一种基准电流产生电路、方法、电子设备及测试工装

文档序号:9843 发布日期:2021-09-17 浏览:46次 英文

一种基准电流产生电路、方法、电子设备及测试工装

技术领域

本申请涉及芯片

技术领域

,具体而言,涉及一种基准电流产生电路、方法、电子设备及测试工装。

背景技术

Nor Flash在进行读取操作时,一般是通过将目标存储单元的位线电流Icell和Isen进行比较形成反馈电压Vsen,再由灵敏放大器进行放大输出,利用反馈电压Vsen进行数据读取及电流调节,现有的基准电流产生电路如图1所示。

结合图1可知,这种基准电流电路中的基准电流可通过以下换算公式进行计算:

由该换算公式可知,该电路产生的基准电流与电阻RES和基准电压Vref直接关联,而Vref一般为带隙基准电压,其基本不随制程/电压/温度变化;然而,Nor Flash在读取操作过程中,由于目标存储单元的字线端RD_WL一般有电荷泵产生,其电压值在不同制程/电压/温度都会有一定范围的浮动,造成其位线电流Icell浮动,同时因为存储单元为实晶体管,所以反馈电压Vsen也会对其位线电流Icell造成影响。

假设Q/(N*M)为不受制程/电压/温度影响的比例常数,公式中Vref为带隙基准,其也不受制程/电压/温度影响,电阻RES电阻值会受制程/电压/温度影响有一定范围的浮动,而其浮动变化情况与存储单元对应的浮动变化情况不一致,因此会导致,位线电流Icell和基准电流Isen中很多因素都会随着制程/电压/温度产生变化,而且其变化幅度和范围是完全不能相互抵消的. 这一点会对存储单元的读取精度带来很大的影响。

针对上述问题,目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基准电流产生电路、方法、电子设备及测试工装,使产生的基准电流的浮动与目标存储单元位线电流浮动一致,以提高读取操作精度。

第一方面,本申请实施例提供了一种基准电流产生电路,用于为Nor Flash产生存储单元操作需求的基准电流,包括:

带转换开关的预充电电路,用于提供预充电信号和输出基于预充电信号生成的基准电压信号;

以若干第一存储单元调节输出电流的基准电流生成电路,与预充电电路电连接,用于接收基准电压信号,并输出初始基准电流信号;

带转换开关的比较电路,与基准电流生成电路电连接,用于接收初始基准电流信号并输出作用于目标存储单元的最终基准电流信号;

基准电流读取电路,电连接于所述基准电流生成电路,用于接收初始基准电流信号并输出最终基准电流信号;

所述预充电电路可通过基准电压信号调节基准电流生成电路中第一存储单元的阈值电压以改变初始基准电流信号而调节最终基准电流信号。

所述的一种基准电流产生电路,其中,所述预充电电路包括:

带转换开关的预充电电源,用于发出预充电信号;

若干第二存储单元,通过位线与预充电电源电连接,用于接收预充电信号并输出基准电压信号;

所述第二存储单元数量与第一存储单元数量一致,并通过字线与第一存储单元连接,可配合预充电电源发出的预充电信号生成基准电压信号以调节第一存储单元的阈值电压以改变第二存储单元接收基准电压信号后生成的基准电流信号大小。

所述的一种基准电流产生电路,其中,还包括位线电流读取电路,电连接于所述预充电电路和所述基准电流生成电路,可读取并输出第一存储单元的位线电流、第二存储单元的位线电流以及第一存储单元和第二存储单元的位线电流之和。

所述的一种基准电流产生电路,其中,所述基准电压信号为第二存储单元的漏极电压。

所述的一种基准电流产生电路,其中,所述基准电压生成电路包括:

若干第一存储单元,通过字线端与预充电电路电连接;

运算放大器,电连接于所述预充电电路和第一存储单元,用于钳制并调节第一存储单元的阈值电压,以使得第一储存单元输出初始电流信号;

若干第一PMOS管,电连接于运算放大器和第一存储单元,用于接收初始电流信号并输出初始基准电流信号。

所述的一种基准电流产生电路,其中,所述比较电路包括:

转换开关,与所述基准电流生成电路电连接,用于控制初始基准电流信号是否导通;

若干第二PMOS管,电连接于所述转换开关和目标存储单元的位线,用于接收初始基准电流信号且输出最终基准电流信号,并以最终基准电流信号与目标存储单元的位线电流信号比较而生成基准电压信号。

所述的一种基准电流产生电路,其中,基准电流读取电路包括与基准电流生成电路电连接的若干第三PMOS管。

第二方面,本申请实施例还提供了一种基于上述基准电流产生电路的基准电流产生方法,用于为Nor Flash产生存储单元操作需求的基准电流,包括以下步骤:

S1、根据操作指令,打开预充电电路以输出预充电信号和基于预充电信号生成的基准电压信号;

S2、利用基准电压信号调节第一存储单元的阈值电压以使基准电流生成电路输出初始基准电流信号;

S3、通过基准电流读取电路读取并计算初始基准电流信号是否能产生预期的最终基准电流信号;

S4、若能,则打开比较电路的转换开关以生成并输出最终基准电流信号,若不能,则调节预充电信号,再次执行步骤S2-S4。

第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括处理器以及存储器,所述存储器存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时,运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

第四方面,本申请实施例还提供了一种测试工装,包括上述基准电流产生电路。

由上可知,本申请实施例提供的一种基准电流产生电路、方法、电子设备及测试工装,其中,电路产生的最终基准电流信号是基于第一存储单元调节产生的,第一存储单元与目标存储单元同为存储单元,具有相同的电气性能,可使得本申请实施例产生的基准电流更精确,代表了目标存储单元在同一运行参数下应输出的电流值,相比传统基于基准电压和电阻产生的基准电流,本申请实施例解决了利用基准电压和电阻产生的基准电流无法很好地精确匹配于目标存储单元因制程/电压/温度的浮动影响而输出的电流使用,导致读取操作精度不准确的问题。

附图说明

图1为现有的基准电流产生电路的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种基准电流产生电路的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种基准电流产生方法的流程图。

图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

附图标记:1、预充电电路;2、基准电流生成电路;3、比较电路;4、基准电流读取电路;5、位线电流读取电路。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面,请参照图2,图2是本申请一些实施例中的一种基准电流产生电路,用于为Nor Flash产生存储单元操作需求的基准电流,其特征在于,包括:

带转换开关的预充电电路1,用于提供预充电信号和输出基于预充电信号生成的基准电压信号;

以若干第一存储单元调节输出电流的基准电流生成电路2,与预充电电路1电连接,用于接收基准电压信号,并输出初始基准电流信号;

带转换开关的比较电路3,与基准电流生成电路2电连接,用于接收初始基准电流信号并输出作用于目标存储单元的最终基准电流信号;

基准电流读取电路4,电连接于基准电流生成电路2,用于接收初始基准电流信号并输出最终基准电流信号;

预充电电路1可通过基准电压信号调节基准电流生成电路2中第一存储单元的阈值电压以改变初始基准电流信号而调节最终基准电流信号。

具体地,最终基准电流信号与目标存储单元的位线电压导通后产生反馈电压信息。

本申请实施例的一种基准电流产生电路,通过预充电电路1配合具有第一存储单元的基准电流生成电路2生成初始基准电流信号,并通过比较电路3生成最终基准电流信号而用于与目标存储单元的位线电流比较而生成反馈电压信号;该电路产生的最终基准电流信号是基于第一存储单元调节产生的,第一存储单元与目标存储单元同为存储单元(memory cell),具有相同的电气性能,可使得本申请实施例产生的基准电流更精确,代表了目标存储单元在同一运行参数下应输出的电流值,相比传统基于基准电压和电阻产生的基准电流,本申请实施例解决了利用基准电压和电阻产生的基准电流无法很好地精确匹配于目标存储单元因制程/电压/温度的浮动影响而输出的电流使用,导致读取操作精度不准确的问题。

更具体地,本申请实施例基于第一存储单元生成的最终基准电流信号匹配于具备同种制程/电压/温度的浮动影响目标单元进行相应操作时的目标电流,尤其适用于读取操作,使得目标存储单元可基于包含相关浮动影响的基准电流进行调节,以精确达到读取操作需求电流,精确地完成读取操作。

更具体地,本申请实施例通过预充电电路1对基准电流生成电路2的第一存储单元进行写入操作,以改变第一存储单元的阈值电压,然后基准电流生成电路2基于写入调节阈值电压后的第一存储单元,可精确输出初始基准电流信号。

具体地,本申请实施例中一种基准电流产生电路接入主控器中,比较电路3与目标存储单元连接;根据主控器下达指令可打开预充电电路1的转换开关,以开启初始基准电流信号的生成;其次,主控器可通过基准电流读取电路4可实时计算获取最终基准电流信息,基于最终基准电流信息达到预设基准电流信息而打开比较电路3中的转换开关来控制最终基准电流信号和目标存储单元的位线电流导通而获取两种电路导通产生的反馈电压信号。

具体地,为清晰表现出本申请实施例的一种基准电流产生电路的元器件布局结构,将图1中元器件进行简化表达,即将多个重复且串联连接的元器件合并成一个元器件进行表达,如N个第一存储单元Fcell1则在图中仅画出一个第一存储单元Fcell1进行表示,并标记为Fecll1*N,N为对应于该第一存储单元Fcell1的数量。

