TW518593B - Reference signal generation for magnetic random access memory devices - Google Patents

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五、 發明說明（ 發明領娀 — 本發明係關於供資料儲存用的隨機存取記憶體 別地，本發明關於包括一陣列之記憶體胞元和用來_ 憶體胞元之電阻狀態的電路之磁性隨機存取記憶體裝置- 發明背景 〇 磁性隨機存取記憶體（“MRAM，，)係被考慮為長期資料 儲存的非依電性記憶體。在MRAM裝置中實施讀取和寫入 操作將比在如硬碟機的傳統長㈣存裝置巾實施讀取和寫 入插作快幾個等級。另外，霞鳩裝置更緊凑且比硬碟機 和其他傳統長期儲存裝置消耗較少電力。 -典型MRAM裝置包括一陣列之記憶體胞元。字組線 /口著圮憶體胞元之列而延伸，且位元線沿著記憶體胞元之 行而延伸。各記憶體胞元位於一字組線和一位元線之交叉 點處。 一圮fe體胞元儲存一位元之資訊作為一磁化定向。各 圮憶體胞元之磁化採用在任一給定時間的兩穩定定向、或 狀態之一個。平行和反平行的這兩穩定定向可代表邏輯值 ‘ 0 ’ 和 61 ’。 磁化定向影響記憶體胞元之電阻。例如，一記憶體胞 疋之電阻在磁化定向係平行時為第一值R，而在磁化定向 係反平行時為第二值R+ △ R。一選定記憶體胞元之磁化定 向和因此S己憶體胞元之邏輯狀態可由感測記憶體胞元之電 阻狀態而讀取。 可藉由把一感測電壓施於交叉選定記憶體胞元的字 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請

I 頁 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 518593 ” Α7 _____ Β7 五、發明說明（2 ) 組線、且感測裁交又選定記憶體胞元之位元線上的電流來 讀取一選定記憶體胞元之電阻狀態。感測電流（Is)係感測電 壓（Vs)和選定記憶體胞元之電阻（以或R+ △ R)的比率。因 此，感測電流應為約等於1^=%/反或151=仏/(11+^]^)。感測 電流可轉換成電壓。可藉由把資料電壓與一參考電壓（Vref) 比較來決定選定記憶體胞元之電阻狀態。例如，儲存在選 疋圮憶體胞元中的邏輯值在資料電壓大於參考電壓（即 Vdata>Vref)時為邏輯‘〇,，而在資料電壓小於參考電壓（即 Vdata<Vref)時為邏輯‘Γ。 產生用於大型交叉點電阻性MRAM陣列的參考信號 為一複雜工作。未經選定記憶體胞元上有一負載效應。在 電阻性陣列中也有，，偷溜路徑，，。再者，若不適當控制製造 裕度，則在橫過陣列之記憶體胞元電阻上將有明顯改變。 結果，由一群組之記憶體胞元使用的參考信號可能不適用 於另一群組之記憶體胞元。 备裝置大小縮減時產生參考信號變得更複雜。當尺寸 縮減時，更難以控制製造裕度。但裝置製造商之目標係減 少裝置尺寸。再者，可由橫過陣列的溫度梯度、四周電磁 雜訊、和如老化的實際效應而導致電阻改變。 有需要針對一 MRAM陣列之記憶體胞元來建立可靠 的參考信號。 發明之相n 本發明符合此需要。根據本發明之一層面，一記憶體 裝置包括一陣列之記憶體胞元；用來儲存邏輯‘ 1，的一第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵Q χ 297公爱） ^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 518593 A7 五、發明說明（ 儲子裝置，用來儲存邏輯‘〇,的一第二儲存裝置；一感 測放大& ’及用來產生針對該感測放大器的參考信號之一 電路。該電路藉由把該等第一和第二儲存裝置之輸出組合 來產生參考信號。 仗與附圖連結取用的下面詳細描述，本發明之其他層 面及優點將變得明_，藉由舉例來說日林發明之原理。曰 1式之簡 第1圖係根據本發明之mram裝置之說明圖； 第2圖係由第1圖中顯示的裝置之讀取操作的流程圖； 第3圖係根據本發明的另一MRAM裝置之說明圖； 第4圖係由第3圖中顯示的裝置之讀取操作的流程圖； 第5圖係根據本發明的又一“化八…裝置之說明圖； 第6圖係針對第5圖中顯示的裝置之一時序圖； 第7圖係根據本發明的再一 MRAM裝置之說明圖；及 第8圖係針對第7圖中顯示的裝置之一時序圖。 本發明之詳細描诫 如在用來說明的圖式中顯示的，本發明實施於包括一 陣列之記憶體胞元的MRAM裝置中。電路可產生由陣列中 之忑丨思體胞元使用的參考信號，不管在電阻上因製造裕度 和諸如橫過陣列的溫度梯度、電磁干擾和老化等其他因素 所致的改變。四個不同MRAM裝置將描述於下。顯示在第ι 和3圖中的第一和第二MRAM裝置1〇〇和2〇〇包括使用來產 生參考信號的參考胞元。顯示在第5和7圖中的第三和第四 MRAM裝置300和400包括使用來產生參考信號的電容器。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣

