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随着智能手机等消费类电子的快速普及,对高性能低功耗片上系统(System on chip, SoC)的需求持续上升,而近阈值宽电压设计是实现高性能和低功耗设计的最佳选择。作为SoC的重要组成模块,宽电压静态随机存储器(Static Random Access Memory, SRAM)成为业界的研究热点,而灵敏放大器(Sense Amplifier, SA)决定着SRAM的速度、功耗和稳定性,所以需要精心设计。宽电压灵敏放大器的设计难点主要有：(1)低电压下,出现单端读结构存储单元,传统差分灵敏放大器与之不兼容；(2)为保证检测良率SA时序控制需要留出足够裕度,造成位线摆幅过大功耗增加。本文的主要研究工作包括：(1)总结和比较了常用的差分、单端灵敏放大器电路,对比了他们的各自优缺点和适用范围。综合考虑面积、性能和稳定性等指标,小信号检测的灵敏放大器更适合高电压SRAM设计；而不需要使能信号的全摆幅检测方案更适合低电压、小容量SRAM。(2)提出了一种可根据自身失调极性自选择参考电压的宽电压低功耗伪差分灵敏放大器。与小信号检测的常规伪差分SA相比,本方案在高电压下基于补偿电压的校准原理降低了SA失调电压。而在低电压下相较于全摆幅的RSSA,本方案通过降低位线预充电压技术显著减小了位线摆幅。通过仿真证明本文提出的方案在电源电压为0.8.1.1V时,相较于传统伪差分SA,失调电压降低了36.7%以上；为0.6-0.7V时,与RSSA相比位线摆幅减少了50%。在宽电压范围下,与现有灵敏放大器对比,本方案SA综合性能至少提高了12.6%。基于SMIC 40nm LL CMOS工艺,本文参与完成了一款64Kbits的宽电压SRAM设计,主要负责实现灵敏放大器模块。测试结果表明：常规电压1.1V下,SRAM+MBIST整体工作频率为215MHz,而在0.6V下,整体的工作频率为43MHz。采用本文设计,相比传统全摆幅SA,在0.6V下,SRAM读功耗降低了12.2%,在1.1V时降低了13.9%。