一種低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是涉及一種低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，具體說，是涉及一種可用于動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，屬于存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM)作為一種標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器單元，廣泛應(yīng)用于各種集成電路。隨著集成電路工藝的不斷發(fā)展，靜態(tài)存儲(chǔ)器的漏電也越來越大。如何設(shè)計(jì)低功耗的靜態(tài)存儲(chǔ)器已經(jīng)成為集成電路領(lǐng)域，尤其是手持式移動(dòng)設(shè)備的一項(xiàng)重要課題。
[0003]一般情況下，靜態(tài)存儲(chǔ)器的最低工作電壓是正常工作電壓的90 %，但它的數(shù)據(jù)保存模式(data retent1n mode)的最低電壓可以達(dá)到正常工作電壓的70%。雖然具有自偏壓的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器通過自偏壓電路使沒有進(jìn)行讀寫操作的存儲(chǔ)器單元電壓降低，從而達(dá)到降低漏電的目的，但是，隨著動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)技術(shù)廣泛的應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)器的電壓不再固定，需要根據(jù)不同應(yīng)用進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如:當(dāng)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單應(yīng)用時(shí)，存儲(chǔ)器電壓會(huì)比正常電壓更低，從而導(dǎo)致上述自偏壓存儲(chǔ)器的功能失效，不能滿足動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)情況下的應(yīng)用要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種可用于動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)既可以使未參與讀寫操作的存儲(chǔ)器單元處于相對(duì)比較低的電壓下，從而達(dá)到減少漏電的目的，同時(shí)又不會(huì)因?yàn)閯?dòng)態(tài)電壓過低而導(dǎo)致存儲(chǔ)器功能失效。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，包括存儲(chǔ)器陣列和多個(gè)自偏壓電路，每個(gè)自偏壓電路均由一個(gè)由字線控制的P型晶體管和一個(gè)柵極與漏極相連的N型晶體管組成；其特征在于:組成每個(gè)自偏壓電路的P型晶體管的一端與動(dòng)態(tài)電源相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源相連接，組成每個(gè)自偏壓電路的N型晶體管的一端與固定電源相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源相連接。
[0007]作為優(yōu)選方案，與每個(gè)自偏壓電路相連接的存儲(chǔ)器陣列電源分別與一個(gè)存儲(chǔ)器陣列單元相連接。
[0008]作為優(yōu)選方案，每個(gè)自偏壓電路獨(dú)立含有一條字線。
[0009]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，組成每個(gè)自偏壓電路的字線與P型晶體管之間串接有反向器。
[0010]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，組成每個(gè)自偏壓電路的字線也與該自偏壓電路相連接的存儲(chǔ)器陣列單元相連接。
[0011]本實(shí)用新型提供的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器的工作原理如下:
[0012]在正常操作時(shí)，沒有被選中的字線處于低電位，P型晶體管關(guān)閉，固定電源通過柵漏極相連的N型晶體管供電。因?qū)τ趯?dǎo)通的N型晶體管，柵極與源極的電位差必須大于閾值電壓，因此，對(duì)于柵極和漏極相連的N型晶體管，當(dāng)其導(dǎo)通時(shí)，源極電位比漏極低一個(gè)閾值電壓?；谝陨显?，柵漏極相連的N型晶體管本身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓降，該字線控制的存儲(chǔ)器單元都處在相對(duì)低電壓下，從而可達(dá)到減少漏電的目的。另外，由于固定電源不會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)整，因此可以確保存儲(chǔ)單元始終位于安全的數(shù)據(jù)保存電壓之上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，既可以使未參與讀寫操作的存儲(chǔ)器單元處于相對(duì)比較低的電壓下，從而達(dá)到減少漏電的目的，同時(shí)又不會(huì)因?yàn)閯?dòng)態(tài)電壓過低而導(dǎo)致存儲(chǔ)器功能失效，可滿足動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)情況下的應(yīng)用要求，具有極強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0014]圖1是實(shí)施例提供的一種可用于動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是實(shí)施例提供的存儲(chǔ)器陣列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是實(shí)施例提供的6T單元結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器陣列單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是實(shí)施例提供的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器在工作時(shí)的電壓波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0019]實(shí)施例
