JP2006066049A - 感知電流安定装置を有するメモリーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術による諸問題を解決するため、感知電流安定装置を有するメモリーユニットを提供する。
【解決手段】感知電流安定装置を有するメモリーユニットは、メモリーセルと、参照電流を提供する参照セルと、メモリーセルと参照セルに電気的に接続され、参照電流とメモリーセルのメモリーセル電流によって電流差を発生する電流ミラーと、電流ミラーに電気的に接続され、電流差に応じて出力電圧を発生する感知増幅器とを含む。
【選択図】図２

Description

この発明は感知電流安定装置を有するメモリーユニットに関し、特に感知増幅器の入力電流を維持するための電流ミラーを有するメモリーユニットに関する。

市販の電気製品にとってメモリーは欠かせないものである。メモリーは複数のメモリーユニットからなるメモリーアレイを含み、そのうち各メモリーユニットはそれぞれ１ビットのデータを保存し、さまざまな制御信号（例えばワードラインまたはビットラインからの制御信号）に応じてプログラム、消去または読み込みを実行する。メモリーユニットは感知増幅器を有し、メモリーがメモリーユニットに対してデータ読み込みを実行する場合、感知増幅器はメモリーユニットに保存されるデータを感知して当該データに対応する出力信号を発する。

図１を参照する。図１は従来のメモリーにおけるメモリーユニット１０のブロック図である。メモリーユニット１０はビットデータを保存するものであり、メモリーセル１２と感知増幅器１４を含む。感知増幅器１４はビットライン１６でメモリーセル１２の出力信号を感知して対応する信号ＳＡＯＵＴを出力する。例えば、メモリーセル１２の出力信号が低レベルである場合は書き込みを意味し、高レベルである場合は消去を意味する。高速化を実現するため、メモリーセル１２の低レベル出力信号の電流は４０μＡを超えなければならず、一方、その高レベル出力信号の電流は５μＡを超えることができない。メモリーセル１２の低レベル出力信号の電流は高レベル出力信号の電流の８倍以上であるといえども、両者の差はなお少ない（＜１ｍＡ）ため、製作工程、電圧、温度などの条件が異なる場合、メモリーセル１２出力信号の電流ドリフトが起こりやすく、感知増幅器１４がメモリーセル１２の出力信号を誤感知することも起こりうる。

この発明は前述の問題を解決するため、感知電流安定装置を有するメモリーユニットを
提供することを課題とする。

この発明による感知電流安定装置を有するメモリーユニットは、メモリーセルと、参照電流を提供する参照セルと、メモリーセルと参照セルに電気的に接続され、参照電流とメモリーセルのメモリーセル電流によって電流差を発生する電流ミラーと、電流ミラーに電気的に接続され、電流差に応じて出力電圧を発生する感知増幅器とを含む。

この発明によるメモリーセルは感知増幅器の電流のレベルに対する誤感知を防止する。当該電流が環境によってドリフトするにもかかわらず、この発明は感知増幅器の入力電流を維持できる。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に説明する。

図２を参照する。図２はこの発明によるメモリーユニット２０のブロック図である。メモリーユニット２０はメモリーに含まれ、参照セル２２と、メモリーセル２４と、電流ミラー２６と、感知増幅器２８と、トランジスター３０、３２、３４、３６などの素子を含む。トランジスター３０、３２は信号Ｖ_ｂ１で駆動されてメモリーユニット２０のバイアス電圧回路とされ、トランジスター３４、３６は信号Ｖ_ｂ２で駆動されてメモリーユニット２０のスイッチ回路とされる。電流ミラー２６はトランジスター３８、４０を含み、トランジスター３８、４０のドレインはそれぞれトランジスター３２、３６のドレインに電気的に接続される。

図２によれば、参照セル２２はトランジスター３０、３２を通して参照電流Ｉ_ｒｅｆを電流ミラー２６のトランジスター３８に出力し、メモリーセル２４はトランジスター３４、３６を通してメモリーセル電流Ｉ_ｃｅｌｌを電流ミラー２６のトランジスター４０に出力する。当業者の間で周知されるように、電流ミラー２６はトランジスター３８、４０のドレインで同方向かつ量がほぼ同じ電流を発生する。言い換えれば、トランジスター４０のドレイン電流Ｉ_ｄｉｖは参照電流Ｉ_ｒｅｆとほぼ同じであるため、感知増幅器２８の入力電流Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}は電流Ｉ_ｃｅｌｌとＩ_ｄｉｖとの差に等しく、即ちＩ_{ｓｅｎｓｅ}＝Ｉ_ｃｅｌｌ−Ｉ_ｄｉｖ≒Ｉ_ｃｅｌｌ−Ｉ_ｒｅｆである。したがって、参照ユニット２２からの参照電流Ｉ_ｒｅｆを利用して、感知増幅器２８の入力電流Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}はメモリーセル２４の電流ドリフト問題を解決できる。

