连接存储位单元M440中字线选择晶体管，第二读使能开关M432的栅极连接读使能信号线。
[0039]读取列选开关M410的源极连接灵敏放大器M420的输出端，读取列选开关M410的漏极连接数据输出线，读取列选开关M410的第三端连接读取列选信号线。
[0040]本实施例中的用于提高自旋磁随机存储器读取可靠性的电路，将读写隔离开关和读取列选开关分开设置，能够有效进行存储位单元数据的写入和读取。参见图4，在写入工作模式下，读使能信号线送传送的读使能信号R-enable无效，写使能信号线上传送的写使能信号W-enable有效。读使能信号R-enable控制第一读使能开关M431和第二读使能开关M432截止，隔离开了读取电路和写入电路。在写使能信号W-enable有效时，当读取列选信号线上传送的读取列选信号W-Columns有效时，则有效的读取列选信号W-Columns与有效的写使能信号W-enable在第一读写隔离开关的与门处理后，产生使能enable信号。该enable信号通过使能信号线的传送控制第二读写隔离开关M452和第三读写隔离开关M453导通，写入驱动电路产生的驱动电流1?&流经存储位单元M440中的磁隧道结，I ?ltJ勺方向根据数据是O或者I而不同，或者从自由层流向参考层，或者从参考层流向自由层，完成存储单元M440中数据O或I的写入。
[0041]在读取模式下，写使能信号线上传送的写使能信号W-enable无效，读使能信号线上传送的读使能信号R-enable有效。无效的写使能信号W-enable与读取列选信号W-Columns经过与门处理后，产生的是使能信号enable无效，则使能信号enable相应的控制第二读写隔离开关M452和第三读写隔离开关M453截止，有效隔离了写入电路和读取电路。由于读使能信号R-enable有效，则读使能信号控制第一读使能开关M431和第二读使能开关M432导通，灵敏放大器M420读取存储位单元M440中存储的数据到灵敏放大器M420的输出端。若此时读取列选信号线上传送的读取列选信号R-Columns有效，则读取列选信号R-Columns控制读取列选开关M410导通，灵敏放大器M420将读取的数据自输出端传输到数据输出线Output，即读取列选开关M410和地线GND之间的存储为单元M440中存储的数据被读出到数据输出线Output。该用于提高自旋磁随机存储器读取可靠性的电路，灵敏放大器M420接在读取列选开关M410和存储位单元M440之间，即将读取列选开关M410移出了灵敏放大器M420的读取支路，则灵敏放大器M420读取支路上的开关器件减少，相应地，灵敏放大器M420的输入端与地线GND之间的等效电阻减小，灵敏放大器M420的读取电流提高，从而提高了灵敏放大器M420两输入端的匹配性，进一步提高了自旋转移力矩磁随机存储器的读取可靠性。
[0042]如图5所示，在实际应用中，自旋转移力矩磁随机存储器中通常具有多个存储位单元。通过读取列选信号线上的传送的读取列选信号R-Columns-0、R-Columns-1、...、R-Columns-n决定哪个读取列选开关M540、M541、...、M54n导通，相应的该读取列选开关连接的存储位单元中的数据被读出，形成读取列通道。
[0043]举例如下，参见图5，在写入模式下，写使能信号W-enable有效，当写入列选信号线中的列选信号W-Columns-O有效时，则其他的写入列选信号W-Columns-1、...、ff-Columns-n均无效，贝>J有效的写入列线信号W-Columns-O与有效的写使能信号W-enable经过与门处理后，产生有效的使能信号enable-Ο信号。该使能信号enable-Ο控制读写隔离开关M510、M511导通，写入驱动电路产生的驱动电流1?&流经存储位单元M520中的磁隧道结，根据数据是O或I的不同，Imte的方向从存储位单元M520中磁隧道结的自由层流向参考层，或者从存储位单元M520中磁隧道结的参考层流向自由层，对存储位单元M520完成O或I的写入。其他读写隔离开关则在使能信号enable-1、...、enable-n的控制下处于截止状态，不改变存储位位单元M521、...、M52n内的存储数据。
[0044]在读取模式下，读使能信号R-enable有效，有效的读使能信号R-enable控制的读使能开关M531、M532...、M53 (2n)导通，灵敏放大器读取存储位单元M520、M521、...、M52n内存储的数据到灵敏放大器的输出端。当读取列选信号线中的读取列选信号R-Columns-O有效时，则其他读取列选信号R-Columns-1、...、R-Columns-n无效，由读取列选信号R-Columns-O控制的读取列选开关M540则对应导通，而由读取列选信号R-Columns-1、...、R-Columns-n控制的读取列选开关M541、...、M54n则截止。由此，读取列选开关M540和地线GND之间的存储位单元M520中存储的数据被读出到数据输出线Output，而其他读取列选开关M541、...、M54n和地线GND之间的存储位单元M521、...、M52n中的数据则不会被读出。