項

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五、發明說明（4 [第1實施例] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 請參考第1圖，第一MRAM裝置1〇〇包括一陣列之記憶 體胞元104。!己憶體胞元1〇4典型上以列和行來配置，以列 沿著X方向來延伸而行沿著y方向來延伸。陣列可具有任何 數目之列和行的記憶體胞元。 記憶體胞元104以毗連方塊102〇)至1〇2(11)來組構。第i 圖詳細顯示第一方塊1〇2(1)。只顯示記憶體胞元ι〇4之幾列 和幾行。第η方塊l〇2(n)以透視來顯示。在第一和第n方塊 間的方塊102(2)至1〇2(η·1)並未顯示。 子組線106在記憶體胞元陣列丨〇2之一側面上的平面中 沿著X方向而延伸。位元線108在記憶體胞元陣列1〇2之另一 側面上的平面中沿著y方向而延伸。各記憶體胞元1〇4係設 置在一字組線106和一位元線108之交叉點處。 各記憶體胞元104具有兩穩定電阻狀態心和Ri，而R〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 。例如，第一電阻狀態R〇對應於邏輯值‘〇，而第二電阻 狀態Ri對應於邏輯值‘ 1，。可藉由把選定記憶體胞元曝露於 外部磁場來設定一選定記憶體胞元1〇4之電阻狀態。可藉由 把寫入電流供應到交叉選定記憶體胞元104的字組和位元 線106和108來產生外部磁場。 在各方塊中的兩行110和112被保留為參考行。第一參 考行110之各參考胞元104總是儲存邏輯‘1，，且第二參考行 112之各參考胞元104總是儲存邏輯‘〇’。在各方塊之其餘行 中的記憶體胞元104儲存使用者資料。各字組線丨〇6交又儲 存使用者資料的一列記憶體胞元、以及在第一參考行丨1〇 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518593

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中的-記憶體胞元104和在第1參考行112中的一記憶體胞 凡104。因此，各字組線1〇6交又包括總是儲存邏輯T的一 記憶體胞元104、總是儲存邏輯‘丨，的一記憶體胞元1〇4及用 來儲存使用者資料的多個記憶體胞元1〇4之一列。在參考行 110和112中的έ己憶體胞元1〇4具有與儲存使用者資料的記 憶體胞元相同的構造。 雖然參考行110和112被顯示為係第一方塊1〇2(1)之第 一和第二行，它們不受這樣限制。參考行110和Η2可佔用 一 έ己憶體胞元方塊1 〇2内的任何位置。 MRAM裝置1〇〇更包括用來在一讀取操作期間選擇一 子、、且線106的一個列解碼器1丨6。可藉由把一感測電壓％施 於它來選擇字組線。感測電壓可由一電壓源114來提供。 MRAM裝置1〇〇更包括針對各方塊1〇2(i)的一駕馭電 路118和一感測放大器12〇。多條位元線1〇8被連接至各駕馭 電路118。各駕馭電路118包括把一選定位元線連接至感測 放大器120之一感測輸入的一組切換器。其他未選定位元線 則連接至接地電位。感測放大器12〇之一輸出供應到一第二 放大器122 ’其又耗合至MRAM裝置120之一 I/O塾塊124。 一個半增益放大器126也設予各方塊1〇2(丨）。半增益放 大态I26之一參考輸入連接至交叉第一參考行112之記憶體 胞元104的一第一位元線128。半增益放大器126之參考輸入 也連接至交叉第二參考行114之記憶體胞元ι〇4的一第二位 元線130。 頊;在凊額外參考第2圖，其顯示說明由第一 mraM裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 I& 之 注 意 事 項

