I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  A p r il   20 25 ,   p p .   1 4 2 4 ~ 1 4 3 3   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 2 . pp 1 4 2 4 - 1 4 3 3           1424       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Desig n of low  po wer  co mplem enta ry  metal - o x i de se mico nductor  sta tic  ra ndo m - a cc ess  memo ry   cell  f o r embedded  me mo ries a t  three d iff eren t  t ec hno lo g y  nodes       Seer a pu   Venk a t esh 1, 2 ,  K rish na   Veni   S a hu ka r a 2   1 A n d h r a   U n i v e r si t y   Tr a n s - D i sc i p l i n a r y   R e se a r c h   H U B ,   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o mm u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   A n d h r a   U n i v e r s i t y   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   V i sa k h a p a t n a m,  I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   G a y a t r i   V i d y a   P a r i s h a d   C o l l e g e   f o r   D e g r e e   a n d   P G   C o u r ses   ( A ) ,   V i sak h a p a t n a m ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 3 ,   2 0 2 4   R ev is ed   No v   1 2 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   No v   2 0 ,   2 0 2 4       In   t h is   wo rk ,   th e   c o m p lem e n tary   m e tal - o x id e   se m ico n d u c to r   (CM OS)  sta ti c   ra n d o m - a c c e ss   m e m o ry   ( S RAM )   c e ll   is  p ro p o se d   u si n g   a   h y b ri d   m o d e l.   It  is   d e sig n e d   b y   c o m b i n i n g   two   d if fe re n t  m e th o d s  a n d   sim u late d   a t  d iffere n t  tec h n o l o g ies   wh ich   a re   1 8 0 ,   9 0 ,   a n d   4 5   n m .   Th e   p r o p o se d   h y b rid   m o d e l   S RAM  c e ll   h a s  les s  p o we r  c o n su m p ti o n .   Th e   p o we r  c o n s u m p ti o n   re su lt s  o f   th e   h y b ri d   m o d e l  S RAM  c e ll   a r e   c o n tras ted   wi th   th e   6 T  C M O S   S RAM,   S tac k e d   S RAM  c e ll ,   a n d   8 T  S R AM  c e ll   a t  1 8 0 ,   9 0 ,   a n d   4 5   n m .   Tan n e r  to o l   wa s  u se d   f o r   d e sig n in g   a n d   sim u l a ti n g   th e se   d iffere n t   S RAM   c e ll   t o p o lo g ies   a t  1 8 0 ,   9 0 ,   a n d   4 5   n m   tec h n o l o g y   n o d e s.   S - ed it   is  u se d   fo r   d e si g n in g   c ircu it   d iag ra m s,  T - e d it   is  u se d   f o r   sim u latin g   sp ice   n e t  li sts  a n d   W - e d it   i s  u se d   fo r   o b se rv i n g   wa v e fo rm s  in   Tan n e r  to o l .   T h e   h y b ri d   S RAM  c e ll   a t  4 5   n m   g o t   b e tt e r  p o we r  c o n su m p ti o n   re su lt s  th a n   o th e r  S RAM  c e ll   t o p o lo g ies   a t   d iffere n t  tec h n o l o g y   n o d e s.   K ey w o r d s :   B it lin e   Ho ld   Po wer     R ea d     Static r an d o m - ac ce s s   m em o r y   tech n o lo g y   W r ite   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Seer ap u   Ven k atesh     An d h r a  Un i v er s ity   T r an s - Dis cip lin ar y   R esear ch   HUB,  Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r in g ,   An d h r a  Un i v er s ity   C o lleg e  o f   E n g in ee r in g   Vis ak h ap atn am ,   An d h r a  Pra d e s h ,   I n d ia   E m ail: v en k atesh s ee r ap u 2 0 1 9 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Vo latile  an d   n o n - v o latile  m e m o r ies  ar e  th e  two   ty p es  o f   e lectr o n ic  m em o r ies.   Vo latile  m em o r y   is   r an d o m   ac ce s s   m em o r y   ( R AM )   an d   n o n - v o latile  m em o r y   is   r ea d   o n ly   m em o r y   ( R OM ) .   R AM   is   a   m ain   m em o r y .   T h e  in s tr u ctio n s   f r o m   s ec o n d ar y   m em o r y   ar e  tr a n s f er r ed   to   ce n tr al  p r o ce s s in g   u n it  ( C PU)   th r o u g h   m ain   m em o r y   s o   th e   s p ee d   o f   th e  m ai n   m em o r y   s h o u ld   b e   h ig h   to   wo r k   f aster .   T h e   m ain   m em o r y   R AM   ca n   b e  s tatic  s tr u ctu r e  o r   d y n a m ic  s tr u ctu r e.   Static  m em o r ies  h a v e  f ee d b ac k   to   h o ld   th eir   s tate   wh er e  as  d y n a m ic   m em o r ies  u s e  ca p ac ito r   to   h o ld   th e  s tate.   T h e  p r o b lem   with   th e  d y n am ic  m em o r y   is   th a t  th e  ca p ac ito r   m ay   leak   th e   ch ar g e  s o   h er e   th er e  is   a  n ee d   o f   r ef r esh   o p er at io n .   So ,   it  is   co n s id er e d   as  d y n am ic   b ec au s e   it   d y n am ically   r ef r esh es  all  th e   tim e.   I n   s tatic  m em o r y ,   th e  ce ll   d o es  n o t  r eq u ir ed   r ef r esh m e n t   s o   it  is   f aster   th an   th e  d y n am ic  m em o r y   ce ll.  I n   ca ch e  m em o r ies  wh er e  th e  h i g h   s p ee d   is   r eq u ir ed   s tatic  R AM   ce lls   ar e  u s ed .   Static  r an d o m - ac ce s s   m em o r y   ( SR AM ) ,   o r   s tatic  r an d o m - ac ce s s   m em o r y ,   is   n o w  a  r eq u ir em en t  f o r   ev e r y   s y s tem - on - a - ch ip   ( So C )   d esig n .   SR AM   is   f r eq u en tly   u s ed   in   m o d er n   h ig h - p er f o r m a n ce   s y s tem s   d u e  to   its   ex ce p tio n al  f lex i b ilit y   with   lo g ical  cir cu it  d esig n s   [ 1 ] ,   [ 2 ]   b ec au s e  b atter y - p o wer e d   d ev ices  h av e  lim ited   en er g y ,   th er e   h as  b ee n   a  g r ea t d ea l  o f   atten tio n   p aid   to   th e  s t u d y   o f   l o w - p o wer   m em o r y   cir cu its   in   th e  m o d er n   er a  [ 1 ] .   Nu m e r o u s   a d v an tag es   o f   d ev ices,  in clu d in g   en h a n c ed   p er f o r m a n ce ,   lo wer   p o we r   co n s u m p tio n ,   a 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:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   o f lo w   p o w er c o mp leme n ta r y  meta l - o xid e  s emic o n d u cto r   …   ( S ee r a p u   V en ka tesh )   1425   s m aller   d ev ice  d im en s io n s ,   ar e  m ad e  p o s s ib le  v ia  te ch n o lo g y   s ca lin g .   Ne v er th el ess ,   cir cu its   g r o w  in cr ea s in g ly   p r o n e  to   n o is e  an d   in co n s is ten cy   as  tech n o lo g y   n o d es  d r o p   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   T h e  f ac to r s   o f   s tatic,   d y n am ic,   a v er ag e ,   an d   p ea k   p o wer   all  co n tr ib u te  t o   th e   ex p lan atio n   o f   t h e  SR AM   ce ll's   o v er all  p o wer   d is s ip atio n .   