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Dokumentenidentifikation DE19947118C1 15.03.2001
Titel Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Thewes, Roland, Dr.-Ing., 82194 Gröbenzell, DE;
Weber, Werner, Dr.rer.nat., 80637 München, DE
Vertreter Epping, Hermann & Fischer GbR, 80339 München
DE-Anmeldedatum 30.09.1999
DE-Aktenzeichen 19947118
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.03.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.03.2001
IPC-Hauptklasse G11C 11/14
IPC-Nebenklasse G11C 7/00   
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung (20) zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle (10), vorzugsweise einer MRAM-Speicherzelle, oder eines Speicherzellenfeldes, beschrieben. Um eine genaue und sichere Bewertung der Speicherzelle (10) vornehmen zu können, wird zunächst ein erster durch die Speicherzelle (10) hindurchfließender Stromwert beziehungsweise ein mit diesem korrelierter Spannungswert gemessen und durch einen ersten Schaltungszweig (23), der einen Schalter (24) und eine Kapazität (25) aufweist, hindurchgeleitet und zwischengespeichert. Anschließend wird die Speicherzelle (10) einem Programmiervorgang unterworfen. Danach wird in derselben Speicherzelle (10) ein zweiter Stromwert beziehungsweise Spannungswert gemessen und durch einen zweiten Spannungszweig (26), der einen Schalter (27) und eine Kapazität (28) aufweist, hindurchgeleitet und dort zwischengespeichert. Die beiden gemessenen Werte werden in einem Bewerter (21) miteinander verglichen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft generell ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle, vorzugsweise einer MRAM- Speicherzelle, oder eines entsprechenden Speicherzellenfelds.

Bei magnetoresistiven Schreib/Lese-Speichern, die auch als MRAM-Speicher (magnetoresistive random access memory) bezeichnet werden, handelt es sich um Speicher, bei denen man unter einer Adresse Daten abspeichern und auch wieder auslesen kann. Die Speicher weisen in der Regel ein oder mehrere Speicherzellen (Speicherzellenfeld) auf, wobei der Speichereffekt im magnetisch veränderbaren elektrischen Widerstand der Speicherzelle beziehungsweise der Speicherzellen liegt.

MRAM-Speicherzellen weisen üblicherweise eine Schichtenfolge auf, die aus einer Kombination von ferromagnetischen Materialien und einer jeweils dazwischen liegenden Isolatorschicht besteht. Die Isolatorschicht wird auch als Tunneldielektrikum bezeichnet.

In Abhängigkeit vom Magnetisierungszustand der Speicherzelle können die Magnetisierungsrichtungen in den magnetischen Schichten parallel oder antiparallel ausgerichtet sein. Je nach Magnetisierungsrichtung in den magnetischen Schichten weist die Speicherzelle einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand auf. Dabei führt eine parallele Magnetisierungsrichtung zu einem niedrigeren elektrischen Widerstand in der Speicherzelle, während eine antiparallele Magnetisierungsrichtung zu einem höheren Widerstand führt.

Die Isolatorschicht kann beispielsweise eine Dicke von etwa 2 bis 3 nm aufweisen. Die elektronische Leitfähigkeit durch dieses Schichtensystem wird wesentlich durch einen Tunneleffekt durch diese Isolatorschicht bestimmt. Variationen in der Tunnel-Isolatordicke führen zu starken Variationen in der Leitfähigkeit, da die Isolatordicke näherungsweise exponentiell in den Tunnelstrom eingeht.

Wenn eine solche Speicherzelle beschrieben wird, erfolgt dies über einen elektrischen Strom. Dazu ist die Speicherzelle derart aufgebaut, daß sie zwei sich kreuzende elektrische Leiter aufweist. Am Kreuzungspunkt der elektrischen Leiter ist jeweils eine wie oben beschriebene Schichtenfolge aus magnetischen Schichten und Tunneldielektrikums-Schichten vorgesehen. Durch die beiden Leiter fließt ein elektrischer Strom, der jeweils ein magnetisches Feld erzeugt. Das magnetische Feld wirkt auf die einzelnen magnetischen Schichten. Wenn die magnetische Feldstärke ausreichend groß ist, werden die dem Feld ausgesetzten magnetischen Schichten ummagnetisiert.

Die Größe des auf die einzelnen magnetischen Schichten wirkenden magnetischen Feldes hängt zum einen von der Größe der die beiden Leiter durchfließenden Ströme, und zum anderen auch von der räumlichen Anordnung der jeweiligen magnetischen Schichten in bezug auf die elektrischen Leiter ab.

Der die Leiter durchfließende Strom bewirkt also, daß sich die Magnetisierungsrichtungen in einzelnen magnetischen Schichten ändern können. Je nach Höhe des eingeprägten Stroms erfolgt eine Ummagnetisierung einzelner Schichten der Zelle oder aber nicht.

Wenn die Speicherzelle anschließend gelesen beziehungsweise bewertet wird, kann dies beispielsweise über einen entsprechenden Programmiervorgang erfolgen. Das bedeutet, daß in die elektrischen Leiter der Speicherzelle ein so hoher Strom eingeprägt wird, daß einzelne oder mehrere magnetische Schichten ummagnetisiert werden. Wenn bei einer anschließenden Strommessung des Stroms durch die Zelle beziehungsweise einer mit dem Zellstrom korrelierten Spannungsmessung festgestellt wird, daß die Werte gleich geblieben sind, bedeutet dies, daß der Informationsgehalt auch vorher schon in der Speicherzelle gespeichert war. Wenn sich hingegen der Stromwert beziehungsweise Spannungswert ändert, bedeutet dies, daß sich der Informationsgehalt der Speicherzelle geändert hat. Alternativ ist auch möglich, eine Änderung des Informationsgehalts über die Messung des Zellwiderstands nachzuweisen.

Wenn die Zelle gelesen werden soll, wird zunächst der elektrische Zellwiderstand gemessen. In der EP 0 450 912 A2 ist ein Verfahren zum Auslesen eines MRAM beschrieben, bei dem ein derart gerichteter Aktivierungsstrom an die betreffende Speicherzelle angelegt wird, dass das von diesem Strom hervorgerufene Magnetfeld entgegengesetzt zu einer gemeinsamen Magnetisierung an den Kanten des magnetisierbaren Speichermediums gerichtet ist.

