低功耗6管SRAM單元設(shè)計(jì)方案

=1，BL=0，Q點(diǎn)開(kāi)始充電到1(此時(shí)由于NMOS管傳遞的是弱1)，從而打開(kāi)M4管，使Qbar=0，同時(shí)正反饋打開(kāi)M2管，將Q點(diǎn)保持在強(qiáng)1;相反，寫(xiě)0操作的時(shí)候，位線

放電到

=0，打開(kāi)字線WL，Q=0，同時(shí)打開(kāi)M3管，Qbar=1。在結(jié)束寫(xiě)操作后，單元進(jìn)入空閑模式。

　　(3)讀循環(huán)

　　讀操作主要由M5，M6管負(fù)責(zé)，Qbar連接到M5管的柵極，BL充電到高電平。讀1的時(shí)候，Q=1，Qbar=0，M5關(guān)閉的，因而靈敏放大器從BL讀出的是1;當(dāng)讀0操作的時(shí)候，WL字線關(guān)閉的，RL開(kāi)啟，Q=0，Qbar=1，管子M5開(kāi)啟，M5管和M6管共同下拉BL，讀出數(shù)據(jù)0。在結(jié)束讀操作后，單元進(jìn)入空閑模式。

2.1 噪聲容限

　　噪聲容限是在沒(méi)有引起單元翻轉(zhuǎn)前提下引入存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的最大噪聲電壓值。在讀操作的時(shí)候，噪聲容限對(duì)于單元的穩(wěn)定性更加重要，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的SRAM中讀噪聲容限和讀的電流是沖突的，提高讀電流速度的同時(shí)會(huì)降低讀噪聲容限為代價(jià)，所以在傳統(tǒng)SRAM結(jié)構(gòu)中，讀電流和讀噪聲容限不可以分開(kāi)獨(dú)立調(diào)節(jié)，兩者是相互影響制約的。而新結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立的讀電流路徑，不包括存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，因而在讀操作的時(shí)候，位線上的電壓波動(dòng)和外部噪聲幾乎不會(huì)對(duì)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)造成影響，從而大大的增加了讀噪聲容限。

　　2.2 漏電流

　　從以上分析可知，當(dāng)數(shù)據(jù)存0的時(shí)候，新型6T-SRAM是通過(guò)M1管的亞閾值電流來(lái)保持?jǐn)?shù)據(jù)的;當(dāng)數(shù)據(jù)存1的時(shí)候，由于M2，M4的正反饋?zhàn)饔茫⑶以诳臻e狀態(tài)下M1處于亞閾值導(dǎo)通狀態(tài)，所以存在從電源電壓到地的通路，這些都會(huì)導(dǎo)致漏電流的增加圖3顯示了這條路徑。在大部分?jǐn)?shù)據(jù)和指令緩存器中，所存的值為0居多，分別占到75%和64%。基于這些考慮，在標(biāo)準(zhǔn)0.18μm CMOS工藝下，對(duì)普通6T-SRAM和新型6T-SRAM進(jìn)行了平均漏電流仿真。傳統(tǒng)6T-SRAM漏電流為164 nA，新型6T-SRAM漏電流為179 nA，新型SRAM比傳統(tǒng)的大9%，這是可以接受的范圍因?yàn)樾滦蚐RAM采用漏電流保持技術(shù)，從而不需要數(shù)據(jù)的刷新來(lái)維持?jǐn)?shù)據(jù)，另外漏電泄露不會(huì)在Q點(diǎn)產(chǎn)生過(guò)高的浮空電壓，因而數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定。

　　2.3 功耗