專利名稱：一種用于同時(shí)選中多條位線的列譯碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲(chǔ)器中的列譯碼器，具體涉及一種能同時(shí)選中 多條位線的列譯碼器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器都是通過其中的存儲(chǔ)陣列來存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)。而一般情況下，存儲(chǔ)陣列都是通過行譯碼器和列譯碼器分別選中 其中的某一行和某一列，從而確定陣列上的一個(gè)被選中的單元并對(duì)其 進(jìn)行讀寫等操作。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)的選中方法示
意圖，如圖1所示，存儲(chǔ)器包括行譯碼器102和列譯碼器103。行譯 碼器的作用在于選中存儲(chǔ)陣列中的一行(104)，同樣地，列譯碼器也選 中了存儲(chǔ)陣列中的一列(105)。這樣由選中的一行和一列可以確定唯一 一個(gè)被選中的存儲(chǔ)單元106。
圖2所示為一個(gè)傳統(tǒng)的列譯碼器的選通的結(jié)構(gòu)。如圖2所示， 對(duì)于一個(gè)有2n列的存儲(chǔ)陣列201來說，采用了分兩層進(jìn)行譯碼的方 式，即列譯碼器包括第一列譯碼器202和第二列譯碼器203，對(duì)應(yīng)的， 分別與第一列譯碼器202和第二列譯碼器203選通管也分為定義為第 一層列選通管和第二層列選通管，圖2中，選通管組204-206均為第 一層列選通管，207-209均為第二層列選通管。具體結(jié)構(gòu)如下
首先，2n條位線一共被分為了2n-m組，每組2m條位線受2m個(gè)列
選通管控制，如圖2中的選通管組204-206。而每組中的2m個(gè)列選通 管組又同時(shí)受一個(gè)更上層的列選通管的控制，比如選通管組204中的 所有列選通管都受第二層選通管207的控制；選通管組205中的所有 列選通管都受第二層選通管208的控制……
其次，列地址線A。一A。被分為兩組低m位地址線Ao""A^， 通過一個(gè)m-2m的譯碼器后產(chǎn)生2m個(gè)控制信號(hào)(SelO-Sd2"M)，來分別 控制選通管組204-206內(nèi)每組中的第1個(gè)、第2個(gè)……第2"^個(gè)第一層列選通管；而高n-m位地址線Am-An.p通過一個(gè)(n-m)-211.111的譯碼 器后產(chǎn)生2n—m個(gè)控制信號(hào)(Sd，0-Sd，2n-m-l)，來控制第二層列選通管 207-209。這樣，雖然一共只有2m+2^個(gè)控制信號(hào)，卻能夠控制2n 條位線了 。以選中位線210為例，只要控制地址信號(hào)使得SelO和Sel'0 為高電平，即MOS管207和211處于開啟狀態(tài)即可。此時(shí)雖然SelO 為高電平使得第一層列選通管211、 213、 215都處于開啟狀態(tài)，但由 于208、 209處于關(guān)斷狀態(tài)，因此位線212、 214并不會(huì)被選中。
由于X-2X譯碼器的輸出只會(huì)同時(shí)存在一個(gè)有效電平。因此圖2 中Sd0-Sel2m-1以及Ser0-Sd'2n-m-l信號(hào)每次只會(huì)分別存在一個(gè)高電 平信號(hào)，使得每次只會(huì)有一條位線被選中。再加上由行譯碼器選中的 某條字線，事實(shí)上每次只有一個(gè)單元能夠被選中，以及對(duì)其進(jìn)行讀寫 操作。
然而，在某些情況下，只能每次對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行操作是不夠 的。尤其是隨著新型存儲(chǔ)器(電阻存儲(chǔ)器)的出現(xiàn)時(shí)，需要提供這樣一 種譯碼器，能夠同時(shí)選中多個(gè)單元來進(jìn)行寫或者激活(Forming)的操 作。這時(shí)，傳統(tǒng)的譯碼器就無法完成這一功能。因此，需要引入新的 譯碼結(jié)構(gòu)來提高工作的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種能同時(shí)選中多條位線的列 譯碼器。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的列譯碼器包括與m條地 址線連接的第一列譯碼器，與n-m條地址線連接的第二列譯碼器，其
特征在于，所述列譯碼器還包括2m個(gè)分別與第一列譯碼器的輸出端