Die Auswertung der gemessenen Werte erfolgt in entsprechenden Bewerterschaltungen. Dabei liegt im Prinzip der von anderen Speichertypen bekannte Ansatz nahe, einen gemessenen Stromwert, beziehungsweise einen mit diesem korrelierenden Spannungswert, mit einem festgelegten Referenzwert zu vergleichen. Dieser Referenzwert wird in der Regel vor Betriebsbeginn des MRAM-Speichers einmal festgelegt und gilt für alle Speicherzellen des Speichers. Der festgelegte Referenzwert fungiert als Schwellwert, der je nach Zustand der Speicherzelle den Informationszustand der Speicherzelle bestimmt. Wenn die Bewerterschaltung einen Stromwert beziehungsweise Spannungswert erfaßt, der oberhalb oder unterhalb des festgelegten Referenzwerts liegt, wird daraus auf den Informationsgehalt der Speicherzelle rückgeschlossen.

Diese Form der Bewertung von Speicherzellen weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So müssen beispielsweise die höheren und niedrigeren Ströme beziehungsweise Spannungen ausreichend voneinander verschieden sein, um bei entsprechender Positionierung der festgelegten Schwelle eine sichere Bewertung der Speicherzelle zu erlauben. Dies ist jedoch besonders schwierig, da sich die Strom- beziehungsweise Spannungsänderungen und die daraus resultierenden Widerstandsänderungen im Rahmen von nur etwa 10% bewegen und deshalb nur relativ gering sind. Aus diesem Grund muß der Referenzwert auf einen sehr genauen Wert festgelegt werden.

Da die MRAM-Speicher üblicherweise aus einer ganzen Anzahl von Speicherzellen, den sogenannten Speicherzellenfeldern, bestehen, müssen diese von einer einzigen Bewerterschaltung bewertet werden.

Aus herstellungstechnischen Gründen ist es jedoch nicht möglich, daß die Isolatorschichten in allen Speicherzellen und zwischen allen magnetischen Schichten immer exakt die gleiche Dicke aufweisen. Aufgrund dieser nicht verhinderbaren Varitaionen der Isolatorschichtendicke, aber auch durch andere technologisch oder physikalisch bedingte Parametervariationen, kann es zu Variationen des Zell-Widerstands und damit auch zu Variationen des Zell-Stroms kommen, die eine sichere Bewertung der Speicherzelleninformation verhindern können. Aus diesem Grund können unter Umständen keine festgelegten Schwellen beziehungsweise Referenzwerte angegeben werden, um alle Speicherzellen eines vorgegebenen Speicherzellenfeldes sicher bewerten zu können.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle bereitzustellen, mit dem/der die beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll eine genaue und sichere Bewertung einer Speicherzelle oder eines Speicherzellenfeldes möglich werden.

Diese Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle, vorzugsweise einer MRAM-Speicherzelle, oder eines Speicherzellenfeldes, gelöst. Erfindungsgemäß erfolgt die Bewertung über die Messung eines durch die Speicherzelle hindurchfließenden Stroms beziehungsweise einer mit dem Strom korrelierenden Spannung, wobei der gemessene Strom beziehungsweise die Spannung zur Bewertung des Informationsgehalts der Speicherzelle mit einem Referenzstrom beziehungsweise einer Referenzspannung verglichen wird, bei dem/der es sich um einen Referenzstrom beziehungsweise eine Referenzspannung durch dieselbe Speicherzelle handelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von dem Grundgedanken aus, den durch die Speicherzelle hindurchfließenden Strom beziehungsweise einen mit diesem korrelierenden Spannungswert nicht mehr mit einem zuvor festgelegten festen Referenzstrom beziehungsweise einer Referenzspannung zu vergleichen, wie dies im Stand der Technik bisher üblich war. Statt dessen wird der gemessene Wert nunmehr mit einem Referenzwert verglichen, der ebenfalls in derselben Zelle ermittelt wurde. Auf diese Weise wird nicht mehr ein einziger Referentzwert für eine Vielzahl von Speicherzellen genutzt, sondern für jede Speicherzelle wird jeweils ein eigener, individueller Referenzwert ermittelt. Jede Speicherzelle ist somit sich selber Referenz. Dadurch können die bisher auftretenden Nachteile, die sich aufgrund von baulichen Eigenarten der Speicherzellen ergaben, eliminiert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zu den Vorteilen, Effekten, Wirkungen und der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ebenfalls auf die nachstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen, da das Verfahren vorzugsweise unter Verwendung einer derartigen, erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung durchgeführt werden kann.

Um die Speicherzelle bewerten zu können, kann zunächst ein erster Stromwert beziehungsweise Spannungswert gemessen und zwischengespeichert werden. Anschließend kann die Speicherzelle einem wie weiter oben beschriebenen Programmiervorgang unterworfen werden. Danach kann ein zweiter Stromwert beziehungsweise Spannungswert gemessen und gegebenenfalls zwischengespeichert werden. Anschließend werden die beiden gemessenen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte in einem Bewerter, beispielsweise einem Komparator, miteinander verglichen.

Vorzugsweise kann die Speicherzelle als MRAM-Speicherzelle ausgebildet sein, die eine Schichtenfolge aus wenigstens einer magnetisch weicheren und einer magnetisch härteren Schicht mit einer dazwischenliegenden Isolatorschicht aufweist, wobei die Schichtfolge zwischen zwei elektrischen Leitern angeordnet ist. In diesem Fall kann der Programmiervorgang der Speicherzelle über einen geeigneten Strom erfolgen. Wenn der die elektrischen Leiter der Speicherzelle durchfließende Strom, der ein magnetisches Feld erzeugt, das auf die zwischen den Leitern befindlichen magnetischen Schichten wirkt, ausreichend groß ist, kann/können die magnetisch weichere(n) Schicht(en) ummagnetisiert werden.

Nachfolgend wird nun ein exemplarische Beispiel für ein solches Verfahren beschrieben.

