相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求2016年2月19日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2016-0019826的韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán),其通過(guò)引用整體合并于此。
本公開(kāi)的各種實(shí)施例涉及一種非易失性存儲(chǔ)器件,更具體地,涉及一種具有寬的工作范圍的非易失性存儲(chǔ)器件。
背景技術(shù):
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件根據(jù)其數(shù)據(jù)易失性而通常分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)(ram)器件或只讀存儲(chǔ)(rom)器件。ram器件在其電源被中斷時(shí)丟失其儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。與此相反的是,rom器件在其電源被中斷時(shí)保持其儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。rom器件也可以根據(jù)數(shù)據(jù)輸入方法(即,數(shù)據(jù)編程方法)而分為可編程rom(prom)器件或掩模rom器件。prom器件可以在不編程的情況下制造和售出,且可以在其制造之后由消費(fèi)者(即,用戶)來(lái)直接編程。掩模rom器件可以在其制造期間使用基于由用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)而制造的注入掩模來(lái)編程。prom器件可以包括一次性prom(otprom)器件、可擦除prom(eprom)器件和電可擦除prom(eeprom)器件。一旦otprom器件被編程,就不能改變otprom器件的編程數(shù)據(jù)。
n溝道晶體管或p溝道晶體管可以用作非易失性存儲(chǔ)器件(例如,otprom器件)的單元晶體管。如果使用p溝道晶體管作為非易失性存儲(chǔ)器件的單元晶體管,則p溝道單元晶體管可以具有關(guān)斷態(tài)作為其初始態(tài),以及可以具有導(dǎo)通態(tài)作為其編程態(tài)。p溝道單元晶體管的讀取操作可以通過(guò)感測(cè)連接到從p溝道單元晶體管選擇的p溝道單元晶體管的位線的電壓水平來(lái)執(zhí)行。在這種情況下,該位線的電壓水平可以通過(guò)耦接在電源電壓線與位線之間的負(fù)載電阻器的電阻與選中p溝道單元晶體管的等效電阻的電阻比來(lái)確定。當(dāng)電子系統(tǒng)尺寸縮減時(shí),需要各種電源電壓水平以操作電子系統(tǒng)中所采用的非易失性存儲(chǔ)器件。在這種情況下,采用p溝道晶體管作為單元晶體管的非易失性存儲(chǔ)器件的讀取操作可能變得不穩(wěn)定,從而限制了非易失性存儲(chǔ)器件的工作范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
各種實(shí)施例針對(duì)一種具有寬工作范圍的非易失性存儲(chǔ)器件。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,一種非易失性存儲(chǔ)器件包括非易失性存儲(chǔ)單元和可變電阻式負(fù)載部分??勺冸娮枋截?fù)載部分耦接在非易失性存儲(chǔ)單元的位線與電源電壓線之間??勺冸娮枋截?fù)載部分適用于根據(jù)施加給電源電壓線的電源電壓的水平來(lái)改變位線與電源電壓線之間的電阻值。
附圖說(shuō)明
基于附圖和所附詳細(xì)描述,本發(fā)明的各種實(shí)施例將變得更加明顯,其中:
圖1是圖示傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)器件的電路圖;
圖2是圖示在單元晶體管的初始狀態(tài)中在讀取操作期間,圖1中所示的非易失性存儲(chǔ)器件的單元晶體管和電阻式部分的等效電阻值作為電源電壓的函數(shù)的圖;
圖3是圖示在單元晶體管的編程態(tài)中在讀取操作期間,圖1中所示的非易失性存儲(chǔ)器件的單元晶體管和電阻式部分的等效電阻值作為電源電壓的函數(shù)的圖;
圖4是圖示圖1中所示的非易失性存儲(chǔ)器件的讀取操作裕度作為電源電壓的函數(shù)的圖;
圖5是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件的電路圖;
圖6是圖示當(dāng)施加給非易失性存儲(chǔ)器件的電源電壓具有高電平時(shí),在具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件中所包括的偏壓發(fā)生器的電阻器和第一n溝道晶體管的等效電阻的電路圖;
圖7是圖示當(dāng)施加給非易失性存儲(chǔ)器件的電源電壓具有高電平時(shí),在具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件中所包括的電阻式負(fù)載部分的第三p溝道晶體管和第四p溝道晶體管的等效電阻的電路圖;
圖8是圖示當(dāng)施加給非易失性存儲(chǔ)器件的電源電壓具有低電平時(shí),在具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件中所包括的偏壓發(fā)生器的電阻器和第一n溝道晶體管的等效電阻的電路圖;
圖9是圖示當(dāng)施加給非易失性存儲(chǔ)器件的電源電壓具有低電平時(shí),在具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件中所包括的電阻式負(fù)載部分的第三p溝道晶體管和第四p溝道晶體管的等效電阻的電路圖;
圖10是圖示圖5中所示的非易失性存儲(chǔ)器件的讀取操作裕度作為電源電壓的函數(shù)的圖;
圖11是圖示根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件的電路圖;
圖12是圖示根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件的電路圖;以及
圖13是圖示根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件的電路圖。
具體實(shí)施方式
將參照附圖更詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例。然而,本公開(kāi)可以以各種不同的形式來(lái)實(shí)施,而不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于本文中所示出的實(shí)施例。相反地,這些實(shí)施例被提供作為示例使得本公開(kāi)將徹底且完整,且這些實(shí)施例將把本發(fā)明的各個(gè)方面和特征充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
