本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及存儲(chǔ)器件及其操作方法。

背景技術(shù)：

存儲(chǔ)器件廣泛地用于許多應(yīng)用。在各個(gè)應(yīng)用中，存儲(chǔ)器件包括易失性存儲(chǔ)器和可用于長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的非易失性存儲(chǔ)器。例如，非易失性存儲(chǔ)器包括具有電熔絲(efuse)的非易失性存儲(chǔ)器、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)、閃速存儲(chǔ)器或磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(mram)。需要魯棒參考方案來(lái)適當(dāng)?shù)刈x取非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種存儲(chǔ)器件，包括：多個(gè)存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)都配置為存儲(chǔ)位數(shù)據(jù)；參考電路，包括：多個(gè)參考開(kāi)關(guān)；和多個(gè)參考儲(chǔ)存單元，其中，所述多個(gè)參考儲(chǔ)存單元的第一參考儲(chǔ)存單元配置為：在所述多個(gè)參考開(kāi)關(guān)的第一參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第一邏輯狀態(tài)的第一信號(hào)，并且所述多個(gè)參考儲(chǔ)存單元的第二參考儲(chǔ)存單元配置為：在所述多個(gè)參考開(kāi)關(guān)的第二參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第二邏輯狀態(tài)的第二信號(hào)；以及感測(cè)單元，配置為根據(jù)所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)來(lái)確定所述多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的所述位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種存儲(chǔ)器件，包括：多個(gè)存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)存儲(chǔ)單元的每一個(gè)都配置為：在激活多條字線中對(duì)應(yīng)的一條字線時(shí)，傳輸位數(shù)據(jù)；參考電路，包括：第一參考開(kāi)關(guān)，配置為在激活參考字線時(shí)導(dǎo)通；第二參考開(kāi)關(guān)，配置為在激活所述參考字線時(shí)導(dǎo)通；和多個(gè)參考儲(chǔ)存單元，包括：第一參考儲(chǔ)存單元，配置為在所述第一參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第一邏輯狀態(tài)的第一信號(hào)；和第二參考儲(chǔ)存單元，配置為在所述第二參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第二邏輯狀態(tài)的第二信號(hào)；以及感測(cè)單元，配置為根據(jù)所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)來(lái)確定所述多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的所述位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于操作存儲(chǔ)器件的方法，包括：當(dāng)激活多條字線中的一條和參考字線時(shí)，通過(guò)第一參考儲(chǔ)存單元生成具有第一邏輯狀態(tài)的第一信號(hào)；當(dāng)激活所述多條字線中的一條和所述參考字線時(shí)，通過(guò)第二參考儲(chǔ)存單元生成具有第二邏輯狀態(tài)的第二信號(hào)；以及根據(jù)所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)，通過(guò)感測(cè)單元來(lái)確定多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)，所述多個(gè)存儲(chǔ)單元耦合至所述多條字線。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最佳地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的器件的示意圖；

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的圖1中的電子器件的操作的方法的流程圖；

圖3a是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的具有邏輯高狀態(tài)的圖1中的參考儲(chǔ)存單元的示意圖；

圖3b是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的具有邏輯低狀態(tài)的圖1中的參考儲(chǔ)存單元的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例的圖1中的參考電路的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例的圖1中的參考電路的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一些其他的實(shí)施例的圖1中的參考電路的示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的圖6中的參考電路的示意圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的圖6中的參考電路的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下公開(kāi)內(nèi)容提供了許多不同實(shí)施例或?qū)嵗?，用于?shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征。以下將描述組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并且不意欲限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括附加部件形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。而且，本發(fā)明在各個(gè)實(shí)例中可以重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)僅是為了簡(jiǎn)明和清楚，其自身并不表示所論述的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)在本領(lǐng)域中以及在使用每一個(gè)術(shù)語(yǔ)的具體上下文中通常具有其普通含義。本說(shuō)明書(shū)中使用的實(shí)例(包括本文所討論的任何術(shù)語(yǔ)的實(shí)例)，僅是示例性的，并且絕不是限制本發(fā)明的或任何示例性術(shù)語(yǔ)的范圍和意義。同樣地，本發(fā)明不限于本說(shuō)明書(shū)中給出的各個(gè)實(shí)施例。

盡管本文可以使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等以描述各個(gè)元件，但是這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)用于將一個(gè)元件與另一個(gè)元件區(qū)別開(kāi)。例如，在不背離實(shí)施例的范圍的情況下，可以將第一元件叫做第二元件，并且類似地，可以將第二元件叫做第一元件。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)所列的相關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的任一組合和所有組合。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的電子器件100的示意圖。