In einem ersten Schritt wird im Rahmen eines ersten Lesevorgangs der durch die Speicherzelle hindurchfließende Strom, beziehungsweise der dazu korrelierte Spannungswert oder ein entsprechender elektrischer Widerstandswert gemessen (gelesen) und die Information hierüber zwischengespeichert. Anschließend wird die Speicherzelle einem entsprechenden Programmiervorgang unterworfen. Das führt entweder zu einem Umschalten der Speicherzelle, oder, falls die Speicherzelle bereits in dem Zielzustand des Programmiervorgangs war, zu keiner Änderung des Zustandes der Speicherzelle. Nun wird wiederum der Strom beziehungsweise die Spannung oder der Widerstand gemessen (zweiter Lesevorgang). Beide Meßwerte werden in einem Bewerter miteinander verglichen. Wurde die Information der Speicherzelle durch den Programmiervorgang verändert, so fließt bei der zweiten Messung ein anderer Strom. Falls der Informationsgehalt der Speicherzelle durch den Programmiervorgang nicht verändert wurde, so fließt der gleiche Strom. Die gemessenen Werte vor und nach dem Programmiervorgang werden also immer nur direkt miteinander verglichen, nicht jedoch mit einem unabhängig davon und allgemein festgelegten Referenzwert, der auf alle Speicherzellen anzuwenden ist und beispielsweise in der Bewerterschaltung abgelegt sein kann.

Bei dem Bewerter kann es sich beispielsweise um ein Teilelement eines Leseverstärkers handeln. Solche Leseverstärker sind an sich bereits im Stand der Technik bekannt, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird. Beispielsweise werden Leseverstärker zum Lesen von DRAM-Speichern (dynamic random access memory) verwendet. Je nach Ausgestaltung der Schaltungsanordnung, die zur Bewertung der Speicherzelle verwendet wird, können auch andere einfache Komparatorschaltungen als Bewerter verwendet werden. Verschiedene Beispiele für geeignete Bewerter werden im weiteren Verlauf der Beschreibung, insbesondere im Hinblick auf die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, näher erläutert.

Vorzugsweise können der erste und der zweite gemessene Stromwert beziehungsweise Spannungswert unterschiedlich gewichtet werden, um so eine Unsymmetrie bei der Bewertung einzustellen. Durch die Einstellung einer solchen Unsymmetrie wird immer eine sichere und genaue Bewertung der Speicherzelle auch bei kleinen Unterschieden in den gemessenen Stromwerten beziehungsweise Spannungswerten möglich.

Die Einstellung einer Unsymmetrie ist insbesondere dann wichtig, wenn sich die Daten der Speicherzelle nach dem Schreibvorgang nicht ändern. Dies soll anhand eines Beispiels verdeutlicht werden.

Angenommen, zur Bewertung der Speicherzelle wird jeweils ein Spannungswert gemessen. Jeder Informationszustand der Speicherzelle entspricht einem bestimmten Spannungswert. Wenn die Speicherzelle als 1-Bit-Zelle mit den logischen Informationszuständen "0" und "1" ausgebildet ist, könnte beim Informationszustand "0" beispielsweise ein Spannungswert von 1.0 V und beim Informationszustand "1" ein Spannungswert von 1.1 V gemessen werden. Wenn sich die Speicherzelle im Ausgangszustand im Informationszustand "0" befindet und anschließend einem Programmiervorgang unterworfen wird, indem sie beispielsweise mit dem Zieldatum "1" beschrieben wird, läßt sich diese Informationsänderung anhand der beiden, im vorliegenden Beispiel um 10% variierenden Spannungswerte genau bewerten.

Wenn sich die Speicherzelle im Ausgangszustand hingegen bereits im Informationszustand "1" befindet und nun mit dem Zieldatum "1" beschrieben wird, müßten die beiden Spannungswerte nach der ersten und zweiten Messung gleich bleiben. Aufgrund von Meßungenauigkeiten bei der Bewertung, die beispielsweise durch das grundsätzlich vorhandene Rauschen von Bauelementen und Schaltungen und durch schaltungsintern und - extern generierte und auf die Bewerterschaltung übersprechende Störsignale verursacht werden, ist die schaltungstechnisch vorzunehmende Entscheidung, ob zwei Meßsignale gleich oder aber geringfügig verschieden sind, mit großen Schwierigkeiten behaftet und sehr störanfällig.

Um dieses Problem der Entscheidung, ob die Meßwerte nach der ersten und zweiten Messung gleich sind, zu lösen, werden die Meßwerte unterschiedlich gewichtet und es wird eine Unsymmetrie bei der Bewertung beider Werte eingestellt.

Die Einstellung der Unsymmetrie kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Unsymmetrie über eine unsymmetrische Ausgestaltung der Schaltungsanordnung eingestellt werden. In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, die Unsymmetrie über unterschiedliche Zeitdauern einzustellen, in denen die Speicherzelle mit der Schaltungsanordnung aktiv verbunden ist oder die gemessenen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte zwischengespeichert werden. Als aktive Verbindung wird dabei derjenige Zeitraum verstanden, in dem die Speicherzelle tatsächlich gelesen wird, beziehungsweise in dem ein entsprechender Wert tatsächlich gemessen oder zwischengespeichert wird.

Eine genauere Beschreibung, wie solche Unsymmetrien realisiert werden können, ist im Hinblick auf die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gegeben, so daß an dieser Stelle hierzu auf die nachfolgenden Ausführungen vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen wird.

Im genannten Beispiel kann die Einstellung der Unsymmetrie zum Beispiel auch über eine geeignete Offset-Schaltung erfolgen, die beispielsweise den ersten gemessenen Wert verändert, indem sie ihm beispielsweise einen Spannungsbetrag von zusätzlich 5% hinzuaddiert.