將理解的是,雖然在本文中可以使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等來(lái)描述各種元件,但是這些元件不受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)用來(lái)將一個(gè)元件與另一元件區(qū)分開(kāi)。因此,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,下面描述的第一元件也可以稱作第二元件或第三元件。
附圖不一定按比例,且在一些情況下,可能已經(jīng)夸大了比例以更清楚地示出實(shí)施例的各種元件。例如,在附圖中,為了圖示的方便,可以相比于實(shí)際的尺寸和間隔,夸大元件的尺寸和元件之間的間隔。
此外,當(dāng)元件被稱作位于另一元件“上”、“之上”、“上面”、“之下”或“下面”時(shí),其意在指相對(duì)位置關(guān)系,而非表示該元件直接接觸另一元件。可以在其間存在至少一個(gè)中間元件。相應(yīng)地,本文中使用的諸如“上”、“之上”、“上面”、“下”、“下面”、“之下”等的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的,而非意在限制本公開(kāi)的范圍。
還將理解的是,當(dāng)元件被稱作“連接到”或“耦接到”另一元件時(shí),其可以直接在另一元件上、連接到或耦接到另一元件,或者可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間元件。
此外,還將理解的是,當(dāng)元件被稱作在兩個(gè)元件“之間”時(shí),其可以為該兩個(gè)元件之間的唯一元件,或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間元件。
本文中所使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的,而非意在限制本發(fā)明。
如本文中所使用,單數(shù)形式意在也包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文清楚地另外指出。
還將理解的是,術(shù)語(yǔ)“包含”、“包含有”、“包括”和“包括有”在用于此說(shuō)明書中時(shí)指定存在所陳述的元件,但不排除存在或添加一個(gè)或更多個(gè)其他元件。
如本文中所使用,術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)中的一個(gè)或更多個(gè)的任意組合或全部組合。
在下面的描述中,闡述了若干具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。可以在無(wú)這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)踐本發(fā)明。另一方面,未詳細(xì)描述眾所周知的工藝結(jié)構(gòu)和/或工藝以避免不必要地混淆本發(fā)明。
還要注意的是,在一些情況下,對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是,除非另外具體指出,否則關(guān)于一個(gè)實(shí)施例而描述的特征或元件可以單獨(dú)使用,或者與關(guān)于另一實(shí)施例的其他特征或元件結(jié)合來(lái)使用。
在下文中,將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。
圖1是圖示傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)器件100的電路圖。
參見(jiàn)圖1,非易失性存儲(chǔ)器件100可以被配置成包括非易失性存儲(chǔ)單元110、感測(cè)電路120和電阻式負(fù)載部分130。非易失性存儲(chǔ)單元110可以被配置成包括用作單元晶體管的第一p溝道晶體管pm1和用作選擇晶體管的第二p溝道晶體管pm2。第一p溝道晶體管pm1的柵極可以對(duì)應(yīng)于浮柵,而第一p溝道晶體管pm1的漏極可以耦接到地端子。第一p溝道晶體管pm1的源極可以耦接到第二p溝道晶體管pm2的漏極。用作選擇信號(hào)的第一使能信號(hào)en1可以被施加給第二p溝道晶體管pm2的柵極。第二p溝道晶體管pm2的源極可以經(jīng)由位線bl來(lái)耦接到第一節(jié)點(diǎn)node_a。
感測(cè)電路120可以使用互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)反相器來(lái)實(shí)施,該反相器包括第一n溝道晶體管nm1和第三p溝道晶體管pm3。第一n溝道晶體管nm1的柵極和第三p溝道晶體管pm3的柵極可以經(jīng)由傳輸感測(cè)輸入信號(hào)sa_in的感測(cè)輸入線102來(lái)耦接到第一節(jié)點(diǎn)node_a。第一n溝道晶體管nm1的源極可以耦接到地端子。第一n溝道晶體管nm1的漏極可以耦接到第三p溝道晶體管pm3的漏極。第三p溝道晶體管pm3的源極可以耦接到被施加電源電壓vdd的電源電壓線101。第一n溝道晶體管nm1和第三p溝道晶體管pm3的漏極可以耦接到輸出感測(cè)輸出信號(hào)sa_out的感測(cè)輸出線103。
電阻式負(fù)載部分130可以包括耦接在電源電壓線101與第一節(jié)點(diǎn)node_a之間的電阻式負(fù)載。在一個(gè)實(shí)施例中,電阻式負(fù)載可以使用第四p溝道晶體管pm4來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二使能信號(hào)en2可以被施加給第四p溝道晶體管pm4的柵極。第四p溝道晶體管pm4的源極和漏極可以分別耦接到電源電壓線101和第一節(jié)點(diǎn)node_a。如果第四p溝道晶體管pm4導(dǎo)通,則第四p溝道晶體管pm4可以用作耦接在電源電壓線101與第一節(jié)點(diǎn)node_a之間的電阻式元件。
用作單元晶體管的第一p溝道晶體管pm1可以在其編程之前具有截止態(tài)作為初始狀態(tài),以及可以在其編程之后具有導(dǎo)通態(tài)作為編程態(tài)。第一p溝道晶體管pm1的狀態(tài)可以通過(guò)使第二p溝道晶體管pm2和第四p溝道晶體管pm4導(dǎo)通來(lái)讀取。在這種情況下,第一節(jié)點(diǎn)node_a的電壓可以對(duì)應(yīng)于感測(cè)輸入信號(hào)sa_in,且感測(cè)輸入信號(hào)sa_in可以輸入給感測(cè)電路120。如果第一p溝道晶體管pm1具有初始的截止態(tài),則因?yàn)榈谝籶溝道晶體管pm1的等效電阻遠(yuǎn)高于第四p溝道晶體管pm4的等效電阻,因此第一節(jié)點(diǎn)node_a可以具有基本上等于電源電壓vdd的電壓。如果電源電壓vdd輸入給感測(cè)電路120,則第三p溝道晶體管pm3可以關(guān)斷,而第一n溝道晶體管nm1導(dǎo)通。因此,地電壓可以被輸出作為感測(cè)輸出信號(hào)sa_out。如果第一p溝道晶體管pm1具有編程態(tài)(即,導(dǎo)通態(tài)),而第二p溝道晶體管pm2和第四p溝道晶體管pm4可以導(dǎo)通以讀出第一p溝道晶體管pm1的狀態(tài),則因?yàn)榈谝籶溝道晶體管pm1的等效電阻低于第四p溝道晶體管pm4的等效電阻,所以第一節(jié)點(diǎn)node_a可以具有基本上等于地電壓的電壓。如果地電壓輸入給感測(cè)電路120,則第三p溝道晶體管pm3可以導(dǎo)通,而第一n溝道晶體管nm1關(guān)斷。因此,電源電壓vdd可以被輸出作為感測(cè)輸出信號(hào)sa_out。相應(yīng)地,第一p溝道晶體管pm1的狀態(tài)可以通過(guò)從感測(cè)電路120輸出的感測(cè)輸出信號(hào)sa_out的電壓水平來(lái)區(qū)分。
