用于控制在陣列單元中的電流的方法和設備的制造方法
【專利摘要】本公開涉及用于控制在陣列單元中的電流的方法和設備。本發(fā)明一般涉及用于控制電流的方法和設備，并且更具體地涉及用于控制在陣列單元中的電流的方法和設備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供用于控制在陣列單元中的電流的方法。所述方法包括：施加供應電壓到晶體管的第一訪問點；把所述晶體管的第二訪問點預先充電到預定的電壓；施加控制電壓到所述晶體管的第三訪問點；以及對所述晶體管的第二訪問點放電以接通所述晶體管，這導致通過連接到所述晶體管的陣列單元的電流流動。
【專利說明】
用于控制在陣列單元中的電流的方法和設備
技術領域
[0001]本發(fā)明一般涉及用于控制電流的方法和設備，并且更具體地涉及用于控制在陣列單元中的電流的方法和設備。
【背景技術】
[0002]許多存儲器陣列配置需要在讀出(sense)期間強制電流并且讀出(read out)電壓或者強制高電流以盡可能快速地改變陣列單元的狀態(tài)的操作。
[0003]然而這些操作經常缺少準確性，因為存在于選擇路徑上的寄生電阻和電容使電流控制減速。
[0004]存儲器裝置一般包括布置在陣列中并且被配置為儲存數(shù)據(jù)的多個存儲器單元。存儲器單元被布置在行和列的規(guī)則陣列中。存儲器陣列進一步包括多個字線和多個位線。每個字線可以被耦合到存儲器單元的行，而每個位線可以被耦合到存儲器單元的列。例如如果單元陣列包括n*m列存儲器單元，則所述存儲器裝置可以包括n*m個位線。類似地，如果單元陣列包括P行存儲器單元，則所述存儲器裝置可以包括P個字線。包括n*m列存儲器單元和P行存儲器單元的單元陣列可以于是總共包括P*n*m個存儲器單元。采用字線和位線以訪問存儲器單元用于讀取、擦除和編程。一般地，通過施加特定電壓到親合到特定存儲器單元的字線以及位線來讀取、擦除或編程特定存儲器單元。
[0005]存儲器裝置此外可以包括多個讀出放大器。所述讀出放大器用于通過把小的電壓擺動放大到可辨認的邏輯電平來讀出位線的邏輯電平。因此，讀出放大器有助于讀出存儲器單元。
[0006]存儲器裝置可以包括讀出放大器-位線多路復用器塊，其把讀出放大器耦合到位線，所述位線被耦合到在單元陣列中的存儲器單元的列。采用讀出放大器-位線多路復用器塊以減少操作存儲器單元的特定數(shù)量的列所需要的讀出放大器的數(shù)量。如以上描述的那樣，如果單元陣列包括n*m列存儲器單元，S卩n*m個位線，并且采用允許1:m多路復用的讀出放大器-位線多路復用器塊，則η個讀出放大器足夠操作所述n*m個位線。η個讀出放大器中的每個可以被耦合到數(shù)據(jù)線。因此，存儲器裝置可以包括η個數(shù)據(jù)線。
[0007]帶有儲存I兆位數(shù)據(jù)的容量的示例性傳統(tǒng)存儲器裝置可以包括單元陣列，所述單元陣列包括1048576(= 1024 x 1024)個存儲器單元。所述1048576個存儲器單元可以被布置在包括512行(S卩，512個字線)以及2048列(S卩，2048個位線)的規(guī)則陣列中。如果采用允許1:64多路復用的讀出放大器-位線多路復用器塊，則32個讀出放大器足夠讀出所述1048576個存儲器單元中的每個(32位數(shù)據(jù)字)。如果讀出放大器-位線多路復用器塊允許1:128多路復用，則16個讀出放大器足夠(16位數(shù)據(jù)字)。
[0008]由于存儲器單元陣列的結構，在陣列單元中的精確的電流控制是困難的。例如當將完成寫入操作時，諸如位線和多路復用器電容和等效電阻的存在于選擇路徑上的寄生電阻和電容使電流控制減速，這導致在陣列單元中的無效電流控制。
[0009]為了這些或其他原因，需要用于控制在陣列單元中的電流的改進的方法和/或設備。

【發(fā)明內容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供用于控制在陣列單元中的電流的方法。所述方法包括:施加供應電壓到晶體管的第一訪問點；把所述晶體管的第二訪問點預先充電到預定的電壓；施加控制電壓到所述晶體管的第三訪問點；以及對所述晶體管的第二訪問點放電以接通所述晶體管，這導致通過連接到所述晶體管的陣列單元的電流流動。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，提供用于控制在陣列單元中的電流的設備。所述設備包括:晶體管，具有第一訪問點、第二訪問點和第三訪問點并且被配置為經由第一訪問點接收供應電壓并且經由第三訪問點接收控制電壓;第一電流控制裝置，被配置為把所述晶體管的第二訪問點預先充電到預定電壓;第二電流控制裝置，被配置為對經由第三訪問點接收控制電壓的晶體管的第二訪問點放電，因此接通所述晶體管，這導致通過連接到所述晶體管的陣列單元的電流流動。