Static  p o wer   h as  r ec eiv ed   th e  m o s t  atten tio n   th u s   f ar   [ 5 ] .   T h e  p o wer   d is s ip atio n   in   th e  b it  an d   d ata  lin es  o f   SR AM   in cr ea s es   in   tan d em   with   its   b it  wid th .   Po wer   d is s ip atio n   is   th er ef o r e   a  cr u cial  f ac to r   t o   co n s id er   in   d esig n s .   Hig h - p er f o r m an ce   a n d   l o w - p o wer   d esig n   h as  r ec eiv e d   a  l o t  o f   d em a n d   with   th e  a d d itio n   o f   f aster   m o d els  an d   a n   in cr e ase  in   b atter y - o p er ate d   d e v ic es  [ 6 ] .   Fu r th er m o r e,   it   is   cr itical  to   d if f er en tiate   b etwe en   th e  d if f er en t  p o wer   co n s u m p tio n   co m p o n en ts   an d   d ec r ea s e  s o m e  with o u t   r aisi n g   o th e r s   [ 7 ] .   Fo r   m an y   y ea r s ,   th e  d y n am ic  p o wer ,   wh ich   ac co u n ts   f o r   b et wee n   7 0   an d   9 0   p e r ce n t  o f   th e  o v er all  cir cu it  co n s u m p tio n   in   d ig ital  c o m p l em en tar y   m etal - o x id e   s em ico n d u cto r   ( C MO S)  cir cu its   till   1 0 0   n m ,   d o m in ated   th e  p o wer   d is s ip atio n   eq u atio n   in   t h ese  cir cu its   wh en   co m p ar ed   t o   o th e r   f ac t o r s .      r ed u c tio n   is   a  u s ef u l  tech n iq u e   to   l o wer   b o th   th e   d y n am ic  a n d   to tal  p o wer   d is s ip atio n   b ec a u s e,   th e     is   p r o p o r tio n al  to   th e   s q u ar e  o f   th e  s u p p ly   v o ltag e  [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T r ad itio n al  SR AM   ce ll  d esig n   is   ch allen g ed   b y   ag g r ess iv e  s ize   r ed u ctio n s   b r o u g h t  f o r th   b y   t ec h n o lo g y   s ca lin g ,   wh ich   a f f ec t  ce ll  s tab ilit y   an d   m e m o r y   leak ag e  [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .  On l y   s u p e r   c o m p u t er s   h ad   ac c ess   t o   t h is   p r o ce s s i n g   p o we r   b ef o r e ,   b u t   i n   i n e x p e n s i v e  ce l l  p h o n es   n o w  we  ca n   h a v e   t h at   f ea tu r e   [ 1 2 ] .   T h e   l o w  p o w er   i m p le m e n t ati o n   o f   S R AM ,   o n e   o f   t h e  f u n d am en tal   m e m o r y   co m p o n en ts   in   c o m p u t er   p r o c ess o r s   a n d   c o n tr o l le r s ,   as   w ell   as   m o b il e  ap p s ,   p r ese n ts   a   c h all en g e   f o r   l o n g er   b at te r y   l if e   [ 1 3 ] .     s ca li n g   h as   n ewl y   s tr et ch ed   t o   s u b th r esh o l d   ci r c u it   a cti o n s   t o   e x t r em el y   d ec r ea s e   t h e  to tal   p o w e r   co n s u m p t io n   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   As   an   ef f e ct,   a  h ea v y   am o u n t   o f   p o w er   c o n s u m p ti o n   h as   b ee n   s a v e d   w h ic h   m ay   af f e ct   s p e ed   p e r f o r m an ce .   L o w  p o w er   SR AM   ce ll  is   c r u c ial   p a r t  o f   m o d er n   el ec t r o n ic   g a d g ets  b ec a u s e   o f   i n c r e ase d   lif e  o f   t h e  b a tte r y ,   le ad s   l o we r   d is s i p a ti o n   o f   h ea t  wh ic h   ca n   r ed u c e  t h e   c o s t  a n d   s iz e  o f   t h e  c o o li n g   s y s te m ,   a n d   b o o s t   t h e  p e r f o r m a n c e  b y   r e d u cin g   t h e   p o we r   r e lat ed   p r o b l e m s   l ik e  ti m i n g   v a r ia ti o n s   a n d   n o is e .   6 T   C MO S SR AM   ce ll is   th e  s tan d ar d   C MO S SR AM   ce ll.  I n   th e  8 T   C MO S SR AM   ce ll th e   tr an s is to r   T 7   g ate   ter m in al  is   c o n n ec te d   to   th e  n o d e   Q  a n d   t h e  tr a n s is t o r   T 8   g ate   ter m in al   is   co n n ec t ed   to   th e  n o d e   Q_ B   d u e  th ese  c o n n ec tio n s   th e  lo g i c  will  b e  p u lled   eith er   h ig h   o r   lo w  s tr o n g l y   in   th e  m e m o r y .   T h e  d is ch ar g e  r ate   at  th e  n o d es Q  an d   Q _ B   d ec r e ases   wh ich   s av es th e  p o wer   co n s u m p tio n .     Sh o r ter   in ter c o n n ec ts   b etwe en   lay er s   o r   co m p o n e n ts   ar e  m a d e  p o s s ib le  with   th e   s tack in g   tech n iq u e .   I n   s tack ed   in teg r ate d   cir c u its   ( I C s )   d u e  to   with   s h o r ter   in ter co n n ec ts   a n d   o p tim ized   d esig n   cir cu its   ca n   o p er ate  at   lo wer   v o ltag es.  Dy n am ic  p o wer   co n s u m p tio n   is   p r o p o r tio n al   to   th e   s q u ar e   o f   th e  s u p p ly   v o ltag e.   So ,   s tack ed   d esig n s   also   d ec r ea s es  p o wer   co n s u m p tio n   d u e  to   less   s u p p ly   v o ltag e  r eq u ir em en ts .   Pro p o s ed   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll   is   o b tain ed   b y   co m b in in g   b o th   8 T   C MO S   S R AM   c el l  an d   s ta ck ed   C MO S  SR A M   ce ll.  So ,   in   t h is   we  g o t   ad v a n tag es  o f   b o th   8 T   C MO S  SR AM   c ell  an d   s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  with o u t   co m p r o m is in g   in   p e r f o r m an ce .       2.   CM O S 6 T   SR AM   C E L L   I n   th e  b el o w  cir cu it  T 1   a n d   T 3   f o r m s   o n e  in v er ter   an d   T 2   an d   T 4   f o r m s   an o th er   i n v er te r   o u tp u t  o f   T 1 T 3   in v er te r   is   co n n ec ted   as  in p u t  f o r   in v er ter   T 2 T 4   an d   o u tp u t  o f   T 2 T 4   in v er ter   c o n n ec ted   as  in p u t  f o r   th e   T 1 T 3   in v er ter   as  s h o wn   in   Fig u r e  1 .   T 1   an d   T 2   ar e  ca lled   a s   d r iv er   tr a n s is to r s ,   T 3   an d   T 4   ar e  ter m e d   as  lo ad   tr an s is to r s   an d   T 5   an d   T 6   a r e  th e  ac ce s s   tr an s is to r s .   T h r o u g h   T 5   an d   T 6   ca n   ac ce s s   d ata  f r o m   th e  SR AM   ce ll  s o   th o s e  ar e  ca lle d   ac ce s s   tr an s is to r s .   T h is   SR AM   cir cu it  is   d esig n ed   with   two   P - C h an n el  MO S  ( PMOS )   an d   f o u r   N - C h an n el   MO S  ( NM OS )   s o   th is   is   ca lled   as  6 T   S R AM   ce ll.  T h e  o p er atio n   o f   6 T   SR AM   ce ll  is   ex p lain ed   in   t h r ee   d if f er e n t  m o d es  th o s e   ar e  H o ld   m o d e,   R e ad   m o d e,   an d   W r ite  m o d e  [ 1 0 ] .   Fo r   m ain tain in g   m o r e  s tab le  o p er atio n   cu r r en t  f lo win g   th r o u g h   T 3   an d   T 4   g r ea ter   th an   t h e  cu r r en t  f l o win g   th r o u g h   T 5   an d   T 6   [ 1 6 ] .   