I n t e r n at ion al   Jou r n a l   of   I n f o r m at ics   an d   Com m u n icat ion   T e c h n ol ogy  ( I J - I CT )   Vo l .   1 4 ,   N o .   3 De c e m b e r   20 2 5 ,   pp.   1 044 ~ 1 055   I S S N:  2252 - 8776 DO I 10 . 11591/i ji c t . v 1 4 i 3 . pp 10 44 - 1055   ๏ฒ           1044       Jou r n al  h o m e page ht tp: // ij ict . iaes c or e . c om   Op t i m i z e d  u ltr a - lo w  p ow e r  a n d  r e d u c e d  d e la y  GNR  T e r n a r y   S R A M  u si n g a 7 - t r an si st or  ar c h ite c t u r e       Ravik is h o r e   Gad d ik op p u l a 1 ,   Nand h it h a   Nat h ak at t u val as u   M u t h u 2   1 S a th y a ba ma  I ns ti tu t e   of   S c ie n c e  a nd  T e c hn ol o g y   ( D e e m e d t o  b e  U ni ve r s it y ) ,   C he nna i I ndi a   2 S c h oo of  E C E S a th y a ba ma  I ns ti tu t e   of   S c i e n c e  a nd  T e c hn ol og y   ( D e e m e d t o  be  U ni ve r s it y ) C he nna i , I ndi a       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d   Oc t   14,   2024   R e vi s e M a r   15,   2025   A c c e pt e J un   9,   2025       G re at e n ee d   a n d   e v o l u t i o n   i n   e l ec t ro n i c s   r e q u i r e   a   memo r y   d ev i ce  t h at   c an   g o   w i t h   d ec r e as ed   p o w er  d e l a y ,   SR A p l a y s   an   i m p o r t an t   ro l e   as   a   s t o rag e l emen t   i n   d i g i t al   c i r cu i t   d e s i g n .   P o w e a n d   d e l a y   ar e   v i t al   p ro b l em s   fa c ed   b y   t o d a y โ€™ s   RA t ec h n o l o g y .   I t   i s   n ece s s ary   t o   l e s s en   t h e   p o w e a n d   i n c r e as t h e   s p eed .   T h e r e   i s   n ee d   t o   r e d u ce   p o w e u t i l i zat i o n   a n d   t i me   d e l a y .     T h e   p ro p o s ed   m e t h o d   i s   s ee n   i n   t h e   E l ec t ro n i c s   t ech n i c a l   t o o l   H - Sp i ce  t e ch n o l o g y .   T h e   t ech n i q u e   p ro p o s e d   o n   D RG   7 T -   t ran s i s t o rs   SRA c o n s u me s   l e s s   p o w e r   an d   d el a y .   A ft e t h an a l y s i s   a n d   en h a n ceme n t   o t h c i r cu i t ,   t h i s   ap p ro ac h   g i v e s   t h e   p o w e d e l a y   p ro d u c t   o t h e   g rap h en n an o r i b b o n   ( G N R )   7 T   SRA as   8 0 %   at   0 . 7   V ,   5 9 %   at   0 . 8   V ,   3 4   %   at   0 . 9   V ,   w h i ch   i s   m u ch   l e s s   w h e n   c o m p ared   t o   c o n v e n t i o n a l   SRA p o w e r   d el a y   p ro d u c t .   K e y w o r d s :   De l a y   DR G   L e a ka ge   P o we r   S R AM   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din A u th or :   R a vi k i s h o r e   Ga dd i ko ppu l a   S a t hy a b a m a   I n s t i t ut e   o f   S c i e nc e   a n T e c hn o l o g y   ( De e m e to  b e   Uni ve r s i t y )   J e pp i a a r   Na ga r ,   R a j i v   Ga n d hi   S a l a i ,   C h e nn a i - 6001 19 ,   I n d i a   E m a i l r a vi k i s h o r e @vji t . a c . i n       1.   