I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   3 J u n e   201 9 ,   p p .   1 6 0 6 ~ 1 6 1 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 3 . p p 1 6 0 6 - 1619     1606     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Energ y  opti m i z a t io n of 6 T   SRAM   cell using  low - v o lt a g e and  hig h - perfor m a nc e inverte r str uctu res       M .   M a dh us ud ha n Re dd y ,   M .   Sa ila j a ,   K .   B a bu lu   De p a rt m e n o f   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g ,   JN T UK ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   3 0 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   No v   1 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   1 5 ,   2 0 1 8       T h e   p e r f o r m a n c e   o f   th e   c e ll   d e ter io ra tes ,   w h e n   sta ti c   ra n d o m   a c c e s m e m o r y   (S RA M c e ll   is  o p e ra ted   b e lo 1 V   su p p ly   v o lt a g e   w it h   c o n ti n u o u sc a le  d o w n   o f   th e   c o m p le m e n tar y   m e ta o x id e   se m ico n d u c to (CM OS)  te c h n o l o g y .   T h e   c o n v e n ti o n a 6 T ,   8 T - S RA M   c e ll s su ffe w rit e a b il it y   a n d   re a d   s tatic n o ise   m a rg in (S NM)  a lo w - v o lt a g e lea d to   d e g ra d a ti o n   o f   c e ll   sta b il it y .   T o   i m p ro v e   th e   c e ll   sta b il it y   a n d   re d u c e   th e   d y n a m ic  p o we d issip a ti o n   a t   lo w -   v o lt a g e o f   th e   S RA M   c e ll ,   w e   p ro p o se d   f o u S RA M   c e ll b a se d   o n   in v e rter  stru c tu re w it h   les e n e r g y   c o n su m p ti o n   u sin g   v o lt a g e   d iv id e b ias   c u rre n sin k /so u rc e   in v e rter  a n d   NO R/N A ND   g a te   u sin g   a   p se u d o - n M OS   in v e rter.  T h e   d e sig n   a n d   im p lem e n tatio n   o f   S RA M   c e ll   u sin g   p ro p o se d   in v e rter  stru c tu re a re   c o m p a re d   w it h   sta n d a rd   6 T ,   8 T   a n d   S T - 1 1 T   S RA M   c e ll f o d iff e r e n su p p ly   v o lt a g e s   a 2 2 - n m   CM OS  te c h n o l o g y   e x h ib it   b e tt e r   p e rf o r m a n c e   o f   th e   c e ll .   T h e   r e a d /w rit e   sta ti c   n o ise   m a rg in   o f   th e   c e ll   sig n if ica n tl y   in c re a s e s   d u e   to   v o l tag e   d iv id e b ias   n e tw o rk   b u il w it h   larg e r   c e ll - ra ti o   d u rin g   re a d   p a t h .   T h e   l o a d   c a p a c it a n c e   o f   th e   c e ll   is  re d u c e d   w it h   m in i m ize d   s w it c h in g   tran siti o n o f   th e   d e v ice d u rin g   h ig h - to - lo w   a n d   lo w -   to - h ig h   o f   th e   p u ll - u p   a n d   p u ll - d o w n   n e tw o rk f r o m   V DD   to   g ro u n d   lea d t o   o n   a n   a v e ra g e   5 4 %   o f   d y n a m i c   p o w e c o n su m p ti o n .   W h e n   c o m p a re d   w it h   th e   e x isti n g   o n e s,  th e   re a d /w rit e   p o w e o th e   p ro p o se d   c e ll is  re d u c e d   to   3 0 % .   T h e   sta ti c   p o w e g e ts  re d u c e d   b y   2 4 %   d u e   to   sta c k in g   o f   tran sisto rs   tak e p lac e   in   th e   p ro p o se d   S RA M   c e ll a c o m p a re   to   e x is ti n g   o n e s.     T h e   la y o u o f   th e   p ro p o se d   c e ll is  d ra w n   a a   4 5 - n m   tec h n o lo g y ,   a n d   o c c u p ies   a n   a re a   o f   1 . 5   ti m e g re a ter  a n d   1 . 8   t im e g r e a ter  a c o m p a re d   w it h     6T - S RA M   c e ll .   K ey w o r d s :   C MO S lo g ic  s t y les    E n er g y   o p t i m izatio n     P er f o r m a n ce   co m p ar is o n   Scalin g   tec h n o lo g ies   SR A ce ll   Co p y rig h ©   2 0 1 9 I n stit u te o f   Ad v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   M.   Ma d h u s u d h a n   R ed d y ,   Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icat io n   E n g i n ee r in g ,     J a w ah ar lal   Ne h r u   T ec h n o lo g ic al  Un i v er s it y ,   Kak i n ad a,   E ast Go d av ar i,  An d h r P r ad esh ,   5 3 3 0 0 3 - I n d ia.     E m ail:  k ap b b l@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   SR A tec h n o lo g y   is   m o r s u itab le  f o r   h i g h - s p ee d   an d   lo w - p o w er   ap p licatio n s   li k p r o ce s s o r s ,   co m p u ti n g   u n it s   a n d   o th er   s o p h is ticated   d e v ices,  s cie n ti f ic   an d   i n d u s tr ial  s u b s y s te m s ,   m o d er n   ap p lian ce s ,   au to m o ti v elec tr o n ics,  m o b il p h o n es   etc  [ 1 ] ,   [ 2 ] .   L o w - P o w er ,   L o w - Vo ltag e   s tab ilit y   with   h i g h   p ac k a g in g   d en s it y   h as  r ep r esen ted   th e   f u n d a m en tal  to p ics  o f   t h r ec en d ec a d r eg ar d in g   S R A o u tli n es  [ 3 ] .   T h r ed u ctio n   o f   th s u p p l y   v o ltag o f f er s   th g r ea test   en er g y   e f f icien c y   s i n ce   t h d y n a m ic  p o w er   h a s   b ee n   q u ad r atic  f u n ct io n   o f   v o lta g [ 4 ] .   A s   C MO tec h n o lo g y   r elies  o n   s ca li n g ,   b o th   th e   s u p p l y   v o ltag a n d   t h e   th r es h o ld   v o lta g o f   th e   MO S FET   u s u all y   n ee d ed   to   m a in ta in   n o r m al  p er f o r m an ce .   T h er e f o r e,   f o r   lo w   e n er g y   a p p licatio n s ,   th e   leak a g e n er g y   i s   i n v ar iab l y   as s o ciate d   w it h   t h m i n i m u m   t h r es h o ld   v o lta g e,   v iz. ,     Vtn MO S   =   0 . 3 1   an d   Vtp m o s   =   - 0 . 2 9   o f   th MO SF E T .   T h u s ,   s p ee d   b en ef its   lit tle  f r o m   in n o v at io n   p er s p ec tiv o f   th s ize  [ 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     E n erg o p timiz a tio n   o 6 t S R A M c ell  u s in g   lo w - vo lta g a n d   h ig h - p erfo r ma n ce …( M.  Ma d h u s u d h a n   R ed d y   )   1607   L o w er   s u p p l y   v o lta g in cr e m en ts   p ar a m etr ic  ( ac ce s s ,   d is tu r b an ce ,   an d   w r ite)   f a u lt s   in   t h SR AM   ar r ay ,   w h ic h   ar ca u s ed   b y   f ab r icatio n   an d   i n h er en tl y   d i f f er e n v ar ieties   o f   ele m e n t s   in   g ad g et.   T h u s ,   h i g h er   b it  er r o r   r ate  o f   m e m o r y   w i th   v o lta g s ca l in g   o c cu r s .   I n   th w ak o f   o t h er   ef f ec ts   s u c h   as  n ar r o w   w id t h ,   So f t E r r o r   R ate  ( SER),   te m p er atu r e,   p r o ce s s   v ar iatio n   an d   r esis ta n ce   to   p ar asit ic  tr an s i s to r s ,   th e   s ca li n g   o f   SR AM s   t u r n   o u to   b p r o g r ess iv e l y   tr o u b leso m [ 6 ] .   T h p ast  in d u s tr y   e v o l v ed   p atter n s   to   i n v e s ti g ate  t h e   b ig g er   ce l l a n d   m o r co lo r f u l   SR A M   h ar d w ar s t y le s   ar in   th s ca led   e n v ir o n m e n t s   [ 7 ] .   S o m e   o f   t h e x is t in g   ar ch itect u r es o f   S R A ce l l a r e   6 T ,   7 T ,   8 T ,   9 T ,   1 0 T   [ 1 ] ,   [ 3 ] ,   1 1 T   [ 5 ]   an d   1 3 T   [ 6 ] .   