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CN107665718B - 电荷转移型灵敏放大器 - Google Patents

电荷转移型灵敏放大器 Download PDF

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CN107665718B CN201710851521.1A CN201710851521A CN107665718B CN 107665718 B CN107665718 B CN 107665718B CN 201710851521 A CN201710851521 A CN 201710851521A CN 107665718 B CN107665718 B CN 107665718B
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Abstract

本发明公开了一种电荷转移型灵敏放大器，包括：补偿电路单元，连接在电源电压和列数据线节点之间，用于提供补偿电流；补偿电路单元呈补偿电流会根据列数据线节点的电压进行自适应变化的结构；当存储器单元为编程状态时，存储器单元对列数据线节点的下拉电流变小，列数据线节点要求达到高电位，列数据线节点的电压越高补充电流越大，补充电流越大使列数据线节点上升到目标值的速率越大；当存储器单元为擦除状态时，存储器单元对列数据线节点的下拉电流变大，列数据线节点要求达到低电位，列数据线节点的电压越低补充电流越小，补充电流越小使列数据线节点下降到目标值的速率越大。本发明能提高列数据线节点的变化速率，从而提高读取速率。

Description

电荷转移型灵敏放大器
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种电荷转移型灵敏放大器。
背景技术
如图1所示，是现有电荷转移型灵敏放大器的电路图；现有电荷转移型灵敏放大器包括：
NMOS管n101，栅极连接箝位电压VCLAMP，保持开启状态；源极连接到位线节点Bl，通过位线节点Bl连接存储器单元(cell)102。
PMOS管p101，源极连接电源电压VDD，漏极连接NMOS管n101的漏极且都连接列数据线节点VD，PMOS管p101的栅极连接控制信号PBIAS，PBIAS为一固定电压，如通过电流镜像的偏置电压。
比较器101的正相输入端连接列数据线节点VD，反相输入端连接参考电压VREF，输出端作为电荷转移型灵敏放大器的输出端，通过VD和VREF的比较形成输出信号DOUT。
预充电完成后，VD电压会充电到电源电压VDD，现有电荷转移型灵敏放大器在对存储器单元102进行读取时的比较阶段中：
如果存储器单元为写单元(Program cell，p cell)，则存储器单元102不导通，电流理论上为零，位线电压不变，节点BL电压不变，节点VD电压保持为VDD，节点VD的电压大于参考电压VREF。
如果存储器单元为擦除单元(Erase cell，e cell)，存储器单元102导通导通，即有电流，位线电压会下降，即节点BL电压会下降从而导致VD电压下降，下降后的VD电压小于参考电压VREF。
锁存阶段中，节点VD电压与参考电压VREF比较，得出结果“0”和“1”。
但实际情况中p cell仍会有很小的电流，衰减以后电流还会增大，VD电压会缓慢下降。所以需要PMOS管p101来提供补偿电流，这个PBIAS由外部控制，补偿电流能避免VD电压的下降。
现有技术中，补偿电流的电流值设置在e cell电流和p cell电流中间的一个值。这种设置的缺点是：补偿电流对读取p cell是有利的，VD电压不会下降；而对读取e cell则是不利的，会导致VD电压下降缓慢，降低读取速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷转移型灵敏放大器，能提高列数据线节点的变化速率，从而提高读取速率。
为解决上述技术问题，本发明提供的电荷转移型灵敏放大器，包括：
补偿电路单元，所述补偿电路单元连接在电源电压和列数据线节点之间，所述补偿电路单元用于在比较阶段提供补偿电流。
所述输出单元读取所述列数据线节点的电压信号后输出数据。
位线调整单元，连接在所述补偿电路单元的输出端和存储器单元的位线节点之间，所述位线调整单元提供一开关使所述位线节点和所述列数据线节点连接。
所述补偿电路单元呈所述补偿电流会根据所述列数据线节点的电压进行自适应变化的结构。
当所述存储器单元为编程状态时，所述存储器单元对所述列数据线节点的下拉电流变小，所述列数据线节点要求达到高电位，所述列数据线节点的电压越高所述补充电流越大，所述补充电流越大使所述列数据线节点上升到目标值的速率越大。
当所述存储器单元为擦除状态时，所述存储器单元对所述列数据线节点的下拉电流变大，所述列数据线节点要求达到低电位，所述列数据线节点的电压越低所述补充电流越小，所述补充电流越小使所述列数据线节点下降到目标值的速率越大。
进一步的改进是，所述补偿电路单元包括互为进行的第一镜像路径和第二镜像路径。
所述第一镜像路径的输出的电流为所述补偿电流并连接到所述列数据线节点。
所述第二镜像路径的电流输出端连接到第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的栅极连接所述列数据线节点。
所述列数据线节点电压越高，所述第一NMOS管的源漏电流越大，所述第二镜像路径的电流越大，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径的电流也越大。
所述列数据线节点电压越高，所述第一NMOS管的源漏电流越大，所述第二镜像路径的电流越大，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径形成的所述补偿电流也越大。
