基于TSMC65nm锁存型灵敏放大器失调电压的建模

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SRAM的结构由存储单元阵列和外围电路两大部分组成,其中存储单元阵列是SRAM的核心部分,其结构相对固定,一般由工艺水平所决定,所以就主要通过对外围电路的改进来提高SRAM的性能。SRAM外围电路包括:行/列地址译码器(decode),灵敏放大器(SA, Sense Amplifier),控制电路(Control Circuit),缓冲/驱动电路(FFIO)等。其中灵敏放大器的作用是将位线上的微弱信号转化为满足要求的输出信号,灵敏放大器的性能优劣对SRAM的性能影响重大,从而关系到半导体存储器的整体性能,而失调电压是灵敏放大器的性能指标中最重要的参数。随着微电子工艺的不断进步,半导体器件的工艺参数如尺寸、位线上的负载电容和阈值电压的不匹配可能会造成输入信号被灵敏放大器错误的放大,所以预测其失调电压已是在设计灵敏放大器时的关键步骤。本文对比与分析了几种不同类型的灵敏放大器的基本结构并通过仿真比较了他们的优缺点,最后选定锁存型灵敏放大器作为本论文研究失调电压的基础。接着分析了锁存型灵敏放大器电路失配的原因,并对失调可能产生的结果进行分析,提出一种新的失调电压的模型。该模型根据基尔霍夫电流定律得出锁存型灵敏放大器就器件的阈值电压失配、跨导失配和负载电容失配引起的失调电压的计算公式。最后将Cadence仿真结果分别与模型计算结果进行比较,得出该模型可以很好的模拟锁存型灵敏放大器的失调电压。
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