連接的電平轉(zhuǎn)換器，所述電平轉(zhuǎn)換器恒定輸出使地址線選中的有效選
中電平；其中，n、 m為大于零的整數(shù)，n大于m。
根據(jù)本發(fā)明所提供的列譯碼器，其中，所述2"^個(gè)電平轉(zhuǎn)換器的 輸出端分別與2m條不同位線上的第一選通管輸入端串聯(lián)，第二列譯
碼器的輸出端分別與2n—m個(gè)第二選通管輸入端連接，2m個(gè)第一選通管分別與2n-m個(gè)第二選通管串聯(lián)連接。所述第一選通管和所述第二選
通管為MOS管。所述m條地址線為低位地址線，所述n-m條地址線 為高位地址線。
根據(jù)本發(fā)明所提供的列譯碼器，其中，所述電平轉(zhuǎn)換包括輸入端、 控制端和輸出端；所述控制端接第一電平時(shí)，電平轉(zhuǎn)換器恒定輸出有 效選中電平；所述控制端接第二電平時(shí)，電平轉(zhuǎn)換器輸出端輸出的電 平與輸入端的電平相同。所述電平轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括第一反向器，與 第一反向器串聯(lián)的第二反向器。所述有效選中電平為使第一選通管與 第二選通管導(dǎo)通的電平。所述所述2m個(gè)電平轉(zhuǎn)換器的控制端可以連 接在一起，由一外接電平控制。所述第一電平為高電平，所述第二選 中電平為低電平。
本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明提出的列譯碼器包括第一列譯碼器 和第二列譯碼器，通過在第一列譯碼器的每個(gè)輸出端和對(duì)應(yīng)控制的第 一選通管控制端之間增加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換器，而該電平轉(zhuǎn)換器在外接一 電平時(shí)，能夠使與之連接的第一選通管選通，因此，控制所有電平轉(zhuǎn) 換器接該電平的情況下，不論第一列譯碼器的輸入地址線的電平的輸 入狀態(tài)為何，第一列譯碼器的控制端和與電平轉(zhuǎn)換器連接的第一選通
管都能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)通，即串聯(lián)于2m條不同位線上的、其控制端分別與 2"^個(gè)不同電平轉(zhuǎn)換器連接的2m個(gè)第一選通管同時(shí)與2"m個(gè)第二選通
管串聯(lián)連接，因此可以通過第二列譯碼器選通其中某一個(gè)第二選通 管，就可以同時(shí)選通2m個(gè)第一選通管所屬的位線。因此，利用本發(fā) 明所提供的列譯碼器，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)2m個(gè)或者多倍2m個(gè)存儲(chǔ)單元
進(jìn)行寫或者激活(Forming)等操作。尤其在對(duì)新型的電阻存儲(chǔ)器進(jìn)行激 活操作時(shí)，可以大大提高工作的效率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)的選中方法示意圖2是一個(gè)傳統(tǒng)的列譯碼器的選通的結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明所提出的一種列譯碼器的實(shí)施例及其控制的選通管陣列結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明實(shí)施例的列譯碼器中電平轉(zhuǎn)換器的電路示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)101:存儲(chǔ)陣列，102:行譯碼器，103:列譯碼器，104: 行譯碼器在存儲(chǔ)陣列中選中的某一行，105:列譯碼器在存儲(chǔ)陣列中 選中的某一列，106:由行譯碼器和列譯碼器選中的存儲(chǔ)單元；201:
存儲(chǔ)陣列，202、 203:列譯碼器，204-206:第一層列選通管，207-209: 第二層列選通管，210、 212、 214:位線，211、 213、 215: —組選通 管中的選通管；301:第一列譯碼器，302:第二列譯碼器，303:電 平轉(zhuǎn)換器，304:第一列選通管組，305:第二列選通管組，306:存 儲(chǔ)陣列，307-309:第一列選通管組中的一組選通管，3071-3074、 3081-3084、 3091-3094: —組選通管中的選通管，310-312:第二列選 通管組中的選通管，313-315: —組位線，3131、 3141、 3151: —組 位線中的一條位線，316:列譯碼器，317:本發(fā)明中提出的列譯碼器 與受其控制的兩層列選通管組成的結(jié)構(gòu)；401、 402:反相器。
