基于65nm的SRAM低功耗電流型靈敏放大器的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、靈敏放大器對SRAM(Static Random Access Memory)電路的性能提升起到無可替代的作用。它可以檢測位線上的小擺幅信號并快速有效地進(jìn)行放大，從而極大地提高SRAM的整體速度。因此，靈敏放大器廣泛地被各類不同的SRAM電路使用。
　　一般來說，靈敏放大器的結(jié)構(gòu)可分為兩大類:電壓型和電流型靈敏放大器。電壓犁靈敏放大器依靠檢測位線上的電壓差值來進(jìn)行放大輸出，它結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，但受到位線負(fù)載電容的限制速度較慢;電

2、流型靈敏放大器檢測電流差值而進(jìn)行放大，一般速度較快，但功耗高，穩(wěn)定性差。靈敏放大器設(shè)計(jì)中需考慮多種指標(biāo)，如速度，功耗，面積以及良率等，且?guī)追N因素彼此影響。在當(dāng)今環(huán)境工藝不斷進(jìn)步、電源電壓不斷降低的情形下，速度和功耗會逐漸成為較為重要的兩點(diǎn)因素。
　　本文從上述兩點(diǎn)要求出發(fā)，首先分析了靈敏放大器設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)以及難點(diǎn)，提出研究的背景和意義。然后介紹了常用的幾種靈敏放大器的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)，最后通過對它們的總結(jié)和分析設(shè)計(jì)了一種低功耗電流型靈

3、敏放大器。該放大器通過移除電路在非放電時間存在的的直流通路來較大幅度地降低功耗。電路的仿真在cadence中使用spectre仿真器進(jìn)行，工藝設(shè)定為65nm，并使用多種工藝角分別仿真。仿真結(jié)果表明，在TT、SS、FF三種工藝角下，同傳統(tǒng)的WTA型靈敏放大器相比，低功耗電流型靈敏放大器所費(fèi)的功耗分別減小了64％、88％和68％;同時，放大器的放大速度相比于WTA型靈敏放大器也有一定的提升，通過對瞬態(tài)輸出的分析得到，其放大速度在三種工藝角下

4、分別增快了40％、38％和31％。
　　另外，本文針對提出的靈敏放大器還給出了兩種可用的改進(jìn)方案電路:輸入端補(bǔ)償電路和抗閾值電壓波動電路。主要設(shè)計(jì)于針對當(dāng)前工藝條件下容易發(fā)生的不穩(wěn)定因素及它們對電路可能造成的不良影響。其中，輸入端補(bǔ)償電路在原有的電路基礎(chǔ)上增加了兩個反相器和兩個控制管，而抗閾值波動電路沒有更多的器件添加。兩種方案互有利弊，使用這兩種方案可以有效的防止功能性失效的出現(xiàn)，提高放大器的準(zhǔn)確度，但同時也增加了整體的功耗和面