T h 6 T -   SR AM   ce ll  s u f f er s   f r o m   r ea d / w r ite  ac ce s s   d is tr ib u tio n ,   s ca lin g ,   s o f er r o r s   an d   s tab ilit y   o f   t h ce ll  d i m in i s h es  at  lo w - v o lta g e.   T h d is ad v an tag e s   o f   t h ex is tin g   8 T ,   9 T ,   1 0 T   an d   1 3 T   SR A m e m o r y   c el ls   ar e;   i)   I r eq u ir es  m o r th a n   1 - w o r d   li n ( W L )   an d   2 - b it  li n es  ( B L s )   f o r   an   o p er atio n   o f   th ce ll.  Mo r n u m b er   o f   W L s   an d   B L s   r eq u ir ed   f o r   r ea d / w r ite  o p er atio n s   o f   th ce l lead s   to   th in cr ea s ed   in ter n al  w ir i n g   c ap ac ita n ce   a n d   r esis ta n ce .   T h p er f o r m an ce   o f   t h ce ll  is   d eg r ad ed   w ith   i n cr ea s ed   p r o p ag atio n   d ela y .   ii)  I n cr ea s ed   ce ll  ar ea .     iii)   C o n ti n u o u s   s w itc h i n g   tr an s itio n s   d u r i n g   h i g h - to - lo w   a n d   lo w - to - h i g h   o f   t h p u ll - u p   n et w o r k   ( P UN)   an d   th p u ll - d o w n   n et w o r k   ( P DN)   g iv es  r is to   ch ar g i n g   a n d   d is ch a r g i n g   o f   t h lo ad   ca p ac itan ce   ( C L )   lead   to   d y n a m ic  p o w er   d is s ip atio n .   I n   th i s   p ap er ,   w p r esen f o u r   SR A ce lls   i m p r o v in g   b o th   r ea d / w r ite  ac ce s s   d is tr ib u ti o n   an d   ce ll   s tab ilit y   at  lo w - v o ltag e   b ased   o n   h ig h - p er f o r m a n ce   i n v er te r s .   T h o r g an izatio n   o f   t h p ap er   is   as  f o llo w s :   Fo u r   SR AM   ce ll  co n f ig u r atio n s   b ased   o n   p r o p o s ed   in v er ter   s tr u ctu r e s ,   ai m ed   f o r   les s   e n er g y   co n s u m p tio n   u s i n g   v o lta g d iv id er   b ias  c u r r en s i n k /s o u r ce   i n v er ter   an d   NOR/ N AND  g a te  u s i n g   P s e u d o - n MO i n v er ter   ex p lain ed   i n   s ec tio n   2   r eq u ir 1 - w o r d   li n an d   2 - b it - li n es   d u r in g   r ea d / w r ite  o p er atio n s   as  6 T - SR A ce ll .   Si m u latio n   r es u lt s   a n d   t h eir   c o m p ar is o n   ar p r ese n ted   i n   s ec tio n   3 ,   w h ich   d eter m i n es   t h r ea d / w r ite  ac ce s s   ti m e,   en er g y   a n d   s tab ilit y   o f   t h ce ll a t lo w - v o lta g e.   Sectio n   4   en d ed   u p   w i t h   co n clu s io n .       2.   P RO P O SE I NV E R T E S T RUC T UR E S F O 6 T - SRA M   CE L L   2 . 1 .      SRA M   ce ll us ing   NO g a t w it h r esp ec t   t o   a   ps eud o - n M O S inv er t er   ( NO R - 8 T )   T h I n   co n v en tio n a l,  SR A ce ll  is   d esig n ed   b y   t w o   p ass   tr an s is to r s   an d   f lip - f lo p   f o r m ed   b y   t w o   cr o s s - co u p led   i n v er ter s   [ 8 ] .   f lip - f lo p   is   d esi g n ed   f o r   as  s h o w n   in   F ig u r 1   u s i n g   NOR  g ate  w it h   r esp ec to   p s eu d o -   n M OS  i n v er ter   r eq u i r 8   tr an s is to r s   to   b u ild   1 - b it  SR A ce ll.  T r an s is to r s   M1 ,   M5 ,   M6   an d   M2 ,   M7 ,   M8   f o r m   t w o   cr o s s - co u p led   p s eu d o - n MO i n v er ter s   u s in g   NO R   g ate  as  f lip - f lo p .   T h P DN  is   i m p le m en ted   w it h   NO R   g ate   u s i n g   n MO S   lo g ic.   T h P UN  is   p MO tr a n s i s to r .   T h g at ter m i n al   is   al w a y s   co n n ec ted   to   t h g r o u n d   s o   th at  t h p MO tr an s is to r   is   al w a y s   in   ON  [ 9 ]   s ta te.   M1 ,   M2   ar th lo ad   tr an s i s to r s   a n d   M5 ,   M6 ,   M7 ,   M8   ar th e   s to r ag e   tr an s i s to r s ,   r esp ec tiv el y .   M3 ,   M4   ar t wo   ac ce s s   tr an s is to r s   co n tr o lled   b y   th e   w o r d - li n s i g n al.   T h e y   ar co n n ec ted   to   t h co m p le m e n tar y   b it - lin e s   B L   an d    ̅ ̅ ̅ ̅ ,   an d   f lip - f lo p   w h ic h   ac ts   as a   tr a n s m is s i o n   g ate.         Fig u r 1 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   P r o p o s ed   SR AM   ce ll u s in g   NOR g ate  w i th   r esp ec t to     p s eu d o - n M OS i n v er ter       T h an ticip ated   o p er atio n   o f   th m e m o r y   ce ll  is   a s   f o llo w s :   A   p ar tic u lar   m e m o r y   ce ll  is   s elec ted   b y   en ab lin g   t h W L   =   1   t h r o u g h   tr an s i s to r s   M3   a n d   M4   to   p er f o r m   r ea d / w r ite  o p er atio n s .   T h in f o r m atio n   b i t   is to   b co m p o s ed   an d   g et  ex ch a n g ed   to   th B L ,   w h ile  its   co m p le m en r ep r esen t s    ̅ ̅ ̅ ̅   .   Fo r   ex am p le,   if   d atalo g ic  1   is   w r it ten   to   th B L   =   1 ,   its   co m p le m e n g o es  t o   th  ̅ ̅ ̅ ̅ = 0 .   T h d ata   w ill  b tr an s f er r ed   an d   w g et  lo g ic  1   at  n o d A   a n d   lo g ic  0   at  n o d B ,   r esp ec tiv el y .   T h d ata  w o u ld   b s a m a n d   ch an g es  o n l y   w it h   an o th er   w r ite  o p er atio n .   T h r ea d   o p e r atio n   tak es  p lace ,   w h en e v er   th m e m o r y   ce ll   is   d ir ec ted   b y   en ab li n g   th WL   =   1 .   A s s u m e   lo g ic   1   i s   s to r ed   at   n o d A ,   a n d   i ts   co m p le m e n t   lo g ic   0   is   s to r ed   at  n o d B .   T h cu r r en t   f lo w s   f r o m VDD,   w h ic h   i n   t u r n s   c h ar g e s   B L ,   v ia   M2   an d   M 4 .   A t h s a m ti m e,    ̅ ̅ ̅ ̅   d is ch ar g es  to   t h g r o u n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 6 0 6   -   1 6 1 9   1608   ter m i n al,   v ia  M3   an d   M5 .   T h s to r ed   co n ten is   r ea d   f r o m   th m e m o r y   ce ll  at  th o u tp u t.  A   s m all  v o ltag e   d if f er e n ce ap p ea r s   at  t h d i f f er en tial  p air   o f   b it - lin e s ,   w h er B L   >  ̅ ̅ ̅ ̅ .   T h h o ld   o p er ati o n   tak e s   p lace ,   w h e n ev er   t h W L   =   0   is   d is ab led   [ 8 ] .   I n s tead   o f   u s i n g   n MO in v er t er   lo g ic  to   b u ild   a   NA ND/N O R   g ate,   p r ef er r ed   C MO lo g ic .   B ec au s e   th d r a w b ac k s   o f   n MO in v er ter   ar e;  i)   w h e n   V in   =   lo g ic  1 ,   th cir cu it  d is s ip ates  m o r a m o u n o f   p o w er   d u e   to   s h o r t - cir c u i f r o m   VDD  to   GND.   ii)  w h en   V in   =   lo g ic  0 ,   Vo u ca n n o r ea c h   th V D ( lo g ic  1 )   d u to   th r es h o ld   v o ltag d r o p   ac r o s s   th lo ad   tr an s is to r .   iii)  T h l o ad   tr an s is to r   is   in itia ll y   n o n - s at u r ated   an d   lo w   r esis ta n ce   is   p r esen th r o u g h   th ca p ac itiv lo ad s   ( ch ar g e)   d u r in g   s w itc h i n g   o f   o u tp u f r o m   1   to   0 ,   r eq u ir e   m o r p r o p a g atio n   d ela y .   T h ad v an ta g es  o f   p ar allel  co n n ec t ed   d ev ices  ar e;  i)   Min i m izatio n   o f   ce ll  ar ea   tak es   p lace   u s in g   E u ler - p ath   ap p r o ac h   d u to   th p ar allel  co n n e ctio n   o f   s to r ag d ev ice s   in   wh ich   t h tr an s is to r s   s o u r ce   an d   d r ain   ter m i n als  ar tied   to g eth er .   