如圖1示例性地示出的，電子器件100包括存儲(chǔ)器陣列110、參考電路120、感測(cè)單元130和選擇電路140。存儲(chǔ)器陣列110包括存儲(chǔ)器列111、位線bl[1]-bl[m]、字線wl[1]-wl[n]以及數(shù)據(jù)線dl[1]-dl[m]，其中，n和m是正整數(shù)。

為了說(shuō)明，存儲(chǔ)器列111設(shè)置為彼此平行。每一個(gè)存儲(chǔ)器列111都包括n個(gè)存儲(chǔ)單元112。每一個(gè)存儲(chǔ)單元112都包括開(kāi)關(guān)sw和儲(chǔ)存單元112a。開(kāi)關(guān)sw耦合至字線wl[1]-wl[n]中的對(duì)應(yīng)的一條和位線bl[1]-bl[m]中的對(duì)應(yīng)的一條。儲(chǔ)存單元112a耦合在開(kāi)關(guān)sw和數(shù)據(jù)線dl[1]-dl[m]中的對(duì)應(yīng)的一條之間。每一個(gè)儲(chǔ)存單元112a都配置為存儲(chǔ)位數(shù)據(jù)。

參考電路120設(shè)置在存儲(chǔ)器陣列110的一側(cè)處。參考電路120包括參考開(kāi)關(guān)rsw、參考儲(chǔ)存單元122、參考儲(chǔ)存單元123、參考位線rbl[1]-rbl[2]和參考數(shù)據(jù)線rdl[1]-rdl[2]。參考開(kāi)關(guān)rsw設(shè)置為行和列。為了說(shuō)明，參考開(kāi)關(guān)rsw布置為兩列121a和121b。列121a中的參考開(kāi)關(guān)rsw的第一端子耦合至參考位線rbl[1]，列121a中的參考開(kāi)關(guān)rsw的第二端子耦合至參考數(shù)據(jù)線rdl[1]，以及列121a中的參考開(kāi)關(guān)rsw的控制端子分別耦合至字線wl[1]-wl[n]。參考儲(chǔ)存單元122耦合在參考數(shù)據(jù)線rdl[1]與感測(cè)單元130之間，并且配置為存儲(chǔ)具有邏輯高狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)列121a中的參考開(kāi)關(guān)rsw之一導(dǎo)通時(shí)，然后參考儲(chǔ)存單元122偏置以根據(jù)存儲(chǔ)的位數(shù)據(jù)傳輸具有邏輯高狀態(tài)的信號(hào)i1。列121b中的參考開(kāi)關(guān)rsw的第一端子耦合至參考位線rbl[2]，列121b中的參考開(kāi)關(guān)rsw的第二端子耦合至參考數(shù)據(jù)線rdl[2]，以及列121b中的參考開(kāi)關(guān)rsw的控制端子分別耦合至字線wl[1]-wl[n]。參考儲(chǔ)存單元123耦合在參考數(shù)據(jù)線rdl[2]與感測(cè)單元130之間，并且配置為存儲(chǔ)具有邏輯低狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)列121b中的參考開(kāi)關(guān)rsw之一導(dǎo)通時(shí)，然后參考儲(chǔ)存單元123偏置以根據(jù)存儲(chǔ)的位數(shù)據(jù)生成具有邏輯低狀態(tài)的信號(hào)i2。

在一些實(shí)施例中，儲(chǔ)存單元112a、參考儲(chǔ)存單元122和參考儲(chǔ)存單元123實(shí)施為非易失性存儲(chǔ)器件。在又一些實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器件包括電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)(rram)器件。rram器件的電阻能夠調(diào)節(jié)為表示具有邏輯高狀態(tài)或邏輯低狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。在一些其他實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器件包括磁隧道結(jié)(mtj)器件。mtj器件的磁阻能夠調(diào)節(jié)為表示具有邏輯高狀態(tài)或邏輯低狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。

僅為了說(shuō)明的目的給出了儲(chǔ)存單元112a、參考儲(chǔ)存單元122和參考儲(chǔ)存單元123的實(shí)施方式。儲(chǔ)存單元112a、參考儲(chǔ)存單元122和參考儲(chǔ)存單元123的各種實(shí)施方式都在本發(fā)明的預(yù)期范圍內(nèi)。