圖2是圖示在單元晶體管的初始狀態(tài)期間的讀取操作期間,圖1中所示的非易失性存儲(chǔ)器件100的單元晶體管(即,第一p溝道晶體管pm1)和電阻式負(fù)載部分(即,第四p溝道晶體管pm4)的等效電阻值作為電源電壓vdd的函數(shù)的圖。在圖2中,在單元晶體管具有初始狀態(tài)時(shí),通過(guò)附圖標(biāo)記“151”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻值,而通過(guò)附圖標(biāo)記“152”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于第一p溝道晶體管pm1的第二等效電阻值。參見(jiàn)圖2,電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻值作為電源電壓vdd的函數(shù)可以僅改變少許。更精確地,當(dāng)電源電壓vdd從大約2伏變化為大約6伏時(shí),電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻值在大約2伏至大約3.5伏的范圍中改變少許,并在大約3.5伏至大約6伏的范圍中幾乎保持不變。與此相反的是,隨著電源電壓vdd從大約2伏的范圍向大約6伏增大,第一p溝道晶體管pm1的第二等效電阻值非??焖俚販p小。因此,如圖2中所示,當(dāng)電源電壓vdd降低時(shí),電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻151與第一p溝道晶體管pm1的第二等效電阻152之差增大。與此相反,當(dāng)電源電壓增大時(shí),電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻151與第一p溝道晶體管pm1的第二等效電阻152之差減小。
如參照?qǐng)D1所述,如果在讀取操作期間具有初始狀態(tài)(即,截止態(tài))的第一p溝道晶體管pm1(即,單元晶體管)的第二等效電阻值與第四p溝道晶體管pm4(即,電阻式負(fù)載部分)的第一等效電阻值的比例增大,則第一節(jié)點(diǎn)node_a的電壓可以具有接近于電源電壓vdd的值。然而,如果電源電壓vdd增大,則具有初始狀態(tài)(即,截止態(tài))的第一p溝道晶體管pm1的第二等效電阻值與第四p溝道晶體管pm4的第一等效電阻值的比例可以減小而導(dǎo)致錯(cuò)誤的讀取操作,因?yàn)榈谝还?jié)點(diǎn)node_a的電壓未被充份地上拉至電源電壓vdd。結(jié)果,如果電源電壓vdd增大,則第一p溝道晶體管pm1(用作單元晶體管)的讀取裕度可以減小。
圖3是圖示在單元晶體管的編程態(tài)中的讀取操作期間,圖1中所示的非易失性存儲(chǔ)器件100的單元晶體管(即,第一p溝道晶體管pm1)和電阻式負(fù)載部分(即,第四p溝道晶體管pm4)的等效電阻值作為電源電壓vdd的函數(shù)的圖。在圖3中,在單元晶體管的編程態(tài)中,通過(guò)附圖標(biāo)記“153”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻值,而通過(guò)附圖標(biāo)記“154”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于第一p溝道晶體管pm1的第二等效電阻值。
如參照?qǐng)D1所述,在具有編程態(tài)(即,導(dǎo)通態(tài))的單元晶體管(即,第一p溝道晶體管pm1)的讀取操作期間,如果第二等效電阻值小于第一等效電阻值,則第一節(jié)點(diǎn)node_a可以基本上具有地電壓。然而,如圖3中所示,如果電源電壓vdd降低,則第一等效電阻值與第二等效電阻值之差可以減小。此外,如果電源電壓vdd變得比特定的電源電壓vdd1低,則第二等效電阻值可以快速增大為大于第一等效電阻值。結(jié)果,在具有編程態(tài)的單元晶體管的情況下,如果電源電壓vdd降低,則可能難以獲得讀取裕度。
圖4是圖示圖1中所示的非易失性存儲(chǔ)器件100的讀取操作裕度作為電源電壓vdd的函數(shù)的圖。在圖4中,通過(guò)附圖標(biāo)記“161”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻值與具有初始狀態(tài)(即,截止態(tài))的單元晶體管pm1的第二等效電阻值的比例,而通過(guò)附圖標(biāo)記“162”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分130的第一等效電阻值與具有編程態(tài)(即,導(dǎo)通態(tài))的單元晶體管pm1的第二等效電阻值的比例。此外,通過(guò)附圖標(biāo)記“163”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分130的等效電阻值與單元晶體管pm1的等效電阻值的臨界比例或參考比例,該比例適用于成功地執(zhí)行讀取操作。
在電源電壓vdd的低范圍(例如,圖4的“a”部分)中,可以成功執(zhí)行具有初始狀態(tài)的單元晶體管的讀取操作,但是可能錯(cuò)誤地執(zhí)行具有編程態(tài)的單元晶體管的讀取操作。與此相反的是,在電源電壓vdd的高范圍(例如,圖4的“b”部分)中,可以成功執(zhí)行具有編程態(tài)的單元晶體管的讀取操作,但是可能錯(cuò)誤地執(zhí)行具有初始狀態(tài)的單元晶體管的讀取操作。
為了在電源電壓vdd的低范圍中獲得具有編程態(tài)的單元晶體管的讀取裕度,必須增大電阻式負(fù)載部分130的等效電阻值。然而,在這種情況下,具有初始狀態(tài)的單元晶體管的讀取裕度可能減小而導(dǎo)致初始單元晶體管的錯(cuò)誤的讀取操作。
反之,為了在電源電壓vdd的高范圍中獲得具有初始狀態(tài)的單元晶體管的讀取裕度,必須減小電阻式負(fù)載部分130的等效電阻值。然而,在這種情況下,具有編程態(tài)的單元晶體管的讀取裕度可能減小而導(dǎo)致被編程單元晶體管的錯(cuò)誤的讀取操作。即,初始狀態(tài)的單元晶體管的讀取裕度與被編程單元晶體管的讀取裕度根據(jù)電源電壓vdd的值而具有折衷關(guān)系。
圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件200的電路圖。
參見(jiàn)圖5,非易失性存儲(chǔ)器件200可以被配置成包括非易失性存儲(chǔ)單元210、可變電阻式負(fù)載部分220和感測(cè)電路230。