具體實(shí)施例方式
在下文中結(jié)合圖示在參考實(shí)施例中更完全地描述本發(fā)明，本發(fā)明 提供優(yōu)選實(shí)施例，但不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于在此闡述的實(shí)施例。相反， 提供這些實(shí)施例以便此公開是徹底的和完全的，將本發(fā)明的范圍完全 傳遞給相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員。
在此參考圖是本發(fā)明的理想化實(shí)施例的示意圖，本發(fā)明所示的實(shí) 施例不應(yīng)該被認(rèn)為僅限于圖中所示的區(qū)域的特定形狀。
由背景介紹的分析可知，傳統(tǒng)的列譯碼器只能同時(shí)選中某一條位 線，因此每次只能對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)陣列中的一個(gè)單元進(jìn)行操作。而如圖2 所示，原來的列譯碼器202、 203的輸出信號(hào)每次只輸出一個(gè)有效電 平，這樣第一層列選通管204-206和第二層列選通管207-209每次只 能選中一條位線。
但如果列選通管的選通信號(hào)SdO—Sel2"M不是每次只有一個(gè)有 效，而是同時(shí)有效的話，那就有可能實(shí)現(xiàn)每次選中2m條位線。本發(fā)明就是基于這種思想提出的一種新型的列譯碼器。下面結(jié)合圖來具體 說明本發(fā)明中的列譯碼器的結(jié)構(gòu)和工作過程。
圖3所示為本發(fā)明所提出的一種列譯碼器的實(shí)施例及其控制的
選通管陣列結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，實(shí)線框316為本實(shí)施例的列譯 碼器，它包括第一列譯碼器301、第二列譯碼器302以及電平轉(zhuǎn)換器 303，其中，m條地址線輸入至第一列譯碼器301，另外n-m條地址 線輸入至第二列譯碼器302，第 一列譯碼器301和第二列譯碼器302 分別對(duì)低m位地址線Ao—A^和高n-m位地址線A^A^進(jìn)行譯碼， 第一列譯碼器301具有2m個(gè)輸出端，其每個(gè)輸出端分別與一個(gè)電平 轉(zhuǎn)換器303的輸入端連接，因此第一列譯碼器301同時(shí)與2"^個(gè)電平 轉(zhuǎn)換器串聯(lián)連接。307、 308、 309分別表示第一列選通管組304中的 一組選通管。2"個(gè)電平轉(zhuǎn)換器303輸出信號(hào)為SelO、Sdl……Sel2m-2、 Sd2m-1，分別用來控制所有第一選通管組組選通管307、 308……309 中的第1個(gè)選通管、第2個(gè)選通管……第2m個(gè)選通管，即信號(hào)SelO 同時(shí)控制選通管3071、 3081……3091;信號(hào)Sell同時(shí)控制選通管 3072、 3082……3092;以此類推。而第二列譯碼器302的2^"個(gè)輸 出信號(hào)分別為Sd，O、 Sd，l……Sd，2n—m-l，它們直接控制第二列選通 管組305中的2^m個(gè)選通管。具體說來，信號(hào)Sel'0控制選通管310， 信號(hào)Sd'l控制選通管311 ，以此類推，信號(hào)Sd'2n—m-l控制選通管 312。
圖3所示的實(shí)施例譯碼器結(jié)構(gòu)中的電平轉(zhuǎn)換器組303中，所有的 2m個(gè)電平轉(zhuǎn)換器303的控制端在一個(gè)統(tǒng)一的V_Contr0l信號(hào)的控制之 下，可以恒定輸出使欲選中地址線選中的有效選中電平。對(duì)于電平轉(zhuǎn) 換器303的功能的說明如下當(dāng)V—Control為高電平時(shí)，電平轉(zhuǎn)換器 303的輸出等于輸入，即此時(shí)SdO—Sel2m-l就各自等于第一譯碼器301 的各個(gè)輸出。當(dāng)V—Control為低電平時(shí)，無論電平轉(zhuǎn)換器303的輸入 信號(hào)(即第一譯碼器301的輸出信號(hào))為高電平還是低電平，電平轉(zhuǎn)換 器303的輸出信號(hào)Sd0-Sel2m-1都為有效電平。
圖3所示列譯碼器的具體工作過程如下當(dāng)只需要每次選中陣列 中的一條位線的時(shí)候，V—Control輸入高電平。這樣Se10—Sel2"M就分別對(duì)應(yīng)第一譯碼器301的輸出。此時(shí)列譯碼器的工作模式就和傳統(tǒng)
