DE102020126059A1

DE102020126059A1 - Speichervorrichtung, abtastverstärker und verfahren zur abweichungskompensation

Info

Publication number: DE102020126059A1
Application number: DE102020126059.8A
Authority: DE
Inventors: Ku-Feng Lin
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-03-31
Also published as: CN113936706A; TWI763396B; US20220101890A1; US20230123830A1; US11854650B2; TW202213335A; US20240087617A1; KR102520347B1; KR20220042975A; US11574657B2

Abstract

Ein Speicherbauelement, das eine erste Speicherzelle, eine zweite Speicherzelle und einen Abtastverstärker aufweist. Der Abtastverstärker weist einen ersten Schaltungszweig und einen zweiten Schaltungszweig auf und diese sind konfiguriert, eine erste Spannung und eine zweite Spannung an den ersten Speicher beziehungsweise den zweiten Speicher in einem Trimmbetrieb auszugeben. Ein erstes Klemmbauelement des Abtastverstärkers weist einen ersten Klemmtransistor und eine Vielzahl von ersten Trimmtransistoren, die parallel mit dem ersten Klemmtransistor gekoppelt sind, auf. Die Gate-Anschlüsse des ersten Klemmtransistors und die Vielzahl von ersten Trimmtransistoren sind um eine feste Klemmspannung vorgespannt. Jeder der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren wird selektiv angesteuert, um eine Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.

Description

STAND DER TECHNIK
In einem Speicherbauelement wird ein Abtastverstärker verwendet, um eine Signaldifferenz zwischen Signalen in einem ersten Schaltungszweig und einem zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers zu verstärken. Wegen unvermeidlichen Schwankungen in Hableiterherstellungsprozessen kann eine Abweichung oder ein Offset zwischen dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers bestehen. Als ein Resultat der bestehenden Abweichung in dem Abtastverstärker ist die Arbeitsleistung des Abtastverstärkers herabgesetzt. Abweichungskompensation ist nötig, um zufriedenstellende Arbeitsleistung des Abtastverstärkers zu erzielen.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Merkmale nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Speicherbauelements, das einen Abtastverstärker aufweist, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen.
2 ist ein schematisches Diagramm einer Spannungskomparatorschaltung des Abtastverstärkers aus 1, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen.
3A ist ein schematisches Diagramm eines Klemmbauelements in einem ersten Schaltungszweig eines Abtastverstärkers, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen.
3B ist ein schematisches Diagramm eines Klemmbauelements in einem zweiten Schaltungszweig eines Abtastverstärkers, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen.
4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Gesamttransistorgröße angesteuerter Transistoren in einem Klemmbauelement (oder einer Bauelementtransistorgröße) und einer Spannung in jedem Trimmschritt veranschaulicht, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kompensieren einer Abweichung in einem Abtastverstärker veranschaulicht, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen, oder Beispiele, zum Implementieren verschiedener Merkmale der vorliegenden Offenbarung bereit. Spezifische Beispiele von Komponenten und Anordnungen werden unten beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind selbstverständlich bloß Beispiele und nicht beabsichtigt begrenzend zu sein. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, in denen das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt gebildet sind und kann auch Ausführungsformen enthalten, in denen zusätzliche Merkmale zwischen dem ersten und dem zweiten Merkmal gebildet sein können, sodass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt sein könnten. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugszeichen in den unterschiedlichen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient dem Zweck der Vereinfachung und Klarheit und gibt selbst keine Beziehung zwischen den unterschiedlichen besprochenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
Weiter können räumlich relative Ausdrücke wie „unten“, „unter“, „abwärts“, „oben“, „über“, „aufwärts“ und dergleichen hierin zur Erleichterung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu (einem) anderen Element(en) oder Merkmal(en) wie in den Figuren veranschaulicht zu beschreiben. Die räumlich relativen Ausdrücke sind beabsichtigt, verschiedene Ausrichtungen des Bauelements in Verwendung oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren abgebildeten Ausrichtung zu umschließen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder bei anderen Ausrichtungen) und die hierin verwendeten räumlich relativen Beschreibungsausdrücke können ebenso entsprechend ausgelegt werden.
1 veranschaulicht ein schematisches Diagramm eines Speicherbauelements 100, das einen Abtastverstärker SA, eine Speicherzelle MC und eine Referenzspeicherzelle RMC aufweist, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen. In manchen Ausführungsformen kann der Abtastverstärker SA einen ersten Schaltungszweig und einen zweiten Schaltungszweig aufweisen, in denen der erste Schaltungszweig einen Transistor P2, einen Knoten QB und ein Klemmbauelement 110 aufweist; und der zweite Schaltungszweig einen Transistor P1, einen Knoten Q und ein Klemmbauelement 120 aufweist. Der Knoten Q ist zwischen dem Transistor P1 und dem Klemmbauelement 120 gekoppelt; und der Knoten QB ist zwischen dem Transistor P2 und dem Klemmbauelement 110 gekoppelt. Der erste Schaltungszweig kann sich mit der Referenzspeicherzelle RMC durch eine Referenzbitleitung koppeln, um eine Spannung V_RBL in einem Trimmbetrieb an den Abtastverstärker SA an die Referenzspeicherzelle RMC auszugeben; und der zweite Schaltungszweig kann sich durch eine Bitleitung mit der Speicherzelle MC koppeln, um eine Spannung VBL an die Speicherzelle MC in dem Abtastverstärker auszugeben. In manchen Ausführungsformen ist der Trimmbetrieb konfiguriert, die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL zu kompensieren. Die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL kann wegen unvermeidlicher Schwankungen in Halbleiterherstellungsprozessen bestehen. In manchen Ausführungsformen liegen die Speicherzelle MC und die Referenzspeicherzelle RMC in einem Speicherarray (nicht gezeigt), das mit dem Abtastverstärker SA gekoppelt ist. In manchen alternativen Ausführungsformen liegen die Speicherzelle MC und die Referenzspeicherzelle RMC in verschiedenen Speicherarrays (nicht gezeigt), die mit dem Abtastverstärker SA gekoppelt sind. Die Speicherzelle MC und die Referenzspeicherzelle RMC können Speicherzellen eines resistiven Direktzugriffspeichers (RRAM, Resistive Random-Access Memory), eines Phasenänderungsdirektzugriffspeichers (PCRAM, Phase-Change Random-Access Memory), eines magnetischen Direktzugriffspeichers (MRAM, Magnetic Random-Access Memory), eines statischen Direktzugriffspeichers (SRAM, Static Random-Access Memory), eines ferroelektrischen Direktzugriffspeichers (RAM, Random-Access Memory), eines Flashspeichers oder beliebiger anderer geeigneter Speichertypen sein.
In manchen Ausführungsformen ist der Abtastverstärker SA ein Stromstärkeabtastverstärker, der konfiguriert ist, einen Stromstärkeunterschied zwischen Strömen, die durch die Speicherzelle MC und die zweite Speicherzelle RMC fließen, in einem Lesebetrieb abzutasten, wodurch der logische Zustand der Speicherzelle MC in dem Lesebetrieb bestimmt wird. Zum Beispiel legt in dem Lesebetrieb der Abtastverstärker SA eine konstante Spannung sowohl an die Speicherzelle MC als auch die Referenzspeicherzelle RMC an. Durch die Anlage der konstanten Spannung an die Speicherzelle MC und die Referenzspeicherzelle RMC werden ein Zellstrom und ein Referenzstrom durch die Speicherzelle MC beziehungsweise die Referenzspeicherzelle RMC erzeugt. Der Abtastverstärker SA kann einen Stromstärkeunterschied zwischen dem Zellstrom und dem Referenzstrom abtasten. Auf diese Weise kann der Abtastverstärker SA einen logischen Wert bestimmen, der in der Speicherzelle MC gespeichert ist.