T h e  6 T   SR AM   ce ll  i s   h i g h   s en s itiv ity   to   p o wer ,   v o ltag e  an d   tem p er atu r e  f l u ctu atio n s   as  an   ef f ec t  o f   th e  ex p o n e n tial r elatio n s h ip   b etwe en   d r ain   c u r r e n t a n d      in   ad d ed   to     in   s u b th r esh o ld   s itu atio n s   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   I n   Ho ld   m o d e  th e  SR AM   ce ll  h o ld s   th e  p r ev io u s   d ata,   f u r th er   in   th is   m o d e  R ea d   a n d   W r ite   o p er atio n s   ca n n o t   b e  p er f o r m ed .   I n   Ho ld   m o d e  th e   wo r d   li n e  ( W L )   s h o u ld   b e  lo w.   I n   R ea d   o p e r atio n   wo r d   lin e  s h o u ld   b e  eq u al  to   lo g ic - 1   s o   th e  tr an s is to r s   T 5   a n d   T 6   t r an s is to r s   ar e  in   ON  co n d itio n   B L   an d   B L _ B   ar e   co n n ec ted   t o   SR AM   ce ll  an d   r ea d   th e  d ata  f r o m   SR AM   [ 1 9 ] .   I n   R ea d - 0   o p e r atio n   tr a n s is to r   T 2   is   in   ON  co n d itio n   an d   T 4   is   in   OFF  co n d itio n   s o   th e  o u tp u t   o f   th e  in v er ter   T 2 T 4   is   c o n n ec ted   to   th e     wh ich   is   ap p ea r ed   at  o u t p u t lin e  B L _ B   s o   th e  o u tp u t a t BL_ B   i s   eq u al  to   lo g ic - 1   o u tp u t o f   th e  in v er t er   T 2 T 4   co n n ec ted   as  in p u t  f o r   th e  in v er ter   T 1 T 3   s o   th e  tr a n s is to r   T 3   is   in   O N  co n d itio n   an d   T 1   is   in   OF F  co n d itio n   s o   t h e  o u tp u t  o f   th e  in v er ter   T 1 T 3   is   co n n ec ted   to   th e  g r o u n d   wh i ch   is   ap p ea r ed   at  o u tp u t  lin e  B L   s o   th e  o u tp u t  at   B L   is   eq u al  to   lo g ic - 0  [ 3 ] ,   [ 2 0 ]   as sh o wn   in   Fig u r e   2 .   I n   R ea d - 1   o p e r atio n   tr a n s is to r   T 2   is   in   OFF  co n d itio n   an d   T 4   is   in   ON  c o n d itio n .   T h e   o u tp u t  o f   th e   in v er ter   T 2 T 4   is   co n n ec ted   to   th e  g r o u n d   wh ich   is   ap p ea r e d   at  o u tp u t  lin e  B L _ B   s o   th e  o u tp u t  at  B L _ B   is   eq u al  to   lo g ic - 0 .   Ou tp u t  o f   th e  in v er ter   T 2 T 4   co n n ec ted   as  in p u t  f o r   t h e  in v er ter   T 1 T 3   s o   th e  tr an s is to r   T 3   is   in   OFF  co n d itio n   an d   T 1   is   i n   ON  co n d itio n .   T h e   o u tp u t  o f   th e  T 1 T 3   in v er ter   is   co n n ec ted   to   th e     wh ich   is   ap p ea r ed   at  o u tp u t lin e  B L   s o   th e  o u tp u t a t BL  is   eq u al  to   l o g ic - 1   as sh o wn   in   Fig u r e  3 .   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                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 4 2 4 - 1 4 3 3   1426       Fig u r e  1 .   Sch em atic  d iag r am   o f   6 T   SR AM   ce ll           Fig u r e  2 .   R ea d - 0   o p e r atio n   o f   6 T   SR AM   ce ll           Fig u r e  3 .   R ea d - 1   o p e r atio n   o f   6 T   SR AM   ce ll   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:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   o f lo w   p o w er c o mp leme n ta r y  meta l - o xid e  s emic o n d u cto r   …   ( S ee r a p u   V en ka tesh )   1427   I n   W r ite  o p er atio n   wo r d   lin e  s h o u ld   b e  e q u al  to   lo g ic - 1   s o   th e  tr an s is to r s   T 5   an d   T 6   tr an s is to r s   ar e  in   ON  co n d itio n   B L   an d   B L _ B   ar e  co n n ec ted   t o   SR AM   ce ll  an d   w r ite  d ata  i n to   t h e   SR AM .   I n   W r ite - 1  o p er atio n ,   let  u s   co n s id er   o u t p u t  o f   th e  T 1 T 3   in v e r ter   is   lo g ic - 0   an d   o u tp u t  o f   th e  T 2 T 4   in v er ter   is   lo g ic - 1 .   No w  co n s id er   w r itin g   d ata   lo g ic - 1   in to   B L   an d   lo g ic - 0   in to   B L _ B .   W L   is   lo g ic - 1   s o   th e   tr an s is to r s   T 5   an d   T 6   ar e  in   ON  co n d itio n .   Sin ce   B L   is   eq u al  to   lo g ic - 1   tr an s is to r   T 5   wan t  to   m ak e  o u tp u t  o f   T 1 T 3   in v er ter   to   lo g ic - 1   b u t  T 3   wan t  to   k ee p   o u tp u t  o f   th e   in v er te r   T 1 T 3   t o   lo g ic - 0   s o   to   win   T 5   o v e r   T 3   th e  wid th   o f   th e  tr an s is to r   T 3   s h o u ld   b e  g r ea te r   th an   th e  T 5   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   Similar ly ,   B L _ B   i s   eq u al  to   lo g ic - 0   tr an s is to r   T 6   wan t to   m ak e  o u t p u t o f   T 2 T 4   in v er ter   to   lo g ic - 0   b u t T 2   wan t to   k ee p   o u t p u t o f   t h e  in v er te r   T 2 T 4   to   lo g ic - 1   s o   to   win   T 6   o v er   T 2   th e  wid th   o f   th e  tr an s is to r   T 2   s h o u ld   b e  g r ea ter   th an   th e   T 6   [ 1 2 ] .   I n   W r ite - 0   o p e r atio n ,   let  u s   c o n s id er   o u tp u t   o f   th e   T 1 T 3   i n v er ter   is   l o g ic - 1   an d   o u tp u t   o f   th e  T 2 T 4   in v er ter   is   lo g ic - 0 .   No w  c o n s id er   wr itin g   d ata  lo g ic - 0   in to   B L   an d   lo g ic - 1   in to   B L _ B .   W L   is   lo g ic - 1   s o   th e  tr an s is to r s   T 5   an d   T 6   ar e   in   O N  co n d itio n .   Sin ce   B L   is   e q u a l  to   lo g ic - 0   t r an s is to r   T 5   wan t   to   m a k e  o u tp u t   o f   T 1 T 3   in v er ter   to   lo g ic - 0   b u t T 1   wan t to   k ee p   o u t p u t o f   th e  in v er ter   T 1 T 3   to   lo g ic - 1   s o   in   o r d er   to   win   T 5   o v e r   T 1   th e  wid th   o f   th e  tr a n s is to r   T 1   s h o u ld   b e  g r ea ter   t h an   th e  T 5 .   Similar ly ,   B L _ B   is   eq u al  t o   lo g ic - 1   tr an s is to r   T 6   wan t  to   m ak e   o u tp u t  o f   T 2 T 4   in v e r ter   to   lo g ic - 1   b u t  T 4   wan t  to   k ee p   o u t p u t  o f   t h e  in v er ter   T 2 T 4   to     lo g ic - 0   s o   in   o r d e r   to   win   T 6   o v er   T 4   th e  wid th   o f   th e  tr a n s is to r   T 4   s h o u ld   b e  g r ea ter   th an   t h e  T 6 .   T h e  SR AM   p u ll - u p   r atio   ( PR )   is   th e  r atio   o f   th e  wid th   o f   th e  d r i v er   tr a n s is to r   ( T 1   o r   T 3 )   to   th e  ac ce s s   tr an s i s to r   ( T 5   o r   T 6 )   [ 2 4 ] .   