[发明专利]单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法

权利要求书

1.单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于，通过调节晶体管参数来确定SRAM单元上电后的初值，包括以下步骤：

通过调节电路中所有NMOS和PMOS晶体管的掺杂浓度调节晶体管开启的阈值电压；调整锁存电路的晶体管沟长和沟宽尺寸；

SRAM单元上电后，当输入数据的晶体管MN2的源极即B端为逻辑“0”，同时晶体管MN3的漏极即BN端为逻辑“1”，控制信号W被充电到vdd电压时，晶体管MN2和MN3处于开启导通状态，即MN2的漏极处于低电平状态，MN3的源极AN端为高电平，晶体管MP0管开启而处于导通状态，输出QN为高电平“1”，引起MN1晶体管打开处于导通状态；此时，SRAM单元中Q即MN1晶体管的漏极为低电平，即MP0和MN0构成的第一反相器的输出端QN输出逻辑信号“1”。

2.根据权利要求1所述的单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于：

当SRAM单元保存的输出Q为低电平状态，若要在该SRAM中写入Q为高电平的状态，那么，输入数据的晶体管MN2的源极即B端为逻辑“1”，同时晶体管MN3的漏极即BN端为逻辑“0”，控制信号W被充电到vdd电压时，晶体管MN2和MN1，MP1和MN3同时处于导通状态，节点A即MN2晶体管的漏极电压取决于MN2和MN1的导通电阻的分压情况；

Q点电压分压通过MN2和MN1的沟宽W和沟长L的比值确定，QN点电压分压通过MP0和MN3的沟宽W和沟长L的比值确定，使MP0和MN0构成的第一反相器的输出端QN输出逻辑信号“0”。

3.根据权利要求1所述的单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于所述节点A即MN2晶体管的漏极电压取决于MN2和MN1的导通电阻的分压情况具体为：

A点电压为vdd×(R_MN1/R_MN1+R_MN2)；其中R_MN1、R_MN2分别为MN1、MN2的导通电阻；

电路中AN端电压为vdd×(R_MN3/R_MN3+R_MP0)；其中R_MN3、R_MP0分别为MN3、MP0的导通电阻；MOS管的沟道导通电阻与其沟宽与沟长的比成比例；

导通电阻公式

公式中μ_n为电子迁移率，C_ox为栅氧化层电容，V_GS为栅源电压，V_TH为阈值电压。

4.根据权利要求1所述的单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于所述晶体管MP0、MP1为PMOS晶体管；所述晶体管MN0、MN1、MN2、MN3为NMOS晶体管。

5.根据权利要求1所述的单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于所述通过调节电路中所有NMOS、PMOS晶体管的掺杂浓度调节晶体管开启的阈值电压通过下式实现：

其中，ΔVT为阈值电压变化量，q为基本电荷1.60×10^-1库伦，NA为衬底的参杂浓度，Wm为耗尽区宽度，r_j为结深，L为沟道长度，C₀为每单位面积的栅极氧化层电容。

6.根据权利要求1所述的单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于所述晶体管开启的阈值电压具体为：

晶体管MN0、MN1、MN2、MN3的阈值电压调整为0.7V，将晶体管MP0、MP1阈值电压绝对值调整为1.2V。

7.根据权利要求1所述的单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于所述调整锁存电路的晶体管沟长和沟宽尺寸具体为：晶体管MP0、MN0、MP1、MN1的宽长比使Q端电压降低到由MN0和MP0构成的反相器触发点以下，使其输出可以翻转。

8.根据权利要求1或6所述的单阈值CMOS器件六管SRAM单元上电定值输出方法，其特征在于所述调整锁存电路的晶体管沟长和沟宽尺寸具体为：

MP1取沟长/沟宽＝1.1um/0.5um，MN1取沟长/沟宽＝1.2um/4.3um，MP0取沟长/沟宽＝0.5um/1um，MN0取沟长/沟宽＝3.3um/0.5um。