相關(guān)申請的交叉引用
本申請主張于2016年4月19日提交的第10-2016-0047773號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán),該韓國專利申請通過引用全部并入本文中。
本公開的各個實施例大體可涉及非易失性存儲器件,且更具體地,涉及與在讀取模式下的寬操作范圍相關(guān)且在晶體管的特性的變化下而穩(wěn)定地操作的非易失性存儲器件。
背景技術(shù):
根據(jù)半導體存儲器件的數(shù)據(jù)易失性,半導體存儲器件一般分為隨機存取存儲(ram)器件或只讀存儲(rom)器件。當ram器件的電力供應(yīng)中斷時,ram器件失去在其內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)。相比之下,即使當rom器件的電力供應(yīng)被中斷時,rom器件仍保持其內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)輸入方法,即,數(shù)據(jù)編程方法,rom器件也可以分為可編程rom(prom)器件或掩模rom器件。prom器件可以在不被編程的狀態(tài)下被制造并被售出,并且可以在prom器件被制造出來以后由顧客(即,使用者)來直接編程。掩模rom器件可以在其制造期間使用根據(jù)由使用者請求的數(shù)據(jù)而制造的植入掩模來編程。prom器件可以包括一次性prom(otprom)器件、可擦除prom(eprom)器件以及電可擦除prom(eeprom)器件。一旦otprom器件被編程,otprom器件的被編程數(shù)據(jù)就不能被改變。
n-mos晶體管或p-mos晶體管可以用作非易失性存儲器件(例如,otprom器件)的單元晶體管。如果p-mos晶體管被用作非易失性存儲器件的單元晶體管,則p-mos單元晶體管可以使關(guān)斷狀態(tài)來作為p-mos單元晶體管的初始狀態(tài),以及可以使導通狀態(tài)來作為p-mos單元晶體管的被編程狀態(tài)。p-mos單元晶體管的讀取操作可以通過感測與從p-mos單元晶體管中選中的任一個連接的位線的電壓電平來執(zhí)行。在此情況下,位線的電壓電平可以通過被選中的p-mos單元晶體管的等效電阻與在電源電壓線與位線之間耦接的負載電阻器的電阻值的電阻比來確定。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)實施例,可以提供一種非易失性存儲器件。非易失性存儲器件可以包括耦接至位線的非易失性存儲單元。非易失性存儲器件可以包括感測電路,感測電路被配置為基于經(jīng)由感測輸入線輸入到感測電路的感測輸入信號來感測非易失性存儲單元的狀態(tài)。非易失性存儲器件可以包括折疊電路,折疊電路耦接至位線以根據(jù)位線的電壓電平輸出具有電壓低電平或電壓高電平的感測輸入信號。
根據(jù)實施例,可以提供一種非易失性存儲器件。非易失性存儲器件可以包括:非易失性存儲單元,耦接至位線;感測電路,被配置為基于經(jīng)由感測輸入線輸入至感測電路的感測輸入信號而輸出用于感測非易失性存儲單元的狀態(tài)的感測輸出信號;以及折疊電路,經(jīng)由位線耦接至非易失性存儲單元以及通過感測輸入信號耦接至感測電路。折疊電路防止具有被編程狀態(tài)的非易失性存儲單元的讀取操作受到在折疊電路和感測電路內(nèi)的晶體管的波動特性的影響。
附圖說明
圖1是示出通用非易失性存儲器件的電路圖。
圖2是示出另一通用非易失性存儲器件的電路圖。
圖3是示出根據(jù)本公開實施例的非易失性存儲器件的示例的代表的電路圖。
圖4是示出在圖3中示出的非易失性存儲器件中包括的被編程的單元晶體管的讀取操作的各種信號的時序圖。
圖5是示出在圖3中示出的非易失性存儲器件中包括的被編程的單元晶體管的讀取操作的電路圖。
圖6是示出在圖3中示出的非易失性存儲器件中包括的初始單元晶體管的讀取操作的各種信號的時序圖。
圖7是示出在圖3中示出的非易失性存儲器件中包括的初始單元晶體管的讀取操作的電路圖。
圖8是示出根據(jù)本公開實施例的非易失性存儲器件的示例的代表的電路圖。
圖9是示出根據(jù)本公開實施例的非易失性存儲器件的示例的代表的電路圖。
圖10是示出在圖9中示出的非易失性存儲器件中包括的被編程的單元晶體管的讀取操作的電路圖。
圖11是示出在圖9中示出的非易失性存儲器件中包括的初始單元晶體管的讀取操作的電路圖。
具體實施方式
在實施例的以下描述中,將理解的是,術(shù)語“第一”和“第二”意在識別元件,但并非用于僅限定元件本身或表示特定順序。此外,當元件被稱為位于另一元件“上”、“之上”、“上方”、“下”或“之下”時,其意在表示相對位置關(guān)系,但并非用于限定該元件直接接觸該另一元件或在兩者之間存在至少一個中間元件的特定情況。因此,本文中使用的諸如“在…上”、“在…之上”、“在…上方”、“在…下”、“在…之下”和“在…下方”等的術(shù)語僅出于描述特定實施例的目的,而非意在限制本公開的范圍。另外,當元件被稱作“連接”或“耦接”至另一元件時,該元件可以電性地或機械地直接連接或耦接至該另一元件,或者可以通過將兩者之間的元件或其他元件替換來形成連接關(guān)系或耦接關(guān)系。
各個實施例可以涉及非易失性存儲器件。
圖1是示出通用非易失性存儲(nvm)器件100的電路圖。參見圖1,nvm器件100由nvm單元110、電阻負載部分120和感測電路130組成。nvm單元110由作為單元晶體管的第一p-mos晶體管pm11和作為選擇晶體管的第二p-mos晶體管pm12組成。第一p-mos晶體管pm11的柵極對應(yīng)于浮柵,第一p-mos晶體管pm11的漏極耦接至接地端子。第一p-mos晶體管pm11的源極耦接至第二p-mos晶體管pm12的漏極。選擇使能信號selen被施加給第二p-mos晶體管pm12的柵極。第二p-mos晶體管pm12的源極經(jīng)由位線bl耦接至第一節(jié)點node_a。
電阻負載部分120由在電源電壓線101與第一節(jié)點node_a之間耦接的電阻負載組成。電阻負載使用第三p-mos晶體管pm13來實現(xiàn)。使能信號saenb被施加給第三p-mos晶體管pm13的柵極。使能信號saenb是感測放大使能信號的反相(互補)信號。第三p-mos晶體管pm13的源極和漏極分別耦接至電源電壓線101和第一節(jié)點node_a(即,位線bl)。如果第三p-mos晶體管pm13導通,則第三p-mos晶體管pm13充當在電源電壓線101與第一節(jié)點node_a之間耦接的電阻元件。