I NT RODU C T I ON   S t a t i c   r a n do m - a c c e s s   m e m o r y   ( S R AM )   i s   t h e   f u n da m e n t a l   s t or a ge   e l e m e n t   a n a s   qu i c s t or a ge   c a pa c i t y .   S R A M   i s   o n e   bi t   s to r a ge   uni t .   I t i s   ut i li z e a s   l a t c h   to   s to r e   o n e   bi t   da t a .   I i s   t h e   m e m o r e l e m e n t   f r e e   f r o m   r e gu l a r   r e f r e s hi ng  t o   r e duc e   t h e   c o m p l e xi t y .   I n   S R AM   i t   i s   e a s y   t o   a c qui r e   t h e   da t a .   S R AM   da t a   de pe n d s   o n   t h e   po we r   a v a i l a bil i t y   pr o vi de to  i t .   I c a n   h o l o n   t h e   da t a   un t i l   po we r   i s   a va i l a b l e .   As   o f   i t s   hi g h   pe r f o r m a n c e   i t   i s   a b u n d a n t c o s t.   6 T r a n s i s t or s   S R A M   a n 5T r a n s i s t o r s   S R A M   i s   s i m u l a t e o n   T a n n e r   E DA   t oo l .   I t   i s   f o un t h e   o c c up i e a r e a   a n ut il i z a t i o n   p o we r   i s   de c r e a s e f o r   t h e   5T r a n s i s t o r   S R AM .   6T r a n s i s t o r   S R A M   o c c up i e s   a dd i t i o n a l   a r e a   a n e xt r a   p o we r   b ut  5T r a n s i s t o r   a s   t h e   pr o bl e m   w hil e   pe r f o r m i ng   wr i t e   โ€˜ 1 โ€™   o pe r a t i o n   [ 1] .   S R A M   w i t h   l e s s   ut i l i z a t i o po we r   a n l e s s   t i m e   de l a y   i s   f o u n by   t h e   r e f i t t i n g   do n e   i c e l l   i n   o r de r   to  m a ke   i t   a s   s e n s e   a m p li f i e r   to  de c r e a s e   P DP   [ 2 ] .   C o l u m n   s t r uc t ur e   di f f e r e n t   5T r a n s i s to r   c e l de c r e a s e s   t h e   po we r   a n i nc r e a s e s   s pe e t h e n   6T r a n s i s t o r   [ 3] .   8T r a n s i s t o r   S R A M   t h r o ugh   1W r i t e 1R e a g i v e s   l e s s   de l a y   a n de c r e a s e   i po we r   t h a n   6T   S R AM .   8T   S R A M   t h r o ugh   a dd i t i o n a l   c i r c u i t   o f   R S   F li p F l o i s   ut i li z e t pr e s e r v e   t h e   c o n t e n t   [ 4 ] .   B y   t a nn e r   too l   d i f f e r e n t i a t i o n   a m o n 6T ,   5T ,   a n 4T   f o un to   b e   t h a 4T   S R AM   pr e s e n t s   be tt e r   r e s ul t s   i c a l c u l a t i o n s   o f   po we r   c a pa c i t y   a n s pe e i 22   nm   t e c hn o l o gy   [ 5] .   8T r a n s i s t o r s   4bi t   S R A M   po we r   u t i l i z a t i o n   i s   l o we r   a s   t h e   gi v e n   v o l t a ge   c a pa c i t y   go e s   d o wn   a di s t i n c s uppl v o l t a ge s   [ 6] .   B y   us i ng  pr e d i c t i v e   t e c hn o l o g y   m o de l   a na l y s i s   i s   t a ke n   f o r   6T   S R A M   f o r   p o we r   u t i li z a t i o n   w i t s t a bi li t y ,   c h a nn e l   l e n g t h ,   a n de l a y   [ 7] .   6T r a n s i s to r s   S R A M   i s   e x e c ut e a n s y m b o l   i s   do n e   f o r   i t .   B y   wo r ki n o n   c a de n c e ,   s im u l a t i o n   S R A M   a r r a y   i s   d e s i g n e a n e x e c ut e [ 8] .   