基于65nm SRAM的低失調(diào)自啟動靈敏放大器的分析與設(shè)計
發(fā)布時間:2021-02-21 01:43
靈敏放大器(SenseAmplifier,SA)作為靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)電路中的關(guān)鍵設(shè)計,其功能為對位線間的電壓差進行檢測,并將檢測到的電壓差放大為外圍電路可識別的信號,它決定著SRAM在讀取操作過程中的可靠性、穩(wěn)定性和功率消耗。不管怎樣,半導(dǎo)體工藝水平的進步為集成電路的技術(shù)發(fā)展帶來了巨大的革新,但是也同樣帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。例如由隨機摻雜波動(Random Dopant Fluctuation,RDF)引起的閾值電壓失調(diào)問題對包括靈敏放大器在內(nèi)的SRAM內(nèi)部模塊造成了極大的影響。因此為了解決這個問題,本文主要針對靈敏放大器的設(shè)計進行了討論。本論文首先從SRAM的常用靈敏放大器以及靈敏放大器的時序控制電路進行分析和討論,并且由此引出了靈敏放大器的失調(diào)電壓問題,通過對失調(diào)電壓發(fā)生的原因、帶來的影響和未來的發(fā)展趨勢等方面進行的討論,總結(jié)出了電壓失調(diào)問題是集成電路設(shè)計者們面臨的重要難題。接下來介紹了幾種傳統(tǒng)靈敏放大器失調(diào)補償技術(shù),主要針對電容補償技術(shù)和背柵效應(yīng)補償技術(shù)兩方面進行了總結(jié),并且分析了他們各自的優(yōu)缺點。最后本文對傳統(tǒng)靈敏放大器進行了優(yōu)化,提出了一種具有體效應(yīng)偏差補償功能的自啟動...
【文章來源】:安徽大學(xué)安徽省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 SRAM靈敏放大器電路失調(diào)問題
1.3 本論文的主要研究工作
1.4 本論文架構(gòu)
1.5 本章小結(jié)
第二章 常用靈敏放大器及其控制電路
2.1 常用靈敏放大器電路
2.1.1 電流鏡型靈敏放大器
2.1.2 交叉耦合型靈敏放大器
2.1.3 電壓鎖存型靈敏放大器
2.1.4 單端檢測靈敏放大器
2.1.5 反相器型靈敏放大器
2.2 靈敏放大器的時序控制電路
2.2.1 反相器鏈延遲技術(shù)
2.2.2 復(fù)制位線延遲技術(shù)
2.2.3 自開啟技術(shù)
2.3 靈敏放大器失調(diào)電壓簡介
2.3.1 偏差電壓的原因
2.3.2 偏差電壓的計算方法
2.3.3 偏差的影響和重要性
2.3.4 偏差電壓發(fā)展趨勢
2.4 本章小結(jié)
第三章 靈敏放大器失調(diào)補償技術(shù)
3.1 電容補償技術(shù)
3.1.1 偏差存儲技術(shù)
3.1.2 自調(diào)零補償技術(shù)
3.1.3 電荷再分配偏差抵消技術(shù)
3.1.4 閾值電壓存儲補償技術(shù)
3.1.5 數(shù)字補償技術(shù)
3.2 背柵效應(yīng)補償技術(shù)
3.2.1 背柵效益(體效應(yīng))
3.2.2 背柵效應(yīng)在靈敏放大器失調(diào)補償中的應(yīng)用
3.3 本章小結(jié)
第四章 低失調(diào)自啟動型靈敏放大器
4.1 新型靈敏放大器的設(shè)計
4.1.1 自開啟電路
4.1.2 放大電路
4.1.3 補償電路
4.2 功能仿真與分析
4.2.1 SABBSA功能仿真
4.2.2 Monte Carlo仿真及結(jié)果分析
4.2.3 失調(diào)補償仿真結(jié)果與分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多核計算環(huán)境的挑戰(zhàn)——本地代碼的并發(fā)[J]. 王昕. 程序員. 2007(04)
[2]一種4-Mb高速低功耗CMOS SRAM的設(shè)計[J]. 石喬林,李天陽,張樹丹,薛忠杰. 微電子學(xué)與計算機. 2005(11)
[3]硅集成電路光刻技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J]. 王陽元,康晉鋒. 半導(dǎo)體學(xué)報. 2002(03)
