首页 / 专利分类库 / 信息存储 / 一次性可编程存储器的写入电路及存储装置

一次性可编程存储器的写入电路及存储装置

申请号 CN202211459389.7 申请日 2022-11-17 公开(公告)号 CN118053475A 公开(公告)日 2024-05-17
申请人 兆易创新科技集团股份有限公司; 发明人 赵如月; 支凡;
摘要 本 发明 涉及一种一次性可编程 存储器 的写入 电路 及一种存储装置。所述写入电路中,选择模 块 用于选择设定数量的存储单元进行编程,使被选中的存储单元的第二连接端接至地而形成 电流 通路,并在被选中的所述存储单元被烧通后将电流通路断开, 电压 模块用于在被选中的存储单元的控制端施加设定电压,电流检测模块用于从电流通路获取 采样 电流,并在采样电流超过参考电流时输出烧通 信号 ,所述选择模块根据所述烧通信号使电流通路断开。通过及时将流过烧通存储单元的大电流关断,可以减小电流消耗,降低对电压模块电流输出能 力 的要求,有助于缩小电压模块在装置中占据的面积以及降低电路功耗。所述存储装置包括所述写入电路。
权利要求

1.一种一次性可编程存储器的写入电路,其特征在于,所述一次性可编程存储器包括至少一个存储单元,所述存储单元具有第一连接端和第二连接端,所述写入电路包括:
选择模,用于选择设定数量的所述存储单元进行编程,使被选中的所述存储单元的第二连接端接至地,在所述第二连接端与地之间形成电流通路,并在所述被选中的所述存储单元被烧通后将所述电流通路断开;
电压模块,用于在被选中的所述存储单元的控制端施加设定电压;以及
电流检测模块,用于从所述电流通路获取采样电流,并判断所述采样电流是否超过参考电流,若超过所述参考电流,则输出烧通信号,其中,所述选择模块根据所述烧通信号使所述电流通路断开。
2.如权利要求1所述的写入电路,其特征在于,所述选择模块包括在所述存储单元的第二连接端和地之间串联连接的行选择晶体管、列选择晶体管和接地晶体管,其中,通过使与被选中的所述存储单元连接的所述行选择晶体管、列选择晶体管和接地晶体管导通,使被选中的所述存储单元的第二连接端通过所述行选择晶体管、列选择晶体管和接地晶体管接地。
3.如权利要求2所述的写入电路,其特征在于,所述选择模块还包括接地信号控制单元,所述接地信号控制单元的输出端连接所述接地晶体管的控制端,其中,当所述电流检测模块输出所述烧通信号时,所述接地信号控制单元控制所述接地晶体管关断。
4.如权利要求3所述的写入电路,其特征在于,所述接地信号控制单元包括一或非,所述或非门的输出端连接所述接地晶体管的控制端;所述或非门的一输入端连接一状态信号,当所述电流检测模块的输出信号为所述烧通信号时,所述状态信号发生电平转换,使得所述或非门的输出端信号发生电平转换,所述接地晶体管被关断。
5.如权利要求1所述的写入电路,其特征在于,还包括:
存储模块,用于存储所述存储单元的编程状态,并且当所述电流检测模块输出所述烧通信号时,将相应的被选中的所述存储单元的编程状态不可修改地存储为烧通状态;
其中,所述选择模块通过读取所述存储模块存储的所述烧通状态使所述电流通路断开。
6.如权利要求2所述的写入电路,其特征在于,所述电流检测模块包括在电源电压和地之间依次连接的第一共源共栅电流镜和第二共源共栅电流镜,所述第一共源共栅电流镜和所述第二共源共栅电流镜的连接节点为所述电流检测模块的输出端,所述第一共源共栅电流镜的输入侧的电流为所述采样电流,所述第二共源共栅电流镜的输入侧的电流为所述参考电流。
7.如权利要求6所述的写入电路,其特征在于,所述第一共源共栅电流镜包括第一P沟道晶体管MP1、第二P沟道晶体管MP2、第三P沟道晶体管MP3和第四P沟道晶体管MP4,所述第一P沟道晶体管MP1和所述第二P沟道晶体管MP2的栅极相连且源极均连接所述电源电压,所述第三P沟道晶体管MP3和所述第四P沟道晶体管MP4的栅极相连且源极分别连接所述第一P沟道晶体管MP1的漏极和所述第二P沟道晶体管MP2的漏极,所述第一P沟道晶体管MP1的栅极和漏极相连接,所述第三P沟道晶体管MP3的栅极和漏极相连接且连接所述接地晶体管的第一端,所述接地晶体管的第二端接地。
