专利名称：包括存储器矩阵的电路和位线噪声补偿的读取方法
技术领域：
本发明涉及包括存储器矩阵的电路。
背景技术：
随着位线之间的距离减小，存储器矩阵的相邻位线上的信号之间的串
扰是日益突出的问题。美国专利No 6,639,846描述了解决该问题的方法， 所述方法包括将感测数据的位线的任一侧上的位线接地。因此，屏蔽了来 自另外的位线的串扰。然而，这减少了能够并行读取的位线的数量。此外， 完全的屏蔽是不可能的。
另一方法在文章中提及，该文章的题目是"Single Event Mirroring and DRAM Sense Amplifier Designs for Improved Single-Event Upset Performance", 由KushGulati、 Lioyd W.Massengil禾口 Ghasi R.Agmwal于 1994年12月发表在IEEE Transactions on Nuclear Science Vol 41的 2026-2034页。该文章描述了一种技术，该技术使用具有与位线耦合的输 入端以及与参考存储器单元耦合的参考位线的差分读出放大器。该文章建 议在感测之前，将位线连接到参考线路。该方法是在感测过程的一部分期 间使用在位线和参考线路之间的电容耦合或者通过具有合适的滤波器性 能(将有害的波动传送到参考线路)的滤波器实现的。该文章提到能够使 用该方法减少位线间耦合噪声。然而，该方法仅部分有效，因为需要复杂 的滤波器确保位线上的相关响应未传送到参考线路，或当没有发生相关响 应时，仅部分时间能够使用耦合。
发明内容
本发明的其中一个目的是提供一种具有存储器的电路，其中减小了读 出放大器上位线之间的串扰效应。
提供根据权利要求l所述的电路。此处，通过耦合电路，将来自第一位线的信号施加到差分读出放大器的第一输入端，所述耦合电路可以简单 地由连接导体组成，或包括开关、多路复用器等。将来自参考电路的信号 施加到差分读出放大器的第二输入端。与第一位线相邻的列中的存储器单 元耦合的第二位线通过交叉耦合电路与参考电路耦合，所述交叉耦合电路 可以简单地包括连接导体，或包括开关、多路复用器等，使得第二位线上 的位线信号值影响参考输出端上的参考信号值。选择耦合的大小，以使在 参考信号上的效应至少在第一位线上部分地复制第二位线的串扰效应。因 此，减少感测上的串扰效应。优选地，为存储器矩阵配置多个这种读出放 大器和参考电路的组合以并行地感测不同位线。
在一个实施例中，配置交叉耦合电路以将第一位线的两侧相邻的位线 耦合到参考电路。因此，减少了感测时来自两侧的串扰效应。在另一实施 例中，也将非相邻位线耦合到参考电路以减少该位线上信号值的相关性。
参考信号适配(adaptation)的这种形式对于具有存储器单元的存储 器是尤其有益的，所述存储器单元存储表示n进制(n>2)数字值的模拟 值。通过这种方法，不同值之间的更好分辨是可能的。例如，这可以应用 到诸如闪存之类的非易失性存储器。
参考附图，从示例实施例的下面描述中，这些和其它目的以及有益方 面将变得显而易见。
图1示出了具有存储器矩阵的电路的一部分； 图la示出了参考电路； 图2示出了检测电路；
图3示出了读出放大器和参考电路的一个实施例； 图4示出了电路的一部分。
具体实施例方式
图1示出了具有存储器矩阵10的电路，所述存储器矩阵10包括多个 存储器单元的列100。对于每一个列100，电路包括各自的位线12、差分 读出放大器14及参考电路15。对于每一个列100，列100的位线12是与列100中的存储器单元耦合的导体。对于每一个列100，用于列100的差 分读出放大器14具有与列100的位线12耦合的第一输入端和与用于列 100的参考电路15的输出端耦合的第二输入端。对于每一个列100，用于 列100的参考电路15的输入端与用于相邻列100 (或者在列位于矩阵的 边缘处情况下的列)的位线12耦合。
图la示出了包括核心参考电路16 (它不依赖于位线上的信号)和将 核心参考电路16的输出端与相邻位线(未示出)耦合的电阻性元件18的 参考电路15的一个实施例。应该理解的是该参考电路仅为一个实施例。 在其它实施例中，需要配置更多分离的核心参考电路。