T h e  SR AM   ce ll  r atio   ( C R )   is   th e  r atio   o f   th e  wid th   o f   th e  l o ad   tr an s is to r   ( T 2   o r   T 4 )   to   th e  ac ce s s   tr an s is to r   ( T 5   o r   T 6 ) .       3.   8 T   CM O S SR AM   C E L L   F i g u r e   4   s h o w s   t h e  s c h e m at i c  d i a g r a m   o f   8 T   C M OS   SR A M  c e l l   i n   w h ic h   tw o   e x t r a  t r a n s i s to r s   T 7   a n d   T 8   a r e   a d d e d   t o   6 T   C M OS   SR A M  c e ll .   T r a n s i s t o r   T 7   is   a d d e d   i n   s e r i e s   w it h   t h e   t r a n s i s t o r s   T 1   a n d   T 3   a n d   i t s   g a t e   t e r m i n a l   i s   c o n n e ct e d   t o   B L .   T r a n s i s t o r   T 8   i s   a d d e d   i n   s e r i es   w it h   t h e   t r a n s is t o r s   T 2   a n d   T 4   a n d   i t s   g a t e  t e r m i n a l   is   c o n n e c te d   t o   B L _ B .   D u e   t o   t h es e   a d d e d   t r a n s i s t o r s   t h e   l o g ic   e i t h e r   l o w   o r   h i g h   p u l l e d   s t r o n g l y   at   t h e  o u t p u t   o f   S R A M   ce l l   e n li g h t en i n g   t h e   c e l l s   c a p a c i t y   t o   W r ite   m o d e   o p e r a t i o n   [ 1 ] .   T h e s e   t r a n s is t o r s   al s o   r e d u c e  r a t e   o f   d i s c h a r g e  O N   t h e   o u t p u t   i n   t h e   W r i te   m o d e   s e n s i ti v el y   o p p o s i n g   d y n a m i c   p o w e r .   Sh o r t  cir cu it  p o we r   co n s u m p tio n   o cc u r s   wh en   i n p u t  s ig n al  tr an s itio n   o cc u r s   f r o m   lo g ic - 0   to   l o g ic - 1   an d   lo g i c - 1   to   l o g ic - 0  [ 2 5 ] ,  s in ce   in   th at  co n d itio n   o n l y   b o th   PMOS  an d   NM OS  tr an s is to r   ar e  i n   ON  co n d itio n   wh ic h   ca u s es  d ir ec t  p ath   f r o m   s u p p ly   v o ltag e  to   g r o u n d   [ 8 ] .   I n   t h is   8 T   SR AM   ce ll   to p o lo g y   s h o r t  ci r cu it  p o wer   co n s u m p tio n   also   d ec r ea s ed   s in ce   ex tr a   tr an s is to r   is   ad d ed   wh ich   ca u s e  in cr ea s es  r esis tan ce   b etwe en   s u p p ly   an d   g r o u n d ,   s o   th e   s h o r t c ir cu it c u r r en t w ill d ec r e ase  an d   s h o r t c ir c u it p o wer   c o n s u m p tio n   also   d ec r ea s es  [ 1 3 ] .           Fig u r e  4 .   Sch em atic  d iag r am   o f   8 T   C MO S SR AM   ce ll       4.   ST ACK E D  C M O S  SRA M   C E L L   Stack in g   m ea n s   co n n ec tin g   t wo   ar e   m o r e   tr a n s is to r s   in   s e r ies.  T h e   leak ag e   p o wer   p r esen t  in   two   s er ies  tr an s is to r s   is   le s s   co m p ar ed   to   s in g le  tr an s is to r   s in ce   two   ar e  OFF  at  th e  s am e  tim e  [ 2 6 ] .   Fig u r e  5   r ep r esen ts   th e  s ch em atic  d iag r am   o f   Stack ed   C MO S  SR A M  ce ll  in   wh ich   ea ch   tr an s is to r   in   b o th   th e  in v er ter s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 4 2 4 - 1 4 3 3   1428   ar e  r ep lace d   with   two   tr an s is to r s   with   h alf   o f   th e  wid th .   T h e  s leep   tr an s is to r s   T 1   an d   T 3   wh ich   ar e  co n n ec ted   to   s u p p ly   v o ltag e  ar e  ca lled   a s   h ea d er   s witch es.  T h e  h ea d er   s witch es  tu r n   OFF  th e  s u p p ly   v o ltag e  an d   k ee p s   th e  g r o u n d   [ 6 ] .   T h e   s leep   tr a n s is to r s   T 6   an d   T 8   wh ich   ar e   co n n ec ted   to   s u p p ly   v o ltag e  ar e  ca lled   as  f o o ter   s witch es.  T h e  f o o ter   s witch es   co n tr o l  th e  g r o u n d .   C u r r en t  f lo win g   th r o u g h   th e  s in g le  N MO S  tr an s is to r   as   d ep icted   in   Fig u r e  6 .     = 0   ( − Ø )     C u r r en t f lo win g   t h r o u g h   t h e  t wo   NM OS stack ed   tr an s is to r s   as d ep icted   in   Fig u r e   7 .     2 = 0   ( − Ø ) (1 - ( − Ø ) )     1 = 0   ( − − Ø ) (1 - ( −  Ø ) )      > > ⌀     1 = 0   ( − − Ø )     1 = 2     0   ( −  −  Ø ) =  0   ( − Ø ) (1 - ( − Ø ) )     = ⌀ ln 2     1 = 2 =   = 1 2 0 ( − Ø )           Fig u r e  5 .   Sch em atic  d iag r am   o f   s tack ed   C MO S SR AM   ce ll           Fig u r e  6 .   Sin g le  NM OS tr an s i s to r   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:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   o f lo w   p o w er c o mp leme n ta r y  meta l - o xid e  s emic o n d u cto r   …   ( S ee r a p u   V en ka tesh )   1429       Fig u r e  7 .   NM OS tr an s is to r s   co n n ec ted   i n   s tack in g       5.   H YB RID  M O DE L   SR AM   C E L L   Fig u r e  8   s h o ws  s ch em atic  d ia g r am   o f   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  wh ich   is   a  co m b in atio n   o f   b o t h   8 T   C MO S  S R AM   c ell  an d   s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll.  T h is   SR AM   to p o lo g y   h as  ad v a n tag es  o f   b o th   8 T   C MO S  SR AM   c ell  an d   s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll.  L ik e  8 T   C MO S  SR AM   c ell  it  g iv es  s tr o n g   lo g ic   s ig n als  at   th e   o u tp u t  s o   in   W r ite  m o d e  o p er atio n   it  in cr ea s es  th e  ce ll  ca p ac ity   an d   r e d u ce s   th e  s h o r t  cir cu it  p o we r   co n s u m p tio n   s in ce   th e  r esis tan ce   b etwe en   s u p p ly   an d   g r o u n d   in cr ea s es.  T h e  h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  als o   u s es  s tack in g   o f   tr an s is to r s ,   s o   d u e   to   s tack in g   e f f ec t  leak a g e  cu r r en t  is   r e d u ce d   wh ich   d ec r ea s es  th e  leak ag e   p o wer   co n s u m p tio n .           Fig u r e  8 .   Sch em atic  d iag r am   o f   h y b r id   m o d el  SR AM   c ell       6.   RE SU L T S   I n   th is   p a p er   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C MO S  SR AM   c el l,  s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  an d   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  d esig n ed   u s in g   tan n er   to o l  an d   p o wer   co n s u m p tio n   r esu lts   ar e  g en er at ed   u s in g   t - s p ice  at   1 8 0 ,   9 0 ,   an d   4 5   n m   tech n o lo g y   n o d es.  