感測電路130使用由第一n-mos晶體管nm11和第四p-mos晶體管pm14組成的互補金屬氧化物半導體(cmos)反相器來實現(xiàn)。第一n-mos晶體管nm11的柵極和第四p-mos晶體管pm14的柵極經(jīng)由傳輸感測輸入信號sa_in的感測輸入線102耦接至第一節(jié)點node_a。第一n-mos晶體管nm11的源極耦接至接地端子。第一n-mos晶體管nm11的漏極耦接至第四p-mos晶體管pm14的漏極。第四p-mos晶體管pm14的源極耦接至傳輸電源電壓vdd的電源電壓線101。第一n-mos晶體管nm11和第四p-mos晶體管pm14的漏極耦接至感測輸出線103。感測電路130通過感測輸出線103來輸出感測輸出信號sa_out。
充當nvm單元110的單元晶體管的第一p-mos晶體管pm11具有初始狀態(tài)或被編程狀態(tài)。初始狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm11被關(guān)斷的單元關(guān)斷狀態(tài)(off-cell),被編程狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm11被導通的單元導通狀態(tài)(on-cell)。
為了讀出第一p-mos晶體管pm11的狀態(tài),具有低電平的選擇使能信號selen被施加給第二p-mos晶體管pm12的柵極以導通第二p-mos晶體管pm12。此外,感測放大使能信號的電平從低電平改變?yōu)楦唠娖健R虼?,使能信號saenb的電平從高電平改變?yōu)榈碗娖剑约熬哂械碗娖降氖鼓苄盘杝aenb被施加給第三p-mos晶體管pm13的柵極以導通第三p-mos晶體管pm13。在此情況下,如果電源電壓vdd被施加給電源電壓線101,則在第一節(jié)點node_a處的位線電壓可以對應(yīng)于從電源電壓vdd減去在導通的第三p-mos晶體管pm13上的電壓降之后所剩余的電壓。位線電壓對應(yīng)于感測輸入信號sa_in的電壓電平,感測輸入信號sa_in通過感測輸入線102被施加到感測電路130。
如果第一p-mos晶體管pm11具有與單元關(guān)斷狀態(tài)對應(yīng)的初始狀態(tài),則在第一節(jié)點node_a與接地端子之間的等效電阻器理想地具有無限大的電阻值。然而,在第一節(jié)點node_a與接地端子之間的實質(zhì)電阻值并非無限大的值。也就是說,與導通的第三p-mos晶體管pm13的等效電阻值相比,在第一節(jié)點node_a與接地端子之間的等效電阻器具有高的電阻值。因此,第一節(jié)點node_a的信號,即,感測輸入信號sa_in具有與電源電壓vdd相等的電壓。如果具有電源電壓vdd的感測輸入信號sa_in被輸入至感測電路130,則第四p-mos晶體管pm14沒有被導通,而第一n-mos晶體管nm11被導通。因此,具有接地電壓的信號被輸出作為感測輸出信號sa_out。因此,如果具有接地電壓的信號被輸出作為感測輸出信號sa_out,則充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm11被看做具有初始狀態(tài)。
如果第一p-mos晶體管pm11具有與單元導通狀態(tài)對應(yīng)的被編程狀態(tài),則在第一節(jié)點node_a與接地端子之間的等效電阻器理想地具有零歐姆的電阻值。但是,在第一節(jié)點node_a與接地端子之間的實質(zhì)電阻值并非零歐姆。也就是說,與導通的第三p-mos晶體管pm13的等效電阻值相比,在第一節(jié)點node_a與接地端子之間的等效電阻器具有低的電阻值。因此,第一節(jié)點node_a的信號,即,感測輸入信號sa_in具有與接地電壓相等的電壓。如果具有接地電壓的感測輸入信號sa_in被輸入至感測電路130,則第一n-mos晶體管nm11未被導通,而第四p-mos晶體管pm14被導通。因此,具有電源電壓vdd的信號被輸出作為感測輸出信號sa_out。因此,如果具有電源電壓vdd的信號被輸出作為感測輸出信號sa_out,則充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm11被看做具有被編程狀態(tài)。
在上述讀取操作中,如果充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm11具有初始狀態(tài),則第一節(jié)點node_a具有接近于電源電壓vdd的電壓。也就是說,位線bl具有接近于電源電壓vdd的位線電壓。當?shù)谝籶-mos晶體管pm11的讀取操作被執(zhí)行時,接近于電源電壓vdd的位線電壓被連續(xù)地施加給第一p-mos晶體管pm11,以給第一p-mos晶體管pm11帶來電應(yīng)力。具體地,如果電源電壓vdd增大,則第一p-mos晶體管pm11的特性容易被因位線電壓而產(chǎn)生的電應(yīng)力改變。因此,漏電流可以從第一節(jié)點node_a經(jīng)由第一p-mos晶體管pm11朝接地端子流動,從而導致讀取干擾現(xiàn)象。
圖2是示出另一通用nvm器件200的電路圖。參見圖2,nvm器件200由nvm單元210、電阻負載部分220、感測電路230和讀取干擾抑制器240組成。nvm單元210由充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm21和充當選擇晶體管的第二p-mos晶體管pm22組成。第一p-mos晶體管pm21的柵極對應(yīng)于浮柵,第一p-mos晶體管pm21的漏極耦接至接地端子。第一p-mos晶體管pm21的源極耦接至第二p-mos晶體管pm22的漏極。選擇使能信號selen被施加給第二p-mos晶體管pm22的柵極。第二p-mos晶體管pm22的源極耦接至位線bl。
電阻負載部分220由在電源電壓線201與第一節(jié)點node_b之間耦接的電阻負載組成。電阻負載使用第三p-mos晶體管pm23來實現(xiàn)。使能信號saenb被施加給第三p-mos晶體管pm23的柵極。使能信號saenb是感測放大使能信號saen的反相(互補)信號。第三p-mos晶體管pm23的源極和漏極被分別耦接至電源電壓線201和第一節(jié)點node_b。如果第三p-mos晶體管pm23被導通,則第三p-mos晶體管pm23充當在電源電壓線201與第一節(jié)點node_b之間耦接的電阻元件。
