用于提供参考单元的系统和方法_3

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器102可包括耦合至对应于第一参考单元的位线的第二负载晶体管(例如,负载晶体管366)并且可包括耦合至对应于第二参考单元的位线的第三负载晶体管(例如,负载晶体管364)。例如,负载晶体管366耦合至对应于参考单元130的位线136,并且负载晶体管364耦合至对应于参考单元132的位线118。
[0054]每个负载晶体管可以耦合至钳位晶体管。例如,负载晶体管362、364和366分别耦合至钳位晶体管372、374和376。钳位晶体管372、374和376中的每一者可以用于基于共栅极电压VCLAMP来限制电流和电压。感测放大器102可包括比较电路(例如,比较电路312)。
[0055]在读取操作期间,感测放大器102可以激活位线136和118以在感测放大器102处从参考单元130和132生成参考电压Vref 354,如参照图1_2所描述的。位线118、136并联耦合并且在钳位晶体管374、376的输出端处具有电压VBLref。另外,感测放大器102可以激活位线114以在感测放大器102处生成数据电压352,如参照图1所描述的。参考电压354和数据电压352可被提供给比较电路312的输入端。比较电路312可以基于参考电压354和数据电压352的比较来输出表示存储在数据单元116处的数据值的信号。
[0056]通过参考单元130的参考电流可以对应于通过存储第一逻辑状态(例如,逻辑O)的单个MTJ单元的有效电阻的电流。通过参考单元132的参考电流可以对应于通过存储第二逻辑状态(例如,逻辑I)的单个MTJ单元的有效电阻的电流。因此,参考电压354可以根据具有减小的单元到单元变化的电流平均参考方案来生成。
[0057]参照图4,公开了MRAM设备的另一特定实施例的示图并且该示图一般地指定为400 JRAM设备400包括耦合至图1的感测放大器102的存储器阵列(例如,存储器阵列428)。存储器阵列428可包括多个MTJ单元列。存储器阵列428包括图1的数据单元116、参考单元430和参考单元432。每个参考单元430、432包括多个(例如,四个)MTJ单元。例如,参考单元430包括MTJ单元410、412、414和416。参考单元(例如,参考单元430、432)的每个MTJ单元可以连接至不同的字线。例如,MTJ单元410、412、414和416分别连接至字线106、108、110、112。参考单元(例如,参考单元430、432)的每个MTJ单元可以连接至位线。例如,MTJ单元410、412、414和416各自连接至位线436。作为另一示例,参考单元432具有各自连接至位线418并且各自分别连接至字线106、108、110和112之一的四个MTJ单元402、404、406和408。
[0058]如图4中所解说的,参考单元的MTJ单元的第一子集可以存储第一逻辑状态(例如,逻辑O),并且该参考单元的MTJ单元的第二子集可以存储第二逻辑状态(例如,逻辑I)。例如,参考单元430的MTJ单元410和412可以存储逻辑I,并且参考单元430的MTJ单元414和416可以存储逻辑O。作为另一示例,参考单元432的MTJ单元402和404可以存储逻辑I,并且参考单元432的MTJ单元406和408可以存储逻辑O。
[0059]在读取操作期间,可以通过使数据电流通过数据单元116来向感测放大器102提供数据电压,如参照图1所描述的。参考电压可以由通过参考单元430或参考单元432的参考电流来生成,其用作电阻平均参考。在参考单元中使用较多MTJ单元可以通过对MTJ单元中可能出现的变化效果取平均来减少该变化效果。替换地,一个以上参考单元可被激活(例如,参考单元430和432两者均可被激活)以进一步减少MTJ单元变化对参考电压的影响。
[0060]参照图5,公开了MRAM设备的一特定实施例并且该实施例一般地指定为500 JRAM设备500可包括耦合至感测放大器的多个(例如,两个)存储器阵列或存储器组。例如,MRAM设备500包括耦合至图1的感测放大器102的存储器阵列502、504。每个存储器阵列502、504包括多个MTJ单元列。MTJ单元列可包括数据单元、参考单元、或两者。例如,一个MTJ单元列包括数据单元列540和参考单元532。作为附加示例,另一个MTJ单元列包括数据单元列542和参考单元530 JTJ单元列中的每一个MTJ单元可以连接至不同的字线。例如,存储器阵列502中的参考单元530、532的每一个MTJ单元连接至字线(例如,字线106、108、110和112)。存储器阵列504中的参考单元534、536的每一个MTJ单元连接至字线(例如,字线506、508、510和512)。数据单元116在与参考单元532相同的MTJ单元列中并且连接至字线104 JTJ单元列中的每一个MTJ单元可以连接至共同的位线。例如,数据单元列540和参考单元532连接至位线518。如图5中所解说的,参考单元536和532存储第一逻辑值(例如,逻辑O),并且参考单元534和530存储第二逻辑值(例如,逻辑I)。
