoppelt. Die Verteilerschaltung 104 ist durch
den Signalweg 112d elektrisch an die Speicherzelle 106d angekoppelt.
Zusätzlich
ist die Verteilerschaltung 104 durch den Signalweg 114 elektrisch an
die Leseschaltung 108 angekoppelt, und die Leseschaltung 108 ist
durch den Signalweg 116 elektrisch an den Schreibimpulsgenerator 102 angekoppelt.
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Jede
der Speicherzellen 106a–106d enthält ein Phasenänderungsmaterial,
das unter dem Einfluß einer
Temperaturänderung
von einem amorphen Zustand in einen kristallinen Zustand oder von
einem kristallinen Zustand zu einem amorphen Zustand überführt werden
kann. Die Menge an mit amorphem Material in dem Phasenänderungsmaterial
koexistierendem kristallinen Material einer der Speicherzellen 106a–106d definiert
dadurch mehr als zwei Zustände zum
Speichern von Daten in dem Speicherbaustein 100. In dem
amorphen Zustand weist ein Phasenänderungsmaterial einen signifikant
höheren
spezifischen Widerstand als im kristallinen Zustand auf. Deshalb
unterscheiden sich die mehr als zwei Zustände der Speicherzellen 106a–106d bezüglich ihres
spezifischen elektrischen Widerstands. Bei einer Ausführungsform
können
die mehr als zwei Zustände drei
Zustände
sein und ein trimeres System kann verwendet werden, wobei den drei
Zuständen
Bitwerte von "0", "1" und "2" zugewiesen
werden. Bei einer Ausführungsform
sind die mehr als zwei Zustände vier
Zustände,
denen Mehrfachbitwerte wie etwa "00", "01", "10" und "11" zugewiesen werden
können. Bei
anderen Ausführungsformen
kann es sich bei den mehr als zwei Zuständen um eine beliebige Anzahl
von Zuständen
in dem Phasenänderungsmaterial
einer Speicherzelle handeln.
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Bei
einer Ausführungsform
liefert der Schreibimpulsgenerator 102 durch den Signalweg 110 Spannungsimpulse
an die Verteilerschaltung 104 und die Verteilerschaltung 104 leitet
die Spannungsimpulse steuerbar durch die Signalwege 112a–112d zu
den Speicherzellen 106a–106d. Bei einer Ausführungsform
enthält
die Verteilerschaltung 104 mehrere Transistoren, die steuerbar
Spannungsimpulse zu jeder der Speicherzellen 106a–106d leiten.
Bei anderen Ausführungsformen
liefert der Schreibimpulsgenerator 102 durch den Signalweg 110 Stromimpulse an
die Verteilerschaltung 104 und die Verteilerschaltung 104 leitet
die Stromimpulse steuerbar durch die Signalwege 112a–112d zu
den Speicherzellen 106a–106d.
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Beim
Betrieb einer Ausführungsform
setzt der Schreibimpulsgenerator 102 das Phasenänderungsmaterial
in den Speicherzellen 106a–106d zurück. Eine
Rücksetzoperation
umfaßt
das Erhitzen des Phasenänderungsmaterials
der Zielspeicherzelle über
ihre Schmelztemperatur und ein schnelles Abkühlen des Phasenänderungsmaterials,
um dadurch einen im wesentlichen amorphen Zustand zu erzielen. Dieser
amorphe Zustand ist einer der mehr als zwei Zustände jeder der Speicherzellen 106a–106d und
ist der Zustand mit dem höchsten
Widerstand.
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Der
Schreibimpulsgenerator 102 ist dafür konfiguriert, einen ausgewählten der
mehr als zwei Zustände
in eine ausgewählte
der Speicherzellen 106a–106d zu programmieren.
Der Schreibimpulsgenerator 102 führt der ausgewählten der
Speicherzellen 106a–106d ein
Signal zu, einen Teil des Phasenänderungsmaterials
zu kristallisieren und dadurch den Widerstand der ausgewählten der
Speicherzellen 106a–106d zu
verringern.
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Bei
einer Ausführungsform
wird eine Speicherzelle 106a–106d durch eine oder
mehrere Vorladeschaltungen vorgeladen. Die Leseschaltung 108 enthält einen
Schmitt-Trigger
zum Lesen der Spannung an einer Speicherzelle 106a–106d,
nachdem die Speicherzelle 106a–106d ausgewählt wurde.