感測電路230使用由第一n-mos晶體管nm21和第四p-mos晶體管pm24組成的互補金屬氧化物半導體(cmos)反相器來實現(xiàn)。第一n-mos晶體管nm21的柵極和第四p-mos晶體管pm24的柵極經(jīng)由傳輸感測輸入信號sa_in的感測輸入線202耦接至第一節(jié)點node_b。感測輸入線202沒有耦接至位線bl而是耦接至第一節(jié)點node_b。第一n-mos晶體管nm21的源極耦接至接地端子。第一n-mos晶體管nm21的漏極耦接至第四p-mos晶體管pm24的漏極。第四p-mos晶體管pm24的源極耦接至傳輸電源電壓vdd的電源電壓線201。第一n-mos晶體管nm21和第四p-mos晶體管pm24的漏極耦接至感測輸出線203。感測電路230可以通過感測輸出線203輸出感測輸出信號sa_out。
讀取干擾抑制器240使用第二n-mos晶體管nm22來實現(xiàn)。感測放大使能信號saen被施加給第二n-mos晶體管nm22的柵極。第二n-mos晶體管nm22的漏極和源極被分別耦接至第一節(jié)點node_b和位線bl。因此,感測輸入線202和位線bl從第一節(jié)點node_b分支出而彼此分開,第二n-mos晶體管nm22被耦接在第一節(jié)點node_b與位線bl之間。
為了讀出充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm21的狀態(tài),感測放大使能信號saen的電平從低電平改變?yōu)楦唠娖?,與感測放大使能信號saen的反相信號對應(yīng)的使能信號saenb具有低電平。如果具有低電平的使能信號saenb被施加給第三p-mos晶體管pm23的柵極并且具有高電平的感測放大使能信號saen被施加給第二n-mos晶體管nm22的柵極,則第三p-mos晶體管pm23和第二n-mos晶體管nm22兩者均被導通。因此,第一節(jié)點node_b的電壓對應(yīng)于在從電源電壓vdd減去在導通的第三p-mos晶體管pm23上的電壓降之后所剩余的電壓。因此,感測輸入信號sa_in具有與第一節(jié)點node_b的電壓相等的電壓電平。在此情況下,感測電路230的操作與參考圖1描述的感測電路130的操作相同。
在nvm器件200的情況下,位線bl的電壓對應(yīng)于從第一節(jié)點node_b的電壓減去第二n-mos晶體管nm22的閾值電壓之后所剩余的電壓。也就是說,由于第二n-mos晶體管nm22被設(shè)置為耦接在第一節(jié)點node_b(耦接至感測輸入線202)與位線bl之間,所以位線bl的電壓被從第一節(jié)點node_b的電壓降低了第二n-mos晶體管nm22的閾值電壓。因此,在讀取操作期間,能夠抑制由于具有初始狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm21的特性的變化而發(fā)生的讀取干擾現(xiàn)象,其中第一p-mos晶體管pm21受到位線bl的電壓的電應(yīng)力或電損傷。然而,在此情況下,由于在第一節(jié)點node_b與位線bl之間耦接的第二n-mos晶體管nm22上的電壓降,在第一節(jié)點node_b處誘發(fā)的電壓高于在圖1中的第一節(jié)點node_a處誘發(fā)的電壓。因此,如果第一p-mos晶體管pm21具有被編程狀態(tài)并且電源電壓vdd變低,則難以導通感測電路230的第四p-mos晶體管pm24。這導致了在低電平的電源電壓vdd下的讀取裕度的降低。
此外,充當選擇晶體管的第二p-mos晶體管pm22的閾值電壓、充當感測電路230的上拉晶體管的第四p-mos晶體管pm24的閾值電壓、以及充當感測電路230的下拉晶體管的第一n-mos晶體管nm21的閾值電壓根據(jù)溫度而變化。如果溫度下降,則第二p-mos晶體管pm22的閾值電壓的絕對值增大以減小在低電平的電源電壓vdd下的nvm單元210的讀取裕度。另外,如果第四p-mos晶體管pm24和第一n-mos晶體管nm21的閾值電壓根據(jù)溫度的變化而改變,則nvm單元210的讀取裕度也減小。另外,構(gòu)成nvm器件200的晶體管的閾值電壓還由于nvm器件200的制造工藝的不均勻性而改變。
圖3是示出根據(jù)本公開實施例的nvm器件300的示例的代表的電路圖。參見圖3,nvm器件300可以被配置為包括nvm單元310、電阻負載部分320、感測電路330和折疊電路340。nvm單元310可以被配置為包括在位線bl與接地電壓端子之間串聯(lián)耦接的選擇晶體管和單元晶體管。單元晶體管可以使用第一p-mos晶體管pm31來實現(xiàn),選擇晶體管可以使用第二p-mos晶體管pm32來實現(xiàn)。第一p-mos晶體管pm31可以具有與浮柵對應(yīng)的柵極。第一p-mos晶體管pm31的源極和漏極可以分別耦接至第二p-mos晶體管pm32的漏極和接地電壓端子。第二p-mos晶體管pm32可以具有被輸入選擇使能信號selen的柵極。第二p-mos晶體管pm32的源極可以經(jīng)由位線bl耦接至第一節(jié)點node_c。充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm31可以具有初始狀態(tài)或被編程狀態(tài)。在一些實施例中,初始狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm31被關(guān)斷的單元關(guān)斷狀態(tài),被編程狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm31被導通的單元導通狀態(tài)。然而,這些狀態(tài)僅是本公開的一些實施例的示例。例如,在一些其他實施例中,初始狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm31被導通的單元導通狀態(tài),被編程狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm31被關(guān)斷的單元關(guān)斷狀態(tài)。
電阻負載部分320可以耦接在傳輸電源電壓vdd的電源電壓線301與第一節(jié)點node_c之間。電阻負載部分320可以使用第三p-mos晶體管pm33來實現(xiàn)。第三p-mos晶體管pm33可以具有被輸入使能信號saenb的柵極。在一些實施例中,使能信號saenb可以是感測放大使能信號saen的反相(互補)信號。第三p-mos晶體管pm33的源極和漏極可以分別耦接至電源電壓線301和第一節(jié)點node_c(即,位線bl)。如果第三p-mos晶體管pm33被導通,則第三p-mos晶體管pm33可以充當在電源電壓線301與第一節(jié)點node_c之間耦接的電阻負載。