[4]摩爾定律——向2010年延伸——對Intel公司創(chuàng)始人戈登·摩爾的專訪[J]. 童志義. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 1998(03)
[5]一種高速CMOS SRAM讀出靈敏放大器的設(shè)計[J]. 蘇騰,陳旭昀,李蔚. 微電子學(xué). 1996(02)
碩士論文
[1]基于65nm SRAM的低失調(diào)靈敏放大器的分析與設(shè)計[D]. 常紅.安徽大學(xué) 2014
[2]蒙特卡羅方法在收益法評估中的應(yīng)用研究[D]. 朱強.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
本文編號:3043660
【文章來源】:安徽大學(xué)安徽省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 SRAM靈敏放大器電路失調(diào)問題
1.3 本論文的主要研究工作
1.4 本論文架構(gòu)
1.5 本章小結(jié)
第二章 常用靈敏放大器及其控制電路
2.1 常用靈敏放大器電路
2.1.1 電流鏡型靈敏放大器
2.1.2 交叉耦合型靈敏放大器
2.1.3 電壓鎖存型靈敏放大器
2.1.4 單端檢測靈敏放大器
2.1.5 反相器型靈敏放大器
2.2 靈敏放大器的時序控制電路
2.2.1 反相器鏈延遲技術(shù)
2.2.2 復(fù)制位線延遲技術(shù)
2.2.3 自開啟技術(shù)
2.3 靈敏放大器失調(diào)電壓簡介
2.3.1 偏差電壓的原因
2.3.2 偏差電壓的計算方法
2.3.3 偏差的影響和重要性
2.3.4 偏差電壓發(fā)展趨勢
2.4 本章小結(jié)
第三章 靈敏放大器失調(diào)補償技術(shù)
3.1 電容補償技術(shù)
3.1.1 偏差存儲技術(shù)
3.1.2 自調(diào)零補償技術(shù)
3.1.3 電荷再分配偏差抵消技術(shù)
3.1.4 閾值電壓存儲補償技術(shù)
3.1.5 數(shù)字補償技術(shù)
3.2 背柵效應(yīng)補償技術(shù)
3.2.1 背柵效益(體效應(yīng))
3.2.2 背柵效應(yīng)在靈敏放大器失調(diào)補償中的應(yīng)用
3.3 本章小結(jié)
第四章 低失調(diào)自啟動型靈敏放大器
4.1 新型靈敏放大器的設(shè)計
4.1.1 自開啟電路
4.1.2 放大電路
4.1.3 補償電路
4.2 功能仿真與分析
4.2.1 SABBSA功能仿真
4.2.2 Monte Carlo仿真及結(jié)果分析
4.2.3 失調(diào)補償仿真結(jié)果與分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多核計算環(huán)境的挑戰(zhàn)——本地代碼的并發(fā)[J]. 王昕. 程序員. 2007(04)
[2]一種4-Mb高速低功耗CMOS SRAM的設(shè)計[J]. 石喬林,李天陽,張樹丹,薛忠杰. 微電子學(xué)與計算機. 2005(11)
[3]硅集成電路光刻技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J]. 王陽元,康晉鋒. 半導(dǎo)體學(xué)報. 2002(03)
[4]摩爾定律——向2010年延伸——對Intel公司創(chuàng)始人戈登·摩爾的專訪[J]. 童志義. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 1998(03)
[5]一種高速CMOS SRAM讀出靈敏放大器的設(shè)計[J]. 蘇騰,陳旭昀,李蔚. 微電子學(xué). 1996(02)
碩士論文
[1]基于65nm SRAM的低失調(diào)靈敏放大器的分析與設(shè)計[D]. 常紅.安徽大學(xué) 2014
[2]蒙特卡羅方法在收益法評估中的應(yīng)用研究[D]. 朱強.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
本文編號:3043660
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