【附圖說明】
[0012]附圖被包含以提供對本發(fā)明的進一步理解并且被并入在本說明書中并組成本說明書的部分。附圖圖解本發(fā)明的實施例并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。本發(fā)明的其他實施例以及本發(fā)明的許多預期的優(yōu)點將容易被領會，由于它們通過參考下面的具體描述而變得更好理解。
[0013]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制在陣列單元中的電流的設備和陣列單元的示意性表示。
[0014]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的用于控制在陣列單元中的電流的設備和陣列單元的示意性表示。
[0015]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制在陣列單元中的電流的方法的示意性表不O
[0016]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的用于控制在陣列單元中的電流的設備和陣列單元的示意性表示。
【具體實施方式】
[0017]在下面的具體描述中，參考附圖，所述附圖形成本文中的部分并且在其中經由圖解示出在其中可以實踐本發(fā)明的特定實施例。將理解可以利用其他實施例并且可以進行結構的或其他的改變而不脫離本發(fā)明的范圍。因此下面的具體描述將不以限制的意義被理解，并且本發(fā)明的范圍由所附的權利要求來限定。
[0018]許多存儲器陣列配置需要在讀出期間強制電流并且讀出電壓或者強制高電流以盡可能快速地改變陣列單元的狀態(tài)的操作。
[0019]然而這些操作經常缺少準確性，因為諸如位線和多路復用器電容和等效電阻的存在于選擇路徑上的寄生電阻和電容使電流控制減速，這導致在陣列單元中的無效電流控制。
[0020]存儲器裝置一般包括布置在陣列中并且配置為儲存數(shù)據(jù)的多個存儲器單元。存儲器單元被布置在行和列的規(guī)則陣列中。存儲器陣列進一步包括多個字線和多個位線。每個字線可以被耦合到存儲器單元的行，而每個位線可以被耦合到存儲器單元的列。例如如果單元陣列包括n*m列存儲器單元，則所述存儲器裝置將包括n*m個位線。類似地，如果單元陣列包括P行存儲器單元，則所述存儲器裝置將包括P個字線。包括n*m列存儲器單元和P行存儲器單元的單元陣列于是將總共包括P*n*m個存儲器單元。采用字線和位線以訪問存儲器單元用于讀取、擦除和編程。一般地，通過施加特定電壓到耦合到特定存儲器單元的字線以及位線來讀取、擦除或編程特定存儲器單元。
[0021]存儲器裝置此外包括多個讀出放大器。所述讀出放大器用于通過把小的電壓擺動放大到可辨認的邏輯電平來讀出位線的邏輯電平。因此，讀出放大器有助于讀出存儲器單
J L ο
[0022]存儲器裝置可以包括讀出放大器-位線多路復用器塊，其把讀出放大器耦合到位線，所述位線被耦合到在單元陣列中的存儲器單元的列。采用讀出放大器-位線多路復用器塊以減少操作存儲器單元的特定數(shù)量的列所需要的讀出放大器的數(shù)量。如以上描述的那樣，如果單元陣列包括n*m列存儲器單元，S卩n*m個位線，并且采用允許1:m多路復用的讀出放大器-位線多路復用器塊，則η個讀出放大器足夠操作n*m個位線。η個讀出放大器中的每個可以被耦合到數(shù)據(jù)線。因此，存儲器裝置可以包括η個數(shù)據(jù)線。
[0023]帶有儲存I兆位數(shù)據(jù)的容量的示例性傳統(tǒng)存儲器裝置可以包括單元陣列，所述單元陣列包括1048576(= 1024 x 1024)個存儲器單元。所述1048576個存儲器單元可以被布置在包括512行(S卩，512個字線)以及2048列(S卩，2048個位線)的規(guī)則陣列中。如果采用允許1:64多路復用的讀出放大器-位線多路復用器塊，則32個讀出放大器足夠讀出所述1048576個存儲器單元中的每個(32位數(shù)據(jù)字)。如果讀出放大器-位線多路復用器塊允許1:128多路復用，則16個讀出放大器足夠(16位數(shù)據(jù)字)。