518593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 100的一讀取操作之流程圖150。在讀取操作之開始，一字 組線106和一位元線108被選擇（方塊152)。選擇字組和位元 線106和108使一感測電流Is流過經選定字組和位元線1〇6 和108。感測電流Is也流過在選定字組和位元線1〇6和1〇8 之父叉點處的€憶體胞元10 4。例如，列解碼器116可藉由 把一感測電壓V s施於该子組線1 〇 6而選擇一字組線1 〇 6，且 駕馭電路11 8可藉由把一虛擬接地電位施於該位元線丨〇8來 選擇一位元線108。其他未選定位元線由駕馭電路118連接 至接地電位。列解碼器116和駕馭電路118響應於列和行位 址來做選擇。 感測電流Is被供應到感測放大器120之感測輸入。感測 電流之Ί：度反比於經選定記憶體胞元1 〇4之電阻狀態（且因 此’邏輯狀態）。具有一回授電阻器（Rf)的感測放大器12〇 把感測電流Is轉換成一資料電壓Vdata。感測放大器120之 輸出把資料電壓Vdata提供到第二放大器122之一輸入。 把感測電壓Vs施於選定字組線106也使第一參考電流 Ira流過在交叉第一參考行11()的經選定字組線1〇6和位元 線128之交叉點處的記憶體胞元1〇4。同樣地，施加感測電 壓Vs使第二參考電流Irb流過在交叉第二參考行丨丨2的經選 定字組線106和位元線130之交叉點處的記憶體胞元104。因 此’在參考行110和112中的參考胞元104在一字組線106被 選擇時被選擇。因為在第一參考行110中的參考胞元104儲 存邏輯‘1，（且因此具有電阻Rl)，故第一參考電流Ira等於 Vs/Ri。因為在第二參考行112中的參考胞元1〇4儲存邏輯 本紙張尺度翻中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公爱） ^--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 518593 A7 ___— _B7 五、發明說明（7 ) ‘〇’（且因此具有電阻R〇)，故第二參考電流Irb等於Vs/Ro。 |考電流Ira和Irb被供應到半增益放大器126之參考輸 入。參考電流Ira和Irb被半增益放大器126加總（方塊154)， 且總和被二分且由半增益放大器126轉換成一參考電壓 Vref(方塊156)。因此，Vref=(Ira+Irb)Rf/2。半增益放大器 126之輸出提供參考電壓Vref。 第二放大器122把資料電壓Vdata與參考電壓Vref比 較。此比較指出經選定記憶體胞元1〇4是儲存邏輯‘丨，或是 邏輯‘〇’（方塊158)。 使用各方塊中的第一和第二參考行11〇和112係根據在 記憶體胞元之電阻值上的改變係橫過陣列之距離的一函數 之假ό又。亦即，罪得較近的記憶體胞元1 比離得較遠的記 憶體胞元104在電阻狀態上將具有較小改變。因此，各記憶 體胞元方塊102(j)(而1 $ η)之第一和第二行11〇和112相 對於儲存使用者資料的記憶體胞元1 04而局部化。再者，在 參考胞元行110和112中的參考胞元形成一部份之記憶體胞 元方塊102(j)。結果，在字組線1〇6上的任何改變或方塊 l〇2(j)内的其他未選定記憶體胞元之負载效應在相同方塊 l〇2(j)中的參考胞元上將具有相似效果。因此，在相同方 塊102(j)之參考胞元行110和112中的經選定記憶體胞元和 參考胞元傾向彼此追蹤來尋求雜訊和溫度之較佳共模斥 回。結果是經選定記憶體胞元之電阻狀態的更可靠判定。 Θ 2實施例] 第3圖顯示第二記憶體裝置2〇〇，其與第一記憶體裝置

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10 518593 A7 - ______ B7 五、發明說明（8 ) 100相似。第二記憶體裝置200包括一陣列之記憶體胞元 2〇4、交叉記憶體胞元204之列的字組線2〇6及交叉記憶體胞 疋204之行的位元線208。記憶體胞元204係以方塊202(1) 至202(n)來組構。只有一方塊2〇2⑴被顯示在第3圖中。 針對第二裝置2〇〇的各方塊2〇2⑴，有串聯連接的第一 對之參考胞元25 1和252，及串聯連接的第二對之參考胞元 253和254。第一對參考胞元251/252並聯連接於第二對參考 胞元253/254。第一對參考胞元25 1/252總是儲存邏輯‘〇,和 邏輯‘1’，且分別具有電組RGa和Ru。第二對參考胞元 253/254總是儲存邏輯和邏輯‘1，，且分別具有電組RGb和 。因此，四個參考胞元251、252、253和254之組合電阻 Rref 約為（R0a+Rla)(R0b+Rlb)/(R0a+Rla+R〇b+Rlb)。