在圖1中示出的一些實(shí)施例中，在讀操作期間，字線中的對(duì)應(yīng)的一條被激活。因此，列121a和121b中的耦合至字線wl[1]-wl[n]中的激活的一條字線的兩個(gè)參考開(kāi)關(guān)rsw導(dǎo)通。然后，參考儲(chǔ)存單元122生成到達(dá)感測(cè)單元130的信號(hào)i1，并且然后，參考儲(chǔ)存單元123生成到達(dá)感測(cè)單元130的信號(hào)i2。結(jié)果，感測(cè)單元130能夠根據(jù)信號(hào)i1和i2來(lái)確定n個(gè)存儲(chǔ)單元112中的選擇的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。下文參考圖2描述詳細(xì)的操作。

此外，選擇電路140包括開(kāi)關(guān)sel[1]-sel[m]。開(kāi)關(guān)sel[1]-sel[m]的第一端分別耦合至數(shù)據(jù)線dl[1]-dl[m]，開(kāi)關(guān)sel[1]-sel[m]的第二端耦合至感測(cè)單元140，并且開(kāi)關(guān)sel[1]-sel[m]的控制端配置為接收選擇信號(hào)vse[1]-vse[m]。在讀操作期間，開(kāi)關(guān)sel[1]-sel[m]中的一個(gè)導(dǎo)通，并且字線wl[1]-wl[n]中的一條字線被激活。因此，通過(guò)選擇信號(hào)vse[1]-vse[m]中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)選擇信號(hào)，耦合至字線wl[1]-wl[n]中的激活的一條字線的開(kāi)關(guān)sw導(dǎo)通。然后將指示n個(gè)存儲(chǔ)單元112中的選擇的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的電流icell傳輸至感測(cè)單元140。因此，能夠通過(guò)感測(cè)單元140來(lái)確定選擇的存儲(chǔ)單元112的位數(shù)據(jù)。

感測(cè)單元130耦合至存儲(chǔ)器陣列110和參考電路120。感測(cè)單元130配置為根據(jù)信號(hào)i1和i2來(lái)確定選擇的存儲(chǔ)單元112的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。為了說(shuō)明，在圖1示出的一些實(shí)施例中，感測(cè)單元130包括平均電流電路131和感測(cè)放大器132。平均電流電路131的輸入端耦合至參考儲(chǔ)存單元122和123以接收信號(hào)i1和i2。感測(cè)放大器132的第一輸入端耦合至平均電流電路131的輸出端以接收參考信號(hào)iref。感測(cè)放大器132的第二輸入端耦合至開(kāi)關(guān)sel[1]-sel[m]以接收電流icell。平均電流電路131配置為求取信號(hào)i1和i2的平均值以生成參考信號(hào)iref。感測(cè)放大器132配置為將參考信號(hào)iref與電流icell進(jìn)行比較，從而確定位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，利用各種類型的電流鏡電路來(lái)實(shí)施平均電流電路141。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的圖1的電子器件100的工作的方法200的流程圖。為了說(shuō)明，通過(guò)參考圖2的方法2來(lái)描述圖2中的器件100的操作。在一些實(shí)施例中，方法200包括操作s210-s260。

在操作s210中，在讀操作期間，激活字線wl[1]-wl[n]中的一條字線，并且開(kāi)關(guān)sel[1]-sel[m]中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，以選擇存儲(chǔ)單元112中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)單元。

在操作s220中，指示選擇的存儲(chǔ)單元112的位數(shù)據(jù)的電流icell從數(shù)據(jù)線dl[1]-dl[m]中的對(duì)應(yīng)的一條數(shù)據(jù)線傳輸至感測(cè)放大器132。

為了說(shuō)明，如圖1所示，在讀操作期間，第一字線wl[1]被激活，通過(guò)選擇信號(hào)vse[1]使開(kāi)關(guān)sel[1]導(dǎo)通，并且通過(guò)選擇信號(hào)vse[2]-vse[m]使其他開(kāi)關(guān)sel[2]-sel[m]截止。因此，選擇耦合至字線wl[1]和數(shù)據(jù)線dl[1]的存儲(chǔ)單元112(下文中被稱為選擇的存儲(chǔ)單元1121)。然后，選擇的存儲(chǔ)單元1121的開(kāi)關(guān)sw導(dǎo)通以使選擇的存儲(chǔ)單元1121中的儲(chǔ)存單元112a偏置。因此，能夠指示存儲(chǔ)在儲(chǔ)存單元112a中的位數(shù)據(jù)的電流icell通過(guò)數(shù)據(jù)線dl[1]和開(kāi)關(guān)sel[1]從儲(chǔ)存單元112a傳輸至感測(cè)放大器132。