所述列数据线节点电压越小，所述第一NMOS管的源漏电流越小，所述第二镜像路径的电流越小，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径形成的所述补偿电流也越小。
进一步的改进是，所述第一镜像路径包括第一PMOS管，所述第二镜像路径包括第二PMOS管。
所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极都连接电源电压。
所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极都连接所述第一NMOS管的漏极。
所述第一PMOS管的漏极输出所述补偿电流。
进一步的改进是，所述第一PMOS管的漏极和所述列数据线节点之间还连接有第一电阻。
进一步的改进是，所述位线调整单元包括第二NMOS管，所述第二NMOS管作为连接所述位线节点和所述列数据线节点的开关，所述第二NMOS管的源极连接所述位线节点，所述第二NMOS管的漏极连接所述列数据线节点；所述第二NMOS管的栅极连接箝位电压。
进一步的改进是，所述输出单元包括一比较器，所述比较器的正相输入端连接所述列数据线节点，所述比较器的反相输入端连接一参考电压。
本发明电荷转移型灵敏放大器的补偿电路单元提供的补充电流的大小直接通过列数据线节点的电压进行控制，从而能使补偿电流会根据列数据线节点的电压进行自适应变化，当存储器单元为编程状态时能使补充电流变大从而增加列数据线节点的上升速率，这样能增加对编程状态的存储器单元的读取速率；当存储器单元为擦除状态时能使补充电流变小从而增加列数据线节点的下降速率，这样能增加对擦除状态的存储器单元的读取速率；所以，本发明能提高列数据线节点的变化速率，从而提高读取速率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有电荷转移型灵敏放大器的电路图；
图2是本发明实施例电荷转移型灵敏放大器的电路图。
具体实施方式
如图2所示，是本发明实施例电荷转移型灵敏放大器的电路图，本发明实施例电荷转移型灵敏放大器，包括：
补偿电路单元，所述补偿电路单元连接在电源电压VDD和列数据线节点VD之间，所述补偿电路单元用于在比较阶段提供补偿电流。
所述输出单元读取所述列数据线节点VD的电压信号后输出数据DOUT。较佳为，所述输出单元包括一比较器1，所述比较器1的正相输入端连接所述列数据线节点VD，所述比较器1的反相输入端连接一参考电压VREF。
位线调整单元，连接在所述补偿电路单元的输出端和存储器单元2的位线节点BL之间，所述位线调整单元提供一开关使所述位线节点BL和所述列数据线节点VD连接。较佳为，所述位线调整单元包括第二NMOS管n0，所述第二NMOS管n0作为连接所述位线节点BL和所述列数据线节点VD的开关，所述第二NMOS管n0的源极连接所述位线节点BL，所述第二NMOS管n0的漏极连接所述列数据线节点VD；所述第二NMOS管n0的栅极连接箝位电压VCLAMP。
所述补偿电路单元呈所述补偿电流会根据所述列数据线节点VD的电压进行自适应变化的结构。
当所述存储器单元2为编程状态时，所述存储器单元2对所述列数据线节点VD的下拉电流变小，所述列数据线节点VD要求达到高电位，所述列数据线节点VD的电压越高所述补充电流越大，所述补充电流越大使所述列数据线节点VD上升到目标值的速率越大。
当所述存储器单元2为擦除状态时，所述存储器单元2对所述列数据线节点VD的下拉电流变大，所述列数据线节点VD要求达到低电位，所述列数据线节点VD的电压越低所述补充电流越小，所述补充电流越小使所述列数据线节点VD下降到目标值的速率越大。
本发明实施例中，所述补偿电路单元包括互为进行的第一镜像路径和第二镜像路径。
所述第一镜像路径的输出的电流为所述补偿电流并连接到所述列数据线节点VD。
所述第二镜像路径的电流输出端连接到第一NMOS管n1的漏极，所述第一NMOS管n1的源极接地GND，所述第一NMOS管n1的栅极连接所述列数据线节点VD。
所述列数据线节点VD电压越高，所述第一NMOS管n1的源漏电流越大，所述第二镜像路径的电流越大，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径的电流也越大。
所述列数据线节点VD电压越高，所述第一NMOS管n1的源漏电流越大，所述第二镜像路径的电流越大，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径形成的所述补偿电流也越大。
所述列数据线节点VD电压越小，所述第一NMOS管n1的源漏电流越小，所述第二镜像路径的电流越小，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径形成的所述补偿电流也越小。
较佳为，所述第一镜像路径包括第一PMOS管p1，所述第二镜像路径包括第二PMOS管p0。
所述第一PMOS管p1的源极和所述第二PMOS管p0的源极都连接电源电压VDD。
所述第一PMOS管p1的栅极、所述第二PMOS管p0的栅极、所述第二PMOS管p0的漏极都连接所述第一NMOS管n1的漏极。
所述第一PMOS管p1的漏极输出所述补偿电流。
所述第一PMOS管p1的漏极和所述列数据线节点VD之间还连接有第一电阻R1。
本发明实施例电荷转移型灵敏放大器的补偿电路单元提供的补充电流的大小直接通过列数据线节点VD的电压进行控制，从而能使补偿电流会根据列数据线节点VD的电压进行自适应变化，当存储器单元2为编程状态时能使补充电流变大从而增加列数据线节点VD的上升速率，这样能增加对编程状态的存储器单元2的读取速率；当存储器单元2为擦除状态时能使补充电流变小从而增加列数据线节点VD的下降速率，这样能增加对擦除状态的存储器单元2的读取速率；所以，本发明实施例能提高列数据线节点VD的变化速率，从而提高读取速率。
以上通过具体实施例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。