若 R〇=R〇a=R〇b且Ri=Rla=Rlb，則 Rref二(Ro+RJ/2，因而參考電 阻Rref係在電組和之中點。 參考胞元25 1、252、253和254都由相同材料製成，且 都具有和其對應方塊202(j)中的記憶體胞元相同之大小。 再者，參考胞元251、252、253和254係設置在其對應方塊 202(j)附近。 參考胞元對組25 1/252和253/254被耦合於列解碼器 216和感測放大為2 5 6之參考輸入間。列解碼器216在方塊 202(j)内的一選定記憶體胞元上之讀取操作期間把一感測 電壓Vs施於參考胞元25 1、252、253和254。駕馭電路218 被耦合於位元線208和感測放大器256之感測輸入間。感測 放大器之輸出耦合至I/O墊塊224。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· -丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 518593 A7 _ B7 五、發明說明（9 ) 現在請額外參考第4圖，其顯示說明在第二MRAM裝置 200中的一讀取操作之流程圖260。在讀取操作之開始，一 字組線206和一位元線208被選擇（方塊262)，藉此列解碼器 216把感測電壓Vs施於經選定字組線206，且駕馭電路2 18 把經選定位元線208連接至感測放大器256並把所有未選定 位元線接地。一感測電流Is流過一選定記憶體胞元和經選 定位元線到感測放大器2 5 6之感測輸入。同時，列解碼器216 也把感測電壓Vs施於參考胞元對組25 1/252和253/254(方 塊264)，因而參考電流Ir流到感測放大器256之參考輸入。 參考電流Ir等於Vs/Rref。 感測放大器256把感測信號Is與參考信號ir比較。此比 較指出經選定記憶體胞元204是儲存邏輯‘1，或是邏輯 ‘0’（方塊266)。 f第3實施例] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖顯示第三記憶體裝置300，其包括一陣列之記憶 體胞元304、交叉記憶體胞元304之列的字組線3〇6及交叉記 憶體胞元3 04之行的位元線3 08。第5圖中只顯示一單一記憶 體胞元方塊302(j)。第三記憶體裝置300更包括一駕馭電路 318、一第一放大器319、一感測（第二）放大器320及針對各 記憶體胞元方塊302(j)的一取樣和保持（“S/Η”）單元321。 駕馭電路318把一選定位元線輕合至第一放大器319之 一輸入’且匕把A憶體胞元方塊3 0 2 (j)之未選定位元線岸禺 合至一接地電位。S/Η單元321包括一第一電容器322(其作 用為資料信號儲存裝置）、一第二電容器324(其作用為第一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12 518593 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10 ) 參考信號儲存裝置）及一第三電容器326(其作用為第二參 考信號儲存裝置）。第一電容器322由第一切換器328耦合至 第一放大器319之輸出。第二電容器324由第二和第三切換 器330和332耦合至第一放大器319。第三電容器326由第三 切換器332耦合至駕馭電路輸出。第一電容器322耦合至感 測放大器320之感測輸入。第二電容器324耦合至感測放大 器320之參考輸入。 S/Η單元321無需設予被感測的記憶體胞元。S/Η單元 321可形成在第三裝置300之矽基體上。 S/Η單元321更包括針對切換器328、330和3 32的控制 邏輯單元334。控制邏輯單元334如第6圖中指出地在一選定 記憶體胞元上的讀取操作期間來控制切換器328、330和 332 ° 第三裝置300之各方塊302(j)也包括一寫入電路336。 在一選定記憶體胞元上的寫入操作期間，寫入電路336把第 一寫入電流施於經選定字組線，且把第二寫入電流施於經 選定位元線。所有其他線路保持不連接。各寫入電流於經 選定記憶體胞元處產生一磁場。經組合磁場依據位元線308 上的寫入電流方向來把經選定記憶體胞元設定至低電阻狀 態R〇或高電阻狀態K。雖然讀取和寫入電路被顯示為分力 電路，它們可被整合。 現在請參考第6圖。在時間T0，一字組線306和一位元 線308被選擇，藉此一感測信號流過一選定記憶體胞元 304。