本發(fā)明涉及一種電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存，尤其涉及一種具有可執(zhí)行反向讀取的結(jié)構(gòu)的電阻式內(nèi)存。

背景技術(shù)：

在已知的電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存技術(shù)中，選擇好的設(shè)定或重置電壓以及克服電阻式隨機(jī)存取記憶胞的讀取干擾(readdisturb)是很大的挑戰(zhàn)。即使是應(yīng)用一個非常小的讀取電壓至隨機(jī)存取記憶胞中，都可能因?yàn)樽x取干擾現(xiàn)象而導(dǎo)致記憶胞狀態(tài)的改變。電阻式隨機(jī)存取記憶胞被干擾的現(xiàn)象是在執(zhí)行讀取操作時，由于漏極的讀取電壓或者是源極的讀取電壓的極性(polarity)與設(shè)定或重置操作相同。因此，電阻式隨機(jī)存取記憶胞在連續(xù)讀取時，會有數(shù)據(jù)干擾的情形發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存，此電阻式內(nèi)存證明具有可執(zhí)行反向讀取的結(jié)構(gòu)，以降低電阻式內(nèi)存中位胞讀取干擾狀態(tài)。

本發(fā)明提供一種電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存。此電阻式內(nèi)存包括至少一第一電阻式細(xì)胞、第一位線選擇開關(guān)、第一源極線選擇開關(guān)、第一下拉開關(guān)以及第二下拉開關(guān)。第一電阻式記憶胞具有第一端、第二端以及控制端，其中第一電阻式記憶胞的第一端耦接至第一位線，第一電阻式記憶胞的第二端耦接至第一源極線，以及第一電阻式記憶胞的控制端耦接至字符線。第一位線選擇開關(guān)具有與第一位線耦接的第一端，以及與感測放大器的第一輸入端耦接的第二端。第一源極線選擇開關(guān)具有與第一源極線耦接的第一端，以及與感測放大器的第一輸入端耦接的第二端。第一下拉開關(guān)耦接至第一電阻式記憶胞的第一端與參考接地之間，并接收第一控制信號以被導(dǎo)通或斷開。第二下拉開關(guān)耦接至第一電阻式記憶胞的第二端以及參考接地之間，并接收第二控制 信號以被導(dǎo)通或斷開。其中，當(dāng)讀取操作被執(zhí)行于第一電阻式記憶胞時，第一位線選擇開關(guān)與第二下拉開關(guān)的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)相同第一源極線選擇開關(guān)與第一下拉開關(guān)的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)相同，且第一以及第二下拉開關(guān)的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)是互補(bǔ)的。

根據(jù)上述說明內(nèi)容，在本發(fā)明中，此電阻式記憶胞可以以由電阻式記憶胞的正向(forward)或反向(reverse)極性(polarity)而被讀取。藉由本發(fā)明的架構(gòu)，讀取干擾可以被最小化。再者，本發(fā)明的電阻式記憶胞可以以兩種不同的模式而被讀取，正向讀取(forwardread)可以被使用于設(shè)定認(rèn)證操作(setverifyoperation)，而反向讀取(reverseread)可以被用于重置讀取操作(resetverifyoperation)。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1顯示了本發(fā)明的一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖；

圖2顯示了本發(fā)明的另一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖；

圖3顯示了本發(fā)明的又一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖；

圖4顯示了本發(fā)明的再一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記：

100、200、300、400：電阻式內(nèi)存

110、310、350、410、450：位線選擇開關(guān)

120、140、320、340、360、380、420、440、460、480：下拉開關(guān)

130、330、370、430、470：源極線選擇開關(guān)

150、301、302、401、402：設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器

160：參考記憶胞

bl、blt、blc：位線

blsel：位線選擇信號

blysb、slysb：控制信號

blys、slys：反相控制信號i1、i2：輸入端

mr、md1、m11、m12、md2、m21、m22、t1、t2：晶體管

rmcell1-rmcell4、rmcell1-1、rmcell1-2、rmcell2-1、rmcell2-2：電阻式記憶胞

rr：電阻

sa：感測放大器

sl、slt、slc：源極線

slsel：源極線選擇信號

sw11、sw12、sw21、sw22：開關(guān)