In manchen Ausführungsformen sind die Source-Anschlüsse der Transistoren P1 und P2 mit einem Referenzknoten gekoppelt, der eine Leistungsversorgungsspannung VDD empfängt. Die Drain-Anschlüsse der Transistoren P1 und P2 sind mit den Knoten Q beziehungsweise QB gekoppelt. In manchen Ausführungsformen weist der Abtastverstärker SA weiter einen Transistor P5 auf, der einen Drain-Anschluss und einen Source-Anschluss aufweist, die mit dem Drain-Anschluss des Transistors P1 beziehungsweise P2 gekoppelt sind. Die Gate-Anschlüsse der Transistoren P1, P2 und P5 sind miteinander gekoppelt. Die Transistoren P1, P2 und P5 können eine Vorladeschaltung bilden, die konfiguriert ist, die Knoten Q und QB des Abtastverstärkers SA auf ein vorgegebenes Spannungsniveau in einer Vorladeperiode vorzuladen und anzugleichen. In manchen Ausführungsformen sind die Transistoren P1, P2 und P5 p-Metalloxidhalbleitertransistoren (PMOS-, P-type Metal-Oxide Semiconductor, Transistoren), die Offenbarung ist aber nicht darauf begrenzt. In manchen alternativen Ausführungsformen sind die Transistoren P1, P2 und P5 NMOS-Transistoren.
In manchen Ausführungsformen ist der Abtastverstärker SA konfiguriert, um einen logischen Zustand der Speicherzelle MC in einem Normalbetrieb (Z.B. ein Lesebetrieb) zu bestimmen. Der Lesebetrieb des Abtastverstärkers SA kann eine Vielzahl von Phasen aufweisen. In einer Vorladephase ist der Abtastverstärker SA konfiguriert, eine ausgewählte Bitleitung (z.B. BL) und eine Referenzbitleitung (z.B. RBL) auf ein konstantes Zielspannungsniveau (z.B. das VBL sollte dasselbe wie Spannung VRBL sein) zu laden und ein Stromstärkeunterschied zwischen dem Zellstrom der Speicherzelle MC und der Referenzstrom sind von dem Abtastverstärker SA abgetastet. Zum Beispiel ist das konstante Zielspannungsniveau die Hälfte eines Spannungsniveaus der Leistungsversorgungsspannung VDD oder eines beliebigen anderen Spannungsniveaus, das von der Leistungsversorgungsspannung VDD abgeleitet ist. In einer Evaluierungsphase wird der Stromstärkeunterschied zu einem Spannungsunterschied umgewandelt, der dann von dem Abtastverstärker SA verstärkt wird, um einen verstärkten Spannungsunterschied zu erzeugen. Der logische Zustand der Speicherzelle MC ist basierend auf dem Wert des verstärkten Spannungsunterschieds bestimmt.
Die Spannung VBL sollte dieselbe wie die Referenzspannung V_RBL aufgrund symmetrischer Strukturen des ersten und zweiten Schaltungszweiges des Abtastverstärkers SA sein. Mit anderen Worten, es sollte keine Abweichung oder kein Offset in dem ersten und zweiten Schaltungszweig eines idealen Abtastverstärkers bestehen. Jedoch, wegen unvermeidlicher Schwankungen in den Herstellungsprozessen, kann eine Abweichung in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers SA bestehen, die einen Spannungsunterschied zwischen der Spannung VBL und der Referenzspannung V_RBL verursacht. Zum Beispiel ist eine Schwellenspannung des Transistors N3 in dem ersten Schaltungszweig dieselbe wie die Schwellenspannung des Transistors N4 in dem zweiten Schaltungszweig des idealen Abtastverstärkers. Jedoch kann bei dem nichtidealen Abtastverstärker Abweichung von Schwellenspannungen der Transistoren N3 und N4 bestehen, die die Abweichung der Spannungen VBL und V_RBL in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des nichtidealen Abtastverstärkers verursacht. Die Abweichung der Transistoren P1, P2 oder anderer symmetrischer Komponenten in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers können auch die Abweichung der Spannungen VBL und V_RBL in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des nichtidealen Abtastverstärkers verursachen.
Die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL kann einen Lesefehler in einem Lesebetrieb in einem Speicherbauelement verursachen, wodurch Arbeitsleistung und Zuverlässigkeit des Speicherbauelements verringert werden. Zum Beispiel wird in dem Lesebetrieb die konstante Spannung an die Speicherzelle und die Referenzspeicherzelle durch die Bitleitung und die Referenzbitleitungen angelegt. Bei der Anlage der konstanten Spannung wird ein Zellstrom und ein Referenzzellstrom in der Speicherzelle und der Referenzspeicherzelle gemäß Widerstandswerten der Speicherzelle und der Referenzspeicherzelle erzeugt. Ein Stromstärkeunterschied zwischen dem Zellstrom und dem Referenzzellstrom wird erfasst, um den logischen Zustand der Speicherzelle zu ermitteln. Eine Abweichung von Klemmtransistoren wird eine(n) Offsetspannungsunterschied oder -abweichung zwischen der Spannung VBL und Referenzspannung V_RBL zwischen der Bitleitung und der Referenzbitleitung herstellen, der den Stromstärkeunterschied herabsetzt. Wenn der Stromstärkeunterschied des Abtastverstärkers herabgesetzt wird, kann der Lesefehler auftreten. In manchen Ausführungsformen sind das Klemmbauelement 110 und 120 konfiguriert, die Abweichung des Abtastverstärkers SA zu kompensieren.
In manchen Ausführungsformen weist die Klemmvorrichtung 110 einen Hauptschaltungszweig und mindestens einen Trimmschaltungszweig, der durch gemeinsame Knoten ND1 und ND2 parallel mit dem Hauptschaltungszweig gekoppelt ist, aufweisen. Der Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 110 kann einen Haupttransistor N4 und einen Hauptschalter SW4, der mit dem Haupttransistor N4 in Reihe gekoppelt ist, aufweisen. Der mindestens eine Trimmschaltungszweig des Klemmbauelements 110 kann einen Trimmschaltungszweig aufweisen, der von einem Trimmtransistor TA(x) und einen Trimmschalter SWA(x) gebildet ist, wobei der Trimmschalter SWA(x) mit dem Trimmtransistor TA(x) in Reihe gekoppelt ist. Da der Trimmschaltungszweig mit dem Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 110 parallel gekoppelt ist, fügt der Trimmschaltungszweig keinen niedrigen Strom zu einem Strom hinzu, der durch den Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 110 fließt. Mit anderen Worten, der Strom, der durch den Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 110 fließt, wird nicht herabgesetzt und der Abtastspielraum des Abtastverstärkers SA wird verbessert.