ii)   E ac h   an d   e v er y   tr a n s i s to r   is   co n n ec ted   p ar allel  to   th cir c u it   g ets   th e   s a m a m o u n o f   v o lt ag e.   He n ce ,   d is co n n ec ti n g   o r   co n n ec ti n g   t h n e w   d ev ices  with o u t   a f f ec t in g   t h o p er atio n   o f   o th er   d ev ices.  iii )   T h cu r r en is   en ab led   to   p ass   t h r o u g h   t h cir cu it  if   a n y   f au l o cc u r s   i n   th e   cir cu it  t h r o u g h   a n y   o f   t h p at h s .   I f   t h er is   an y   f a u lt   o cc u r r e d   in   th e   g iv e n   cir c u it,  th e   cu r r en i s   a u to m atica ll y   p ass ed   th r o u g h   th c ir cu it  in   d if f er e n p at h s .   i v )   T h w id th   o f   s i n g le  tr an s is to r   is   in cr ea s ed ,   in v er s e l y   p r o p o r t io n al  to   th d elay .   B y   th is   p ar allel  co n n ec tio n   p r o p o s ed   d elay   o f   NO R - 8 T   SR A ce ll  i s   r ed u ce d   s ig n i f ica n tl y   e x p r ess ed   as   eq n .   4 .   v )   I n   d etail,   tr an s is to r s   ( M5 ,   M6 ,   M7   an d   M8 )   h av e   id en t i ca l c h a n n el  le n g th   co n n ec ted   i n   p ar allel,   w h ic h   i s   eq u i v ale n to   s i n g le   tr an s i s to r   o f   c h an n el  w id t h ,   eq u al  t o   th s u m   o f   w id t h s   o f   th tr an s is to r s   ( M5 ,   M6 ,   M 7 ,   an d   M8 )   [ 9 ] .   I f   th s ize  o f   th tr a n s i s to r s   is   s m al l,  m e m o r y   s ize  w o u ld   b r ed u ce d   b y   f ac to r   o f   2 ,   w h ic h   h elp s   to   d esig n   th h i g h   p ac k i n g   d en s i t y   o f   SR A ar r a y .   T h a s p ec r atio   o f   MO SF E T   d ev ice  p la y s   s i g n if ica n r o le   in   t h d esi g n   m etr ics   o f   th S R A ce ll.   T h p o w er   d is s ip at io n ,   ac ce s s   ti m e,   s tab ilit y   o f   t h ce ll   an d   ar ea   ar in ter li n k ed   w it h   th w id t h   o f   t h tr an s is to r s   alo n g   w it h   th u n d er l y i n g   s ca li n g   co n ce r n s .   I n   th p s eu d o - n MO S   in v er ter ,   th b eta  r atio   af f ec ts   th p er f o r m a n ce   o f   th ce ll.  W h av to   u s w ea k   s ta tic  lo ad   as  P UN  an d   s tr o n g   P DN  as   co m p r o m is e   b et w ee n   n o is e   m ar g i n   a n d   p er f o r m an ce .   Hen ce ,   r at io ed   cir cu its   in f l u e n ce s   tr an s f er   c h ar ac ter is tic s   [ 1 0 ]   an d   t h s tr en g th   o f   t h P DN  to   th e   P UN  r atio s .   T o   attain   b et ter   p er f o r m an ce   o f   th ce ll,  th a s p ec t r atio   o f   th tr an s i s to r s   [ 1 1 ]   is   co n tr o lled   b y     2 1 W W n p   ( 1 )     W h er W p   an d   W n   a r th w id t h s   o f   t h p MO an d   n MO tr an s i s to r s .   I m p le m e n ta tio n   o f   an y   B o o lean   f u n ct io n   w i th   r esp ec to   P s eu d o - n MO i n v er ter   r eq u ir es  a n   N+ 1   n u m b er   o f   tr a n s i s to r s w h er ea s   a   2 n u m b er   o f   tr an s is to r s   ar r eq u ir ed   f o r   co n v en tio n al  C MO lo g ic  ( d en o tes  th n u m b er   o f   in p u ts ) .   I m p le m e n tatio n   o f   d ig ita cir cu its   u s i n g   C MO lo g ic  s t y le  w o u ld   af f ec t h o u tp u t   C L   o f   t h cir cu it.   Fo r   s ettled   VDD  an d   f r eq u en c y ,   r ed u ctio n   o f   d y n a m ic   p o w er   r eq u ir es  m in i m izatio n   o f   C L ,   w h ic h   i s   ev alu a ted   b y   r ed u c in g   [ 1 1 ]   th ar ea   o f   th ce ll a s     L n W n L p W p A                 ( 2 )     W h er L p   a n d   L n   ar th le n g th s   o f   t h p MO a n d   n MO S   tr an s i s to r s .   T h ca p ac itan ce   d ep en d s   o n   th n u m b er   o f   tr an s i s to r s   r eq u ir ed   f o r   im p le m e n tatio n   o f   B o o lean   ex p r ess io n   an d   th co n tin u o u s   s w itc h i n g   o f   th tr an s is to r s .   Fo r   ea ch   o f   t h tr an s itio n ,   t h d y n a m ic  p o w er   d is s ip atio n   [ 1 2 ]   is   g iv e n   b y     f α V 2 DD C L p D y n a m i c               ( 3 )     W h er α   i s   t h s w i tch i n g   f r eq u en c y ,   VD is   th s u p p l y   v o l tag e,   C L   is   t h lo ad   ca p ac itan ce   an d   f   i s   th o p er atin g   f r eq u e n c y .   T h t r an s i s to r s   M1   a n d   M2   o f   t h P UN  ar as  s h o w n   in   Fi g u r 1   a l w a y s   i n   ON   s tate.   T h s w itch in g   tr a n s it io n   o f   t h P UN  is   f o u n d   to   b e   r ed u ce d .   T h u s ,   t h C L   o f   th c ir cu it   i s   m in i m ized ,   w h ic h   in   tu r n   r es u lts   f o r   r ed u ctio n   o f   d y n a m ic  p o w er .     2 . 2    SRA M   ce ll us ing   NAND   g a t w it h r esp ec t   t o   a   ps eudo - nM O S inv er t er   ( NAND - 8 T )   T h i m p le m en ta tio n   ( s ec tio n   2 . 1 )   o f   SR A M   ce ll s   f lip - f lo p   u s i n g   NO R   g ate   is   r ep lac ed   w ith   N A ND   g ate.   T h d esig n   as  s h o w n   in   Fig u r 2   o f   1 - b it  SR A ce ll   b y   N A ND  g a te  u s i n g   th P s eu d o - n MO in v er ter   in v o l v es  8   tr an s is to r s .   I n   t h i s   cir cu it,  M1 ,   M5 ,   M6   an d   M 2 ,   M7 ,   M 8   co n s titu te  t w o   cr o s s - co u p led   p s eu d o - n MO in v er ter s   u s i n g   N A ND   g ate,   ac as  a   f l ip - f lo p .   T h PDN  is   t h N AND  g a te  i m p le m en tatio n   u s in g   t h e   n MO lo g ic.   T h P UN  is   p MO tr an s i s to r ,   in   w h ic h   th g ate  ter m i n al  is   co n n ec ted   to   th g r o u n d ,   s u ch   t h at  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     E n erg o p timiz a tio n   o 6 t S R A M c ell  u s in g   lo w - vo lta g a n d   h ig h - p erfo r ma n ce …( M.  Ma d h u s u d h a n   R ed d y   )   1609   th p MO tr an s is to r   is   al w a y s   in   ON  [ 9 ]   s tate.   M1 ,   M2   ar th lo ad   tr an s is to r s   a n d   M5 ,   M6 ,   M7 ,   an d   M 8   r ep r esen th e   s to r ag e   tr an s is to r s ,   r esp ec tiv el y .   M3 ,   M4   ar th t w o   ac ce s s   tr a n s i s to r s   co n tr o lled   b y   t h W L   s ig n al,   co n n ec ted   to   th co m p l e m en tar y   b it - li n es B L   a n d    ̅ ̅ ̅ ̅ ,   an d   f lip - f lo p   ac t a s   tr an s m is s i o n   g ate.           Fig u r 2 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   p r o p o s ed   SR A ce ll u s i n g   NA N g ate  w i th   r es p ec t     to   p s eu d o - n MO S i n v er ter       T h r ea d / w r ite  o p er atio n   o f   t h ce ll  ta k es   p lace   w h en e v er   t h W L   1   i s   e n ab led .   T h o p er a tio n   o f   th m e m o r y   ce ll   is   a s   f o llo w s T h d ata  w o u ld   b co m p o s ed   an d   g et  e x ch a n g ed   to   th B L ,   as   it s   co m p le m e n t w o u ld   b  ̅ ̅ ̅ ̅   .   Fo r   ex a m p le,   i f   d ata  lo g ic  0   is   wr itten   as  B L   0 ,   its   co m p le m en g o es  to   t h e      ̅ ̅ ̅ ̅ 1 .   A   p ar ticu lar   m e m o r y   c ell  is   s elec ted   b y   en ab li n g   th W L   1 ,   th r o u g h   tr a n s i s to r s   M3   an d   M4 .   