Der Schmitt-Trigger liefert als Reaktion auf eine Speicherzelle
mit einem niedrigen Widerstandswert ein Signal von logisch high
und liefert als Reaktion darauf, daß die Speicherzelle einen hohen
Widerstandswert aufweist, ein Signal von logisch low. Bei einer anderen
Ausführungsform
enthält
die Leseschaltung 108 mehrere Schmitt-Trigger. Jeder Schmitt-Trigger empfängt eine
Eingangsspannung, die als Reaktion auf einen Ausgangsstrom erzeugt
wird, der aus einem Eingangsstrom gespiegelt wird, der der Strom durch
eine gewählte
Speicherzelle ist. Jeder Ausgangsstrom weist ein verschiedenes Verhältnis zu dem
Eingangsstrom auf, um den Zustand der Speicherzelle anzugeben. Auf
der Basis der Ausgangssignale der Schmitt-Trigger wird der Zustand
der Speicherzelle bestimmt.
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2 ist
ein Schaltbild einer Ausführungsform
einer Schaltung 200 zum Lesen des Zustands einer Speicherzelle 238.
Die Schaltung 200 enthält einen
Schmitt-Trigger 206, einen Inverter 210, Transistoren 214, 216, 220, 226, 230 und 234,
parasitäre Kapazität 222 und 232 und
die Speicherzelle 238. Der Eingang des Schmitt-Triggers 206 ist
durch den Signalweg 218 elektrisch an eine Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 214, eine Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 216, eine Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 220, eine Seite der parasitären Kapazität 222 und
eine Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 226 angekoppelt.
Der Ausgang des Schmitt-Triggers 206 liefert
das Signal data out (DO) und ist elektrisch durch den DO-Signalweg 208 an
den Eingang des Inverters 210 angekoppelt. Der Ausgang
des Inverters 210 ist durch den Signalweg 212 elektrisch
an das Gate des Transistors 214 angekoppelt. Die andere
Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 214 ist elektrisch
an eine Spannungsquelle 202 wie etwa VDD angekoppelt. Die
andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 216 ist
elektrisch an eine Spannungsquelle 202 angekoppelt. Das
Gate des Transistors 216 ist elektrisch an eine gemeinsame
Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
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Die
andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 220 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt. Das
Gate des Transistors 220, das Gate des Transistors 226,
das Gate des Transistors 230 und das das Gate des Transistors 234 empfangen
das Auswahlsignal (SEL) auf dem SEL-Signalweg 224. Die
andere Seite der parasitären
Kapazität 222 ist
elektrisch an gemeinsame Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
Die andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 226 ist
durch den Signalweg 228 elektrisch an eine Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 230, eine Seite der parasitären Kapazität 232 und
eine Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 234 angekoppelt.
Die andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 230 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt. Die
andere Seite der parasitären
Kapazität 232 ist
elektrisch an gemeinsame Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
Die andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 234 ist
durch den Signalweg 236 elektrisch an eine Seite der Speicherzelle 238 angekoppelt.
Die andere Seite der Speicherzelle 238 ist elektrisch an
gemeinsame Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
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Die
Transistoren 214, 216, 220 und 230 sind p-Kanal-Metalloxidhalbleiter-(PMOS-)Transistoren, und
die Transistoren 226 und 234 sind n-Kanal-Metalloxidhalbleiter-(NMOS-)Transistoren.
Die Speicherzelle 238 ist eine resistive Speicherzelle,
wie zum Beispiel eine Phasenänderungsspeicherzelle, eine
CBRAM-Zelle, eine MRAM-Zelle oder eine andere geeignete nichtflüchtige Speicherzelle
des resistiven Typs. Die Speicherzelle 238 speichert ein oder
mehrere Datenbit als einen Widerstandswert.
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Der
Schmitt-Trigger 206 empfängt auf dem Signalweg 218 eine
Eingangsspannung, um auf dem DO-Signalweg 208 eine Ausgangsspannung
zu liefern. Der Schmitt-Trigger 206 enthält eine
erste Schwellenspannung und eine zweite Schwellenspannung. Die erste
Schwellenspannung ist kleiner als die zweite Schwellenspannung.
Als Reaktion darauf, daß die
Eingangsspannung auf dem Signalweg 218 unter die erste
Schwellenspannung abfällt,
gibt der Schmitt-Trigger 206 auf dem DO-Signalweg 208 ein DO-Signal auf logisch
high aus. Als Reaktion darauf, daß die Eingangsspannung auf
dem Signalweg 218 über
die zweite Schwellenspannung ansteigt, gibt der Schmitt-Trigger 206 auf
dem DO-Signalweg 208 ein DO-Signal auf logisch low aus.