例えば参照電流Ｉ_ｒｅｆをメモリーセル２４の低レベル出力電流（５μＡ）と設定すれば、トランジスター４０のドレイン電流Ｉ_ｄｉｖもほぼ５μＡとなる。この場合、メモリーがメモリーセル２４に保存される高レベルデータ（例えばロジック１）を読み込めば、メモリーセル２４は低レベル電流Ｉ_ｃｅｌｌ＝５μＡを出力する。前述の通り、電流Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}は電流Ｉ_ｃｅｌｌとＩ_ｄｉｖとの差に等しいため、この例では電流Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}はほぼ０となり（Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}＝Ｉ_ｃｅｌｌ−Ｉ_ｄｉｖ＝５μＡ―５μＡ＝０）、感知増幅器２８は対応する信号ＳＡＯを出力する。

温度、圧力、電圧が異なる環境により、メモリーセル２４の出力電流Ｉ_ｃｅｌｌには幅がそれぞれ異なるドリフトが生じる。しかしこの発明では、メモリーセル２４と参照セル２２が同じ動作環境にあるため、たとえ非理想的な環境で電流Ｉ_ｃｅｌｌにドリフトが生じても、電流Ｉ_ｒｅｆにもそれと同じ幅のドリフトが生じる。そのため、電流Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}はメモリーセル２４の出力電流が低レベルにある場合にも、０とほぼ同じ値を維持することができる。

一方、メモリーセル２４に低レベルデータ（例えばロジック０）が保存される場合、メモリーがその低レベルデータを読み込めば、メモリーセル２４は高レベル電流Ｉ_ｃｅｌｌ（＝４０μＡ）を電流ミラー２６のトランジスター４０に出力する。そうすると、電流Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}は３５μＡ（即ち４０μＡ−５μＡ）となる。前述の通り、高レベル電流Ｉ_ｃｅｌｌが４５μＡにドリフトしても、電流Ｉ_ｒｅｆはそれと同じく１０μＡにドリフトする。そのため、電流Ｉ_{ｓｅｎｓｅ}は３５μＡを維持できる。

したがって、この発明によるメモリーセルは感知増幅器の電流Ｉ_ｃｅｌｌのレベルに対する誤感知を防止することができる。メモリーセル電流Ｉ_ｃｅｌｌの高低レベル間の差は小さく、更に電流Ｉ_ｃｅｌｌは環境によって異なる幅のドリフトが生じるにもかかわらず、この発明は感知増幅器入力電流を維持できる。なお、参照電流Ｉ_ｒｅｆを低レベル電流Ｉ_ｃｅｌｌと設定する以外、感知増幅器の判断基準を変更して参照電流Ｉ_ｒｅｆを高レベル電流Ｉ_ｃｅｌｌと設定することも可能である。なお、この発明による電流ミラーは図２に示される実施例に限らず、入力、出力端で同じ電流を提供できる回路はいずれもこの発明に属するものである。

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明によるメモリーセルは感知増幅器の電流のレベルに対する誤感知を防止する。当該電流が環境によってドリフトするにもかかわらず、この発明は感知増幅器の入力電流を維持できる。

従来のメモリーにおけるメモリーユニットのブロック図である。 この発明によるメモリーユニットのブロック図である。

符号の説明

１０、２０ メモリーユニット
１２、２４ メモリーセル
１４、２８ 感知増幅器
１６ ビットライン
２２ 参照セル
２６ 電流ミラー
３０、３２、３４ トランジスター

Claims (6)

1. 感知電流安定装置を有するメモリーユニットであって、
   メモリーセルと、
   参照電流を提供する参照セルと、
   メモリーセルと参照セルに電気的に接続され、参照電流とメモリーセルのメモリーセル電流によって電流差を発生する電流ミラーと、
   電流ミラーに電気的に接続され、電流差に応じて出力電圧を発生する感知増幅器とを含むことを特徴とするメモリーユニット。
2. 前記感知増幅器がメモリーユニットに電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載のメモリーユニット。
3. 前記メモリーユニットは更に、電流ミラーとメモリーセルとの間に介在するバイアス電圧回路を含むことを特徴とする請求項１記載のメモリーユニット。
4. 前記メモリーユニットは更に、電流ミラーとメモリーセルとの間に介在するスイッチ電圧回路を含むことを特徴とする請求項１記載のメモリーユニット。
5. 前記参照電流が高ロジックレベルであることを特徴とする請求項１記載のメモリーユニット。
6. 前記参照電流が低ロジックレベルであることを特徴とする請求項１記載のメモリーユニット。

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