TW200531068A - Sense amplifier and method for generating variable reference level - Google Patents

Description

20〇531〇68 九、發明說明： 本申請案主張於2004年3月10號提出申請之韓國專 利申請案第2004-16253號和2004年7月20號向韓國智慧 財產局提出申請之韓國專利申請案第2004-56509號的優 先權，該專利申請案所揭露之内容完整結合於本說明書中。 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種半導體記憶裝置的感測放大器，特 別是關於一種感測放大器以及改變感測放大器中參考準位 的方法’此感測放大器用於偵測資料。 【先前技術】 隨著記憶體容量不斷增加的趨勢，在位元線電壓轉變 到穩定準位之前，由於相對弱的資料訊號和長時間的延 遲，讀入資料會出現失敗。由於這個原因，當經由減少位 元線的延遲時間而要求較低的電源準位時，記憶體裝置通 常使用感測放大器來放大資料的訊號準位，以便提供更穩 定的讀入操作。一種藉由感測放大器讀入資料的範例技 術，揭露於2000年7月4號公佈的美國專利申請案第 6,084,797號中，名為“讀入多準位記憶胞的方法”。 通常，感測放大器在核心胞的讀入操作期間，將從核 心胞偵測到的核心胞電流Ic與參考胞電流Ir比較，此Ir 具有預定的準位。依據比較結果，確定感測的核心是工作 胞（on-cell)還是停止胞（off-cell)。舉例而言，如果核心 胞電流Ic小於參考胞電流Ir ’認為核心胞是停止胞D〇。 如果核心胞電流Ic大於參考胞電流〗忍為核心胞是工作 200531068 16273pif.doc 胞D1。在此確定期間，核心胞電流（I〇n和I〇ff，即工作 胞電流和停止胞電流）和參考電流（Iref，即參考胞電流 Ir)的變化，Ic、lr可以由下面的電源電壓的函數確定。 圖1是表示參考胞電流和核心胞電流變化的曲線圖， 這兩個電流是半導體記憶裝置中的變化的電源電壓的函 數。 如圖1所示，當核心胞是停止狀態（D〇)時，核心胞 停止電流I〇ff小於參考胞電流Iref。但是，當基於核心胞 的電氣特性（參照圖1的箭頭1的陰影部分），將高電壓 電源加到電路上時，胞電流和參考電流Iref之間的差逐漸 減少。由於在高電壓HVcc環境中與參考電壓比較缺少感 測範圍，核心胞停止電流l0ff不足以致能感測放大器的讀 入操作。反之，當核心胞條件地處於工作狀態（D1)時， 核心胞工作電流I〇n大於參考電流Iref，由於核心胞的電 氣特性（參照圖1的箭頭2的陰影部分），在低電壓條件 LVCC下，來自參考電流^#的範圍差減少。另外，在此情 況下，感測放大器難以偵測核心胞的工作狀態。 【發明内容】 本發明關注於一種感測放大器以及防止由於減少的範 圍電壓造成的讀入失敗的方法，本發明隨著操作電壓的變 化’從變化的參考胞準位（例如參考胞電流或參考胞電壓） 中哉別有效資料，確保足夠的工作電流和停止電流範圍。 一方面，本發明關注於半導體記憶裝置的一種感測放 大态’包括：參考胞準位控制單元，依照半導體記憶裝置 6 200531068 16273pif.doc 的電源電_變化而改㈣於識別資料的參考胞準位，不 論電源電B何變化，均可保證朗㈣時有足夠的工作 =和停止電流範圍；核心胞準㈣測器，感測半導體記 fe裝置的核心胞準位；比較器，經由比較核心胞準位和參 考胞準位而識別儲存在核心胞中的資料。 。在一個實施例中，參考胞控制單元包括··參考準位控 制器，響應比較電壓產生多個參考準位控制電壓，並依據 預定的電阻比從電源電壓分出多個電壓；參考準位產生 為，響應多個參考準位控制電壓，選擇地轉換成多個參考 電流，並響應參考電流總和產生參考胞電流。 在另一個實施例中，當電源電壓減少到低於比較電壓 時’參考胞控制單元減少參考胞電流以增加參考胞電流和 工作胞電流之間的差異；當電源電壓升高到高於比較電壓 時，參考胞控制單元增加參考胞電流以增加參考胞電流和 停止胞電流之間的差異。 . 在另一個實施例中，參考準位控制器包括：比較電壓 產生為，從變化的電源電壓得到固定的準位，以此固定的 準位輸出比較電壓；電壓分配器，藉由多個連在電源電壓 和地之間的電阻，依據預定的來自變化的電源電壓的電阻 比，提供多個分壓；控制電壓產生器，當對應的分壓高於 比較電壓時，輸出每個參考準位控制電壓。 在另一個實施例中，控制電壓產生器包括：多個比較 單元，用於將分壓與比較電壓進行比較。 在另一個實施例中，當分壓高於比較電壓時，控制電 7 200531068 16273pif.doc 壓產生為增加被啟動的參考準位控制電壓的數目；當分壓 低於比較兒壓時，控制電壓產生器減少被啟動的參考準位 控制電壓的數目。 ，另一個實施例中，參考準位產生器包括：參考電流 產生單元1生第一參考電济L，用為產生參考胞電流之參 考；轉換單元，回應從參考準位控制器提供的多個參考準 位控制電壓，有選擇地輸出多個第二參考電流，用作改變 • 料胞電流，·參考準位輸出單元，提供第_和第二參考電 流的總和，作為送到比較器的參考胞準位。 在另一個實施例中，第一參考電流和每個第二參考電 流具有彼此相同的準位。 在另一個實施例中，轉換單元包括：多個轉換電晶 體，響應多個參考準位控制電壓，有選擇地驅動多個第: 參考電流。 在另一個實施例中，每個轉換電晶體具有與半導體記 憶裝置的核心胞相同的操作特性。 φ 在另一個實施例中，每個轉換電晶體是NMOS或是 PMOS電晶體。 在另一個實施例中，轉換電晶體是快閃記憶胞電晶 體。 曰 在另一個實施例中，參考胞準位控制單元包括：表 準位控制H，響應比較電壓產生多個參考準位控制電壓， 依據預定的電阻比，產生從電源電壓分出的多個電壓·來 考準位產生器，響應多個參考準位控制電壓，有選擇地^ 8 200531068 接多個電阻，經由將電源電壓除以選擇地連接的電阻的組 合阻值，產生參考胞電壓。 在另一個實施例中，當電源電壓減少到低於比較電壓 時，麥考胞控制單元減少參考胞電壓以增加參考胞電流和 工作胞電流之_差異；當電源電壓升高到高於比較電壓 時，參考胞控制單元增加參考胞電壓以增加參考胞電流和 停止胞電流之間的差異。 隹另一