[0045]本实施例的自旋转移力矩磁随机存储器的读取电路结构，能够有效进行存储位单元的数据的写入和读取，能够克服传统读取电路结构灵敏放大器输入端到地读取电流小、匹配性差的缺陷，在不影响存储位单元磁隧道结状态的前提下，增加了灵敏放大器输入端和地线GND之间的读取电流，增大了灵敏放大器两输入端的匹配性，从而提高自旋转移力矩磁随机存储器读取电路的可靠性。
【主权项】
1.一种用于提高自旋磁随机存储器读取可靠性的电路，其与写入驱动电路(M22)相连接且连接于存储位单元(M440)两端，包括读取列选开关(M410)、灵敏放大器(M420)、读使能开关、读写隔离开关，其特征在于:所述读写隔离开关连接于写入驱动电路(M22)和存储位单元(M440)之间； 所述读使能开关包括第一读使能开关(M431)和第二读使能开关(M432)，所述第一读使能开关(M431)连接于所述灵敏放大器(M420)的输入端和存储位单元(M440)之间，所述第二读使能开关(M432)连接于所述地线(GND)和存储位单元(M440)之间； 所述读取列选开关(M410)连接于所述灵敏放大器(M420)的输出端。2.根据权利要求1所述的用于提高自旋磁随机存储器读取可靠性的电路，其特征在于:所述读写隔离开关包括第一读写隔离开关(M451)、第二读写隔离开关(M452)和第三读写隔离开关(M453); 所述读取列选开关(M410)、第一读使能开关(M431)、第二读使能开关(M432)、第二读写隔离开关(M452)和第三读写隔离开关(M453)均为MOSFET管； 所述第一读写隔离开关(M451)为一与门，所述第一读写隔离开关(M451)的一个输入端连接写入列选信号线，所述第一读写隔离开关(M451)的另一个输入端连接写使能信号线，所述第一读写隔离开关(M451)的输出端连接使能信号线； 所述第二读写隔离开关(M452)的漏极连接写入驱动电路(M22)，所述第二读写隔离开关(M452)的源极连接存储位单元(M440)，所述第二读写隔离开关(M452)的栅极连接使能信号线； 所述第三读写隔离开关(M453)的漏极连接写入驱动电路(M22)，所述第三读写隔离开关(M453)的源极连接存储位单元(M440)，所述第三读写隔离开关(M453)的栅极连接使能信号线； 所述第一读使能开关(M431)的源极连接存储位单元(M440)，所述第一读使能开关(M431)的漏极连接灵敏放大器(M420)的输入端，所述第一读使能开关(M431)的栅极连接读使能信号线； 所述第二读使能开关(M432)的源极接地线(GND)，所述第二读使能开关(M432)的漏极连接存储位单元(M440)，所述第二读使能开关(M432)的栅极连接读使能信号线； 所述读取列选开关(M410)的源极连接灵敏放大器(M420)的输出端，所述读取列选开关(M410)的漏极连接数据输出线，所述读取列选开关(M410)的第三端连接读取列选信号线。3.根据权利要求2所述的用于提高自旋磁随机存储器读取可靠性的电路，其特征在于:所述存储位单元(M440)包括一磁隧道结以及与所述磁隧道结的参考层相连接的字线选择晶体管； 所述第二读写隔离开关(M452)的源极与所述存储位单元(M440)中磁隧道结的自由层相连接，所述第三读写隔离开关(M453)的源极与所述存储位单元(M440)中字线选择晶体管相连接； 所述第一读使能开关(M431)的源极与存储位单元(M440)中磁隧道结的自由层相连接，所述第二读使能开关(M432)的漏极与存储位单元(M440)中字线选择晶体管相连接。
【专利摘要】本发明涉及一种用于提高自旋磁随机存储器读取可靠性的电路，包括读取列选开关、灵敏放大器、读使能开关、读写隔离开关。读写隔离开关连接于写入驱动电路和存储位单元之间。读使能开关包括第一读使能开关和第二读使能开关，第一读使能开关连接于所述灵敏放大器的输入端和存储位单元之间，第二读使能开关连接于所述地线和存储位单元之间。读取列选开关连接于灵敏放大器的输出端。该用于提高自旋磁随机存储器读取可靠性的电路中，灵敏放大器输入端与地线之间的等效电阻相应减小，灵敏放大器的读取电流提高，从而提高了灵敏放大器两输入端的匹配性，提高了自旋转移力矩磁随机存储器的读取可靠性。
【IPC分类】G11C11/16
【公开号】CN105070314
【申请号】CN201510523684
【发明人】张丽, 庄奕琪, 汤华莲, 赵巍胜, 刘礼文
【申请人】西安电子科技大学宁波信息技术研究院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月24日