感測電路330可以響應(yīng)于感測輸入信號sa_in來通過感測輸出線303輸出用于感測第一p-mos晶體管pm31的狀態(tài)的感測輸出信號sa_out,感測輸入信號sa_in經(jīng)由感測輸入線302被輸入到感測電路330。感測電路330可以被配置為包括被串聯(lián)耦接在電源電壓線301與接地電壓端子之間的第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31。
使能信號saenb可以被輸入至第四p-mos晶體管pm34的柵極。也就是說,使能信號saenb可以被輸入至構(gòu)成電阻負載部分320的第三p-mos晶體管pm33的柵極和構(gòu)成感測電路330的上拉晶體管的第四p-mos晶體管pm34的柵極兩者。第四p-mos晶體管pm34的源極和漏極可以分別耦接至電源電壓線301和第二節(jié)點node_d。第二節(jié)點node_d可以耦接至感測輸出線303。第一n-mos晶體管nm31的柵極可以耦接至感測輸入線302。因此,感測輸入信號sa_in可以被輸入至第一n-mos晶體管nm31的柵極。第一n-mos晶體管nm31的漏極和源極可以分別耦接至第二節(jié)點node_d和接地端子。
第一n-mos晶體管nm31的跨導(gm)可以大于第四p-mos晶體管pm34的跨導。也就是說,第一n-mos晶體管nm31的溝道長度可以小于第四p-mos晶體管pm34的溝道長度,或者第一n-mos晶體管nm31的溝道寬度可以大于第四p-mos晶體管pm34的溝道寬度。這表示:如果第一n-mos晶體管nm31和第四p-mos晶體管pm34二者都被導通,則第一n-mos晶體管nm31的等效電阻值小于第四p-mos晶體管pm34的等效電阻值。因此,如果第一n-mos晶體管nm31和第四p-mos晶體管pm34二者都被導通,則感測輸出信號sa_out可以具有低電平。
折疊電路340可以耦接在位線bl與接地電壓端子之間,以便根據(jù)位線電壓vbl經(jīng)由感測輸入線302輸出具有電壓低電平或電壓高電平的電壓作為感測輸入信號sa_in。具有電壓低電平的感測輸入信號sa_in可以是接地電壓。具有電壓高電平的感測輸入信號sa_in可以是接近位線電壓vbl的電壓。折疊電路340可以被實現(xiàn)為包括在位線bl與接地電壓端子之間串聯(lián)耦接的第五p-mos晶體管pm35和第二n-mos晶體管nm32。偏置電壓vbias可以被輸入至第五p-mos晶體管pm35的柵極。第五p-mos晶體管pm35的源極和漏極可以分別耦接至位線bl和第三節(jié)點node_e。第三節(jié)點node_e可以耦接至感測輸入線302。感測放大使能信號saen可以被輸入至第二n-mos晶體管nm32的柵極。第二n-mos晶體管nm32的漏極和源極可以分別耦接至第三節(jié)點node_e和接地電壓端子。
第五p-mos晶體管pm35的跨導(gm)可以大于第二n-mos晶體管nm32的跨導。例如,第五p-mos晶體管pm35的溝道長度可以小于第二n-mos晶體管nm32的溝道長度,或者第五p-mos晶體管pm35的溝道寬度可以大于第二n-mos晶體管nm32的溝道寬度。這表示:如果第五p-mos晶體管pm35和第二n-mos晶體管nm32二者都被導通,則第五p-mos晶體管pm35的等效電阻值小于第二n-mos晶體管nm32的等效電阻值。因此,如果第五p-mos晶體管pm35和第二n-mos晶體管nm32二者都被導通,則從第三節(jié)點node_e輸出的感測輸入信號sa_in可以具有接近位線電壓vbl而不是接近接地電壓的電壓。
施加到第五p-mos晶體管pm35的柵極的偏置電壓vbias在第一p-mos晶體管pm31具有被編程狀態(tài)時可以具有用于關(guān)斷第五p-mos晶體管pm35的電壓,以及在第一p-mos晶體管pm31具有初始狀態(tài)時可以具有用于導通第五p-mos晶體管pm35的電壓。在一些實施例中,偏置電壓vbias可以高于這樣的電壓,即,當?shù)谝籶-mos晶體管pm31具有被編程狀態(tài)時,從在位線bl處誘發(fā)的第一位線電壓減去第五p-mos晶體管pm35的閾值電壓vth的絕對值之后所剩余的電壓。此外,偏置電壓vbias可以等于或低于這樣的電壓,即:當?shù)谝籶-mos晶體管pm31具有初始狀態(tài)時,從在位線bl處誘發(fā)的第二位線電壓減去第五p-mos晶體管pm35的閾值電壓vth的絕對值之后所剩余的電壓。偏置電壓vbias可以由以下式1來表達。
vbl(program)-|vth|<vbias≤vbl(initial)-|vth|(式1)
其中,“vbl(program)”表示當?shù)谝籶-mos晶體管pm31具有被編程狀態(tài)時在位線bl處誘發(fā)的第一位線電壓,“vbl(initial)”表示當?shù)谝籶-mos晶體管pm31具有初始狀態(tài)時在位線bl處誘發(fā)的第二位線電壓,“|vth|”表示第五p-mos晶體管pm35的閾值電壓的絕對值。
圖4是示出在圖3中示出的非易失性存儲器件300中包括的被編程單元晶體管的讀取操作的各種信號的時序圖,圖5是示出在圖3中示出的非易失性存儲器件300中包括的被編程單元晶體管的讀取操作的電路圖。參見圖5,與在圖3中所用的相同的附圖標號或標記表示相同的元件。參見圖4和圖5,為了讀出第一p-mos晶體管pm31的狀態(tài),施加給第二p-mos晶體管pm32的柵極的選擇使能信號selen的電平可以從高電平改變?yōu)榈碗娖?,以及施加給第二n-mos晶體管nm32的柵極的感測放大使能信號saen的電平可以從低電平改變?yōu)楦唠娖?。選擇使能信號selen的電平從高電平改變?yōu)榈碗娖降臅r間點可以先于感測放大使能信號saen的電平從低電平改變?yōu)楦唠娖降臅r間點。可選擇地,選擇使能信號selen的電平從高電平改變?yōu)榈碗娖降臅r間點可以與感測放大使能信號saen的電平從低電平改變?yōu)楦唠娖降臅r間點相同。如果感測放大使能信號saen具有高電平,則使能信號saenb可以具有低電平。偏置電壓vbias可以把第一偏置電壓vbias1作為初始電壓,以及如果感測放大使能信號saen具有高電平,則偏置電壓vbias可以具有第二偏置電壓vbias2。第二偏置電壓vbias2可以對應(yīng)于滿足式1的條件的偏置電壓vbias。