[0024]通常，數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)字從單元陣列讀取并且被寫入到單元陣列。在描述的存儲器裝置中，數(shù)據(jù)字可以包括η個位。因此，通常同時訪問η個存儲器單元。這η個存儲器單元一般被耦合到共同字線。為了訪問單元陣列的這樣一組η個存儲器單元，第一電壓被施加到P個字線中的一個，即被施加到耦合到將被訪問的η個存儲器單元的字線，并且第二電壓被施加到n*m個位線中的η個，即被施加到親合到將被訪問的η個存儲器單元的η個位線。讀出放大器-位線多路復用器塊然后把這η個位線耦合到η個讀出放大器。最終，η個讀出放大器把η個信號供應到η個數(shù)據(jù)線。因此，在以上描述的存儲器裝置中，能夠訪問單元陣列的所有p*n*m個存儲器單元。
[0025]為了促進對本發(fā)明的理解，在下面的描述中，參考訪問單元陣列的單個存儲器單元。然而在實踐中，一般將不單獨訪問存儲器單元。相反，數(shù)據(jù)字將從單元陣列讀取并且被寫入到單元陣列，即將同時訪問η個存儲器單元。
[0026]由于存儲器單元陣列的結構，在陣列單元中的精確的電流控制是困難的。例如當將完成寫入操作時，諸如位線和多路復用器電容和等效電阻的存在于選擇路徑上的寄生電阻和電容使電流控制減速，這導致在陣列單元中的無效電流控制。
[0027]如果首先設置選擇的陣列單元的位線的電壓，電流限制器用于限制在位線中流動的電流，并且選擇的單元的字線從OV切換到它的最終電平，則選擇的單元將經受(see)無限制的電流和錯誤的電壓達某一時間，因為位線和它的等效電容必須被從它的初始值充電到由電流限制所約束的最終值。
[0028]如果首先設置選擇的陣列單元的字線的電壓，然后位線電壓從OV線性增加到它的最終電平，則選擇的單元將經受電流增加達一個時間時期，所述時間時期是這個操作的建立時間。因此在所述操作的建立時間期間，陣列單元以高于OA但是低于用于寫入操作的電流的最終值的電流操作，這導致在這個時間時期期間執(zhí)行軟寫入操作。
[0029]相似的問題出現(xiàn)在存儲器單元陣列中，所述存儲器單元陣列對于每個陣列單元具有三個連接或訪問點:兩個連接用于以上描述的位線和字線并且附加的連接用于源線(source line)。在具有位線、源線和字線的單元陣列中，必須選擇陣列單元的所有三個線以選擇陣列單元。
[0030]對于無源陣列單元，諸如相變存儲器單元和阻性存儲器單元，例如需要選擇器晶體管來選擇特定(無源)陣列單元。使其柵極連接到字線的選擇器晶體管連接陣列單元的位線和源線。通過分別施加電壓在連接到特定陣列單元的位線和源線上并且選擇陣列單元的字線(即，施加電壓到陣列單元的選擇器晶體管的柵極)以接通連接所述陣列單元的位線和源線的選擇器晶體管來選擇特定的陣列單元。針對源線的附加的連接幫助避免在單元陣列之內的漏電。
[0031]因此，第一訪問點可以被連接到單元陣列的全局位線，第二訪問點可以被連接到單元陣列的全局源線，并且第三訪問點可以被連接到單元陣列的字線。
[0032]由于具有位線、源線和字線的存儲器單元陣列的相似的結構，當在例如執(zhí)行在這樣的存儲器裝置的陣列單元中的寫入操作時需要精確的電流控制時將出現(xiàn)相似的問題。諸如位線、源線和多路復用器電容和等效電阻的存在于選擇路徑上的寄生電阻和電容使電流控制減速或者創(chuàng)建電流過沖，這又導致在這樣的陣列單元中的無效電流控制。
[0033]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制在陣列單元中的電流的設備和陣列單元的示意性表示。
[0034]陣列單元可以是存儲器單元，其是存儲器裝置的存儲器單元陣列的部分。存儲器裝置可以是任何種類的非易失性存儲器裝置，諸如，例如R0M、閃速存儲器、相變存儲器、阻性存儲器、磁阻存儲器、鐵電存儲器、導電橋接RAM(CBRAM)等，和/或易失性存儲器，諸如，例如 RAM、DRAM、SRAM 等。
[0035]在圖1中示出的用于控制在陣列單元中的電流的設備包括:諸如開關的例如可以被實施為晶體管的第一電流控制裝置130;例如可以被實施為晶體管的第二電流控制裝置140;以及具有第一訪問點121、第二訪問點122和第三訪問點123的晶體管120，尤其是η溝道場效應晶體管(n-FET)。
[0036]第一訪問點121可以是晶體管120的漏極端子或者可以被連接到晶體管120的漏極端子。第二訪問點122可以是晶體管120的源極端子或者可以被連接到晶體管120的源極端子。第三訪問點123可以是晶體管120的柵極端子或者可以被連接到晶體管120的柵極端子。
[0037]第一訪問點121經由連接151a和151b被連接到供應電壓，諸如位線、尤其是全局位線的供應電壓，并且經由連接151 c被連接到陣列單元或陣列元件110。第二訪問點122經由連接154被連接到第一電流控制裝置130，并且經由連接156a被連接到第二控制裝置140，以及經由連接156b被連接到晶體管120，例如連接到晶體管120的源極。第三訪問點經由連接157b被連接到控制電壓，諸如字線的選擇電壓，并且經由連接157a被連接到晶體管120，尤其是晶體管120的柵極。