感測信號之量度依據經選定記憶體胞元304之電阻狀 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 13 -------------裝--------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 518593 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ------B7 、發明說明（„) 態。在時間TO，所有三個切換器328、33〇和332係打開。 緊隨時間το之後，第一切換器328閉合來允許第一放 大裔319把第一電容器充電至電壓¥如匕。在時間丁1，第一 切換器322打開。在時間T1的電壓Vdata代表經選定記憶體 胞元304之電阻狀態。 在時間τι，邏輯‘〇’被寫入到經選定記憶體胞元3〇4。 因此，經選定記憶體胞元304之電阻被設定至r〇。 在時間T2，藉由選擇交叉字組和位元線3〇6和3〇8來再 。貝取經選定記憶體胞元3〇4。結果，一感測信號流過經選定 記憶體胞元304。 時間Τ2後，第二和第三切換器33〇和332閉合來允許第 一和第二電容器324和326充電至電壓。在時間丁3的電壓 νο代表儲存在經選定記憶體胞元3〇4中的邏輯‘〇,。 在時間T3，第二和第三切換器33〇和332打開，且邏輯 1被寫入到經選定記憶體胞元304。因此，經選定記憶體 胞元304之電阻被設定至Ri。 在時間T4 ’藉由選擇交又字組和位元線3〇6和3〇8來再 碩取經選定記憶體胞元3〇4。結果，一感測信號流過經選定 記憶體胞元304。 時間T4後’第三切換器332閉合來允許第三電容器326 充電至電壓V!。在時間T5，第三切換器332打開。在時間 T5的電壓Vl代表儲存在經選定記憶體胞元3〇4中的邏輯 ς1，。 在時間Τ5後’第二切換器33〇閉合，藉此允許第二電 本紐尺錢巾@國家標準（CNS)A4規1^210 x 297公餐） 14 518593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12 ) 容器324上的電荷和第三電容器326上的電荷來等化至參考 電壓Vref。電荷在第二和第三電容器324和326間的傳送可 很快地發生。 在時間T6,參考電壓Vref可用於感測放大器320之參考 輸入。在第一電容器322上的電壓Vdata被施於感測放大器 320之感測輸入。感測放大器320把電壓Vdata與參考電壓 Vref比較來判定是邏輯‘0’或是邏輯‘ Γ被儲存在經選定記 憶體胞元中。 在時間T7，邏輯值再儲存至經選定記憶體胞元304。 因此，若邏輯‘0’被感測，則寫入電路336把邏輯‘0’寫入到 經選定記憶體胞元304。若邏輯‘1’被感測，則寫入電路336 把邏輯‘ Γ寫入到經選定記憶體胞元304。 [第4實施例] ，第7圖顯示第四記憶體裝置400，其除了 S/Η單元421外 與第三記憶體裝置300相同。第四裝置400之S/Η單元421包 括一第一電容器422(其作用為一資料儲存裝置）、一第二電 容器424(其作用為第一參考信號儲存裝置）、及一第三電容 器426(其作用為第二參考信號儲存裝置）。 第一電容器422由第一切換器428耦合至第一放大器之 輸出。第二電容器424由第二切換器430耦合至第一放大器 輸出。第三電容器426由第三切換器432耦合至第一放大器 輸出。一第四切換器434把第二電容器424耦合至第三電容 器 426 ° 第一電容器422連接至感測放大器320之感測輸入。第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 15 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 518593 A7 B7 > 五、發明說明（13 ) 三電容器426耦合至感測放大器320之參考輸入。 S/Η單元421更包括用來在一選定記憶體胞元304上的 讀取操作期間控制切換器428、430、432和434的控制邏輯 單元436。第8圖中說明切換器428、430、432和434之控制。 現在請參考第8圖。在時間T0，一字組線306和一位元 線308被選擇，藉此一感測信號流過一選定記憶體胞元 304。感測信號之量度依據經選定記憶體胞元304之電阻狀 態。在時間T0，所有四個切換器428、430、432和434係打 開。 緊隨時間T0之後，第一切換器428閉合來允許感測電 流把第一電容器422充電至電壓Vdata。 