當選擇使能信號selen和使能信號saenb二者都具有低電平時,第二p-mos晶體管pm32、第三p-mos晶體管pm33和第四p-mos晶體管pm34全部可以被導通。此外,當感測放大使能信號saen具有高電平時,第二n-mos晶體管nm32也可被導通。如果第一p-mos晶體管pm31具有與單元導通狀態(tài)對應(yīng)的被編程狀態(tài),則第一節(jié)點node_c的電壓,即,在位線bl處誘發(fā)的第一位線電壓vbl(p)可以接近于接地電壓而非接近電源電壓vdd。在此情況下,第一位線電壓vbl(p)可以通過電源電壓vdd根據(jù)第三p-mos晶體管pm33的第一等效電阻值與第二等效電阻值的比而進行的電壓分割來確定,其中,第二等效電阻值與第一p-mos晶體管pm31和第二p-mos晶體管pm32的總等效電阻值對應(yīng)。在一些實施例中,例如但不限制于:如果電源電壓vdd是+5伏特,則第一位線電壓vbl(p)可以是+2伏特。第一位線電壓vbl(p)可以被施加給第五p-mos晶體管pm35的源極。
如參考式1所描述的,第二偏置電壓vbias2可以高于從第一位線電壓vbl(p)減去第五p-mos晶體管pm35的閾值電壓vth的絕對值之后所剩余的電壓。如果第一位線電壓vbl(p)為+2伏特且第五p-mos晶體管pm35的閾值電壓vth是-0.7伏特,則第二偏置電壓vbias2可以高于+1.3伏特。例如,如果第二偏置電壓vbias2是+2伏特,則第五p-mos晶體管pm35可以被關(guān)斷。因此,可以在第三節(jié)點node_e處誘發(fā)接地電壓。因此,被輸入到感測電路330的感測輸入信號sa_in可以具有接地電壓(即,零伏特)。
具有接地電壓的感測輸入信號sa-in可以被施加給第一n-mos晶體管nm31的柵極。因此,第一n-mos晶體管nm31可以被關(guān)斷。當?shù)谒膒-mos晶體管pm34被導通并且第一n-mos晶體管nm31被關(guān)斷時,從感測電路330輸出的感測輸出信號sa_out可以具有高電平。因此,通過感測感測輸出信號sa_out的高電平,充當nvm單元310的單元晶體管的第一p-mos晶體管pm31可以被看做是被編程單元。
在上述讀取操作中,不論第二n-mos晶體管nm32的特性以及構(gòu)成感測電路330的第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31的特性如何,被輸入至感測電路330的感測輸入信號sa_in都可以具有接地電壓。也就是說,即使第二n-mos晶體管nm32的特性以及構(gòu)成感測電路330的第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31的特性根據(jù)溫度和/或制造工藝的變化而改變,具有被編程狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm31的讀取操作也可以不受第二n-mos晶體管nm32、第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31的特性的波動的影響。
圖6是示出在圖3中示出的非易失性存儲器件300中包括的初始單元晶體管的讀取操作的各種信號的時序圖,圖7是在圖3中示出的非易失性存儲器件300中包括的初始單元晶體管的讀取操作的電路圖。參見圖7,與在圖3中所用的相同的附圖標號或標記表示相同的元件。參見圖6和圖7,為了讀出第一p-mos晶體管pm31的狀態(tài),被施加給第二p-mos晶體管pm32的柵極的選擇使能信號selen的電平可以從高電平改變?yōu)榈碗娖?,被施加給第二n-mos晶體管nm32的柵極的感測放大使能信號saen的電平可以從低電平改變?yōu)楦唠娖?。選擇使能信號selen的電平從高電平改變?yōu)榈碗娖降臅r間點可以先于感測放大使能信號saen的電平從低電平改變?yōu)楦唠娖降臅r間點??蛇x擇地,選擇使能信號selen的電平從高電平改變?yōu)榈碗娖降臅r間點可以與感測放大使能信號saen的電平從低電平改變?yōu)楦唠娖降臅r間點相同。如果感測放大使能信號saen具有高電平,則使能信號saenb可以具有低電平。偏置電壓vbias可以把第一偏置電壓vbias1作為初始電壓,以及如果感測放大使能信號saen具有高電平,則偏置電壓vbias可以具有第二偏置電壓vbias2。第二偏置電壓vbias2可以對應(yīng)于滿足式1的條件的偏置電壓vbias。
當選擇使能信號selen和使能信號saenb二者都具有低電平時,第二p-mos晶體管pm32、第三p-mos晶體管pm33和第四p-mos晶體管pm34可以全部被導通。此外,當感測放大使能信號saen具有高電平時,第二n-mos晶體管nm32也可以被導通。如果第一p-mos晶體管pm31具有與單元關(guān)斷狀態(tài)對應(yīng)的初始狀態(tài),則第一節(jié)點node_c的電壓,即,在位線bl處誘發(fā)的第二位線電壓vbl(i)可以接近電源電壓vdd而非接近接地電壓。在此情況下,第二位線電壓vbl(i)可以由電源電壓vdd根據(jù)第三p-mos晶體管pm33的第一等效電阻值與第二等效電阻值的比而進行的電壓分割來確定,其中,第二等效電阻值與第一p-mos晶體管pm31和第二p-mos晶體管pm32的總等效電阻值對應(yīng)。在一些實施例中,例如但不限制于:如果電源電壓vdd是+5伏特,則第二位線電壓vbl(i)可以是+3.5伏特。第二位線電壓vbl(i)可以被施加給第五p-mos晶體管pm35的源極。
如參考式1所描述的,第二偏置電壓vbias2可以等于或低于從第二位線電壓vbl(i)減去第五p-mos晶體管pm35的閾值電壓vth的絕對值之后所剩余的電壓。如果第二位線電壓vbl(i)是+3.5伏特并且第五p-mos晶體管pm35的閾值電壓vth是-0.7伏特,則第二偏置電壓vbias2可以等于或低于+2.8伏特。例如,如果第二偏置電壓vbias2是+2伏特,其等于當具有被編程狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm31的讀取操作被執(zhí)行時的第二偏置電壓vbias2,則第五p-mos晶體管pm35可以被導通。因此,第三節(jié)點node_e可以具有接近于第二位線電壓vbl(i)的電壓,例如,+3.4伏特,這是因為第五p-mos晶體管pm35的等效電阻值小于第二n-mos晶體管nm32的等效電阻值。因此,被輸入至感測電路330的感測輸入信號sa_in可以具有第三節(jié)點node_e的電壓,即,+3.4伏特。