In manchen Ausführungsformen wird der Trimmbetrieb in einem Wafer-Testablauf während eines Herstellungsprozesses vor Auslieferung des Wafers oder Dies durchgeführt, um die Abweichung zwischen Spannungen VBL und V_RBL in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers SA zu kompensieren. Der Wafer-Testablauf ist eine Testmethodologie, die mindestens einen Test umfasst, um zu ermitteln, ob Schaltungen in dem Wafer defekt sind. Der Wafer-Testablauf zeichnet Trimmergebnisse auf und speichert die Trimmergebnisse in einem nichtflüchtigen Speicher. Daher ist es nicht nötig, den Trimm während der normalen Betriebe des Abtastverstärkers durchzuführen. Der Wafer-Testablauf kann alle Trimmoptionen prüfen, um die beste Trimmoption mit minimalen Ausfallbitzahlen oder bestem Ertrag zu finden. Die Trimmergebnisse, die der besten Trimmoption entsprechen, werden in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert.
In manchen Ausführungsformen weist das Klemmbauelement 120 einen Hauptschaltungszweig und mindestens einen Trimmschaltungszweig, der mit dem Hauptschaltungszweig durch gemeinsame Knoten ND3 und ND4 parallel gekoppelt ist, auf. Der Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 120 kann einen Haupttransistor N3 und einen Hauptschalter SW3, der mit dem Haupttransistor N3 in Reihe gekoppelt ist, aufweisen. Der mindestens eine Trimmschaltungszweig kann einen Trimmschaltungszweig aufweisen, der von einem Trimmtransistor TB(x) und einem Trimmschalter SWB(x), der mit dem Trimmtransistor TB(X) in Reihe gekoppelt ist, gebildet ist. Da der Trimmschaltungszweig mit dem Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 120 parallel gekoppelt ist, fügt der Trimmschaltungszweig zu einem Strom, der durch den Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 120 fließt, keinen niedrigen Strom hinzu. Mit anderen Worten, der Strom der durch den Hauptschaltungszweig des Klemmbauelements 120 fließt, wird nicht herabgesetzt und der Abtastspielraum des Abtastverstärkers SA wird verbessert.
In manchen Ausführungsformen weist der Abtastverstärker SA weiter einen Spannungskomparator 130 auf, der zwischen dem Knoten Q und QB gekoppelt ist. Der Spannungskomparator 130 ist konfiguriert, einen Spannungsunterschied zwischen den Spannungen V_BL und V_RBL bei den Knoten Q und QB des Abtastverstärkers 100 zu ermitteln. In Bezug auf 1 und 2 kann der Spannungskomparator 130 eine Vielzahl von Transistoren M0 bis M9, eine Vielzahl von Schaltern SW1 bis SW6 und Knoten Qi und QBi aufweisen. Die Transistoren M0 und M9 sind konfiguriert, den Spannungskomparator 130 gemäß Aktivierungssignal LATENB beziehungsweise LATEN zu aktivieren oder deaktivieren. Die Transistoren M1 und M3 sind mit den Transistoren M2 und M4 kreuzgekoppelt; und die Transistoren M5 und M7 sind mit den Transistoren M6 und M8 kreuzgekoppelt. Genauer sind die Gate-Anschlüsse von Transistoren M1, M3, M5 und M7 mit dem Knoten QBi gekoppelt und die Gate-Anschlüsse der Transistoren M2, M4, M6 und M8 sind mit dem Knoten Qi gekoppelt. Die Knoten Qi und QBi sind mit den Knoten Q und QB durch den Schalter SW3 beziehungsweise SW4 gekoppelt. Ein Verbindungsknoten zwischen den Transistoren M1 und M3 und ein Verbindungsknoten zwischen den Transistoren M2 und M4 sind mit den Knoten Q und QB durch den Schalter SW1 beziehungsweise SW2 gekoppelt. Ein Verbindungsknoten zwischen den Transistoren M5 und M7 und ein Verbindungsknoten zwischen den Transistoren M6 und M8 sind mit den Knoten Q und QB durch den Schalter SW5 beziehungsweise SW6 gekoppelt.
Die Knoten Q und QB können sowohl als Eingang als auch Ausgang des Spannungskomparators 130 agieren. In manchen Ausführungsformen können die Schalter SW3 und SW4 basierend auf einem Steuersignal SWEN eingeschaltet werden, um die Knoten Qi und QBi auf ein vorgegebenes Spannungsniveau vorzuladen. In Bezug auf 1 und 2 kann während einer Vorladeperiode das Signal PREB die Transistoren P1, P2 und P5 einschalten, um die Knoten Q und QB auf das vorgegebene Spannungsniveau vorzuladen. Wenn die Knoten Qi und QBi mit den Knoten Q und QB gekoppelt sind, werden die Knoten Qi und QBi auf das vorgegebene Spannungsniveau vorgeladen. Die Schalter SW1, SW2, SW5 und SW6 können eingeschaltet werden, um die Spannungen V_BL und V_RBL von den Knoten Q und QB an die Komparatoren 130 zu versorgen. Der Komparator 130 kann einen Vergleichsbetrieb basierend auf den Spannungen durchführen, die von den Knoten Q und QB eingegeben werden. Wenn der Vergleichsbetrieb abgeschlossen ist, können die Schalter SW3 und SW4 eingeschaltet werden, um das Vergleichsergebnis von den Knoten Qi und QBi an die Knoten Q und QB des Abtastverstärkers SA auszugeben.
3A veranschaulicht ein schematisches Diagramm eines Klemmbauelements 310 in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen. Das Klemmbauelement 310, das in 3A veranschaulicht ist, zeigt mehr Details von Trimmschaltungszweigen als das Klemmbauelement 110, das in 1 veranschaulicht ist. Gleiche Komponenten des in 3A gezeigten Klemmbauelements 310 und des in 1 gezeigten Klemmbauelements 110 sind durchdieselben Bezugsnummern angegeben. Das Klemmbauelement 310 kann einen Hauptschaltungszweig 3101 und eine Vielzahl von Trimmschaltungszweigen 3102 bis 3106 aufweisen. Der Hauptschaltungszweig 3101 kann den Haupttransistor N4 und den Hauptschalter SW4, der mit dem Haupttransistor N4 in Reihe gekoppelt ist, aufweisen. Die Trimmschaltungszweige 3102 bis 3106 weisen Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) und jeweilige Trimmschalter SWA(0) bis SWA(N-1) auf, wobei N eine positive Ganzzahl ist. Jeder der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) der Trimmschaltungszweige 3102 bis 3106 ist mit einem jeweiligen Trimmschalter unter den Trimmschaltern SWA(0) bis SWA(N-1) in Reihe gekoppelt.