[0038]第一訪問點可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的全局位線，第二訪問點可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的全局源線，并且第三訪問點123可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的字線。
[0039]第一電流控制裝置130經由連接151a和153被進一步連接到供應電壓，諸如位線、尤其是全局位線的供應電壓，并且被配置為經由連接158在它的控制輸入處接收控制信號。第二電流控制裝置140經由連接155被進一步連接到供應電壓，諸如源線、尤其是全局源線的供應電壓，并且被配置為經由連接159接收控制信號。陣列單元110經由連接152被進一步連接到晶體管120，例如被連接到晶體管120的漏極。
[0040]現(xiàn)將具體描述用于控制在描繪在圖1中的陣列單元中的電流的設備的功能性。
[0041 ]可以被連接到全局位線的第一訪問點121被充電到例如位線的供應電壓VDD。通過經由它的控制輸入來適當?shù)乜刂频谝浑娏骺刂蒲b置130，把經由第一電流控制裝置130被連接到例如全局位線的第二訪問點122充電到預定電壓。然后，控制電壓被施加到第三訪問點123。
[0042]假定三個操作(施加供應電壓VDD到第一訪問點121、施加預定電壓到第二訪問點122以及施加控制電壓到第三訪問點)被設計為使得η溝道晶體管(n-FET)120在這個初始階段期間將不接通，這三個操作可以大體上同時執(zhí)行。
[0043]施加到第二訪問點122的預定電壓可以等于VDD或者可以小于VDD，但是大于施加到第三訪問點123的控制電壓VG減去n-FET 120的閾值電壓Vth，即大于VG - Vth的電壓，以便n-FET 120在這個初始階段期間將不接通。為了減少對第二訪問點122預先充電所需要的功率并且減少把第二訪問點122放電到電壓VG - Vth(這接通晶體管120 )所需要的時間，把第二訪問點122預先充電到接近VG - Vth的電壓可以是有利的。為此，附加的開關(沒有畫在圖1中)可以被包含在連接153中，其中附加的開關可以被控制以從例如位線的供應電壓斷開第一控制裝置并且把第一控制裝置連接到提供期望的預定電壓的另一個供應電壓。
[0044]然后，第一電流控制裝置130被控制以關斷從供應電壓斷開第二訪問點122。大體上同時，第二電流控制裝置140被控制以對第二訪問點122放電，其中第二訪問點122以恒定電流Iref有利地放電。
[0045]當仍然施加到第二訪問點122的電壓達到VG- Vth(S卩，施加到第三訪問點123的控制電壓減去n-FET 120的閾值電壓)時，n-FET 120將接通在例如它的漏極與陣列單元110之間的連接152并且很快地對所述連接152放電直到在陣列單元中的電壓降將是Rcell*Iref，其然后獨立于在第一和第二訪問點121和122上的電壓降，其中Rcell是陣列單元110的電阻并且Iref是由第二電流控制裝置140限定的最大電流。
[0046]因此，由于施加到陣列單元的電壓的突然改變，在陣列單元110中的電流將非?？斓卦黾?與由于它們的位/源線和多路復用器電容和等效電阻而具有相當高的寄生電容和電阻的全局位和源線相對比，在晶體管120與陣列單元110之間的連接152與位和源線相比具有微小的寄生電容和電阻，由于連接152是非常短的局部連接(S卩，它不連接不同陣列單元)并且不包括任何附加的裝置。因此，不帶有電流過沖的快速電流改變是可行的，并且沒有(或者至少沒有顯著地)由于寄生電容和電阻而使電流控制減速，并且能夠通過在圖1中示出的根據(jù)本發(fā)明的實施例的設備來精確地控制在陣列單元110中的電流。
[0047]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的用于控制在陣列單元中的電流的設備和陣列單元的示意性表示。
[0048]陣列單元可以是存儲器單元，其是存儲器裝置的存儲器單元陣列的部分。存儲器裝置可以是任何種類的非易失性存儲器裝置，諸如，例如R0M、閃速存儲器、相變存儲器、阻性存儲器、磁阻存儲器、鐵電存儲器、導電橋接RAM(CBRAM)等，和/或易失性存儲器，諸如，例如 RAM、DRAM、SRAM 等。
[0049]在圖2中示出的用于控制在陣列單元中的電流的設備與在圖1中示出的設備相似，但是另外包括第一開關270和第二開關280。第一開關270可以是包括陣列單元110的單元陣列的位線多路復用器的部分，并且第二開關280可以是包括陣列單元110的單元陣列的源線多路復用器的部分。