在時間T1，第一切換器428打開。在時間T1的電壓 Vdata代表經選定記憶體胞元304之電阻狀態。 也在時間T1，邏輯‘0’被寫入到經選定記憶體胞元 304。因此，經選定記憶體胞元304之電阻被設定至R〇。 在時間T2，藉由選擇交叉字組和位元線306和308來再 讀取經選定記憶體胞元304。結果，一感測信號流過經選定 記憶體胞元304。 時間T2之後，第二切換器430閉合來允許第二電容器 424充電至電壓V〇。 在時間T3，第二切換器430打開，且邏輯‘1’被寫入到 經選定記憶體胞元304。因此，經選定記憶體胞元304之電 阻被設定至R!。 在時間T4，藉由選擇交叉字組和位元線306和308來再 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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經濟部智·慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14 ) 讀取經選定記憶體胞元304。結果，一感測信號流過經選定 記憶體胞元304。 時間T4之後，第三切換器432閉合來允許第三電容器 426充電至電壓V!。在時間τ5，第三切換器332打開。 在時間T5之後，第四切換器434閉合，藉此允許第二 電容器424上的電荷和第三電容器426上的電荷來等化至參 考電壓Vref。經等化電壓Vref約為¥()和％間的中點。亦即，

Vref与（V〇+Vi )/2。參考電壓Vre:f被施於感測放大器32〇之參 考輸入。 在時間T6,參考電壓Vref可用於感測放大器320之參考 輸入。感測放大器320把在第一電容器422上的電壓％^ 與參考電壓Vref比較來判定經選定記憶體胞元3〇4是健存 邏輯‘〇’或是邏輯‘1’。 在日守間T7 ’經選定記憶體胞元之所感測邏輯值再儲存 至經選定記憶體胞元304。 因此揭露的是產生可用的參考信號之MRAM裝置，不 管在電阻上因製造裕度和諸如橫過陣列的溫度梯度、電磁 干擾和老化等其他因素所致的改變。第一和第二裝置可實 施比第三和第四裝置快的讀取操作。然而，第三和第四敦 置因參考信號係由經選定記憶體胞元導出，而具有遠為強 健的參考信號來判定經選定記憶體胞元之邏輯狀態。 在第5和7圖中的信號儲存裝置不限於電容器。例如， 信號儲存裝置可為數位計數器。 記憶體胞元不限於任何特殊型式。例如，記憶體胞元 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 -------------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 叫593 A7 -----_____—— 五、發明說明（15 ) 可為、但不限於迴旋相依通道（“SdT，，)接合面裝置或巨型磁 阻（“GMR”）裝置。 感測放大器不限於任何特殊型式。例示的感測放大器 破揭露於2000年5月3曰申請的受讓人審查中專利申請案美 國序號第09/564,308號（代理人檔案第1〇99〇673-1號）和 1999年10月29日申請的美國序號第〇9/43〇611號中。 雖然已描述和說明本發明之幾個特定實施例，本發明不限 於這樣描述和說明的特定形式或元件配置。而是，本發明 係根據隨後的申請專利範圍而組構。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) π裝--------訂---------線赢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 518593 A7 B7 五、發明說明（16 ) 元件標號對照 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 100…第一 MRAM裝置 122…第二放大器 102(1)-102(η)、202(1)-202(η)、302(1)·302(η)···陣列 104、204、304…記憶體胞元 106、206、306."字組線 108、208、308.··位元線 110、112…參考行 114.. .電壓源 116、216…列解碼器 118、218、318…駕馭電路 120、256、320…感測放大器 124、224…輸入/輸出（I/O)墊塊 126.. .半增益放大器 128…第一位元線 150、260…流程圖 336·.