5T   S R A M   i s   f o r m u l a t e f o r   l e s s   de l a y   a pp li c a t i o ns   [ 9] .   B y   us i ng  s u i t a bl e   l e a ka g e   c ur r e n t   m e t h o ds   l e a ka ge   c ur r e n t s   a n s upp ly   v o l t a ge   c a n   b e   mi n im i z e d.   7T   S R AM   i s   f o r m u l a t e i n   c a de n c e   t oo l   u n de r   45   nm   t e c hn o l o g y   t o   o b s e r v e   t h e   l e a ka ge   c ur r e n t s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776   ๏ฒ     Optimiz e ult r a - lo w   po w e r   and  r e duc e de lay  GN R   T e r nar y   SR A M   โ€ฆ   ( R av ikis hor e   Gaddik oppula )   1045   e f f e c t   [ 10 ] .   T e v a l u a t e   t h e   r e s i l i e nc e   o f   a   s t a bil i t y   a n a ly s i s   o f   a n   S R AM   c i r c u i t   b a s e o n   gr a ph e ne   n a n o r i bb o n   f i e l d - e f f e c t   t r a n s i s t or s   ( GN R F E T s )   un de r   pr o c e s s   v a r i a t i o n   i s   o b s e r v e d.   M o h a m m e a n d   C h o wdh ur y   [ 11]   f i ve - li ne   c o up l e M L   GN R   i n t e r c o n n e c t s   a n a c t i v e ly   s hi e l de f i ve - l i ne   M L GN R   a r e   s i m u l a t e a 10   n m   a n 7   nm   a 0 . 8   V   a ppl i e v o l t a ge   a n f o un t h a c r o s s t a l n o i s e   i n   M L   GN R   i s   s m a l l e r   [ 12] .   E f f i c i e n t   c h a r ge   r e c o v e r y   l o g i c   ( E C R L )   b a s e i nv e r t e r   a n p o s i t i v e   f e e d ba c a d i a b a t i c   l o g i c   ( P F A L )   b a s e i nve r t e r   a r e   pr e s e n t e d.   E C R L   8 - bi t   A L p e r f o r m i ng  a r i t hm e t i c   a n l o g i c   o pe r a t i o n s   [ 13] .   On /o f f   c ur r e n t ,   f i e l e f f e c t   m o bil i t y ,   b a n g a e l e c t r i c a l   pr o pe r t i e s   a r e   de pe n de n t   o n   t h e   GN R   w i dt h .   F a b r ica t i o n   o f   t h e   S I   NW s   w i t h   d i f f e r e n t   di a m e t e r s   i s   s e e n   [ 14] .   GN R   h e t e r o j u n c t i o n   e l e c t r o ni c   s t r uc t u r e   a n c h a r ge   t r a n s po r i s   g i v e n .   F a b r i c a t i o n   e l e c t r o ni c   pr o pe r t i e s   o f   gr a ph e m e   n a n o   r i bb o n   a r e   s e e n   [ 15] .   P l ott i n a   v a l ua bl e   6T - S R A M   c e ll   w i t h   s h o r t e Ga t e   m o de   F i nF E T   t r a n s i s t o r s   [ 16 ] .   T h e   GN R F E T - b a s e t h r e e - v a l ue d   l o g i c   s im u l a t i o n   w i t h   HSP I C E   32   nm   t e c hn o l o g y   t oo l   i s   us e i n   D - L a t c h   t d e c r e a s e   po we r   a n l a t e nc y   [ 17] .   T hi s   wo r o b s e r v e t h a t   m a ny   S R AM s   we r e   im p l e m e n t e to   ge t   l e s s   p o we r   a n d e l a y .   S t i ll ,   t hi s   s u i t a bl e   im p l e m e n t a t i o n   f o r   t e r n a r y   l o g i c   i n   t h e   GN R   f a b r ica t i o n   m e t h o i s   a   n e pr o p o s e m e t h o to   ge t   g oo wi t h   m uc h   l e s s   po we r   a n de l a y   [ 18] .   