[0050]在圖2中示出的用于控制在陣列單元中的電流的設備包括:諸如開關的例如可以被實施為晶體管的第一電流控制裝置130;例如可以被實施為晶體管的第二電流控制裝置240;可以被實施為數(shù)字開關的第一開關270;可以被實施為數(shù)字開關的第二開關280;以及具有第一訪問點121、第二訪問點122和第三訪問點123的晶體管120，尤其是η溝道場效應晶體管(n-FET)。
[0051]第一訪問點121可以是晶體管120的漏極端子或者可以被連接到晶體管120的漏極端子。第二訪問點122可以是晶體管120的源極端子或者可以被連接到晶體管120的源極端子。第三訪問點123可以是晶體管120的柵極端子或者可以被連接到晶體管120的柵極端子。
[0052]第一訪問點121經由第一開關270和連接151a和151b被連接到供應電壓，諸如位線、尤其是全局位線的供應電壓，并且經由連接151c被連接到陣列單元或陣列元件110。第二訪問點122經由連接154被連接到第一電流控制裝置130，并且經由連接156a被連接到第二控制裝置240，以及經由連接156b被連接到晶體管120，例如連接到晶體管120的源極。第三訪問點經由連接157b被連接到控制電壓，諸如字線的選擇電壓，并且經由連接15 7a被連接到晶體管120，尤其是晶體管120的柵極。
[0053]第一訪問點可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的全局位線，第二訪問點可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的全局源線，并且第三訪問點123可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的字線。
[0054]第一電流控制裝置130經由連接151a和153被進一步連接到供應電壓，諸如位線、尤其是全局位線的供應電壓，并且被配置為經由連接158在它的控制輸入處接收控制信號。第二電流控制裝置240經由第二開關280和連接155a和155b被進一步連接到供應電壓，諸如源線、尤其是全局源線的供應電壓，并且被配置為經由連接159接收控制信號。陣列單元110經由連接152被進一步連接到晶體管120，例如被連接到晶體管120的漏極。
[0055]現(xiàn)將具體描述用于控制在描繪在圖2中的陣列單元中的電流的設備的功能性。
[0056]接通第一開關270以把被連接到例如全局位線的第一訪問點121充電到例如位線的供應電壓VDD ο通過經由它的控制輸入來適當?shù)乜刂频谝浑娏骺刂蒲b置130，把經由第一電流控制裝置130被連接到例如全局位線的第二訪問點122充電到預定電壓。然后，控制電壓被施加到第三訪問點123。
[0057]假定三個操作(施加供應電壓VDD到第一訪問點121、施加預定電壓到第二訪問點122以及施加控制電壓到第三訪問點)被設計為使得η溝道晶體管(n-FET)120在這個初始階段期間將不接通，這三個操作可以大體上同時執(zhí)行。
[0058]施加到第二訪問點122的預定電壓可以等于VDD或者可以小于VDD，但是大于施加到第三訪問點123的控制電壓VG減去n-FET 120的閾值電壓Vth，即大于VG - Vth的電壓，以便n-FET 120在這個初始階段期間將不接通。為了減少對第二訪問點122預先充電所需要的功率并且減少把第二訪問點122放電到電壓VG - Vth(這接通晶體管120 )所需要的時間，把第二訪問點122預先充電到接近VG - Vth的電壓可以是有利的。為此，附加的開關(沒有畫在圖2中)可以被包含在連接153中，其中附加的開關可以被控制以從例如位線的供應電壓斷開第一控制裝置并且把第一控制裝置連接到提供期望的預定電壓的另一個供應電壓。
[0059]然后，第一電流控制裝置130被控制以關斷從供應電壓斷開第二訪問點122。大體上同時，第二開關280被接通以經由第二電流控制裝置240對第二訪問點122放電，其中第二電流控制裝置240被有利地控制使得第二訪問點122以恒定電流Iref放電。
[0060]當仍然施加到第二訪問點122的電壓達到VG- Vth(S卩，施加到第三訪問點123的控制電壓減去n-FET 120的閾值電壓)時，n-FET 120將接通在例如它的漏極與陣列單元110之間的連接152并且很快地對所述連接152放電直到在陣列單元中的電壓降將是Rcell*Iref，其然后獨立于在第一和第二訪問點121和122上的電壓降，其中Rcell是陣列單元110的電阻并且Iref是由第二電流控制裝置240限定的最大電流。