In Bezug auf 1 und 3A kann der Trimmtransistor TA(x) des Klemmbauelements 110 in 1 ein beliebiger der Trimmtransistoren TA(o) bi TA(N-1) des Klemmbauelements 310 in 3A sein. Der Trimmschalter SWA(x) des Klemmbauelements 110 in 1 kann einer der Trimmschalter SWA(0) bis SWA(N-1) des Klemmbauelements 310 in 3A sein. In manchen Ausführungsformen sind der Hauptschaltungszweig 3101 und die Trimmschaltungszweige 3102 bis 3106 miteinander parallel durch die gemeinsamen Knoten ND1 und ND2 gekoppelt. Genauer sind die Drain-Anschlüsse des Haupttransistors N4 und der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) über den gemeinsamen Knoten ND1 miteinander gekoppelt. Die Source-Anschlüsse des Haupttransistors N4 und der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) sind über die Schalter SW4 und SWA(0) bis SWA(N-1) mit dem gemeinsamen Knoten ND2 gekoppelt. In der in 3A gezeigten Ausführungsform sind die Schalter SW4 und SWA(0) bis SWA(N-1) zwischen dem gemeinsamen Knoten ND2 und den Transistoren N4 und TA(o) bis TA(N-1) gekoppelt. In manchen alternativen Ausführungsformen sind die Schalter SW4 und SWA(0) bis SWA(N-1) zwischen dem gemeinsamen Knoten ND1 und den Transistoren N4 und TA(o) bis TA(N-1) gekoppelt. Da die Trimmtransistoren, wenn sie angesteuert sind, mit dem Haupttransistor N4 in dem Hauptschaltungszweig 3101 parallel durch die Knoten ND1 und ND2 gekoppelt sind, wird ein Strom Iref, der durch den Hauptschaltungszweig 3101 fließt, nicht wegen niedriger Ströme von den Trimmschaltungszweigen 3102 bis 3106 herabgesetzt. Dementsprechend wird der Abtastspielraum des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) verbessert.
In manchen Ausführungsformen wird jeder der Schaltungszweige 3101 bis 3106 des Klemmbauelements 310 selektiv ein oder ausgeschaltet, um das Spannungsniveau der Spannung V_RBL anzupassen. Mit anderen Worten, der Hauptschalter SW4 und die Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) sind selektiv angesteuert, basierend auf den Schaltbetrieben der Schalter SW4 und SWA(0) bis SWA(N-1), um das Spannungsniveau der Spannung V_RBL anzupassen. In manchen Ausführungsformen steigt die Spannung V_RBL, wenn die Zahl der eingeschalteten Trimmschaltungszweige in dem Klemmbauelement 310 steigt; und die Spannung V_RBL sinkt, wenn die Zahl der eingeschalteten Trimmschaltungszweige in dem Klemmbauelement 310 sinkt. In manchen Ausführungsformen kann die Spannung V_RBL Schritt für Schritt (z.B. Trimmschritt) angepasst werden, in denen ein Trimmschaltungszweig des Klemmbauelements 310 ein oder ausgeschaltet wird, um die Spannung V_RBL um einen vorgegebenen Prozentsatz (z.B. y%, wobei y eine positive Zahl ist) der Spannung V_RBL in jedem Trimmschritt anzupassen. In manchen Ausführungsformen weist das Klemmbauelement 310 einen Hauptschaltungszweig und Trimmschaltungszweige auf, die der Formel von Sättigungsstrom von Transistoren N4 und TA(o) bis TA(N-1) folgen, in denen der Strom, der durch einen der Transistoren N4 und TA(o) bis TA(N-1) fließt, proportional zu einer Breite des einen der Transistoren N4 und TA(o) bis TA(N-1) ist. Falls mehr Trimmschaltungszweige eingeschaltet werden, ist die Gesamttransistorgröße von angesteuerten Transistoren in Klemmbauelement 310 größer, was höheren Strom an die Referenzbitleitung versorgen und die Referenzbitleitungsspannung (V_RBL) erhöhen kann.
In manchen Ausführungsformen unterscheidet sich eine Transistorgröße des Haupttransistors N4 von Transistorgrößen der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1), in denen eine Transistorgröße eines bestimmten Transistors basierend auf einer Breite des bestimmten Transistors oder einer Länge des bestimmten Transistors bestimmt werden kann. In manchen Ausführungsformen ist die Transistorgröße des bestimmten Transistors gemäß einem Verhältnis der Breite und Länge des bestimmten Transistors bestimmt. Die Transistorgröße jedes der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) in den Trimmschaltungszweigen 3102 bis 3106 kann sich von den anderen unterscheiden.
In manchen Ausführungsformen wird eine Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 gemäß den Transistorgrößen der angesteuerten Transistoren in den eingeschalteten Trimmschaltungszweigen des Klemmbauelements 310 berechnet. In einer Ausführungsform kann die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 die Summe der Transistorgrößen der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 sein. In manchen Ausführungsformen sind die Transistorgrößen der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) in den Trimmschaltungszweigen 3102 bis 3106 gemäß der Menge von Spannungsänderung (z.B. y% der Spannung V_RSL) in einem Trimmschritt bestimmt. Die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 kann als eine effektive Breite des Klemmbauelements 310 bezeichnet werden.
In manchen Ausführungsformen kann das Spannungsniveau der Spannung V_RBL angepasst werden, indem die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 angepasst wird. Die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 kann angepasst werden, indem die Trimmschaltungszweige 3102 bis 3106 ein oder ausgeschaltet werden. Mit anderen Worten, die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 kann angepasst werden, indem die Leitung jedes der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) unter Verwendung der Trimmschalter SWA(0) bis SWA(N-1) gesteuert wird. In manchen Ausführungsformen kann jeder der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1), wenn individuell angesteuert, die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 um einen vorgegebenen Größenprozentsatz (z.B. x%, wobei x eine positive Ganzzahl ist) der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren anpassen. Zum Beispiel, um die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement um x% zu erhöhen, wird ein weiterer Trimmschaltungszweig eingeschaltet (z.B. der Trimmtransistor in einem Trimmschaltungszweig wird vom nichtangesteuerten Zustand zu dem angesteuerten Zustand geändert). Um die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 310 um x% zu verringern, wird ein eingeschalteter Trimmschaltungszweig ausgeschaltet (z.B. der Trimmtransistor in dem eingeschalteten Trimmschaltungszweig wird von dem angesteuerten Zustand zu dem nichtangesteuerten Zustand geändert).
In manchen Ausführungsformen, wenn die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 100 sich um x% ändert, ändert sich das Spannungsniveau der Spannung V_RBL um einen vorgegebenen Prozentsatz (z.B. y%). Mit anderen Worten, jeder der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1), wenn individuell angesteuert, kann die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren um x% anpassen und kann das Spannungsniveau der Spannung V_RBL um y% anpassen. In Bezug auf 4 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement (z.B. Klemmbauelement 310 in 2) und einer Spannung V_RBL in jedem Trimmschritt veranschaulicht, in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen gezeigt. Die vertikale Achse des Diagramms in 4 veranschaulicht die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement (z.B. Klemmbauelement 310 in 2) und die horizontale Achse des Diagramms in 4 veranschaulicht das Spannungsniveau der Spannung V_RBL.
Die nichtlineare Kurve C veranschaulicht die Beziehung zwischen der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement und der Spannung V_RBL in jedem Trimmschritt. Der Punkt Po in der nichtlinearen Kurve C veranschaulicht die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren und der Spannung V_RBL bei einem Standardschema, in dem der Haupttransistor N4 des Hauptschaltungszweiges 3101 und der Trimmtransistor TA(o) bis TA(N/2) der Trimmschaltungszweige 3102 bis 3104 des Klemmbauelements 310 angesteuert sind. In manchen Ausführungsformen sind in dem Standardschema der Hauptschaltungszweig und eine Hälfte von Trimmschaltungszweigen des Klemmbauelements 310 eingeschaltet. Die andere Hälfte der Trimmschaltungszweige (z.B. Trimmschaltungszweige 3105 bis 3106) sind ausgeschaltet.