只她例T，茶考準位控制器包括··比較電壓 產生器’從變化的電源賴得到固㈣準位，以此固定的 準位輸出比較電壓；電壓分配器，藉由多個連在電源霞 和地之間的電阻’依據預定的來自變 個分壓:控制㈣產生器，當對應的分壓L 乂电ι日守，輸出母個參考準位控制電壓。 在另個實施例中，控制電麼產生器包括：多個比較 早凡用於將分壓與比較電壓進行比較。 在另-個實施例中，當分壓高於比較電㈣ 的參考準位控侧“目;；分】 ==控制電壓產生器減少被啟動的參考準位 產生中’參考準位產生器包括：參考電流 i王早兀包括弟一輪出電阻；鞋施昆；伽 __叫—=二 d 9 200531068 16273pif.doc 阻的組合阻值而產生的。 辦，實施例巾，轉換單元包括：多個轉換電晶 體a應夕個茶考準位控制電壓，有選擇地將望一^ 出電阻與第一輸出電阻並聯。 u弟一輸 ，另’實施财，每個轉換電晶體具有 k I置的核錢相同的操作特性。 ¥體a己 或是 在另一個實施例中，每個轉換電晶體是nm PMOS電晶體。 b 在另 個貫施例中，轉換電晶體是快閃記憶 胞電 曰曰 另一方面，本發明關注於半導體記憶裝置中 :,法，包括以下步驟：（a)依照半導體記憶裝置^命雷 壓的變變參考胞準位，不論電壓如何變^ 2證識财料時有足夠的卫作胞和停止胞範 ; "V體記縣置的核心胞準位；以及⑻經由比較核心二進 位和茶考胞準位而識·存在核心、胞巾的資料。X y 在一個實施例中，步驟(a)包括以下步驟 ，電壓中產生固定準位的比較電壓;(a_2= 2比的電源電壓除以多個電阻得到的電壓，與比較電屋 5較結果產生多個參考準位控制電壓；(a_3) (::)ί庫轉⑼壓，轉換成多個參考電流;以及 心轉換1的參考電流的組合，產生參考胞電流。 $ι丨W 2另上個男'轭例中，在步驟(a_3)中，當電源電壓減少 * 一；比較電壓時，被啟動的參考電流數目減少，而當電 200531068 16273pif.doc 源電壓升高到高於比較電壓時，被啟動的參考電流數目增 加。 在另一個貫施例中，在步驟(a_3)中，轉換過的參考電 流是從電晶體產生的，此電晶體具有與核心胞相同的操作 特性。 在另-個貫施例巾，在步驟⑻巾，當電源電壓減少到 低於比較電壓時，參考胞f流減少以增加參考胞電流和工 作胞電流之間的差異；當電源電壓升高到高於比較電壓 時，參考胞電流增加以增加參考胞電流和停止胞電流之間 的差異。 在另-個貫施例+，步驟⑷包括以下步驟：㈤)從電 源電壓的變化中產生固定準位的比較電壓；（a_2)使用預定 的電阻比，將電源電壓除以多個電阻得到分壓；（a_3)響應 比較結果，將分壓與比較電壓比較，並產生多個參考準位 控制電壓；（a-4)響應多個參考準位控制電壓，有選擇地連 接多個輸出電阻；以及(a-5)經由將電源電壓除以輸出電阻 的組合電阻比’產生參考胞電流。 在另-個κ施例中’在步驟(a_4)中，當電源電壓減少 到低於比較電壓日守，輸出電阻的組合電阻增加，當電源電 壓升高到高於^較電壓時，輸出電阻的組合電阻減少; 在另-D例中，在步驟⑻中，當電源電壓減少到 低於比較電壓時’，切胞電壓減少以增加參考胞電壓和工 作胞電流之間的域；而當㈣電壓升高職於比較電壓 0$，參考胞電力17以增加參考胞電麼和停止胞電流之間 200531068 16273pif.doc 的差異 另一個方面，本發明關注於—種產生參考準位的方 法’經由將參考胞電流與核心胞電流進行比較，以識別儲 存在+導體記憶裝置L中的:#料， 驟：⑻響應從半導體記憶裝置的電源電 = 個參考準位控制電壓’並依據預定的電阻= 電源電壓分出電壓；以及(b)響應參考準位㈣電壓，

換成多個參考電流，應轉換過的參考電流的組 參考胞電流。 另一個方面，本發明關注於—種產生參考準位的方 法，經由將參考胞電壓與核心胞電壓進行比較，以識別儲 存在半導體記憶裝置核心胞中的資料，此方法包括以下步 驟：（a)響應從半導體記憶裝置的電源電壓產生的比較電 壓，產生多個參考準位控制電壓，並依據預定的電阻比從 電源電壓分出電壓；以及(b)響應參考準位控制電壓調整輸 出電阻的阻值，並回應調整過的阻值產生參考胞電壓。 另一個方面，本發明關注於一種產生參考準位的方 法，經由將參考胞電流與核心胞電流比較，以識別儲存在 半導體記憶裝置核心胞中的資料，此方法包括以下步驟： (a)從半導體記憶裝置的電源電壓的變化中，以固定準位產 生比較電壓；（b)依據預定的電阻比，將電源電壓除以多個 電阻，響應比較電壓和分壓產生多個參考準位控制電壓； (c)響應參考準位控制電壓轉換多個參考電流；以及(d)響應 轉換過的參考電流的組合以產生參考胞電流。 12 200531068 16273pif.doc 另一個方面’本發明關注於一種產生參考準位的方 法’經由將參考胞電壓與核心胞電壓比較，以識別儲存在 半導體記憶裝置核心胞中的資料，此方法包括以丁步驟： ⑻從半導體記憶裝置的電源電壓的變化中，以固定準位產 生比較電壓；（b)依據預定的電阻比，將電源電壓除以多 個電阻，響應比較電壓和分壓產生多個參考準位控制電 壓；（c)響應參考準位控制電壓，有選擇地連接多個輸出^ 阻；以及(d)經由將電源電壓除以輸出電阻的組合阻抗而產 生參考胞電壓。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 、σ 【實施方式】 現在詳細參照本發明的實施例，在附圖中繪示其範 例，其中相似的參照號始終指相似的元件。. ^ 下面描述實施例，參照圖示解釋本發明。 “本發明的感測放大器基於從半導體記憶裝置的電源 電壓分出的電壓和内部產生的預定的比較電壓，改變參考 胞準位（例如：參考胞電流或參考胞電壓）。結果是:在 低，源電壓的條件下，由較低的參考胞準位足以得到工作 l範圍同時，在咼電源電壓的條件下，由較高的參考胞 準位足以得到停止胞範圍。 ^ 圖2是根據本發明的較佳實施例的感測放大器的方塊 示意圖。 200531068 16273pif.doc 參照圖2，本發明的感測放大器200是由參考胞準位 控制單元210、核心胞準位偵測器270、比較器290組成。 參考胞準位控制單元210參照電壓Vrl2、Vr23、···，將參 考胞準位（參考胞電流Ir或參考胞電屢Vr )輸出到比較器 290，這些電壓Vrl2、Vr23、…是從半導體記憶裝置的電 源電壓Vcc分出的，比較電壓Vcomp由内部產生。核心 胞準位偵測器270從半導體記憶裝置的核心胞感測核心胞 準位（核心胞電流Ic或核心胞電壓Vc)，然後將感測到 的核心胞準位輸出到比較器290。比較器290將從參考胞 準位控制單元21〇提供的核心胞準位Ic或Vc，與從核心 ，準位偵測器270提供的參考胞準位虹或〜進^比較， k而識別儲存在核心胞中的資料。 :考胞準位轉換器包括參考準位控制哭120和參 =位產生器240。參考準位控制器12G將從^電麼細 的電壓Vrl2、Vr23與具有預定準位的比較電壓Vc〇mp 〜=比較。作為比較結果，產生多個參考準位㈣電壓 v 參考準位控制為120回應多個參考準位控制電壓 咖d〇N來轉換電流或電壓，從而產生參考準位以或