T h d ata  w o u ld   b tr a n s f er r ed   an d   lo g ic  0   at   n o d A   a n d   lo g ic  1   at  n o d B ,   r esp ec tiv el y .   T h d ata  w o u ld   b s a m e,   w h ile  it  c h an g es  w it h   an o th er   w r ite  o p er atio n   o n l y .   T h r ea d   o p er atio n   tak es  p lace   w h en e v er   t h m e m o r y   ce ll  i s   en ab led   b y   W L   1 .   T h u s ,   lo g ic  0   is   s to r ed   at  n o d A ,   a n d   its   co m p le m en lo g ic  1   is   s to r ed   at  n o d B .   T h ec u r r en f lo w s   f r o m   VDD  c h ar g e s    ̅ ̅ ̅ ̅   v ia  M1   an d   M3 .   A t h s a m ti m e,   B L   d is ch ar g es  to   t h g r o u n d   ter m i n al  v ia  M4 ,   M7   an d   M8 .   T h s to r ed   co n ten is   r ea d   f r o m   t h m e m o r y   ce ll  at  t h o u tp u t.  A   s m al l   v o ltag ed i f f er en ce   ap p ea r s   at  t h d if f er en tial  p air   o f   b it - li n es ,   w h er B L   <  ̅ ̅ ̅ ̅   . T h h o l d   o p er a tio n   tak e s   p lace ,   w h e n ev er   t h W L   0   is   d is ab led .   T h ad v an tag es  o f   s er ie s   co n n ec ted   d ev ices  ar e;  i)   Min i m iza tio n   o f   ce ll  ar ea   tak p lace   u s i n g   E u ler -   p ath   ap p r o ac h   b y   th e   s er ie s   c o n n ec tio n   o f   s to r ag d ev ices,  w h er tr a n s i s to r s   s o u r ce   an d   d r ain   te r m in al s   ar e   tied   to g et h er .   ii)  T h w id th   o f   th s i n g le   tr an s is to r   i s   d ec r ea s ed ,   w h ic h   i s   d ir ec tl y   p r o p o r ti o n al  to   t h p o w e r   d is s ip atio n   o f   t h N A ND - 8 T   SR A ce l as  i n   eq n .   8 .   iii)  T h tr an s is to r s   M5 ,   M6 ,   M7   an d   M8   co n n ec ted   i n   s er ies  h a v in g   id en t ical  ch a n n el  len g t h   ( L   0 . 0 2 2 µm )   is   eq u iv ale n to   s in g le  tr an s i s to r   o f   ch an n el  w id t h   eq u al  to   t h r ec ip r o ca o f   t h s u m   o f   t h r ec ip r o ca o f   t h w id t h s   o f   t h tr an s is to r s .   i v )   T h s a m a m o u n t   o f   cu r r en f lo w s   i n   s er ies co n n e cted   tr an s is to r s ,   w h ic h   co u ld   n o t e as il y   o v er h ea t th cir c u it.   I n   th e   ex is ti n g   S R A ce l ls   i.e . ,   8 T ,   9 T ,   1 0 T   an d   1 3 T ,   th n u m b er   o f   d ata  a n d   w o r d   lin e s   r eq u ir ed   to   d esig n   t h ce ll a r g r ea ter   th a n   o r   eq u al  to   4 .   T h n u m b er   o f   l in es ( B L s   W L s )   r eq u ir ed   as  s h o w n   i n   Fi g u r 2   to   d esig n   th e   ce ll  i s   3 .   T h p er f o r m an ce   o f   t h ce ll   w o u ld   b in cr ea s ed   w it h   m i n i m ized   d ata  an d   w o r d   li n e s   s in ce   i n ter n al  w ir i n g   ca p ac ita n ce   an d   r esis ta n ce   ar r ed u ce d .   I n   th co n v en tio n al  6 T - C MO SR A ce ll,  th e   ch ar g i n g   a n d   d is ch ar g i n g   o f   a   C L   ca u s e s   co n t in u o u s   s w itc h in g   tr a n s itio n   f o r   f lip - f lo p ,   i. e. ,   VDD  to   g r o u n d   d u r in g   r ea d / w r ite  o p er atio n s .   Hen ce ,   th d y n a m ic  p o w er   d is s ip atio n   an d   d ela y   o f   th ce ll i s   in cr ea s ed   [ 8 ]   b y     V V 2 C ox V DD C L τ d e l a y th DD L W μ 2   ( 4 )     W h er C L   r ep r esen t s   th lo ad   ca p ac itan ce ,   VDD  is   th s u p p l y   v o ltag e,   µ  d en o tes  t h elec tr o n   m o b il it y ,   C o x   i s   t h o x id ca p ac itan ce ,   Vt h   is   th e   t h r esh o ld   v o ltag e   an d   W / L   d e n o tes  th e   w id t h   to   len g t h   r atio   o f   t h MO SF E T .   T o   o v er co m t h e   d ela y   p r o b le m ,   N AND  g a te  i s   d esi g n ed   f o r   u s i n g   p s e u d o - n MO S   in v er ter .   T h g ate  ter m i n al  o f   th P UN  is   co n n ec ted   to   th g r o u n d ,   th p MO tr a n s i s to r s   M1   an d   M2   ar k ep al w a y s   i n   ON   s ta te.   T h s witch i n g   tr an s itio n s   tak e   p lace   o n l y   f r o m   th e   P DN.   T h C L   i s   r ed u ce d   w it h   m i n i m ized   s w i tch in g   tr a n s i tio n s ;   it  lead s   to   r ed u ctio n   o f   d y n a m ic  p o w er   d is s ip ati o n   an d   d ela y   o f   t h ce ll .   W h en e v er   th s ize  o f t h tr a n s is to r   is   s m all,   t h ar ea   o f   t h ce ll  in   t h m e m o r y   ar r a y   w o u ld   b r ed u ce d .   T h er ef o r e,   th C L   is   m i n i m iz ed ,   w h ich   i n   t u r n   r ed u ce s   t h g ate  ar ea .   Ho w e v er ,   it  w o u ld   b d if f ic u lt  to   d r iv e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 6 0 6   -   1 6 1 9   1610   th d ata  li n es  u s in g   s m a ll  tr an s i s to r s .   T o   o v er co m t h d r iv o n   p r o b le m ,   s e n s i n g   is   ca r r ied   o u b y   a m p li f ier s   v iz. ,   co n n ec ted   to   th b it - l in e s .     2 . 3    SRA M   ce ll  us ing   v o lt a g div ider  bia s   curr ent   s in k   i nv er t er   ( Curre nt  Sin k - 1 0 T )   T y p ical  cir cu it  d iag r a m   o f   c u r r en s i n k   in v er ter   is   p r esen t ed   in   Fig u r 3 a.   T h in p u s i g n al  VI is   co n n ec ted   to   th M1   tr an s is to r ,   to   s er v as  P UN.   T h tr an s is to r   M2   ac ts   as  cu r r en s in k   lo ad   in   w h ich   t h e   g ate  ter m i n al  o f   n M OS  tr a n s i s to r   is   co n n ec ted   to   t h f i x ed   b ias  s u p p l y   v o ltag e,   w h ic h   s e r v es  a s   a   P DN.   T h n MO S tr a n s i s to r   s ee m s   to   s i n k   to w ar d s   th g r o u n d .   B y   ap p l y in g   Kir ch h o f f   Vo lta g L a w   to   th tr an s is to r   M2 ,   T h er ef o r e,   V GS   V DD   ( i.e .   lo g ic  1 ) .   T h N - ch a n n e tr an s i s to r   w o u ld   al w a y s   b in   ON  s tate .   C o m p ar to   ac tiv lo ad   in v er ter s ,   h i g h e r   v o ltag g ai n   w o u ld   b ac h ie v ed   b y   cu r r en s i n k   in v er ter   c o n f i g u r atio n .   Mo r a m o u n o f   p o w er   w o u ld   b d i s s ip ated   d u e   to   f i x ed   b ias   s u p p ly   v o ltag e   co n n ec ted   to   th e   n MO S.   T h v o lta g e   d iv id er   b ias  n et w o r k   M3 ,   M4   co n n ec ted   as  s h o w n   i n   Fi g u r 3 b   b y   r ep lacin g   th f i x ed   b ias  s u p p l y   v o ltag e .   Hen ce ,   th p o w er   d is s ip atio n   w o u ld   b r ed u ce d   b y   d iv id i n g   th n et w o r k .     V DD - V GS +0 =0                   ( 5 )         ( a)     ( b )     Fig u r 3 .   Sch e m atic  d iag r a m s   ar ( a)   cu r r en t sin k   in v er ter   ( b )   m o d if ied   cu r r en t s in k   i n v er ter ,   u s i n g   v o lta g d i v id er   b ias       Desig n   as  s h o w n   i n   Fi g u r 4   o f   1 - b it  SR A ce ll  is   u s i n g   v o ltag d iv id er   b ias  cu r r en s i n k   i n v er ter   in v o l v es  1 0   tr an s is to r s .   M1 ,   M2   ar th lo a d   tr an s is to r s   an d   M5 ,   M6 ,   M7 ,   M8 ,   M9 ,   M1 0   ar e   th s to r ag tr an s i s to r s   r esp ec ti v el y .   M3   an d   M4   r ep r e s en t   ac ce s s   tr a n s i s to r s   co n tr o lled   b y   t h W L   s i g n al.   