8.如权利要求7所述的写入电路,其特征在于,所述第二共源共栅电流镜包括第一N沟道晶体管MN1、第二N沟道晶体管MN2、第三N沟道晶体管MN3和第四N沟道晶体管MN4,所述第一N沟道晶体管MN1和所述第二N沟道晶体管MN2的栅极相连,所述第一N沟道晶体管MN1的漏极接入所述参考电流,所述第二N沟道晶体管MN2的漏极与所述第四P沟道晶体管MP4的漏极相连且连接点为所述电流检测模块的输出端,所述第三N沟道晶体管MN3和所述第四N沟道晶体管MN4的漏极分别连接所述第一N沟道晶体管MN1和第二N沟道晶体管MN2的源极,所述第三N沟道晶体管MN3和所述第四N沟道晶体管MN4栅极相连且源极均接地,所述第一N沟道晶体管MN1的栅极和漏极相连接,所述第三N沟道晶体管MN3的栅极和漏极相连接。
9.如权利要求1至8任一项所述的写入电路,其特征在于,所述电压模块包括至少一个电荷
10.如权利要求1至8任一项所述的写入电路,其特征在于,在同一次写入操作中,所述选择模块选择八个所述存储单元进行编程。
11.一种存储装置,其特征在于,包括如权利要求1至10任一项所述的写入电路。

说明书全文

一次性可编程存储器的写入电路及存储装置

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种一次性可编程存储器的写入电路及存储装置。

背景技术

[0002] 一次性可编程存储器(eFuse)已在后验证、存储器修复、在线现场试验和安全信息存储等场合被采用,例如在DRAM(动态随机存储器)修复时,缺陷地址可以记录在一次性可编程存储器中,当外部提供的地址是缺陷地址时,半导体电路可以通过访问冗余存储单元而不是缺陷单元实现修复。再例如,为了解决物联网设备可能出现的信息泄密、非法访问或恶意软件攻击等安全问题,可以采用一次性可编程存储器存储信息以防止被再次编程。常用的一次性可编程存储器采用反熔丝机理进行编程,反熔丝在本机未编程状态下不导电,而在被编程后变得导电,且编程过程不可逆。
[0003] 通常芯片中的一次性可编程存储器包括多个存储单元(cell),并且,多个存储单元可排布为至少一个存储阵列。在所述一次性可编程存储器中写入信息时,可以通过选择存储阵列并根据所选择的存储阵列中的行地址以及列地址选择具体的存储单元进行编程。在编程时,需要在所选择的存储单元上施加高压,使该存储单元被烧通(烧通表示该存储单元中的反熔丝结构被击穿),形成大电流通路。编程所需要的高压通常由包括该一次性可编程存储器的装置内部的电荷(pump)产生。
[0004] 为了提高在一次性可编程存储器中写入信息的效率,同一次写入操作常需要对多个存储单元进行编程,由于各个存储单元的烧通时刻有所差异,在写入过程中,部分存储单元被烧通而形成大电流,部分存储单元要维持高压,为了确保电压输出能以及电流输出能力,电压模常需要采用较多数量的电荷泵来提供编程所需要的高压,导致电压模块在装置中占据的面积较大以及电路功耗增加。

发明内容

[0005] 为了能够在同一次写入操作常对设定数量的存储单元进行编程的同时,降低对电压模块的要求,以利于缩小电压模块在装置中占据的面积以及降低电路功耗,本发明提供一种一次性可编程存储器的写入电路,另外还提供一种包括所述写入电路的存储装置。
[0006] 一方面,本发明提供一种一次性可编程存储器的写入电路,所述一次性可编程存储器包括至少一个存储单元,所述存储单元具有第一连接端和第二连接端,所述写入电路包括:
[0007] 选择模块,用于选择设定数量的所述存储单元进行编程,使被选中的所述存储单元的第二连接端接至地,在所述第二连接端与地之间形成电流通路,并在所述被选中的所述存储单元被烧通后将所述电流通路断开;
[0008] 电压模块,用于在被选中的所述存储单元的控制端施加设定电压;
[0009] 电流检测模块,用于从所述电流通路获取采样电流,并判断所述采样电流是否超过参考电流,若超过所述参考电流,则输出烧通信号,其中,所述选择模块根据所述烧通信号使所述电流通路断开。
