[发明专利]一种源极电压自适应调节的灵敏放大器电路

说明书

本发明公开一种源极电压自适应调节的灵敏放大器电路，属于存储器设计技术领域，包括灵敏放大器模块和源极电压调节模块；所述源极电压调节模块根据所述灵敏放大器模块工作时源极的电压需求，将低电压VSS进行负向调节，输出电平NVSS接入所述灵敏放大器模块的源极，作为低压电源。添加源极电压调节模块可以使输入信号的共模电压降低，加快灵敏放大器模块的翻转速度；同时，源端电压的降低，使得高低电平之间电压差增大，可以支持更低工作电压（0.4V）的工作条件下稳定工作。

技术领域

本发明涉及存储器设计技术领域，特别涉及一种源极电压自适应调节的灵敏放大器电路。

背景技术

灵敏放大器是静态随机存储器中重要的一部分。在存储器读出数据的过程中,位线上连接许多存储单元，导致位线上存在很大的电容，这样位线在充电和放电的过程中速度将变慢，影响了数据读出的速度。灵敏放大器可以将位线上微小的摆幅放大到数字信号的级别，既加快了存储器读出速度，又减少了位线上电压摆幅，消除了大部分与位线上充放电有关的功耗。

灵敏放大器主要有两大种类：电压型灵敏放大器和电流型灵敏放大器。电压型灵敏放大器是检测并且放大位线上的电压差，电流型灵敏放大器是检测并且放大位线上的电流差。电流型灵敏放大器不受位线上存在的电容和负载影响，但是它的电路结构较复杂，可靠性差，并且功耗很大。电压型灵敏放大器虽然受位线上存在的电容和负载影响，但是它结构简单，稳定性高，功耗低，所以电压型灵敏放大器在应用中使用较多。

运放型灵敏放大器，交叉耦合型灵敏放大器是非常常见的电压型灵敏放大器电路。运放型灵敏放大器增益高，但速度慢，占用面积大，功耗大；交叉耦合型灵敏放大器结构较简单，速度快，但是灵敏度和可靠性低。设计人员基于两者的显著优缺点，经常将两者组合，多级放大，从而达到速度、功耗、增益和可靠性的平衡。

目前很多文章和专利中公开了各种新型结构的灵敏放大器电路。例如专利CN103036516A提出了一种低电源电压高共模抑制比运算放大器电路，该运算放大器以简单的结构实现了在低电源电压下正常工作，并且能够实现高共模抑制比和高电源抑制比，各项性能良好；专利CN104113295A提出一种低压全差分运算放大器电路，可以有效解决现有全差分运算放大器在低电源应用时，由于共模反馈电路的影响，导致的差分增益不高的问题；专利CN104681054A提出一种应用于静态随机存储器电路的灵敏放大器，该发明将去耦合效应和电压转换技术结合，缩短灵敏放大器读取时间，进一步提高存储器的读速度；CN104036821A则提出一种改进型交叉耦合灵敏放大器，在采用传统的交叉耦合型灵敏放大器结构的基础上,加上交叉耦合放大电路，保留了交叉耦合结构所特有的结构简单、放大速度快的优点，同时降低了开启灵敏放大器所需位线上的电压差，降低了电路的整体延时和位线放电产生的动态功耗。

近年来对于灵敏放大器电路的研究，主要集中于新型结构的研究和优化。一方面，新型结构研究到产品应用仍有很大差距；另一方面，随着工艺节点的降低，芯片的工作电压进一步下降，灵敏放大器的电压窗口越来越小，带来设计难度越来越大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种源极电压自适应调节的灵敏放大器电路，以解决目前灵敏放大器的电压窗口越来越小，导致设计难度越来越大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种源极电压自适应调节的灵敏放大器电路，包括：灵敏放大器模块和源极电压调节模块；

所述源极电压调节模块根据所述灵敏放大器模块工作时源极的电压需求，将低电压VSS进行负向调节，输出电平NVSS接入所述灵敏放大器模块的源极，作为低压电源。

可选的，所述源极电压调节模块包括三个串联的反相器INV1~INV3、可变电容CAP和NMOS管MN；