T h e y   ar e   co n n ec ted   to   th ec o m p le m e n ta r y   b it  lin e s   B L   an d    ̅ ̅ ̅ ̅   ,   an d   f lip - f lo p ,   w h ic h   in   tu r n   ac ts   as   tr an s m is s io n   g ate.   Her e,   tr an s is to r s   M1 ,   M5 ,   M6 ,   M7   an d   M2 ,   M 8 ,   M9 ,   M1 0   co n s titu te  t w o   cr o s s - co u p led   in v er ter   co n f i g u r atio n s   to   f o r m   f lip - f lo p ,   u s in g   a   v o lta g d i v id er   b ias  cu r r en s i n k   i n v er ter .   T h r ea d / w r ite  o p er atio n   o f   t h m e m o r y   ce ll  tak e s   p lace   b y   e n ab lin g   t h W L   =   1 ,   w h ile   W L   =   0   b ein g   t h h o ld   o p er atio n .   T h co m p le m en tar y   b itli n es  B L   an d  ̅ ̅ ̅ ̅   ac as  in p u f o r   w r it o p er atio n   an d   o u tp u f o r   th e   r ea d   o p er atio n s .   T h o p e r atio n   o f   th m e m o r y   ce ll  is   as  f o llo w s T h d ata  t o   b c o m p o s ed   w o u ld   b ex ch an g ed   to   th B L .   I ts   co m p le m e n w o u ld g o   to   th e  ̅ ̅ ̅ ̅   .   Fo r   ex a m p le,   if   d ata  lo g ic  1   is   w r itten   to   th B L   1 ,   its   co m p le m e n g o es   to   th  ̅ ̅ ̅ ̅   0 .   A   p ar ticu lar   m e m o r y   ce ll  is   s elec ted   b y   e n ab lin g   th W L   =   1   th r o u g h   tr a n s i s t o r s   M3   an d   M4 .   T h d ata  w o u ld   b tr an s f er r ed .   T h u s ,   lo g ic  1   w o u ld   b r ec eiv ed   at  n o d A   a n d   lo g ic  0   at  n o d B ,   r esp ec tiv el y .   T h d ata   w o u ld   b s a m an d   ch an g es  w it h   an o t h er   w r ite  o p er atio n   o n l y .   W h en   W L   1 ,   th r ea d   o p er atio n   tak es  p lac e.   T h b it -   lin es  g e p r ec h ar g ed   to   an   eq u alize d   p o ten tial  b ef o r th r ea d   o p e r atio n .   I f   lo g ic  1   is   s to r ed   at  n o d A ,   an d   it s   co m p le m en lo g ic  0   is   s to r ed   at  n o d B ,   th cu r r en f lo w s   f r o m   VDD  ch ar g B L   v ia   M2   an d   M4 .   A th s a m eti m e ,    ̅ ̅ ̅ ̅   d is ch ar g e s   to   th g r o u n d   ter m in a v ia  M3   an d   M5 .   T h s to r ed   c o n ten is   r ea d   f r o m   t h m e m o r y   ce l at  th o u tp u u s in g   b it - li n e s .   A   s m all  v o lta g d i f f er e n ce   ap p ea r s   at  t h d i f f er en tia l   p air   o f   b it - lin e s ,   w h er B L >  ̅ ̅ ̅ ̅   .   I n   th o p er atio n   o f   t h S R A M   c ell,   th s ize  o f   th tr a n s i s to r   p lay s   an   i m p o r tan r o le.   A s   t h s ize  o f   th tr an s is to r s   is   m a in ta in ed   i n   s i m ilar   m an n er ,   th f ab r i ca tio n   co s w o u ld   b r ed u ce d .   A lo n g   w ith   w a f er   co s g ate   ar ea   Ag ,   t h g ate  c ap ac itan ce   p er   u n it   ar ea   C o   a n d   g a te  ca p ac itan ce   C g   w o u l d   b r ed u ce d   w i t h   m i n i m u m   s ized   tr an s is to r s .   W h en e v er   th r ea d / w r ite  o p er atio n s   tak p lace ,   th s w i tch i n g   tr an s itio n s ,   ( 0 →1 ,   1 →0 )   o f   th lo ad   tr an s i s to r s   w o u ld   o cc u r .   T h s to r a g tr an s i s to r s   w o u ld   b al w a y s   in   ON  s tate  a s   t h e y   ar co n n ec ted   to   th V DD.   T h s w itc h in g   tr a n s it io n s   ar n o r eq u ir ed   in   th P DN.   T h en er g y   co n s u m p t io n   o f   th p r o p o s ed   SR A M   ce ll  u s in g   v o ltag e   d iv id er   b ias   cu r r e n t   s i n k   in v er ter   w o u ld   b d ec r ea s ed   w it h   r ed u ce d   s w itc h in g   tr an s itio n s   f r o m   VD to   g r o u n d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     E n erg o p timiz a tio n   o 6 t S R A M c ell  u s in g   lo w - vo lta g a n d   h ig h - p erfo r ma n ce …( M.  Ma d h u s u d h a n   R ed d y   )   1611       Fig u r 4 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   p r o p o s ed   SR A ce ll u s i n g   v o ltag d i v id er   b ias cu r r en t s i n k i n v er ter       2 . 4 .      SRA M ce ll  us ing   v o lt a g div ider  bia s   curr ent   s o urce   inv er t er   ( Curre ntSo urce - 1 0 T )   I n   th cir c u it  d ia g r a m   a s   s h o wn   i n   Fi g u r 5 a   o f   c u r r en s o u r ce   in v er ter ,   t h P UN  r ep r es en ts   cu r r en s o u r ce   lo ad   in   w h ic h   th g a te   ter m in al  o f   p MO tr an s is t o r   is   co n n ec ted   to   th s o u r ce   ter m i n al.   T h in p u s ig n al  VI is   co n n ec ted   to   th n MO tr an s is to r ,   w h ic h   s er v es  as  P DN.   T h p MO tr an s i s to r   w o u ld   s in k   to w ar d s   t h s o u r ce   ter m in al.   B y   ap p l y in g   Kir c h h o f f   Vo ltag L a w   to   th tr a n s i s to r   M1 ,     V DD - V GS - V DD =0                   ( 6 )           Fig u r 5 .   Sch e m atic  d iag r a m s   ar ( a)   cu r r en t so u r ce   in v er ter   ( b )   m o d if ied   cu r r en t so u r ce   i n v er ter ,   u s i n g   v o lta g d iv id er   b ias       T h er ef o r e,   VGS  0   i.e .   lo g ic  0 .   T h p MO tr a n s i s to r   w o u ld   al w a y s   b i n   ON  s ta te.   C o m p ar ed   to   ac tiv lo ad   i n v er ter s ,   h i g h er   v o ltag e   g ai n   i s   ac h ie v ed   b y   cu r r en s o u r ce   i n v er ter .   Mo r e   a m o u n o f   p o w er   w o u ld   b d is s ip ated   d u to   f ix ed   b ias  s u p p l y   v o lta g co n n ec ted   to   th p MO S.  T h v o ltag d iv id er   b ias   ne t w o r k   is   co n n ec ted   b y   r ep lacin g   t h f i x ed   b ias  s u p p l y   v o ltag e.   T h u s ,   th e   p o w er   d is s ip atio n   w o u ld   b e   r ed u ce d   b y   d iv id i n g   as s h o w n   in   Fi g u r 5 b   th n et w o r k .   T o   d esig n   a s   s h o w n   i n   Fi g u r 6   1 - b it  S R A ce ll,  w it h   v o lta g d iv id er   b ias  c u r r e n s o u r ce   in v er ter   co n f i g u r atio n ,   1 0   tr an s is to r s   ar r eq u ir ed .   M1 ,   M2 ,   M7 ,   M8 ,   M9 ,   M1 0   r ep r esen ts   lo ad   tr an s i s to r s   a n d   M5 ,   M6   r e p r esen ts   s to r ag tr a n s i s to r s ,   r esp ec tiv el y .   M3   an d   M4   ar tw o   ac ce s s   tr an s is to r s   co n tr o lled   b y   t h WL   s i g n al.   T h e y   ar co n n ec ted   to   th co m p le m e n t ar y   b i lin es  ( B L   an d    ̅ ̅ ̅ ̅ )   an d   f lip - f lo p   ac ts   as  tr an s m is s io n   g ate.   Her e,   tr an s i s to r s   M1 ,   M5 ,   M7 ,   M 8   an d   M 2 ,   M6 ,   M9 ,   M1 0   ar tw o   cr o s s - co u p led   in v er ter s   to   g en er ate  f lip - f lo p   u s in g   v o ltag d i v id er   b ias  cu r r en s o u r ce   in v er ter   co n f ig u r ati o n .   T h r ea d /w r it e   o p er atio n   o f   t h m e m o r y   ce ll  o cc u r s   b y   e n ab lin g   t h W L   1 .   W L   =   0 ,   h o ld   o p er atio n   tak e s   p lace .   T h co m p le m en tar y   b it - li n es  B L   an d    ̅ ̅ ̅ ̅ ac as  i n p u f o r   w r it o p er atio n   an d   o u tp u t   f o r   t h e   r ea d   o p er atio n ,   r esp ec tiv el y .   T h o p er atio n   o f   m e m o r y   ce ll  is   as  f o llo w s T h d ata  to   b co m p o s ed   w o u ld   g et  e x ch a n g ed   to   t h e   B L   an d   its   co m p le m en to   th e    ̅ ̅ ̅ ̅ .   