Wenn ein weiterer Trimmschaltungszweig unter den Trimmschaltungszweigen 3101 bis 3106 des Klemmbauelements 110 eingeschaltet wird, steigt die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren um x% und die Spannung V_RBL steigt um y%. Das Einschalten eines weiteren Trimmschaltungszweiges ist als der Punkt P1 in der nichtlinearen Kurve C dargestellt. Ähnlich, wenn ein eingeschalteter Trimmschaltungszweig unter den Trimmschaltungszweigen 3101 bis 3106 des Klemmbauelements 110 ausgeschaltet wird, sinkt die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren um x% und die Spannung V_RBL sinkt um y%. Das Ausschalten eines Trimmschaltungszweiges ist als der Punkt P2 der nichtlinearen Kurve C dargestellt. In manchen Ausführungsformen kann das Klemmbauelement 310 die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in und die Spannung V_RBL gemäß der nichtlinearen Kurve C, die in 4 veranschaulicht ist, anpassen.
In manchen Ausführungsformen wird, um die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL in den ersten und zweiten Schaltungszweigen des Abtastverstärkers anzupassen, die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL bestimmt. Eine Anzahl der Trimmtransistoren unter den Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) wird basierend auf der Abweichung ausgewählt. Zum Beispiel werden mehr Trimmtransistoren für die größere Abweichung ausgewählt und weniger Trimmtransistoren für kleinere Abweichung ausgewählt. In manchen Ausführungsformen, in denen die Anzahl von eingeschalteten Trimmschaltungszweigen durch die Trimmergebnisse entschieden wird, können niedrigere Ausfallbitzahlen und höherer Ertrag erzielt werden, indem VBL und V_RBL abgestimmt werden, womit Trimmschaltungszweigauswahl auf Trimmmethodologie basiert, wie oben erwähnt wurde. Die ausgewählten Trimmtransistoren sind angesteuert, um die Spannung V_RBL anzupassen, wodurch die Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) kompensiert wird. Zum Beispiel, falls jeder Trimmschritt die Spannung V_RBL um 1% (z.B. y ist gleich 1) ändern kann und die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL 4% ist, werden vier weitere Trimmtransistoren in Trimmschaltungszweigen angesteuert, um die Abweichung zu kompensieren.
In manchen Ausführungsformen, wenn die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL bestimmt wird, wird die Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement (z.B. Klemmbauelement 110 in 1 oder Klemmbauelement 310 in 3a) zum Kompensieren der Abweichung bestimmt. Die Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement kann basierend auf der Abweichung unter Verwendung der nichtlinearen Kurve C, die in 4 gezeigt ist, bestimmt werden. Eine Anzahl der Trimmtransistoren unter den Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) ist zur Leitung ausgewählt, basierend auf der Änderung von Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement. Die ausgewählten Trimmtransistoren sind angesteuert, um die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement anzupassen, wodurch die Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) kompensiert wird. Zum Beispiel, falls der Trimm die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement um 1% (z.B. y ist gleich 1) ändern kann und die Abweichung angibt, dass die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement um 4% steigen muss, werden vier weitere Trimmtransistoren in Trimmschaltungszweigen angesteuert, um den Abtastverstärker zu kompensieren.
3B veranschaulicht ein schematisches Diagramm eines Klemmbauelements 320 in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen. Gleiche Komponenten des in 3B gezeigten Klemmbauelements 320 und des in 1 gezeigten Klemmbauelements 120 sind durch gleiche Bezugsnummern angegeben. Das Klemmbauelement 320 kann einen Hauptschaltungszweig 3201 und eine Vielzahl von Trimmschaltungszweigen 3202 bis 3206 aufweisen. Der Hauptschaltungszweig 3201 kann den Haupttransistor N3 und den Hauptschalter SW3, der mit dem Haupttransistor N3 in Reihe gekoppelt ist, aufweisen. Die Trimmschaltungszweige 3202 bis 3206 können Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) und jeweilige Trimmschalter SWA(0) bis SWA(N-1) aufweisen, wobei N eine positive Ganzzahl ist. Jeder der Trimmtransistoren TA(o) bis TA(N-1) in den Trimmschaltungszweigen 3202 bis 3206 ist mit einem jeweiligen Trimmschalter in Reihe gekoppelt.
In Bezug auf 1 und 3B kann der Trimmtransistor TB(x) des Klemmbauelements 120 in 1 ein beliebiger der Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) des Klemmbauelements 320 in 3B sein. Der Trimmschalter SWB(x) des Klemmbauelements 120 in 1 kann ein beliebiger der Trimmschalter SWB(0) bis SWB(N-1) des Klemmbauelements 320 in 3B sein. In manchen Ausführungsformen sind der Hauptschaltungszweig 3201 und die Trimmschaltungszweige 3202 bis 3206 durch die gemeinsamen Knoten ND3 und ND4 parallel miteinander gekoppelt. Genauer können die Drain-Anschlüsse des Haupttransistors N3 und der Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) miteinander über den gemeinsamen Knoten ND3 gekoppelt sein. Die Source-Anschlüsse des Haupttransistors N3 der Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) sind mit dem gemeinsamen Knoten ND4 über die Schalter SW3 und SWB(o) bis SWB(N-1) gekoppelt. In der in 3B gezeigten Ausführungsform sind die Schalter SW3 und SWB(0) bis SWB(N-1) zwischen dem gemeinsamen Knoten ND4 und dem Transistor N3 und TB(o) bis TB(N-1) gekoppelt. In manchen alternativen Ausführungsformen sind die Schalter SW3 und SWB(o) bis SWB(N-1) zwischen dem gemeinsamen Knoten ND3 und den Transistoren N3 und TB(o) bis TB(N-1) gekoppelt. Da die Trimmtransistoren, wenn sie angesteuert sind, mit dem Haupttransistor N3 in dem Hauptschaltungszweig 3201 parallel durch die Knoten ND3 und ND4 gekoppelt sind, wird ein Strom Icell, der durch den Hauptschaltungszweig 3201 fließt, nicht wegen niedrigen Strömen von den Trimmschaltungszweigen 3202 bis 3206 herabgesetzt. Dementsprechend wird der Abtastspielraum des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) verbessert.
In manchen Ausführungsformen wird jeder der Schaltungszweige 3201 bis 3206 des Klemmbauelements 320 selektiv ein oder ausgeschaltet, um das Spannungsniveau der Spannung VBL anzupassen. Mit anderen Worten, der Hauptschalter SW3 und die Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) werden basierend auf den Schaltbetrieben der Schalter SW3 und SWB(o) bis SWB(N-1) selektiv angesteuert, um das Spannungsniveau der Spannung VBL anzupassen. In manchen Ausführungsformen steigt die Spannung V_BL, wenn die Anzahl der eingeschalteten Trimmschaltungszweige in dem Klemmbauelement 320 steigt; und die Spannung VBL sinkt, wenn die Anzahl der eingeschalteten Trimmschaltungszweige in dem Klemmbauelement 320 sinkt. In manchen Ausführungsformen kann die Spannung VBL Schritt-für-Schritt (z.B. Trimmschritt) angepasst werden, in denen ein Trimmschaltungszweig des Klemmbauelements 320 ein oder ausgeschaltet wird, um die Spannung VBL um einen vorgegebenen Prozentsatz (z.B. y%, wo y eine positive Zahl ist) in jedem Trimmschritt anzupassen.