在操作中，通过行寻址电路(未示出)并行选择各自列中的存储器单 元行。启用选择的行的存储器单元以影响各自列的位线12上的信号变化。 差分读出放大器14放大第一输入端处的位线12上的所得信号和来自参考 电路16的输出端的信号之间的差异。将差分读出放大器14的输出信号提 供给另外电路(未示出)，差分读出放大器14和/或另外电路产生数字信 号。在一个实施例中，将每一个输出信号转换为二进位信号(具有两个可 能的值之一)，但是，在另一实施例中，通过比较信号和多于一个的不同 阈值，将每个输出信号转换为n进制信号(n>3)。这可以通过各种方法实 现。在一个实施例中，检测电路包括一个差分读出放大器14和一个参考 电路15。在该实施例中，切换参考电路15以连续地提供一系列连续的参 考信号，每一个在与n值的不同值相对应的连续信号范围对之间分辨。在 该实施例中，通过允许来自相邻位线的信号变化以影响参考信号，来改变 每一个连续的参考信号。
图2a示出了另一实施例，其中，并行配置用于位线12的具有多个差 分读出电路14和参考电路15的检测器20。在该实施例中，每一个参考 电路15提供各自的参考信号之一，并且通过允许来自相邻位线12的信号 变化以影响参考信号，来改变每一个参考信号。将读出放大器的输出馈送 至译码电路，所述译码电路从读出放大器的输出信号获得数字信号。在另 一实施例中，可以使用一个参考电路产生互相具有预定偏移的不同参考信 号。例如，可以将该技术应用到具有诸如闪存之类的非易失性存储器单元 的存储器中。图中未示出相邻列ioo之间的本征耦合电容，所述电容是由于一条位: 线到下一位线的电场。这些本征电容导致串扰，其效应是，除了由于与^立
线12直接耦合的存储器单元的信号变化之外，位线12上的信号变化还导 致相邻位线12中的交叉耦合信号变化。
设置参考电路15，用于响应用于相邻列100的位线12上的信号变化， 产生核心参考电路16的输出端上的信号变化，它具有与相邻位线12之间 的串扰效应相同的大小。在图la的实施例中，电阻性元件18响应用于相 邻列100的位线12上的信号变化，影响核心参考电路16的输出端上的信 号变化。选择电阻性元件18的电阻值，使得感应的信号变化具有与列100 的位线12上的交叉耦合的信号变化的大小相同的大小。特定的值取决于 矩阵的几何形状。
图3示出了差分读出放大器和参考电路的实施例的示例。在该实施例 中，差分读出放大器包括交叉耦合电流镜像对30、 32。第一电流镜像30 具有与位线12及第二电流镜像32的输出端耦合的输入端。通过参考晶体 管34形成参考电路，所述参考晶体管34具有在供电电源连接Vdd和第 二电流镜像32的输入端之间耦合的沟道，所述第二电流镜像32的输入端 与第一电流镜像30的输出端耦合。将用于不同列的参考晶体管34的栅极 互相耦合，并且与参考电压源(未示出)耦合。在一个实施例中，参考电 压源提供恒定的参考电压。在另一实施例中，参考电压源可以提供可选择 的参考电压。在该实施例中，电阻性元件18根据相邻位线上的电压的变 量，将可变量的电流加入到来自参考晶体管34的电流中。
应该理解，图2仅示出了差分读出放大器和参考源的一个实施例。在 其它实施例中，例如，可以使用与供电电源连接Vdd耦合的电阻性元件 代替参考晶体管34。类似地，可以使用长尾对类型的差分放大器或交叉 耦合的电压放大器等等代替交叉耦合的电流镜像。
类似地，应该理解，可以使用通过诸如电容之类的其它元件的交叉耦 合代替通过电阻性元件18的交叉耦合。电阻性元件18可以实施为电阻器 (例如，集成电路中的电阻性材料区域)或晶体管的沟道。作为另一替代， 可以使用耦合的晶体管，所述晶体管将它们的栅极与相邻位线耦合，并且 将它们的沟道耦合在参考电路的输出端和参考源之间。作为再一替代，可以使用更复杂的参考电路，其中来自相邻位线12 的耦合线路不简单地与参考电路的输出端耦合，而是与该参考电路的输入 端耦合。通过在它的输出端处向参考信号加入信号变化，参考电路在这些 输入端处响应信号变化。在又一实施例中，参考电路可以与差分读出放大
器14整体或部分地集成。
在每一个类型的实施例中，优选地，耦合元件或对来自相邻位线的f言
号的响应行为设计为提供如下的耦合强度该耦合强度引起差分读出放大 器的参考输入端上的信号变化，所述差分读出放大器具有与相邻位线感应 的位线12上引起的变化相同的大小。然而，应该理解，即使耦合与理想、 的耦合强度不同使得补偿不完全，也可以实现感应的改善。只要参考输入 端上的引起的信号变化具有小于差分读出放大器的信号输入端上的相邻 位线引起的变化的两倍的大小，就将在差分读出放大器的输入端处出现差