非易失性存儲(chǔ)單元210可以被配置成包括用作單元晶體管的第一p溝道晶體管pm10和用作選擇晶體管的第二p溝道晶體管pm20。第一p溝道晶體管pm10的柵極可以對(duì)應(yīng)于浮柵,而第一p溝道晶體管p10的漏極可以耦接到地端子。第一p溝道晶體管pm10的源極可以耦接到第二p溝道晶體管pm20的漏極。用作選擇信號(hào)的第一使能信號(hào)en1可以被施加給第二p溝道晶體管pm20的柵極。第二p溝道晶體管pm20的源極可以經(jīng)由位線bl來(lái)耦接到第一節(jié)點(diǎn)node_b。第一p溝道晶體管pm10可以具有截止態(tài)作為初始狀態(tài),以及可以在其編程之后具有導(dǎo)通態(tài)。因此,在讀取操作期間,具有初始狀態(tài)的第一p溝道晶體管pm10可以具有較高的等效電阻值,而具有編程態(tài)的第一p溝道晶體管pm10可以具有較低的等效電阻值。雖然在圖5中未示出,但使用與第一p溝道晶體管pm10相同的p溝道晶體管來(lái)實(shí)施的冗余單元晶體管可以與第一p溝道晶體管pm10并聯(lián)耦接。
可變電阻式負(fù)載部分220可以耦接在位線bl與電源電壓線201之間。位線bl與電源電壓線201之間的可變電阻式負(fù)載部分220的電阻值可以根據(jù)被施加給電源電壓線201的電源電壓vdd而變化。可變電阻式負(fù)載部分220可以包括電阻式負(fù)載部分221和偏壓發(fā)生器222。電阻式負(fù)載部分221可以包括第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40,而偏壓發(fā)生器222可以包括電阻器r和第一n溝道晶體管nm10。
第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40可以并聯(lián)耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40的源極可以耦接到電源電壓線201。第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40的漏極以及第三p溝道晶體管pm30的柵極可以耦接到第一節(jié)點(diǎn)node_b。第四p溝道晶體管pm40的柵極可以耦接到偏壓發(fā)生器222。由于第三p溝道晶體管pm30的柵極和漏極彼此耦接,因此第三p溝道晶體管pm30可以工作在飽和區(qū)。同時(shí),根據(jù)從偏壓發(fā)生器222產(chǎn)生并被施加給第四p溝道晶體管pm40的柵極的電壓,第四p溝道晶體管pm40可以導(dǎo)通或關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中,第三p溝道晶體管pm30的等效電阻值可以高于導(dǎo)通的第四p溝道晶體管pm40的等效電阻值。在這種情況下,第三p溝道晶體管pm30的跨導(dǎo)(gm)可以小于第四p溝道晶體管pm40的跨導(dǎo)。即,第三p溝道晶體管pm30的溝道長(zhǎng)度可以大于第四p溝道晶體管pm40的溝道長(zhǎng)度,或者第三p溝道晶體管pm30的溝道寬度可以小于第四p溝道晶體管pm40的溝道寬度。
構(gòu)成偏壓發(fā)生器222的電阻器r和第一n溝道晶體管nm10可以串聯(lián)耦接在電源電壓線201與地端子之間。電阻器r可以具有恒定的電阻值。電阻器r的一個(gè)端子可以耦接到電源電壓線201,而電阻器r的另一個(gè)端子可以耦接到第二節(jié)點(diǎn)node_c。第一n溝道晶體管nm10的漏極和源極可以分別耦接到第二節(jié)點(diǎn)node_c和地端子。第二節(jié)點(diǎn)node_c可以耦接到第四p溝道晶體管pm40的柵極來(lái)用作偏壓發(fā)生器222的輸出端子。經(jīng)由偏壓發(fā)生器222的第二節(jié)點(diǎn)node_c而輸出的輸出電壓可以通過(guò)電源電壓vdd、電阻器r的電阻值以及第一n溝道晶體管nm10的等效電阻值來(lái)確定。第一n溝道晶體管nm10的柵極可以直接耦接到第一n溝道晶體管nm10的漏極。因此,第一n溝道晶體管nm10可以具有二極管連接結(jié)構(gòu)(diode-connectedstructure)。由于第一n溝道晶體管nm10的柵極和漏極彼此耦接,因此第一n溝道晶體管nm10可以工作在飽和區(qū)。在這種情況下,第一n溝道晶體管nm10的漏極電流(ids)可以通過(guò)下面的等式1來(lái)表達(dá):
[等式1]
ids∝(vg-vth)2
在等式1中,“vg”表示施加給第一n溝道晶體管nm10的柵極和漏極的柵極電壓(即,漏極電壓),而“vth”表示第一n溝道晶體管nm10的閾值電壓。因此,第一n溝道晶體管nm10與電阻器r的電阻比例可以根據(jù)電源電壓vdd而變化。例如,如果電源電壓vdd增大,則第一n溝道晶體管nm10與電阻器r的電阻比例減小為接近零。反之,如果電源電壓vdd降低,則第一n溝道晶體管nm10與電阻器r的電阻比例增大。如果第一n溝道晶體管nm10與電阻器r的電阻比例隨電源電壓vdd增大而減小,則第二節(jié)點(diǎn)node_c處的輸出電壓與高電源電壓vdd之差也增大。反之,如果第一n溝道晶體管nm10與電阻器r的電阻比例隨電源電壓vdd減小而增大,則第二節(jié)點(diǎn)node_c處的輸出電壓與高電源電壓vdd之差減小。
感測(cè)電路230可以使用包括第二n溝道晶體管nm20和第五p溝道晶體管pm50的互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)反相器來(lái)實(shí)施。第二n溝道晶體管nm20的柵極和第五p溝道晶體管pm50的柵極可以經(jīng)由傳輸感測(cè)輸入信號(hào)sa_in的感測(cè)輸入線202來(lái)耦接到第一節(jié)點(diǎn)node_b。第二n溝道晶體管nm20的源極可以耦接到地端子。第二n溝道晶體管nm20的漏極可以耦接到第五p溝道晶體管pm50的漏極。第五p溝道晶體管pm50的源極可以耦接到電源電壓線201。第二n溝道晶體管nm20和第五p溝道晶體管pm50的漏極可以耦接到輸出感測(cè)輸出信號(hào)sa_out的感測(cè)輸出線203。在一個(gè)實(shí)施例中,第五p溝道晶體管pm50的跨導(dǎo)可以大于第二n溝道晶體管nm20的跨導(dǎo)。在這種情況下,具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取裕度可以增大。
圖6是圖示當(dāng)施加給非易失性存儲(chǔ)器件200的電源電壓vdd具有高電平時(shí),在具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件200中所包括的偏壓發(fā)生器222的電阻器r和第一n溝道晶體管nm10的等效電阻的電路圖。在圖6中,與圖5中所使用的相同的附圖標(biāo)記或指示符表示相同的元件。
參見(jiàn)圖5和圖6,如果高電源電壓vddh被施加給電源電壓線201,則電阻器r的第一電阻rfixed與第一n溝道晶體管nm10的第二電阻rvaried1的比例可以較低,具有大約為“一”的值。在這種情況下,經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)node_c而輸出的第一輸出電壓vddh’可以通過(guò)第一電阻rfixed與第二電阻rvaried1的比例以及高電源電壓vddh來(lái)確定。如果第一電阻rfixed與第二電阻rvaried1的比例大約為一,則第一輸出電壓vddh’可以大約為高電源電壓vddh的一半。如果第一輸出電壓vddh’被施加給電阻式負(fù)載部分221的第四p溝道晶體管pm40的柵極,則被施加在第四p溝道晶體管pm40的柵極與源極之間的電壓可以對(duì)應(yīng)于高電源電壓vddh與第一輸出電壓vddh’之差。高電源電壓vddh與第一輸出電壓vddh’之差可以大于第四p溝道晶體管pm40的閾值電壓(例如,大約為-0.7伏)的絕對(duì)值。因此,第四p溝道晶體管pm40可以導(dǎo)通。