繼續(xù)參考圖2，在操作s230中，列121a中的多個(gè)開(kāi)關(guān)rsw中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通以生成到達(dá)平均電流電路131的信號(hào)i1。在操作s240中，列121b中的多個(gè)開(kāi)關(guān)rsw中的對(duì)應(yīng)的一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通以生成到達(dá)平均電流電路131的信號(hào)i2。在操作s250中，平均電流電路131求取信號(hào)i1和信號(hào)i2之和的平均值，以生成到達(dá)感測(cè)放大器132的參考信號(hào)iref。在操作s260中，感測(cè)放大器132將電流icell與參考信號(hào)iref進(jìn)行比較，以確定選擇的存儲(chǔ)單元1121的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

為了說(shuō)明，在圖1中，當(dāng)激活字線wl[1]時(shí)，列121a和121b中的耦合至字線wl[1]的參考開(kāi)關(guān)rsw導(dǎo)通。因此，通過(guò)導(dǎo)通的參考開(kāi)關(guān)rsw使參考儲(chǔ)存單元122和123偏置，以生成至平均電流電路131的信號(hào)i1和i2。然后，平均電流電路131求取信號(hào)i1和信號(hào)i2的平均值，以生成到達(dá)感測(cè)放大器132的參考信號(hào)iref。換句話說(shuō)，參考信號(hào)iref的大小約為信號(hào)i1和i2之和的一半。然后，感測(cè)放大器132將電流icell與參考信號(hào)iref進(jìn)行比較，以確定選擇的存儲(chǔ)單元112的位數(shù)據(jù)的邏輯階段。例如，當(dāng)電流icell比參考信號(hào)iref高時(shí)，選擇的存儲(chǔ)單元112的位數(shù)據(jù)確定為具有邏輯高狀態(tài)。可選地，當(dāng)電流icell比參考信號(hào)iref低時(shí)，選擇的存儲(chǔ)單元112的位數(shù)據(jù)確定為具有邏輯低狀態(tài)。有效地，通過(guò)電子器件100來(lái)讀取選擇的存儲(chǔ)單元1121的位數(shù)據(jù)。

以上描述包括示例性操作，但是沒(méi)有必要以所描述的順序執(zhí)行該操作。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的精神和范圍，本發(fā)明的中公開(kāi)的操作順序能夠改變，或能夠同時(shí)執(zhí)行這些操作或根據(jù)需要部分地同時(shí)執(zhí)行這些操作。

在一些實(shí)施例中，參考開(kāi)關(guān)rsw和n個(gè)存儲(chǔ)單元112中開(kāi)關(guān)sw配置為具有相同的部件尺寸。因此，存儲(chǔ)器陣列110上的工藝/電壓/溫度變化與參考電路120上的工藝/電壓/溫度變化類似，并且因此，參考電路120能夠用于檢測(cè)存儲(chǔ)器陣列110上的工藝/電壓/溫度變化。為了說(shuō)明，利用圖1中的開(kāi)關(guān)rsw的布置，參考電路120能夠跟蹤存儲(chǔ)器陣列110的布線負(fù)載的變化，例如，包括位線bl[1]-b[m]、耦合至位線bl[1]-b[m]的開(kāi)關(guān)sw、數(shù)據(jù)線dl[1]-dl[m]等。因此，能夠利用存儲(chǔ)器陣列110上的類似變化來(lái)生成參考信號(hào)iref。

如圖1的實(shí)施例中示出的，與使用外部固定的參考信號(hào)的一些方法相比，通過(guò)參考電路120生成更加精確的參考信號(hào)iref。

此外，在一些其他方法中，參考電路采用與存儲(chǔ)器陣列110相同的架構(gòu)。在這種方法中，由于參考儲(chǔ)存單元之間的各種差異，所以參考電路的參考儲(chǔ)存單元中存儲(chǔ)的位數(shù)據(jù)彼此不同。結(jié)果，以這種方法通過(guò)參考電路生成的參考信號(hào)不準(zhǔn)確。

如圖1所示，與以上描述的方法相比，列121a中的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)rsw耦合至單個(gè)參考儲(chǔ)存單元122，并且列121b中的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)rsw耦合至單個(gè)參考儲(chǔ)存單元123。有效地，參考電路120中的多個(gè)儲(chǔ)存單元之間的差異最小化。結(jié)果，與前述的方法相比，能夠生成更加精確的參考信號(hào)iref。

現(xiàn)在參考圖3a。圖3a是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的具有邏輯高狀態(tài)的圖1中的參考儲(chǔ)存單元122的示意圖。

