[发明专利]失调电压自适应数字校准型灵敏放大器有效
申请号: | 201810252339.9 | 申请日: | 2018-03-26 |
公开(公告)号: | CN108231100B | 公开(公告)日: | 2023-09-19 |
发明(设计)人: | 彭春雨;孔令雨;卢文娟;王永俊;吴秀龙;蔺智挺;高珊;陈军宁 | 申请(专利权)人: | 安徽大学 |
主分类号: | G11C7/06 | 分类号: | G11C7/06 |
代理公司: | 北京凯特来知识产权代理有限公司 11260 | 代理人: | 郑立明;郑哲 |
地址: | 230601 安徽*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 失调 电压 自适应 数字 校准 灵敏 放大器 | ||
本发明公开了一种失调电压自适应数字校准型灵敏放大器,是一种可以有效降低失调电压的灵敏放大器电路结构,该结构利用简单的外围电路实现灵敏放大器失调电压的校准补偿以及补偿状态锁存操作,达到了大幅度降低失调电压的目的;同时由于失调电压的降低,有效的提升了静态随机存储器读取电路的设计裕度,进而降低了单元读取时产生的功耗消耗,并提升了静态随机存储器的数据读取速度。
技术领域
本发明涉及集成电路设计领域,尤其涉及一种失调电压自适应数字校准型灵敏放大器。
背景技术
近些年来集成电路行业的高速发展,静态随机存储器(Static Random AccessMemory,缩写为SRAM)高速低功耗的特性在电路设计中扮演越来越重要的成分,SRAM的读操作相对于写操作需要更多时间,为了提升SRAM的性能,在数据读出路径中通常采用灵敏放大器(Sense Amplifier,缩写为SA),在理想条件下,只需要输入微小的电压差,灵敏放大器就能反馈出逻辑上的“0”和“1”。但是,由于工艺参数的波动,使得如跨导、阈值电压等器件参数产生失配,对于SA而言,将会产生失调电压,进而引起小摆幅输入信号被灵敏放大器的错误放大。传统电压型SA电路的结构如图1所示;为了减小SA的失调电压,现存在以下几种技术:
(1)如图2所示是M.Khayatzadeh和F.Frustaci于2015年提出的一种Reconfigurable Sense Amplifier型电路,该设计方案是将传统电压型灵敏放大器拆分成两个并联的灵敏放大器组,同时保持芯片面积与传统电压型SA一致。相比于传统电压型SA,该结构有四种不同的组合,在选择最佳组合的条件下该结构具有更好的抗失调电压能力,但是该电路的最佳组合的逻辑判断较为复杂。
(2)如图3所示为T.Song和S.M.Lee在2010年设计出的Robust Latch-Type型SA电路,该设计用于减小漏流和失调电压的影响,提升了SA的读取数据的精准性,但是该电路设计在失调电压方面减少效果甚微,同时延长了SA的工作时间,降低了SA的速度。
发明内容
本发明的目的是提供一种失调电压自适应数字校准型灵敏放大器,它是一种可以有效降低灵敏放大器失调电压,进而加快静态随机存储器读取速度和降低单元读取功耗的电路结构。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种失调电压自适应数字校准型灵敏放大器,包括:相互连接的灵敏放大器主体部分、校准锁存电路,以及参考电压生成电路;
其中,所述校准锁存电路包括:十个PMOS晶体管、四个NMOS晶体管、一个或门以及八个反相器;十个PMOS晶体管依次记为P9~P18,四个NMOS晶体管依次记为N6~N9,八个反相器依次记为I1~I8,或门记为OR;其中:
PMOS晶体管P9源极与VDD连接;PMOS晶体管P10栅极与输出节点OUT连接;PMOS晶体管P10源极与PMOS晶体管P9漏极连接;
PMOS晶体管P11栅极与校准信号CK连接;PMOS晶体管P11源极与PMOS晶体管P10漏极连接;PMOS晶体管P11漏极与反相器I1输出连接,反相器I1输出记为节点A;反相器I1输出与反相器I2输入连接;反相器I2输出与反相器I1输入连接,反相器I1输入记为节点AB;
NMOS晶体管N6栅极与重置信号RSET连接;NMOS晶体管N6漏极与PMOS晶体管P11漏极连接;NMOS晶体管N6源极与GND连接;
PMOS晶体管P12源极与VDD连接;PMOS晶体管P13栅极与输出节点OUTB连接;PMOS晶体管P13源极与PMOS晶体管P12漏极连接;
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