基板バイアス制御を用いた超低電圧センスアンプ回路の高速化

摘要

本研究は，センスアンプの性能向上を目的とし，消費電力を増加させることなく高速動作を実現する手法を提案する．提案するセンスアンプ回路では，プリチャージ動作を担うMOSFET の基板電位を制御する事によって，動作時間を向上させる．また，その際に流れる基板リーク電流を出力ノードのプリチャージに再利用することで，消費電力の増加を抑制する．提案回路は，従来回路に対して，プリチャージ動作時間が86．9％短縮された．また，消費電力オーバーヘッドは8．6％であった．%We propose a current latch sense amplifier with a current-reuse technique (CLSA-w/CR). The CLSA-w/CR is capable of high-speed pre-charging with little increase in power dissipation. The CLSA-w/CR controls body bias voltages of pre-charge transistors in a conventional CLSA. Even though a forward body bias control over MOSFETs can achieve high-speed operation of the circuit, it induces large substrate leakage current and increases the power dissipation of the circuit. The CLSA-w/CR we propose, however, can achieve high-speed precharging without increasing power dissipation. We evaluated the performance of the CLSA-w/CR using SPICE with a set of 0.35- μm standard CMOS parameters. The pre-charge time decreased by 86.9% and the power dissipation increased by only 8.6% compared to that of a conventional CLSA. The CLSA-w/CR showed high-speed pre-charging with small power overhead.