Fo r   ex am p le,   if   d ata  lo g ic  0   is   w r itte n   to   th B L   0 ,   its   co m p le m e n g o es   to   th  ̅ ̅ ̅ ̅   1 .   A   p ar ticu lar   m e m o r y   ce ll  is   s elec ted   b y   en ab li n g   th W L   1 ,   th r o u g h   tr a n s i s to r s   M3   an d   M4 .   T h d ata  w o u ld   b tr an s f er r ed ,   o cc u r s   lo g ic  0   at  n o d A a n d   lo g ic  1   at  n o d B ,   r esp ec tiv el y .   T h d ata  w o u ld   b s am a n d   ch an g es  w it h   a n o th er   w r ite  o p er atio n   o n l y .   W h en   W L   1 ,   th r ea d   o p e r atio n   tak es  p lace .   T h b it - lin es  g et  p r ec h ar g ed   t o   an   eq u alize d   p o ten tial  b ef o r th r ea d   o p er ati o n .   I f   lo g ic  0   is   s to r ed   at  n o d A ,   an d   co m p le m e n lo g ic  1   at  n o d B ,   th cu r r en f lo w s   f r o m   V DD   to    ̅ ̅ ̅ ̅ b y   ch ar g i n g   t h r o u g h   M1   an d   M3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 6 0 6   -   1 6 1 9   1612   Si m u lta n eo u s l y ,   B L   d is c h ar g e s   to   th e   g r o u n d   ter m in a v ia  M4   an d   M6 .   T h s to r ed   co n ten w o u ld   b r ea d   o u f r o m   t h m e m o r y   ce ll  a t h o u tp u u s in g   b it - li n es.  s m all  v o ltag d i f f er en ce   ap p ea r s   at  t h d if f er e n tial  p ai r   o f   b it - li n es,  w h er B L   <  ̅ ̅ ̅ ̅           Fig u r 6 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   p r o p o s ed   SR A ce ll u s i n g   v o ltag d i v i d er   b ias cu r r en t so u r ce in v er ter       Nee d   o f   cu r r en s o u r ce /s i n k   in v er ter   s tr u ctu r e s   ar e;  i)   th c u r r en s i n k   a n d   cu r r en s o u r c in v er ter s   ar u s ed   to   co n tr o l   th f lo w   o f   d ir ec cu r r en in   t h lo ad .   I allo w s   h ig h   n o is m ar g i n   w it h   f ast  s w itc h in g .   ii)  I n   6 T - SR A ce ll,  cu r r en s o u r ce   p u ll - u p   lo ad   is   r ep lace d   in s tead   o f   p MO d ev ice   ac t s   as  lo ad   as  s h o wn   in   Fi g u r e   5 ( a) .   iii)  C o m p ar ed   to   ac tiv lo ad   in v er ter s ,   h i g h   v o ltag g ai n   is   ac h ie v ed   b y   cu r r en s o u r ce / s in k   in v er ter s .   iv )   Si m ilar   to   ac tiv e - r esi s to r   lo ad   in v er ter ,   lar g s i g n al  v o ltag tr an s f er   ch ar ac ter is tics   ( VT C )   cu r v i s   o b tain ed .   As  th e   s i ze   o f   t h tr an s is to r s   is   s m a ll ,   th g ate  ar ea   an d   g ate  ca p ac itan ce   w o u ld   b m i n i m ized   s i n ce   th e y   ar d ir ec tl y   p r o p o r tio n al  to   tr a n s i s t o r s   asp ec t   r atio .   MO S FET s ,   w it h   s i m ilar   s izes,   w o u ld   r ed u ce   th s ilico n   w af er   co s d u r in g   t h f ab r icatio n .   A s   t h cu r r en s o u r ce   lo ad   is   al w a y s   i n   th O N   s tate,   t h s w itc h i n g   ac ti v it y   o f   th e   P UN  is   r ed u ce d .   T h m aj o r   ad v an ta g i s   t h at  d u r in g   s witch i n g   t h r o u g h   C L ,   tr an s itio n s   w o u ld   b r ed u ce d   d u to   th r ed u ce d   s w itc h i n g   tr an s it io n s   o f   th P UN.   Hen ce ,   t h m in i m izat io n   o f   en er g y   co n s u m p tio n   i s   ac h ie v ed .       3.   SI M UL AT I O R E S UL T ANDC O M P ARIS O NS   Th p r o p o s ed   SR A ce l ls   b a s ed   o n   in v er ter   s tr u ctu r e s   an d   th s ta n d ar d   6 T ,   C o n v .   8 T   a n d   ST - 1 1 T   ar s i m u lated   u s in g   t h m e n to r   g r ap h ics  w i th   2 2 - n m   t ec h n o lo g y .   T h s i m u la tio n s   in v o l v t h ti m i ng  w a v e f o r m   u s in g   t h p r o p o s e d   as  s h o w n   in   F ig u r 7   in v e r ter   s tr u ctu r es  o f   1 - b it  S R AM   ce ll.  T h X - ax i s   r ep r esen ts   ti m ( n a n o s ec )   an d   Y - ax is   as  v o ltag ( m illi v o lts ) .   T h p e r f o r m a n ce   o f   t h S R A m e m o r y   ce ll  is   f u r t h er   i m p r o v ed   b y   t h C M OS  s ca li n g   tec h n o lo g ies.  As  t h tech n o lo g y   s h r in k s   d o w n ,   t h d is ta n ce   tr av eled   b y   t h elec t r o n   b et w ee n   th s o u r ce   an d   d r ain   o f   th MO SF E T   is   r ed u ce d .   T h len g t h   o f   th MO SF E T   is   d ir ec tl y   p r o p o r tio n al  to   th d el a y ,   an d   p o w er   ca n   b ex p r es s e d   [ 1 2 ]   as     ) V V ( 2 V DD L 2 t p t DD μ   ( 7 )     f WL f p V 2 DD C ox V 2 DD C   L   ( 8 )     W h er V DD   is   t h s u p p l y   v o l tag e,   α   is   t h s w itc h i n g   f ac to r ,   V is   th t h r esh o ld   v o lta g e,   f   is   th o p er atin g   f r eq u en c y ,   W   is   th e   w id t h   o f   t h tr a n s i s to r   an d   L   is   t h c h an n el  le n g t h   o f   t h tr a n s i s to r .   Fo r   d if f er e n C MO S   tech n o lo g ies,  t h est i m ated   P dynam i an d   en er g y   co n s u m p tio n   s ee m   to   b m i n i m i ze d   u s i n g   p r o p o s ed   SR A M   ce lls   as s h o w n   i n   T ab le  1 .   T h s w itch in g   o r   d y n a m ic  p o w er   d is s ip atio n   o f   C MO lo g ic  cir c u it  i s   d ef in ed   a s   t h ch ar g in g   a n d   d is ch ar g i n g   o f   th o u tp u n o d ca p ac itan ce   ex p r ess ed   as  ( 8 ) .   T h s w i tch i n g   f ac to r   ( α )   d ep en d s   o n   th n u m b er   o f   in p u ts .   I f   t h n u m b er   o f   i n p u t s   i n cr ea s es,  t h o u tp u tr an s it io n   p r o b ab ilit y   d ec r ea s es ,   lead s   to   d y n a m ic   p o w er   co n s u m p tio n .   C o m p ar is o n   o f   d y n a m ic  cir cu it  f a m ili es  ( α   1 ) ,   w ith   s tatic  C MO lo g ic  s t y le s   ( α   i s   clo s er   to   0 . 1 )   in v ar iab l y   r eq u ir es  less   s w i t ch in g   f ac to r .   T h 1 - b it  SR A ce ll  d esi g n ed   f o r   u s i n g p r o p o s ed   in v er ter   s tr u ct u r es  r eq u ir 2 - i n p u t s   to   f o r m   s i n g le  i n v er t er   w h er ea s   t h s ta n d ar d   6 T - C MO SR AM   ce ll   r eq u ir 1 - in p u t.  T h Nan d /No r - 8 T   an d   C u r r en s i n k /s o u r ce - 1 0 T   SR A ce lls   r eq u ir lo w   s w itc h in g   f ac to r   o f   α   0 . 1 8 7 5   in   co m p ar is o n   w it h   6 T ,   8 T - SR A ce ll s ,   w it h   α   0 . 2 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     E n erg o p timiz a tio n   o 6 t S R A M c ell  u s in g   lo w - vo lta g a n d   h ig h - p erfo r ma n ce …( M.  Ma d h u s u d h a n   R ed d y   )   1613         Fig u r 7 .   Sti m u lated   ti m i n g   wav ef o r m   o f   t h 1 - b it S R A ce ll u s i n g   p r o p o s ed   in v er ter   s tr u ctu r es       T ab le 1 .   P o w er   an d   e n er g y   o f   d if f er e n t CM  O S scali n g   tech n o lo g ies f o r   v ar io u s   S R A M   ce ll s   C o mp a r i so n   o f   d i f f e r e n t   S R A M   c e l l s   D y n a mi c   p o w e r   c o n su m p t i o n   ( µ W )   a t   V DD  =   1 V   1 3 0   nm   90   nm   60   nm   45   nm   32   nm   22   nm   6T   6 . 