Ir或二^小於比較糕VCGmP時，參考準位 者電、7^厂传更從而增加與卫作胞準位的差異。另外， 0=壓⑽纽味紅―，參考準位^或 以得到用^與停止鮮位的差異。結果是，足 i用於感心作胞和停止解位的範圍，以適當地識 14 200531068 16273pif.doc 別有效資料，從而防止由於別的方式電壓範圍不足而出現 的讀入失敗。 圖3是根據本發明的較佳實施例，繪示感測放大器 200、包含在感測放大器200中的核心胞準位偵測器27〇 和比較态290的電路圖。當改變參考胞電流Ir時，圖3示 範地表示電路結構。 參照圖3，比較器290由第一 PMOS電晶體MP1和 第一 NMOS電晶體MN1組成，將兩者的電流通路串聯連 接在電源電壓Vcc和地之間。在第一 PMOS和NMOS電 晶體’ MP1和MN1之間安置一個輸出節點SAOUT。 第一 PMOS電晶體MP1響應從核心胞準位偵測器270 提供的核心胞電流Ic，藉由控制端子（即閘電極）給輸出 節點SAOUT充電。第一 NMOS電晶體MN1響應從參考 胞準位控制單元210提供的參考胞電流lr，藉由控制端子 (即閘電極）給輸出節點SAOUT放電。輸出節點SAOUT 上的輸出訊號是使用核心胞電流Ic和參考胞電流lr充電放 電的結果，作為給核心胞的識別過的資料，每個Ic和lr 是通過第一 PMOS和NMOS電晶體MP1和MN1的。換句 話說，比較器290實施的操作是：將流經第一 PMOS電晶 體MP1的核心胞電流ic與流經第一 NMOS電晶體MN1 的參考胞電流lr進行比較。作為其比較結果，當核心胞電 流Ic小於參考胞電流ir時，將核心胞識別為處於停止狀態 D〇，當核心胞電流Ic大於參考胞電流lr時，將核心胞識 別為處於工作狀態D1。 15 200531068 16273pif.doc

核心胞準位制器27G包括第二PM ㈣MP2和顧2，將兩者的電流通路串聯連接在電^ 壓Vcc和地之間。 丈设牡电碌電 第二NM0S電晶體藉由控制端子（即間 回應記«置的字猶電壓Vwl，並與字元線電壓 致地輸出核心胞電流Ic。第二PM〇s電晶體Mp2 : 極連接在電源電壓Vee和第二N聰電晶體囊之間电 通¥連到第- PMOS電晶體MP1的控制端子，與 PMOS電晶體Μρι形成電流鏡電路。經由電流鏡學路 (CUrrent mirr〇r 1〇叩），將從第二 NMOS 電晶體 產 生的核心胞電流送到比較器謂。這裡，儘管未在圖 3表示，比較器290的第一 NM〇s電晶體MN1回應參考 胞電流Ir，此Ir是從參考準位控制單元2丨〇經由電流鏡環 路，按照與核心胞準位偵測器27〇 一樣的方式產生的，將 在下面結合圖11描述這此。 ' 圖4是根據本發明的另一實施例，繪示感測放大器 300、包含在感測放大裔3〇〇中的核心胞準位偵測器 和比較器390的電路圖。當改變參考胞電流Ir時，圖4示 範地表示電路結構。 圖4所示的電路結構和操作類似與圖3的，只是核心 胞準位偵測器370的電晶體ST1是快閃記憶胞類型的電晶 體。 半V體㊁己1思t置的核心胞由圖3繪示的習知]VIOS電 晶體MN2或圖4繪示的快閃記憶胞電晶體ST1組成。在