Claims (5)

1.一种电荷转移型灵敏放大器，其特征在于，包括：
补偿电路单元，所述补偿电路单元连接在电源电压和列数据线节点之间，所述补偿电路单元用于在比较阶段提供补偿电流；
输出单元读取所述列数据线节点的电压信号后输出数据；
位线调整单元，连接在所述补偿电路单元的输出端和存储器单元的位线节点之间，所述位线调整单元提供一开关使所述位线节点和所述列数据线节点连接；
所述补偿电路单元呈所述补偿电流会根据所述列数据线节点的电压进行自适应变化的结构；
当所述存储器单元为编程状态时，所述存储器单元对所述列数据线节点的下拉电流变小，所述列数据线节点要求达到高电位，所述列数据线节点的电压越高所述补偿电流越大，所述补偿电流越大使所述列数据线节点上升到目标值的速率越大；
当所述存储器单元为擦除状态时，所述存储器单元对所述列数据线节点的下拉电流变大，所述列数据线节点要求达到低电位，所述列数据线节点的电压越低所述补偿电流越小，所述补偿电流越小使所述列数据线节点下降到目标值的速率越大；
所述补偿电路单元包括互为进行的第一镜像路径和第二镜像路径；
所述第一镜像路径的输出的电流为所述补偿电流并连接到所述列数据线节点；
所述第二镜像路径的电流输出端连接到第一NMOS管的漏极，所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的栅极连接所述列数据线节点；
所述列数据线节点电压越高，所述第一NMOS管的源漏电流越大，所述第二镜像路径的电流越大，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径的电流也越大；
所述列数据线节点电压越高，所述第一NMOS管的源漏电流越大，所述第二镜像路径的电流越大，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径形成的所述补偿电流也越大；
所述列数据线节点电压越小，所述第一NMOS管的源漏电流越小，所述第二镜像路径的电流越小，所述第二镜像路径的电流镜像到所述第一镜像路径形成的所述补偿电流也越小。
2.如权利要求1所述的电荷转移型灵敏放大器，其特征在于：所述第一镜像路径包括第一PMOS管，所述第二镜像路径包括第二PMOS管；
所述第一PMOS管的源极和所述第二PMOS管的源极都连接电源电压；
所述第一PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的栅极、所述第二PMOS管的漏极都连接所述第一NMOS管的漏极；
所述第一PMOS管的漏极输出所述补偿电流。
3.如权利要求2所述的电荷转移型灵敏放大器，其特征在于：所述第一PMOS管的漏极和所述列数据线节点之间还连接有第一电阻。
4.如权利要求1所述的电荷转移型灵敏放大器，其特征在于：所述位线调整单元包括第二NMOS管，所述第二NMOS管作为连接所述位线节点和所述列数据线节点的开关，所述第二NMOS管的源极连接所述位线节点，所述第二NMOS管的漏极连接所述列数据线节点；所述第二NMOS管的栅极连接箝位电压。
5.如权利要求1所述的电荷转移型灵敏放大器，其特征在于：所述输出单元包括一比较器，所述比较器的正相输入端连接所述列数据线节点，所述比较器的反相输入端连接一参考电压。
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