的列譯碼器一樣，即在同一時(shí)間SdO—Sel2m-1和Sd，0-Ser2n-m-l中都 只有一個(gè)為有效電平。這樣在第一列選通管組304和第二列選通管組 305中，每一時(shí)間只有一條位線會(huì)被選中。如當(dāng)SdO和Sd，0為有效 電平的時(shí)候會(huì)選中位線3131，以此類推；當(dāng)需要同時(shí)選中多根位線 的時(shí)候，、Control輸入低電平。此時(shí)在電平轉(zhuǎn)換器303的作用下， 無論第一譯碼器301的輸出為高電平還是低電平，Se10—Sd2m-1都為 有效電平(在圖中即為高電平)。此時(shí)第一列選通管組304中的所有選 通管都處于開啟的狀態(tài)。此時(shí)就可以通過高位的地址線Am-A^來控 制選中哪一組位線。比如控制Am-An.,的輸入使得Sd'0為有效電平 時(shí)，此時(shí)第二列選通管中選通管310處于開啟狀態(tài)，而其他的選通管 如311、 312等都處于關(guān)閉的狀態(tài)。此時(shí)由于選通管310和選通管組 307中的所有選通管(3071-3074)都開啟，這樣一組位線313(共2m條) 就能夠被同時(shí)選中了 。同樣的，在V—Control為低電平時(shí)，控制Am-A^ 的輸入使得Sel，l為有效電平，就可以同時(shí)選中另一組位線314，以 此類推。值得一提的是，如果要在同時(shí)選中一組位線之后對(duì)這組位 線上的存儲(chǔ)單元進(jìn)行寫或者激活(Forming)操作的話，第二列選通管組 305中的選通管的寬長比需要設(shè)計(jì)的足夠大，來提供同時(shí)對(duì)2m條位線 進(jìn)行操作的電流。
上述提到的選通管都可以為MOS管。
由前面所述的工作原理及工作過程可見，電平轉(zhuǎn)換器303是實(shí)現(xiàn) 同時(shí)選中多條位線的關(guān)鍵模塊之一。圖4所示為本實(shí)施例中圖3的其 中一個(gè)電平轉(zhuǎn)換器303的電路示意圖。如圖4所示，電平轉(zhuǎn)換器303 包括兩個(gè)串聯(lián)的反相器401， 402.該電路可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的關(guān)鍵在 于該兩個(gè)串聯(lián)的反相器401和402。其中反相器401的電源電壓由 V—Control提供。假定對(duì)于列選通管來說，高電平為使其導(dǎo)通的有效 電平，相反地低電平為無效電平。則當(dāng)V—Control為高電平Vdd時(shí)， 輸入信號(hào)Vin經(jīng)過兩個(gè)反相器第一反相器401和第二反相器402后還 是保持原來輸入的值，因此此時(shí)Vout-Vin;而V—Control為低電平 時(shí)，此時(shí)由于反相器401的PMOS的源和NMOS的源都接了低電平，一反相器401都會(huì)將其輸 出節(jié)點(diǎn)N鉗位在低電平。這樣在經(jīng)過第二反相器402之后，輸出Vout 就始終為高電平，也不會(huì)隨著輸入Vin的高低電平的變化而變化。這 樣此電路就滿足了電平轉(zhuǎn)換器所需要的功能。
采用本發(fā)明中所述的新型列譯碼器同時(shí)對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行操 作的最大的優(yōu)點(diǎn)就是提高了工作的效率。比如在對(duì)新型的電阻存儲(chǔ)器 進(jìn)行激活(Forming)操作時(shí)，采用傳統(tǒng)的譯碼器只能每次選中一個(gè)存儲(chǔ) 單元，因此一次只能對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行激活；而采用本發(fā)明中提到 的新型譯碼器的結(jié)構(gòu)之后，則可以每次對(duì)2"個(gè)單元進(jìn)行激活操作！ 兩者相比，工作效率提高了2"M咅。
另外，電平轉(zhuǎn)換器303也可以設(shè)置為，當(dāng)V—Control為高電平時(shí)， 無論電平轉(zhuǎn)換器303的輸入信號(hào)為高電平還是低電平，電平轉(zhuǎn)換器 303的輸出信號(hào)SelO-Sel2"都為有效電平。當(dāng)V-Control為低電平時(shí)， 電平轉(zhuǎn)換器303的輸出等于輸入，即SelO—Sd2m-1就各自等于第一譯 碼器301的各個(gè)輸出。