[0061]在读取操作期间,数据电压可以由MRAM设备500的存储器阵列提供给感测放大器102,并且参考电压可以由MRAM设备500的另一存储器阵列提供给感测放大器102。例如,在存储器阵列502的数据单元116的读取操作期间,参考电压可以根据电流平均方案由存储器阵列504的参考单元534、536提供,诸如参照图2和3所描述的。从不同于正在从其读取数据的存储器阵列的存储器阵列提供参考电压可以减少(或消除)MRAM设备500中断开连接的MTJ单元的数目(例如,与图1的存储器阵列128相比),由此提高MRAM设备500的存储密度。
[0062]参照图6,公开了MRAM设备的另一特定实施例并且该实施例一般地指定为600。MRAM设备600可包括耦合至感测放大器的多个(例如,两个)存储器阵列或存储器组。例如,MRAM设备600包括耦合至图1的感测放大器102的存储器阵列602、604 JRAM设备600的各组件可以按与图5的MRAM设备500的对应组件相似的方式来操作。然而,MRAM设备600的参考单元630、632、634和636被配置成根据电阻平均参考方案来操作,诸如参照图4所描述的。
[0063]参照图7,公开了使用多个磁性存储元件来提供参考电压的方法并且该方法一般地指定为700。方法700可以由图1的MRAM设备100、图4的MRAM设备400、图5的MRAM设备500、图6的MRAM设备600、或其组合来实现。
[0064]方法700包括在702经由四条字线来激活第一存储器阵列的参考单元,该参考单元包括四个磁性隧道结(MTJ)单元。例如,图1的设备100可经由字线106、108、110和112来激活存储器阵列128的参考单元130和参考单元132,如参照图1进一步描述的。作为另一示例,图6的设备600可经由字线606、608、610和612来激活存储器阵列604的参考单元634、参考单元636或这两者,如参照图6进一步描述的。
[0065]方法700还可包括在704生成通过耦合至该参考单元的第一位线的参考电流,其中这四个MTJ单元耦合至第一位线。例如,图1的设备100可以生成通过耦合至参考单元130的位线136的第一参考电流并且生成通过親合至参考单元132的位线118的第二参考电流,如参照图1进一步描述的。作为另一示例,图6的设备600可以生成通过耦合至参考单元534的第一位线、通过耦合至参考单元536的第二位线、或通过二者的第一参考电流,如参照图1进一步描述的。
[0066]方法700进一步包括在706将电压应用于第一存储器阵列的数据单元以生成数据电流以及在708将对应于该数据电流的数据电压与对应于参考电流的参考电压进行比较以确定该数据单元的逻辑状态。例如,数据单元和参考单元可以在相同的存储器阵列(诸如图1的存储器阵列128或者图4的存储器阵列428)中。为了解说,图1的设备100可以将电压应用于存储器阵列128的数据单元116以生成数据电流,如参照图1进一步描述的。图1的感测放大器102可以将对应于数据单元116的数据电压与对应于使用参考单元130和132所生成的参考电流的参考电压进行比较,如参照图1和2进一步描述的。
[0067]替换地,方法700可包括在710将电压应用于第二存储器阵列的数据单元以生成数据电流以及在712将对应于该数据电流的数据电压与对应于参考电流的参考电压进行比较以确定该数据单元的逻辑状态。例如,数据单元和参考单元可以在不同的存储器阵列中,诸如图5的存储器阵列502中的数据单元和参考单元中的一者以及存储器阵列504中的数据单元和参考单元中的另一者(或者图6的存储器阵列602中的数据单元和参考单元中的一者以及存储器阵列604中的数据单元和参考单元中的另一者)。为了解说,图6的设备600可以将电压应用于存储器阵列602的数据单元116以生成数据电流,如参照图6进一步描述的。图1的感测放大器102可以将对应于数据单元116的数据电压与对应于使用存储器阵列604的参考单元634、参考单元636、或二者所生成的参考电流的参考电压进行比较,如参照图2和6进一步描述的。
[0068]图7的方法可由现场可编程门阵列(FPGA)设备、专用集成电路(ASIC)、处理单元(诸如中央处理器单元(CPU))、数字信号处理器(DSP)、控制器、另一硬件设备、固件设备、或其任何组合来实现。作为示例,图7的方法可由执行指令的处理器来执行,如参照图8所描述的。
[0069I因此,方法700可以从参考单元提供参考电流,这减少了个体参考MTJ元件的电阻值变化对参考电流的影响。
[0070]参考图8,描绘了一种设备的特定解说性实施例的框图,并将该设备一般地指定为800。在一解说性实施例中,设备800包括图1的设备100、图4的设备400、图5的设备500、或者图6的设备600。设备80
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