1 2   3 . 0 8   0 . 7 4   8 . 0 2   5 . 9 0   0 3 . 8   C o n v .   8 T   6 . 1 2   3 . 0 5   1 . 7 9   7 . 6 2   3 . 0 9   0 9 . 8   ST - 11T   4 . 3 5   7 . 1 9   4 . 0 9   9 . 8 5   5 . 4 2   1 1 . 0   N A N D - 8T   3 . 7 9   9 . 7 5   7 . 3 1   4 . 4 9   0 . 9 4   0 7 . 7   NOR - 8T   3 . 7 8   9 . 3 2   6 . 2 7   4 . 1 0   0 . 2 4   0 7 . 1   C u r r e n t   S i n k - 1 0 T   7 . 3 8   4 . 5 2   2 . 4 6   8 . 6 1   5 . 3 9   0 3 . 1   C u r r e n t   S o u r c e - 10T   6 . 7 2   4 . 6 3   2 . 0 6   8 . 0 0   5 . 2 0   0 3 . 0     C o mp a r i so n   o f   d i f f e r e n t   S R A M   c e l l s   En e r g y   C o n su mp t i o n   ( f J)   o f   t h e   c e l l   a t   V DD  =   1 V   1 nm   9 0   nm   60   nm   45   nm   32   nm   22   nm   6T   0 . 7 6   0 . 3 4   0 . 1 9   0 . 1 4   0 . 0 8   0 . 0 3   C o n v .   8 T   0 . 9 2   0 . 5 5   0 . 3 1   0 . 1 8   0 . 0 9   0 . 0 5   ST - 11T   1 . 5 1   0 . 8 3   0 . 5 2   0 . 3 9   0 . 2 5   0 . 1 6   N A N D - 8T   0 . 5 3   0 . 3 5   0 . 2 0   0 . 1   0 . 0 7   0 . 0 3   NOR - 8T   0 . 5 1   0 . 2 7   0 . 1 5   0 . 0 9   0 . 0 5   0 . 0 2   C u r r e n t   S i n k -   10T   0 . 3 5   0 . 2 6   0 . 1 3   0 . 0 9   0 . 0 6   0. 03   C u r r e n t   S o u r c e -   10T   0 . 3 4   0 . 2 1   0 . 1   0 . 0 7   0 . 0 5   0 . 0 2         Du to   th e   r eq u ir e m en t   o f   t h e   s u p p l y   v o ltag e   ( V DD ) ,   a   m aj o r   p o r tio n   o f   t h e   d y n a m ic  p o wer   o cc u r s .   I n   th p r o p o s ed   SR A ce lls ,   m o r n u m b er   o f   tr a n s is to r s   is   o p er atin g   i n   th e   s atu r atio n   r eg io n .   T h p er f o r m an ce   o f   t h p r o p o s ed   SR A ce ll s   d o es  n o g et  r ed u ce d   d u to   l o w   V DD .   T o   v er if y   th e   f u n ctio n alit y ,   th s i m u latio n   o f   th p r o p o s ed   SR A ce ll s   is   ca r r ied   o u f r o m   m in i m u m   V DD   ( i.e .   0 . 5   V)   to   th 1 V.   I is   n o ticed   th at   s ig n i f ica n r ed u c tio n   o cc u r s   f o r   t h e   d y n a m ic  p o w er   r es u lts .   T h lo a d   ca p ac itan ce   C o f   th ce ll  i s   r ed u ce d   w it h   m i n i m ized   s w i tch i n g   tr an s itio n s   o f   th d ev ice  d u r i n g   h i g h - to - lo w   a n d   lo w - to - h i g h   o f   th p u ll - u p   a n d   p u l l - d o w n   n et w o r k s   ( i.e . ,   f r o m   V DD   to   g r o u n d ) ,   lead s   to   d y n a m ic  p o w er   c o n s u m p tio n .   B u t,  a   s m al l a m o u n t o f   p o w er   i s   u tili ze d   b y   u s i n g   v o lta g d iv id er   b ias cir cu it  in   c u r r en s i n k / s o u r ce - 1 0 T   SR A ce ll.   T h p r o p o s ed   cu r r en s o u r ce - 1 0 T   SR A ce ll   ac h iev e   2 1 %,  6 9 an d   7 2 lo w er   d y n a m i p o w er   d is s ip atio n   th an   t h 6 T ,   C o n v .   8 T   an d   S T - 1 1 T   SR A ce lls .   Fo r   1 s u p p ly   v o ltag at  2 2 - n m   tec h n o lo g y t h P dynamic   an d   en er g y   co n s u m p tio n   i s   f o u n d   to   b 3 . 0   µW   an d   0 . 0 2   f J .   T h u s ,   i i s   f o u n d   to   b e x tr e m el y   lo w   f o r   th e   cu r r en t   s o u r ce - 1 0 T   SR A ce ll.  Hen ce ,   th n e w   SR A ce ll s   ar co m p ar ed   w i th   t h ex i s tin g   c e lls   b y   v ar y i n g   th e   s u p p l y   v o ltag i n   th r a n g o f   0 . 5 - 1 at  2 2 - n m ,   w h ich   g iv e s   b etter   p er f o r m an ce   o f   t h ce ll  r elate d   to   d esig n   m etr ics.  T h p er f o r m an ce   o f   t h p r o p o s ed   ce lls   is   p lo tted   with o u t   an y   lo s s   o f   i n f o r m atio n   in   ter m s   o f   o u tp u t   v o ltag le v els.  F o r   th is   p u r p o s B SIM 3   L E VE L   5 3   n MO S.1 m o d el  a n d   p MO S.1 m o d el  tr an s i s to r s   w ith   V Tn   0 . 3 1   an d   V Tp   - 0 . 2 9   ar u s ed .     3 . 1 .   Rea a cc ess   t i m ( T RA )   a nd   s t a bil it y   T h T R A   i s   co n s id er ed   [ 5 ]   as  t h ti m e   d u r atio n   f r o m   t h e   p o in w h en   W L   is   ac ti v ate d   t o   w h ic h   a   50 -   m d i f f er e n ce   is   b u ilt ac r o s s   th co m p le m e n tar y   b it - lin es B L   a n d    ̅ ̅ ̅ ̅   . T h co m p ar is o n   o f   T RA   f o r   v ar io u s   SR A ce ll s   is   s h o w n   in   Fig u r 8 ( a) .   I is   o b s er v ed   th at  th e   C o n v .   8 T   an d   ST - 1 1 T   ar e   ass o ciate d   w it h   m o r e   th an   t h r ee   B L s ,   p lu s   W L s   to   r esu lt i n   h ig h er   T R A   t h a n   f o r   p r o p o s ed   ce lls .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   3 J u n 2 0 1 9   :   1 6 0 6   -   1 6 1 9   1614     ( a)     ( b )     Fig u r 8 .   ( a)   R ea d   ac ce s s   ti m e   ( b )   C o m p ar is o n   o f   R ea d   Stati No is Ma r g in   ( R SNM)   o f   v a r io u s   SR AM   ce lls       T h co m p ar is o n s   o f   ce ll - r atio   an d   p u ll - u p   r atio s   o f   d if f er en S R A ce l ls   ar e   p r esen ted   i n   T ab le  2 .   Fo r   a   r ea d / w r ite  s tab ilit y   b ala n ce ,   ce ll - r atio   ( p u ll - d o w n   to   ac ce s s   r atio )   an d   p u ll - u p   r ati o   ( p u ll - u p   to   ac ce s s   r atio )   n ee d   to   b e   co n s id er ed   la r g er   th an   1   an d   s m aller   th a n   1 .   T h r ea d   an d   w r ite  SNMs  is   f o u n d   to   d ep en d   o n   th ce ll - r atio   a n d   p u ll - u p   r ati o s .   T h r ea d   SNM  s ee m s   to   b r eq u ir ed   th p u l l - d o w n   tr a n s i s to r s   ar s tr o n g er   th an   t h ac ce s s   tr a n s i s to r s .   T h w r ite   m ar g i n   r eq u ir e s   ( 9 )   t h at  t h ac ce s s   tr an s is to r s   s h o u ld   b s tr o n g er   th a n   th p u ll - u p   tr an s i s to r s .   A s   o b s er v ed   f r o m   t h p r ac tical  o b s er v atio n s ,   g i v e n   b y      L W up p u l l L W a cc es s L W d o w n p u l l   ( 9 )     T h n o is i m m u n it y   [ 1 1 ]   o f   d ig ital  cir cu it  w o u ld   r ep r esen th ab ilit y   o f   lo g ic  g ate   to   to ler ate   n o is e.   Usi n g   DC   tr a n s f er   ch ar ac ter is tics   n o is m ar g i n s   i.e .   NM H   an d   NM L   o f   th p r o p o s ed   SR A ce lls   ar ca lcu lated   as  s h o w n   i n   T ab le  2   at  u n it y   g ai n   p o in t.  T h p r o p o s ed   SR A ce lls   ar u s i n g   v o ltag d i v id er   b ias  cu r r en s i n k   a n d   cu r r e n s o u r c in v er ter   s tr u ct u r es   s ee m i n g l y   allo w   h ig h   n o is e   m ar g i n .   As   it  p r o v id es   lar g e   s ig n al  VT C ,   it  w o u ld   allo w   f a s s w i tch i n g   w it h   lar g v o lt ag g ai n .   I n   p r o p o s ed   ce lls ,   th P UNs  r ep r esen t h e   lo ad   tr an s is to r s   b u ilt  w it h   p s e u d o - n MO i n v er ter   as  s h o w j n   in   Fig u r 1   an d   Fig u r 2   co n f i g u r atio n .   A   w ea k   p MO d ev ice  is   r eq u ir ed   in   wh ich   th p u ll - u p   r atio   o f   th ce ll  is   le s s   t h a n   ex i s ti n g   o n es.  T h r ea d   s tab ilit y   o f   th m e m o r y   ce ll s   at  lo w - v o lta g is   d eter m i n ed   in   ter m s   o f   SNM.   