Befindet sich die Speicherzelle bei der ersten Messung wiederum im Informationszustand "0", wird in diesem Fall nicht ein Spannungswert von 1.0 V, sondern ein aufgrund der Offset- Schaltung um 5% erhöhter Spannungswert von 1.05 V zwischengespeichert. Anschließend wird die Speicherzelle dem Programmiervorgang ausgesetzt, so daß sich diese danach im Informationszustand "1" befindet. Nun wird die Spannung erneut gemessen, diesmal jedoch ohne Addition einer Offset-Spannung. Der Spannungswert ergibt sich gemäß dem Beispiel bei der zweiten Messung zu 1.1 V. Die beiden gemessenen Spannungswerte werden im Bewerter verglichen. Da der erste Meßwert kleiner als der zweite Meßwert ist, kann dadurch von der Bewerterschaltung klar erkannt werden, daß ein Wechsel des Informationsgehalts von der Speicherzelle stattgefunden hat.

Wenn sich die Speicherzelle im Ausgangszustand bereits im Informationszustand "1" befindet, wird aufgrund der Addition des Offsets bei der ersten Messung ein entsprechend um 5% erhöhter Spannungswert von etwa 1.16 V zwischengespeichert. Anschließend wird die Speicherzelle mit dem Zieldatum "1" beschrieben. Nun wird der zweite Meßwert aufgenommen, der aufgrund der nicht vorgenommenen Addition eines Offsets für den zweiten Meßwert einen Spannungswert von 1.1 V liefert. Die beiden gemessenen beziehungsweise gespeicherten Spannungswerte werden im Bewerter verglichen. Da der erste Meßwert größer als der zweite Meßwert ist, kann dadurch von der Bewerterschaltung klar erkannt werden, daß sich der Informationsgehalt der Speicherzelle nicht verändert hat.

Durch die Einstellung einer geeigneten Unsymmetrie kann das Problem umgangen werden, zu entscheiden, ob zwei Meßwerte gleich groß sind. Vielmehr muß die Bewerterschaltung nur erkennen können, ob die einzelnen Meßwerte in bezug zueinander jeweils größer oder kleiner sind.

Das vorliegende Beispiel dient lediglich zur grundlegenden Erläuterung der vorteilhaften Einstellung einer Unsymmetrie, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung auf dieses konkrete Beispiel einzugrenzen.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle, vorzugsweise einer MRAM-Speicherzelle, oder eines Speicherzellenfeldes, insbesondere zur Verwendung bei einem wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren, bereitgestellt, wobei die Schaltungsanordnung über eine Leitung, beispielsweise eine Bitleitung, mit der Speicherzelle verbunden ist. Die Schaltungsanordnung weist einen ersten Schaltungszweig, der einen Schalter und eine Kapazität aufweist, um einen ersten Stromwert beziehungsweise einen damit korrelierten Spannungswert zwischenzuspeichern, und einen zweiten Schaltungszweig auf, der einen Schalter und eine Kapazität aufweist, um einen zweiten Stromwert beziehungsweise einen damit korrelierten Spannungswert zwischenzuspeichern, wobei die Schaltungszweige zum Vergleichen der Stromwerte beziehungsweise der damit koorelierten Spannungswerte mit einem Bewerter verbunden sind.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der Stromwert beziehungsweise der damit korrelierte Spannungswert des ersten Lesevorgangs der Speicherzelle im ersten Schaltungszweig zwischengespeichert. Dies erfolgt über eine entsprechende Stellung der Schalter, so daß die Kapazität aufgeladen werden kann. Anschließend wird die Speicherzelle dem Programmiervorgang unterworfen, wie in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren bereits beschrieben wurde. Danach wird wiederum der Stromwert beziehungsweise der damit korrelierte Spannungswert gemessen (zweiter Lesevorgang der Speicherzelle). Dieser Wert wird über eine entsprechende Stellung der Schalter in der Kapazität des zweiten Schaltungszweigs zwischengespeichert. Die beiden gespeicherten Werte werden in dem mit den beiden Schaltungszweigen verbundenen Bewerter, der beispielsweise als einfacher Komparator ausgebildet sein kann, miteinander verglichen. Dadurch kann eine wie im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren bereits beschriebene Bewertung der Speicherzelle vorgenommen werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Zusätzlich wird im Hinblick auf die Vorteile, Effekte, Wirkungen und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung auch auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.

Vorteilhaft kann die Schaltungsanordnung derart ausgebildet sein, daß für den ersten und zweiten gemessenen Stromwert beziehungsweise Spannungswert unterschiedliche Wichtungen eingestellt werden oder einstellbar sind, die zu einer Unsymmetrie in der Bewertung führen. Wie im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weiter oben bereits erläutert wurde, ist die Einstellung einer solchen Unsymmetrie besonders dann sinnvoll, wenn sich die Daten der Zelle vor und nach dem Schreibvorgang nicht ändern.

Zur Einstellung einer geeigneten Unsymmetrie kann beispielsweise der Bewerter als unsymmetrisches Bauteil ausgebildet sein. Der Bewerter kann beispielsweise über eine entsprechende Offset-Schaltung verfügen, die den gemessenen Wert in bestimmter Weise verändert. Dies ist anhand des weiter oben beschriebenen Beispiels verdeutlicht worden.

In weiterer Ausgestaltung kann die Schaltungsanordnung derart ausgebildet sein, daß die Unsymmetrie über unterschiedliche Zeitdauern eingestellt wird oder einstellbar ist, in denen die Speicherzelle mit der Schaltungsanordnung aktiv verbunden ist oder die gemessenen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte in den Schaltungszweigen zwischengespeichert werden.

In einem solchen Fall kann der Bewerter symmetrisch ausgebildet sein, so daß er beispielsweise als einfache, kostengünstige Komparatorschaltung ausgebildet sein kann.

Wenn eine wie weiter oben beschriebene Schaltungsanordnung gewählt wird, können die unterschiedlichen Zeitdauern beispielsweise über unterschiedlich lange Öffnungszeiten der Schalter und damit Aufladezeiten der Kapazitäten eingestellt werden. Bei einer solchen Lösung ist jedoch eine genaue zeitliche Kontrolle der jeweiligen Steuerpulse zum Öffnen und Schließen der Schalter erforderlich.

Um die Einstellung der Unsymmetrie unabhängig von einer genauen zeitlichen Kontrolle durchführen zu können, kann diese vorteilhaft durch die Schaltungsanordnung selbst eingestellt werden. In diesem Fall ist die Schaltungsanordnung robuster gegen mögliche Variationen im Zeitverlauf der Steuerpulse, die die Lebensdauer der Speicherkapazitäten bestimmen.