在一個(gè)實(shí)施例中,如果高電源電壓vddh為5伏,則第一電阻rfixed比第二電阻rvaried1可以為2:3。在這種情況下,3伏的第一輸出電壓vddh’可以經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)node_c輸出。如果3v的第一輸出電壓vddh’被施加給第四p溝道晶體管pm40的柵極,則第四p溝道晶體管pm40的柵極-源極電壓vgs可以大約為-2伏。由于第四p溝道晶體管pm40的柵極-源極電壓vgs(即,-2伏)低于第四p溝道晶體管pm40的閾值電壓(例如,-0.7伏),因此第四p溝道晶體管pm40可以導(dǎo)通。
圖7是圖示當(dāng)高電源電壓vddh被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200時(shí),在具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件200中所包括的電阻式負(fù)載部分221的第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40的等效電阻的電路圖。在圖7中,與圖5中所使用的相同的附圖標(biāo)記或標(biāo)識(shí)符表示相同的元件。
參見(jiàn)圖5和圖7,當(dāng)電阻式負(fù)載部分221的第四p溝道晶體管pm40導(dǎo)通時(shí),與第三p溝道晶體管pm30相對(duì)應(yīng)的第一電阻式負(fù)載元件和與第四p溝道晶體管pm40相對(duì)應(yīng)的第二電阻式負(fù)載元件可以并聯(lián)耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。因此,如果高電源電壓vddh被施加給電源電壓線201,則電阻式負(fù)載部分221可以用等效負(fù)載電阻器req1來(lái)取代,所述等效負(fù)載電阻器req1具有并聯(lián)耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)b之間的第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40的第一負(fù)載電阻值rload1和第二負(fù)載電阻值rload2的等效電阻值“rload1//rload2”。如參照?qǐng)D5所述,如果第四p溝道晶體管pm40導(dǎo)通,則第三p溝道晶體管pm30的第一負(fù)載電阻值rload1可以大于第四p溝道晶體管pm40的第二負(fù)載電阻值rload2。相應(yīng)地,在這種情況下,等效負(fù)載電阻器req1可以具有比第二負(fù)載電阻值rload2小的等效負(fù)載電阻值“rload1//rload2”。
如果非易失性存儲(chǔ)單元210的用作單元晶體管的第一p溝道晶體管pm1具有初始狀態(tài),則相比于具有被編程第一p溝道晶體管pm1的非易失性存儲(chǔ)單元210,該非易失性存儲(chǔ)單元210可以具有較高的第一單元電阻值rcell1。
如參照?qǐng)D2所述,如果電源電壓vdd增加,則具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的單元電阻值(即,與第一單元電阻值rcell1相對(duì)應(yīng)的單元電阻值)可以減小。結(jié)果,單元電阻值與電阻式負(fù)載部分的固定負(fù)載電阻值之差可以減小。這意味著當(dāng)高電源電壓vddh被施加給非易失性存儲(chǔ)器件時(shí),具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的讀取裕度可以減小。
然而,在根據(jù)本實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件的情況下,當(dāng)高電源電壓vddh被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200時(shí),等效負(fù)載電阻器req1可以具有較低的等效負(fù)載電阻值“rload1//rload2”。因此,即使高電源電壓vddh被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200,等效負(fù)載電阻值“rload1//rload2”與第一單元電阻值rcell1之差也可以增大以獲得具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的充足的讀取裕度。具體地,即使高電源電壓vddh被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200,相比于電阻式負(fù)載部分221的等效負(fù)載電阻值“rload1//rload2”,非易失性存儲(chǔ)單元210的第一單元電阻值rcell1也可以足夠高。因此,第一節(jié)點(diǎn)node_b處的輸出電壓可以具有與高電源電壓vddh基本上相同的電平。
如果與高電源電壓vddh相對(duì)應(yīng)的輸出電壓被輸入給感測(cè)電路230,則第二n溝道晶體管nm20可以導(dǎo)通,而第五p溝道晶體管pm50可以關(guān)斷。相應(yīng)地,感測(cè)輸出信號(hào)sa_out可以具有地電壓水平。
圖8是圖示當(dāng)施加給非易失性存儲(chǔ)器件200的電源電壓具有低電平時(shí),在具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件200中所包括的偏壓發(fā)生器222的電阻器r和第一n溝道晶體管nm10的等效電阻的電路圖。在圖8中,與圖5中所使用的相同的附圖標(biāo)記或標(biāo)識(shí)符表示相同的元件。
參見(jiàn)圖5和圖8,如果低電源電壓vddl被施加給電源電壓線201,則第一n溝道晶體管nm10的第三電阻rvaried2與電阻器r的第一電阻rfixed的比例可以較高,具有大約為五的值。在這種情況下,經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)node_c而輸出的第二輸出電壓vddl’可以通過(guò)第三電阻rvaried2與第一電阻rfixed的比例以及低電源電壓vddl來(lái)確定。由于第三電阻rvaried2與第一電阻rfixed的比例大約為五,因此第二輸出電壓vddl’可以具有接近于低電源電壓vddl的值。如果第二輸出電壓vddl’被施加給電阻式負(fù)載部分221的第四p溝道晶體管pm40的柵極,則施加在第四p溝道晶體管pm40的的柵極與源極之間的電壓可以對(duì)應(yīng)于低電源電壓vddl與第二輸出電壓vddl’之差。低電源電壓vddl與第二輸出電壓vddl’之差可以小于第四p溝道晶體管pm40的閾值電壓(例如,大約-0.7伏)的絕對(duì)值。因此,第四p溝道晶體管pm40可以關(guān)斷。
