一種靈敏放大器及應用其的存儲系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種靈敏放大器及應用其的存儲系統，其中，所述靈敏放大器包括：第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管。本實用新型通過在節點與電源之間連接一個第五PMOS管，該第五PMOS管的源極與電源連接，漏極與其柵極和節點連接，在不增加額外功耗的情況下，可以使靈敏放大器上電完成后的節點的電壓有一個確定的電壓值，從而可以使第五PMOS管導通前后的節點的電壓的跳變幅度也為一個確定的值，再通過適當選取第五PMOS管還可以減小節點的電壓的跳變幅度，從而可以減小由于節點的電壓跳變所引起的周邊信號的抖動。
【專利說明】一種靈敏放大器及應用其的存儲系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及存儲【技術領域】，尤其涉及一種靈敏放大器及應用其的存儲系統。
【背景技術】
[0002]在儲存系統中，通常用使用靈敏放大器，用來比較存儲單元產生的電流和參考單元產生的電流的大小，以確定存儲單元存儲的是O還是I。
[0003]在靈敏放大器中，會包含一些中間的節點，有些節點可以直接連接到電源或者地，而有些不能直接連接到電源或者地的，將保持浮空狀態。在靈敏放大器中，通常也會有很多的開關(可以用晶體管來實現)，在開關閉合前，特別是第一次閉合前，處于浮空狀態的節點的電壓不可預測，因此，開關閉合后該節點的電壓跳變值及其帶來的影響也不可預估。為了減小開關閉合前后跳變的影響，可以在開關閉合前將浮空電壓置于一個相對接近工作值的電壓，盡可能減少開關閉合時的電壓跳動。
[0004]圖1是現有技術的靈敏放大器的電路圖。參見圖1，靈敏放大器包括第一 PMOS管Pl、第二 PMOS管P2、第三PMOS管P3和第四PMOS管P4以及用于接收第一信號的第一信號端REFEN、用于接收第二信號的第二信號端SAEN、用于接收參考電流的參考電流輸入端RERK輸出端OUTO和處于浮空狀態的節點PS0。在靈敏放大器上電完成后，加在第二 PMOS管P2的柵極和第三PMOS管P3的柵極上的參考電壓VRER)等于電源VSO的電壓，而節點PSO的電壓為一個不確定的值。當第二信號為低電平時，第四PMOS管P4導通，在導通瞬間，節點PSO的電壓從一個不確定的值快速升高到電源VSO的電壓，其大幅度跳變會通過寄生電容耦合引起參考電壓VREF等周邊信號的抖動。
實用新型內容
[0005]有鑒于此，本實用新型實施例提供一種靈敏放大器及應用其的存儲系統，以解決現有技術中的靈敏放大器在開關閉合前后處于浮空狀態的節點的電壓大幅度跳變所引起的周邊信號抖動的技術問題。
[0006]第一方面，本實用新型實施例提供了一種靈敏放大器，包括:第一 PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管；
[0007]所述第一 PMOS管的柵極與第一信號端連接，源極接電源，漏極與所述第二 PMOS管的源極連接；
[0008]所述第二 PMOS管的漏極與參考電流輸入端連接，柵極與其漏極以及所述第三PMOS管的柵極連接；
[0009]所述第三PMOS管的漏極與輸出端連接，源極通過節點與所述第四PMOS管的漏極和所述第五PMOS管的漏極連接；
[0010]所述第四PMOS管的柵極與第二信號端連接，源極接電源；
[0011]所述第五PMOS管的柵極與其漏極連接，源極接電源。
[0012]進一步地，所述第一信號端用于接收第一信號，所述第二信號端用于接收第二信號，所述參考電流輸入端用于接收參考電流。
[0013]進一步地，在所述靈敏放大器上電的過程中，所述電源通過所述第五PMOS管對所述節點進行充電；
[0014]在所述靈敏放大器上電完成后，所述節點的電壓為所述電源的電壓與所述第五PMOS管的閾值電壓之差。
[0015]進一步地，在所述靈敏放大器上電完成后，施加在所述第二 PMOS管的柵極和所述第三PMOS管的柵極的參考電壓等于所述電源的電壓；
[0016]在所述靈敏放大器上電完成后且當所述第一信號為低電平時，所述第一 PMOS管導通，同時根據所述參考電流的大小開始建立所述參考電壓；
[0017]在所述參考電壓建立完成后且當所述第二信號為低電平時，所述第四PMOS管導通，所述節點的電壓變為所述電源的電壓，使所述第三PMOS管導通，靈敏放大器開始工作。