Vorzugsweise kann in der Leitung zwischen der Schaltungsanordnung und der Speicherzelle ein Element zum Umsetzen eines Stroms der Speicherzelle in eine Spannung vorgesehen ist. Dieses Element kann vorteilhaft, jedoch nicht ausschließlich, als Transistor und/oder als wenigstens ein elektrischer Widerstand, insbesondere als linearer oder nichtlinearer Widerstand, ausgebildet sein. In dem Element, beispielsweise dem Transistor, wird der von der zu lesenden Speicherzelle gelieferte Strom in eine Spannung umgesetzt, die bei entsprechender Stellung der Schalter in den verschiedenen Kapazitäten abgespeichert wird. Die Schalter müssen jeweils nur so lange geschlossen sein, bis davon ausgegangen werden kann, daß die Kapazitäten auf den vollen Wert der Spannung am Transistor aufgeladen wurden. Diese Zeitbestimmung kann jedoch wesentlich ungenauer durchgeführt werden als die weiter oben beschriebene Einstellung der Zeitdauer. Die unterschiedlichen Spannungswerte werden im Bewerter, der vorteilhaft als unsymmetrischer Bewerter ausgebildet ist, miteinander verglichen.

In weiterer Ausgestaltung kann die Unsymmetrie über unsymmetrische Schaltungszweige eingestellt werden oder einstellbar sein. In diesem Fall kann zum Vergleich der gemessenen Werte ein symmetrischer Bewerter verwendet werden, der beispielsweise als einfache Komparatorschaltung ausgebildet ist.

Die Schaffung unsymmetrischer Schaltungszweige kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß im ersten und zweiten Schaltungszweig jeweils ein Element zum Umsetzen eines Stroms der Speicherzelle in eine Spannung vorgesehen ist und daß die Elemente unterschiedlich dimensioniert sind. Beispielsweise - jedoch nicht ausschließlich - können die Elemente als Transistoren und/oder jeweils als elektrischer Widerstand, insbesondere als linearer oder nichtlinearer Widerstand, ausgebildet sein.

In anderer Ausgestaltung wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Schaltungsanordnung zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle, vorzugsweise einer KRAM-Speicherzelle, oder eines Speicherzellenfeldes bereitgestellt, die insbesondere zur Durchführung eines wie weiter oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Dabei ist die Schaltungsanordnung über eine Leitung mit der Speicherzelle verbunden. Die Schaltungsanordnung weist einen Bewerter auf, der mit wenigstens einer Stromspiegelschaltung elektrisch verbunden ist, über die für die Bewertung beider Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte eine Unsymmetrie eingestellt wird oder einstellbar ist.

Über eine solche Schaltungsanordnung läßt sich ebenfalls eine sichere und genaue Bewertung der Speicherzelle(n) vornehmen. Zu den Vorteilen, Wirkungen, Effekten und der Funktionsweise der Schaltungsanordnung wird ebenfalls auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren sowie der anderen Ausgestaltungsform der Schaltungsanordnung vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.

Bei dieser weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird eine Stromspiegelschaltung verwendet, die an sich im Stand der Technik bekannt ist. Eine Stromspiegelschaltung liefert an ihrem Ausgang eine verstärkte oder abgeschwächte Kopie des Eingangsstroms, arbeitet also als stromgesteuerte Stromquelle. Eine solche Schaltungsanordnung ist beispielsweise in bezug auf die Fig. 4 weiter unten näher beschrieben.

Vorteilhaft kann die Stromspiegelschaltung zwei unterschiedlich dimensionierte Transistoren sowie eine Kapazität aufweisen, um den ersten Stromwert beziehungsweise damit korrelierten Spannungswert zwischenzuspeichern. Die Kapazität muß nicht als eigenständiges Bauelement ausgebildet sein, sondern kann beispielsweise als Gatekapazität von einem der Transistoren ausgebildet sein. Weiterhin können eine Anzahl von Schaltern vorgesehen sein, die bei der Messung des ersten und zweiten Stromwerts beziehungsweise Spannungswerts unterschiedlich geschaltet werden oder sind.

Durch entsprechende Stellung der einzelnen Schalter wird der Informationsgehalt der Speicherzelle im ersten Lesevorgang als Spannungswert in der Kapazität abgespeichert. Dann wird die Speicherzelle einem entsprechenden Programmiervorgang unterworfen. Bei dem nach dem Programmieren der Speicherzelle erfolgenden zweiten Lesevorgang werden die Schalter derart gestellt, daß der Strom über den größer dimensionierten Transistor fließen kann. Beispielsweise kann dieser eine Weite von W + ΔW aufweisen, während der andere, geringer dimensionierte Transistor nur eine Weite von W hat. Der Transistor mit der größeren Weite arbeitet als Stromquelle und generiert einen Strom, der dem (1 + ΔW/W)-fachen des Stroms des ersten Lesevorgangs entspricht.

Die Schaltungsanordnung kann beispielsweise eine Verstärkung A von



A = gm/(gDS + 1/Rz)



haben, mit dem Speicherzellenwiderstand Rz, der Drainconductance gDS und der Steilheit gm des Transistors. Diese Verstärkung führt zu einer hohen Amplitude am Eingang des Bewerters, der in diesem Fall beispielsweise als einfache Komparatorschaltung (mit einer unkritischen Referenz von etwa VDD/2) realisiert werden kann.

Vorteilhaft kann eine kaskadierte Stromspiegelschaltung vorgesehen sein, die zu einer größeren Verstärkung der Schaltung führt.

Vorzugsweise kann die Speicherzelle als MRAM-Speicherzelle ausgebildet sein, die eine Schichtabfolge von jeweils wenigstens einer weichmagnetischen und einer hartmagnetischen Schicht mit dazwischen angeordneter Isolatorschicht aufweist. Solche Speicherzellen, die in Zusammenhang mit der Beschreibung des Standes der Technik bereits ausführlich erläutert wurden, sind besonders geeignet, um durch eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bewertet zu werden.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und

Fig. 5 eine modifizierte Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 5 sind Schaltungsanordnungen 20, 40 dargestellt, die zur Bewertung des Informationsgehalts einer magnetoresistiven Speicherzelle (MRAM) 10 oder eines entsprechenden Speicherzellenfelds eingesetzt werden. Der besseren Übersicht halber werden die Schaltungsanordnungen 20, 40 beziehungsweise die Verfahren zur Bewertung des Informationsgehalts nur in Verbindung mit einer einzigen Speicherzelle 10 beschrieben.