(E 16 200531068 16273pif.doc 此月况下’構成核心胞準位憤測器' 27〇或37㈣電晶體與 核心胞的是-樣的。結果是，可以有效地改變參考胞電流 Ir同時保持自身核心胞的特性。 圖5疋根據本發明的另一實施例，繪示感測放大器 400包含在感測放大器400中的核心胞準位偵測器470 和比，器490的電路圖。當改變參考胞電壓Vr、時，圖5 也示範地表示電路結構。 參照圖5，比較器490由差分放大器組成，此放大器 =一個輸入端子，從核心胞準位偵測器47〇接收核心胞電 壓Vc，另一個輸入端子，從參考胞準位控制單元41〇接收 參考胞電壓Vr。比較器490將核心胞電壓Vc與參考胞電 壓Vr比較。如果核心胞電壓Vc高於參考胞電壓，輸出 多而子SAOUT產生值“1”作為感測的結果。如果核心胞電壓 Vc低於參考胞電壓vr，輸出端子SA〇UT產生值“〇,，作為 感測的結果。 ' 核心胞準位偵測器470包括第一 PMOS和NMOS電 晶體MP1和MN1，其電流通路串聯連接在電源電壓Vcc 和地之間。 第一 NMOS電晶體MN1回應字元線電壓Vwl建立核 心胞電壓Vc，其相當於字元線電壓Vw卜將Vwl施於其 控制端子（即閘電極）。將第一 PMOS電晶體MP1的電 流通路串聯在電源電壓Vcc與第一 NMOS電晶體MN1的 電流通路之間。第一 PMOS電晶體MP1藉由其閘電極回 應核心胞電壓Vc。另外的細節將在下面參照圖13描述。 ⑧ 17 200531068 16273pif.doc 圖6是根據本發明的另一實施例，繪示感測放大器 5〇〇、包含在感測放大器500中的核心胞準位偵測器570 和比車父為590的電路圖。當改變參考胞電壓Vr時，圖6 示範地表示電路結構。 圖6所示的電路結構和操作與圖$類似，只是核心胞 準位偵測器570的電晶體ST1是快閃記憶胞類型的電晶 體。 半導體記憶裝置的核心胞由圖5纟會示的習知MOS電 晶體或圖6繪示的快閃記憶胞電晶體組成。在此情況下， 構成核心胞準位偵測器470或57〇的電晶體與核心胞的是 樣的。結果是，可以有效地改變參考胞電壓Vr同時保 持自身核心胞的特性。 圖7是當將參考準位控制器應用於調整參考胞電流Ir 和芩考胞電壓Vr的準位時，繪示圖2至圖6所示的參考 準位控制器120的電路圖。 參知圖7 ’參考準位控制器12〇包括比較電塵產生器 121和控制電壓產生器123。比較電壓產生器121以固定的 準位輸出比較電壓Vcommp，控制電壓產生器123輸出多 個參考準位控制電壓VdG丨〜V綱以改變參考胞電流Ir。 比較電壓產生器121是由第一、第二電阻rxi和 Rx2、第一、第二NMOS電晶體MN11和MN12和第一 PMOS電晶體MP11組成，其中第一、第二電阻和Rx2 串如到電源電壓Vcc，第一、第二NMOS電晶體MN11和 MN12連接在第二電阻Rx2和地電壓之間，第一 pM〇s電 200531068 16273pif.doc 晶體MP11連接在電阻RX1、RX2的接觸節點和地電壓之 間。將第一 PMOS電晶體MP11的控制端子（即：閘電極） 耦合在第二電阻RX2和第一 NMOS電晶體MN11之間的 接觸節點。將第一 NMOS電晶體MN11的控制端子（即： 閘電極）耦合在電阻Rxl和Rx2之間的接觸節點。將第二 NMOS電晶體MN12的控制端子（即閘電極）耦合到電源 電壓Vcc。 如果響應電源電壓準位的減少，而以預定的準位產生 比較電壓Vcomp，則響應由第一電阻Rxi設置的比較電壓 Vcomp，而開啟第一 NMOS電晶體MN11，同時響應減少 的電源電壓Vcc而開啟第二NMOS電晶體MN12。在第一 第二電晶體MN11和MN12啟動之後，第一、第二nm〇S 電晶體MN11和MN12隨著放電操作，逐漸降低比較電壓 Va)mp和應用於第一 PMOS電晶體MP11的控制端子上的 電壓。如果應用於第一 PMOS電晶體MP11上的電壓低於 預定的準位，則第一 PMOS電晶體MP11啟動，開始給比 較電壓Vcomp充電。在此方式下，由於補充充電和放電操 作，比較電壓Vcomp保持固定準位，而不被外部環境變化 的影響。將此操作產生的比較電壓Vcomp用作給感測放大 器的操作建立參考準位的電壓（即：當調節參考胞電流的 準位時，所提到的電壓）。 控制電壓產生器123由多個電壓偵測器1251〜1254 和電壓分配器127組成。電壓分配器127依據預定的比率， 用串聯在電源電壓Vcc和地之間的多個電阻R1〜R5，經 19 200531068 16273pif.doc 由劃分電源電壓Vcc而建立電壓Vrl2〜Vr45。電壓偵測器 感測由電阻R1〜R5設置的分壓Vrl2〜Vr45，然後經由將 分壓Vrl2〜Vr45與比較電壓Vcomp進行比較而輸出參考 準位控制電壓VdQ丨〜VdG4。圖7示範地表示四個電壓彳貞測 器’可以根據應用需要而修改電壓偵測器和電阻的數目、 電阻的阻值、相關的比率。 圖8是圖7所示的電壓偵測器125x( 1251〜1254)的 詳細電路圖。圖9是繪示比較電壓Vcomp和電壓Vrl2〜 Vr45除以電阻的特性的曲線圖，此比較電壓和電壓除以電 阻是作為變化的電源電壓Vcc的函數。圖1〇是繪示作為 變化的電源電壓Vcc的函數的電壓偵測器1251〜1254、 VdO 1〜V _的輸出值的曲線圖。 參照圖8，電壓偵測器i25x包括第一輸入端子、第二 輸入端子和輸出端子，其中第一輸入端子從電壓分配器 127接收分壓Vrxy (vrl2〜Vr45中的一個），第二輸入端 子k比較電壓產生器121接收比較電壓Vc〇mp，從輸出端 子將參考準位控制電壓Vd〇x (ν_〜ν綱中的一個）應用 於參考準位產生器121。 每個電壓偵測器125x包括第一第二PM0S電晶體 γΡ21和MP22、第一第二NM〇S電晶體丽21和MN22、 第二NMOS電晶體MN23、第四NMOS電晶體MN24，形 成電流鏡環路，其中第一、第二PM〇s電晶體Mp2i和 MP22的電流通路端點連接到電源電壓Vcc，其控制端子 (即閘電極）共同耦合；第一、第二NM〇s電晶體 20 200531068 16273pif.doc 和MN22的電流通路連接到PM〇s電晶體·21和娜22 的電流通路的其他端點；第三NM〇s電晶體MN23的電流 通路通常連接到NMOS電晶體MN21和MN22的電流通路 的其他端點；第四NMOS電晶體MN24的電流通路連接在 第二NMOS電晶體MN23的另一端點和地之間。將第二 NMOS電晶體MN22的控制端子（閘電極）用作第一輸入 端子，接收分壓Vrxy，同時將第一 NMOS電晶體MN21 的控制端子（閘電極）用作第二輸入端子，接收比較電壓

Vcomp。將第一 PMOS 和 NMOS 電晶體 MP21 和 MN21 的電流通路接觸點用作輸出端子，從此端子產生參考準位 控制電壓Vd〇x。 參照圖8至圖10，現在接下來描述電壓偵測器125χ 的操作。 首先，電壓偵測器125χ的第二NMOS電晶體ΜΝ22 藉由其控制端子（即：第一輸入端子），回應由電壓分配 器127提供的分壓Vrxy。當從電源電壓Vcc設置的分壓 Vrxy大於預定電壓時，打開第二NMOS電晶體MN22，以 一個準位引起一電流，此電流對應於輸入到此的分壓 Vrxy 〇 將流經第二NMOS電晶體MN22的電流藉由第一、 第二PMOS電晶體MP21和MP22的電流鏡環路傳輸到第 一 PMOS電晶體MP21，給電壓偵測器I25x的輸出端子充 電。同時，第一 NMOS電晶體MN21回應藉由第二輸入端 子提供的比較電壓Vcomp，朝第三第四NMOS電晶體 21 200531068 16273pif.doc ]^N23和MN24引起—電流，給輸出端子％放電。結果 是，依據輸出端子（即：分壓Vrxy和比較電壓Vc〇mp的 比較結果）的充放電操作的結果，確定參考準位控制電壓 Vd〇x。 在圖9中，由箭頭1〜4指示的位置代表電壓偵測器 f5x(即1251〜1254)開始以高準位產生參考準位控制電 壓Vdox (即Vd(H〜Vd04)的時間點。圖10中由箭頭！〜4 指示的位置也代表從電壓偵測器125χ產生的參考準位控 制電壓Vd〇x，產生的時間點是由圖9中的箭頭i〜4指示 的。正如從圖9和圖1〇可以看出，由每個電壓偵測器1251 〜1254產生的參考準位控制電壓VdGi〜VdQ4開始於低準 =，當電源電壓Vcc達到由箭頭指示的點時（即，如果分 壓Vrxy咼於比較電壓Vcomp)，其迅速增加到高準位。 由於第三、第四NMOS電晶體MN23和MN24的控 制端子麵合到電源電壓Vcc上，所以電晶體MN23和MN24 保持啟動。因此，第三第四NMOS電晶體MN23和MN24 操作為電流池（currentsinks)，將此處的電流導入地。 如上述，回應充電和放電在輸出端子的電流量，來確 疋由電壓偵測為125x產生的參考準位控制電壓VdGx，此 電流量依賴於分壓Vrxy和比較電壓vcomp。例如，當起 於電源電壓Vcc的分壓Vrxy低於比較電壓vc〇mp時，在 輸出端子積聚的電荷量小於從輸出端子放電的電荷量，從 而以低準位產生參考準位控制電壓VdGX。否則，當起於電 源電壓Vcc的分壓Vrxy高於比較電壓vc〇mp時，在輸出 22