具有+3.4伏特的電壓的感測輸入信號sa_in可以被施加給第一n-mos晶體管nm31的柵極。因此,第一n-mos晶體管nm31可以被導通。盡管第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31二者均被導通,但是從感測電路330輸出的感測輸出信號sa_out可以具有低電平,這是因為第一n-mos晶體管nm31的等效電阻值小于第四p-mos晶體管pm34的等效電阻值。因此,充當nvm單元310的單元晶體管的第一p-mos晶體管pm31可以通過感測感測輸出信號sa_out的低電平而被當做初始單元。
在具有初始狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm31的讀取操作中,不論第二n-mos晶體管nm32的特性以及構(gòu)成感測電路330的第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31的特性如何,被輸入至感測電路330的感測輸入信號sa_in都可以具有接近第二位線電壓vbl(i)的電壓。也就是說,即使第二n-mos晶體管nm32的特性以及構(gòu)成感測電路330的第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31的特性根據(jù)溫度和/或制造工藝的變化而改變,具有初始狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm31的讀取操作也可以不受第二n-mos晶體管nm32、第四p-mos晶體管pm34和第一n-mos晶體管nm31的特性的波動的影響。另外,由于第五p-mos晶體管pm35的等效電阻值相對極低,所以流過第三p-mos晶體管pm33的電流可以幾乎都被向折疊電路340而非nvm單元310分流。因此,由于第二位線電壓vbl(i)而施加給充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm31的應(yīng)力可以得到緩解或減輕。
圖8是示出根據(jù)實施例的nvm器件400的電路圖。參見圖8,與在圖3中所使用的相同的附圖標號或標記表示相同的元件。因為,為了避免重復(fù)的解釋,在有關(guān)圖8的這些實施例中,將省略或簡要提及與在圖3中所示的相同的元件的描述。參見圖8,nvm器件400可以被配置為除了參考圖3所描述的nvm單元310、電阻負載部分320、感測電路330和折疊電路340以外還包括偏置電壓發(fā)生器350。偏置電壓發(fā)生器350可以耦接在電源電壓線301與接地電壓端子之間,以輸出被施加給折疊電路340的第五p-mos晶體管pm35的偏置電壓vbias。偏置電壓發(fā)生器350可以被配置為包括在電源電壓線301與第四節(jié)點node_f之間串聯(lián)耦接的第六p-mos晶體管pm36和第一電阻器r31、以及在第四節(jié)點node_f與接地電壓端子之間串聯(lián)耦接的第二電阻器r32和第三n-mos晶體管nm33。第四節(jié)點node_f可以經(jīng)由偏置電壓發(fā)生器350的輸出線耦接至第五p-mos晶體管pm35的柵極。
第六p-mos晶體管pm36的柵極可以耦接至接地電壓端子。第六p-mos晶體管pm36的源極和漏極可以耦接至電源電壓線301和第一電阻器r31的一個端子。因此,不論讀取操作如何,第六p-mos晶體管pm36都可以被導通。第一電阻器r31的另一端子可以耦接至第四節(jié)點node_f。具有第一等效電阻值的第一等效電阻器可以被理解為耦接在電源電壓線301與第四節(jié)點node_f之間。第一等效電阻值可以對應(yīng)于第六p-mos晶體管pm36的等效電阻值與第一電阻器r31的電阻值(即,第一電阻值r1)之和。感測放大使能信號saen可以被施加給第三n-mos晶體管nm33的柵極。第三n-mos晶體管nm33的漏極和源極可以分別耦接至第二電阻器r32的一個端子和接地電壓端子。因此,如果感測放大使能信號saen具有高電平,則第三n-mos晶體管nm33可以被導通。也就是說,第三n-mos晶體管nm33可以僅在讀取操作期間導通。第二電阻器r32的另一端子可以耦接至第四節(jié)點node_f。具有第二等效電阻值的第二等效電阻器可以被理解為耦接在第四節(jié)點node_f與接地電壓端子之間。第二等效電阻值可以對應(yīng)于第二電阻器r32的電阻值(即,第二電阻值r2)與被導通的第三n-mos晶體管nm33的等效電阻值之和。從偏置電壓發(fā)生器350產(chǎn)生的偏置電壓vbias可以通過電源電壓vdd根據(jù)第一等效電阻值與第二等效電阻值的比而進行電壓分割來確定。偏置電壓vbias可以在由式1限定的范圍內(nèi)。
圖9是示出根據(jù)實施例的nvm器件500的電路圖。參見圖9,nvm器件500可以被配置為包括nvm單元510、電阻負載部分520、感測電路530以及折疊電路540。nvm單元510可以被配置為包括在位線bl與接地電壓端子之間串聯(lián)耦接的選擇晶體管和單元晶體管。單元晶體管可以使用第一p-mos晶體管pm51來實現(xiàn),選擇晶體管可以使用第二p-mos晶體管pm52來實現(xiàn)。第一p-mos晶體管pm51可以具有與浮柵對應(yīng)的柵極。第一p-mos晶體管pm51的源極和漏極可以分別耦接至第二p-mos晶體管pm52的漏極和接地電壓端子。第二p-mos晶體管pm52可以具有被輸入選擇使能信號selen的柵極。第二p-mos晶體管pm52的源極可以經(jīng)由位線bl耦接至第一節(jié)點node_g。充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm51可以具有初始狀態(tài)或被編程狀態(tài)。在一些實施例中,初始狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm51被關(guān)斷的單元關(guān)斷狀態(tài),被編程狀態(tài)表示第一p-mos晶體管pm51被導通的單元導通狀態(tài)。
電阻負載部分520可以耦接在傳輸電源電壓vdd的電源電壓線501與第一節(jié)點node_g之間。電阻負載部分520可以使用第三p-mos晶體管pm53來實現(xiàn)。第三p-mos晶體管pm53可以具有被輸入使能信號saenb的柵極。在一些實施例中,使能信號saenb可以是感測放大使能信號saen的反相(互補)信號。第三p-mos晶體管pm53的源極和漏極可以分別耦接至電源電壓線501和第一節(jié)點node_g。如果第三p-mos晶體管pm53被導通,則第三p-mos晶體管pm53可以充當在電源電壓線501與第一節(jié)點node_g之間耦接的電阻負載。
