본 논문은 멀티레벨을 갖는 PoRAM 셀의 데이터를 센싱하는 기법에 관하여 제안하였다. PoRAM은 유기물질을 사용한 단위 셀의 상,하단 전극에 전압을 가했을 때 나타나는 저항 상태의 변화로 셀 데이터를 구분하는 메모리 소자이다. 특히 한 셀당 최대 4 레벨의 안정된 저항 값을 가지므로 멀티레벨 셀로 활용이 가능하다. 따라서 멀티레벨의 센싱을 위해 어드레스 디코딩 방법, 센스 앰플리파이어, 이를 위한 제어 신호 등을 새롭게 제안하였다. 센스 앰플리파이어는 셀에 흐르는 전류를 입력 값으로 받아 설정된 기준 전류($I_{REF}$)와 비교하는 전류 비교기를 기본으로 구성되며 전류를 증폭하기 위해 낮은 입력 임피던스를 갖도록 설계되었다. 제안된 기법에 의해 설계된 회로는 $0.13{mu}m$ CMOS 공정 라이브러리를 사용하여 설계되었고, 이를 사용함으로써 단위 셀에 흐르는 서로 다른 4 가지 전류 값이 각각 데이터 "00", "01", "10", "11"으로 정확히 센싱 되는 것을 검증하였다.
In this paper, we suggested a sensing method of PoRAM with the multilevel cell When a specific voltage is applied between top and bottom electrodes of PoRAM unit cell, we can distinguish cell states by changing resistance values of the cell. Especially, we can use the PoRAM as the multilevel cell due to have four stable resistance values per cell. Therefore, we proposed an address decoding method, sense amplifier and control signal for sensing of a multilevel cell. The sense amplifier is designed based on a current comparator that compared a cell current the cell with a reference current, and have a low input impedance for a amplification of the current. The proposed circuit was designed in a $0.13{mu}m$ CMOS technology, we verified to sense each data "00", "01", "10", "10" by four states of a cell current.