Der Speichereffekt der MRAM-Speicherzelle 10 basiert auf dem magnetisch veränderbaren elektrischen Widerstand der Speicherzelle 10. Dazu weist die Speicherzelle 10 allgemein eine nicht näher dargestellte Schichtabfolge von jeweils wenigstens einer weichmagnetischen und einer hartmagnetischen Schicht mit dazwischenliegender Isolatorschicht auf. Zum Beschreiben der Speicherzelle 10 mit einer Information wird/werden die weichmagnetische Schicht(en) entweder ummagnetisiert oder nicht.

Das Lesen der Speicherzelle 10, beziehungsweise das Bewerten des Informationsgehalts der Speicherzelle 10 erfolgt nach dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung derart, daß zunächst ein erster, durch die Speicherzelle 10 hindurchfließender Stromwert beziehungsweise ein mit diesem korrelierender Spannungswert gemessen und zwischengespeichert (erstes Auslesen der Speicherzelle) wird. Anschließend wird die Speicherzelle 10 einem Programmiervorgang unterworfen, nach dessen Abschluß die weichmagnetische Schicht auf alle Fälle die dem Zieldatum entsprechende Magnetisierungsrichtung aufweist, beziehungsweise die Zelle als Information das Zieldatum enthält.

Nun wird wieder eine Strommessung beziehungsweise Spannungsmessung vorgenommen (zweites Auslesen der Speicherzelle). Die ersten und zweiten gemessenen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte werden miteinander verglichen. Wurde die Information der Speicherzelle verändert, fließt bei der zweiten Messung ein anderer Strom. Wenn die Information der Speicherzelle 10 durch den Programmiervorgang nicht verändert wurde, bleibt der Stromwert beziehungsweise Spannungswert gleich.

Durch diese Art der Bewertung der Speicherzelle wird es ermöglicht, daß die Stromwerte beziehungsweise die Spannungswerte immer mit einem Referenzwert durch dieselbe Speicherzelle 10 verglichen werden. Dadurch steht für jede Speicherzelle 10 jeweils ein individueller Referenzwert zur Verfügung, so daß die im Hinblick auf den Stand der Technik beschriebenen Nachteile vermieden werden können.

Die Zwischenspeicherung, Auswertung und Bewertung der einzelnen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte erfolgt in den Schaltungsanordnungen 10, 40, von denen einige exemplarische Ausführungsformen nachfolgend beschrieben werden.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung 10 dargestellt, die über eine Leitung 22, beispielsweise eine Bitleitung, mit der Speicherzelle 10 verbunden ist. Die Schaltungsanordnung 10 weist einen ersten Schaltungszweig 23 und einen zweiten Schaltungszweig 26 auf, die jeweils mit einem Bewerter 21 verbunden sind.

Der Bewerter 21 kann beispielsweise ein Teil eines Leseverstärkers sein, der in der Praxis bereits bekannt ist und auf verschiedene Weise, beispielsweise zum Lesen von DRAM- Speichern, verwendet wird.

Jeder der beiden Schaltungszweige 23, 26 weist einen Schalter 24, 27 sowie eine Kapazität 25, 28 auf. Die Steuerung der Schaltungsanordnung erfolgt über entsprechende Steuerpulse 29, 30.

Wenn der erste Stromwert beziehungsweise Spannungswert gemessen wird, was als Lesen der Speicherzelle 10 bezeichnet wird, wird dieser Zustand des ersten Lesevorgangs in dem oberen Zweig 23 der Schaltungsanordnung 20 zwischengespeichert. Dies erfolgt durch Schließen des Schalters 24 für eine bestimmte vorgegeben Zeitdauer und das dadurch bewirkte Aufladen der oberen Kapazität 25, wobei der Schalter 27 offen ist. Nach dem Programmiervorgang, während dessen beide Schalter 24, 27 im geöffneten Zustand sind, wird für eine bestimmte Zeitdauer der Schalter 27 geschlossen und die untere Kapazität 28 geladen, wobei der Schalter 24 offen ist. Anschließend wird der Bewerter 21 aktiviert, der die Spannungen in beiden Schaltungszweigen 23, 26 vergleicht und somit eine Bewertung der Information von der Speicherzelle 10 vornimmt. Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 ist eine genaue zeitliche Kontrolle der Steuerpulse 29, 30 erforderlich.

Um auch gleiche oder sehr ähnliche Stromwerte/Spannungswerte beziehungsweise daraus resultierende Eingangssignale für den Bewerter 21 sicher bewerten zu können, ist es vorteilhaft, daß diese eine Vorzugsrichtung erhalten. Dies kann erreicht werden, in dem für die Bewertung für die Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte eine Unsymmetrie eingestellt wird. Der Effekt und der Vorteil von solch unsymmetrischen Bewertungskonzepten ist weiter oben bereits ausführlich beschrieben worden.

Diese Unsymmetrie kann beispielsweise durch eine entsprechend unsymmetrische Ausgestaltung des Bewerters 21 erfolgen. Weiterhin ist auch denkbar, daß die einzelnen Schaltungszweige unsymmetrisch gemacht werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 kann eine Unsymmetrie auch dadurch erreicht werden, daß für das Schließen der Schalter 24, 27 und die damit verbundene Ladedauer der Kapazitäten 25, 28 unterschiedlich lange Zeiträume gewählt werden.

In den nachfolgenden Schaltungsanordnungen gemäß der Fig. 2 bis 5 wird der Ladevorgang der Kapazitäten und damit die Messung der zu vergleichenden Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte nicht über die Zeitdauer gesteuert, sondern durch die Schaltungsanordnung selbst. Dadurch kann die Robustheit der Bewertung der Speicherzellen 10 weiter verbessert werden.