分交叉耦合的减少。类似地，虽然优选地，将列的任一侧上的列ioo的相
邻位线与该列的参考电路耦合，应该理解，在一个实施例中，通过将相邻 位线仅从一侧与参考电路耦合，已经可以实现了差分读出放大器上的串扰 效应的减少。
虽然己经示出的实施例具有位线与参考电路输出端的固定耦合，应该
理解，也可以使用切换的耦合。图4示出了实施例的实例，其中读出放大 器14和参考电路46在位线之间是多路复用的。参考电路46可以包括与 位线不相关的参考电路，该参考电路具有输出端和与该输出端耦合的电阻 性元件(如图l所示)，或作为替代，包括具有用于接收来自其它位线的 信号以影响参考信号的输入端的一些其它电路。
位线可交替地表示为偶数位线12a和奇数位线12b。配置第一多路复 用电路40以便将位线12a、 b与差分读出放大器14的信号输入端耦合。 配置第二多路复用电路42以便将位线12a、 b与参考电路46耦合。每一 次将偶数位线12a及其左侧相邻的奇数位线12b与第一多路复用电路40 耦合，并且将偶数位线12a及其右侧相邻奇数位线12b与第二多路复用电 路42耦合。第一多路复用电路40的输出端与相应的差分读出放大器14 的信号输入端耦合。第二多路复用电路42的输出端与参考电路46对耦合。
配置控制线路44，以在偶数模式和奇数模式之间切换第一和第二多路复用电路40、 42 (虽然示出了单个控制线路44，实际上可以使用承载 互相相反的控制信号的控制线路对)。在偶数模式中，第一多路复用电足各 40将偶数位线12a与差分读出放大器14的参考输入端耦合，第二多路复 用电路42将奇数位线12b与节点耦合，所述节点与用于差分读出放大器 14的参考电路46耦合，所述差分读出放大器14与相邻偶数位线12a耦 合。在奇数模式中，第一和第二多路复用电路40将奇数位线12b与差分 读出放大器14的参考输入端耦合，第二多路复用电路42将偶数位线12a 与节点耦合，所述节点与用于差分读出放大器14的参考电路46耦合，所 述参考电路46与相邻的奇数位线12b耦合。
通过该方法，多路复用电路40， 42将位线12连接的组合偏移提供给 读出放大器14和参考电路46。多路复用电路40使得选择某一组位线与 读出放大器14的信号输入端耦合成为可能。当位线12与读出放大器14 耦合时，其相邻位线12与用于读出放大器的参考电路46耦合。虽然已经 示出了实例，其中两条位线12组与差分读出放大器14相关，应该理解， 能够使用更大的组。在这种情况下，在与读出放大器的信号输入端耦合的 位线之间存在多于一个的中间位线12。在这种情况下，配置第二多路复 用电路42，将这些中间位线12的选择的那些与用于差分读出放大器14 的参考电路16耦合，所述差分读出放大器14与中间位线的各自侧上的位 线12连接。
虽然已经示出了实施例，其中读出期间将位线12与差分读出放大器 14和核心参考电路16连续地耦合，应该理解，可以使用暂时耦合代替。 例如，在可以中断耦合后，可以将位线与差分读出放大器14和核心参考 电路16耦合， 一直到取样时间间隔的结束。只要中断与差分读出放大器 14和核心参考电路16的耦合，同时位线12上的变化将以相同方式影响 差分读出放大器的信号输入端和参考输入端。因此，在中断后可以发生至 少一部分放大。在另一实施例中，可以仅在中断后激活差分读出放大器 14。
权利要求
1、一种电路，所述电路包括存储器矩阵(10)，具有多个存储器单元列(100)以及与各自列中的存储器单元耦合的位线(12)；具有参考输出端的参考电路(15)；具有第一和第二输入端的差分读出放大器(14)；用于将差分读出放大器(14)的第一输入端至少与位线(12)中的第一位线耦合、并且将差分读出放大器(14)的第二输入端与参考输出端耦合的电路；交叉耦合电路，配置为至少将与位线(12)中的第一位线相邻的位线(12)中的第二位线与参考电路(15)耦合，使得位线(12)中的第二位线上的位线信号值影响参考输出端上的参考信号值，在位线(12)中的第一位线上的位线信号值上，至少部分地复制位线(12)中的第二位线上的位线信号值的串扰效应。
2、 根据权利要求1所述的电路，其中配置交叉耦合电路，以便将在 位线(12)中的第一位线的相对侧上相邻的位线(12)的多个第二位线与 参考电路(15)耦合，使得位线(12)的每一个第二位线上的位线信号值 影响参考输出端上的参考信号值。