在一些优选的实施方式中,预充电电路1包括:

带转换开关的预充电电源,用于发出预充电信号;

若干第二存储单元,通过位线与预充电电源电连接,用于接收预充电信号并输出基准电压信号;

第二存储单元数量与第一存储单元数量一致,并通过字线与第一存储单元连接,可配合预充电电源发出的预充电信号生成基准电压信号以调节第一存储单元的阈值电压以改变第二存储单元接收基准电压信号后生成的基准电流信号大小。

具体地,预充电电源的转换开关后对第二存储单元进行充电,充电后的第二存储单元位线端可根据充电量对基准电流生成电路2施加相应的基准电压信号。

更具体地,第二存储单元数量设置于第一存储单元数量一致,使得两种存储单元可一一对应,并通过字线连接,并可利用基准电流生成电路2结构而将基准电压信号复制至第一存储单元漏极上生成相应的电流信息。

本申请实施例中采用预充电电源配合第二存储单元的组合电路结构实现基准电压信息的供给,从而可精准地对第一存储单元施加需求的基准电压信息,具有调节精度高、调节便捷特点。

更具体地,预充电电源利用预充电信号对第二存储单元进行写入操作,使得第二存储单元输出基准电压信息,基准电流生成电路2获取该基准电压信息并复制施加到其内第一存储单元中而对第一存储单元进行写入操作以改变第一存储单元的阈值电压,进而使得基准电流生成电路2可基于第一存储单元精确输出需求的初始基准电流信号。

在一些优选的实施方式中,还包括位线电流读取电路5,电连接于预充电电路1和基准电流生成电路2,可读取并输出第一存储单元的位线电流、第二存储单元的位线电流以及第一存储单元和第二存储单元的位线电流之和。

具体地,本申请实施例可通过位线电流读取电路5向外输出第一存储单元的位线电流或第二存储单元的位线电流或第一存储单元与第二存储单元位线电流之和,输出的电流值一般由主控器接收,主控器可依据这些电流值控制预充电信号的调节,即在第一存储单元或第二存储单元写入操作的阶段获取对应位线上的位线电流,以改变预充电电源输出的预充电信号而改变第一存储单元和/或第二存储单元的编程数据进而在写入操作阶段实现第二存储单元阈值电压的精确调节。

更具体地,位线电流读取电路5包括两个并联的读取开关,且分别电性连接于第一存储单元的位线和第二存储单元的位线。

在一些优选的实施方式中,基准电压信号为第二存储单元的漏极电压。

在一些优选的实施方式中,基准电压生成电路包括:

若干第一存储单元,通过字线端与预充电电路1电连接;

运算放大器,电连接于预充电电路1和第一存储单元,用于钳制并调节第一存储单元的阈值电压,以使得第一储存单元输出初始电流信号;

若干第一PMOS管,电连接于运算放大器和第一存储单元,用于接收初始电流信号并输出初始基准电流信号。

具体地,运算放大器电连接于第而存储单元的漏极,因此可将第二存储单元输出的基准电压信号即漏电电压复制到第一存储单元的漏端,因此可根据预充电信号间接地调节改变第一存储单元的阈值电压,即读取电压。

更具体地,调节后的第一存储单元的栅极、漏极、源极都和目标存储单元的偏置情况完全一致,而第一存储单元与目标存储单元受到的制程/电压/温度的浮动影响相同,因此,调节后的第一存储单元可作为生成精确的读取电流即精确的最终基准电流信号的技术保障。

更具体地,第一存储单元输出的初始电流信号利用若干第一PMOS管通过栅源电压去控制漏源电流使初始电流信号降噪稳定输出为初始基准电流信号。

更具体地,第二存储单元还可换成任何形式浮动不大的电流源模式,因为NORflash 的目标存储单元在饱和区做读操作时, 其漏端电压浮动造成的位线电流差异并没有其他因素来的明显。

在一些优选的实施方式中,比较电路3包括:

转换开关,与基准电流生成电路2电连接,用于控制初始基准电流信号是否导通;

若干第二PMOS管,电连接于转换开关和目标存储单元的位线,用于接收初始基准电流信号且输出最终基准电流信号,并以最终基准电流信号与目标存储单元的位线电流信号比较而生成基准电压信号。

更具体地,由于目标存储单元一般为存储阵列,其数量与第二存储单元不等,且基于经过第一PMOS管后输出的初始基准电流信号小于初始电流信号,因此,需利用第二PMOS对初始基准电流信号进行放大,以使得初始基准电流信号放大为最终基准电流信号,而可用于生成反馈电压信号。

