Células SRAM de ultra baixa tensão com polarização de substrato

Abstract

Esta dissertação visa o estudo da célula SRAM de 6 transistores, utilizando tecnologia CMOS convencional, operando em ultra baixa tensão de alimentação e conseqüentemente com baixo consumo. Para isso, os transistores MOS deverão operar no regime de inversão fraca. Nesse regime, as correntes dos transistores dependem exponencialmente das tensões aplicadas aos transistores e dos parâmetros tecnológicos. Descasamento entre transistores causados por variações no processo de fabricação afeta diretamente o comportamento dos circuitos. Operando com ultra baixa tensão de alimentação, circuitos digitais têm seus desempenhos significativamente diminuídos. Para reduzir o impacto causado pela redução da alimentação, a utilização de técnicas de polarização de substrato é empregada a fim de melhorar o desempenho dos circuitos. Utilizando circuitos de polarização de substrato também dependentes dos mesmos parâmetros tecnológicos dos circuitos a que serão aplicados, a polarização de substrato ajuda na compensação das variações causadas no processo de fabricação. Neste trabalho, foram estudados circuitos bastante simples para a polarização de substrato dos transistores que formam a célula SRAM. Utilizando simulações, com a tecnologia TSMC 0,18µm, comparativos entre células SRAM utilizando polarização de substrato avaliaram o efeito sobre a SNM (Margem de Ruído Estático) e sobre a velocidade (de estabilização em um nível lógico definido) da célula SRAM. Pela simplicidade e tamanho reduzido, os circuitos de polarização de substrato empregados se mostraram como opções funcionais para melhorar a operação da célula SRAM em ultra baixa tensão de alimentação e sob condições de descasamento.