Als Reaktion darauf, daß die
Eingangsspannung auf dem Signalweg 218 zwischen der ersten
Schwellenspannung und der zweiten Schwellenspannung liegt, hält der Schmitt-Trigger 206 das
DO-Signal auf dem DO-Signalweg 208 auf. seinem derzeitigen
logischen Pegel. Der Schmitt-Trigger 206 hält das DO-Signal
auf seinem derzeitigen logischen Pegel, bis die Eingangsspannung
auf dem Signalweg 218 genug ansteigt oder abfällt, um
eine Änderung
des Logikpegels des DO-Signals auszulösen.
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Der
Inverter 210 invertiert das DO-Signal auf dem DO-Signalweg 208,
um das Signal auf dem Signalweg 212 bereitzustellen. Der
Transistor 214 stellt eine Halteeinrichtung zum Aufrechterhalten
eines DO-Signals auf, logisch high als Reaktion auf ein DO-Signal
von logisch high aus dem Schmitt-Trigger 206 bereit. Als
Reaktion auf ein Signal auf logisch low auf dem Signalweg 212 schaltet
sich der Transistor 214 ein, um eine konstante Spannung
auf dem Signalweg 218 zu liefern. Der Schmitt-Trigger 206 und/oder
der Transistor 214 werden so ausgewählt, daß die konstante Spannung auf
dem Signalweg 218 kleiner als die zweite Schwellenspannung
des Schmitt-Triggers 206 ist. Als Reaktion auf ein Signal auf
logisch high auf dem Signalweg 212 schaltet sich der Transistor 214 aus.
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Der
Transistor 216 stellt eine immer eingeschaltete Bypasseinrichtung
bereit. Bei einer Ausführungsform
wird der Transistor 216 mit einem geeignet bemessenen Widerstand
ersetzt. Der Transistor 216 liefert eine Spannung auf dem
Signalweg 218. Das SEL-Signal dient zur Auswahl der Speicherzelle 238. Als
Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 220 ein, um die parasitäre Kapazität 222 aufzuladen, und
liefert eine Vorladespannung auf dem Signalweg 218. Als
Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 220 aus. Als Reaktion auf ein SEL-Signal
auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet sich der
Transistor 230 ein, um die parasitäre Kapazität 232 aufzuladen und
eine Vorladespannung auf dem Signalweg 228 bereitzustellen.
Als Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 230 aus.
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Als
Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 226 aus, um den Durchgang von Signalen zwischen
den Signalwegen 218 und 228 zu blockieren. Als
Reaktion auf ein SEL-Signal
auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet sich
der Transistor 226 ein, um Signale zwischen den Signalwegen 218 und 228 durchzulassen.
Als Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 234 aus, um den Durchgang von Signalen
zwischen den Signalwegen 228 und 236 zu blockieren.
Als Reaktion auf ein SEL-Signal
auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet sich
der Transistor 234 ein, um Signale zwischen den Signalwegen 228 und 236 durchzulassen.
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Im
Betrieb ist während
eines Standby-Modus das SEL-Signal
auf logisch low. Mit dem SEL-Signal auf logisch low sind die Transistoren 220 und 230 eingeschaltet,
um die Signalwege 218 und 228 bis zu der durch
die Spannungsquelle 202 gelieferten Spannung vorzuladen.
Der Transistor 216 ist auch eingeschaltet, trägt aber
keinen Leckstrom bei, da sowohl Source als auch Drain des Transistors 216 auf
die durch die Spannungsquelle 202 gelieferte Spannung aufgeladen
sind. Um die Speicherzelle 238 zu lesen, wird der Widerstand
der Speicherzelle gelesen. Die Speicherzelle 238 wird durch
Bereitstellen eines SEL-Signals auf logisch high ausgewählt.
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Mit
dem SEL-Signal auf logisch high schalten sich die Transistoren 220 und 230 aus,
und die Transistoren 226 und 234 schalten sich
ein, um die Speicherzelle 238 auszuwählen. Wenn sich die Speicherzelle 238 in
einem Zustand mit niedrigem Widerstand befindet, wird die Spannung
auf dem Signalweg 218 auf einen kleinen Spannungspegel
entladen. Der kleine Spannungspegel wird durch den Widerstand des
Bypasstransistors 216 und den Widerstand der Speicherzelle 238 bestimmt.
Der kleine Spannungspegel ist kleiner als die erste Schwellenspannung
des Schmitt-Triggers 206. Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 206 ein
DO-Signal auf logisch high aus. Das DO-Signal auf logisch high wird
durch den Inverter 210 invertiert, um den Transistors 214 einzuschalten. Der
Transistors 214 und der Transistors 216 bilden einen
Spannungsteiler mit dem Widerstand der Speicherzelle 238,
um eine konstante Vorspannung auf dem Signalweg 218 zu
liefern. Die konstante Vorspannung auf dem Signalweg 218 ist
kleiner als die zweite Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 206,
so daß das
DO-Signal auf logisch high bleibt.