[0018]進一步地，所述第二 PMOS管的閾值電壓與所述第三PMOS管的閾值電壓相等，所述第二 PMOS管的過驅動電壓小于所述第五PMOS管的閾值電壓。
[0019]第二方面，本實用新型實施例還提供了一種存儲系統，所述存儲系統包括參考單元、存儲單元和靈敏放大器，所述靈敏放大器的參考電流輸入端與所述參考單元連接以及所述靈敏放大器的輸出端與所述存儲單元連接，所述靈敏放大器用于比較所述參考單元產生的電流和所述存儲單元產生的電流的大小，其中，所述靈敏放大器為上述第一方面所述的靈敏放大器。
[0020]本實用新型實施例提供的靈敏放大器及應用其的存儲系統，通過在現有技術的靈敏放大器的基礎上，在節點與電源之間連接一個第五PMOS管，該第五PMOS管的源極與電源連接，漏極與其柵極和節點連接，在不增加額外功耗的情況下，可以使靈敏放大器上電完成后的節點的電壓有一個確定的電壓值，從而可以使第五PMOS管導通前后的節點的電壓的跳變幅度也為一個確定的值，再通過適當選取第五PMOS管還可以減小節點的電壓的跳變幅度，從而可以減小由于節點的電壓跳變所引起的周邊信號的抖動。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0022]圖1是現有技術的靈敏放大器的電路圖；
[0023]圖2是本實用新型實施例的一種靈敏放大器的電路圖；
[0024]圖3是關于圖2中的靈敏放大器的各個信號的時序圖；
[0025]圖4是本實用新型實施例的一種存儲系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部內容。
[0027]本實用新型實施例提供一種靈敏放大器。圖2是本實用新型實施例的一種靈敏放大器的電路圖。如圖2所示，所述靈敏放大器包括:第一 PMOS管MPl、第二 PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4和第五PMOS管MP5 ;所述第一 PMOS管MPl的柵極與第一信號端ENl連接，源極接電源VS，漏極與所述第二 PMOS管MP2的源極連接；所述第二 PMOS管MP2的漏極與參考電流輸入端REF連接，柵極與其漏極以及所述第三PMOS管MP3的柵極連接；所述第三PMOS管MP3的漏極與輸出端OUT連接，源極通過節點PSl與所述第四PMOS管MP4的漏極和所述第五PMOS管MP5的漏極連接；所述第四PMOS管MP4的柵極與第二信號端EN2連接，源極接電源VS ;所述第五PMOS管MP5的柵極與其漏極連接，源極接電源VS。
[0028]進一步地，所述第一信號端ENl用于接收第一信號ENSl，所述第二信號端EN2用于接收第二信號ENS2，所述參考電流輸入端REF用于接收參考電流IREF。需要說明的是，第一信號ENSl和第二信號ENS2屬于脈沖信號，用于控制靈敏放大器的工作狀態，其中脈沖信號的高電平為電源VS的電壓VDD，低電平為O '參考電流IREF為一恒定的電流，如果將靈敏放大器應用于存儲系統，則參考電流IREF可以由存儲系統中的參考單元來提供。
[0029]進一步地，在所述靈敏放大器上電的過程中，所述電源VS通過所述第五PMOS管MP5對所述節點PSl進行充電；在所述靈敏放大器上電完成后，所述節點PSl的電壓為所述電源VS的電壓VDD與所述第五PMOS管MP5的閾值電壓之差。
[0030]具體地，在靈敏放大器上電之前，節點PSl的電壓為O。在靈敏放大器上電開始時，由于節點PSl的電壓為0，使得第五PMOS管導通，并且在靈敏放大器上電的過程中，電源VS通過導通的第五PMOS管為節點PSl充電，直到節點PSl的電壓變為電源VS的電壓VDD與第五PMOS管的閾值電壓之差，第五PMOS管截止，完成對節點PSl的充電，也可以說，在靈敏放大器上電完成后，節點PSl的電壓有一個確定的電壓值，該電壓值的大小等于電源VS的電壓VDD與第五PMOS管的閾值電壓之差。