[0010] 可选的,所述选择模块包括在所述存储单元的第二连接端和地之间串联连接的行选择晶体管、列选择晶体管和接地晶体管,其中,通过使与被选中的所述存储单元连接的所述行选择晶体管、列选择晶体管和接地晶体管导通,使被选中的所述存储单元的第二连接端通过所述行选择晶体管、列选择晶体管和接地晶体管接地。
[0011] 可选的,所述选择模块还包括接地信号控制单元,所述接地信号控制单元的输出端连接所述接地晶体管的控制端,其中,当所述电流检测模块输出所述烧通信号时,所述接地信号控制单元控制所述接地晶体管关断。
[0012] 可选的,所述接地信号控制单元包括一或非,所述或非门的输出端连接所述接地晶体管的控制端;所述或非门的一输入端连接一状态信号,当所述电流检测模块的输出信号为所述烧通信号时,所述状态信号发生电平转换,使得所述或非门的输出端信号发生电平转换,所述接地晶体管被关断。
[0013] 可选的,所述写入电路还包括:
[0014] 存储模块,用于存储所述存储单元的编程状态,并且当所述电流检测模块输出所述烧通信号时,将相应的被选中的所述存储单元的编程状态不可修改地存储为烧通状态;
[0015] 其中,所述选择模块通过读取所述存储模块存储的所述烧通状态使所述电流通路断开。
[0016] 可选的,所述电流检测模块包括在电源电压和地之间依次连接的第一共源共栅电流镜和第二共源共栅电流镜,所述第一共源共栅电流镜和所述第二共源共栅电流镜的连接节点为所述电流检测模块的输出端,所述第一共源共栅电流镜的输入侧的电流为所述采样电流,所述第二共源共栅电流镜的输入侧的电流为所述参考电流。
[0017] 可选的,所述第一共源共栅电流镜包括第一P沟道晶体管MP1、第二P沟道晶体管MP2、第三P沟道晶体管MP3和第四P沟道晶体管MP4,所述第一P沟道晶体管MP1和所述第二P沟道晶体管MP2的栅极相连且源极均连接所述电源电压,所述第三P沟道晶体管MP3和所述第四P沟道晶体管MP4的栅极相连且源极分别连接所述第一P沟道晶体管MP1的漏极和所述第二P沟道晶体管MP2的漏极,所述第一P沟道晶体管MP1的栅极和漏极相连接,所述第三P沟道晶体管MP3的栅极和漏极相连接且连接所述接地晶体管的第一端,所述接地晶体管的第二端接地。
[0018] 可选的,所述第二共源共栅电流镜包括第一N沟道晶体管MN1、第二N沟道晶体管MN2、第三N沟道晶体管MN3和第四N沟道晶体管MN4,所述第一N沟道晶体管MN1和所述第二N沟道晶体管MN2的栅极相连,所述第一N沟道晶体管MN1的漏极接入所述参考电流,所述第二N沟道晶体管MN2的漏极与所述第四P沟道晶体管MP4的漏极相连且连接点为所述电流检测模块的输出端,所述第三N沟道晶体管MN3和所述第四N沟道晶体管MN4的漏极分别连接所述第一N沟道晶体管MN1和第二N沟道晶体管MN2的源极,所述第三N沟道晶体管MN3和所述第四N沟道晶体管MN4栅极相连且源极均接地,所述第一N沟道晶体管MN1的栅极和漏极相连接,所述第三N沟道晶体管MN3的栅极和漏极相连接。
[0019] 可选的,所述电压模块包括至少一个电荷泵。
[0020] 可选的,在同一次写入操作中,所述选择模块选择八个所述存储单元进行编程。
[0021] 一方面,本发明提供一种存储装置,所述存储装置包括上述写入电路。
[0022] 本发明提供的一次性可编程存储器的写入电路包括选择模块、电压模块和电流检测模块,所述选择模块用于选择设定数量的所述存储单元进行编程,使被选中的所述存储单元的第二连接端接至地,在所述第二连接端与地之间形成电流通路,并在所述被选中的所述存储单元被烧通后将所述电流通路断开,所述电压模块用于在被选中的所述存储单元的控制端施加设定电压,所述电流检测模块用于从所述电流通路获取采样电流,并判断所述采样电流是否超过参考电流,若超过所述参考电流,则输出烧通信号,其中,所述选择模块根据所述烧通信号使所述电流通路断开。通过及时将流过已烧通存储单元的大电流关断,可以减小电流消耗,降低对电压模块电流输出能力的要求,有助于缩小所述电压模块在装置中占据的面积以及降低电路功耗。