3、 根据权利要求l所述的电路，其中配置交叉耦合电路和/或参考电 路(15)，使得位线(12)中的第二位线上的位线信号值对于参考输出端 上的参考信号值的效应大小等于位线(12)中的第二位线上的位线信号值 对于位线(12)中的第一位线上的位线信号值的效应。
4、 根据权利要求1所述的电路，其中参考电路(15)包括耦合在位 线(12)中的第二位线和参考输出端之间的电阻性元件(18)。
5、 根据权利要求4所述的电路，其中参考电路(15)包括电流源电 路(34)，所述电流源电路(34)具有与参考输出端耦合的电流输出端。
6、 根据权利要求1所述的电路，其中存储器矩阵(10)包括与位线 耦合的非易失性存储器单元。
7、 根据权利要求l所述的电路，包括检测电路(20)，用于确定位线中的第一位线上的信号位于两个以上信号范围中的哪一个信号范围中，所述检测电路包括差分读出放大器(14)，至少用于分辨相邻的范围对中的信号。
8、 根据权利要求1所述的电路，其中存储器矩阵(10)包括多个存 储器单元列、各自列(100)相对应的每条位线(12)，对于每个列(100)， 所述电路包括各自的参考电路(15)、各自的差分读出放大器(14)和各 自的交叉耦合电路，将特定列(100)相对应的每条位线(12)与用于该 特定列(100)的差分读出放大器(15)的第一输入端耦合，将用于该特 定列(100)的参考电路(15)与用于该特定列(100)的差分读出放大器(14)的第二输入端耦合，用于该特定列(100)的交叉耦合电路至少将 用于与该特定列(100)相邻的另外列(100)的位线(12)与参考电路(15) 耦合，使得用于另外列的位线(12)上的位线信号值影响用于该特定列(100)的参考电路(15)的参考输出端上的参考信号值。
9、 根据权利要求l所述的电路，其中矩阵包括存储器单元列(100) 的多个组、各自列(100)相对应的每一条位线(12)，对于列(100)的 每一个组，所述电路包括多路复用电路(40， 42)、各自的参考电路(46)、 各自的差分读出放大器(14)和各自的交叉耦合电路，通过多路复用电路(40， 42)，将特定组中的列相对应的位线(12)与用于该特定组的差分 读出放大器(14)的第一输入端耦合，通过多路复用电路(40， 42)，将 与该特定组中的任何列(100)相邻的列(12)的位线(12)与用于该特 定组的参考电路(46)耦合，将用于该特定组的参考电路(46)与用于该 特定组的差分读出放大器(14)的第二输入端耦合，配置多路复用电路(40， 42)，以便将该组的位线(12)中的可选择的那些位线与差分读出放大器(14)的第一输入端耦合，而将所选择的一条位线的至少一个相邻位线(12)与用于该特定组的参考电路(46)耦合。
10、 一种从具有多条位线(12)的存储器矩阵(10)中读取数据的方 法，所述方法包括配置具有第一和第二输入端的差分读出放大器(14); 将从位线(12)中的第一位线中获得的信号提供给第一输入端； 将来自参考电路(15)的参考输出端的参考信号提供给第二输入端；至少将位线(12)的第二位线与参考电路(15)耦合，该位线(12) 的第二位线与位线(12)中的第一位线相邻，使得位线(12)中的第二位 线上的位线信号值影响参考输出端上的参考信号值，在位线(12)中的第 一位线上的位线信号值上，至少部分地复制位线(12)中的第二位线上的 位线信号值(12)的串扰效应。
全文摘要
从具有多条位线(12)的存储器矩阵(10)读取数据。差分读出放大器(14)接收从第一输入端上的位线(12)中的第一位线获得的信号。差分读出放大器(14)接收从参考电路(15)的参考输出端到第二输入端的参考信号。将与位线(12)中的第一位线相邻的位线(12)中的第二位线与参考电路(15)耦合，使得位线(12)中的第二位线上的位线信号值影响参考输出端上的参考信号值，在位线(12)上的第一位线上的位线信号值上，至少部分地复制位线(12)的第二位线上的位线信号值(12)的串扰效应。
文档编号G11C7/00GK101416251SQ200780011964
公开日2009年4月22日 申请日期2007年3月27日 优先权日2006年3月30日
发明者尼古拉斯·兰伯特, 维克托·M·G·范艾科特 申请人:Nxp股份有限公司