灵敏放大器电路的制作方法

文档序号:16004299发布日期:2018-11-20 19:51阅读:218来源:国知局

本发明涉及半导体集成电路领域,特别是涉及一种SONOS(Silicon–Oxide–Nitride–Oxide–Silicon闪速存储器)读余量一致性的灵敏放大器电路。



背景技术:

在纯5V工艺平台上,EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory电可擦可编程只读存储器)的电源电压范围为:2.0V~5.5V。

现在SONOS使用的灵敏放大器如图1所示,其工作过程如下:

当选中SONOS单元读时:

先对bl端充电。SONOS单元漏端电位受反相器inv1控制,节点cl端的电位被钳位在反相器inv1的翻转点附近。在预充电时,PMOS晶体管P3,P4关闭。

预充电结束后,PMOS晶体管P3打开。如果读取SONOS擦除后的单元,dl端的电位会快速下降,PMOS晶体管P4打开,使得PMOS晶体管P4的漏端电位被上拉到电源电压端vpwr,使得输出端Dout输出为0;如果读取SONOS写入后的单元,dl端电位不会被下拉,使得PMOS晶体管P4不能打开,PMOS晶体管P4的漏端继续为0电位,输出端Dout输出保持为1。

该灵敏放大器中PMOS晶体管P1的镜像电流,只要保证在读SONOS写入后的单元时,dl端的电位不往下掉,却又能被读SONOS擦除后的单元下拉就行。NMOS晶体管N1管的镜像电流同样只需一个小电流,当读1时,PMOS晶体管P4关闭,能把PMOS晶体管P4的漏端下拉到0。

在纯5V工艺中,灵敏放大器的电源电压端vpwr的电压为:2.0V~5.5V。电压范围较广,在对读选中列作预充电时,cl处的稳定电压点会有较大的浮动,影响SONOS单元在不同电压下,读余量的一致性。即低电压读SONOS写入后的单元有较好的读余量,高电压读SONOS擦除后的单元有较好的读余量。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种灵敏放大器电路,在读VTP(SONSO单元写1后的读余量),VTE(SONSO单元擦除后的读余量)时能具有更好的一致性。

为解决上述技术问题,本发明的灵敏放大器电路,包括:第一PMOS晶体管至第五PMOS晶体管;第二PMOS晶体管至第四PMOS晶体管的源极与电源电压端vpwr相连接,第三PMOS晶体管的栅极输入信号预充电的反信号preb,第二PMOS晶体管的栅极输入P型镜像电流栅极端电压信号pbias,第四PMOS晶体管的栅极输入第一与非门的输出信号senseb;第二PMOS晶体管的漏极与第一PMOS晶体管的源极相连接,第一PMOS晶体管的栅极输入读时间控制信号saen1的反信号saen1b,第四PMOS晶体管的漏极与第五PMOS晶体管的源极相连接,第三PMOS晶体管的漏极与第一PMOS晶体管的漏极、第五PMOS晶体管的栅极和第一NMOS晶体管的漏极相连接,其连接的节点记为dl,第一NMOS晶体管的源极与第一反相器的输入端和列选择电路CMUX的一端相连接,其连接的节点记为cl,第一反相器的输出端与第一NMOS晶体管的栅极相连接;第四NMOS晶体管作为闪速存储器SONOS,列选择电路CMUX的另一端与第四NMOS晶体管的漏极相连接,其连接的节点记为bl,第四NMOS晶体管的栅极输入SONOS单元栅极门电位控制信号wls,第五NMOS晶体管作为SONOS单元选择管,第四NMOS晶体管的源极与第五NMOS晶体管的漏极相连接,第五NMOS晶体管的栅极输入字线选择信号wl,第五NMOS晶体管的源极接地;

第五PMOS晶体管的漏极与第二NMOS晶体管的漏极、第三NMOS晶体管的漏极和第二反相器的输入端相连接,第二NMOS晶体管的栅极输入N型镜像电流栅极端电压信号nbias,第三NMOS晶体管的栅极输入读时间控制信号saen1的反信号saen1b,第二NMOS晶体管的源极和第三NMOS晶体管的源极接地;第二反相器的输出端作为电路的输出端Dout;

第一与非门的一输入端输入预充电的反信号preb,另一输入端输入读时间控制信号saen1,其输出端的输出信号记为senseb;其特征在于,还包括:

第六PMOS晶体管的源极与电源电压端vpwr相连接,其漏极和栅极与第六NMOS晶体管的栅极相连接,第六NMOS晶体管的漏极与所述第一反相器的输出端相连接,第六NMOS晶体管的源极与第七NMOS晶体管的漏极相连接,第七NMOS晶体管的栅极输入读时间控制信号saen1,第七NMOS晶体管的源极接地。