In manchen Ausführungsformen unterscheidet sich eine Transistorgröße des Haupttransistors N3 von Transistorgrößen der Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1). Die Transistorgröße jedes der Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) in den Trimmschaltungszweigen 3202 bis 3206 kann sich von den anderen unterscheiden. In manchen Ausführungsformen weist das Klemmbauelement 320 16 Trimmtransistoren (N = 16) auf und ein Verhältnis der Transistorgrößen der Trimmtransistoren und der Transistorgröße des Haupttransistors ist in einer Spanne von 0,045 bis 0,114. In manchen Ausführungsformen ist die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 320 die Summe der Transistorgrößen der angesteuerten Transistoren in den eingeschalteten Schaltungszweigen des Klemmbauelements 320.
In manchen Ausführungsformen kann das Spannungsniveau der Spannung VBL angepasst werden, indem die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 320 angepasst wird. Die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 320 kann angepasst werden, indem die Trimmschaltungszweige 3202 bis 3206 ein oder ausgeschaltet werden. Mit anderen Worten, die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 320 kann angepasst werden, indem die Leitung jedes der Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) unter Verwendung der Trimmschalter SWB(o) bis SWB(N-1) gesteuert wird. In manchen Ausführungsformen kann jeder der Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1), wenn individuell angesteuert, die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement um einen vorgegebenen Größenprozentsatz (z.B. x%, wobei x eine positive Zahl ist) angepasst werden. Zum Beispiel, um die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement um x% zu steigern, wird ein weiterer Trimmschaltungszweig eingeschaltet (z.B. der Trimmtransistor in einem Trimmschaltungszweig wird vom nichtangesteuerten Zustand zu dem angesteuerten Zustand geändert). Um die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 320 um x% zu senken, wird ein eingeschalteter Trimmschaltungszweig ausgeschaltet (z.B. der Trimmtransistor in dem eingeschalteten Trimmschaltungszweig wird von dem angesteuerten Zustand zu dem nichtangesteuerten Zustand geändert). In manchen Ausführungsformen, wenn sich die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement 320 um x% ändert, ändert sich das Spannungsniveau der Spannung VBL um einen vorgegebenen Prozentsatz (z.B. y%).
In Bezug auf 1 und 3B wird in manchen Ausführungsformen, um die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers zu kompensieren, die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL bestimmt. Eine Anzahl der Trimmtransistoren unter den Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) wird zur Leitung basierend auf der Abweichung ausgewählt. Die ausgewählten Trimmtransistoren sind angesteuert, um die Spannung V_BL anzupassen, wodurch die Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) kompensiert wird. Zum Beispiel, falls der Trimmschritt die Spannung VBL um 1% (z.B. x ist gleich 1) ändert und die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL 4% ist, werden vier weitere Trimmtransistoren in Trimmschaltungszweigen des Klemmbauelements 320 angesteuert, um die Abweichung zu kompensieren.
In manchen Ausführungsformen, wenn die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL bestimmt ist, wird die Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement (z.B. Klemmbauelement 120 in 1 oder Klemmbauelement 320 in 3B) zum Kompensieren der Abweichung bestimmt. Eine Anzahl der Trimmtransistoren unter den Trimmtransistoren TB(o) bis TB(N-1) ist zur Leitung basierend auf der Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement ausgewählt. Die ausgewählten Trimmtransistoren werden angesteuert, um die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement anzupassen, wodurch die Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) kompensiert wird. Zum Beispiel, falls der Trimm die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement um 1% (z.B. y ist gleich 1) ändert und die Abweichung angibt, dass die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement um 4% steigen muss, werden vier weitere Trimmtransistoren in Trimmschaltungszweigen des Klemmbauelements (z.B. Klemmbauelement 120 in 1 oder Klemmbauelement 320 in 3b) angesteuert, um den Abtastverstärker zu kompensieren.
In Bezug auf 1, 3A und 3B wird in manchen Ausführungsformen, um die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers zu kompensieren, die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL bestimmt. Eine erste Anzahl der Trimmtransistoren des Klemmbauelements 310 und einer zweiten Anzahl von Trimmtransistoren des Klemmbauelements 320 sind basierend auf der Abweichung ausgewählt. Die ausgewählten Trimmtransistoren in dem Klemmbauelement 310 und dem Klemmbauelement 320 sind angesteuert, um die Spannungen VBL und V_RBL anzupassen, um die Abweichung zwischen dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) zu kompensieren. Zum Beispiel, falls jeder Trimmschritt die Spannungen VBL und V_RBL um 1% (z.B. x ist gleich 1) ändern kann und die Abweichung zwischen den Spannungen VBL und V_RBL 4% ist, können zwei Trimmtransistoren des Klemmbauelements 310 von dem nichtangesteuerten Zustand zu dem angesteuerten Zustand geändert werden und zwei Trimmtransistoren des Klemmbauelements 320 können von dem angesteuerten Zustand zu dem nichtangesteuerten Zustand geändert werden, und umgekehrt. Auf diese Weise können die Spannung VBL und V_RBL gleichzeitig unter Verwendung der Klemmbauelemente 310 und 320 in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers (z.B. Abtastverstärker SA in 1) angepasst werden. Dementsprechend kann die Abweichungskompensation schneller durchgeführt werden.
In manchen Ausführungsformen kann die Abweichungskompensation einmal vor der Verwendung des Abtastverstärkers durchgeführt werden. Wenn die ausgewählten Trimmtransistoren zur Abweichungskompensation ein oder ausgeschaltet werden, wird die Konfiguration der ausgewählten Trimmtransistoren aufgezeichnet und es gibt keine Abweichungskompensation, jedes Mal wenn der Abtastverstärker arbeitet.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Kompensieren einer Abweichung in einem Abtastverstärker in Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen veranschaulicht. In Betrieb S510 wird eine Abweichung zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung bestimmt. In manchen Ausführungsformen wird die Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung in einem Wafer-Testablauf bestimmt, der während eines Herstellungsprozesses stattfindet. In Betrieb S520 wird eine erste Anzahl von Trimmtransistoren aus einer Vielzahl von ersten Trimmtransistoren gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung ausgewählt. In manchen Ausführungsformen sind die Trimmtransistoren mit einem ersten Klemmtransistor parallel gekoppelt. In Betrieb S530 sind Gate-Anschlüsse des ersten Klemmtransistors und die Vielzahl von ersten Trimmtransistoren mit einer fixierten Klemmspannung vorgespannt. In Betrieb S540 ist die erste Anzahl der Trimmtransistoren angesteuert, um die Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.