如以上描述的，在一些實(shí)施例中，利用mtj器件來(lái)實(shí)施參考儲(chǔ)存單元122和123。在一些實(shí)施例中，mtj器件包括自由層和被固定層(pinnedlayer)。如圖3a中示例性的示出的，參考儲(chǔ)存單元122包括自由層122a和被固定層122b。參考儲(chǔ)存單元122的自由層122a耦合至參考儲(chǔ)存單元122的第一端，并且被固定層122b耦合至參考儲(chǔ)存單元122的第二端。在一些實(shí)施例中，參考儲(chǔ)存單元122配置為接收從其第一端(即，自由層122a)流至其第二端(即，被固定層122b)的電流it1。因此，如圖3a所示，自由層122a的磁矩與被固定層122b的磁矩反向平行。在這種條件下，參考儲(chǔ)存單元122配置為具有高磁阻。有效地，對(duì)參考儲(chǔ)存單元122進(jìn)行編程以包括具有邏輯高狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。

圖3b是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的具有邏輯低狀態(tài)的圖1中的參考儲(chǔ)存單元123的示意圖。對(duì)應(yīng)于參考儲(chǔ)存單元122，如圖3b中的一些實(shí)施例所示，參考儲(chǔ)存單元123包括自由層123a和被固定層123b。自由層123a耦合至參考儲(chǔ)存單元123的第一端。被固定層123b耦合至參考儲(chǔ)存單元123的第二端。在一些實(shí)施例中，參考儲(chǔ)存單元123配置為接收從其第二端(即，被固定層123b)流至其第一端(即，自由層123a)的電流it2。因此，如圖3b所示，自由層123a的磁矩與被固定層123b的磁矩平行。在這種條件下，參考儲(chǔ)存單元123配置為具有低磁阻。有效地，對(duì)參考儲(chǔ)存單元123進(jìn)行編程以包括具有邏輯低狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。

繼續(xù)參考圖1、圖3a和圖3b，在圖1示出的實(shí)施例中，參考儲(chǔ)存單元122的第一端(即，自由層122a)耦合至參考數(shù)據(jù)線rdl[1]，并且參考儲(chǔ)存單元122的第二端(即，被固定層122b)耦合至平均電流電路131。此外，參考儲(chǔ)存單元123的第一端(即，自由層123a)耦合至參考數(shù)據(jù)線rdl[2]，并且參考儲(chǔ)存單元123的第二端(即，被固定層123b)耦合至平均電流電路131。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例的圖1中的參考電路120的示意圖。為了易于理解，圖4中類似元件標(biāo)記有與圖1的實(shí)施例相同的參考標(biāo)號(hào)。可選地，在圖4示出的實(shí)施例中，參考儲(chǔ)存單元123的第二端(即，被固定層123b)耦合至參考數(shù)據(jù)線rdl[2]，并且參考儲(chǔ)存單元123的第一端(即，自由層123a)耦合至平均電流電路131。在一些實(shí)施例中，在不同的布局設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)圖4中的參考儲(chǔ)存單元123的布置。

如圖4示例性地示出的，用于讀操作的電流從被固定層123b流至自由層123a。如以上圖3b中描述的，用于參考儲(chǔ)存單元123的編程操作的電流it2也從被固定層123b流至自由層123a。換句話說(shuō)，在圖4示出的實(shí)施例中，用于讀操作的電流方向與用于編程操作的電流方向相同。因此，與圖1示出的實(shí)施例相比，還能夠進(jìn)一步提高操作可靠性。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例的圖1中的參考電路120的示意圖。為了易于理解，圖5中類似元件標(biāo)記有與圖1的實(shí)施例相同的參考標(biāo)號(hào)。

與圖1中的參考電路120相比，在圖5示出的實(shí)施例中，參考儲(chǔ)存單元123的第二端(即，被固定層123b)耦合至參考位線rbl[2]，并且參考儲(chǔ)存單元123的第一端(即，自由層123a)耦合至列121b中的參考開(kāi)關(guān)rsw的第二端。列121b中的參考開(kāi)關(guān)的第一端耦合至參考數(shù)據(jù)線rdl[2]。利用這種布置，參考儲(chǔ)存單元123的用于讀操作的電流方向與用于編程操作的電流方向相同。結(jié)果，進(jìn)一步提高了電子器件100的操作可靠性。

現(xiàn)在參考圖6。圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一些其他實(shí)施例的圖1中的參考電路120的示意圖。為了易于理解，圖6中類似元件標(biāo)記有與圖1的實(shí)施例相同的參考標(biāo)號(hào)。

