【摘 要】
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DRAM由于单元尺寸小、容量大、耐久度高等优点,被广泛应用于移动设备、服务器、PC等领域。其市场规模超过600亿美金,占全球集成电路市场十分之一以上。在工艺不断进步的过程中,DRAM电容大小不断降低,为SA识别位线间的电压差带来巨大挑战。受随机掺杂波动的影响,SA的失调电压逐渐增大,因此对DRAM低失调灵敏放大器的研究非常有意义。本文首先对DRAM结构和原理进行介绍,然后分析了SA失调电压产生原因
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DRAM由于单元尺寸小、容量大、耐久度高等优点,被广泛应用于移动设备、服务器、PC等领域。其市场规模超过600亿美金,占全球集成电路市场十分之一以上。在工艺不断进步的过程中,DRAM电容大小不断降低,为SA识别位线间的电压差带来巨大挑战。受随机掺杂波动的影响,SA的失调电压逐渐增大,因此对DRAM低失调灵敏放大器的研究非常有意义。本文首先对DRAM结构和原理进行介绍,然后分析了SA失调电压产生原因,以及两种低失调SA原理和优缺点。通过对现有结构的分析,本文提出了一种电容偏移补偿灵敏放大器。一方面本方案增加电容进行偏移补偿,并通过传输管将位线与灵敏放大器进行隔离,使得失调补偿与位线预充互不影响。可以实现偏移补偿和预充电同时进行,从而提高灵敏放大器的速度。另一方面该电路由于利用的是小电容进行失调补偿,而不是位线电容这样的大电容,所以相较于其它方案降低了功耗。基于65nm工艺节点,在电源电压1.2V、位线电容100f F、TT工艺角下,提出的SA与OCSA相比失调电压降低了38%,功耗降低50.17%,速度提升16.5%;且在FF工艺角-25℃、SS工艺角85℃、FS工艺角25℃、SF工艺角50℃进行仿真,失调电压降低21.7%-41.4%;另外,由于本设计灵敏放大器采用独立的电容作为偏移电压存储单元,避免因位线电容不同对灵敏放大器性能造成影响,在不同位线电容下,与OCSA相比功耗下降46%-55.6%,速度提升13.3%-26.2%。同样,电源电压1.2V、位线电容100f F、TT工艺角下,提出的SA与OMCSA相比失调电压降低了27.5%,功耗降低29.1%,进一步验证了本文设计的有效性。
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