In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Offenbarung weist ein Klemmbauelement eines Abtastverstärkers eine Vielzahl von Trimmschaltungszweigen auf, die parallel mit einem Hauptschaltungszweig gekoppelt sind. Das Klemmbauelement kann ein Spannungsniveau einer Spannung (z.B. Referenzspannung V_RBL oder die Spannung VBL oder sowohl die Referenzspannung V_RBL als auch die Spannung V_BL) in einem Abtastverstärker anpassen, indem eine Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in dem Klemmbauelement geändert wird, in dem die Transistoren des Hauptschaltungszweiges und der Trimmschaltungszweige von einer fixierten Klemmspannung vorgespannt werden. Da das Spannungsniveau der Spannung in dem Abtastverstärker angepasst wird, kann die Abweichung eines ersten und zweiten Schaltungszweiges des Abtastverstärkers kompensiert werden, ohne Ströme herabzusetzen, die durch den ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers fließen. Da die Ströme, die durch den ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers fließen, nicht herabgesetzt sind, wird der Abtastspielraum des Abtastverstärkers verbessert. Zusätzlich kann die Transistorgröße der Trimmtransistoren geeignet eingestellt werden, um die Schwankung vom Anpassen der Spannung in jedem Trimmschritt zu senken. Darüber hinaus können die Klemmbauelemente in dem ersten und zweiten Schaltungszweig des Abtastverstärkers die Spannungen in dem ersten und zweiten Schaltungszweig gleichzeitig anpassen, um die Abweichung zwischen den Spannungen schneller zu kompensieren.
In Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen ein Speicherbauelement, das eine erste Speicherzelle, eine zweite Speicherzelle und einen Abtastverstärker aufweist. Der Abtastverstärker weist einen ersten Schaltungszweig und einen zweiten Schaltungszweig auf, um eine erste Spannung und eine zweite Spannung an die erste Speicherzelle beziehungsweise die zweite Speicherzelle im Trimmbetrieb auszugeben. Ein erstes Klemmbauelement des Abtastverstärkers eines ersten Klemmtransistors und eine Vielzahl von ersten Trimmtransistoren, die parallel mit dem ersten Klemmtransistor gekoppelt sind. Die Gate-Anschlüsse des ersten Klemmtransistors und die Vielzahl von ersten Trimmtransistoren sind von einer fixierten Klemmspannung vorgespannt. Jeder der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren ist selektiv angesteuert, um eine Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.
In Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen wird ein Abtastverstärker, der einen ersten Schaltungszweig, der ein erstes Klemmbauelement aufweist, und einen zweiten Klemmschaltungszweig aufweist, vorgestellt. Der erste Schaltungszweig und der zweite Schaltungszweig sind konfiguriert, eine erste Spannung bzw. eine zweite Spannung auszugeben. Die erste Klemmvorrichtung weist einen ersten Klemmtransistor und eine Vielzahl von ersten Trimmtransistoren auf, die parallel an den ersten Klemmtransistor gekoppelt sind. Die Gate-Anschlüsse des ersten Klemmtransistors und die Vielzahl von ersten Trimmtransistoren sind durch eine fixierte Klemmspannung vorgespannt. Jeder der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren ist selektiv angesteuert, um eine Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.
In Übereinstimmung mit manchen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Kompensieren einer Abweichung in einem Abtastverstärker vorgestellt. Das Verfahren umfasst Betriebe zum Bestimmen einer Abweichung zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung; Auswählen einer ersten Anzahl von Trimmtransistoren von einer Vielzahl von ersten Trimmtransistoren, die parallel mit einem ersten Klemmtransistor gekoppelt ist, gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung; Vorspannen von Gate-Anschlüssen des ersten Klemmtransistors und der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren mit einer fixierten Klemmspannung; und Leiten der ersten Anzahl der Trimmtransistoren, um die Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.
Das Vorangehende umreißt Merkmale einiger Ausführungsformen, sodass Fachkundige die folgende ausführliche Beschreibung besser verstehen werden. Fachkundige werden begrüßen, dass sie die vorliegende Offenbarung bereits als eine Basis dafür verwenden können, andere Prozesse und Strukturen zum Umsetzen derselben Zwecke und/oder Erzielen derselben Vorteile der hierin vorgestellten Ausführungsformen zu gestalten oder zu modifizieren. Fachkundige sollten auch erkennen, dass solche gleichwertigen Konstruktionen nicht von dem Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass sie verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abänderungen hierin vornehmen können, ohne von dem Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

Speichervorrichtung aufweisend: eine erste Speicherzelle; eine zweite Speicherzelle; und einen Abtastverstärker aufweisend: - einen ersten Schaltungszweig aufweisend eine erste Klemmvorrichtung, wobei der erste Schaltungszweig eingerichtet ist, eine erste Spannung an der ersten Speicherzelle in einem Trimmbetrieb auszugeben; - einen zweiten Schaltungszweig aufweisend eine zweite Klemmvorrichtung, wobei der zweite Schaltungszweig eingerichtet ist, eine zweite Spannung an der zweiten Speicherzelle in dem Trimmbetrieb auszugeben, wobei die erste Klemmvorrichtung einen ersten Klemmtransistor und mehrere erste Trimmtransistoren aufweist, die mit dem ersten Klemmtransistor parallel gekoppelt sind, wobei Gate-Anschlüsse des ersten Klemmtransistors und der mehreren ersten Trimmtransistoren um eine feste Klemmspannung vorgespannt sind, und wobei jeder der mehreren ersten Trimmtransistoren selektiv angesteuert wird, um eine Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.
Speichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Klemmtransistor einen ersten Drain-Anschluss und einen ersten Source-Anschluss aufweist, die mehreren ersten Trimmtransistoren mehrere zweite Drain-Anschlüsse und mehrere zweite Source-Anschlüsse aufweist, der erste Drain-Anschluss des ersten Klemmtransistors durch einen ersten gemeinsamen Knoten mit den mehreren zweiten Drain-Anschlüssen der mehreren ersten Trimmtransistoren gekoppelt ist, und der erste Source-Anschluss des ersten Klemmtransistors durch einen zweiten gemeinsamen Knoten mit den mehreren zweiten Source-Anschlüssen der mehreren ersten Trimmtransistoren gekoppelt ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Klemmvorrichtung weiter aufweist: einen ersten Schalter, der zwischen dem ersten Source-Anschluss des ersten Klemmtransistors und dem zweiten gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, wobei der erste Schalter eingerichtet ist, den ersten Klemmtransistor anzusteuern oder ihn von dem zweiten gemeinsamen Knoten zu isolieren; und mehrere erste Trimmschaltern, zwischen den mehreren Source-Anschlüssen der mehreren ersten Trimmtransistoren und dem zweiten gemeinsamen Knoten gekoppelt, wobei die mehreren ersten Trimmschalter eingerichtet sind, die mehreren ersten Trimmtransistoren anzusteuern oder von dem zweiten Knoten zu isolieren.
Speichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder der mehreren ersten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, ein Spannungsniveau der ersten Spannung um einen ersten Prozentsatz der ersten Spannung anzupassen, die mehreren ersten Trimmtransistoren eine erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist, und die erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem ersten Prozentsatz der ersten Spannung und der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Speichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Transistorbreite des ersten Klemmtransistors größer als eine Transistorbreite jedes der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren ist, eine Transistorbreite eines der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren sich von einer Transistorbreite eines anderen der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren unterscheidet.
