高速低功耗電流型靈敏放大器的設計
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3 仿真結果
本設計采用SMIC 0．13μm數字工藝在HSpice下進行仿真，在位線BL和BL_上各加1個1 pF的電容來模擬大容量SRAM電路中的位線電容，并添加一個六管的存儲單元，輸出端各加1個50 pF的負載電容，字線WP用窄脈沖控制，仿真時工作電壓設為1．2 V，溫度為室溫。
圖6為改進后的電流型靈敏放大器的實際仿真波形。從圖中可以看出，在圖4時序電路的控制下，靈敏放大器的實際工作過程完全符合上述分析。如圖6(a)，在預充電時由于位線被上拉至VDD，所以輸出DPN為高電平，而DPU為低電平；放大時，由于存儲單元存儲的信息為“0”，所以BL一側對寄生電容放電后電流略微減小進而與BL_側形成電流差值，之后由正反饋迅速放大，在輸出DPN端得到全擺幅的邏輯電平“0”，存儲數據被正確讀出。圖6(b)為存儲單元存儲信息為“1”時的輸出波形，分析同上，最后是在DPU端得到全擺幅的邏輯電平“1”。本文引用地址：http://2s4d.com/article/187567.htm
改進型電流靈敏放大器的版圖如圖7所示，面積為82．39μm2。版圖設計時特別考慮了器件的匹配性以及布局布線的合理性，盡可能減小寄生效應對電路性能的影響。對該靈敏放大器進行后仿真，結果顯示其放大延遲為0．344 ns，平均功耗為102μW。由此可見，本文設計的改進型的電流靈敏放大器可以實現高速低功耗的要求。
在工藝條件及工作電壓相近的前提下，將本文的靈敏放大器與文獻中提到的幾種靈敏放大器在速度和功耗上進行比較，見表2。結果表明，本文提出的改進型電流靈敏放大器無論在速度，還是在功耗上都較其它靈敏放大器更具有優(yōu)勢。速度為0．344 ns，與文獻提出的電流型靈敏放大器相比提高了9．47％，比文獻所示的放大器則提高了31．2％；功耗則較兩者分別降低了64．8％和63％。
4 結語
本文提出了一款改進的電流型靈敏放大器，其優(yōu)勢在于讀取速度快，功耗低，并且適合在低壓下工作。與文獻提出的電流靈敏放大器相比，速度分別提高了9．47％和31．2％，而功耗則降低了64．8％和63％。由于電流型靈敏放大器輸入阻抗小，并且本文在原有的基礎上加了一對隔離管，使得輸出不受負載電容的影響，同時優(yōu)化了四個核心管的尺寸，進而有效提高了靈敏放大器的速度；此外，對放大器的時序控制電路也做了細致合理的設置，在完成放大的基礎上盡量減少管子的開啟時間，從而減小靜態(tài)電流，達到了降低功耗的目的。因此，該靈敏放大器完全滿足高速低功耗的需求，更適合低電壓，大容量SRAM的應用。
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