[0023] 本发明提供的存储装置包括上述写入电路,所述写入电路可选择一次性可编程存储器中的至少一个存储单元进行写入操作,并且能够减小电流消耗,降低对电压模块电流输出能力的要求,有助于缩小所述存储装置的面积以及降低所述存储装置的电路功耗。附图说明
[0024] 图1是本发明一实施例中一次性可编程存储器的存储单元及写入电路的电路示意图。
[0025] 图2是本发明一实施例中一次性可编程存储器的一个存储单元被烧通时存储单元及写入电路的等效电路图。
[0026] 附图标记说明:
[0027] 10‑存储单元;20‑选择模块;30‑电压模块;40‑电流检测模块;21‑行选择晶体管;22‑列选择晶体管;23‑接地晶体管;24‑接地信号控制单元。

具体实施方式

[0028] 以下结合附图和具体实施例对本发明的一次性可编程存储器的写入电路及存储装置作进一步详细说明。根据下面的说明,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0029] 本发明实施例涉及一种一次性可编程存储器的写入电路。所述一次性可编程存储器可包括至少一个存储单元(cell)。多个所述存储单元可形成一个或两个以上的存储单元阵列(fuse array),而多个存储单元阵列可形成芯片中的一个或两个以上片段(segment)。所述写入电路可以在同一次写入操作中对所述一次性可编程存储器中设定数量(一个或超过一个)的所述存储单元进行编程。在进行写入操作时,可以选中要编程的存储单元所在的片段,并根据要编程的存储单元所在的存储单元阵列的地址、要编程的存储单元在相应存储单元阵列中的行地址和列地址选中要编程的存储单元。
[0030] 为了能够在同一次写入操作常对设定数量的存储单元进行编程的同时,降低对电压模块的要求,以利于缩小电压模块在装置中占据的面积以及降低装置的电路功耗,本发明实施例的一次性可编程存储器的写入电路在同一次写入操作中对设定数量的所述存储单元进行编程时,通过及时关断已烧通的存储单元的大电流通路,减少已烧通的存储单元的电流消耗,降低了对电压模块电流输出能力的要求,便于通过较少个数的电荷泵进行写入操作,从而有助于缩小电压模块在装置中占据的面积以及降低装置的电路功耗。当利用本发明实施例的写入电路在同一次写入操作中仅对一个存储单元进行编程时,当该存储单元被烧通时,及时将大电流通路关断,也有助于降低对电压模块电流输出能力的要求,缩小电压模块在装置中占据的面积以及降低装置的电路功耗。以下对本发明实施例的一次性可编程存储器的写入电路作具体说明。
[0031] 图1是本发明一实施例中一次性可编程存储器的存储单元及写入电路的电路示意图。参照图1,本发明实施例中,一次性可编程存储器包括至少一个存储单元10,所述存储单元10例如包括一MOS晶体管,所述MOS晶体管的源极和漏极连接,当在栅极与源极(或漏极)之间施加的电压超过一定值时,栅极下方的介电层被击穿而形成大电流。在其它实施例中,所述存储单元10也可以采用其它结构。本实施例中,将所述存储单元10在击穿后形成大电流的两端分别记为第一连接端Ain和第二连接端Aout,此处所述第一连接端Ain例如为MOS晶体管的栅极端,所述第二连接端Aout例如为MOS晶体管的漏极端。
[0032] 参照图1,本发明实施例中,所述写入电路包括选择模块20、电压模块30和电流检测模块40,具体说明如下。
[0033] 所述选择模块20用于选择所述一次性可编程存储器中的存储单元10进行编程,使被选中的存储单元10的第二连接端Aout接至地(ground),在所述第二连接端Aout与地之间形成电流通路,并在所述被选中的所述存储单元10被烧通后将所述电流通路断开,即,使该被选中的存储单元10的第二连接端Aout与地断开,从而烧通产生的大电流被关断。