根據(jù)上述實(shí)施例，只要能使得低位選通管組或高位選通管組的一 組中所有選通管都處于選通狀態(tài)，就能達(dá)到同時(shí)選中多個(gè)存儲(chǔ)單元。 因此，也可以用其他裝置來代替電平轉(zhuǎn)換器，以使得輸入到選通管的 信號(hào)都為有效信號(hào)。
在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大 差別的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明 不限于在說明書中所述的具體實(shí)施例。
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權(quán)利要求
1. 一種用于同時(shí)選中多條位線的列譯碼器，所述列譯碼器包括與m條地址線連接的第一列譯碼器，與n-m條地址線連接的第二列譯碼器，其特征在于，所述列譯碼器還包括2m個(gè)分別與第一列譯碼器的輸出端連接的電平轉(zhuǎn)換器，所述電平轉(zhuǎn)換器恒定輸出使地址線選中的有效選中電平；其中，n、m為大于零的整數(shù)，n大于m。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列譯碼器，其特征在于，所述2m個(gè)電 平轉(zhuǎn)換器的輸出端分別與2m條不同位線上的第一選通管輸入端串 聯(lián)，所述第二列譯碼器的輸出端分別與2n.m個(gè)第二選通管輸入端連接，所述2m個(gè)第一選通管分別與2n-m個(gè)第二選通管串聯(lián)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的列譯碼器，其特征在于，所述第一選通 管和所述第二選通管為MOS管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列譯碼器，其特征在于，所述m條地 址線為低位地址線，所述n-m條地址線為高位地址線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的列譯碼器，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn) 換包括輸入端、控制端和輸出端；所述控制端接第一電平時(shí)，所述電 平轉(zhuǎn)換器恒定輸出有效選中電平；所述控制端接第二電平時(shí)，所述電 平轉(zhuǎn)換器輸出端輸出的電平與所述輸入端的電平相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的列譯碼器，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn) 換器進(jìn)一步包括第一反向器，與第一反向器串聯(lián)的第二反向器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的列譯碼器，其特征在于，所述有 效選中電平為使第一選通管與第二選通管導(dǎo)通的電平。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的列譯碼器，其特征在于，所述2""個(gè)電 平轉(zhuǎn)換器的控制端可以連接在一起，由一外接電平控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的列譯碼器，其特征在于，所述第一電 平為低電平，所述第二電平為低電平。
全文摘要
一種能同時(shí)選中多條位線的列譯碼器，具體針對(duì)傳統(tǒng)譯碼器每次只能在一個(gè)存儲(chǔ)陣列中選中一個(gè)存儲(chǔ)單元的弱點(diǎn)，提出一種新型的可以同時(shí)選中多條位線的列譯碼器。它包括可以恒定輸出使欲選中地址線選中的有效選中電平的電平轉(zhuǎn)換器。在此列譯碼器的基礎(chǔ)上，可以成功實(shí)現(xiàn)同時(shí)選中多條位線，對(duì)多條位線上的多個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行寫或者激活(Forming)等操作，可以大大提高工作的效率，尤其適應(yīng)于對(duì)電阻存儲(chǔ)器的激活操作過程。
文檔編號(hào)G11C8/00GK101452740SQ200810207839
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者吳雨欣, 佶 張, 林殷茵, 解玉鳳, 鋼 金 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)