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Wenn
sich die Speicherzelle 238 in einem Zustand mit hohem spezifischen
Widerstand befindet, wird die Spanung auf dem Signalweg 218 nicht entladen,
wenn die Speicherzelle 238 ausgewählt wird. Die Spannung auf
dem Signalweg 218 bleibt über der ersten Schwellenspannung
des Schmitt-Triggers 206. Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 206 ein
DO-Signal auf logisch low aus. Das DO-Signal auf logisch low wird durch den
Inverter 210 invertiert, um den Transistor 214 auszuschalten. Der
Transistor 216 liefert einen kleinen Strom zum Aufrechterhalten
einer konstanten Vorspannung auf dem Signalweg 218. Die
konstante Vorspannung auf dem Signalweg 218 ist größer als
die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 206, so
daß das DO-Signal
auf logisch low bleibt. Das DO-Signal wird durch eine (nicht gezeigte)
weitere Schaltung zwischengespeichert, die getastet werden kann,
um ein Ausgangssignal zu liefern, das die in der Speicherzelle 238 gespeicherten
Daten angibt. Das Tastsignal wird bereitgestellt, wenn das SEL-Signal
logisch high ist.
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3 ist
ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Schaltung 300 zum
Lesen des Zustands einer Speicherzelle 238. Die Schaltung 300 enthält Schmitt-Trigger 302 und 322,
Inverter 310 und 330, Transistoren 306, 314, 316, 326, 334, 336, 342, 220, 226, 230 und 234,
parasitäre
Kapazität 222 und 232 und
die Speicherzelle 238. Der Ausgang des Schmitt-Triggers 302 liefert
das Signal data out zwei (DO2) und ist durch den DO2-Signalweg 308 elektrisch
an den Eingang des Inverters 310 angekoppelt. Der Ausgang
des Inverters 310 ist durch den Signalweg 312 elektrisch
an das Gate des Transistors 314 angekoppelt. Eine Seite
des Source-Drain-Weges des
Transistors 314 ist elektrisch an gemeinsame Vorspannung
oder Masse 204 angekoppelt. Die andere Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 314 ist durch den Signalweg 304 elektrisch
an den Eingang des Schmitt-Triggers 302, eine Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 306 und
eine Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 316 angekoppelt. Die andere Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 316 ist elektrisch an gemeinsame Vorspannung
oder Masse 204 angekoppelt. Das Gate des Transistors 316 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt. Die
andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 306 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt.
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Das
Gate des Transistors 306 ist durch den Signalweg 340 elektrisch
an das Gate des Transistors 326, das Gate und eine Seite
des Source-Drain-Weges des Transistors 342, eine Seite
des Source-Drain-Weges des Transistors 220, eine Seite der
parasitären
Kapazität 222 und
eine Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 226 angekoppelt.
Der Ausgang des Schmitt-Triggers 322 liefert das Signal
data out eins (DO1) und ist durch den Signalweg 328 elektrisch
an den Eingang des Inverters 330 angekoppelt. Der Ausgang
des Inverters 330 ist durch den Signalweg 332 elektrisch
an das Gate des Transistors 334 angekoppelt. Eine Seite
des Source-Drain-Weges
des Transistors 334 ist elektrisch an gemeinsame Vorspannung
oder Masse 204 angekoppelt. Die andere Seite des Source-Drain-Weges des
Transistors 334 ist durch den Signalweg 324 elektrisch
an den Eingang des Schmitt-Triggers 322, eine Seite des
Source-Drain-Weges
des Transistors 326 und eine Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 336 angekoppelt.
Die andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 336 ist
elektrisch an gemeinsame Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
Das Gate des Transistors 336 ist elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt.
Die andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 326 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt.
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Die
andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 342 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt. Die
andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 220 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt. Die
andere Seite der parasitären
Kapazität 222 ist
elektrisch an gemeinsame Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
Das Gate des Transistors 220, das Gate des Transistors 226,
das Gate des Transistors 230 und das Gate des Transistors 234 empfangen
das SEL-Signal aus dem SEL-Signalweg 224. Die andere Seite
des Source-Drain-Weges des Transistors 226 ist durch den
Signalweg 228 elektrisch an eine Seite des Source-Drain-Weges
des Transistors 230, eine Seite der parasitären Kapazität 232 und
eine Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 234 angekoppelt.