vss：參考接地

vsaref：參考偏壓

wl1、wln+1、wl2、wln+2：字符線

具體實(shí)施方式

請參照圖1，圖1顯示了本發(fā)明的一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖。電阻式內(nèi)存100包括電阻式記憶胞rmcell1、電阻式記憶胞rmcell2，位線選擇開關(guān)110、源極線選擇開關(guān)130、下拉開關(guān)120、下拉開關(guān)140，設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器150、參考記憶胞160以及晶體管t1、晶體管t2。在此范例實(shí)施例中，電阻式記憶胞rmcell1的第一端耦接至第一位線bl，電阻式記憶胞rmcell1的第二端耦接至源極線sl，以及電阻式記憶胞rmcell1的控制端耦接至字符線wl1。電阻式記憶胞rmcell2的第一端耦接至位線bl，電阻式記憶胞rmcell2的第二端耦接至源極線sl，以及電阻式記憶胞rmcell2的控制端耦接至字符線wl2。在此范例實(shí)施例中，電阻式記憶胞rmcell1是一個晶體管搭配一個電阻組件(1t1r)的態(tài)樣。舉例來說，電阻式記憶胞rmcell1包括晶體管mr以及電阻rr，且晶體管mr以及電阻rr以串聯(lián)的方式耦接至源極線sl以及位線bl之間。位線選擇開關(guān)110的第一端耦接至位線bl，以及位線選擇開關(guān)110的第二端耦接至感測放大器sa的第一輸入端i1。源極線選擇開關(guān)130的第一端耦接至源極線sl，源極線選擇開關(guān)130的第二端亦耦接至感測放大器sa的第一輸入端i1。下拉開關(guān)(pulldownswitches)120、下拉開關(guān)140分別地耦接至位線bl以及源極線sl，經(jīng)由控制信號blysb、blsy，下拉開關(guān)120、下拉開關(guān)140被分別控制導(dǎo)通或斷開，以分別地將位線bl及源極線sl拉至參考接地vss。

另一方面，設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器150被耦接至感測放大器sa的第一輸入端i1，以及設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器150可以通過位線選擇開關(guān)110提供寫入信號至位線bl，以設(shè)定或重置電阻式記憶胞rmcell1、電阻式記憶胞rmcell2。參考記憶胞160耦接至感測放大器sa的傳送輸入端i2。參考記憶胞160具有默認(rèn)參考電阻，并根據(jù)參考電阻提供參考信號至感測放大器sa的第二輸入端i2。

晶體管t2耦接至參考記憶胞160與感測放大器sa的第二輸入端i2之間，以及晶體管t1耦接至位線選擇開關(guān)110以及感測放大器sa的第一輸入端i1之間。晶體管t1、晶體管t2的控制端接收參考偏壓vsaref。

在本范例實(shí)施例中，位線選擇開關(guān)110包括開關(guān)sw11、開關(guān)sw12。開關(guān)sw11、開關(guān)sw12以串聯(lián)的方式耦接至位線bl以及感測放大器sa的第一輸入端i1之間。開關(guān)sw11的控制端接收反相控制信號(invertedcontrolsignal)blys，而開關(guān)sw11會根據(jù)此反相控制信號blys被導(dǎo)通或斷開。開關(guān)12的控制端接收位線選擇信號blsel，而開關(guān)12會根據(jù)此位線選擇信號blsel被導(dǎo)通或斷開。其中，反相控制信號blys被反轉(zhuǎn)成控制信號blysb。此外，開關(guān)sw11、開關(guān)sw12分別地由晶體管m11、晶體管m12所形成。

源極線選擇開關(guān)130包括開關(guān)sw21、開關(guān)sw22。開關(guān)sw21、開關(guān)sw22以串聯(lián)的方式耦接至源極線sl以及感測放大器sa的第一輸入端i1之間。開關(guān)sw21的控制端接收反相控制信號slys，而開關(guān)sw21會根據(jù)此反相控制信號slys被導(dǎo)通或斷開。開關(guān)sw22的控制端接收源極線選擇信號slsel，而開關(guān)22會根據(jù)源極線選擇信號slsel被導(dǎo)通或斷開。其中，反相控制信號slys被反轉(zhuǎn)成控制信號slysb。此外，開關(guān)sw21、開關(guān)sw22分別地由晶體管m21、晶體管m22所形成。

當(dāng)讀取操作被執(zhí)行于電阻式記憶胞rmcell1時，位線選擇開關(guān)110與下拉開關(guān)140的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)一致，源極線選擇開關(guān)130與下拉開關(guān)120的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)一致，而下拉開關(guān)120、下拉開關(guān)140的導(dǎo)通或斷開狀態(tài)是互補(bǔ)的。