T h e   pr o p o s e p a pe r   de s c r i b e a s   f o l l o w s s e c t i o n   2   i m p l e m e n t a t i o n   o f   6T   S R AM ,   s e c t i o n   3   i m p l e m e n t a t i o n   o f   DR S R AM ,   s e c t i o n   4   r e s u l t s ,   a n s e c t i o n   5   c o n c l u s i o n .       2.   I M P L E M E NT AT I ON  OF   CM OS   6T   S RA M   C o n ve n t i o na l   6T   S R A M   a s   s h o wn   i n   F i gur e   1   a s   s i x   t r a n s i s t o r s   P M OS  a n NM OS   t r a n s i s t o r s .   T wo  i nv e r t e r s   a r e   c o n n e c t e b a c k - to - b a c NM OS  tr a n s i s t o r s   a r e   t h e   t r a n s i s t or s   u t i li z e f o r   r e a a n d   to  wr i t e   i t h e   da t a   i n   t h e   c e ll   [ 19] .   T h e   t wo - bi t   l i ne s   B L   a n B L B   a r e   ut i li z e f o r   pr e   c h a r g i n a n dr o pp i n t h e   c h a r ge   pr e s e n t   i n   m e m o r y   u ni t .   T h e   W L   i s   c o n ne c t e to  b ot h   ga t e s   o f   t h e   NM OS  t r a n s i s t or s .   W L   l i n e   i s   us e d   f o r   a c t i va t i n t h e   t wo   a c c e s s   NM OS  t r a n s i s t o r s   whil e   p e r f o r m i ng  r e a d i ng  a n wr i t i ng  t h e   da t a .   T h e   i n t e r c o nn e c t e i nv e r t e r s   a r e   gi v e n   w i t h   s upp ly   v o l t a ge   V DD   a n d   gr o un V SS On e   i nve r t e r โ€™ s   o u t pu i s   us e a s   a n o t h e r โ€™ s   i n put .   i nv e r t e r   vi c e   v e r s a .   T h e   o u t pu o f   two   i nv e r t e r s   i s   g i ve n   a s   a n QB .           F i gur e   1.   C o n ve n t i o na l   6T   S R AM   c i r c u i t   d i a gr a m       2 . 1.     Re ad   o p e r at ion   ๏€ญ   F o r   l o g i c   o pe r a t i o n   bi t - l i ne s   a r e   pr e   c h a r ge d   to   V DD .   ๏€ญ   M a n M a c c e s s   t r a n s i s t o r s   ge t s   ON   wh e n   r e a v o l t   i s   a pp l i e t t h e   ga t e s .   ๏€ญ   M s t a r t s   di s c h a r g i n t h r o ugh   B L B   a n M w i ll   g o   i n   s a t ur a t i o n   r e g i o n   t h e n   v o l t a ge   de c r e a s e s .     ๏€ญ   M r e m a i ns   s a m e   b e c a us e   o f   n o   c ur r e n f l o a n vo l t a ge   r e m a i ns   a t   l o g i c   1.   ๏€ญ   F o r   l o g i c   o pe r a t i o n   bi t - l i ne s   a r e   pr e   c h a r ge to   V DD .   ๏€ญ   M a n M a c c e s s   t r a n s i s t o r s   ge t s   ON   wh e n   r e a i s   a pp l i e t t h e   ga t e s .   ๏€ญ   M s t a r t s   di s c h a r g i n t h r o ugh   B L   a n M e n t e r s   i n t s a t ur a t i o n   r e g i o n   a n v o l t a ge   de c r e a s e s .   ๏€ญ   M r e m a i ns   t h e   s a m e   b e c a u s e   o f   n o   c ur r e n t   f l o a n v o l t a ge   r e m a i ns   a t   l o g i c   1.     WRI T E   OP E RA T I ON   ๏€ญ   T wr i t e   t h e   da t a   bi t   l i ne s   s h o u l b e   f o r c e to   l o g i c   0.   ๏€ญ   W r i t e   l o g i c   i s   a pp li e to   ga t e s   o f   M a n M a c c e s s   t r a n s i s to r s .   M 1   a n M t r a n s i s t or s   ge t s   ON .   ๏€ญ   M d i s c h a r ge s   a n M t r a n s i s t or s   t ur n s   o f f   a n da ta  i s   wr i t t e n   a t h e   o u t pu t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            ๏ฒ                     I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   3 De c e m be r   20 2 5 :   1044 - 1055   1046   F i gur e s   2 - s h o ws   t h e   W a v e f o r m s   i c o nv e n t i o n a l   6T   S R AM   a t   0. V ,   0. V ,   a n 0. i   32  nm   t e c hn o l o g y .   T a bl e   s h o ws   6T   S R A M   po we r   a n de l a y   v a l ue s   a t   di s t i n c t   v o l t a ge s   i 32  nm   t e c h n o l o g y ,   t hi s   S R A M   i s   c o n s i de r e a s   t h e   c o n v e n t i o n a l   S R AM   i n   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   m a ny  c i r c u i t s ,   s a m e   h a s   b e e n   s im u l a t e a t   di f f e r e n t   v o l t a ge s   s i mu l a t e o u t pu t s   W a ve f o r m s   f o r   di f f e r e n t   v o l t a ge s   p l o t t e d   i F i g ur e s   2 - 4.   F i gur e s   2 - 4   s h o ws   t h e   W a v e f o r m s   in   c o nv e n t i o n a l   6T   S R A M   a t   0. 7   i n   32   nm   t e c hn o l o g y .     T a bl e   1   s h o ws   6T   S R A M   po we r   a n de l a y   v a l ue s   a t   di s t i n c t   v o l t a ge s   i n   32   nm   t e c hn o l o g y .       T a bl e   1 .   S i m u l a t e r e s u l t s   o f   t h e   c o n v e n t i o n a l   6T   S R AM   i n   32   nm   t e c hn o l o g y   D e s ig n a na l y s is   V o lt a g e   ( V )   P o w e r   ( ยตW )   D e la y  ( ns )   S R A M - 32   nm   0.7   49.45   2.64   S R A M - 32   nm   0.8   120.32   2.64   S R A M - 32   nm   0.9   211.04   2.63           F i gur e   2.   W a ve f o r m   o f   6 - T r a n s i s t o r   S R A M   a t   0. 7   V           F i gur e   3.   W a ve f o r m   o f   8 - T r a n s i s t o r   S R A M   a t   0. V           F i gur e   4.   W a ve f o r m   o f   9 - T r a n s i s t o r   S R A M   0. V   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776   ๏ฒ     Optimiz e ult r a - lo w   po w e r   and  r e duc e de lay  GN R   T e r nar y   SR A M   โ€ฆ   ( R av ikis hor e   Gaddik oppula )   1047   2 . 2   Gr ap h e n e   n an r ib b on   p r op e r t ies   S i n g l e   l a y e r   gr a ph e n e   i s   a   bl e n o f   n u m e r o us   h e xa go n s .   B y   n o t i c i ng  F i gur e   5   t h e   m a nn e r   i n   w hi c we   a r e   e s t i m a t i n t h e   wi dt h   a n l e n gt h   o f   t h e   gr a ph e ne   n a n o   r i bb o n   c a n   b e   n o t i c e f l a t   l i ne   a ddr e s s e s   t h e   l e n gt h   o f   t h e   gr a p h e n e   n a n o   s t r i a n i t s   u ni t   o f   t h e   e s t i m a t i o n   i s   n a n o   m e t e r   [ 20] ,   [ 21] .   T h e   upwa r l i ne   i s   t h e   w i dt h   o f   t h e   gr a ph e n e   na n o   s t r i p.   