[0034] 为了提高在一次性可编程存储器中写入信息的效率,可以通过同一次写入操作对所述一次性可编程存储器中的多个存储单元10进行编程,例如,所述选择模块20可同一次选择八个所述存储单元10进行编程。具体的,可以利用要选中的n个存储单元10所在的片段的选中信号即片段选择信号Vs、n个存储单元10分别所在的存储阵列的选中信号即阵列选择信号Vz(如图1所示的Vz1,...,Vzn)、一个行地址选择信号Vx以及一个列地址选择信号Vy,选中n个存储单元10进行编程,n为大于等于1的整数,例如n=8。
[0035] 所述选择模块20可包括在每个所述存储单元10的第二连接端Aout和地之间串联连接的行选择晶体管21、列选择晶体管22和接地晶体管23,在选择所述一次性可编程存储器中的存储单元10时,通过使与要选中的存储单元10所连接的行选择晶体管21、列选择晶体管22和接地晶体管23导通,则可选中相应的存储单元10,并使被选中的存储单元10的第二连接端Aout通过行选择晶体管21、列选择晶体管22和接地晶体管23接地。本实施例中,行选择晶体管21通过行地址选择信号Vx控制而导通或关断,列选择晶体管22通过列地址选择信号Vy控制而导通或关断,接地晶体管23通过片段选择信号Vs、阵列选择信号Vz(如图1所示的Vz1,...,Vzn)以及一状态信号Fs(如图1所示的Fs1,...,Fsn)控制而导通或关断。
[0036] 所述选择模块20可包括接地信号控制单元24,所述接地信号控制单元24的输出端连接所述接地晶体管23的控制端,以控制所连接的接地晶体管23导通或者关断。如图1所示,所述接地信号控制单元24例如包括对应于接地晶体管23设置的或非门NOR1,所述或非门NOR1的输出端信号作为相应接地晶体管23的控制端信号。所述或非门NOR1的三个输入端分别连接被选中的存储单元10所在片段(Segment)的片段选择信号Vs、被选中的存储单元10所在的存储阵列的阵列选择信号Vz以及状态信号Fs。作为示例,当存储单元10被选中进行编程时,该存储单元10相应的阵列选择信号Vz、片段选择信号Vs均为低电平,所述状态信号Fs也是低电平,使得行选择晶体管21、列选择晶体管22以及接地晶体管23被导通以形成上述电流通路,当该存储单元10被烧通时,该存储单元10所连接的电流通路会流过大电流,通过使所述状态信号Fs发生电平转换(例如从低电平跳变为高电平),使所述或非门NOR1的输出端电平跳变,从而相应的接地晶体管23被关断,该存储单元10与地之间的电流通路断开,所述大电流被关断。
[0037] 电压模块30用于在被选中的存储单元10的第一连接端Ain施加设定电压V1。电压模块30可包括至少一个电荷泵(PUMP),在电压模块30包括多个电荷泵时,所述多个电荷泵相互配合工作,以输出编程操作所需的设定电压V1,所述电压模块30的输出端可与存储单元10的第一连接端Ain连接,当一个或多个存储单元10被选中进行编程时,所述电压模块30可同时在被选中的一个或多个存储单元10的第一连接端Ain施加设定电压V1。由于被选中的存储单元10的第二连接端Aout被接至地,第一连接端Ain和第二连接端Aout的压差基本等于该设定电压V1,在持续该压差一定时间后,部分被选中的存储单元10的第一连接端Ain和第二连接端Aout之间会先被烧通而形成大电流,该大电流流过相应存储单元10连接的电流通路。所述设定电压V1的具体取值可根据存储单元10的击穿电压设置。
[0038] 电流检测模块40用于从被选中的存储单元10的第二连接端Aout与地的电流通路获取采样电流Iin,并判断所述采样电流Iin是否超过参考电流Iref,若超过所述参考电流Iref,则输出表示该被选中的存储单元10被烧通的烧通信号,以便于及时断开所述电流通路。电流检测模块40例如对应于接地晶体管23设置,以检测通过相应接地晶体管23的电流通路的电流,进而对连接所述电流通路的被选中的存储单元10是否烧通进行检测。本发明实施例中,所述选择模块20根据电流检测模块40输出的烧通信号使相应的被选中的存储单元10连接的电流通路断开,从而该被选中的存储单元10与地之间由于烧通而产生的大电流被关断。