關(guān)于電阻式內(nèi)存100的詳細(xì)操作，當(dāng)讀取操作被執(zhí)行于電阻式內(nèi)存100中時，有兩種模式可以被選擇以執(zhí)行讀取操作。第一種模式為正向讀取模式，而第二種模式則為反向讀取模式。若正向讀取模式被選擇，源極線選擇開關(guān) 130的開關(guān)sw21、開關(guān)sw22都會被斷開，且下拉開關(guān)140會被導(dǎo)通。此外，位線選擇開關(guān)110的開關(guān)sw11、開關(guān)sw12都會被導(dǎo)通，且下拉開關(guān)120會被斷開。若電阻式記憶胞rmcell1被選擇以執(zhí)行讀取操作，而電阻式記憶胞rmcell2未被選擇，則字符線wl2會被拉至參考接地，而字符線wl1會被驅(qū)動至致能電壓。也就是說，在執(zhí)行讀取操作的期間，下拉開關(guān)140、電阻式記憶胞rmcell1以及位線選擇開關(guān)110會形成一個電路循環(huán)，且電阻式記憶胞rmcell1的電阻值可以以電流或電壓的形式來表示，并被傳至感測放大器sa的第一輸入端i1。接著，感測放大器sa會比較第一輸入端i1以及第二輸入端i2上的信號，以產(chǎn)生感測輸出數(shù)據(jù)。

相反地，若反向讀取模式被選擇，源極線選擇開關(guān)130的開關(guān)sw21、開關(guān)sw22皆會被導(dǎo)通，而下拉開關(guān)140會被斷開。此外，位線選擇開關(guān)110的開關(guān)sw11、開關(guān)sw12都會被斷開，而下拉開關(guān)120會被導(dǎo)通。也就是說，若電阻式記憶胞rmcell1被選擇以執(zhí)行讀取操作，則下拉開關(guān)120、電阻式記憶胞rmcell1以及源極線選擇開關(guān)130可形成電路循環(huán)，且電阻式記憶胞rmcell1的電阻值可以以電流或者電壓的形式來表示，并被傳至感測放大器sa的第一輸入端i1。接著，感測放大器sa會比較第一輸入端i1以及第二輸入端i2上的信號，以產(chǎn)生感測輸出數(shù)據(jù)。

需注意的是，正向讀取模式被定義為，讀取操作的讀取電壓極性與設(shè)定電壓極性相同，而反向讀取模式被定義為，讀取操作的讀取電壓極性與重置電壓極性相同。在某些實(shí)施例中，正向讀取模式是被執(zhí)行于設(shè)定操作致后，以作為設(shè)定認(rèn)證操作。而反向讀取模式則是被執(zhí)行于重置操作之后，以作為重置認(rèn)證操作。

在另一方面，電阻式內(nèi)存100會以正向或反向讀取模式兩個之一的方式讀取電阻式記憶胞，且藉由保險絲選項位可以預(yù)先選擇默認(rèn)的讀取模式。舉例來說，藉由保險絲選項位，由于反向讀取模式具有較高的干擾讀取電壓(約0.6伏特)，反向讀取模式可以用于所有認(rèn)證讀取操作以及一般讀取操作。

此外，為了較佳的電路匹配，參考記憶胞160具有與電阻式記憶胞rmcell1相同的正向或反向讀取電壓極性。

請參考圖2，圖2顯示了本發(fā)明的另一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖。電阻式內(nèi)存200包括電阻式記憶胞rmcell1、電阻式記憶胞rmcell2、位 線選擇開關(guān)110、源極線選擇開關(guān)130、下拉開關(guān)120、下拉開關(guān)140、設(shè)定/重置驅(qū)動器150、參考記憶胞160以及晶體管t1、晶體管t2。在此范例實(shí)施例中，電阻式記憶胞rmcell1包括記憶胞rmcell1-1、記憶胞rmcell1-2，以及電阻式記憶胞rmcell2包括記憶胞rmcell2-1、記憶胞rmcell2-2。記憶胞rmcell1-1、記憶胞rmcell1-2、記憶胞rmcell2-1以及記憶胞rmcell2-2耦接至相同的源極線sl，亦耦接至相同的位線bl。然而，記憶胞rmcell1-1、記憶胞rmcell1-2分別地耦接至兩個不同的字符線wl1以及字符線wln+1，而記憶胞rmcell2-1、記憶胞rmcell2-2分別地耦接至兩個不同的字符線wl2以及字符線wln+2。