·寫入電路 152、154、156、158、262、264、266···方塊 200···第二MRAM裝置 251-254…參考胞元 經濟部智•慧財產局員工消費合作社印製 300.··第三MRAM裝置 319…第一放大器 321、 421…取樣和保持（S/Η)單元 322、 324、326、422、424、426…電容器 328、330、332、428、430、432、434·"切換器 334、436..·控制邏輯單元 400.·.第四MRAM裝置 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 518593 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 BS C8 D8 t、申請專利範圍 1. 一種記憶體裝置（100)，包含有： 一方塊（102)之記憶體胞元（1〇4); 一第一儲存裝置（110)，用來儲存邏輯‘1，； 一第二儲存裝置（112)，用來儲存邏輯‘〇，； 一感測放大器（120);及 一電路，用來產生供該感測放大器用的一參考信號 (Vref)，該電路藉由把該等第一和第二儲存裝置之輸出 組合來產生該參考信號。 2·依據申請專利範圍第丨項之裝置，其中該第一儲存裝置 包括針對該方塊中之該等記憶體胞元的一第一群組 (110)之參考胞元，其中該第二儲存裝置包括針對該記 憶體胞元方塊的一第二群組（112)之參考胞元；且其中 該電路藉由把來自該等第一和第二參考胞元群組的輸 出組合來產生該參考信號；該等第一和第二群組係在 • 邊方塊之記憶體胞元中。 3·依據申請專利範圍第2項之裝置，其中該第一群組包括 第一參考胞元之一第一行（110),且該第二群組包括第 二參考胞元之一第二行（112);其中在陣列中的各記憶 體胞先被一字組線（1〇6)交叉，各字組線也交又在該第 一參考胞元群組中的一第一參考胞元及在該第二參考 胞元行中的一第二參考胞元；藉此選擇一字組線導致 第一和第二參考胞元之一對應對組被選擇，經選定參考 胞元對組之輸出由該電路組合來產生該參考信號。 4.依據申請專利範圍第3項之裝置，其中一第一位元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂-----— f請先閱讀背面之注意事項再填寫本IC 20 518593 經涨部智’慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 (128)交叉在第一行中的該等第一參考胞元；其中一第 二位元線（130)交叉在第二行中的該等第二參考胞元； 且其中該電路包括具有耦合至該等第一和第二位元線 之輸入的一個半增益放大器（126)。 5.依據申請專利範圍第2項之裝置（2〇〇)，其中該第一群組 包括用來儲存邏輯‘丨，的一第一參考胞元（252)，且該第 二群組包括用來儲存邏輯‘〇,的一第二參考胞元（251); 其中該等第一和第二參考胞元係由一線跡來交叉；且 其中該電路包括具有耦合至該線跡的一輸入之一放大 器（256)。 6·依據申請專利範圍第5項之裝置，其更包含用來儲存邏 輯‘1’的一額外第一參考胞元（254)、用來儲存邏輯‘〇,的 一額外第二參考胞元（253)、及交叉該等額外參考胞元 之一額外線跡；且其中該額外線跡也耦合至該放大器 輸入。 7·依據申請專利範圍第2項之裝置，其更包含一額外第一 參考胞元群組、一額外第二參考胞元群組、一額外電 路、及針對陣列中的記憶體胞元之各額外方塊（102(2) 至l〇2(n))的一額外感測放大器；其中各額外第一參考 胞元群組包括用來儲存邏輯‘1，的第一參考胞元，各額 外第二參考胞元群組包括用來儲存邏輯‘〇’的第二參考 胞元，且各額外電路藉由把對應的第一和第二參考胞元 群組之輸出組合來產生供一對應感測放大器用的一參 考信號；且其中各額外群組之參考胞元係在其對應的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 21 518593 A8 BS CS

   518593 AS BS C8 D8 d 六、申請專利範圍 且該控制邏輯單元在一第四時間區間期間使該第四切 換器（434)把儲存在該等第一和第二儲存裝置中的信號 等化，該經等化信號即該參考信號。 -------------裝--------訂· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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