[0039] 示例地,所述电流检测模块40具有输出信号Vf(如图1所示的Vf<1>,...,Vf),以具有输出信号Vf<1>的电流检测模块40为例,当其获取的采样电流Iin未超过参考电流Iref时,输出信号Vf<1>表示相应的被选中的存储单元10连接的电流通路未形成大电流,为未烧通状态,此时输出信号Vf<1>例如为低电平(Vf<1>=0);当所述采样电流Iin超过参考电流Iref,输出信号Vf<1>例如为高电平(Vf<1>=1),作为烧通信号,表示相应的被选中的存储单元10被烧通。所述参考电流Iref可以根据具体情况设置。
[0040] 在一些实施例中,所述选择模块20可以通过获取电流检测模块40的输出信号Vf来得到所述烧通信号,并使相应被选中的存储单元10连接的电流通路断开。具体的,上述或非门NOR1输入端的状态信号Fs可从电流检测模块40的输出信号Vf得到,例如,当电流检测模块40的输出信号Vf<1>为低电平,位于相应接地晶体管23控制端的或非门NOR1的输入端的状态信号Fs1也为低电平,接地晶体管23导通;当电流检测模块40的输出信号Vf<1>为高电平,位于相应接地晶体管23控制端的或非门NOR1的输入端的状态信号Fs1转换为高电平,使得接地晶体管23关断,使得所检测的电流通路被断开。可选的,由于此时所检测的电流通路连接的被选中的存储单元10已被烧通而完成编程(写入),在所检测的电流通路被断开后,可以通过控制阵列选择信号Vz使相应的存储单元10不再被选中编程,接地晶体管23保持断开状态,从而结束对该存储单元10的编程操作。
[0041] 可选的,所述写入电路可包括一采样模块(图未示),所述采样模块用于采样电流检测模块40的输出信号Vf并向选择模块20的接地信号控制单元24输出相应的信号。具体的,当存储单元10被选中进行编程从而将存储单元10的第二连接端Aout接至地且第一连接端Ain施加设定电压V1时,所述采样模块开始检测电流检测模块40的输出信号Vf,并向选择模块20的接地信号控制单元24输出相应的信号,例如当电流检测模块40的输出信号Vf<1>为非烧通信号(低电平)时,所述采样模块的输出信号使所述或非门NOR1的输入端的状态信号Fs1为低电平,接地晶体管23为导通状态,当电流检测模块40的输出信号Vf<1>变为烧通信号(高电平)时,所述采样模块向选择模块20的接地信号控制单元24输出的信号发生变化,使所述或非门NOR1的输入端的状态信号Fs1为高电平,接地晶体管23被断开,同时,该采样模块停止采样,使得所述或非门NOR1的输入端的状态信号Fs保持高电平,之后即使相应的存储单元10的被选中状态未变化(行地址选择信号Vx、列地址选择信号Vy、片段选择信号Vs和阵列选择信号Vz未发生变化),存储单元10的第二连接端Aout与地之间仍然是断开的。
[0042] 可选的,所述写入电路包括设置于选择模块20和电流检测模块40之间的一开关管(未示出),所述开关管的控制端连接电流检测模块40的输出端,当采样电流Iin未超过参考电流Iref从而电流检测模块40的输出信号为非烧通信号(例如Vf<1>=0)时,所述开关管为关闭状态,不影响选择模块20中接地信号控制单元24的状态,此时上述或非门NOR1的输入端的状态信号Fs例如为低电平,接地晶体管23导通以形成上述电流通路,而当采样电流Iin超过参考电流Iref使得电流检测模块40的输出信号为烧通信号(例如Vf<1>=1)时,所述开关管打开,使得或非门NOR1的输入端的状态信号Fs发生电平转换变为高电平,接地晶体管23被断开。当接地晶体管23断开后,由于被选中的存储单元10烧通而产生的大电流被关断,采样电流Iin下降到未超过参考电流Iref,电流检测模块40的输出信号为低电平(例如Vf<1>=0),则开关管被关闭,不影响选择模块20中接地信号控制单元24的状态,上述或非门NOR1的输入端的状态信号Fs仍保持高电平,之后即使相应的存储单元10的被选中状态未变化,存储单元10的第二连接端Aout与地之间仍然是断开的。