與圖1中的參考電路120相比，在圖6示出的一些實(shí)施例中，參考電路120還包括參考字線rwl，并且參考電路120僅使用兩個(gè)參考開(kāi)關(guān)rsw1和rsw2。為了說(shuō)明，參考開(kāi)關(guān)rsw1的第一端耦合至參考位線rbl[1]，并且參考開(kāi)關(guān)rsw1的第二端耦合至參考儲(chǔ)存單元122的第一端，以及參考開(kāi)關(guān)rsw1的控制端耦合至參考字線rwl。參考開(kāi)關(guān)rsw2的第一端耦合至參考位線rbl[2]，參考開(kāi)關(guān)rsw2的第二端耦合至參考儲(chǔ)存單元123的第一端，以及參考開(kāi)關(guān)rsw2的控制端耦合至參考字線rwl。參考儲(chǔ)存單元的第二端配置為將信號(hào)i1和i2傳輸至平均電流電路131。

在一些實(shí)施例中，在讀操作期間，字線wl[1]-wl[n]中的一條字線和參考字線rwl同時(shí)被激活，從而傳輸電流icell以及信號(hào)i1和i2?？蛇x地，在一些其他實(shí)施例中，參考字線rwl保持激活。圖6中的參考電路120的操作與圖2中示出的操作類似，并且因此，這里不再給出重復(fù)描述。

僅為了說(shuō)明的目的給出參考字線rwl的配置。參考字線rwl的各種配置都在本發(fā)明的預(yù)期范圍內(nèi)。

與采用和存儲(chǔ)器陣列相同的參考電路的架構(gòu)的一些方法相比，如以上所討論的，在圖6示出的實(shí)施例中，最小化參考電路120中的參考儲(chǔ)存單元之間的差異。因此，能夠生成更加精確的參考信號(hào)iref。

現(xiàn)在參考圖3b和圖7，圖7是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的圖6中的參考電路120的示意圖。為了易于理解，圖7中類似元件標(biāo)記有與圖1的實(shí)施例相同的參考標(biāo)號(hào)。

如圖3b所示，能夠利用mtj器件來(lái)實(shí)施參考儲(chǔ)存單元123。與圖6中的參考電路120相比，在圖7中示出的實(shí)施例中，參考儲(chǔ)存單元123的第二端(即，圖3b中的被固定層123b)耦合至參考開(kāi)關(guān)rsw2的第二端，并且參考儲(chǔ)存單元123的第一端(即，自由層123a)耦合至平均電流電路131。如以上所描述的，利用這種布置，參考儲(chǔ)存單元123的用于讀操作的電流方向與用于編程操作的電流方向相同。結(jié)果，進(jìn)一步提高了電子器件100的操作可靠性。

現(xiàn)在參考圖3b和圖8。圖8是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的圖6中的參考電路120的示意圖。為了易于理解，圖8中類似元件標(biāo)記有與圖1的實(shí)施例相同的參考標(biāo)號(hào)。

與圖6中的參考電路120相比，在圖8示出的實(shí)施例中，參考儲(chǔ)存單元123的第二端(即，被固定層123b)耦合至參考位線rbl[2]，并且參考儲(chǔ)存單元123的第一端(即，自由層123a)耦合至參考開(kāi)關(guān)rsw2的第二端。參考開(kāi)關(guān)rsw2的第一端耦合至參考數(shù)據(jù)線rdl[2]。利用這種布置，參考儲(chǔ)存單元123的用于讀操作的電流方向與用于編程操作的電流方向相同。結(jié)果，提高了電子器件100的操作可靠性。

如以上描述的，本發(fā)明中的器件100能夠生成參考信號(hào)以與位數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。此外，利用各個(gè)實(shí)施例中示出的參考電路的布置，生成更加精確的參考信號(hào)。因此，能夠提高存儲(chǔ)器件的操作可靠性。

在本文中，術(shù)語(yǔ)“耦合”可以被稱為“電耦合”，并且術(shù)語(yǔ)“連接”可以被稱為“電連接”?！榜詈稀焙汀斑B接”也可以用于指示兩個(gè)或多個(gè)元件相互配合或相互作用。