In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung 10 dargestellt, deren Grundaufbau in etwa dem Aufbau der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 entspricht. Gleiche Elemente sind deshalb mit identischen Bezugsziffern versehen, wobei auf eine erneute Beschreibung der zuvor im Hinblick auf die Fig. 1 bereits beschriebenen Merkmale und Elemente verzichtet wird. Im Unterschied zu Fig. 1 weist die Schaltungsanordnung 20 nach Fig. 2 einen Transistor 31 auf, der in der Leitung 22, mit der die Speicherzelle 10 mit der Schaltungsanordnung 20 verbunden ist, angeordnet ist.

Bei der Schaltungsanordnung 20 gemäß Fig. 2 wird für den ersten Lesevorgang der Speicherzelle 10 der Schalter 27 geöffnet und der Schalter 24 geschlossen. Für den zweiten Lesevorgang wird der Schalter 24 geöffnet und der Schalter 27 geschlossen.

Die eigentliche Bewertung des Informationsgehalts von der Speicherzelle 10 erfolgt folgendermaßen. Der von der zu lesenden Speicherzelle 10 gelieferte Strom wird mittels des in diesem Fall als Diode geschalteten Transistors 31 an dem Gate-Drain-Knoten in eine Spannung umgesetzt. Diese Spannung wird je nach Schalterstellung auf einer der beiden Kapazitäten 25, 28 zwischengespeichert. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Zeiträume, während derer die Schalter 24, 27 geschlossen sind, jeweils hinreichend lang gewählt sind, um die Kapazitäten 25, 28 auf den vollen Wert der Spannung am Transistor 31 aufzuladen. Die Schaltungsanordnung 20 gemäß Fig. 2 beziehungsweise das mit ihr durchführbare Verfahren zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle ist robuster gegen Variationen im Zeitverlauf der Steuerpulse 29 und 30. Anstelle des Transistors 31 kann beispielsweise auch ein linearer oder nicht linearer Widerstand verwendet werden. Entscheidend ist lediglich, daß der Stromwert der Speicherzelle 10 in eine Spannung umgesetzt werden kann.

Die einzelnen Spannungswerte können im Bewerter 21 miteinander verglichen werden. Um eine gewünschte Unsymmetrie mit den weiter oben beschriebenen Vorteilen zu erhalten, ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 vorzugsweise der Bewerter 21 unsymmetrisch ausgebildet.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung 20 wird die Unsymmetrie nicht durch einen unsymmetrischen Bewerter 21, sondern durch unsymmetrische Schaltungszweige 23, 26realisiert. Als Bewerter 21 kann somit jede übliche Komparatorschaltung verwendet werden.

Die Schaltungsanordnung 20 weist im Unterschied zu derjenigen aus Fig. 2 zwei als Schalter fungierende Transistoren 32, 33 auf, die über Steuerpulse 29, 30 betätigt werden.

Weiterhin ist im Schaltungszweig 23 ein Transistor 35, und im Schaltungszweig 26 ein Transistor 34 vorgesehen. Die beiden Transistoren 35, 34 sind unterschiedlich dimensioniert, um die Unsymmetrie in den Schaltungszweigen 23, 26 zu erhalten. Beispielsweise weist der Transistor 35 eine Weite von W + ΔW auf, während der Transistor 34 nur eine Weite W hat. Anstelle der Transistoren 34, 35 können wiederum Widerstände mit entsprechend unterschiedlichen Werten verwendet werden.

Aufgrund der Zellinformation wird über die Transistoren 34, 35 eine unterschiedliche Strom- beziehungsweise Spannungsumsetzung erzeugt. Diese Werte werden in den Kondensatoren 25, 28 zwischengespeichert und anschließend im Bewerter 21, der als einfacher Komparator ausgebildet sein kann, verglichen beziehungsweise bewertet.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Schaltungsanordnung 40 dargestellt. Die Schaltungsanordnung 40 ist über eine Leitung 42, beispielsweise eine Bitleitung, mit der Speicherzelle 10 verbunden. Die Schaltungsanordnung 40 weist einen Bewerter 41 auf, der über eine elektrische Leitung 43 mit einer Stromspiegelschaltung 44 verbunden ist. Die Stromspiegelschaltung 44 weist zwei Transistoren 45, 46, die unterschiedlich dimensioniert sind, eine Kapazität 47 zum Zwischenspeichern der gemessenen Werte sowie eine Anzahl von Schaltern, im vorliegenden drei Schaltern 48, 49, 50 auf.

Die Schaltungsanordnung 40 funktioniert wie folgt. Für den ersten Lesevorgang der Speicherzelle 10 werden die Schalter 48, 49 geschlossen, während Schalter 50 geöffnet ist. Die Information der Speicherzelle 10 wird als Spannung in der Kapazität 47 gespeichert. Dabei muß die Kapazität 47 nicht unbedingt als eigenständiges Bauelement ausgebildet sein. Vielmehr kann sie beispielsweise auch als Gatekapazität des Transistors 46 ausgebildet sein.

Bei dem nach dem Programmieren der Speicherzelle 10 erfolgenden Lesevorgang wird der Schalter 50 geschlossen, während die beiden anderen Schalter 48, 49 offen sind. Dadurch kann der Strom über den Transistor 46 fließen. Dieser Transistor 46 ist im Vergleich zum Transistor 45 anders dimensioniert. Beispielsweise kann er eine Weite von W + ΔW aufweisen, während der Transistor 45 nur eine Weite von W hat. Transistor 46 arbeitet als Stromquelle und generiert einen Strom, der dem (1 + ΔW/W)-fachen des Stroms des ersten Lesevorgangs entspricht. Die Schaltungsanordnung 40 gemäß Fig. 4 hat eine bestimmte Verstärkung, die zu einer hohen Amplitude am Eingang des Bewerters 41 führt, der in diesem Fall beispielsweise als einfache Komparatorschaltung realisiert werden kann.