Die andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 230 ist
elektrisch an die Spannungsquelle 202 angekoppelt. Die
andere Seite der parasitären
Kapazität 232 ist
elektrisch an gemeinsame Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
Die andere Seite des Source-Drain-Weges des Transistors 234 ist
durch den Signalweg 236 elektrisch an eine Seite der Speicherzelle 238 angekoppelt.
Die andere Seite der Speicherzelle 238 ist elektrisch an
gemeinsame Vorspannung oder Masse 204 angekoppelt.
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Die
Transistoren 306, 326, 342, 220 und 230 sind
PMOS-Transistoren
und die Transistoren 314, 316, 334, 336, 226 und 234 sind
NMOS-Transistoren. Die Speicherzelle 238 ist eine resistive
Speicherzelle, wie zum Beispiel eine Phasenänderungsspeicherzelle, eine
CBRAM-Speicherzelle, eine MRAM-Speicherzelle oder eine andere geeignete nichtflüchtige Speicherzelle
des resistiven Typs. Die Speicherzelle 238 speichert ein
oder mehrere Datenbit als einen Widerstandswert. Bei dieser Ausführungsform
speichert die Speicherzelle 238 unter Verwendung von drei
Widerstandswerten 1,5 Datenbit. Die drei Widerstandswerte umfassen
einen ersten Zustand mit niedrigem Widerstand, einen zweiten Zustand
mit mittlerem Widerstand und einen dritten Zustand mit hohem Widerstand.
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Der
Schmitt-Trigger 302 empfängt eine Eingangsspannung auf
dem Signalweg 304, um auf dem DO2-Signalweg 308 ein
Ausgangssignal zu liefern. Der Schmitt-Trigger 302 enthält eine
erste Schwellenspannung und eine zweite Schwellenspannung. Die erste
Schwellenspannung ist kleiner als die zweite Schwellenspannung.
Als Reaktion darauf, daß die Eingangsspannung
auf dem Signalweg 304 unter die erste Schwellenspannung
abfällt,
gibt der Schmitt-Trigger 302 auf dem DO2-Signalweg 308 ein DO2-Signal auf logisch
high aus. Als Reaktion darauf, daß die Eingangsspannung auf
dem Signalweg 304 über
die zweite Schwellenspannung ansteigt, gibt der Schmitt-Trigger 302 auf
dem DO2-Signalweg 308 ein DO2-Signal von logisch low aus.
Als Reaktion darauf, daß die
Eingangsspannung auf dem Signalweg 304 zwischen der ersten
Schwellenspannung und der zweiten Schwellenspannung liegt, hält der Schmitt-Trigger 302 das
DO2-Signal auf dem DO2-Signalweg 308 auf seinem derzeitigen
Logikpegel. Der Schmitt-Trigger 302 hält das DO2-Signal auf seinem
derzeitigen Logikpegel, bis die Eingangsspannung auf dem Signalweg 304 genug
ansteigt oder abfällt,
um eine Änderung
des Logikpegels des DO2-Signals auszulösen.
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Der
Inverter 310 invertiert das DO2-Signal auf dem DO2-Signalweg 308,
um das Signal auf dem Signalweg 312 bereitzustellen. Der
Transistor 314 stellt eine Halteeinrichtung zum Aufrechterhalten
eines DO2-Signals auf logisch low als Reaktion auf ein DO2-Signal
auf logisch low von dem Schmitt-Trigger 302 bereit. Als
Reaktion auf ein Signal auf logisch high auf dem Signalweg 312 schaltet
sich der Transistor 314 ein, um eine konstante Spannung
auf dem Signalweg 304 bereitzustellen. Der Schmitt-Trigger 302 und/oder
der Transistor 314 werden so ausgewählt, daß die konstante Spannung auf
dem Signalweg 304 größer als
die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 302 ist.
Als Reaktion auf ein Signal auf logisch low auf dem Signalweg 312 schaltet sich
der Transistor 314 aus. Der Transistor 316 stellt eine
immer eingeschaltete Bypasseinrichtung bereit, um als Reaktion auf
einen Strom auf dem Signalweg 304 eine Spannung auf dem
Signalweg 304 bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform
wird der Transistor 316 mit einem geeignet bemessenen Widerstand ersetzt.
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Der
Schmitt-Trigger 322 empfängt eine Eingangsspannung auf
dem Signalweg 324, um auf dem DO1-Signalweg 328 ein
Ausgangssignal zu liefern. Der Schmitt-Trigger 322 enthält eine
erste Schwellenspannung und eine zweite Schwellenspannung. Die erste
Schwellenspannung ist kleiner als die zweite Schwellenspannung.