在一個(gè)實(shí)施例中,如果低電源電壓vddl為3伏,則第一電阻rfixed比第三電阻rvaried2可以為1:5。在這種情況下,2.5伏的第二輸出電壓vddl’可以經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)node_c輸出。如果2.5伏的第二輸出電壓vddl’被施加給第四p溝道晶體管pm40的柵極,則第四p溝道晶體管pm40的柵極-源極電壓vgs可以為大約-0.5伏。由于第四p溝道晶體管pm40的柵極-源極電壓vgs(即,-0.5伏)的絕對(duì)值小于第四p溝道晶體管pm40的閾值電壓(例如,-0.7伏)的絕對(duì)值,因此第四p溝道晶體管pm40可以關(guān)斷。
圖9是圖示當(dāng)?shù)碗娫措妷簐ddl被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200時(shí),在具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作期間,構(gòu)成圖5的非易失性存儲(chǔ)器件200中所包括的電阻式負(fù)載部分221的第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40的等效電阻的電路圖。在圖9中,與圖5中所使用的相同的附圖標(biāo)記或標(biāo)識(shí)符表示相同的元件。
參見(jiàn)圖5和圖9,當(dāng)電阻式負(fù)載部分221的第四p溝道晶體管pm40關(guān)斷時(shí),僅與第三p溝道晶體管pm30相對(duì)應(yīng)的第一電阻式負(fù)載元件可以耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。即,如果低電源電壓vddl被施加給電源電壓線201,則電阻式負(fù)載部分221可以僅用第一電阻式負(fù)載元件來(lái)取代,所述第一電阻式負(fù)載元件具有與耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)b之間的第三p溝道晶體管pm30的等效電阻值相對(duì)應(yīng)的第一等效負(fù)載電阻值rload1。
如果非易失性存儲(chǔ)單元210的用作單元晶體管的第一p溝道晶體管pm1具有編程態(tài),則相比于具有初始的第一p溝道晶體管pm1的非易失性存儲(chǔ)單元210,該非易失性存儲(chǔ)單元210可以具有較低的第二單元電阻值rcell2。
如參照?qǐng)D2所述,如果電源電壓vdd降低,則具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的單元電阻值(即,與第二單元電阻值rcell2相對(duì)應(yīng)的單元電阻值)可以增大。結(jié)果,單元電阻值與電阻式負(fù)載部分的固定負(fù)載電阻值之差可以減小。這意味著當(dāng)?shù)碗娫措妷簐ddl被施加給非易失性存儲(chǔ)器件時(shí),具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元的讀取裕度減小。
然而,在根據(jù)本實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件的情況下,當(dāng)?shù)碗娫措妷簐ddl被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200時(shí),第三p溝道晶體管pm30的等效電阻值(即,第一等效負(fù)載電阻值rload1)可以較高。因此,即使低電源電壓vddl被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200,第一等效負(fù)載電阻值rload1與第二單元電阻值rcell2之差也可以增大以獲得具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的充足的讀取裕度。具體地,即使低電源電壓vddl被施加給非易失性存儲(chǔ)器件200,相比于非易失性存儲(chǔ)單元210的第二單元電阻值rcell2,電阻式負(fù)載部分221的第一等效負(fù)載電阻值rload1也可以足夠高。因此,第一節(jié)點(diǎn)node_b處的輸出電壓可以具有與地電壓基本上相同的電平。
如果與地電壓相對(duì)應(yīng)的輸出電壓被輸入給感測(cè)電路230,則第二n溝道晶體管nm20可以關(guān)斷,而第五p溝道晶體管pm50可以導(dǎo)通。相應(yīng)地,感測(cè)電路230可以輸出具有低電源電壓vddl的水平的感測(cè)輸出信號(hào)sa_out。
圖10是圖示圖5中所示的非易失性存儲(chǔ)器件200的讀取操作裕度作為電源電壓vdd的函數(shù)的圖。在圖10中,通過(guò)附圖標(biāo)記“301”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分221的等效電阻值與具有初始狀態(tài)(即,截止態(tài))的非易失性存儲(chǔ)單元210的等效電阻值的比例,而通過(guò)附圖標(biāo)記“302”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分221的等效電阻值與具有編程態(tài)(即,導(dǎo)通態(tài))的非易失性存儲(chǔ)單元210的等效電阻值的比例。此外,通過(guò)附圖標(biāo)記“303”繪制的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于電阻式負(fù)載部分221的等效電阻值與非易失性存儲(chǔ)單元210的等效電阻值的臨界比例或參考比例(其適用于成功執(zhí)行讀取操作)。
如圖10中所示,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,通過(guò)附圖標(biāo)記“303”繪制的第三數(shù)據(jù)線定位于通過(guò)附圖標(biāo)記“301”繪制的第一數(shù)據(jù)線與通過(guò)附圖標(biāo)記“302”繪制的第二數(shù)據(jù)線之間。這意味著無(wú)論非易失性存儲(chǔ)單元210是處于初始狀態(tài)還是處于編程態(tài),都可以在電源電壓vdd的全部范圍中無(wú)任何錯(cuò)誤地、成功地執(zhí)行非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作。
具體地,第三數(shù)據(jù)線303被定位為在電源電壓vdd的低范圍(例如,圖10的“c”部分)中距離第二數(shù)據(jù)線302具有充足的比例差。因此,可以理解為,即使在電源電壓vdd的低范圍中,也可以無(wú)任何錯(cuò)誤地執(zhí)行具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作。此外,由于第三數(shù)據(jù)線303位于第一數(shù)據(jù)線301之上,因此也可以無(wú)任何錯(cuò)誤地執(zhí)行具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作。具體地,在電源電壓vdd的高范圍中,第二數(shù)據(jù)線302被定位為距離第三數(shù)據(jù)線303具有充足的比例差。因此,在電源電壓vdd的高范圍中也可以無(wú)任何錯(cuò)誤地執(zhí)行具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作。
