基于0.13um的SRAM灵敏放大器的设计与仿真_微电子学.rar

摘要:灵敏放大器是静态随机存储器（Static Random Access Memory，SRAM）中读模块中的一部分结构，是SRAM结构中重要的一部分。由于在SRAM存储器读数据所消耗的时间一般大于写数据时所消耗的时间，所以SRAM存储器的速度主要由读数据的时间所决定。在SRAM存储器进行读出数据的过程中，由于位线上连接许多存储单元，导致位线上存在很大的电容，这样位线在充电和放电的过程中速度将会变慢，影响了数据读出的速度。灵敏放大器可以将位线上微小的摆幅放大到数字信号的级别，既加快了SRAM存储器读出速度，又减少了位线上电压摆幅，消除了大部分与位线上充电放电有关的功耗。

灵敏放大器按照从位线上采样的方式来说，主要分为电压型灵敏放大器、电流型灵敏放大器两个种类，本文重点研究了经常使用的电压型灵敏放大器。在对运放型灵敏放大器、锁存型灵敏放大器、交叉耦合型灵敏放大器这三种灵敏放大器的结构进行剖析后，本文针对这三种电压型灵敏放大器所存在的优缺点进行了比较与分析，提出了一种基于交叉耦合型灵敏放大器的新型结构的灵敏放大器。在SMIC 0.13um的工艺下仿真结果表明新结构的灵敏放大器不仅保留了交叉耦合结构所特有的结构简单，放大速度快的优点，还降低了开启灵敏放大器所需位线上的电压差，降低了电路的整体延时和位线放电产生的动态功耗，同时新结构的灵敏放大器输出的差分电压更接近数字逻辑的高低电平，增加了电路的可靠性，降低了后级数字电路的功耗。

关键词：灵敏放大器；交叉耦合；可靠性

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题来源-1

1.2 课题背景、意义和主要工作-1

1.3 论文章节组成-4

1.4 本章小结-4

第2章 模拟仿真工具的介绍-5

2.1 模拟仿真工具的选择-5

2.2 Spectre仿真软件介绍-5

2.2.1 仿真基本界面-5

2.2.2 仿真基本操作-5

2.3 本章小结-8

第3章 常用灵敏放大器分析-9

3.1 运放型灵敏放大器-9

3.1.1 基本电路结构-9

3.1.2 工作原理-9

3.1.3 性能分析-10

3.2 基本锁存型灵敏放大器-10

3.2.1 基本电路结构-10

3.2.2 工作原理-10

3.2.3 性能分析-11

3.3 交叉耦合型灵敏放大器-11

3.3.1 基本电路结构-11

3.3.2 工作原理-11

3.3.3 仿真分析-12

3.3.4 性能分析-13

3.4 基本类型灵敏放大器性能比较-13

3.5 本章小结-13

第4章 新型灵敏放大器的设计与仿真-15

4.1 设计思想-15

4.2 新型灵敏放大器结构-15

4.3 新型灵敏放大器工作原理-18

4.4 新型灵敏放大器仿真与分析-18

4.4.1 仿真结果-18

4.4.2 结果分析-22

4.5 新型结构灵敏放大器版图-22

4.6 本章小结-23

第5章 结论与展望-25

5.1 结论-25

5.2 不足之处及未来展望-25

参考文献-27

致  谢-29