[0031]當第四PMOS管導通時，節點PSl的電壓變為電源VS的電壓VDD，與第四PMOS管導通之前相比，節點PSl的電壓僅僅變化了第五PMOS管的一個閾值電壓的大小，即跳變幅度也為一個確定的值。在設計圖2中的靈敏放大器時，可以適當地選取閾值電壓小一些的PMOS管作為第五PMOS管，這樣可以使節點PSl的電壓在第五PMOS管導通前更接近于電源VS的電壓VDD，即靈敏放大器的工作電壓，可以盡可能地減小在第五PMOS管導通前后節點PSl的電壓的跳變。因此，與圖1中的現有技術的靈敏放大器相比，圖2中的本實用新型實施例提供的靈敏放大器通過在電源VS和節點PSl之間連接一個第五PMOS管MP5，在不增加額外功耗的情況下，可以使上電完成后的節點PSl的電壓有一個確定的電壓值，從而可以使第五PMOS管導通前后的節點PSl的電壓的跳變幅度也為一個確定的值，再通過適當選取第五PMOS管MP5還可以減小節點PSl的電壓的跳變幅度，從而可以減小由于節點PSl的電壓跳變所引起的周邊信號的抖動。
[0032]圖3是關于圖2中的靈敏放大器的各個信號的時序圖。需要說明的是，圖3是靈敏放大器上電完成后的各個信號的時序圖。參見圖2和圖3，在所述靈敏放大器上電完成后，施加在所述第二 PMOS管MP2的柵極和所述第三PMOS管MP3的柵極的參考電壓VREF等于所述電源VS的電壓VDD。此時第一信號ENSl和第二信號ENS2均為高電平，即第一 PMOS管MPl和第四PMOS管MP4還處于截止狀態。
[0033]參見圖2和圖3，當所述第一信號ENSl為低電平時，所述第一 PMOS管MPl導通，同時根據所述參考電流IREF的大小開始建立所述參考電壓VREF。由于在靈敏放大器正常工作時，需要第三PMOS管MP3處于導通狀態，而在靈敏放大器上電完成后，參考電壓VREF等于電源VS的電壓VDD，這個參考電壓VREF的電壓值無法使第三PMOS管MP3導通，從而也就不能夠使靈敏放大器正常工作。因此，需要將參考電壓VREF進行降低，這個降低的過程就是參考電壓VREF建立的過程，而降低到具體的電壓值，則由參考電流IREF的大小來決定。圖3中T時間段表示參考電壓VREF建立過程的時間段。從圖3中可以看出，在T時間段內，參考電壓VREF從電源VS的電壓VDD降到第一電壓VI，即靈敏放大器正常工作所需的參考電壓值，而第一電壓Vl的大小與參考電流IREF的大小有關。
[0034]下面結合圖2和圖3詳細描述一下參考電壓VREF的建立過程。當第一信號ENSl為低電平時，第一 PMOS管MPl導通，第二 PMOS管MP2的源極處的電壓為電源VS的電壓VDD，此時由于參考電壓VREF也等于電源VS的電壓VDD，第二 PMOS管MP2仍處于截止狀態，恒定的參考電流IREF由從參考電壓VREF所在的節點處抽取電荷來形成，因此，參考電壓VREF開始從電源VS的電壓VDD下降，當參考電壓VREF等于電源VS的電壓VDD與第二 PMOS管MP2的閾值電壓的差值時，第二 PMOS管MP2處于導通的臨界點，隨著參考電壓VREF繼續下降，第二 PMOS管MP2開始導通，且第二 PMOS管MP2開始產生電流。當第二 PMOS管MP2所產生的電流等于參考電流IREF時，參考電壓VREF建立完成，此時參考電壓VREF等于第一電壓Vl的大小，即此時的參考電壓VREF的大小為靈敏放大器正常工作所需的參考電壓值。
[0035]在建立參考電壓VREF的過程中，為了保證第三PMOS管MP3仍然處于截止狀態，優選地，所述第二 PMOS管MP2的閾值電壓與所述第三PMOS管MP3的閾值電壓相等，所述第二PMOS管MP2的過驅動電壓小于所述第五PMOS管MP5的閾值電壓。為了下面描述的方便，設第二 PMOS管MP2的閾值電壓為VT2，第三PMOS管MP3的閾值電壓為VT3以及第五PMOS管MP5的閾值電壓為VT5。第二 PMOS管MP2的過驅動電壓為VDD-VT2-VREF，且大于等于O。在參考電壓VREF建立的過程中，第二 PMOS管MP2的過驅動電壓從其導通的臨界點處開始產生，即VDD-VT2 = VREF時開始產生，并隨著VREF的降低，過驅動電壓變大。而在參考電壓VREF建立的過程中，第三PMOS管MP3的源極和柵極之間的電壓差為節點PSl的電壓與參考電壓VREF的電壓差，即為VDD-VT5-VREF。當選取第二 PMOS管MP2、第三PMOS管MP3和第五PMOS管MP5，使得第二 PMOS管MP2的閾值電壓VT2等于第三PMOS管MP3的閾值電壓VT3以及第二 PMOS管MP2的過驅動電壓小于述第五PMOS管MP5的閾值電壓VT5時，在參考電壓VREF建立的過程中，有VDD-VT5-VREF小于VT3，即在參考電壓VREF建立的過程中，第三PMOS管MP3 —直保持截止狀態。