200531068 16273pif.doc 端子積聚的電荷量大於從輪出端子放電的電荷量，從而以 高準位產生參考準位控制電壓V祖。結果是，源電麼 Vcc在相對高的準位時，增加了產生高準位參考準位护制 準位％，增加了產生低準位參考準位控制電壓的電壓 器的數目。 ' 圖11是圖3所示的參考準位產生器24〇的詳細電路 圖，圖12是圖4所示的參考準位產生器34〇的詳細電路 圖。圖11和圖12是可應用於改變參考胞電流^情況的範 圖12的電路與圖η的結構和操作一樣，只是參考準 =產生器340的電晶體ST31〜ST35 {快閃記憶胞類型的 電晶體。T面討論圖11電路的詳細操作。目12電路 作與圖11的一樣，因此不再討論。 ’、 麥照圖η，參考準位產生器24〇包括轉換單元犯、 翏考準位發生單元施和參考準位輸出單元247。 雷厭準1發生早兀246輸出對應於記憶裝置的字元線 W的多考電流Icr。轉換單元245回應從參考準位 fG提供的參考準位控制電壓ν_〜v_，有選擇 地輸出多個參考電流^每_具有與從參考準位發 提供的參考電流Icr 一樣的電流準位。參考準位輸 一247累加參考準位發生單元μ6的參考電流icr和 炎去= 245的參考電流的選出的電流，然後將累加後的 多考電k Ir提供給比較器290 〇 ⑧ 23

