[发明专利]自适应关断的两级灵敏放大电路

说明书

本发明公开了一种自适应关断的两级灵敏放大电路，包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一级灵敏放大器、第二级灵敏放大器以及自适应反馈电路，自适应反馈电路包括一个异或门、一个或门以及一个延时链，当两个差分输入信号输入两级灵敏放大电路进行放大时，自适应反馈电路控制第一级灵敏放大器和第二级灵敏放大器打开，第一级灵敏放大器和第二级灵敏放大器逐级加速信号的放大输出，当两级灵敏放大电路放大输出的信号达到可以识别的数值电平后，自适应反馈电路控制第一级灵敏放大器和第二级灵敏放大器关闭；优点是放大速度快，功耗低，可以使静态随机存储器同时具有较快的数据读取速度和较低的功耗。

技术领域

本发明涉及一种灵敏放大电路，尤其是涉及一种自适应关断的两级灵敏放大电路。

背景技术

灵敏放大器是静态随机存储器(Static Random Access Memory，SRAM)的一个重要电路，它的功能主要是将静态随机存储器内存储阵列的位线对的差分数据进行放大输出。通常为了保持存储阵列的存储密度，每条位线所挂载的存储单元数目会比较多，可达64或128个，有些甚至达256个，导致每条位线的负载电容有几十飞法(fF)，甚至有几百飞法。而静态随机存储器的读电流较小，如果采用普通的逻辑电路，很难在短时间内将位线对的差分数据实现轨到轨输出，而灵敏放大器却可以有效的解决这个问题。

但是，随着工艺尺寸的减小，单个晶体管通过的电流越来越小，而且工艺制造变化带来的影响越来越严重。晶体管的沟道中掺杂原子的数量、位置的微小波动，版图的结构以及周围拓扑 环境都会引起晶体管工艺尺寸参数的变化和各晶体管器件之间的失配。这会导致静态随机存储器位线上的读电流越来越偏离正常值，严重影响灵敏放大器的数据读取数据，甚至有可能因为无法分辨位线对的差分电流，而导致灵敏放大器放大输出错误。

目前，在静态随机存储器中，最常用的两种灵敏放大器分别是电压型锁存灵敏放大器和电流型锁存灵敏放大器。电压型锁存灵敏放大器具有比较大的放大增益和比较快的放大速度，只要位线对的电压差一旦达到一定值(最小为50mV)，电压型锁存灵敏放大器就可以将此电压差快速放大读出。但是，由于其输入和输出是共用一对端口(OUT和 OUTB)，使得它的放大电压差很容易受到干扰，很可能会产生错误的数据输出。而电流型锁存灵敏放大器由于其输入端口与输出端口是隔离开的，所以它的放大电压差不会受到干扰。但是，电流型锁存灵敏放大器放大的过程是从电压差转变到电流差，再转回到电压差，放大过程比较复杂，所以它的放大速度比较慢，数据输出速度慢。

为了解决上述问题，作者Nambu H等人，在国际固态电路会议“InternationalSolid-State Circuit Conference(ISSCC)”上，提出了一种电流镜灵敏放大器，它可以将非常小的读电流进行放大输出，不但放大速度快，且输出数据精度高，但是由于电流镜需要偏置电流，所以它消耗了比锁存型灵敏放大器更多的功耗，功耗会比较高。而 Lai Y-Ch等人，在杂志“IEEE Trans.Circuits Syst.II,Exp.Briefs”上，提出了一种改进型电流镜灵敏放大器，有效的减小了灵敏放大器的静态功耗，但是其放大速度慢。同样，Sharifkhani M等人，在杂志“IEEE Trans.Very Large Scale Integration”上，提出了一种混合型的灵敏放大电路，它同时混合了电压型和电流型锁存灵敏放大电路，几乎可以达到“0”静态电流，功耗很低，但是它的放大速度也比较慢。

上述这些灵敏放大电路技术可以有效的提高整个静态随机存储器的性能，但是它们要么速度比较慢，使静态随机存储器的数据读取速度慢，要么就是消耗了较多的功耗，使静态随机存储器的功耗较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种放大速度快，功耗低的自适应关断的两级灵敏放大电路，当该两级灵敏放大电路用于静态随机存储器时，可以使静态随机存储器同时具有较快的数据读取速度和较低的功耗。