[0036]參見圖2和圖3，在所述參考電壓VREF建立完成后且當所述第二信號ENS2為低電平時，所述第四PMOS管MP4導通，所述節點PSl的電壓變為所述電源VS的電壓VDD，使所述第三PMOS管MP3導通，靈敏放大器開始工作。具體地，由于此時節點PSl的電壓為VDD，第三PMOS管MP3的源極和柵極之間的電壓差大于第三PMOS管MP3的閾值電壓VT3，因此第三PMOS管MP3導通，此時靈敏放大器開始工作。
[0037]本實用新型實施例還提供一種存儲系統。圖4是本實用新型實施例的一種存儲系統的結構示意圖。參見圖4,所述存儲系統包括參考單元11、存儲單元12和靈敏放大器13,所述靈敏放大器13的參考電流輸入端REFl與所述參考單元11連接以及所述靈敏放大器13的輸出端OUTl與所述存儲單元12連接，所述靈敏放大器13用于比較所述參考單元11產生的電流和所述存儲單元12產生的電流的大小，以確定所述存儲單元12存儲的是O還是I。其中，所述靈敏放大器13為上述的靈敏放大器。
[0038]上述的存儲系統可以為NOR(或非)型閃存存儲系統、NAND (與非)型閃存存儲系統或者其他類型的存儲系統。
[0039]本實用新型實施例提供的靈敏放大器及應用其的存儲系統，通過在現有技術的靈敏放大器的基礎上，在節點與電源之間連接一個第五PMOS管，該第五PMOS管的源極與電源連接，漏極與其柵極和節點連接，在不增加額外功耗的情況下，可以使靈敏放大器上電完成后的節點的電壓有一個確定的電壓值，從而可以使第五PMOS管導通前后的節點的電壓的跳變幅度也為一個確定的值，再通過適當選取第五PMOS管還可以減小節點的電壓的跳變幅度，從而可以減小由于節點的電壓跳變所引起的周邊信號的抖動。
[0040]注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【權利要求】
1.一種靈敏放大器，其特征在于，包括:第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管和第五PMOS管； 所述第一 PMOS管的柵極與第一信號端連接，源極接電源，漏極與所述第二 PMOS管的源極連接； 所述第二 PMOS管的漏極與參考電流輸入端連接，柵極與其漏極以及所述第三PMOS管的柵極連接； 所述第三PMOS管的漏極與輸出端連接，源極通過節點與所述第四PMOS管的漏極和所述第五PMOS管的漏極連接； 所述第四PMOS管的柵極與第二信號端連接，源極接電源； 所述第五PMOS管的柵極與其漏極連接，源極接電源。
2.根據權利要求1所述的靈敏放大器，其特征在于，所述第一信號端用于接收第一信號，所述第二信號端用于接收第二信號，所述參考電流輸入端用于接收參考電流。
3.根據權利要求2所述的靈敏放大器，其特征在于，在所述靈敏放大器上電的過程中，所述電源通過所述第五PMOS管對所述節點進行充電； 在所述靈敏放大器上電完成后，所述節點的電壓為所述電源的電壓與所述第五PMOS管的閾值電壓之差。
4.根據權利要求3所述的靈敏放大器，其特征在于，在所述靈敏放大器上電完成后，施加在所述第二 PMOS管的柵極和所述第三PMOS管的柵極的參考電壓等于所述電源的電壓； 在所述靈敏放大器上電完成后且當所述第一信號為低電平時，所述第一 PMOS管導通，同時根據所述參考電流的大小開始建立所述參考電壓； 在所述參考電壓建立完成后且當所述第二信號為低電平時，所述第四PMOS管導通，所述節點的電壓變為所述電源的電壓，使所述第三PMOS管導通，靈敏放大器開始工作。
5.根據權利要求4所述的靈敏放大器，其特征在于，所述第二PMOS管的閾值電壓與所述第三PMOS管的閾值電壓相等，所述第二 PMOS管的過驅動電壓小于所述第五PMOS管的閾值電壓。
6.一種存儲系統,所述存儲系統包括參考單元、存儲單元和靈敏放大器，所述靈敏放大器的參考電流輸入端與所述參考單元連接以及所述靈敏放大器的輸出端與所述存儲單元連接，所述靈敏放大器用于比較所述參考單元產生的電流和所述存儲單元產生的電流的大小，其特征在于，所述靈敏放大器為上述權利要求1-5中任一項所述的靈敏放大器。
【文檔編號】G11C16/06GK203858866SQ201420239372
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】陳曉璐 申請人:北京兆易創新科技股份有限公司