在一些實(shí)施例中，公開(kāi)了一種器件，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元、參考電路和感測(cè)單元。每一個(gè)存儲(chǔ)單元都配置為存儲(chǔ)位數(shù)據(jù)。參考電路包括多個(gè)參考開(kāi)關(guān)和多個(gè)參考儲(chǔ)存單元。多個(gè)參考開(kāi)關(guān)設(shè)置為多行和多列。多個(gè)參考儲(chǔ)存單元的第一參考儲(chǔ)存單元配置為：在第一列中的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)中的一個(gè)參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第一邏輯狀態(tài)的第一信號(hào)。多個(gè)參考儲(chǔ)存單元的第二參考儲(chǔ)存單元配置為：在第二列中的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)中的一個(gè)參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第二邏輯狀態(tài)的第二信號(hào)。感測(cè)單元配置為根據(jù)第一信號(hào)和第二信號(hào)來(lái)確定多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

在實(shí)施例中，所述多個(gè)參考開(kāi)關(guān)包括第一組和第二組，所述第一組耦合在第一參考位線與第一參考數(shù)據(jù)線之間，所述第二組耦合在第二參考位線與第二參考數(shù)據(jù)線之間。

在實(shí)施例中，所述第一組的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)都配置為導(dǎo)通以使所述第一參考儲(chǔ)存單元偏置，從而生成所述第一信號(hào)，其中，所述第二組的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)都配置為導(dǎo)通以使所述第二參考儲(chǔ)存單元偏置，從而生成所述第二信號(hào)。

在實(shí)施例中，所述多個(gè)參考儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)都包括第一端和第二端，所述多個(gè)參考儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)都配置為接收從所述第一端流至所述第二端的電流，以存儲(chǔ)具有所述第一邏輯狀態(tài)的位數(shù)據(jù)，并且接收從所述第二端流至所述第一端的電流以存儲(chǔ)具有所述第二邏輯狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。

在實(shí)施例中，所述第一參考儲(chǔ)存單元的第一端耦合至所述第一參考數(shù)據(jù)線，并且所述第一參考儲(chǔ)存單元的第二端配置為生成所述第一信號(hào)；其中，所述第二參考儲(chǔ)存單元的第一端耦合至所述第二參考數(shù)據(jù)線，并且所述第二參考儲(chǔ)存單元的第二端配置為生成所述第二信號(hào)。

在實(shí)施例中，所述第一參考儲(chǔ)存單元的第一端耦合至所述第一參考數(shù)據(jù)線，并且所述第一參考儲(chǔ)存單元的第二端配置為生成所述第一信號(hào)；其中，所述第二參考儲(chǔ)存單元的第二端耦合至所述第二參考位線，所述第二參考儲(chǔ)存單元的第一端耦合至所述第二組的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)的第一端，并且所述第二組的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)的第二端耦合至所述第二參考數(shù)據(jù)線以輸出所述第二信號(hào)。

在實(shí)施例中，所述感測(cè)單元包括：平均電流電路，配置為求取所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)的平均值以生成參考信號(hào)；以及感測(cè)放大器，配置為根據(jù)所述參考信號(hào)來(lái)確定所述多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的所述位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

在實(shí)施例中，器件還包括：多條字線，分別耦合至所述多個(gè)參考開(kāi)關(guān)和所述多個(gè)存儲(chǔ)單元；其中，當(dāng)激活所述多條字線中的一條字線時(shí)，所述第一參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通以生成所述第一信號(hào)，并且所述第二參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通以生成所述第二信號(hào)。

還公開(kāi)了一種器件，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元、參考電路和感測(cè)單元。每一個(gè)存儲(chǔ)單元都配置為：在激活多條字線中對(duì)應(yīng)的一條字線時(shí)，傳輸位數(shù)據(jù)。參考電路包括第一參考開(kāi)關(guān)、第二參考開(kāi)關(guān)和多個(gè)參考儲(chǔ)存單元。第一參考開(kāi)關(guān)配置為在激活參考字線時(shí)導(dǎo)通。第二參考開(kāi)關(guān)配置為在激活參考字線時(shí)導(dǎo)通。多個(gè)參考儲(chǔ)存單元包括第一參考儲(chǔ)存單元和第二參考儲(chǔ)存單元。第一參考儲(chǔ)存單元配置為：在第一參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第一邏輯狀態(tài)的第一信號(hào)。第二參考儲(chǔ)存單元配置為：在第二參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，生成具有第二邏輯狀態(tài)的第二信號(hào)。感測(cè)單元配置為根據(jù)第一信號(hào)和第二信號(hào)來(lái)確定多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

在實(shí)施例中，所述第一參考開(kāi)關(guān)耦合在第一參考位線與所述第一參考儲(chǔ)存單元之間，并且所述第二參考開(kāi)關(guān)耦合在第二參考位線與所述第二參考儲(chǔ)存單元之間。