T ab le   1   r ep r esen ts   th e  co m p ar is o n   tab le  f o r   p o wer   co n s u m p tio n   r esu lts   in   m icr o   watts  o f   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C M OS  SR AM   c ell,   s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  an d   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  in   Ho ld   m o d e,   R ea d   m o d e  an d   W r ite   m o d e  at  1 8 0   n m   tech n o lo g y .   Fig u r e  9   r ep r esen ts   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 4 2 4 - 1 4 3 3   1430   b ar   ch a r t  r e p r esen tatio n   f o r   p o wer   co n s u m p tio n   r esu lts   in   m icr o   watts  o f   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C MO S  SR AM   ce ll,  s tack ed   C MO S  S R AM   ce ll  an d   h y b r id   m o d el   SR AM   ce ll  in   Ho ld   m o d e ,   R ea d   m o d e  an d   W r ite   m o d e  at  1 8 0   n m   tech n o lo g y .   Dif f er en t  m o d es  o f   o p er atio n s   o f   SR AM   ce ll  ar e   tak en   o n   X - ax is   an d   p o we r   co n s u m p tio n   in   m icr o   watts tak en   o n   Y - ax is .   At  1 8 0   n m   tech n o lo g y   th e  h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  th e  Ho ld   m o d e  p o wer   co n s u m p tio n   is   7 4 . 0 3 %  less   th an   C MO S  6 T   S R AM   ce ll,  3 9 . 9 7 %  less   th an   th e  8 T   C MO S  S R AM   ce ll  an d   3 7 . 1 4 %  less   th an   th e   s tack ed   C MO S  S R AM   ce ll,  i n   R ea d   m o d e   p o wer   c o n s u m p tio n   is   7 9 . 4 %  less   th an   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,   5 6 . 8 2 %  less   th an   th e  8 T   C MO S  SR AM   ce ll  an d   3 9 . 6 7 %  less   th an   th e  s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  an d   in   W r ite   m o d e  p o wer   c o n s u m p ti o n   is   7 3 . 7 4 %  less   th an   C MO S   6 T   SR AM   ce ll,  5 1 . 1 7 %  less   th an   th e  8 T   C MO S  SR AM   ce ll a n d   2 0 . 2 1 % less   th an   th e  s tack ed   C MO S SR A M  ce ll.       T ab le  1 .   Po wer   c o n s u m p tio n   r esu lts   o f   d if f er en t  SR AM   to p o lo g ies  at  1 8 0   nm  tech n o lo g y     H o l d   R e a d   0   R e a d   1   W r i t e   0   W r i t e   1   6 T  S R A M   c e l l   1 4 . 4   1 2 . 8   9 . 7 6   8 . 7 2   8 . 7 2   8 T  S R A M   c e l l   6 . 2 3   6 . 4 6   3 . 5 8   4 . 6 9   4 . 6 9   S t a c k e d   S R A M   c e l l   5 . 9 5   5 . 8 4   1 . 4   2 . 8 7   2 . 8 7   H y b r i d   S R A M   c e l l   3 . 7 4   4 . 4 6   0 . 6 2   2 . 2 9   2 . 2 9           Fig u r e  9 .   Po wer   c o n s u m p tio n   r esu lts   o f   d if f er e n t SR AM   to p o lo g ies  at  1 8 0   nm  tech n o lo g y       T ab le  2   r ep r esen ts   th e   co m p ar is o n   tab le  f o r   p o wer   co n s u m p tio n   r esu lts   in   m ic r o   watts  o f   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C M OS  SR A M  c ell,   s tack ed   C MO S  SR A M  ce ll  an d   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  in   Ho ld   m o d e,   R ea d   m o d e  an d   W r ite   m o d e  at  9 0   n m   tech n o lo g y .   Fig u r e  1 0   r ep r esen ts   th e  b ar   ch ar t  r ep r es en tatio n   f o r   p o wer   co n s u m p tio n   r esu lts   in   m icr o   watts  o f   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C MO S  SR AM   ce ll,  s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  an d   h y b r id   m o d el   SR AM   ce ll  in   Ho ld   m o d e,   R ea d   m o d e  an d   W r ite   m o d e  at   9 0   n m   te ch n o lo g y .   Dif f er en t   m o d es  o f   o p er atio n s   o f   SR A M  ce ll  ar e   tak en   o n   X - ax is   a n d   p o wer   co n s u m p tio n   in   m i cr o   watts  tak en   o n   Y - ax is .   At  9 0   n m   tech n o lo g y   th e   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  th e  Ho ld   m o d e   p o we r   co n s u m p tio n   is   7 7 . 5 7 %  less   th an   C MO S  6 T   S R AM   ce ll,  4 6 . 6 3 %  less   th an   th e  8 T   C MO S  S R AM   ce ll  an d   2 4 . 3 3 %  less   th an   th e   s tack ed   C MO S   SR AM   ce ll,  i n   R ea d   m o d e  p o wer   co n s u m p tio n   is   8 5 . 1 0 %  less   th an   C M OS  6 T   SR AM   ce ll ,   5 3 . 3 3 %  less   th an   th e  8 T   C MO S  SR AM   ce ll  an d   4 8 . 1 7 %  less   th an   th e  s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  an d   in   W r ite   m o d e  p o wer   c o n s u m p ti o n   is   8 4 . 5 1 %  less   th an   C MO S   6 T   SR AM   ce ll,  2 7 . 3 3 %  less   th an   th e  8 T   C MO S  SR AM   ce ll a n d   1 7 . 7 4 % less   th an   th e  s tack ed   C MO S SR A M  ce ll.   T ab le  3   r ep r esen ts   th e   co m p ar is o n   tab le  f o r   p o wer   co n s u m p tio n   r esu lts   in   m ic r o   watts  o f   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C M OS  SR A M  ce ll,  s tack ed   C MO S  SR A M  ce ll  an d   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  in   Ho ld   m o d e,   R ea d   m o d e  an d   W r ite   m o d e  at  4 5   n m   tech n o lo g y .   Fig u r e  1 1   r ep r esen ts   th e  b ar   ch ar t  r ep r es en tatio n   f o r   p o wer   co n s u m p tio n   r esu lts   in   m icr o   watts  o f   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C MO S  SR AM   ce ll,  s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  an d   h y b r id   m o d el   SR AM   ce ll  in   Ho ld   m o d e,   R ea d   m o d e  an d   W r ite   m o d e  at   4 5   n m   te ch n o lo g y .   Dif f er en t   m o d es  o f   o p er atio n s   o f   SR A M  ce ll  ar e   tak en   o n   X - ax is   a n d   p o wer   co n s u m p tio n   in   m i cr o   watts  tak en   o n     Y - ax is .   0 5 10 15 H o l d R e ad   0 R e ad   1 W ri te  0 W ri te  1 Po w e r  Co n s u mp ti o n i n   u w Mo d e  o f O p e rat i o n P o w er   co ns um ptio n  ( in uw )   re s ults  a t   1 8 0   nm 6T  S R A M Ce l l 8T  S R A M Ce l l St a c ke d S R A M C el l H yb ri d  S R A M  Ce l l 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:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   o f lo w   p o w er c o mp leme n ta r y  meta l - o xid e  s emic o n d u cto r   …   ( S ee r a p u   V en ka tesh )   1431   T ab le  2 .   Po wer   c o n s u m p tio n   r esu lts   o f   d if f er en t  SR AM   to p o lo g ies  at  9 0   n m   tech n o l o g y     H o l d   R e a d   0   R e a d   1   W r i t e   0   W r i t e   1   6 T  S R A M   c e l l   4 . 5 2   4 . 5 8   5 . 2 7   2 . 7 9   2 . 8 4   8 T  S R A M   c e l l   1 . 9   1 . 9 7   0 . 8 2   0 . 6   0 . 6 0   S t a c k e d   S R A M   c e l l   1 . 3 4   1 . 4 6   1 . 0 8   0 . 5 3   0 . 5 3   H y b r i d   S R A M   c e l l   1 . 