本文關(guān)鍵詞：寬電壓SRAM靈敏放大器的研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著智能手機(jī)等消費(fèi)類(lèi)電子的快速普及,對(duì)高性能低功耗片上系統(tǒng)(System on chip, SoC)的需求持續(xù)上升,而近閾值寬電壓設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高性能和低功耗設(shè)計(jì)的最佳選擇。作為SoC的重要組成模塊,寬電壓靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(Static Random Access Memory, SRAM)成為業(yè)界的研究熱點(diǎn),而靈敏放大器(Sense Amplifier, SA)決定著SRAM的速度、功耗和穩(wěn)定性,所以需要精心設(shè)計(jì)。寬電壓靈敏放大器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要有：(1)低電壓下,出現(xiàn)單端讀結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)單元,傳統(tǒng)差分靈敏放大器與之不兼容；(2)為保證檢測(cè)良率SA時(shí)序控制需要留出足夠裕度,造成位線擺幅過(guò)大功耗增加。本文的主要研究工作包括：(1)總結(jié)和比較了常用的差分、單端靈敏放大器電路,對(duì)比了他們的各自優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。綜合考慮面積、性能和穩(wěn)定性等指標(biāo),小信號(hào)檢測(cè)的靈敏放大器更適合高電壓SRAM設(shè)計(jì)；而不需要使能信號(hào)的全擺幅檢測(cè)方案更適合低電壓、小容量SRAM。(2)提出了一種可根據(jù)自身失調(diào)極性自選擇參考電壓的寬電壓低功耗偽差分靈敏放大器。與小信號(hào)檢測(cè)的常規(guī)偽差分SA相比,本方案在高電壓下基于補(bǔ)償電壓的校準(zhǔn)原理降低了SA失調(diào)電壓。而在低電壓下相較于全擺幅的RSSA,本方案通過(guò)降低位線預(yù)充電壓技術(shù)顯著減小了位線擺幅。通過(guò)仿真證明本文提出的方案在電源電壓為0.8.1.1V時(shí),相較于傳統(tǒng)偽差分SA,失調(diào)電壓降低了36.7%以上；為0.6-0.7V時(shí),與RSSA相比位線擺幅減少了50%。在寬電壓范圍下,與現(xiàn)有靈敏放大器對(duì)比,本方案SA綜合性能至少提高了12.6%�；赟MIC 40nm LL CMOS工藝,本文參與完成了一款64Kbits的寬電壓SRAM設(shè)計(jì),主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)靈敏放大器模塊。測(cè)試結(jié)果表明：常規(guī)電壓1.1V下,SRAM+MBIST整體工作頻率為215MHz,而在0.6V下,整體的工作頻率為43MHz。采用本文設(shè)計(jì),相比傳統(tǒng)全擺幅SA,在0.6V下,SRAM讀功耗降低了12.2%,在1.1V時(shí)降低了13.9%。
【關(guān)鍵詞】：靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 寬電壓 靈敏放大器 失調(diào)電壓 參考電壓
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN722
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 論文研究背景9-11
• 1.1.1 SRAM的研究意義9-10
• 1.1.2 寬電壓SRAM的重要性10-11
• 1.2 寬電壓SA設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)及研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 低電壓下SA與存儲(chǔ)單元兼容問(wèn)題12-14
• 1.2.2 SA時(shí)序控制造成的位線擺幅問(wèn)題14-17
• 1.3 論文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-19
• 第二章 寬電壓靈敏放大器19-31
• 2.1 差分靈敏放大器19-24
• 2.2 單端靈敏放大器24-29
• 2.3 本章小結(jié)29-31
• 第三章 參考電壓自選擇的寬電壓低功耗偽差分SA31-59
• 3.1 靈敏放大器設(shè)計(jì)指標(biāo)31-40
• 3.1.1 靈敏放大器設(shè)計(jì)指標(biāo)31
• 3.1.2 SA關(guān)鍵指標(biāo)理論分析31-40
• 3.2 參考電壓自選擇的寬電壓低功耗偽差分SA40-56
• 3.2.1 降低SA失調(diào)電壓偏差原理41-45
• 3.2.2 低電壓降低位線擺幅原理45-49
• 3.2.3 寬電壓低功耗SA電路設(shè)計(jì)49-56
• 3.3 仿真及結(jié)果比較56-57
• 3.4 本章小結(jié)57-59
• 第四章 寬電壓靈敏放大器實(shí)現(xiàn)及結(jié)果對(duì)比59-67
• 4.1 寬電壓靈敏放大器應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)59
• 4.2 SRAM測(cè)試方案59-61
• 4.3 測(cè)試結(jié)果分析及比較61-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 郭新軍;解沛軒;;國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖(ITRS)2012版綜述(4)[J];中國(guó)集成電路;2014年03期

  本文關(guān)鍵詞：寬電壓SRAM靈敏放大器的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：305065