感測電路530可以響應(yīng)于感測輸入信號sa_in而通過感測輸出線503輸出用于感測第一p-mos晶體管pm51的狀態(tài)的感測輸出信號sa_out,其中,感測輸入信號sa_in經(jīng)由感測輸入線502輸入到感測電路530。感測電路530可以使用互補金屬氧化物半導體(cmos)反相器來實現(xiàn),互補金屬氧化物半導體(cmos)反相器由在電源電壓線501與接地電壓端子之間串聯(lián)耦接的第四p-mos晶體管pm54和第一n-mos晶體管nm51組成。
第四p-mos晶體管pm54的柵極可以耦接至傳輸感測輸入信號sa_in的感測輸入線502。第四p-mos晶體管pm54的源極和漏極可以分別耦接至電源電壓線501和第二節(jié)點node_h。第二節(jié)點node_h可以耦接至感測輸出線503。第一n-mos晶體管nm51的柵極也可以耦接至感測輸入線502。因此,感測輸入信號sa_in可以經(jīng)由感測輸入線502被施加給第一n-mos晶體管nm51的柵極和第四p-mos晶體管pm54的柵極二者。第一n-mos晶體管nm51的源極和漏極可以分別耦接至第二節(jié)點node_h和接地端子。
折疊電路540可以耦接在位線bl與接地電壓端子之間,以根據(jù)位線電壓vbl經(jīng)由感測輸入線502輸出接近于接地電壓或位線電壓vbl的電壓來作為感測輸入信號sa_in。折疊電路540可以被實現(xiàn)為包括在位線bl與接地電壓端子之間串聯(lián)耦接的第五p-mos晶體管pm55和第二n-mos晶體管nm52。偏置電壓vbias可以被輸入至第五p-mos晶體管pm55的柵極。第五p-mos晶體管pm55的源極和漏極可以分別耦接至位線bl和第三節(jié)點node_i。第三節(jié)點node_i可以耦接至感測輸入線502。感測放大使能信號saen可以被輸入至第二n-mos晶體管nm52的柵極。第二n-mos晶體管nm52的漏極和源極可以分別耦接至第三節(jié)點node_i和接地電壓端子。
第五p-mos晶體管pm55的跨導(gm)可以大于第二n-mos晶體管nm52的跨導。例如,第五p-mos晶體管pm55的溝道長度可以小于第二n-mos晶體管nm52的溝道長度,或者第五p-mos晶體管pm55的溝道寬度可以大于第二n-mos晶體管nm52的溝道寬度。這表示:如果第五p-mos晶體管pm55和第二n-mos晶體管nm52二者均被導通,則第五p-mos晶體管pm55的等效電阻值小于第二n-mos晶體管nm52的等效電阻值。因此,如果第五p-mos晶體管pm55和第二n-mos晶體管nm52二者均被導通,則從第三節(jié)點node_i輸出的感測輸入信號sa_in可以具有接近于位線電壓vbl而非接地電壓的電壓。
被施加給第五p-mos晶體管pm55的柵極的偏置電壓vbias在第一p-mos晶體管pm51具有被編程狀態(tài)時可以具有用于關(guān)斷第五p-mos晶體管pm55的電壓,以及在第一p-mos晶體管pm51具有初始狀態(tài)時可以具有用于導通第五p-mos晶體管pm55的電壓。在一些實施例中,偏置電壓vbias可以高于這樣的電壓,即,當?shù)谝籶-mos晶體管pm51具有被編程狀態(tài)時,從在位線bl處誘發(fā)的第一位線電壓減去第五p-mos晶體管pm55的閾值電壓vth的絕對值之后所剩余的電壓。此外,偏置電壓vbias可以等于或低于這樣的電壓,即,當?shù)谝籶-mos晶體管pm51具有初始狀態(tài)時,從在位線bl處誘發(fā)的第二位線電壓減去第五p-mos晶體管pm55的閾值電壓vth的絕對值之后所剩余的電壓。也就是說,nvm器件500可以進一步包括參考圖8所描述的偏置電壓發(fā)生器350。在此情況下,偏置電壓發(fā)生器350的第四節(jié)點node_f可以耦接至第五p-mos晶體管pm55的柵極。
圖10是示出在圖9中示出的nvm器件500中包括的被編程單元晶體管的讀取操作的電路圖。參見圖10,與在圖9中所用的相同的附圖標號或標記表示相同的元件。參見圖10,為了讀出第一p-mos晶體管pm51的狀態(tài),選擇使能信號selen可以被設(shè)置為具有低電平,感測放大使能信號saen可以被設(shè)置為具有高電平。由于感測放大使能信號saen被設(shè)置為具有高電平,所以使能信號saenb可以具有低電平。當感測放大使能信號saen具有高電平時,偏置電壓vbias可以具有第二偏置電壓vbias2。第二偏置電壓vbias2可以對應(yīng)于滿足式1的條件的偏置電壓vbias。
當選擇使能信號selen和使能信號saenb二者都具有低電平時,第二p-mos晶體管pm52和第三p-mos晶體管pm53二者都可以被導通。此外,當感測放大使能信號saen具有高電平時,第二n-mos晶體管nm52也可以被導通。如果第一p-mos晶體管pm51具有與單元導通狀態(tài)對應(yīng)的被編程狀態(tài),則第一節(jié)點node_g的電壓,即,在位線bl處誘發(fā)的第一位線電壓vbl(p)可以接近于接地電壓而非接近于電源電壓vdd。在此情況下,第一位線電壓vbl(p)可以通過電源電壓vdd根據(jù)第三p-mos晶體管pm53的第一等效電阻值與第二等效電阻值的比而進行的電壓分割來確定,第二等效電阻值與第一p-mos晶體管pm51和第二p-mos晶體管pm52的總等效電阻值對應(yīng)。在一些實施例中,例如但不限制于:如果電源電壓vdd是+5伏特,則第一位線電壓vbl(p)可以是+2伏特。第一位線電壓vbl(p)可以被施加給第五p-mos晶體管pm55的源極。
如參考式1所描述的,第二偏置電壓vbias2可以高于從第一位線電壓vbl(p)減去第五p-mos晶體管pm55的閾值電壓vth的絕對值之后所剩余的電壓。如果第一位線電壓vbl(p)是+2伏特且第五p-mos晶體管pm55的閾值電壓vth是-0.7伏特,則第二偏置電壓vbias2可以高于+1.3伏特。例如,如果第二偏置電壓vbias2是+2伏特,則第五p-mos晶體管pm55可以被關(guān)斷。因此,可以在第三節(jié)點node_i處誘發(fā)接地電壓。因此,被輸入至感測電路530的感測輸入信號sa_in可以具有接地電壓(即,零伏特)。
