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摘要：研究团队利用新型反相器，开发出一种新的SRAM存储单元，能在仅约0.2V的超低电压下最大程度扩大传输特性的滞后幅度，确保极低的故障率并保存数据。

关键词：CMOS反相器、SRAM存储单元、超低电压、滞后幅度、耐噪性

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要点

提出一种新型的CMOS反相器，能在仅约0.2V的超低电压下最大程度扩大传输特性的滞后幅度
利用新型反相器，开发出一种新的SRAM存储单元，即使在超低电压下也能确保极低的故障率并保存数据
通过超低电压数据保存技术，可将待机时的电力削减至与非易失性存储器相当的水平

图（a）ST0、（b）ST1、（c）nST1反相器的电路结构

研究团队提出了一种能在超低电压下大幅提高SRAM耐噪性的新型反相器，并利用该反相器开发出了新的SRAM存储单元。

SRAM是用于微处理器和加速器等的CMOS逻辑系统的重要存储电路。为解决SRAM待机时的电力削减这一重要课题，研究团队一直在推进可在超低电压下保存数据（超低电压记忆（ULVR））的SRAM（ULVR-SRAM）的研究开发。

本研究中，首先提出了一种能将传输特性的滞后幅度扩大到几乎最大程度的新型反相器。该反相器是利用切断电流时晶体管中产生的泄漏电流的伪nMOS反相器，且内部具有特殊的反馈结构。由该反相器构成双稳态电路的SRAM存储单元由8个晶体管构成（8T^U单元）。随后，开发了一种8T^U单元的设计方法，应对构成单元的晶体管的工艺（全局/局部）偏差。经过优化设计的8T^U单元即使在随机的局部偏差下，也能在全工作模式下确保足够的耐噪性，可以满足6σ的故障不良率。在0.2V的ULVR模式下，该8T^U单元比传统的低电压单元具有更强的耐噪性，甚至在0.16V时也能稳定保存数据。