在此實(shí)施例中，下拉開關(guān)120、下拉開關(guān)140分別地由晶體管md1及晶體管md2所形成。

圖3顯示本發(fā)明的又一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖。電阻式內(nèi)存300包括電阻式記憶胞rmcell1-rmcell4、位線選擇開關(guān)310、位線選擇開關(guān)350、源極線選擇開關(guān)330、源極線選擇開關(guān)370、下拉開關(guān)320、下拉開關(guān)340、下拉開關(guān)360及下拉開關(guān)380、設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器301、設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器302，以及晶體管t1、晶體管t2。位線選擇開關(guān)310耦接至位線blc以及感測放大器sa的第一輸入端i1之間，以及下拉開關(guān)320耦接至位線blc以及參考接地vss之間。源極線選擇開關(guān)330耦接至源極線slc以及感測放大器sa的第一輸入端i1之間，且下拉開關(guān)340耦接至源極線slc以及參考接地vss之間。

位線選擇開關(guān)350耦接至位線blt以及感測放大器sa的第二輸入端i2之間，且下拉開關(guān)360耦接至位線blt以及參考接地vss之間。源極線選擇開關(guān)370耦接至源極線slt以及感測放大器sa的第二輸入端i2之間，且下拉開關(guān)380耦接至源極線slt以及參考接地vss之間。

設(shè)定/重置驅(qū)動器301、設(shè)定/重置驅(qū)動器302分別地耦接至感測放大器sa的第一輸入端i1以及第二輸入端i2。

在正向讀取模式中，電阻式記憶胞rmcell1、電阻式記憶胞rmcell3被選擇進(jìn)行讀取。在此時，位線選擇開關(guān)310、位線選擇開關(guān)350被導(dǎo)通，下拉開關(guān)340、下拉開關(guān)380被導(dǎo)通，源極線選擇開關(guān)330、源極線選擇開關(guān)370被斷開，下拉開關(guān)320、下拉開關(guān)360被斷開。感測放大器sa感測來自 位線blt、位線blc的信號，并藉由比較來自位線blt、位線blc的信號來產(chǎn)生感測輸出數(shù)據(jù)。

在反向讀取模式中，電阻式記憶胞rmcell1、電阻式記憶胞rmcell3被選擇進(jìn)行讀取。在此時，位線選擇開關(guān)310、位線選擇開關(guān)350被斷開，下拉開關(guān)340、下拉開關(guān)380被斷開，源極線選擇開關(guān)330、源極線選擇開關(guān)370被導(dǎo)通，下拉開關(guān)320、下拉開關(guān)360被導(dǎo)通。感測放大器sa感測來自源極線slt、源極線slc的信號，并藉由比較來自源極線slt、源極線slc的信號來產(chǎn)生感測輸出數(shù)據(jù)。

圖4顯示了本發(fā)明的再一實(shí)施例中的電阻式內(nèi)存架構(gòu)圖。電阻式內(nèi)存400包括電阻式記憶胞rmcell1-rmcell2、位線選擇開關(guān)410、位線選擇開關(guān)450、源極線選擇開關(guān)430、源極線選擇開關(guān)470、下拉開關(guān)420、下拉開關(guān)440、下拉開關(guān)460以及下拉開關(guān)480、設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器401、設(shè)定/重置寫入驅(qū)動器402以及晶體管t1、晶體管t2。在此范例實(shí)施例中，電阻式記憶胞rmcell1包括記憶胞rmcell1-1、記憶胞rmcell1-2，而電阻式記憶胞rmcell2包括記憶胞rmcell2-1、記憶胞rmcell2-2。

記憶胞rmcell1-1、記憶胞rmcell1-2耦接至相同的位線blc且耦接至相同的源極線slc，然而，記憶胞rmcell1-1、記憶胞rmcell1-2分別耦接至不同的字符線wl1、字符線wln+1。記憶胞rmcell2-1、記憶胞rmcell2-2耦接至相同的位線blt且耦接至相同的源極線slt，然而，記憶胞rmcell2-1、記憶胞rmcell2-2分別耦接至不同的字符線wl1、字符線wln+1。在此范例實(shí)施例中，藉由感測放大器獲得的感測電流可以被放大，并改善電阻式內(nèi)存400的數(shù)據(jù)讀取精確度。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種具有可執(zhí)行反向讀取的內(nèi)存架構(gòu)，且可以選擇正向或反向讀取操作，以最小化讀取干擾情形。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的改動與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求界定范圍為準(zhǔn)。