Speichervorrichtung nach Anspruch 5, wobei jeder der Vielzahl von ersten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, konfiguriert ist, eine Gesamttransistorgröße von angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung um einen zweiten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung anzupassen, die Vielzahl von ersten Trimmtransistoren eine erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist und die erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem zweiten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung und einer Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung bestimmt ist, wobei die Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Speichervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Klemmvorrichtung aufweist: einen zweiten Klemmtransistor; und mehrere zweite Trimmtransistoren, die mit dem zweiten Klemmtransistor parallel gekoppelt sind, wobei Gate-Anschlüsse des zweiten Klemmtransistors und die mehreren zweiten Trimmtransistoren um die feste Klemmspannung vorgespannt sind und jeder der mehreren zweiten Trimmtransistoren selektiv angesteuert ist, um ein Spannungsniveau der zweiten Spannung anzupassen.
Speichervorrichtung nach Anspruch 7, wobei jeder der mehreren zweiten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, das Spannungsniveau der zweiten Spannung um einen dritten Prozentsatz der zweiten Spannung anzupassen, und die mehreren zweiten Trimmtransistoren eine zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist, und die zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem dritten Prozentsatz der zweiten Spannung und der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 7, wobei jeder der mehreren zweiten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, eine Gesamttransistorgröße von angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung um einen vierten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung anzupassen, die mehreren zweiten Trimmtransistoren eine zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist, und die zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem vierten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung und einer Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung bestimmt ist, wobei die Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Abtastverstärker aufweisend: einen ersten Schaltungszweig aufweisend eine erste Klemmvorrichtung, wobei der erste Schaltungszweig eingerichtet ist, eine erste Spannung auszugeben; und einen zweiten Schaltungszweig, der eingerichtet ist, eine zweite Spannung auszugeben, wobei die erste Klemmvorrichtung einen ersten Klemmtransistor und mehrere erste Trimmtransistoren aufweist, die mit dem ersten Klemmtransistor parallel gekoppelt sind, wobei Gate-Anschlüsse des ersten Klemmtransistors und die mehreren ersten Trimmtransistoren um eine feste Klemmspannung vorgespannt sind, und wobei jeder der mehreren ersten Trimmtransistoren selektiv angesteuert ist, um eine Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.
Abtastverstärker nach Anspruch 10, wobei der erste Klemmtransistor einen ersten Drain-Anschluss und einen ersten Source-Anschluss aufweist, die mehreren ersten Trimmtransistoren mehrere zweite Drain-Anschlüsse und mehrere zweite Source-Anschlüsse aufweist, der erste Drain-Anschluss des ersten Klemmtransistors durch einen ersten gemeinsamen Knoten mit den mehreren zweiten Drain-Anschlüssen der mehreren ersten Trimmtransistoren gekoppelt ist und der erste Source-Anschluss des ersten Klemmtransistors durch einen zweiten gemeinsamen Knoten mit den mehreren zweiten Source-Anschlüssen der mehreren ersten Trimmtransistoren gekoppelt ist.
Abtastverstärker nach Anspruch 11, ferner aufweisend: einen ersten Schalter, der zwischen dem ersten Source-Anschluss des ersten Klemmtransistors und dem zweiten gemeinsamen Knoten gekoppelt ist, wobei der erste Scahlter eingerichtet ist, den ersten Klemmtransistor anzusteuern oder von dem zweiten gemeinsamen Knoten zu isolieren; und mehrere erste Trimmschalter, die zwischen den mehreren Source-Anschlüssen der mehreren ersten Trimmtransistoren und dem zweiten gemeinsamen Knoten gekoppelt sind, wobei die mehreren ersten Trimmschalter eingerichtet sind, die mehreren ersten Trimmtransistoren anzusteuern oder von dem zweiten Source-Knoten zu isolieren.
Abtastverstärker nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei jeder der mehreren ersten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, ein Spannungsniveau der ersten Spannung um einen ersten Prozentsatz der ersten Spannung anzupassen, die mehreren ersten Trimmtransistoren eine erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist, und die erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem ersten Prozentsatz der ersten Spannung und der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Abtastverstärker nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei jeder der mehreren ersten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, eine Gesamttransistorgröße von angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung um einen zweiten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung anzupassen, die mehreren ersten Trimmtransistoren eine erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist, und die erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem zweiten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung und einer Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung bestimmt ist, wobei die Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der ersten Klemmvorrichtung gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Abtastverstärker nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei der zweite Schaltungszweig eine zweite Klemmvorrichtung aufweist, und wobei die zweite Klemmvorrichtung aufweist: einen zweiten Klemmtransistor; und mehrere zweite Trimmtransistoren, die mit dem zweiten Klemmtransistor parallel gekoppelt sind, wobei Gate-Anschlüsse des zweiten Klemmtransistors und die mehreren zweiten Trimmtransistoren um die feste Klemmspannung vorgespannt sind, und wobei jeder der mehreren zweiten Trimmtransistoren selektiv angesteuert ist, um ein Spannungsniveau der zweiten Spannung anzupassen.
Abtastverstärker nach Anspruch 15, wobei jeder der mehreren zweiten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, das Spannungsniveau der zweiten Spannung um einen dritten Prozentsatz der zweiten Spannung anzupassen, und die mehreren zweiten Trimmtransistoren eine zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist, und die zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem dritten Prozentsatz der zweiten Spannung und der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Abtastverstärker nach Anspruch 15, wobei jeder der mehreren zweiten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, eine Gesamttransistorgröße von angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung um einen vierten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung anzupassen, die mehreren zweiten Trimmtransistoren eine zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren aufweist, und die zweite Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem vierten Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung und einer Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung bestimmt ist, wobei die Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der zweiten Klemmvorrichtung gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung bestimmt ist.
Verfahren zum Kompensieren einer Abweichung zwischen einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung in einem Abtastverstärker, umfassend: Bestimmen der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung; Auswählen einer ersten Anzahl von Trimmtransistoren aus mehreren ersten Trimmtransistoren, die mit einem ersten Klemmtransistor parallel gekoppelt sind, gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung: Vorspannen von Gate-Anschlüssen des ersten Klemmtransistors und der mehreren ersten Trimmtransistoren um eine feste Klemmspannung; und Ansteuern der ersten Anzahl der Trimmtransistoren, um die Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Bestimmen einer Änderung einer Gesamttransistorgröße von angesteuerten Transistoren in einer Klemmvorrichtung gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung, wobei jeder der mehreren ersten Trimmtransistoren, wenn individuell angesteuert, eingerichtet ist, die Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der Klemmvorrichtung um einen Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der Klemmvorrichtung anzupassen, und die erste Anzahl von angesteuerten Trimmtransistoren gemäß dem Prozentsatz der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der Klemmvorrichtung und der Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der Klemmvorrichtung bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend: Bestimmen einer Änderung einer Gesamttransistorgröße von angesteuerten Transistoren in einer Klemmvorrichtung, gemäß der Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung, Auswählen einer zweiten Anzahl von Trimmtransistoren aus mehreren zweiten Trimmtransistoren, die mit einem zweiten Klemmtransistor parallel gekoppelt sind, gemäß der Änderung der Gesamttransistorgröße der angesteuerten Transistoren in der Klemmvorrichtung, Vorspannen von Gate-Anschlüssen des zweiten Klemmtransistors und der mehreren zweiten Trimmtransistoren um die feste Klemmspannung; und Ansteuern der zweiten Anzahl von Trimmtransistoren, um die Abweichung zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung zu kompensieren.