0 1   1 . 1   0 . 3 1   0 . 4 3 6   0 . 4 3 6           Fig u r e  1 0 .   Po wer   co n s u m p tio n   r esu lts   o f   d if f e r en t  SR AM   to p o lo g ies  at  9 0   nm  tech n o lo g y       T ab le  3 .   Po wer   c o n s u m p tio n   r esu lts   o f   d if f er en t   SR AM   to p o lo g ies  at  4 5   n m   tech n o l o g y     H o l d   R e a d   0   R e a d   1   W r i t e   0   W r i t e   1   6 T  S R A M   c e l l   1 . 4 1   1 . 4 1   1 . 0 4   0 . 7 5   0 . 7 5   8 T  S R A M   c e l l   0 . 4 8   0 . 5 1   0 . 3 3   0 . 4 1   0 . 4 1   S t a c k e d   S R A M   c e l l   0 . 4 1   0 . 4 4   0 . 0 6   0 . 1 6   0 . 1 6   H y b r i d   S R A M   c e l l   0 . 2 5   0 . 2 7   0 . 0 1   0 . 1 1   0 . 1 1           Fig u r e  1 1 .   Po wer   co n s u m p tio n   r esu lts   o f   d if f e r en t  SR AM   to p o lo g ies  at  4 5   nm  tech n o lo g y       At  4 5   n m   tech n o lo g y   th e   h y b r id   m o d el   SR AM   ce ll  th e  Ho ld   m o d e   p o wer   co n s u m p tio n   is   8 2 . 3 %  less   th an   C MO S  6 T   SR AM   ce ll,   4 7 . 9 %  less   th an   th e  8 T   C MO S  SR AM   C el l  an d   3 9 %  less   th an   th e  s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll.  I n   R ea d   m o d e  p o wer   co n s u m p tio n   is   8 9 . 9 % less   th an   C MO S 6 T   S R AM   ce ll,  7 2 . 0 1 % less   th an   th e  8 T   C MO S  SR AM   ce ll  an d   6 0 . 9 8 %  less   th an   th e  s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll.  I n   W r ite   m o d e  p o wer   co n s u m p tio n   is   8 5 . 3 % less   th a n   C MO S 6 T   S R AM   ce ll,  7 3 . 2 % les s   th an   th e  8 T   C MO S S R AM   ce ll a n d   3 1 . 3 %   less   th an   th e  s tack ed   C MO S S R AM   ce ll.   0 1 2 3 4 5 6 H o l d R e ad   0 R e ad   1 W ri te  0 W ri te  1 P o w e r   C o n su mp t i o n i n   u w M o de  o f   O pe r at i o n P o w er   co ns um ptio n  ( in uw )   re s ults  a t   9 0   nm 6T  S R A M Ce l l 8T  S R A M Ce l l S t ac ke d  S R A M Ce l l H yb ri d  S R A M  Ce l l 0 0.5 1 1.5 H o l d R e ad   0 R e ad   1 W ri te  0 W ri te  1 P o w e r  Co n su m p ti o n in   u w Mo d e  o f O p e rat i o n P o w er   co ns um ptio n  ( in uw )   re s ults  a t   4 5   nm 6T  S RA M  Ce l l 8T  S R A M Ce l l S t ac ke d  S RA M  Ce l l H ybr i d  S R A M  Cel l Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 25 :   1 4 2 4 - 1 4 3 3   1432   7.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er   p r o p o s ed   h y b r i d   m o d el  SR AM   ce ll  g o t  les s   p o wer   co n s u m p tio n   co m p a r ed   to   th e   C MO S   6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C MO S  S R AM   C ell   an d   s tack e d   C MO S   SR AM   ce ll   at  th r ee   d if f er en t  tech n o lo g y   n o d es.  T h e   p o wer   r esu lts   ar e  s im u lated   at  1 8 0 ,   9 0   an d   4 5   n m   tech n o lo g ies  u s in g   ta n n e r   to o l.  At  1 8 0   nm  tech n o lo g y   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  g o t  av er ag e  p o wer   co n s u m p tio n   7 5 . 7 2 %,  4 9 . 3 2 %  a n d   3 2 . 3 4 %  less   th an   th e  C MO S  6 T   SR AM   ce l l,  8 T   C MO S  S R AM   C e ll  an d   s tack ed   C MO S  SR AM   ce l l  r esp ec tiv ely .   At  9 0   n m   tech n o lo g y   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  g o t  av er ag e  p o wer   co n s u m p tio n   8 2 . 3 9 %,  4 2 . 4 3 %  a n d   3 0 . 0 8 %  less   th an   th e  C MO S  6 T   SR AM   ce l l,  8 T   C MO S  S R AM   C e ll  an d   s tack ed   C MO S  SR AM   ce l l  r esp ec tiv ely .   At  4 5   n m   tech n o lo g y   h y b r id   m o d el  SR AM   ce ll  g o t  av er ag e  p o wer   co n s u m p tio n   8 5 . 8 3 %,  6 4 . 3 7 %  a n d   4 3 . 7 6 %  less   th an   th e  C MO S  6 T   SR AM   ce ll,  8 T   C MO S  SR AM   C ell  an d   s tack ed   C MO S  SR AM   ce ll  r es p ec tiv ely .   T h is   lo w   p o wer   SR AM   ce ll is   u s ed   in   ca ch e  m em o r y   o f   C PU a n d   ac c eler ato r   f o r   AI   alg o r ith m s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   S r i n u ,   E .   S .   R a o ,   a n d   P .   C .   S e k h a r ,   “ D e s i g n   o f   l o w   p o w e r   S R A M   c e l l s wit h   i n c r e a se d   r e a d   a n d   w r i t e   p e r f o r m a n c e   u si n g   r e a d   -   w r i t e   a ss i st   t e c h n i q u e , ”   e - Pr i m e   -   A d v a n c e s   i n   El e c t ri c a l   En g i n e e r i n g ,   E l e c t r o n i c s   a n d   En e rg y ,   v o l .   7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r i me. 2 0 2 3 . 1 0 0 3 8 1 .   [ 2 ]   H .   N .   P a t e l ,   F .   B .   Y a h y a ,   a n d   B .   H .   C a l h o u n ,   “ O p t i m i z i n g   S R A M   b i t c e l l   r e l i a b i l i t y   a n d   e n e r g y   f o r   I o T  a p p l i c a t i o n s , ”   i n   Pr o c e e d i n g s   -   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   Q u a l i t y   E l e c t r o n i c   D e s i g n ,   I S Q ED ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 2 – 17 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S Q E D . 2 0 1 6 . 7 4 7 9 1 4 9 .   [ 3 ]   A .   S a c h d e v a   a n d   V .   K .   To m a r ,   “ D e s i g n   o f   1 0 T  S R A M   c e l l   w i t h   i mp r o v e d   r e a d   p e r f o r m a n c e   a n d   e x p a n d e d   w r i t e   mar g i n , ”   I ET   C i rc u i t s,   D e v i c e s  a n d   S y st e m s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p p .   4 2 – 6 4 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / c d s 2 . 1 2 0 0 6 .   [ 4 ]   C .   H .   Lo   a n d   S .   Y .   H u a n g ,   “ P - P - N   b a sed   1 0 T  S R A M   c e l l   f o r   l o w - l e a k a g e   a n d   r e s i l i e n t   s u b t h r e s h o l d   o p e r a t i o n , ”   I EEE  J o u rn a l   o f   S o l i d - S t a t e   C i rc u i t s ,   v o l .   4 6 ,   n o .   3 ,   p p .   6 9 5 – 7 0 4 ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS S C . 2 0 1 0 . 2 1 0 2 5 7 1 .   [ 5 ]   A .   S a c h d e v a   a n d   V .   K .   T o mar,  “ D e si g n   o f   a   st a b l e   l o w   p o w e r   1 1 - t   st a t i c   r a n d o m  a c c e ss  me mo r y   c e l l , ”   J o u rn a l   o f   C i rc u i t s,   S y s t e m s  a n d   C o m p u t e rs ,   v o l .   2 9 ,   n o .   1 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 2 / S 0 2 1 8 1 2 6 6 2 0 5 0 2 0 6 0 .   [ 6 ]   J.  M .   M a u t e ,   V .   K .   J.  