在實(shí)施例中，所述多個(gè)參考儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)都包括第一端和第二端，所述多個(gè)參考儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)都配置為接收從所述第一端流至所述第二端的電流，以存儲(chǔ)具有所述第一邏輯狀態(tài)的位數(shù)據(jù)，并且接收從所述第二端流至所述第一端的電流，以存儲(chǔ)具有所述第二邏輯狀態(tài)的位數(shù)據(jù)。

在實(shí)施例中，所述第一參考儲(chǔ)存單元的第一端耦合至所述第一參考開(kāi)關(guān)，并且所述第一參考儲(chǔ)存單元的第二端配置為生成所述第一信號(hào)；其中，所述第二參考儲(chǔ)存單元的第一端耦合至所述第二參考開(kāi)關(guān)，并且所述第二參考儲(chǔ)存單元的第二端配置為生成所述第二信號(hào)。

在實(shí)施例中，所述第一參考儲(chǔ)存單元的第一端耦合至所述第一參考開(kāi)關(guān)，并且所述第一參考儲(chǔ)存單元的第二端配置為生成所述第一信號(hào)；其中，所述第二參考儲(chǔ)存單元的第二端耦合至所述第二參考開(kāi)關(guān)，并且所述第二參考儲(chǔ)存單元的第一端配置為生成所述第二信號(hào)。

在實(shí)施例中，所述第一參考開(kāi)關(guān)的第一端耦合至所述第一參考位線，所述第一參考開(kāi)關(guān)的第二端耦合至所述第一參考儲(chǔ)存單元的第一端，以及所述第一參考開(kāi)關(guān)的控制端耦合至所述參考字線；其中，所述第二參考開(kāi)關(guān)的第一端配置為輸出所述第二信號(hào)，所述第二參考開(kāi)關(guān)的第二端耦合至所述第二參考儲(chǔ)存單元的第一端，所述第二參考開(kāi)關(guān)的控制端耦合至所述參考字線，以及所述第二參考儲(chǔ)存單元的第二端耦合至所述第二參考位線。

在實(shí)施例中，所述感測(cè)單元包括：平均電流電路，配置為求取所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)的平均值以生成參考信號(hào)；以及感測(cè)放大器，配置為根據(jù)所述參考信號(hào)來(lái)確定所述多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

還公開(kāi)了一種包括如下操作的方法。當(dāng)激活多條字線中的一條字線和參考字線時(shí)，通過(guò)第一參考儲(chǔ)存單元生成具有第一邏輯狀態(tài)的第一信號(hào)。當(dāng)激活多條字線中的一條字線和參考字線時(shí)，通過(guò)第二參考儲(chǔ)存單元生成具有第二邏輯狀態(tài)的第二信號(hào)。根據(jù)第一信號(hào)和第二信號(hào)，通過(guò)感測(cè)單元來(lái)確定多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)，其中，多個(gè)存儲(chǔ)單元耦合至多條字線。

在實(shí)施例中，生成所述第一信號(hào)包括：當(dāng)激活所述多條字線中的一條時(shí)，使第一組的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)中的一個(gè)參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，所述第一組的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)通過(guò)所述第一參考儲(chǔ)存單元耦合至所述感測(cè)單元、并且耦合至所述多條字線；以及通過(guò)所述第一組的多個(gè)參考開(kāi)關(guān)中的一個(gè)參考開(kāi)關(guān)使所述第一參考儲(chǔ)存單元偏置，以生成所述第一信號(hào)。

在實(shí)施例中，生成所述第一信號(hào)包括：當(dāng)激活所述參考字線時(shí)，使第一參考開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，所述第一參考開(kāi)關(guān)耦合至所述參考字線；以及通過(guò)所述第一參考開(kāi)關(guān)使所述第一參考儲(chǔ)存單元偏置，以生成所述第一信號(hào)。

在實(shí)施例中，確定所述位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)包括：使選擇電路的多個(gè)開(kāi)關(guān)中的一個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通以接收指示所述多個(gè)存儲(chǔ)單元中的一個(gè)存儲(chǔ)單元的位數(shù)據(jù)的電流，所述選擇電路耦合在所述多個(gè)存儲(chǔ)單元與所述感測(cè)單元之間。

在實(shí)施例中，確定所述位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)包括：通過(guò)平均電流電路求取所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)的平均值，以生成參考信號(hào)；以及通過(guò)感測(cè)放大器將所述參考信號(hào)與所述電流進(jìn)行比較，以確定所述位數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)。

以上論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他的處理和結(jié)構(gòu)以用于達(dá)到與本發(fā)明所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這些等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。