초 저전력 동작을 위한 Sub-threshold 내장형 양방향 포트 SRAM 설계

초록

본 논문에서는 sub-threshold에서 MOS 트랜지스터의 동작 원리를 이용한 초 저전력 내장형 양방향 포트 SRAM 셀을 제안한다. 고 성능이 아닌, 초 저 전력 소모만 필요한 분야의 회로가 있다. 초 저전력 소모의 한 방법이 회로를 문턱전압 이하에서 동작시키는 것이다. 그러나 이 방법은 누설전류로 인한 성능저하가 심각한 문제이다. 제안한 회로는 문턱전압 이하에서 트랜지스터가 동작하도록 설계하여 초 저전력 동작 특성을 갖는다. 설계한 회로는 누설전류를 감소시키기 위해 ‘읽기’동작과 ‘쓰기’동작의 경로를 분리, 설계하여 sub- threshold에서 안정적인 동작을 가능하게 했다. 이 회로는 0.18um 표준 CMOS 공정을 이용하여 설계하였으며, 0.4V 공급전원과 2MHz의 동작주파수에서 78.9nW 전력소모 특성을 보였으며, 이를 HSPICE를 통하여 검증하였다.

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