P u e b l a ,   R .   T .   N e r i c u a ,   O .   J.  L .   G e r a s t a ,   a n d   J .   A .   H o r a ,   “ D e s i g n   i m p l e me n t a t i o n   o f   1 0 t   s t a t i c   r a n d o m a c c e ss   memo r y   c e l l   u si n g   st a c k e d   t r a n si st o r s  f o r   p o w e r   d i ssi p a t i o n   r e d u c t i o n , ”   i n   2 0 1 8   I EE E  1 0 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   H u m a n o i d ,   N a n o t e c h n o l o g y ,   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   C o m m u n i c a t i o n   a n d   C o n t r o l ,   E n v i r o n m e n t   a n d   M a n a g e m e n t ,   H N I C EM   2 0 1 8 ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / H N I C EM . 2 0 1 8 . 8 6 6 6 3 5 5 .   [ 7 ]   A .   M o r g e n s h t e i n ,   “ S h o r t - c i r c u i t   p o w e r   r e d u c t i o n   b y   u s i n g   h i g h - t h r e sh o l d   t r a n si s t o r s, ”   J o u rn a l   o f   L o w   Po w e r   El e c t r o n i c s  a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   6 9 – 7 8 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j l p e a 2 0 1 0 0 6 9 .   [ 8 ]   M .   M .   M a r y a n ,   M .   A m i n i - V a l a s h a n i ,   a n d   S .   J.  A z h a r i ,   “ A   n e w   c i r c u i t - l e v e l   t e c h n i q u e   f o r   l e a k a g e   a n d   s h o r t - c i r c u i t   p o w e r   r e d u c t i o n   o f   st a t i c   l o g i c   g a t e   i n   2 2 - n m   C M O S   t e c h n o l o g y , ”   C i rc u i t s,   S y st e m s ,   a n d   S i g n a l   Pro c e ss i n g ,   v o l .   4 0 ,   n o .   7 ,     p p .   3 5 3 6 – 3 5 6 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 0 3 4 - 0 2 0 - 0 1 6 3 9 - 9.   [ 9 ]   B .   H .   C a l h o u n   a n d   A .   P .   C h a n d r a k a s a n ,   “ A   2 5 6 - k b   6 5 - n m  s u b - t h r e s h o l d   S R A M   d e si g n   f o r   u l t r a - l o w - v o l t a g e   o p e r a t i o n , ”   I EEE   J o u rn a l   o f   S o l i d - S t a t e   C i r c u i t s ,   v o l .   4 2 ,   n o .   3 ,   p p .   6 8 0 – 6 8 8 ,   2 0 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS S C . 2 0 0 6 . 8 9 1 7 2 6 .   [ 1 0 ]   B .   A l o r d a ,   G .   T o r r e n s ,   S .   B o t a ,   a n d   J.  S e g u r a ,   “ 8 T  v s .   6 T  S R A M   c e l l   r a d i a t i o n   r o b u s t n e ss:   a   c o m p a r a t i v e   a n a l y s i s, ”   Mi c r o e l e c t r o n i c s R e l i a b i l i t y ,   v o l .   5 1 ,   n o .   2 ,   p p .   3 5 0 – 3 5 9 ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . m i c r o r e l . 2 0 1 0 . 0 9 . 0 0 2 .   [ 1 1 ]   C .   B .   K u s h w a h   a n d   S .   K .   V i s h v a k a r m a ,   “ A   s i n g l e - e n d e d   w i t h   d y n a m i c   f e e d b a c k   c o n t r o l   8 T   s u b t h r e s h o l d   S R A M   c e l l , ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   V e r y   L a r g e   S c a l e   I n t e g r a t i o n   ( V L S I )   S y s t e m s ,   v o l .   2 4 ,   n o .   1 ,   p p .   3 7 3 – 3 7 7 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T V L S I . 2 0 1 5 . 2 3 8 9 8 9 1 .   [ 1 2 ]   D .   M i t t a l ,   “ P e r f o r ma n c e   a n a l y si s   o f   v a r i o u s   C M O S   S R A M   c e l l s, ”   i n   2 0 2 2   1 3 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t i n g   C o m m u n i c a t i o n   a n d   N e t w o r k i n g   T e c h n o l o g i e s,   I C C C N T   2 0 2 2 ,   2 0 2 2 ,   p p .   1 – 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C C N T 5 4 8 2 7 . 2 0 2 2 . 9 9 8 4 6 2 0 .   [ 1 3 ]   K .   B .   R a y ,   S .   K .   M a n d a l ,   a n d   B .   S .   P a t r o ,   “ L o w   p o w e r   F G S R A M   c e l l   u si n g   sl e e p y   a n d   LEC TO R   t e c h n i q u e , ”   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e r S c i e n c e ,   v o l .   4 ,   n o .   2 ,   p p .   3 3 3 – 3 4 0 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s. v 4 . i 2 . p p 3 3 3 - 3 4 0 .   [ 1 4 ]   D .   A n h - T u a n ,   J.  Y .   S .   Lo w ,   J .   Y .   L.   Lo w ,   Z .   H .   K o n g ,   X .   T a n ,   a n d   K .   S .   Y e o ,   “ A n   8 T  d i f f e r e n t i a l   S R A M   w i t h   i mp r o v e d   n o i s e   marg i n   f o r   b i t - i n t e r l e a v i n g   i n   6 5   n m   C M O S , ”   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   C i r c u i t s   a n d   S y st e m s  I :   Re g u l a r  Pa p e r s ,   v o l .   5 8 ,   n o .   6 ,     p p .   1 2 5 2 – 1 2 6 3 ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C S I . 2 0 1 0 . 2 1 0 3 1 5 4 .   [ 1 5 ]   L.   W e n ,   Z .   Li ,   a n d   Y .   Li ,   “ D i f f e r e n t i a l - r e a d   8 T  S R A M   c e l l   w i t h   t u n a b l e   a c c e ss  a n d   p u l l - d o w n   t r a n s i st o r s, ”   El e c t r o n i c s  L e t t e rs ,  v o l .   4 8 ,   n o .   2 0 ,   p p .   1 2 6 0 – 1 2 6 1 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / e l . 2 0 1 2 . 2 6 1 2 .   [ 1 6 ]   Z.   L i u   a n d   V .   K u r su n ,   “ C h a r a c t e r i z a t i o n   o f   a   n o v e l   n i n e - t r a n s i st o r   S R A M   c e l l , ”   I E EE  T r a n sa c t i o n s   o n   V e ry  L a r g e   S c a l e   I n t e g r a t i o n   ( VL S I )   S y s t e m s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 ,   p p .   4 8 8 – 4 9 2 ,   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV LSI . 2 0 0 7 . 9 1 5 4 9 9 .   [ 1 7 ]   K .   N o se   a n d   T.   S a k u r a i ,   “ O p t i m i z a t i o n   o f   V D D   a n d   V TH   f o r   l o w - p o w e r   a n d   h i g h   sp e e d   a p p l i c a t i o n s, ”   i n   P ro c e e d i n g s  o f   t h e   As i a   a n d   S o u t h   P a c i f i c   D e si g n   A u t o m a t i o n   C o n f e r e n c e ,   A S P - D AC ,   2 0 0 0 ,   p p .   4 6 9 – 4 7 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 6 8 4 3 4 . 3 6 8 7 5 5 .   [ 1 8 ]   M .   H .   T u   e t   a l . ,   “ A   si n g l e - e n d e d   d i st u r b - f r e e   9 T  su b t h r e s h o l d   S R A M   w i t h   c r o ss - p o i n t   d a t a - a w a r e   w r i t e   w o r d - l i n e   st r u c t u r e ,   n e g a t i v e   b i t - l i n e ,   a n d   a d a p t i v e   r e a d   o p e r a t i o n   t i m i n g   t r a c i n g , ”   I EEE  J o u rn a l   o f   S o l i d - S t a t e   C i r c u i t s ,   v o l .   4 7 ,   n o .   6 ,   p p .   1 4 6 9 – 1 4 8 2 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS S C . 2 0 1 2 . 2 1 8 7 4 7 4 .   [ 1 9 ]   K .   G a v a sk a r   a n d   U .   S .   R a g u p a t h y ,   “ L o w   p o w e r   s e l f - c o n t r o l l a b l e   v o l t a g e   l e v e l   a n d   l o w   sw i n g   l o g i c   b a se d   1 1 T   S R A M   c e l l   f o r   h i g h   sp e e d   C M O S   c i r c u i t s , ”   A n a l o g   I n t e g r a t e d   C i rc u i t s   a n d   S i g n a l   Pr o c e ssi n g ,   v o l .   1 0 0 ,   n o .   1 ,   p p .   6 1 – 7 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 7 0 - 0 1 8 - 1 2 7 7 - 3.   [ 2 0 ]   S .   G u p t a ,   K .   G u p t a ,   a n d   N .   P a n d e y ,   “ A   3 2 - n m  s u b t h r e s h o l d   7 T  S R A M   B i t   c e l l   w i t h   r e a d   a ssi s t , ”   I E EE  T r a n s a c t i o n s   o n   Ve r y   L a rg e   S c a l e   I n t e g r a t i o n   ( VL S I )   S y s t e m s ,   v o l .   2 5 ,   n o .   1 2 ,   p p .   3 4 7 3 – 3 4 8 3 ,   D e c .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV LSI . 2 0 1 7 . 2 7 4 6 6 8 3 .   [ 2 1 ]   A .   G o e l ,   R .   K .   S h a r ma,   a n d   A .   K .   G u p t a ,   “ P r o c e ss  v a r i a t i o n s  a w a r e   a r e a   e f f i c i e n t   n e g a t i v e   b i t - l i n e   v o l t a g e   sc h e me  f o r   i m p r o v i n g   w r i t e   a b i l i t y   o f   S R A M   i n   n a n o me t e r   t e c h n o l o g i e s , ”   I ET  C i r c u i t s ,   D e v i c e s  a n d   S y st e m s ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   4 5 – 5 1 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - c d s. 2 0 1 1 . 0 0 3 6 .   [ 2 2 ]   H .   F a r k h a n i ,   A .   P e i r a v i ,   a n d   F .   M o r a d i ,   “ A   n e w   a s y mm e t r i c   6 T   S R A M   c e l l   w i t h   a   w r i t e   a ss i st   t e c h n i q u e   i n   6 5   n m   C M O S   t e c h n o l o g y , ”   M i c r o e l e c t r o n i c s   J o u rn a l ,   v o l .   4 5 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 5 5 6 – 1 5 6 5 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me j o . 2 0 1 4 . 0 9 . 0 0 6 .   [ 2 3 ]   L.   W e n ,   Z .   L i ,   a n d   Y .   L i ,   “ S i n g l e - e n d e d ,   r o b u st   8 T  S R A M   c e l l   f o r   l o w - v o l t a g e   o p e r a t i o n , ”   Mi c ro e l e c t r o n i c s  J o u r n a l ,   v o l .   4 4 ,     n o .   8 ,   p p .   7 1 8 – 7 2 8 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . me j o . 2 0 1 3 . 0 4 . 0 0 7 .   [ 2 4 ]   N .   V e r ma   a n d   A .   P .   C h a n d r a k a s a n ,   “ A   2 5 6   k b   6 5   n m   8 T  su b t h r e s h o l d   S R A M   e m p l o y i n g   s e n s e - a m p l i f i e r   r e d u n d a n c y , ”   I E E E   J o u rn a l   o f   S o l i d - S t a t e   C i r c u i t s ,   v o l .   4 3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 1 – 1 4 9 ,   Ja n .   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS S C . 2 0 0 7 . 9 0 8 0 0 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:   2088 - 8 7 0 8         Desig n   o f lo w   p o w er c o mp leme n ta r y  meta l - o xid e  s emic o n d u cto r   …   ( S ee r a p u   V en ka tesh )   1433   [ 2 5 ]   K .   S r i d h a r a   a n d   G .   S .   B i r a d a r ,   “ A n a l y si s   a n d   d e si g n   o f   6 T   a n d   8 T   S R A M   c e l l   u si n g   l e c t o r   a p p r o a c h , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ad v a n c e d   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 9 ,   n o .   6   S p e c i a l   I ssu e ,   p p .   2 1 7 5 – 2 1 8 1 ,   2 0 2 0 .   [ 2 6 ]   D .   S a t y a r a j   a n d   V .   B h a n u m a t h i ,   “ Ef f i c i e n t   d e si g n   o f   d u a l   c o n t r o l l e d   st a c k e d   S R A M   c e l l , ”   An a l o g   I n t e g r a t e d   C i r c u i t s  a n d   S i g n a l   Pro c e ssi n g ,   v o l .   1 0 7 ,   n o .   2 ,   p p .   3 6 9 – 3 7 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 0 4 7 0 - 0 2 0 - 0 1 7 6 1 - 3.       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         S e e r a p u   Ve n k a te sh           is  a   re se a rc h   sc h o lar  fro m   An d h ra   Un iv e rsity   Tran s - Disc ip li n a ry   Re se a rc h   HU B,   A n d h ra   Un i v e rsity ,   p re se n tl y   wo r k in g   a s  a n   a ss istan t  p ro fe ss o r   a t   En g i n e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y   P r o g ra m ,   G a y a tri   Vid y a   P a rish a d   Co ll e g e   f o r  De g re e   a n d   P G   Co u rse s  (A)  ( G VPCDP G C  (A) ) .   He   h a s  c o m p lete d   h is  M Tec h   in   VLS I  sy ste m   d e sig n   i n   2 0 1 2   a n d   BTec h   i n   e lec tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   e n g i n e e rin g   i n   2 0 0 9 .   He   h a s  1 1   y e a rs  o f  tea c h in g   e x p e rien c e   in   v a rio u s  e n g in e e rin g   c o ll e g e s.  He   h a s  e ig h t  re se a rc h   p u b li c a ti o n s  i n   i n tern a ti o n a l   jo u r n a ls.  His  a re a s  o f  re se a r c h   in c lu d e   VLS I  d e sig n ,   lo w  p o we r   VLS I.   He   is  a   m e m b e r  o f  IF ERP   a n d   IAENG .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  v e n k a tes h se e ra p u 2 0 1 9 @ g m a il . c o m .         K r ish n a   Ve n i  S a h u k a r a           o b ta in e d   h e r  P h D  i n   2 0 1 6   a n d   M a ste r  o f  Tec h n o lo g y   in   2 0 0 8   fro m   An d h ra   Un iv e rsity   C o l leg e   o f  En g in e e rin g   (A),  Visa k h a p a tn a m .   S h e   h a s 1 5   y e a rs o f   tea c h in g   a n d   re se a rc h   e x p e rien c e .   P re se n tl y ,   sh e   is wo rk i n g   a s a   p r o fe ss o r  in   th e   De p a rtme n t  o f   ECE ,   G VPCDP G C( A),  Visa k h a p a tn a m .   S h e   h a s  p u b l ish e d   2 5   re se a rc h   a rti c les   in   v a rio u s  p e e r   re v iew e d   in tern a ti o n a l  jo u rn a ls  a n d   c o n fe re n c e s.  S h e   h a s  th re e   p a ten ts.  He r  re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   a n ten n a   a rra y s  o p ti m iza ti o n ,   a n ten n a   d e si g n   f o r  5 G   c o m m u n ica ti o n s,   EM I/E M C ,   in tern e t  o f  th i n g s   a n d   VLS I.   S h e   is  a   m e m b e r  o f  IEI   a n d   li fe   m e m b e r  o f  S EM CE   (In d ia)  a n d   IET E.   Cu rre n tl y ,   s h e   is  g u i d in g   se v e n   re se a rc h   sc h o lars .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   d rk ris h n a v e n i@g v p c d p g c . e d u . i n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.