[0061]因此，由于施加到陣列單元的電壓的突然改變，在陣列單元110中的電流將非?？斓卦黾?與由于它們的位/源線和多路復用器電容和等效電阻而具有相當高的寄生電容和電阻的全局位和源線相對比，在晶體管120與陣列單元110之間的連接152與位和源線相比具有微小的寄生電容和電阻，由于連接152是非常短的局部連接(S卩，它不連接不同陣列單元)并且不包括任何附加的裝置。因此，不帶有電流過沖的快速電流改變是可行的，并且沒有(或者至少沒有顯著地)由于寄生電容和電阻而使電流控制減速，并且能夠通過在圖2中示出的根據(jù)本發(fā)明的實施例的設備來精確地控制在陣列單元110中的電流。
[0062]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性方法、尤其是用于控制在陣列單元中的電流的方法的示意性表示。所述示例性方法包括:施加供應電壓到晶體管的第一訪問點(步驟302);把所述晶體管的第二訪問點預先充電到預定的電壓(步驟304);施加控制電壓到所述晶體管的第三訪問點(步驟306);以及對所述晶體管的第二訪問點放電以接通所述晶體管，這導致通過連接到所述晶體管的陣列單元的電流流動(步驟308)。晶體管120可以是η溝道場效應晶體管(n-FET)。
[0063]施加到第二訪問點122的預定電壓可以等于供應電壓(VDD)或者可以小于VDDJS是大于施加到η溝道晶體管120的控制電壓(VG)減去晶體管120的閾值電壓Vth，即大于VG -Vth的電壓，以便晶體管120在這個初始階段期間將不接通。為了減少對第二訪問點122預先充電所需要的功率并且減少把第二訪問點122放電到電壓VG - Vth(這接通晶體管120 )所需要的時間，把第二訪問點122預先充電到接近VG - Vth的電壓可以是有利的。
[0064]假定三個操作被設計為使得η溝道晶體管(n-FET)120在這個初始階段期間將不接通，步驟302、304和306可以大體上同時執(zhí)行。然而，步驟302、304和306也可以接著執(zhí)行。然后在步驟308中，通過對晶體管的第二訪問點放電來接通η溝道晶體管120。11溝道晶體管120將然后很快地對在例如它的漏極與陣列單元110之間的連接152放電，導致電流流過陣列單元。在陣列單元中的電壓降將非?？斓剡_到Rcell*lref，其然后獨立于在第一和第二訪問點121和122上的電壓降，其中Rcell是陣列單元110的電阻并且Iref是由第二電流控制裝置140限定的最大電流。
[0065]接通晶體管120導致在陣列單元110中的電流的非常快速的增加，由于在晶體管120與陣列單元110之間的連接152是非常短的局部連接(S卩，它不連接不同陣列單元)并且不包括任何附加的裝置。因此，不帶有電流過沖的快速電流改變是可行的，并且沒有(或者至少沒有顯著地)由于寄生電容和電阻而使電流控制減速，并且能夠使用在圖3中示出的根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法來精確地控制在陣列單元110中的電流。
[0066]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例的用于控制在陣列單元中的電流的設備和陣列單元的示意性表示。
[0067]陣列單元可以是存儲器單元，其是存儲器裝置的存儲器單元陣列的部分。存儲器裝置可以是任何種類的非易失性存儲器裝置，諸如，例如R0M、閃速存儲器、相變存儲器、阻性存儲器、磁阻存儲器、鐵電存儲器、導電橋接RAM(CBRAM)等，和/或易失性存儲器，諸如，例如 RAM、DRAM、SRAM 等。
[0068]在圖4中示出的用于控制在陣列單元中的電流的設備包括:例如可以被實施為晶體管的電流控制裝置440;以及具有第一訪問點121、第二訪問點122以及第三訪問點123的晶體管120，尤其是η溝道場效應晶體管(n-FET)。
[0069]第一訪問點121可以是晶體管120的漏極端子或者可以被連接到晶體管120的漏極端子。第二訪問點122可以是晶體管120的源極端子或者可以被連接到晶體管120的源極端子。第三訪問點123可以是晶體管120的柵極端子或者可以被連接到晶體管120的柵極端子。
[0070]第一訪問點121經由連接451a被連接到供應電壓，諸如位線、尤其是全局位線的供應電壓，并且經由連接451 b被連接到陣列單元或陣列元件110。第二訪問點122經由連接156a被連接到電流控制裝置440，以及經由連接156b被連接到晶體管120，例如連接到晶體管120的源極。第三訪問點經由連接157b被連接到控制電壓，諸如字線的選擇電壓，并且經由連接157a被連接到晶體管120，尤其是晶體管120的柵極。