Als Reaktion darauf, daß die Eingangsspannung
auf dem Signalweg 324 unter die erste Schwellenspannung
abfällt,
gibt der Schmitt-Trigger 322 auf dem DO1-Signalweg 328 ein DO1-Signal auf logisch
high aus. Als Reaktion darauf, daß die Eingangsspannung auf
dem Signalweg 324 über
die zweite Schwellenspannung ansteigt, gibt der Schmitt-Trigger 322 auf
dem DO1-Signalweg 328 ein DO1-Signal auf logisch low aus.
Als Reaktion darauf, daß die
Eingangsspannung auf dem Signalweg 324 zwischen der ersten
Schwellenspannung und der zweiten Schwellenspannung liegt, hält der Schmitt-Trigger 322 das
DO1-Signal auf seinem derzeitigen Logikpegel auf dem DO1-Signalweg 328. Der
Schmitt-Trigger 322 hält
das DO1-Signal auf seinem derzeitigen Logikpegel, bis die Eingangsspannung
auf dem Signalweg 324 genug ansteigt oder abfällt, um
eine Änderung
des Logikpegels des DO1-Signals auszulösen.
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Der
Inverter 330 invertiert das DO1-Signal auf dem DO1-Signalweg 328,
um das Signal auf dem Signalweg 332 bereitzustellen. Der
Transistor 334 stellt eine Halteeinrichtung zum Aufrechterhalten
eines DO1-Signals auf logisch low als Reaktion auf ein DO1-Signal
von logisch low aus dem Schmitt-Trigger 322 bereit. Als
Reaktion auf ein Signal auf logisch high auf dem Signalweg 332 schaltet
sich der Transistor 334 ein, um eine konstante Spannung
auf dem Signalweg 324 zu liefern. Der Schmitt-Trigger 322 und/oder
der Transistor 334 werden so ausgewählt, daß die konstante Spannung auf
dem Signalweg 324 größer als
die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 322 ist. Als Reaktion
auf ein Signal auf logisch low auf dem Signalweg 322 schaltet
sich der Transistor 334 aus. Der Transistor 336 stellt
eine immer eingeschaltete Bypasseinrichtung bereit, um als Reaktion
auf einen Strom auf dem Signalweg 324 eine Spannung auf
dem Signalweg 324 bereitzustellen. Bei einer Ausführungsform
wird der Transistor 336 mit einem geeignet bemessenen Widerstand
ersetzt.
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Die
Transistoren 342, 326 und 306 bilden
einen Stromspiegel. Der Eingangsstrom des Stromspiegels auf dem
Signalweg 340 wird auf dem Signalweg 324 gespiegelt,
um einen ersten Ausgangsstrom zu liefern und auf dem Signalweg 304,
um einen zweiten Ausgangsstrom zu liefern. Bei einer Ausführungsform
ist das Verhältnis
der Verstärkung
vom Eingang des Stromspiegels zum ersten Ausgang des Stromspiegels
anders als das Verhältnis
der Verstärkung
von dem Eingang des Stromspiegels zu dem zweiten Ausgang des Stromspiegels.
Die Transistoren 342, 326 und 306 werden
so ausgewählt,
daß die gewünschten
Verhältnisse
bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform beträgt der erste
Ausgangsstrom ungefähr
ein Drittel des Eingangsstroms, und der zweite Ausgangsstrom ungefähr zwei
Drittel des Eingangsstroms. Bei anderen Ausführungsformen können andere
Verhältnisse
verwendet werden.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
ist das Verhältnis
der Verstärkung
von dem Eingang des Stromspiegels zu dem ersten Ausgang des Stromspiegels
dasselbe wie das Verhältnis
der Verstärkung von
dem Eingang des Stromspiegels zu dem zweiten Ausgang des Stromspiegels.
Bei dieser Ausführungsform,
bei der die Verhältnisse
gleich sind, werden die Transistoren 334 und 336 so
ausgewählt, daß als Reaktion
auf den ersten Ausgangsstrom eine erste Spannung bereitgestellt
wird, und die Transistoren 314 und 316 werden
so ausgewählt,
daß als
Reaktion auf den zweiten Ausgangsstrom eine von der ersten Spannung
verschiedene zweite Spannung bereitgestellt wird. Bei einer Ausführungsform
beträgt die
erste Spannung ungefähr
die Hälfte
der zweiten Spannung.
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In
jedem Fall ist bei ausgewählter
Speicherzelle 238 die Spannung auf dem Signalweg 324 von der
Spannung auf dem Signalweg 304 verschieden. Die Spannungen
auf den Signalwegen 324 und 304 geben bei ausgewählter Speicherzelle 238 den
Widerstandszustand der Speicherzelle 238 an.