[0043] 所述写入电路还可包括一存储模块(图未示),所述存储模块用于存储一次性可编程存储器中至少一个存储单元10的编程状态,所述存储模块能够获取所述电流检测模块40的输出信号Vf,当电流检测模块40输出所述烧通信号时,所述存储模块可将相应的被选中的存储单元10的编程状态不可修改地存储为烧通状态。所述存储模块可以包括与各存储单元10对应的寄存器或存储区域。通过存储一次性可编程存储器中至少一个存储单元10的编程状态,所述存储模块可提供一状态表,所述状态表可根据需要被其它模块读取,例如在读取存储单元10写入的数据时,可以直接通过所述存储模块存储的编程状态获得,而不需要检测存储单元10的第一连接端Ain和第二连接端Aout是否导通。
[0044] 在一些实施例中,所述选择模块20可以通过读取所述存储模块存储的所述烧通状态使所述电流通路断开。示例的,当所述存储模块存储的一被选中的存储单元10的烧通状态为未烧通(或未完成编程)时,所述选择模块20中,或非门NOR1的输入端的状态信号Fs为低电平,接地晶体管23导通,而当电流检测模块40输出烧通信号从而所述存储模块中该存储单元10的编程状态被存为烧通状态时,所述选择模块20中,或非门NOR1的输入端的状态信号Fs跳变为高电平,使得接地晶体管23关断。由于存储单元10的烧通是一次性的,因此所述存储模块存储的烧通状态不可修改,所述或非门NOR1的输入端的状态信号Fs在根据所述存储模块存储的烧通状态而电平转换后始终为高电平,之后即使相应的存储单元10的被选中状态未变化,存储单元10的第二连接端Aout与地之间仍然是断开的。
[0045] 图2是本发明一实施例中一次性可编程存储器的一个存储单元被烧通时存储单元及写入电路的等效电路图。参照图2,其中示出了图1中的一个被选中的存储单元10及写入电路,在该存储单元10的第二连接端Aout与地之间形成电流通路(直流)。存储单元10、行选择晶体管21、列选择晶体管22及接地晶体管23分别等效为电阻R10、R21、R22以及R23。
[0046] 电流检测模块40利用通过连接列选择晶体管22与接地晶体管23之间的节点来对所述电流通路进行电流采样,当所述电流通路的电流增大时,所述采样电流Iin也会增加。
[0047] 参照图2,具体地,所述电流检测模块40可包括在电源电压VDD和地之间依次连接的第一共源共栅电流镜和第二共源共栅电流镜,所述第一共源共栅电流镜和所述第二共源共栅电流镜的连接节点为电流检测模块40的输出端。所述第一共源共栅电流镜的输入侧的电流为从所检测的电流通路得到的采样电流Iin,所述第二共源共栅电流镜的输入侧的电流为参考电流Ivef。
[0048] 具体的,当在被选中的存储单元10的第一连接端Ain施加了设定电压V1但尚未烧通时,电阻R10阻值很大(如达MΩ级别),该存储单元10的第二连接端Aout到地的电流通路相当于断路,流过接地晶体管23的电流接近于0,此时采样电流Iin接近于0,所述采样电流Iin小于参考电流Iref,经过所述第一共源共栅电流镜和所述第二共源共栅电流镜镜像后,所述第一共源共栅电流镜和所述第二共源共栅电流镜的连接点的电压信号被拉至低电平,此时所述电流检测模块40的输出信号Vf<1>为低电平,接地信号控制单元24(此处例如为或非门NOR1)的输出不发生改变,保持使接地晶体管23导通的状态。
[0049] 当被选中的存储单元10被烧通,电阻R10阻值变小(如为kΩ级别),存储单元10的第二连接端Aout到地的电流通路不再是断路状态,获取采样电流Iin的采样点的电压VD等于(R23/(R10+R21+R22+R23))*V1,此处接地晶体管23例如为NMOS晶体管,电压VD等于接地晶体管23的漏极电压,R10、R21、R22、R23分别表示存储单元10、行选择晶体管21、列选择晶体管22以及接地晶体管23的电阻。可以看出,当被选中的存储单元10被烧通,流过接地晶体管23的电流增大,采样电流Iin也增大,当采样电流Iin增大到大于所述参考电流Iref时,经过所述第一共源共栅电流镜和所述第二共源共栅电流镜镜像后,所述第一共源共栅电流镜和所述第二共源共栅电流镜的连接点的电压信号被拉至高电平,此时所述电流检测模块40的输出信号Vf<1>为1,相应的,或非门NOR1的输出发生电平转换,接地晶体管23被关断,从而相应的电流通路被关断,连接该电流通路的被选中的存储单元10的第一连接端Ain到地的大电流被关断,由于烧通的不可逆性,被烧通后的存储单元10上不需要保持压差,通过将烧通后的大电流关断,可以减小电流消耗。