[0020]如圖1所示:本實(shí)施例提供的一種低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，包括存儲(chǔ)器陣列和多個(gè)自偏壓電路，每個(gè)自偏壓電路均由一個(gè)由字線控制的P型晶體管(MPx)和一個(gè)柵極與漏極相連的N型晶體管(MNx)組成；組成每個(gè)自偏壓電路的P型晶體管(MPx)的一端與動(dòng)態(tài)電源(VDD_DVFS)相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源(Virtual_VDDx)相連接，組成每個(gè)自偏壓電路的N型晶體管(MNx)的一端與固定電源(VDD_ON)相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源(Virtual_VDDx)相連接。每個(gè)自偏壓電路獨(dú)立含有一條字線(WLx)，組成每個(gè)自偏壓電路的字線(WLx)與P型晶體管(MPx)之間串接有反向器。
[0021]如圖2所示:與每個(gè)自偏壓電路相連接的存儲(chǔ)器陣列電源(Virtual_VDDx)分別與一個(gè)存儲(chǔ)器陣列單元相連接，組成每個(gè)自偏壓電路的字線(WLx)也與該自偏壓電路相連接的存儲(chǔ)器陣列單元相連接。
[0022]如圖3所示:存儲(chǔ)器陣列電源(Virtual_VDDx)用于給每個(gè)存儲(chǔ)器單元供電。
[0023]圖4是本實(shí)施例提供的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器在工作時(shí)的電壓波形示意圖，由圖4可見:當(dāng)存儲(chǔ)器進(jìn)行正常讀寫操作時(shí)，通常只有一條字線被選中而處于高電位，該存儲(chǔ)器的其它字線都處于低電位。對(duì)于處于高電位的字線(WLx)，其控制的P型晶體管(MPx)打開，存儲(chǔ)器陣列電源(Virtual_VDDx)被拉至外部動(dòng)態(tài)電源(VDD_DVFS)電位，因此讀寫操作速度不會(huì)受到影響。其他處于低電位的字線，其控制的P型晶體管都關(guān)閉，存儲(chǔ)器陣列電源(Virtual_VDD)改由外部固定電源(VDD_ON)供電。由于柵漏極相連的N型晶體管(MNx)本身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓降(Δν)，存儲(chǔ)器陣列電源(Virtual_VDD)都位于相對(duì)低電壓(VDD_ΟΝ-Δν)，由其供電的存儲(chǔ)器單元也都處在相對(duì)低電壓(VDD_0N-AV)下，因此可達(dá)到減少漏電的目的。盡管動(dòng)態(tài)電源(VDD_DVFS)會(huì)隨著不同應(yīng)用調(diào)整，但由于固定電源(VDD_ON)不變，因此可以確保未進(jìn)行讀寫操作的存儲(chǔ)單元始終位于安全的數(shù)據(jù)保存電壓(dataretent1n voltage)之上。
[0024]綜上所述可見:本實(shí)用新型提供的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，既可以使未參與讀寫操作的存儲(chǔ)器單元處于相對(duì)比較低的電壓下，從而達(dá)到減少漏電的目的，同時(shí)又不會(huì)因?yàn)閯?dòng)態(tài)電壓過低而導(dǎo)致存儲(chǔ)器功能失效，可滿足動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)情況下的應(yīng)用要求，應(yīng)用于具有動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)芯片的設(shè)計(jì)中，具有極強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
[0025]最后有必要在此指出的是，上述說明只用于對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，包括存儲(chǔ)器陣列和多個(gè)自偏壓電路，每個(gè)自偏壓電路均由一個(gè)由字線控制的P型晶體管和一個(gè)柵極與漏極相連的N型晶體管組成；其特征在于:組成每個(gè)自偏壓電路的P型晶體管的一端與動(dòng)態(tài)電源相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源相連接，組成每個(gè)自偏壓電路的N型晶體管的一端與固定電源相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，其特征在于:與每個(gè)自偏壓電路相連接的存儲(chǔ)器陣列電源分別與一個(gè)存儲(chǔ)器陣列單元相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，其特征在于:每個(gè)自偏壓電路獨(dú)立含有一條字線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，其特征在于:組成每個(gè)自偏壓電路的字線與P型晶體管之間串接有反向器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，其特征在于:組成每個(gè)自偏壓電路的字線也與該自偏壓電路相連接的存儲(chǔ)器陣列單元相連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，其包括存儲(chǔ)器陣列和多個(gè)自偏壓電路，每個(gè)自偏壓電路均由一個(gè)由字線控制的P型晶體管和一個(gè)柵極與漏極相連的N型晶體管組成；組成每個(gè)自偏壓電路的P型晶體管的一端與動(dòng)態(tài)電源相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源相連接，組成每個(gè)自偏壓電路的N型晶體管的一端與固定電源相連接，另一端與存儲(chǔ)器陣列電源相連接。本實(shí)用新型提供的低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器，既可以使未參與讀寫操作的存儲(chǔ)器單元處于相對(duì)比較低的電壓下，從而達(dá)到減少漏電的目的，同時(shí)又不會(huì)因?yàn)閯?dòng)態(tài)電壓過低而導(dǎo)致存儲(chǔ)器功能失效，可滿足動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)情況下的應(yīng)用要求，具有極強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【IPC分類】G11C11-413
【公開號(hào)】CN204516360
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520168619
【發(fā)明人】何佳, 鄭祺
【申請(qǐng)人】上海工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日