استشعار المعطيات في الذواكر الديناميكية

استشعار المعطيات في الذاكرات الديناميكية : لنهجر في الوقت الحاضر موضوع الإنعاش جانبا ولنستعرض كيف من الممكن أن يتم التعامل مع مكثف التخزين من خارج الدارة. كماهوواضح من الشكل(7-18)يتصل خط المعطيات الخارجي (D)بمكثف التخزين(CB)عن طريق مجموعة من المفاتيح المنطقية التي تنفذ بشكل عام بواسطة تزيستورات من النوع MOSولكي تعمل هذه المفاتيح وفقا لتسلسل زمني محدد تزود دارة الذاكرة داخليا بالمولدات اللازمة التي تم المستويات المنطقية للتحكم بهذه المفاتيح .وبما حتى اهتمامنا هوفي منطق الذاكرة وليس في التفاصيل الالكترونية فقد تم تبسيط الدارة التي تربط ما بين (CB)و(D)والمسماة بمضخم الاستشعار Sense Amplifierدون تشويه لمبدأ عملها كما هومبين في الشكل (7-18).

عندما يتعلق المفتاحان sf(يغلقان ويفتحان سوية )يتم وصل العاكسين (I 1)و(I 2) بحيث يتشكل منهما قلاب عندها يصبح أحد العاكس (1) v أي الجهد المكافىء للجهد المنطقي(1) بينما يصبح مخرج العاكس الثاني (0) v أي الجهد المكافىء للجهد المنطقي(0) وهذان الجهدان هما الجهدان المطلوب وجودهما على طرفي المكثف CB في الحالة المثالية قبل حتى يحدث أي تغيير في قيمتهما نتيجة التسرب . أ/ا المكثفان (c1)و(c2) فلا يتم وضعهما في الدارة قصدا أثناء التصنيع وإنما يمثلان السعة الطفيلية التي تتشكل نتيجة لطول النواقل الموصولة بمخارج العاكس. لنستعرض الآن كيف من الممكن أن يعمل مضخم الاستشعار لكي ينقل المستوى المنطقي الموجود على المكثف CB إلى النهاية المخصصة للمعطيات.

في البداية تكون جميع المفاتيح مفتوحة وكخطوة أولى يتم إغلاق المفتاحين Sp مما يضع على المكثفين (c1)و(c2) نفس الجهد وهذه المستوى (مساواة الجهد) ضرورية لكي لا يتأثر القلاب بأي وضعية سابقة ، فإذا افترضنا مثلا حتى القلاب (عندما كان المفتاحان Sf مغلقان )موجود في الحالة التي تعطي على مخرج العاكس (I 1) الجهد(1 v)وعى مخرج (I 2) الجهد (v o) فإن فتح المفتاحين (Sf) لن يؤثر عل الجهد الموجود على طرفي المكثفين (c1,c2) لبعض الوقت . فإذا أغلقنا المفتاحين (Sf) بعد برهة قصيرة دون عملية مساواة للجهد عاد القلاب إلى الحالة السابقة .

وحتى لوعملنا على حتى يوجد القلاب في الوضعية المعاكسة عند إغلاق الفتاح (Sf) ثانية فإن الفرق الموجود ما بين المكثفين (c1)و(c2) يفترض أن يدفع بالقلاب إلى العودة إلى الحالة الأصلية .وبما أننا نهتم بعدم وجود أي تأثير على عمل القلاب أثناء قراءة المعطيات المخزنة في مكثف التخزين يتم شحن المكثفين (c1)و(c2) إلى جهد أولي (V) وتسمى هذه العملية بالشحن الأولي precharge . يتم تحدي الجهد (V) استنادا إلى تفاصيل الدارة الإلكترونية المستخدمة في تطبيق مضخم الاستشعار وهذه القيمة ليست مهمة في مناقشاتنا الحاضرة لأننا مهتمون بمنطق العمل فقط . في المستوى التالية يتم إغلاق المفتاح Sr . بحيث تشحن السعة Cd إلى الجهد المرجعي V ref الذي يتم تحديده بالإستناد إلى العلاقة التالية :

V ref =[ V(1)+ V(0) ]/2

بعدها يتم فتح المفتاح Sr والمفتاحين Sp ومن ثم يتم إغلاق المفتاحين Sa .

وفي المستوى الأخيرة يتم إغلاق المفتاحين Sf فإذا افترضنا حتى المعطية المخزنة في ال CB هي ال(1) عندهاقد يكون الجهد على طرفي CB هو(1) V أوأقل بقليل إذا كان هناك بعض التسرب من طبيعة الحال سنفترض حتى التسرب محدود وأن الجهد على CB مهما انخفض فسيكون أكبر V ref لذلك سيكون الجهد على (C1) بعد إغلاق المفتاحين (C2) على الجهد (C1) وعندما يغلق المفتاحان (Cf) لتشكيل القلاب ينتقل القلاب إلى الوضعية التيقد يكون فيها مخرج (I 2) ومكثف التخزين ونهاية المعطيات عند الجهد الكامل ل V(1) ويوم العاكس بتأمين التيار اللازم للوسط الخارجي من المهم ملاحظة حتى قراءة المعطية الموجودة في CB تعطي الجهد الكامل ل V(1) ولوكان هناك ضياع لشحنات المكثف قبل عملية القراء كما تسبب إعادة الجهد على مكثف التخزين إالى الجهد الكامل V(1) أي حتى عملية القراءة تسبب انعاش الخانة بشكل آلي. بينما تكون الذواكر العادية مثل الذاكرة المخبئية