200531068 16273pif.doc 二ΡΜΓΚ *仃呆作’茶考準位輪出單元247包括第一、第 ΐ〜人日體ΜΡ31和ΜΡ32，其控制端子（閘電極） t吊、、“ ’以形成電流鏡環路，第_ NM0S電晶體圆】 Μ合到比較1129G的第—N廳電晶體丽1 的才工制鈿子，以形成電流鏡環路。 將第-PMOS電晶體MP31藉由其電流通路的一端連 接到電源電壓Vee，通常，藉由其電流通路的另-端和其 控制端子連接到參考準位發生單S 246和轉換單元2衫。 將第：PMOS電晶體MP32藉由其電流通路的—端連接到 電，電壓VCC。第三PM0S t晶體MP32的控制端子搞合 到第一 PMOS電晶體MP31的控制端子，與第一 PM〇s電 晶體MP31形成電流鏡環路，藉由其輸出來自轉換單元泌 和參考準位發生單元246的電流之和，作為參考胞電流 Ir。第一 PMOS電晶體MP32的電流通路的另一端通常連 到一個電流通路和第一 NM0S電晶體MN31的控制端子。 第一 NM0S電晶體MN31將電流之和（即：參考胞電流Ir) 傳送到比較器290。 ’丨 換句話說，第一第二PM0S電晶體MP31和MP32經 由電流反射給第一 NM0S電晶體MN31提供電流之和，例 如參考胞電流Ir。然後，第一 NM0S電晶體MN31將參考 胞電流Ir從第一第二PM0S電晶體MP31和MP32，經由 電流鏡環路傳送到比較器290的第一 NM0S電晶體MN1。 參考準位發生單元246具有第二NM0S電晶體 MN32，藉由其電流通路的一端連到第一 pm〇s電晶體 ⑧ 24 200531068 16273pif.doc MP31的電流通路的另一端，此Mp31包含在參考準位輸 出單元247中。第二NMOS電晶體MN32藉由其控制端子 (閘電極）回應記憶裝置的字元線電壓VW1，輸出對應於 字元線電壓Vwl的參考電流Icr。流經第二NM〇s電晶體 MN32的參考電流lcr用於產生參考胞電流Ir。 轉換單元245包括多個轉換電晶體MN33〜MN36， 其有選擇地輸出與參考電流Icr準位相同的多個參考電 流，此Icr是由參考準位發生單元246提供的。 多個轉換電晶體MN33〜MN36藉由其電流通路，盥 包含在參考準位發生單元246中的第二NMOS電晶體 MN32的電流通路並聯，並回應從其控制端子（閘電極） 應用的多個控制電壓vdol〜Vd〇4,有選擇地輸出與參考電 流Icr準位相同的多個參考電流，此Icr是從第二nm〇s 電晶體MN32提供的。舉例而言，當參考準位控制電壓v d〇x是高準位時，每個轉換電晶體MN33〜MN36打開，輸 出參考電流，其與第二NMOS電晶體MN32產生的一樣。 否則，每個轉換電晶體關上，以便當參考準位控制電壓v d〇x是低準位時，沒有任何電流流經之。 由參考準位輸出單元247產生的參考胞電流Ir是由參 考準位發生單元246的參考電流Icr與轉換電晶體MN33 〜MN36的參考電流之和組成的。舉例而言，如果轉換電 晶體MN33〜MN36全關，則轉換單元245的參考胞電流 Ir與從芩考準位發生單元246產生的參考電流Icr 一樣（即 Ir=Icr)。如果轉換電晶體應33〜丽36全開，則轉換單 25 200531068 16273pif.doc 兀245的參考胞電流Ir與參考準位發生單元246的泉考電 流1cr與轉換電晶體MN33〜MN36的參考電流之和一樣 (即 Ir=Icr+4* Icr=5* Icr) 〇 如上述，本發明的感測放大器200依照從電壓偵測器 1251:1254提供的控制電壓VdGi〜VdQ4，輸出—個準位^ 變的參考胞電流ir。在此情況下，當電源電壓Vcc處於相 對低準位時’這引起更少的控制電壓ν_〜ν_被啟動， φ ，當電源電壓Vcc處於相對高準位時，這引起很多控制電 壓vd01〜被啟動。因此，隨著電源電壓Vcc變ς，參 考胞電流Ir減少’以致能（enable)工作胞範圍是足夠的。 還有，當電源電壓Vcc處於相對高準位時，參考胞電流& 增加，以致能停止胞範圍是足夠的。 捷 圖13是圖5所示的參考準位產生器物的電路圖。 圖14是圖6所示的參考準位產生器54()的電路圖。圖u =圖14所示的電路是可應用於改變參考胞電壓％情況的 範例。 釀 圖14的電路與圖13的結構和操作—樣，只是參考準 位產生540的電日日體ST31〜ST35是快閃記憶胞類型的 電晶體。下面討論圖13電路的詳細操作。目14電路的操 作與圖13的一樣，因此不再討論。 參照圖13，參考準位產生器44〇是由轉換單元料5， 參考準位發生單元446和參考準位輸出單元447組成。 參考準位發生單元446包括第—電阻Rx卜第一 NMMOS電晶體MN3卜第二電阻Rx2，他們串聯在電源 ⑧ 26 200531068 16273pif.doc 電壓Vcc和地之間。第一 NMMOS電晶體MN31輸出一電 壓作為參考胞電壓Vr，此電壓是由第一電阻Rxi從電源電 壓Vcc分出來的。 參考胞電壓Vr基本上是由第一電阻Rxi和第二電阻 Rx2的值嫁定的，依據本發明的參考準位產生器440也經 由利用電阻Rll、R12、R13和R14進一步調節參考胞電 壓Vr，這些電阻是由轉換單元445控制的，與第一電阻 Rxl並聯。 轉換單元445包括多個並聯在第一節點N1和第二節 點N2之間的轉換電路4451〜4454，N1安置在電源電壓 Vcc和第一電阻Rxl之間，N2安置在第一 NMOS電晶體 MN31和第二電阻RX2之間。每個轉換電路由一個電阻（例 如R11 )和一個NMOS電晶體（例如MN32)構成。包含 在轉換電路4451〜4454中的每個NMOS電晶體MN32〜 MN35操作為轉換，每個都回應控制訊號vd01〜VdG4。舉 例而言，如果來自參考準位控制器120的參考準位控制電 壓VdGl〜Vd〇4中有一個選擇的輸入訊號，參照參考準位控 制電壓有選擇地打開NMOS電晶體MN32〜MN35，有選 擇地將電阻R11〜R14與第一電阻Rxl並聯。因此，輸出 到比較器490的參考胞電壓Vr是由第一電阻Rxl和轉換 單元445的電阻Rii〜RH之間的並聯電阻比確定的。結 果疋，本發明的感測放大器4〇〇輸出參考胞電壓Vr是可 、交的’其依據由每個電壓偵測器1251〜1254提供的控制電 壓Vd()1〜V綱而變化。 ⑧ 27 200531068 16273pif.doc 這裡，如果電源電壓V c c減少到低準位，為了減 聯搞合到參考準位發生單元446的第一電阻Rxl的電^ 數目，啟動的控制電壓Vd()1〜Vd()4數目也減少。結果θ， 由於電源電壓Vee降低，參考胞電壓Vi>也降低以保^ 夠的工作胞範圍。否則，隨著電源電壓VCC升高到高準=， 為了增加並聯耦合到參考準位發生單元446的第—電阬 Rxl的電阻的數目，啟動的控制電壓ν_〜ν_數目= • 加,果是’由於電源電壓Vcc升高，參考胞電壓％: 升问以保證足夠的停止胞範圍。 圖15是根據本發明繪示識別感測放大器的資料和改 雙參考準位的方法的流程圖。圖16和圖17是根據本發明， 繪示感測放大器中的參考胞電流和電壓卜和Vr的變X化的 曲線圖’ Ir和Ir是變化的電源電壓VCC的函數。 參知圖15，首先，為了識別儲存在核心胞中的資料， 本發明的感測放大器’例如感測放大器1 〜5〇〇中的一 個’藉由參考胞準位控制單元，例如11〇〜51()中的一個， • 將半導體記憶裝置的電源電壓Vcc按預定的電阻比劃分成 多個電壓。從分出的電壓Vrl2〜Vr45和半導體記憶裝置 内部產生的比較電壓Vcomp中，產生變化的參考準位，即 參考胞電流Ir或參考胞電壓Vr (步驟11〇〇)。其次，藉 由核心胞準位偵測器，例如170〜570中的一個，偵測半導 體a己丨思裝置的核心胞準位（核心胞電流Ic或核心胞電壓 Vc)(步驟1700)。其次，經由在比較器中，例如19〇〜 590中的一個，比較核心胞準位和參考胞準位，而識別儲 28 200531068 16273pif.doc 存在核心胞中的資料（步驟1900)。 具體的，感測放大器的參考胞準位控制單元，例如n〇 〜510中的一個，產生固定準位的比較電壓Vc〇mp以改變 參考準位（步驟1200)。參考胞準位控制單元也經由將分 壓Vrxy與比較電壓Vcomp進行比較，產生參考準位控制 電壓Vd〇x (即Vd〇丨〜VdG4)，此Vrxy是從電源電壓Vcc， 用多個電阻、以預定的電阻比的電壓分配環路而得到的（步 φ 驟1250)。其次，參考胞準位控制單元回應從參考準位控 制器120提供的參考準位控制電壓VdGx，有選擇地轉換^ 個電阻R11〜RU (步驟剛），依據轉換操作的結果修 改參考準位（步驟145〇)。 如上述，根據本發明的感測放大器參照比較電壓 Vcomp，控制電壓偵測器1251〜1254的輸出，此％ 是在半導體記憶裝置的内部得到的，分壓Vrl2〜Vr45 a 以預定的電阻比起始於半導體記憶裝置的電源電壓；^ 調整應用於當電源電壓Vcc的電壓分配上的電阻比、婉由 # 回應從電壓偵測器1251〜1254提供的多個控制電壓I 〜Vd(M而控制多個轉換電晶體的開/關操作，來改變參考= 從而’如圖16和17所示，當電源電壓*處於低準 位時，參考胞電流和電壓Ir和％相對較低，以致能工 胞範圍是;m當f源電壓Vee處於高準位 時’參考胞電流和電壓Ir和Vr相對較高，也致能停止 範圍是足夠的。 ^ 29 200531068 16273pif.doc 如上述，根據本發明的感測放大器以及感測儲存在核 心胞中的資料的方法，其優點是，萬一在電源電壓相對低 的情況下’依靠較低的參考準位而確保足夠的工作胞範 圍，萬一在電源電壓相對高的情況下，依靠較高的參考準 位而確保足夠的停止胞範圍。此特性避免使用別的方式 時’萬一在用於感測的電壓範圍減少的情況下，出現的讀 入失敗。 #

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1繪示參考電流和核心胞電流變化的曲線圖，這兩 個電流是半導體記憶裝置中的變化的電源電壓的函數。δ 圖2是根據本發明的感測放大器的方塊示意圖。 圖3至圖6是根據本發明繪示感測放大器、包含在感 測放大裔中的核心胞準位偵測器和比較器的電路圖。 圖7是根據本發明繪示圖2至圖6的參考準位控制哭 圖8是根據本發明之圖7的電壓偵測器的電路圖。 圖9是繪示比較電壓和電壓除以電阻的特性的曲線 圖，此比較電壓和電壓除以電阻是作為變化的電源電壓的 函數。 圖10是繪示作為變化的電源電壓的函數的電壓偵則 30 200531068 16273pif.doc 器的輸出值的曲線圖。 圖11是根據本發明之圖3所示的參考準位產生器的 電路圖。 圖12是根據本發明之圖4所示的參考準位產生器的 電路圖。 圖13是根據本發明之圖5所示的參考準位產生器的 電路圖。 φ 圖14是根據本發明之圖6所示的參考準位產生器的 電路圖。 圖15是根據本發明繪示識別感測放大器的資料和改 變參考準位的方法的流程圖。 圖16是根據本發明繪示感測放大器中的參考電流行 為的曲線圖。 圖17是根據本發明繪示感測放大器中的參考電壓行 為的曲線圖。 · 【主要元件符號說明】 • Ion :工作胞電流

