SRAM存儲單元讀操作分析

一個典型的SRAM基本結構中,每個存儲單元都通過字線和位線與它所在的行和列中的其它存儲單元有電學連接關係。水平方向的連線把所有的存儲單元連成一行構成字線,而垂直方向的連線是數據輸入和數據輸出存儲單元的通路,稱爲位線。每一個存儲單元都能通過選擇適當的字線和位線被唯一地定位。宇芯有限公司介紹關於SRAM存儲器的讀操作分析。

SRAM存儲單元讀操作分析

圖1 六管單元的讀出操作

SRAM存儲單元讀操作分析

存儲單元的讀操作是指被尋址的存儲單元將它存儲的數據送到相應位線上的操作。圖3.5 表示的是進行讀操作的一個SRAM單元,兩條位線開始都是浮空爲高電平。假設當前單元中存儲的值爲邏輯“1”,即節點A爲高電平,節點B爲低電平。

讀操作開始前,位線BIT和BIT被預充電,預充電平的典型值是電源電壓。讀操作過程中字線ROW被驅動到高電平,打開傳輸管N3 和N4。由於節點A爲高電平,節點B爲低電平,位線BIT就會經過N4 和N2 放電,電平逐漸降低;此時,由於N3管源漏電壓近似相等,因此只有很小的電流流過,位線BIT會繼續保持高電平狀態。

隨着BIT的放電,BIT和BIT之間的差分電壓逐漸增大;差分電壓增大到一定程度後,靈敏放大器將放大並輸出差分電壓。但操作有兩點需要我們注意:當字線電平升高之後,N4 和N2 的分壓作用將使節點B的電平升高,很可能使得N1 導通,從而對節電A放電。如果泄放掉的電荷較少(VGS≥Vth,若泄放電的電荷較多,有可能使得N3 管截止),可能導致N3 打開,位線BIT會放電,增加差分電壓的建立時間;如果泄放電的電荷較多,那麼P2 就可能成爲導通狀態,進一步擡高B點的電平,從而使得存儲數據從“1”翻轉爲“0”,即發生所謂的“讀翻轉”。

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