[0050] 参照图2,上述第一共源共栅电流镜例如包括第一P沟道晶体管MP1、第二P沟道晶体管MP2、第三P沟道晶体管MP3和第四P沟道晶体管MP4,所述第一P沟道晶体管MP1和所述第二P沟道晶体管MP2的栅极相连且源极均连接电源电压VDD,所述第三P沟道晶体管MP3和所述第四P沟道晶体管MP4的栅极相连且源极分别连接所述第一P沟道晶体管MP1的漏极和所述第二P沟道晶体管MP2的漏极,所述第一P沟道晶体管MP1的栅极和漏极相连接,所述第三P沟道晶体管MP3的栅极和漏极相连接且连接上述接地晶体管23的第一端(例如为接地晶体管23的漏极),所述接地晶体管23的第二端(例如为接地晶体管23的源极)接地。
[0051] 上述第二共源共栅电流镜例如包括第一N沟道晶体管MN1、第二N沟道晶体管MN2、第三N沟道晶体管MN3和第四N沟道晶体管MN4,所述第一N沟道晶体管MN1和所述第二N沟道晶体管MN2的栅极相连,所述第一N沟道晶体管MN1的漏极接入所述参考电流Iref,所述第二N沟道晶体管MN2的漏极与上述第一共源共栅电流镜中的第四P沟道晶体管MP4的漏极相连且连接点为所述电流检测模块40的输出端,所述第三N沟道晶体管MN3和所述第四N沟道晶体管MN4的漏极分别连接所述第一N沟道晶体管MN1和第二N沟道晶体管MN2的源极,所述第三N沟道晶体管MN3和所述第四N沟道晶体管MN4的栅极相连且源极均接地,所述第一N沟道晶体管MN1的栅极和漏极相连接,所述第三N沟道晶体管MN3的栅极和漏极相连接。
[0052] 本发明实施例的写入电路中,电流检测模块40通过从被选中的存储单元10连接的电流通路中获得采样电流Iin,并判断所述采样电流Iin是否超过参考电流Iref,可检测被选中的存储单元10是否被烧通,选择模块20根据所述烧通信号使所述电流通路断开,从而将烧通产生的大电流关断,可以减小电流消耗,降低对电压模块40的电流输出能力的要求,例如可以通过较少个数的电荷泵进行写入操作,有助于缩小电压模块30在装置中占据的面积以及降低电路功耗。
[0053] 本发明实施例还涉及一种存储装置,所述存储装置包括上述实施例描述的写入电路。示例地,所述存储装置可包括静态随机存取存储器(Static Random‑Access Memory,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic Random‑Access Memory,DRAM)、电阻式随机存取存储器(Resistive Random‑Access Memory,RRAM)、相变随机存取存储器(Phase‑Change Random‑Access Memory,PCRAM)及磁阻式随机存取存储器(Magnetoresistive Random‑Access Memory,MRAM)等存储器件中的至少一种,并且还可包括一次性可编程存储器,所述一次性可编程存储器可包括至少一个上述实施例描述的存储单元10。根据上述实施例的描述,所述写入电路可选择一次性可编程存储器中的至少一个存储单元10进行写入操作,并且能够减小电流消耗,降低对电压模块30电流输出能力的要求,例如可通过较少个数的电荷泵对设定数量的存储单元10进行编程,有助于缩小所述存储装置的面积以及降低所述存储装置的电路功耗。
[0054] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明权利范围的任何限定,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
QQ群二维码
意见反馈