Iref :參考電流 Ioff :停止胞電流 D0 :停止狀態 D1 :工作狀態 Vcc :電源電壓 Ic/Vc :核心胞電流/電壓 Ir/Vr :參考胞電流/電壓 31 200531068 16273pif.doc

Vrxy :電源電壓Vcc的分壓 Icr :參考電流 Vcomp :比較電壓 220、120 :參考準位控制器 240、340、440、540 :參考準位產生器 290、390、490、590 :比較器 270、370、470、570 :核心胞準位偵測器 Vd〇i〜Vd〇N : N個參考準位控制電壓 1251〜1254 :電壓偵測器 200、300、400、500 :感測放大器 210、310、410、510 :參考胞準位控制單元 121 :比較電壓產生器 123 :控制電壓產生器 127 :電壓分配器 245、 345、445、545 :轉換單元 246、 346、446、546 :參考準位發生單元 • 247、347 :參考準位輸出單元 1251〜1254 :電壓偵測器 MP1、MP2、MP11、MP12、MP21、MP22、MP31、 MP32 : PMOS電晶體 MN1、MN2、MN11、MN12、MN21、MN22、MN23、 MN24、MN31、MN32、MN33、MN34、MN35、MN36 : NMOS電晶體 ST1、ST31、ST32、ST33、ST34、ST35 :快閃記憶 a 32 200531068 16273pif.doc 胞類型的電晶體

Rxl、Rx2、R1 〜R5、R11 〜R14 :電阻 Vwl :字元線電壓 SAOUT :輸出節點 m、N2 ··節點

33

(I

Claims (1)

1. 200531068 16273pif.doc 十、申請專利範圍： 1·一種半導體記憶裝置的感測放大器，包括： 一參考胞準位控制單元，依照該半導體記憶裝置的電 源電壓的變化而改變用於識別資料的一參考胞準位，不論 電源電壓如何改變，皆能確保識別資料時有足夠的工作胞 和停止胞範圍； 一核心胞準位偵測器，感測該半導體記憶裝置的一核 心胞準位；以及 一比較器，經由比較該核心胞準位和該參考胞準位而 識別儲存在該核心胞中的資料。 2·如申請專利範圍第丨項所述之半導體記憶裝置的感 測放大器，其中該參考胞控制單元包括： 一參考準位控制器，響應比較電壓產生多個參考準位 控制電壓，並依據預定的電阻比從該電源電壓中分出多個 電壓；以及 . 一參考準位產生器，響應多個參考準位控制電壓而選 擇地轉換多個參考電流，並響應參考電流之總和以產生參 考胞電流。 3·如申請專利範圍第2項所述之半導體記憶裝置的感 測放大器’其中當該電源電壓減少到低於該比較電壓時， 該參考胞控制單元減少參考胞電流以增加參考胞電流和工 作胞電流之間的差異；當該電源電壓升高到高於該比較電 壓時’該參考胞控制單元增加參考胞電流以增加參考胞電 流和停止胞電流之間的差異。 34 200531068 16273pif.doc 4.如申請專利範圍第2賴述之 測放大器，其中該參考準位控制器包括：U衣置的感 -比較電壓產生器，從該電源電壓之 準位，以朗定的準位輪出齡較電壓； <化_固疋的 -電壓分配器，藉由多個連在該電 電阻，依據預定的來自該電源電壓變化的 個分壓；以及 $阻比’提供多 -控制電壓產生器，當對 時，輸出每個參考準位控制電壓。於该比較電壓 5·如申請專利範圍帛 = 測放大器，其中該控制電壓產生器包括2 = 於將該些分壓與觀較電壓進行比較。固崎早凡，用 6.^申μ翻圍第4項所述之半 、 測放大器’其中當該分壓高於該比較電壓二§己c感 產生器增加被啟動的參考準位 =，②控制電壓 低於該比較電壓時，該批挪 =、々數目；當該分壓 準位控制電壓的數目。"工电 生器減少被啟動的參考 項所述 測放大器’其中該參考準位產生器包括導—的感 -參考電流產生單元，產生 參考胞電流時之參考； > 考免流，作為產生 轉換單元，響應從該參 考準位控制電壓，選擇地輸出ί二:=的:個參 變參考胞電流；以及 ^亏庵机，用以改 35 200531068 16273pif.doc =考準位輸出單元，提供第—和第二參考電流的總 和，作為迗到該比較器的參考胞準位。 8·如申請專利範圍第7項所述之半導體記憶 測放大器，其中該第—參考電流和每個第二參 & 彼此相同的準位。 兒概，、有 9·=申請專利範圍第7項所述之半導體記憶裝置的感 測放大為，其中該轉換單元包括多個轉換電晶體，響應多 φ 個參考準位控制電壓，有選擇地驅動多個第二參考。 1〇·如申請專利範圍第9項所述之半導體記憶裝=的 感測放大器，其中每個轉換電晶體具有與該半導體記憶裝 置的核心胞相同的操作特性。 u心、 11·如申請專利範圍第10項所述之半導體記憶裝置的 感測放大器，其中每個轉換電晶體是NMOS或是PM〇s 電晶體。 12·如申請專利範圍第1〇項所述之半導體記憶裝置的 感測放大器，其中該些轉換電晶體是快閃記憶胞電晶體。 • 13·如申請專利範圍第1項所述之半導體記憶的 感測放大器，其中該參考胞準位控制單元包括： 一參考準位控制器，響應一比較電壓以產生多個參考 準位控制電壓，依據預定的電阻比，產生從該電源電壓分 出的多個電壓；以及 、 77 一參考準位產生器，響應多個參考準位控制電壓而選 擇地連接多個電阻，經由將該電源電壓除以選擇地連接= 電阻的組合阻值，產生參考胞電壓。 、

   36 200531068 16273pif.doc 、、：14·如申請專利範圍第13項所述之半導體記憶裝置的 感測放大器，其中當該電源電墨減少到低於該比較電壓 時，該參考胞控制單元減少參考胞電壓以增加參考胞電流 和工!^電流之間的差異；#該電源㈣升高到高於該比 幸乂包壓日守，该芩考胞控制單元增加參考胞電壓以增加參考 胞電流和停止胞電流之間的差異。 、、：15·如^申請專利範圍第13項所述之半導體記憶裝置的 感測放大益，其中該參考準位控制器包括： 一比較電壓產生器，從變化的電源電壓得到固定的準 位，以此固定的準位輸出比較電壓； 電壓分配為，藉由多個連在該電源電壓和地之間的 電阻’依據預定的來自該電源電壓之變化的電阻比，提供 多個分壓；以及 一仏制電壓產生器，當對應的分壓高於該比較電壓 時，輸出母倘參考準位控制電壓。 16.如申請專利15項所述之半導體記憶装置的 感測放大11 ’其巾該控制電壓產生ϋ包括多個比較單元， 用於將分壓與該比較電壓進行比較。 如申請專利朗$ 15項所述之半導體記憶裝置的 感測放大為，其中當分壓高於該比較電壓時，該控制電壓 產f闕加被啟動的參考準位㈣電壓的數目； 於4比電壓時，雜制電壓產0減 準 位控制電壓的數目。 “ €旱 18·如申巧專利關帛13項所述之半導體記憶裝置的