具体地,转换开关可基于主控器基于基准电流读取电路4读取信息进行开关,以控制最终基准电流信号是否导通。

在一些优选的实施方式中,基准电流读取电路4包括与基准电流生成电路2电连接的若干第三PMOS管。

具体地,利用第三PMOS管对初始基准电流信号进行变换输出,可使主控器直接或间接地获取最终基准电流信号,当第三PMOS管与第二PMOS管数量一致时,基准电流读取电路4输出的信号可直接看作为最终基准电流信号,而第三PMOS管与第二PMOS管数量不一致时,可根据两者数量比值间接结算而输出最终基准电流信号。

实施例1

如图2所示,预充电电源SA pre-charge与N个第二存储单元Fcell2电连接,而N个第二存储单元Fcell2通过字线RD_WL与N个第一存储单元Fcell1电连接,运算放大器OP与正负极分别与第二存储单元Fcell2和第一存储单元Fcell1漏极连接,而第一存储单元Fcell1与M个第一PMOS管P1连接,第一PMOS管P1栅极与运算放大器OP输出端连接,并与Q个第二PMOS管P2的栅极连接,第二PMOS管P2与目标存储单元位线连接,第三PMOS管P3的栅极与第一PMOS管P1的栅极连接,开关S1和开关S2分别与第一存储单元Fcell1和第二存储单元Fcell2位线连接,图中隐藏了转换开关SA。

预充电电源SA pre-charge发出预充电信号后对第二存储单元Fcell2进行写入操作,使得第二存储单元漏极输出基准电压信息Vbl1,运算放大器OP获取该基准电压信息Vbl1后复制并施加至第一存储单元Fcell1上,分别闭合开关S1和S2可分别读取第第一存储单元Fcell1和第二存储单元Fcell2位线的位线电流,从而可通过写入操作改变第一存储单元Fcell1的阈值电压Vt;调节完第一存储单元的阈值电压后,通过预充电电源SA pre-charge稳定供电,每个第一存储单元Fcell1输出读取电流Ifcell,N个输出读取电流Ifcell叠加产生初始电流信号,通过M个第一PMOS管PI后生成初始基准电流信号,初始基准电流信号经过Q个第二MOS管后生成最终基准电流信号Isen,因此,最终基准电流信号Isen的计算计算公式如下:

可见,最终基准电流信号Isen关联于第一存储单元Fcell1输出读取电流Ifcell,使得本申请实施例产生的基准电流收到与目标存储单元受到的制程/电压/温度的浮动相同的影响。

第二方面,请参照图3,图3是本申请一些实施例中提供的基于上述基准电流产生电路的基准电流产生方法,用于为Nor Flash产生存储单元操作需求的基准电流,包括以下步骤:

S1、根据操作指令,打开预充电电路1以输出预充电信号和基于预充电信号生成的基准电压信号;

具体地,根据操作指令,打开预充电电源的转换开关,使预充电电源生成预充电信号,利用第二存储单元接收预充电信号产生基准电压信号。

S2、利用基准电压信号调节第一存储单元的阈值电压以使基准电流生成电路2输出初始基准电流信号,

具体地,利用基准电压信号配合位线电流读取电路5和运算放大器将基准电压信号复制至第一存储单元漏极以调节第一存储单元的阈值电压,然后稳定供电使第二存储单元输出稳定的初始电流信号,利用第一PMOS管对初始电流信号控制电流后输出稳定的初始基准电流信号。

S3、通过基准电流读取电路4读取并计算初始基准电流信号是否能产生预期的最终基准电流信号;

S4、若能,则打开比较电路3的转换开关以生成并输出最终基准电流信号,若不能,则调节预充电信号,再次执行步骤S2-S4。

本申请实施例的一种基准电流产生方法,通过预充电电路1配合具有第一存储单元的基准电流生成电路2生成初始基准电流信号,并通过比较电路3生成最终基准电流信号而用于与目标存储单元的位线电流比较而生成反馈电压信号;该电路产生的最终基准电流信号是基于第一存储单元调节产生的,相比传统方法基于基准电压和电阻产生的基准电流,本申请实施例解决了利用基准电压和电阻产生的基准电流无法很好地精确匹配于目标存储单元因制程/电压/温度的浮动影响而输出的电流使用,导致读取操作精度不准确的问题。

第三方面,请参照图4,图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,本申请提供一种电子设备300,包括:处理器301和存储器302,处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯,存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序,当计算设备运行时,处理器301执行该计算机程序,以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。

第四方面,本申请实施例还提供了一种测试工装,包括上述基准电流产生电路;该测试工装包括上述基准电流产生电路,该测试工装的基准电流产生电路结构可参照上述实施例,再次不再赘述;可以理解的是,由于本申请实施例的测试工装采用了上述基准电流产生电路的技术方案,因此该测试工装具有上述所有的有益效果。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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