此外,在電源電壓vdd的高范圍(圖10的“d”部分)中,第一數(shù)據(jù)線301被定位為距離第三數(shù)據(jù)線303具有充足的比例差。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)非易失性存儲(chǔ)器件200的可變電阻式負(fù)載部分220的操作,在具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作期間,電阻式負(fù)載部分221的等效電阻值因高電源電壓vddh而減小,以及在具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取操作期間,電阻式負(fù)載部分221的等效電阻值因低電源電壓vddl而增大。
圖11是圖示根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件400的電路圖。在圖11中,與圖5中所使用的相同的附圖標(biāo)記或標(biāo)識(shí)符表示相同的元件。因此,為了避免不必要的重復(fù)說(shuō)明,在本實(shí)施例中可以省略或簡(jiǎn)要提及對(duì)與圖5中所示的相同元件的描述。
參見(jiàn)圖11,非易失性存儲(chǔ)器件400可以被配置成包括非易失性存儲(chǔ)單元210、可變電阻式負(fù)載部分420和感測(cè)電路230??勺冸娮枋截?fù)載部分420可以包括電阻式負(fù)載部分221和偏壓發(fā)生器422。電阻式負(fù)載部分221可以包括參照?qǐng)D5所描述的第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40。偏壓發(fā)生器422可以包括電阻器r和多個(gè)第一n溝道晶體管nm11至nm1m,其中,“m”表示等于或大于2的自然數(shù)。電阻器r與多個(gè)第一n溝道晶體管nm11至nm1m可以串聯(lián)耦接在電源電壓線201與地端子之間。第一n溝道晶體管nm11至nm1m中的每個(gè)可以具有彼此直接連接的柵極和漏極。因此,第一n溝道晶體管nm11至nm1m中的每個(gè)可以具有二極管連接結(jié)構(gòu)。電阻器r可以具有恒定的電阻值,即,固定的電阻值。電阻器r的一個(gè)端子可以耦接到電源電壓線201,而電阻器r的另一個(gè)端子可以耦接到第二節(jié)點(diǎn)node_c。第二節(jié)點(diǎn)node_c可以耦接到第四p溝道晶體管pm40的柵極。第一n溝道晶體管nm11的漏極可以耦接到第二節(jié)點(diǎn)node_c,而第一n溝道晶體管nm11的源極可以耦接到第一n溝道晶體管nm12的漏極。第一n溝道晶體管nm11至nm1m之中的最后的第一n溝道晶體管nm1m的源極可以耦接到地端子。
根據(jù)上述的偏壓發(fā)生器422的配置,因?yàn)榫哂卸O管連接結(jié)構(gòu)的第一n溝道晶體管nm11至nm1m串聯(lián)連接,所以第二節(jié)點(diǎn)node_c處的電壓可以對(duì)應(yīng)于多個(gè)第一n溝道晶體管nm11至nm1m的閾值電壓的總和。例如,如果第一n溝道晶體管nm11至nm1m的數(shù)量為3且第一n溝道晶體管nm11至nm1m中的每個(gè)的閾值電壓為+0.7伏,則第二節(jié)點(diǎn)node_c處的電壓可以不低于+2.1伏。如果第一n溝道晶體管nm11至nm1m的數(shù)量增大,則第二節(jié)點(diǎn)node_c處的電壓也可以增大。如參照?qǐng)D6所述,無(wú)論電源電壓vdd如何,電阻器r都可以具有恒定的電阻值。與此相反的是,第一n溝道晶體管nm11至nm1m中的每個(gè)可以具有根據(jù)電源電壓vdd而變化的等效電阻值。即,如果電源電壓vdd增大,則第一n溝道晶體管nm11至nm1m的總電阻值與電阻器r的固定電阻值的比例可以減小,而如果電源電壓vdd降低,則第一n溝道晶體管nm11至nm1m的總電阻值與電阻器r的固定電阻值的比例可以增大。
如果第一n溝道晶體管nm11至nm1m的數(shù)量增大,則在特定的電源電壓vdd處,第一n溝道晶體管nm11至nm1m的總電阻值與電阻器r的固定電阻值的比例可以增大。這意味著隨著第一n溝道晶體管nm11至nm1m的數(shù)量增大,用于使在高電源電壓vdd處導(dǎo)通的第四p溝道晶體管pm40關(guān)斷所需的電源電壓vdd增大。類似地,隨著第一n溝道晶體管nm11至nm1m的數(shù)量增大,用于使在低電源電壓vdd處關(guān)斷的第四p溝道晶體管pm40導(dǎo)通所需的電源電壓vdd增大。例如,如果第一n溝道晶體管nm11至nm1m的數(shù)量為1,則在+5伏的高電源電壓vdd處導(dǎo)通的第四p溝道晶體管pm40可以在大約+3.2伏的電源電壓vdd處關(guān)斷,且可以在低于+3.2伏的低電源電壓vdd處維持關(guān)斷態(tài)。相比之下,如果多個(gè)第一n溝道晶體管nm11至nm1m像本實(shí)施例一樣串聯(lián)耦接在第二節(jié)點(diǎn)node_c與地端子之間,則在+5伏的高電源電壓vdd處導(dǎo)通的第四p溝道晶體管pm40可以在大約+3.5伏的電源電壓vdd處關(guān)斷,且在低于+3.5伏的低電源電壓vdd處可以維持關(guān)斷態(tài)。即,根據(jù)本實(shí)施例,能夠使第四p溝道晶體管pm40關(guān)斷的電源電壓vdd的范圍可以增大。
圖12是圖示根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件600的電路圖。在圖12中,與圖5中所使用的相同的附圖標(biāo)記或標(biāo)識(shí)符表示相同的元件。因此,為了避免不必要的重復(fù)說(shuō)明,在此實(shí)施例中可以省略或簡(jiǎn)要提及與圖5所示的相同元件的描述。
參見(jiàn)圖12,非易失性存儲(chǔ)器件600可以被配置成包括非易失性存儲(chǔ)單元210、可變電阻式負(fù)載部分620和感測(cè)電路230??勺冸娮枋截?fù)載部分620可以包括電阻式負(fù)載部分621和偏壓發(fā)生器222。電阻式負(fù)載部分621可以包括第一電阻式負(fù)載元件rlarge、第二電阻式負(fù)載元件rsmall和開(kāi)關(guān)晶體管pm45。偏壓發(fā)生器222可以包括第一n溝道晶體管nm10和電阻器r。第一電阻式負(fù)載元件rlarge可以對(duì)應(yīng)于第一負(fù)載電阻器,而第二電阻式負(fù)載元件rsmall可以對(duì)應(yīng)于第二負(fù)載電阻器??勺冸娮枋截?fù)載部分620的第一電阻式負(fù)載元件rlarge可以耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。第二電阻式負(fù)載元件rsmall和開(kāi)關(guān)晶體管pm45可以串聯(lián)耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。因此,第一電阻式負(fù)載元件rlarge和第二電阻式負(fù)載元件rsmall可以并聯(lián)耦接到電源電壓線201,以及第一電阻式負(fù)載元件rlarge和開(kāi)關(guān)晶體管pm45可以并聯(lián)耦接到第一節(jié)點(diǎn)node_b。開(kāi)關(guān)晶體管pm45可以使用p溝道晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)。開(kāi)關(guān)晶體管pm45的源極和漏極可以分別耦接到第二電阻式負(fù)載元件rsmall和第一節(jié)點(diǎn)node_b。開(kāi)關(guān)晶體管pm45的柵極可以耦接到偏壓發(fā)生器222的輸出端子(即,第二節(jié)點(diǎn)node_c)。第一電阻式負(fù)載元件rlarge可以具有比第二電阻式負(fù)載元件rsmall的電阻值高的電阻值。