   200531068 16273pif.doc 感測放大态，其中該參考準位產生器包括： 一蒼考^產生單元，包括第_輸出電阻；以及 去^ ’冑應從該參轉处制11提供的多個參 考準位壓，選擇地將多個第二輪出電阻並聯到第一 輸出電阻’其中參考胞電壓是經由將該電源電壓除以第一 輸出電阻和多個活動的第二輸出電阻的組合阻值而產生 的0 19·如申明專利範圍第1 $項所述之半 感測放大器，其中該轉換單元包括多個轉換電晶體^響應 多個參考準位控制電壓，選擇地將多個第二輸出電阻與^ 一輸出電阻並聯。 、20.如申請專利範圍第19項所述之半導體記憶裝置的 感測放大器，其中每個轉換電晶體具有與該半導體記憶裝 置的核心胞相同的操作特性。 21·如申請專利範圍第2〇項所述之半導體記憶裝置的 感測放大器’其中每個轉換電晶體是NMOS或是PMOS 電晶體。 22·如申請專利範圍第2〇項所述之半導體記憶裝置的 感測放大器’其中該些轉換電晶體是快閃記憶胞電晶體。 23.—種在半導體記憶裝置中感測資料的方法，包括以 下步驟： (a)依照半導體記憶裝置的電源電壓的變化而改變參 考胞準位’不論電源電壓如何變化，均可保證識別資料時 有足夠的工作胞和停止胞範圍； 38 200531068 16273pif.doc (b) 感測該半導體記憶裝置的核心胞準位；以及 (c) 經由比較核心胞準位和參考胞準位而識別 核心胞中的資料。 & 24. 如申請專利範圍第23項所述之在半導體記憶裝置 中感測資料的方法，其中步驟(a)包括以下步驟·· (a-Ι)從變化的該電源電壓中產生固定準位的一 電壓； & (a-2)依據預定的電阻比的該電源電壓除以多個電阻 得到的電壓，與該比較電壓比較，並響應比較結果以 多個參考準位控制電壓； i (a-3)響應多個參考準健制電壓，轉換成多個 流；以及 > ^电 (a-4)響應轉換過的參考電流的組合，以產生參考胞電 流。 25. 如申請專利範圍第24項所述之在半導體記憶 中感測資料的方法，其中在步驟㈣中，當該電源電壓 少到低於該比較電壓時，被啟動的參考電流數目減少 當該電源電壓升高到高於舰較電壓時，被啟動的 流數目增加。 /电 26:如申請專利_第24項所述之在半導體記憶 中感測貢料的方法’其巾在步驟(a_3)巾，轉換過的 =從電晶體產生的’此電晶體具有與核心胞相同的操作 27·如申請專利範圍第23項所述之在半導體記憶裝置

   39 200531068 16273pif.doc 中感測資料的方法，其中在步驟(幻中，當該電源電壓減少 到低於該比較電壓時，參考胞電流減少以增加參考胞電流 和工作胞電流之間的差異；當該電源電壓升高到高於該比 較電壓時，參考胞電流增加以増加參考胞電流和停止胞電 流之間的差異。 28·如申請專利範圍第23項所述之在半導體記憶裝置 中感測資料的方法，其中步驟(a)包括以下步驟··

   (a-Ι)從該電源電壓之變化中產生固定準位的一比較 電壓； (a-2)使用預定的電阻比，將該電源電壓除以多個電阻 得到分壓； (a-3)響應比較結果，將分壓與該比較電壓比較，並產 生多個參考準位控制電壓； (a-4)響應多個參考準位控制電壓，有選擇地連接多個 輸出電阻；以及 (a-5)經由將該電源電壓除以輸出電阻的組合電阻 比，產生參考胞電流。 j申叫專利範圍第28項所述之在半導體記憶裝置 中感測貝料的方法，其中在步驟(心4)中，當該電源電壓減 少到低於,亥比車父電壓日夺，該輸出電阻的組合電阻增加，當 電壓升高到高於該比較電壓時， 電阻減少。 、3目=^ 4專利㈣第2 8項所述之在半導體記憶裝置 S、貝；的方法，其中在步驟⑻中，當該電源電壓減少 200531068 16273pif.doc 到低於該比較電壓時，參考胞電壓減少以增加參考胞電壓 和工作胞電流之間的差異；而當該電源電壓升高到高於該 比較電壓時，參考胞電壓增加以增加參考胞電壓和停止胞 電流之間的差異。 31 · —種產生參考準位的方法，經由將參考胞電流與核 心胞電流進行比較，以識別儲存在半導體記憶裝置核心胞 中的資料，此方法包括以下步驟： (a) 響應從該半導體記憶裝置的電源電壓產生的一比 # 較電壓，產生多個參考準位控制電壓，並依據預定的電阻 比從該電源電壓分出電壓；以及 (b) 響應參考準位控制電壓，以轉換多個參考電流，並 響應轉換過的參考電流的組合產生參考胞電流。 32.—種產生參考準位的方法，經由將參考胞電壓與核 心胞電壓進行比較，以識別儲存在半導體記憶裝置核心胞 中的資料，此方法包括以下步驟： · ”（胃a)響應從該半導體記憶裝置的電源電壓產生的一比 φ 軏電壓，產生多個參考準位控制電壓，並依據預定的電阻 b匕從該電源電壓分出電壓，·以及 (b)響應參考準位控制電壓，以調整輸出電阻的阻值， 旅響應調整過的阻值產生參考胞電壓。 33·種產生參考準位的方法，經由將參考胞電流與核 心月包電流比較，以識別儲存在半導體記憶裝置核心胞中的 資料，此方法包括以下步驟： (a)伙半‘體記憶裝置的變化的電源電壓中，以恒定準 41 200531068 16273pif.doc 位產生比較電壓； (b)依據預定的電阻比，將多個電阻，響 應比較電厂堅和分壓產生多倘參電壓; (C)回應蒼考準位控制電壓轉換多個參考電流；以及 (d)響應轉換過的參考電流的組合產生參考胞電流。 3 4 · —種產生參考準位的方法，經由將參考胞電壓與核 心胞電壓比較，以識別儲存在半導體記憶裝置核心胞中的 資料，此方法包括以下步驟： (a) 從該半導體記憶裝置的電源電壓的變化中，以固定 準位產生比較電壓； (b) 依據預定的電阻比，將該電源電壓除以多個電 阻，響應該比較電壓和分壓而產生多個參考準位控制電壓； (c) 響應參考準位控制電壓，選擇地連接多個輸出電 阻；以及 (d) 經由將該電源電壓除以輸出電阻的組合阻抗而產 生參考胞電壓。 42