T h r ea d   SNM  ( R SN M)   o f   an   SR AM   ce l l   d ep en d s   o n   th tr an s is to r   w id t h   m o d u latio n .   T h ce ll r atio   in cr ea s es th R SNM,   r es u lt i n   i n cr ea s ed   s tab ilit y   o f   th ce ll,  as t u n ed   b y   a n   u n d er ly in g   i n cr ea s i n   an   ar ea   o f   t h ce ll.       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   C ell - r atio ,   P u ll - u p   R a tio   an d   No is I m m u n it y   f o r   Dif f er en S R A C ells   D i f f e r e n t   S R A M   c e l l s   C e l l - Ratio   P u l l - u p   R a t i o   N o i se   I mm u n i t y ( V )   a t   V D D   =   1 V   N M H   N M L   6T   1 . 0 4   0 . 9 4   0 . 6 8   0 . 3 7   C o n v .   8 T   1 . 0 4   0 . 8 8   0 . 6 9   0 . 4 0   ST - 11T   1 . 2 6   0 . 9 6   0 . 6 7   0 . 3 5   N A N D - 8T   1 . 3   0 . 7 5   0 . 6 9   0 . 4 2   NOR - 8T   1 . 3   0 . 7 5   0 . 6 6   0 . 3 8   C u r r e n t   S i n k - 1 0 T   1 . 5   0 . 7 5   0 . 6 3   0 . 3 2   C u r r e n t   S o u r c e - 1 0 T   1 . 3   0 . 7 5   0 . 6 7   0 . 3 6       T o   k ee p   th ce ll  ar ea   w it h i n   th r ea s o n ab le  v al u e,   t h w id th   o f   th e   ce ll  r atio   is   k ep i n   th r an g e   g iv e n   b y   ( 1 ) .   T h s tab ilit y   o f   th w r ite  SNM  d ep en d s   o n   th p u ll - u p   r atio .   I f   p u ll - u p   r atio   is   in cr ea s ed ,   th d r iv i n g   ca p ab ilit y   o f   th d ata  b it  w ill  b w r it ten   o r   f li p   th s tate  o f   t h ce l w o u ld   b ec o m d if f ic u lt.   B y   v ar y in g   t h s u p p l y   v o ltag in   t h r a n g e   o f   0 . 5 - 1 V,   R S NM   i s   m ea s u r ed   as   s h o w n   in   Fig u r 8 b   u s i n g   in   th s u g g e s ted   [ 1 3 ,   1 4 ]   m et h o d   f o r   v ar io u s   S R A ce l ls .   I t i s   o b s er v ed   th at  t h c u r r en s in k / s o u r ce - 1 0 T   SR A M   ce lls   ar ac co m p an ied   w it h   7 3 an d   4 7 g r ea ter   R SNM  th an   th at  o f   6 T   an d   C o n v .   8 T   SR A ce ll s it  i s   ac h iev ed   b y   v o ltag d iv id er   b ias  n et w o r k   b u ilt  w it h   lar g er   ce ll - r atio   d u r in g   r ea d in g   p ath   r esu lted   f o r   lar g R S NM .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     E n erg o p timiz a tio n   o 6 t S R A M c ell  u s in g   lo w - vo lta g a n d   h ig h - p erfo r ma n ce …( M.  Ma d h u s u d h a n   R ed d y   )   1615   3 . 2 Writ a cc ess   t i m ( T W A )   a nd   a bil it y   T h w r ite - ac ce s s   ti m ( T WA )   r ep r esen ts   t h ti m d u r atio n   f r o m   t h p o in w h e n   W L   i s   ac tiv ated   to   th at  o f   t h ti m w h er t h s to r ag n o d ( to   s tar w ith   lo w   lev el)   r ea ch es  to   9 0 o f   V D v alu f o r   w r i tin g   th e lo g ic   1 .   E ls e,   th ti m tak e n   f o r   w r iti n g   lo g ic   0 ,   T W A   is   d ef i n ed   as  t h ti m d u r atio n   f r o m   th p o i n w h e n   W L   is   ac t iv ated   [ 5 ,   1 5 ]   to   w h ich   t h s to r ag n o d ( to   s tar w it h   h i g h   lev el)   r ea c h es  to   1 0 o f   V DD   v al u e.   T h T WA   at  v ar io u s   s u p p l y   v o ltag es  o f   S R A ce lls   ar p r es en ted   in   F ig u r 9 .   Du to   th s in g le - en d ed   w r ite   o p er atio n ,   v iz. ,   i n   ST - 1 1 T ,   v er y   h i g h   T WA   f o r   w r ite   1   o u t lin es.   Ho w ev er   o th er   ce l ls   ar e   u s in g   d i f f er en t ial -   p air   o f   b it - lin es  f o r   w r iti n g .   T h T WA   o f   t h p r o p o s ed   SR A ce ll s   ar f o u n d   to   b lo w er   th a n   t h at  f o r   6 T ,   C o n v .   8 T   an d   ST - 1 1 T .   I is   an   ar g u ed   d u to   t h r ed u ce d   cr itical  p ath   f o r   w r iti n g   th e   d a ta  ( in to   th e   ce ll),   w h ic h   m in i m izes  t h s w itc h in g   tr an s itio n s   f o r   th p u ll - u p   a n d   p u ll - d o w n   n et w o r k s .   T h u s ,   th d ela y   ti m o r   T WA   is   f o u n d   to   b d ir ec tly   p r o p o r tio n al  to   th e   C L.         ( a)     ( b )     Fig u r 9 .   W r ite  ac ce s s   ti m ( T WA )   at  v ar io u s   s u p p l y   v o ltag e s   o f   SR A ce ll s   ( a)   W r ite  0   ( b )   W r ite  1       3. 3 Rea d / w rit e   po w er   a nd   e nerg y   co ns u m ptio n   T h p o w er   d is s ip atio n   i s   d ir ec tl y   p r o p o r tio n al  to   th s u p p ly   v o lta g a n d   lo ad   ca p ac itan c e.   Dela y   i s   r ed u ce d   b y   i n cr ea s i n g   th s u p p ly   v o lta g an d   w id t h   o f   t h tr an s i s to r .   T h u s ,   it  lead s   to   t h i n cr ea s o f   ar ea   a n d   p o w er   d is s ip atio n   f o r   th e   ce ll.   T h er ef o r e,   f o r   b etter   p er f o r m an ce   o f   t h ce ll,  m i n i m ize  s witch i n g   tr an s itio n s   an d   s ca le  d o w n   th tec h n o lo g y   b y   m ai n tai n i n g   t h o p ti m i ze d   s u p p l y   v o lta g an d   w id t h   o f   th tr a n s i s to r .   Th m a x i m u m   r ea d / w r ite   p o w er   a n d   en er g y   co n s u m ed   b y   6 T ,   C o n v .   8 T ,   ST - 1 1 T   d u t o   C L   i.e .   co n ti n u o u s   s w itc h in g   tr a n s it io n s   o f   P UN   an d   P DN,   C o n v .   8 T   an d   ST - 1 1 T   ar f o u n d   to   b ass o ciat ed   w it h   m o r t h a n   th r ee   ( B L s   W L s )   d u r in g   r ea d / w r ite  o p er atio n s .   L ar g er   asp e ct  r atio s   ap p ea r   to   b r e q u ir ed   to   d esig n   th ce l w h e n   co m p ar ed   to   th p r o p o s ed   ce lls .   T h p r o p o s ed   cu r r e n s i n k - 1 0 T   SR A ce ll  ac h i ev 3 9 %,  1 7 an d   1 9 lo w er   r ea d   p o w er   t h a n   th 6 T ,   C o n v .   8 T   an d   ST - 1 1 T   SR AM   ce ll s   a s   s h o w n   i n   Fig u r 1 0 ( a) .   I is   ab s o r v ed   f r o m   th g r ap h   ( Fi g u r 1 0 ( b ) )   th at  th p r o p o s ed   cu r r en s i n k - 1 0 T   SR A ce ll  ac h iev 4 1 %,  2 3 an d   4 2 lo w er   r ea d   e n er g y   t h an   t h 6 T ,   C o n v .   8 T   an d   ST - 1 1 T   SR A M   ce lls .   T h p r o p o s e d   cu r r en s i n k - 1 0 T   SR A ce ll  ac h iev 3 7 %,  4 1 an d   2 2 lo w er   w r ite  0   p o w er   th a n   th 6 T ,   C o n v .   8 T   an d   ST - 1 1 T   SR A M   ce lls   as  s h o w n   i n   Fi g u r 1 1 ( a) .   I is   ab s o r v ed   f r o m   th g r ap h   ( Fig u r 1 1 ( b ) )   th at  th p r o p o s ed   cu r r en s o u r ce -   1 0 T   SR A ce ll  ac h ie v 6 8 an d   7 0 lo w er   w r ite  1   p o w er   th a n   th 6 T   an d   C o n v .   8 T   SR A ce lls .   T h p r o p o s ed   cu r r en s i n k /s o u r ce - 1 0 T   SR A ce lls   ac h ie v l o w er   av er a g w r ite   en er g y   th a n   t h e x is ti n g   o n e s   at  all  co n s id er ed   s u p p l y   v o ltag es a s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 2         ( a)     ( b )     Fig u r 1 0 .   ( a)   R ea d   p o w er   ( b )   R ea d   en er g y   at  v ar io u s   s u p p l y   v o ltag e s   o f   d if f er en t SR AM   ce lls   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.