采用本发明的灵敏放大器电路,在电源电压vpwr的全电压范围内,节点cl端的电压会更收敛,读VTP,VTE会有更好的一致性。既能改善读的干扰,也对EEPROM的可靠性有益。有助于产品良率的提升。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

图1是现有的灵敏放大器电路原理图;

图2是改进后的灵敏放大器电路一实施例原理图。

具体实施方式

结合图2所示,为了在电源电压vpwr整体电压范围内,读余量具有较好的一致性,节点cl端需要有更稳定的电压范围。比较图1和图2可知,改进后的灵敏放大器电路在下面的实施例中,采用了如下方式,调整第一反相器inv1输出端的控制。增加了三个晶体管,即PMOS晶体管PM1,NMOS晶体管NM1、NM2。不读的时候,关闭NMOS晶体管NM2,避免出现第一反相器inv1中的PMOS晶体管,经NMOS晶体管NM1、NM2到地的通路。

NMOS晶体管NM1的栅极端neta,受PMOS晶体管PM1控制,电压为电源电压vpwr减去PMOS管阈值电压vth(PM1)。当电源电压vpwr变大,neta的电压也变大,NMOS晶体管NM1的下拉能力相应增加,能抑制随着电源电压vpwr的上升,节点cl端电压的上升。

PMOS晶体管PM1能补偿部分第一反相器inv1中PMOS晶体管工艺角的影响。当第一反相器inv1中PMOS晶体管工艺角变快,则第一反相器inv1中PMOS晶体管上拉能力变强,但neta的电压在工艺角变快条件下也更高,NMOS晶体管NM1的下拉能力也会增强。

改进后的灵敏放大器电路,在电源电压vpwr的全电压范围内,节点cl端的电压会更收敛,读VTP,VTE会有更好的一致性。

结合图2所示,改进后的灵敏放大器电路,在下面的实施例中电路结构如下:

PMOS晶体管P1至P3的源极与电源电压端vpwr相连接,PMOS晶体管P2的栅极输入预充电的反信号preb,PMOS晶体管P1的栅极输入P型镜像电流栅极端电压信号pbias,PMOS晶体管P3的栅极输入第一与非门的输出信号senseb。

PMOS晶体管P1的漏极与PMOS晶体管P0的源极相连接,PMOS晶体管P0的栅极输入读时间控制信号saen1的反信号saen1b。PMOS晶体管P3的漏极与PMOS晶体管P4的源极相连接。

PMOS晶体管P2的漏极与PMOS晶体管P0的漏极、PMOS晶体管P4的栅极和NMOS晶体管N0的漏极相连接,其连接的节点记为dl。NMOS晶体管M0的源极与第一反相器inv1的输入端和列选择电路CMUX的一端相连接,其连接的节点记为cl(比如cmux是8选1,cl就是1这头),第一反相器inv1的输出端与NMOS晶体管N0的栅极相连接。列选择电路CMUX的另一端与SONOS(可以理解为N型的MOS管)的漏极相连接,其连接的节点记为bl(比如cmux为8选1,cmux的8就分别连接8列bl,bl上都接着SONOS单元。这样,bl节点就要写为bl<7:0>)。SONOS的栅极输入SONOS单元栅极门电位控制信号wls,SONOS的源极与SONOS单元选择管(NMOS晶体管)fnpass的漏极相连接,SONOS单元选择管fnpass的栅极输入字线控制信号wl,SONOS单元选择管fnpass的源极接地。

PMOS晶体管P4的漏极与NMOS晶体管N1、N2的漏极和第二反相器inv2的输入端相连接,NMOS晶体管N1的栅极输入N型镜像电流栅极端电压信号nbias,NMOS晶体管N2的栅极输入读时间控制信号saen1的反信号saen1b,NMOS晶体管N1、N2的源极接地;第二反相器inv2的输出端作为电路的输出端Dout。

第一与非门的一输入端输入信号预充电的反信号preb,另一输入端输入读时间控制信号saen1,其输出端的输出信号记为senseb。

PMOS晶体管PM1的源极与电源电压端vpwr相连接,其漏极和栅极与NMOS晶体管NM1的栅极相连接,NMOS晶体管NM1的漏极与所述第一反相器inv1的输出端相连接,NMOS晶体管NM1的源极与NMOS晶体管NM2的漏极相连接。NMOS晶体管NM2的栅极输入读时间控制信号saen1,其源极接地。

以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。

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