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Das
SEL-Signal dient zur Auswahl der Speicherzelle 238. Als
Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 220 ein, um die parasitäre Kapazität 222 aufzuladen
und eine Vorladespannung auf dem Signalweg 340 zu liefern.
Als Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 220 aus. Als Reaktion auf ein SEL-Signal
auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet sich
der Transistor 230 ein, um die parasitäre Kapazität 232 aufzuladen und eine
Vorladespannung auf dem Signalweg 228 zu liefern. Als Reaktion
auf ein SEL-Signal auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 230 aus.
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Als
Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 226 aus, um den Durchgang von Signalen zwischen
den Signalwegen 340 und 228 zu blockieren. Als
Reaktion auf ein SEL-Signal
auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet sich
der Transistor 226 ein, um Signale zwischen den Signalwegen 340 und 228 durchzulassen.
Als Reaktion auf ein SEL-Signal auf logisch low auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet
sich der Transistor 234 aus, um den Durchgang von Signalen
zwischen den Signalwegen 228 und 236 zu blockieren.
Als Reaktion auf ein SEL-Signal
auf logisch high auf dem SEL-Signalweg 224 schaltet sich
der Transistor 234 ein, um Signale zwischen den Signalwegen 228 und 236 durchzulassen.
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Im
Betrieb ist während
eines Standby-Modus das SEL-Signal
logisch low. Mit dem SEL-Signal auf logisch low sind die Transistoren 220 und 230 eingeschaltet,
um die Signalwege 340 und 228 auf die durch die
Spannungsquelle 202 gelieferte Spannung vorzuladen. Um
die Speicherzelle 238 zu lesen, wird der Widerstand der
Speicherzelle gelesen. Die Speicherzelle 238 wird durch
Bereitstellen eines SEL-Signals auf logisch high ausgewählt.
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Mit
dem SEL-Signal auf logisch high schalten sich die Transistoren 220 und 230 aus,
und die Transistoren 226 und 234 schalten sich
ein, um die Speicherzelle 238 auszuwählen. Wenn die Speicherzelle 238 sich
in dem ersten Zustand mit niedrigem Widerstand befindet, fließt ein erster
Strom durch die Speicherzelle 238. Wenn sich die Speicherzelle 238 in dem
zweiten Zustand mit mittlerem Widerstand befindet, fließt ein zweiter
Strom, der kleiner als der erste Strom ist, durch die Speicherzelle 238.
Wenn sich die Speicherzelle 238 in dem dritten Zustand
mit hohem Widerstand befindet, fließt ein dritter Strom, der kleiner
als der zweite Strom ist, durch die Speicherzelle 238.
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Wenn
sich die Speicherzelle 238 in dem ersten Zustand mit niedrigem
Widerstand befindet, ist die auf dem Signalweg 324 erzeugte
Spannung größer als
die zweite Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 322.
Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 322 ein DO1-Signal auf
logisch low aus. Das DO1-Signal auf logisch low wird durch den Inverter 330 invertiert,
um den Transistor 334 einzuschalten. Der Transistor 334 und
der Transistor 336 liefern eine konstante Vorspannung auf
dem Signalweg 324. Die konstante Vorspannung auf dem Signalweg 324 ist größer als
die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 322, so
daß das
DO1-Signal auf logisch low bleibt.
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Mit
der Speicherzelle 238 in dem ersten Zustand mit niedrigem
Widerstand ist auch die auf dem Signalweg 304 erzeugte
Spannung größer als
die zweite Schwellenspan nung des Schmitt-Triggers 302.
Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 302 ein DO2-Signal auf
logisch low aus. Das DO2-Signal auf logisch low wird durch den Inverter 310 invertiert,
um den Transistor 314 einzuschalten. Der Transistor 314 und
der Transistor 316 liefern eine konstante Vorspannung auf
dem Signalweg 304. Die konstante Vorspannung auf dem Signalweg 304 ist
größer als die
erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 302, so daß das DO2-Signal
auf logisch low bleibt.
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Wenn
sich die Speicherzelle 238 in dem zweiten Zustand mit mittlerem
Widerstand befindet, ist die auf dem Signalweg 324 erzeugte
Spannung kleiner als die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 322.
Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 322 ein DO1-Signal auf
logisch high aus. Das DO1-Signal auf logisch high wird durch den
Inverter 330 invertiert, um den Transistor 334 auszuschalten. Der
Transistor 336 liefert eine konstante Vorspannung auf dem
Signalweg 324. Die konstante Vorspannung auf dem Signalweg 324 ist
kleiner als die zweite Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 322,
so daß das
DO1-Signal auf logisch high bleibt.