[0071]第一訪問點可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的全局位線，第二訪問點可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的全局源線，并且第三訪問點123可以被連接到包括陣列單元110的單元陣列的字線。
[0072]電流控制裝置440經由連接155被進一步連接到供應電壓，諸如源線尤其是全局源線的供應電壓，并且被配置為經由連接159接收控制信號。陣列單元110被進一步經由連接152連接到晶體管120，例如連接到晶體管120的漏極。
[0073]現(xiàn)將具體描述用于控制在描繪在圖4中的陣列單元中的電流的設備的功能性。
[0074]可以被連接到全局位線的第一訪問點121被充電到例如位線的供應電壓VDD。通過經由它的控制輸入來適當?shù)乜刂齐娏骺刂蒲b置440，把經由電流控制裝置440被連接到例如全局源線的第二訪問點122充電到預定電壓。然后，控制電壓被施加到第三訪問點123。
[0075]假定三個操作(施加供應電壓VDD到第一訪問點121、施加預定電壓到第二訪問點122以及施加控制電壓到第三訪問點)被設計為使得η溝道晶體管(n-FET)120在這個初始階段期間將不接通，這三個操作可以大體上同時執(zhí)行。
[0076]施加到第二訪問點122的預定電壓是大于施加到第三訪問點123的控制電壓VG減去n-FET 120的閾值電壓Vth的電壓，即大于VG - Vth的電壓，以便n_FET 120在這個初始階段期間將不接通。為了減少對第二訪問點122預先充電所需要的功率并且減少把第二訪問點122放電到電壓VG - Vth(這接通晶體管120)所需要的時間，把第二訪問點122預先充電到接近VG - Vth的電壓可以是有利的。
[0077]為了把第二訪問點122預先充電到預定電壓，附加的開關(沒有畫在圖4中)可以被包含在連接155中，其中附加的開關可以被控制以從例如源線的供應電壓斷開電流控制裝置440并且把電流控制裝置440連接到提供期望的預定電壓的另一個供應電壓。然而在圖4中示出的實施例中，附加的開關可以被包含在連接155所連接到的全局源線中，以便對于一個全局源線需要僅僅一個附加開關。因此經由連接155供應的電壓在圖4中示出的實施例中是可變的:在初始階段中，當?shù)诙L問點122被預先充電時，經由連接155供應預定電壓，然后當?shù)诙L問點122被放電時，經由連接155來供應(全局)源線的供應電壓。
[0078]因此，在使第二訪問點122預先充電后，電流控制裝置440然后被控制以通過連接第二訪問點122到進一步的電壓源(例如，全局源線的供應電壓)來對第二訪問點122放電，其中第二訪問點122以恒定電流Ir ef被有利地放電。
[0079]當仍然施加到第二訪問點122的電壓達到VG- Vth(S卩，施加到第三訪問點123的控制電壓減去n-FET 120的閾值電壓)時，n-FET 120將接通在例如它的漏極與陣列單元110之間的連接152并且很快地對所述連接152放電直到在陣列單元中的電壓降將是Rcell*Iref，其然后獨立于在第一和第二訪問點121和122上的電壓降，其中Rcell是陣列單元110的電阻并且Iref是由電流控制裝置440限定的最大電流。
[0080]因此，由于施加到陣列單元的電壓的突然改變，在陣列單元110中的電流將非?？斓卦黾?與由于它們的位/源線和多路復用器電容和等效電阻而具有相當高的寄生電容和電阻的全局位和源線相對比，在晶體管120與陣列單元110之間的連接152與位和源線相比具有微小的寄生電容和電阻，由于連接152是非常短的局部連接(S卩，它不連接不同陣列單元)并且不包括任何附加的裝置。因此，不帶有電流過沖的快速電流改變是可行的，并且沒有(或者至少沒有顯著地)由于寄生電容和電阻而使電流控制減速，并且能夠通過在圖4中示出的根據(jù)本發(fā)明的實施例的設備來精確地控制在陣列單元110中的電流。
[0081]盡管在本文中已圖解和描述特定實施例，但是將由本領域中的普通技術人員領會到各種替選的和/或等效的實施方式可以代替示出和描述的特定實施例，而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請旨在覆蓋在本文中討論的特定實施例的任何改編或變化。因此，旨在僅由權利要求和其等同物來限制本發(fā)明。
【主權項】