如果開(kāi)關(guān)晶體管pm45關(guān)斷,則僅第一電阻式負(fù)載元件rlarge可以耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間,且開(kāi)路可以設(shè)置在第二電阻式負(fù)載元件rsmall與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。因此,僅第一電阻式負(fù)載元件rlarge的負(fù)載電阻值可以存在于電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。如果開(kāi)關(guān)晶體管pm45導(dǎo)通,則第一電阻式負(fù)載元件rlarge和第二電阻式負(fù)載元件rsmall可以并聯(lián)耦接在電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。因此,第一電阻式負(fù)載元件rlarge和第二電阻式負(fù)載元件rsmall的并聯(lián)電阻值可以存在于電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間。由于第一電阻式負(fù)載元件rlarge與第二電阻式負(fù)載元件rsmall并聯(lián)耦接,因此并聯(lián)耦接的第一電阻式負(fù)載元件rlarge和第二電阻式負(fù)載元件rsmall的并聯(lián)電阻值可以低于第一電阻式負(fù)載元件rlarge的電阻值。
如參照?qǐng)D6至圖9所述,在電源電壓vdd的高范圍中,開(kāi)關(guān)晶體管pm45可以通過(guò)偏壓發(fā)生器222的輸出電壓而導(dǎo)通。因此,在電源電壓vdd的高范圍中,電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間的等效電阻值可以較低。相比之下,在電源電壓vdd的低范圍中,開(kāi)關(guān)晶體管pm45可以通過(guò)偏壓發(fā)生器222的輸出電壓而關(guān)斷。因此,在電源電壓vdd的低范圍中,電源電壓線201與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間的等效電阻值可以較高。相應(yīng)地,在電源電壓vdd的高范圍中,電阻式負(fù)載部分621的等效負(fù)載電阻值與具有初始狀態(tài)(即,截止態(tài))的非易失性存儲(chǔ)單元210的等效單元電阻值的比例可以降低,以改善具有初始狀態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取裕度。此外,在電源電壓vdd的低范圍中,電阻式負(fù)載部分621的等效負(fù)載電阻值與具有編程態(tài)(即,導(dǎo)通態(tài))的非易失性存儲(chǔ)單元210的等效單元電阻值的比例可以增大,以改善具有編程態(tài)的非易失性存儲(chǔ)單元210的讀取裕度。
圖13是圖示根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件700的電路圖。在圖13中,與圖5中所使用的相同的附圖標(biāo)記或標(biāo)識(shí)符表示相同的元件。因此,為了避免重復(fù)說(shuō)明,在此實(shí)施例中將省略或簡(jiǎn)要提及對(duì)與圖5中所示的相同元件的描述。
參見(jiàn)圖13,非易失性存儲(chǔ)器件700可以在非易失性存儲(chǔ)單元210的位線bl與電阻式負(fù)載部分221的第一節(jié)點(diǎn)node_b之間的電連接關(guān)系方面與圖5至圖10的非易失性存儲(chǔ)器件200不同。具體地,根據(jù)本實(shí)施例的非易失性存儲(chǔ)器件700還可以包括耦接在位線bl與第一節(jié)點(diǎn)node_b之間的第三n溝道晶體管nm30,而非易失性存儲(chǔ)器件200的位線bl與第一節(jié)點(diǎn)node_b彼此直接連接。位線bl可以耦接到非易失性存儲(chǔ)單元210的用作選擇晶體管的第二p溝道晶體管pm20的源極。感測(cè)輸入線702可以耦接到第一節(jié)點(diǎn)node_b(即,第三p溝道晶體管pm30和第四p溝道晶體管pm40的漏極)。第三n溝道晶體管nm30可以耦接在位線bl與感測(cè)輸入線702之間以抑制讀取干擾現(xiàn)象。感測(cè)放大器使能信號(hào)saen可以被輸入給第三n溝道晶體管nm30的柵極。第三n溝道晶體管nm30的漏極和源極可以分別耦接到感測(cè)輸入線702和位線bl。
如果感測(cè)放大器使能信號(hào)saen被施加給第三n溝道晶體管nm30的柵極以執(zhí)行讀取操作,則第三n溝道晶體管nm30可以導(dǎo)通,且在第三n溝道晶體管nm30的漏極與源極之間可以產(chǎn)生與第三n溝道晶體管nm30的閾值電壓相對(duì)應(yīng)的電壓差。因此,位線bl的電壓可以比感測(cè)輸入線702的電壓低第三n溝道晶體管nm30的閾值電壓。
這意味者包括第三n溝道晶體管nm30的本實(shí)施例中的施加給位線bl的電壓低于圖5中所示的實(shí)施例中施加給位線bl的電壓。因此,在讀取操作期間,施加給非易失性存儲(chǔ)單元210的用作單元晶體管的第一p溝道晶體管pm10的電壓應(yīng)力可以減小。具體地,如果在讀取操作期間施加給非易失性存儲(chǔ)器件700的電源電壓vdd具有特定電壓水平之上的高電平,則第三n溝道晶體管nm30可以抑制讀取干擾現(xiàn)象,讀取干擾現(xiàn)象為在讀取操作期間第一p溝道晶體管pm10被不期望地編程。
根據(jù)上述的實(shí)施例,在電源電壓的高范圍中,耦接在電源電壓線與位線之間的電阻式負(fù)載部分的等效電阻值可以降低,而在電源電壓的低范圍中,耦接在電源電壓線與位線之間的電阻式負(fù)載部分的等效電阻值可以增大。因此,甚至在電源電壓的寬范圍中,都可以改善耦接在位線與地端子之間的存儲(chǔ)單元的讀取裕度。
以上已經(jīng)出于說(shuō)明性的目的而公開(kāi)了本公開(kāi)的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,在不脫離所附權(quán)利要求中所公開(kāi)的本公開(kāi)的范圍和精神的情況下,各種修改、添加和替代是可能的。