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Mit
der Speicherzelle 238 in dem zweiten Zustand mit mittlerem
Widerstand ist die auf dem Signalweg 304 erzeugte Spannung
größer als
die zweite Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 302.
Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 302 ein DO2-Signal auf logisch
low aus. Das DO2-Signal auf logisch low wird durch den Inverter 310 invertiert,
um den Transistor 314 einzuschalten. Der Transistor 314 und
der Transistor 316 liefern eine konstante Vorspannung auf dem
Signalweg 304. Die konstante Vorspannung auf dem Signalweg 304 ist
größer als
die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 302, so
daß das DO2-Signal
auf logisch low bleibt.
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Wenn
sich die Speicherzelle 238 in dem dritten Zustand mit hohem
Widerstand befindet, ist die auf dem Signalweg 324 erzeugte
Spannung kleiner als die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 322.
Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 322 ein DO1-Signal auf
logisch high aus. Das DO1-Signal auf logisch high wird durch den
Inverter 330 invertiert, um den Transistor 334 auszuschalten.
Der Transistor 336 liefert eine konstante Vorspannung auf
dem Signalweg 324. Die konstante Vorspannung auf dem Signalweg 324 ist
kleiner als die zweite Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 322,
so daß das DO1-Signal
auf logisch high bleibt.
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Mit
der Speicherzelle 238 in dem dritten Zustand mit hohem
Widerstand ist die auf dem Signalweg 304 erzeugte Spannung
kleiner als die erste Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 302.
Deshalb gibt der Schmitt-Trigger 302 ein DO2-Signal auf logisch
high aus. Das DO2-Signal auf logisch high wird durch den Inverter 310 invertiert,
um den Transistor 314 auszuschalten. Der Transistor 316 liefert eine
konstante Vorspannung auf dem Signalweg 304. Die konstante
Vorspannung auf dem Signalweg 304 ist kleiner als die zweite
Schwellenspannung des Schmitt-Triggers 302, so daß das DO2-Signal
auf logisch high bleibt.
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Ein
DO1-Signal auf logisch low und ein DO2-Signal auf logisch low geben
an, daß sich
die Speicherzelle 238 in dem ersten Zustand mit niedrigem
Widerstand befindet. Ein DO1-Signal auf logisch high und ein DO2-Signal
auf logisch low geben an, daß sich
die Speicherzelle 238 in dem zweiten Zustand mit mittlerem
Widerstand befindet. Ein DO1-Signal auf logisch high und ein DO2-Signal
auf logisch high geben an, daß sich
die Speicherzelle 238 in dem dritten Zustand mit hohem
Widerstand befindet. Das DO1-Signal und das DO2-Signal werden durch
eine (nicht gezeigte) weitere Schaltung zwischengespeichert, die
das DO1-Signal und das DO2-Signal decodieren kann, um ein Ausgangssignal
zu liefern, das die in der Speicherzelle 238 gespeicherten
Daten angibt. Das die in der Speicherzelle 238 gespeicherten Daten
angebende Ausgangssignal kann mit einem Tastsignal ausgegeben werden,
während
das SEL-Signal logisch high ist.
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Es
können
zusätzliche
Widerstandszustände für die Speicherzelle 238 gelesen
werden, indem man die Anzahl der Schmitt-Trigger und zugeordneten
Schaltkreise vergrößert. Zum
Beispiel kann man bei Verwendung von drei Schmitt-Triggern vier
Widerstandszustände
oder zwei Datenbit lesen. Man kann eine beliebige geeignete Anzahl
von Schmitt-Triggern und zugeordneten Schaltkreisen hinzufügen, um
die gewünschte
Anzahl der Datenbit für
Mehrbit-Lesen zu erzielen.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung liefern ein Verfahren zum asymmetrischen
Lesen des Widerstandszustands einer Speicherzelle unter Verwendung
eines oder mehrerer Schmitt-Trigger. Es wird kein differentielles
Lesen zum Lesen des Zustands jeder Speicherzelle verwendet. Es werden keine
Steuersignale verwendet, um den einen bzw. die mehreren Schmitt-Trigger
zu aktivieren. Aufgrund der Struktur von Schmitt-Triggern wird ein
geringer statischer Stromverbrauch erzielt. Zusätzlich werden die Analog-Anforderungen
für jeden
Schmitt-Trigger, wie zum Beispiel die Genauigkeit der Triggerpegel, gelockert,
da eine große
Marge zwischen Widerstandszuständen
besteht.