1.一種用于控制在陣列單元中的電流的方法，所述方法包括: 施加供應電壓到晶體管的第一訪問點； 把所述晶體管的第二訪問點預先充電到預定的電壓； 施加控制電壓到所述晶體管的第三訪問點；以及 對所述晶體管的第二訪問點放電以接通所述晶體管，這導致通過連接到所述晶體管的陣列單元的電流流動。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中電流控制裝置通過把所述晶體管的第二訪問點連接到預定電壓來對所述晶體管的第二訪問點預先充電，并且通過把所述晶體管的第二訪問點連接到進一步供應電壓來對所述晶體管的第二訪問點放電。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中依靠第一電流控制裝置來完成對所述晶體管的第二訪問點預先充電，所述第一電流控制裝置把所述晶體管的第二訪問點連接到供應電壓、控制電流使得所述晶體管的第二訪問點被充電到預定電壓、以及在依靠第二電流控制裝置對所述晶體管的第二訪問點放電之前從供應電壓斷開所述晶體管的第二訪問點。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中以恒定電流對所述晶體管的第二訪問點放電。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中供應電壓是連接到陣列單元的位線的供應電壓。6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中控制電壓是連接到陣列單元的字線的選擇電壓。7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中大體上同時完成把晶體管的第一訪問點連接到供應電壓、對所述晶體管的第二訪問點預先充電、以及施加控制電壓到所述晶體管的第三訪問點的步驟。8.一種用于控制在陣列單元中的電流的設備，所述設備包括: 晶體管，具有第一訪問點、第二訪問點和第三訪問點，并且被配置為經由第一訪問點接收供應電壓并且經由第三訪問點接收控制電壓； 第一電流控制裝置，被配置為把所述晶體管的第二訪問點預先充電到預定電壓；以及 第二電流控制裝置，被配置為對經由第三訪問點接收控制電壓的所述晶體管的第二訪問點放電，因此接通所述晶體管，這導致通過連接到所述晶體管的陣列單元的電流流動。9.根據(jù)權利要求8所述的設備，其中第一電流控制裝置被配置為通過把所述晶體管的第二訪問點連接到供應電壓、控制電流使得所述晶體管的第二訪問點被充電到預定電壓、以及在通過第二電流控制裝置對所述晶體管的第二訪問點放電之前從供應電壓斷開所述晶體管的第二訪問點來對所述晶體管的第二訪問點預先充電到預定電壓。10.根據(jù)權利要求8所述的設備，其中第二電流控制裝置被配置為以恒定電流對所述晶體管的第二訪問點放電。11.根據(jù)權利要求8所述的設備，其中所述晶體管是η溝道場效應晶體管。12.根據(jù)權利要求11所述的設備，其中預定電壓等于或小于供應電壓并且大于通過從施加到所述晶體管的第三訪問點的控制電壓減去η溝道場效應晶體管的閾值電壓而得到的電壓。13.根據(jù)權利要求8所述的設備，其中供應電壓是連接到陣列單元的位線的供應電壓。14.根據(jù)權利要求8所述的設備，其中控制電壓是連接到陣列單元的字線的選擇電壓。15.根據(jù)權利要求8所述的設備，其中陣列單元是存儲器陣列單元。16.一種用于控制在陣列單元中的電流的設備，所述設備包括: 用于施加供應電壓到晶體管的第一訪問點的裝置； 用于對所述晶體管的第二訪問點預先充電的裝置； 用于把控制電壓施加到所述晶體管的第三訪問點的裝置；以及用于對所述晶體管的第二訪問點放電以接通所述晶體管一一這導致通過連接到所述晶體管的陣列單元的電流流動一一的裝置。17.根據(jù)權利要求16所述的設備，其中用于預先充電的裝置和用于放電的裝置被包括在電流控制裝置中，所述電流控制裝置被配置為通過把所述晶體管的第二訪問點連接到預定電壓來對所述晶體管的第二訪問點預先充電并且通過把所述晶體管的第二訪問點連接到進一步的供應電壓來對所述晶體管的第二訪問點放電。18.根據(jù)權利要求16所述的設備，其中用于對所述晶體管的第二訪問點預先充電的裝置和被配置為把所述晶體管的第二訪問點連接到供應電壓、控制電流使得所述晶體管的第二訪問點被充電到預定電壓、以及在通過用于對所述晶體管的第二訪問點放電的裝置對所述晶體管的第二訪問點放電之前從供應電壓斷開所述晶體管的第二訪問點。
【文檔編號】G11C16/30GK106057241SQ201610229698
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月14日 公開號201610229698.3, CN 106057241 A, CN 106057241A, CN 201610229698, CN-A-106057241, CN106057241 A, CN106057241A, CN201610229698, CN201610229698.3
【發(fā)明人】W.阿勒斯, G.庫拉托洛
【申請人】英飛凌科技股份有限公司