具有接地電壓的感測輸入信號sa_in可以被施加至第一n-mos晶體管nm51的柵極和第四p-mos晶體管pm54的柵極二者。因此,第一n-mos晶體管nm51可以被關(guān)斷,而第四p-mos晶體管pm54被導通。由于第四p-mos晶體管pm54被導通并且第一n-mos晶體管nm51被關(guān)斷,所以從感測電路530輸出的感測輸出信號sa_out可以具有高電平。因此,通過感測感測輸出信號sa_out的高電平,充當nvm單元510的單元晶體管的第一p-mos晶體管pm51可以被看做是被編程單元。
在具有被編程狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm51的讀取操作中,不論第二n-mos晶體管nm52的特性以及構(gòu)成感測電路530的第四p-mos晶體管pm54和第一n-mos晶體管nm51的特性如何,被輸入至感測電路530的感測輸入信號sa_in都可以具有接地電壓。也就是說,即使第二n-mos晶體管nm52的特性以及構(gòu)成感測電路530的第四p-mos晶體管pm54和第一n-mos晶體管nm51的特性根據(jù)溫度和/或制造工藝的變化而改變,具有被編程狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm51的讀取操作也可以不受第二n-mos晶體管nm52、第四p-mos晶體管pm54和第一n-mos晶體管nm51的特性的波動的影響。
圖11是示出在圖9中示出的nvm器件500中包括的初始單元晶體管的讀取操作的電路圖。參見圖11,與在圖9中所使用的相同的附圖標號或標記表示相同的元件。參見圖11,為了讀出第一p-mos晶體管pm51的狀態(tài),選擇使能信號selen可以被設(shè)置為具有低電平,以及感測放大使能信號saen可以被設(shè)置為具有高電平。由于感測放大使能信號saen被設(shè)置為具有高電平,所以使能信號saenb可以具有低電平。當感測放大使能信號saen具有高電平時,偏置電壓vbias可以具有第二偏置電壓vbias2。第二偏置電壓vbias2可以對應(yīng)于滿足式1的條件的偏置電壓vbias。
當選擇使能信號selen和使能信號saenb二者均具有低電平時,第二p-mos晶體管pm52和第三p-mos晶體管pm53二者都可以被導通。此外,當感測放大使能信號saen具有高電平時,第二n-mos晶體管nm52也可以被導通。如果第一p-mos晶體管pm51具有與單元關(guān)斷狀態(tài)對應(yīng)的初始狀態(tài),則第一節(jié)點node_g的電壓,即,在位線bl處誘發(fā)的第二位線電壓vbl(i)可以接近于電源電壓vdd而非接近于接地電壓。在此情況下,第二位線電壓vbl(i)可以通過電源電壓vdd根據(jù)第三p-mos晶體管pm53的第一等效電阻值與第二等效電阻值的比而進行的電壓分割來確定,其中,第二等效電阻值與第一p-mos晶體管pm51和第二p-mos晶體管pm52的總等效電阻值對應(yīng)。在一些實施例中,例如但不限制于:如果電源電壓vdd是+5伏特,則第二位線電壓vbl(i)可以是+3.5伏特。第二位線電壓vbl(i)可以被施加給第五p-mos晶體管pm55的源極。
如參考式1所描述的,第二偏置電壓vbias2可以等于或低于從第二位線電壓vbl(i)減去第五p-mos晶體管pm55的閾值電壓vth的絕對值所剩余的電壓。如果第二位線電壓vbl(i)是+3.5伏特并且第五p-mos晶體管pm55的閾值電壓vth是-0.7伏特,則第二偏置電壓vbias2可以等于或低于+2.8伏特。例如,如果第二偏置電壓vbias2是+2伏特,其等于當具有被編程狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm51的讀取操作被執(zhí)行時的第二偏置電壓vbias2,則第五p-mos晶體管pm55可以被導通。因此,第三節(jié)點node_i可以具有接近于第二位線電壓vbl(i)的電壓,例如,+3.4伏特,這是因為第五p-mos晶體管pm55的等效電阻值小于第二n-mos晶體管nm52的等效電阻值。因此,被輸入至感測電路530的感測輸入信號sa_in可以具有第三節(jié)點node_i的電壓,即,+3.4伏特。
具有+3.4伏特的電壓的感測輸入信號sa_in可以被施加給第一n-mos晶體管nm51的柵極和第四p-mos晶體管pm54的柵極二者。因此,第一n-mos晶體管nm51可以被導通,而在第四p-mos晶體管pm54被關(guān)斷。由于第四p-mos晶體管pm54被關(guān)斷且第一n-mos晶體管nm51被導通,所以從感測電路530輸出的感測輸出信號sa_out可以具有低電平。因此,通過感測感測輸出信號sa_out的低電平,充當nvm單元510的單元晶體管的第一p-mos晶體管pm51可以被看做是初始單元。
在具有初始狀態(tài)的第一n-mos晶體管pm51的讀取操作中,不論第二n-mos晶體管nm52的特性以及構(gòu)成感測電路530的第四p-mos晶體管pm54和第一n-mos晶體管nm51的特性如何,被輸入至感測電路530的感測輸入信號sa_in都可以具有第二位線電壓vbl(i)。也就是說,即使第二n-mos晶體管nm52的特性以及構(gòu)成感測電路530的第四p-mos晶體管pm54和第一n-mos晶體管nm51的特性根據(jù)溫度和/或制造工藝的變化而改變,具有初始狀態(tài)的第一p-mos晶體管pm51的讀取操作也可以不受第二n-mos晶體管nm52、第四p-mos晶體管pm54和第一n-mos晶體管nm51的特性的波動的影響。另外,由于第五p-mos晶體管pm55的等效電阻值相對極低,所以流過第三p-mos晶體管pm53的電流可以幾乎都向折疊電路540而非nvm單元510分流。因此,由于第二位線電壓vbl(i)而施加給充當單元晶體管的第一p-mos晶體管pm51的應(yīng)力可以得到緩解或減輕。
根據(jù)上述實施例,nvm器件可以應(yīng)用折疊電路,折疊電路產(chǎn)生感測輸入信號,感測輸入信號被輸入至感測電路,并被設(shè)置為根據(jù)位線電壓的電平而具有接地電壓或位線電壓。因此,nvm器件可以在讀取操作期間具有寬的操作范圍,以及可以降低對其中所包括的晶體管的特性的變化的敏感性。
以上已經(jīng)出于說明性目的而公開了本公開的實施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是,在不脫離由所附權(quán)利要求所公開的本公開的范圍和精神的前提下,可以做出各種修改、添加和替代。