Bei der Schaltungsanordnung 40 gemäß Fig. 5 handelt es sich um eine Modifikation der Schaltungsanordnung 40 nach Fig. 4. Die Schaltungsanordnung 40 nach Fig. 5 weist eine kaskadierte Stromspiegelschaltung 56 auf. Die Schaltungsanordnung 40 gemäß Fig. 5 besitzt eine noch höhere Verstärkung als die in Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle, vorzugsweise einer MRAM-Speicherzelle, oder eines Speicherzellenfeldes, über die Messung eines durch die Speicherzelle hindurchfließenden Stroms beziehungsweise einer mit dem Strom korrelierten Spannung, wobei der gemessene Strom beziehungsweise die Spannung zur Bewertung des. Informationsgehalts der Speicherzelle mit einem Referenzstrom beziehungsweise einer Referenzspannung verglichen wird, bei dem/der es sich um einen Referenzstrom durch dieselbe Speicherzelle beziehungsweise eine damit korrelierte Referenzspannung handelt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens eine Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 21 verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

    daß zunächst ein erster Stromwert beziehungsweise Spannungswert gemessen und zwischengespeichert wird, daß die Speicherzelle anschließend einem Programmiervorgang unterworfen wird,

    daß danach ein zweiter Stromwert beziehungsweise Spannungswert gemessen und gegebenenfalls zwischengespeichert wird und

    daß die beiden gemessenen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte in einem Bewerter miteinander verglichen werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzelle als MRAM-Speicherzelle ausgebildet ist, die eine Schichtenfolge aus wenigstens einer magnetisch weicheren und einer magnetisch härteren Schicht mit dazwischenliegender Isolatorschicht aufweist, die zwischen zwei elektrischen Leitern angeordnet ist, und daß der Programmiervorgang der Speicherzelle über einen derart hohen Strom durch die elektrischen Leiter erfolgt, so daß die magnetisch weichere(n) Schicht(en) ummagnetisiert wird/werden.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten und zweiten gemessenen Stromwert beziehungsweise Spannungswert eine unterschiedliche Wichtung und damit eine Unsymmetrie in deren Bewertung eingestellt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unsymmetrie über eine unsymmetrische Ausgestaltung der Schaltungsanordnung eingestellt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unsymmetrie über unterschiedliche Zeitdauern eingestellt wird, in denen die Speicherzelle mit der Schaltungsanordnung aktiv verbunden ist oder die gemessenen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte zwischengespeichert werden.
  8. 8. Schaltungsanordnung zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle (10), vorzugsweise einer MRAM- Speicherzelle, oder eines Speicherzellenfeldes, insbesondere unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schaltungsanordnung (20) über eine Leitung (22) mit der Speicherzelle (10) verbunden ist, mit einem ersten Schaltungszweig (23), der einen Schalter (24) und eine Kapazität (25) aufweist, um einen ersten Stromwert beziehungsweise einen damit korrelierten Spannungswert zwischenzuspeichern, einem zweiten Schaltungszweig (26), der einen Schalter (27) und eine Kapazität (28) aufweist, um einen zweiten Stromwert beziehungsweise einen damit korrelierten Spannungswert zwischenzuspeichern, wobei die Schaltungszweige (23, 26) zum Vergleichen der Stromwerte beziehungsweise der damit korrelierten Spannungswerte mit einem Bewerter (21) verbunden sind.
  9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese derart ausgebildet ist, daß für den ersten und zweiten gemessenen Stromwert beziehungsweise Spannungswert eine unterschiedliche Wichtung eingestellt wird oder einstellbar ist, die zu einer Unsymmetrie in deren Bewertung führt.
  10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewerter (21) als unsymmetrisches Bauteil ausgebildet ist.
  11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese derart ausgebildet ist, daß die Unsymmetrie über unterschiedliche Zeitdauern eingestellt wird oder einstellbar ist, in denen die Speicherzelle (10) mit der Schaltungsanordnung (20) aktiv verbunden ist oder die gemessenen Stromwerte beziehungsweise Spannungswerte in den Schaltungszweigen (23, 26) zwischengespeichert werden.
  12. 12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (22) zwischen der Schaltungsanordnung (20) und der Speicherzelle (10) ein Element zum Umsetzen eines Stroms der Speicherzelle (10) in eine Spannung vorgesehen ist.
  13. 13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Element als Transistor (31) und/oder als wenigstens ein elektrischer Widerstand, insbesondere als linearer oder nichtlinearer Widerstand, ausgebildet ist.
  14. 14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Unsymmetrie über unsymmetrische Schaltungszweige (23, 26) eingestellt wird oder einstellbar ist.
  15. 15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten (23) und zweiten (26) Schaltungszweig jeweils ein Element zum Umsetzen eines Stroms der Speicherzelle in eine Spannung vorgesehen ist und daß die Elemente unterschiedlich dimensioniert sind.
  16. 16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente als Transistoren (34, 35) und/oder jeweils als wenigstens ein linearer oder nichtlinearer elektrischer Widerstand, ausgebildet sind.
  17. 17. Schaltungsanordnung zum Bewerten des Informationsgehalts einer Speicherzelle (10), vorzugsweise einer MRAM- Speicherzelle, oder eines Speicherzellenfeldes, insbesondere unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schaltungsanordnung (40) über eine Leitung (42) mit der Speicherzelle (10) verbünden ist, mit einem Bewerter (41), der mit wenigstens einer Stromspiegelschaltung (44; 56) elektrisch verbunden ist, über die für einen ersten und/oder zweiten gemessenen Stromwert beziehungsweise Spannungswert eine Unsymmetrie eingestellt wird oder einstellbar ist.
  18. 18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspiegelschaltung (44; 56) zwei unterschiedlich dimensionierte Transistoren (45, 46) sowie eine Kapazität (47) aufweist, um den ersten Stromwert beziehungsweise Spannungswert zwischenzuspeichern und daß eine Anzahl von Schaltern (48, 49, 50) vorgesehen ist, die bei der Messung des ersten und zweiten Stromwerts beziehungsweise Spannungswerts unterschiedlich geschaltet werden oder sind.
  19. 19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspiegelschaltung als kaskadierte Stromspiegelschaltung (56) ausgebildet ist.
  20. 20. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzelle (10) als MRAM-Speicherzelle ausgebildet ist, die eine Schichtabfolge von jeweils wenigstens einer weichmagnetischen und einer hartmagnetischen Schicht mit dazwischen angeordneter Isolatorschicht aufweist.






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