[发明专利]静态随机存取存储器泄漏减小电路

说明书

技术领域

【0001】本发明一般地涉及随机存取存储器，诸如静态随机存取存储器(SRAM)。更特别地，本发明涉及静态随机存取存储器中的泄漏电流的减小。

背景技术

【0002】在诸如存储器电路的集成电路的设计中，功率消耗是非常受关注的问题。在存储器电路中，存储器阵列典型地包括多个存储器单元。由于在亚微米技术中集成电路部件的物理尺寸减小，并且由于希望减小运行功率，在存储器单元中使用具有减小的阈值电压的晶体管。因此，泄漏电流成为静态功率消耗的主要部分。

【0003】在功率敏感应用中，有时希望减小诸如静态随机存取存储器的随机存取存储器的待机泄漏电流。这能够通过关闭给静态随机存取存储器的功率实现。然而，这将导致静态随机存取存储器损失存储在其中的数据。静态随机存取存储器是只要功率保持施加就保持其内容的类型的半导体存储器。因此，在低功率消耗运行模式中，诸如当待机时，必须在最小化由于泄漏的功率消耗的同时保持静态随机存取存储器数据。

【0004】一些已知的解决方案解决减小泄漏电流。晶体管堆栈，还称作自反向偏压，使用大量减小泄漏电流的技术，但是需要大量增加存储器单元的面积。简单的门控接地或虚地技术对虚地节点上的电压的控制差。动态阈值电压技术，还称作体偏压，需要称作三阱工艺的更加复杂的制造工艺。

【0005】之前的解决方案对虚地电压的控制非常差，因此数据保持的可靠性无法量化。大多数解决方案不具有任何用于基于任何可能影响存储器单元的稳定性的电路参数限制虚地电压的机构。

【0006】因此，希望提供在没有复杂度或成本的显著的负担的情况下在维持数据完整性的同时减小泄漏电流的方法。

发明内容

【0007】在第一示例性的实施例中，提供用于将静态随机存取存储器阵列的虚地节点维持在数据保持水平的系统。系统包括用于产生阈值参考电压的阈值参考电压产生电路。阈值参考电压基于静态随机存取存储器阵列中的存储器单元晶体管的阈值电压。乘法器电路耦合到阈值参考电压产生电路以接收阈值参考电压并且输出虚地参考电压。虚地参考电压等于正供给电压和倍增因数与存储器单元晶体管的阈值电压的乘积之间的差。虚地泄漏减小电路耦合到乘法器电路以接收虚地参考电压并且将耦合到静态随机存取存储器阵列的虚地节点维持在虚地参考电压。

【0008】阈值参考电压产生电路能够包括分压器。分压器能够包括：阈值参考电压节点；耦合到阈值参考电压节点以跟踪静态随机存取存储器阵列中的存储器单元晶体管的阈值电压的阈值电压跟踪装置；和耦合到阈值参考电压节点的电流放电装置。

【0009】阈值电压跟踪装置能够耦合在正供给电压和阈值参考电压节点之间，并且电流放电装置耦合在阈值参考电压节点和负供给电压之间。阈值电压跟踪装置能够包括具有与静态随机存取存储器阵列中的存储器单元晶体管大致相同的特性的参考晶体管。参考晶体管能够包括n-沟道晶体管，n-沟道晶体管的栅极和漏极耦合到正供给电压，并且n-沟道晶体管的源极耦合到电流放电装置。

【0010】阈值电压跟踪装置能够包括并行连接的多个参考晶体管。在那种情况下，多个参考晶体管中的每个具有与静态随机存取存储器阵列中的存储器单元晶体管大致相同的特性。

【0011】阈值电压跟踪装置能够包括修改的静态随机存取存储器存储器单元。修改的静态随机存取存储器存储器单元能够包括包含第一和第二存储器单元晶体管的六晶体管交叉耦合的CMOS单元。第一存储器单元晶体管的栅极和漏极能够耦合到正供给电压。第二存储器单元晶体管的漏极能够连接到正供给电压。第一和第二存储器单元晶体管的源极终端能够耦合到阈值参考电压节点。

【0012】电流放电装置能够包括电阻器或电流源。

【0013】电流放电装置能够耦合在正供给电压和阈值参考电压节点之间，并且阈值电压跟踪装置能够耦合在阈值参考电压节点和负供给电压之间。在那种情况下，阈值电压跟踪装置能够包括具有与静态随机存取存储器阵列中的存储器单元晶体管大致相同的特性的参考晶体管。参考晶体管能够包括n-沟道晶体管，n-沟道晶体管的栅极和漏极耦合到电流放电装置，并且n-沟道晶体管的源极耦合到负供给电压。电流放电装置能够包括电阻器或电流源。