I t s   un i t   o f   t h e   e s t i m a t i o n   i s   n a n o   m e t e r .   T h e r e   a r e   t w s o r t s   o f   gr a p h e n e   n a n o   s tr i p s .   On e   i s   z i gz a a n ot h e r   i s   a r m   c h a i r   gr a phe n e   na n o   r i bb o n .   I n   l i g h t   o f   t h e   s or t   o f   t h e   e dge s   i n   t h e   gr a p h e n e   n a n o   r i bb o n   i t   i s   na m e a s   a r m c h a i r   a n z i gz a g   [ 22] .   Z i g z a c o ur s e   o f   a c t i o n   o f   t h e   GN R   i s   d i s p l a y e i n   F i gur e   6.   Z i gz a i s   gr a p h e n e   n a n o   s t r i w it h   a   f e w   h e x a go ns   i n t e r c o nn e c t e d.   Z i gz a gr a p h e n e   n a n o   s t r i ps   ( Z G NR s )   a r e   c o n s i s t e n t l y   m e t a l li c   [ 23] .   Due   to   t h e   m e t a l li c   n a t ur e   i t   i s   s e l do m   ut i li z e d.   T h e   ot h e r   s o r o f   t h e   gr a ph e n e   na n o   s t r i i s   a r m c h a i r   t y p e   GNR   l a c e .   F i gur e   7   i s   t h e   a r m   c h a i r   s t r uc t ur e   gr a ph e n e   n a n o   r i bb o n   c o ur s e   o f   a c t i o n   by   n o t i c i ng  t h e   e dge s   [ 24] .   A r m c h a i r   t y pe   gr a phe n e   n a n o   l a c e   i s   s a m e   a s   z i gz a w i t h   120  de gr e e s   p i v o t   o f   t h e   z i g z a g.   A r m c ha i r   t y pe   gr a phe n e   n a n o   l a c e   i s   s e m i c o n duc t or   o r   m e t a l li c .           F i gur e   5.   L e n gt h   a n w i dt h   pa r a m e t e r   m e a s ur e m e nt           F i gur e   6 .   Z i g z a s t r uc t ur e   o f   t h e   gr a ph e n e   n a n o   r i bb o n   [ 5]           F i gur e   7 .   A r m c h a i r   s t r uc t ur e   o f   gr a ph e n e   na n o   r i bb o n       W idth( nm) L engt h(nm) W idth( nm) Z IGZ A G 1 2 3 4 n - 1 n โ€ฆ....... . Per iodi dir ecti on W idth ( nm) AR MCHA I R 1 2 3 4 n - 1 n โ€ฆ ... Peri od ic   dir ection Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            ๏ฒ                     I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   3 De c e m be r   20 2 5 :   1044 - 1055   1048   B y   o bs e r vi n T a bl e   2   i t   c a n   b e   o bs e r v e t h e   b e h a vi o r   o f   t h e   GN R F E T   de pe n d i ng  o n   t h e   d i m e r   li ne s   ( N) ,   f o r   s m a ll   b a n dga c o n duc t i vi t y   i s   m o r e   a n f o r   hi g h e s t   b a n ga c o n duc t i vi t y   i s   l e s s .   B y   us i ng  t he   b e l o w   m a t h e m a t i c a l   e qua t i o n   w i dt h   o f   t h e   GN R   c a n   b e   c a l c u l a t e de pe n d i ng  t h e   d i m e r   l i ne s   a n c a r b o n   d i s t a n c e .     W d = โˆš 3 a ( N+ 1) /2   (1 )     a = 0. 142  nm   i s   t h e   c a r b o n - to - c a r b o n   b o n d i s t a n c e   i s   n u m be r   o f   D im m e r   l i ne s   W d   i s   t h e   w i dt h   o f   t h e   GN R       T a bl e   2.   De pe n de n c e   o f   GN R F E T   b e h a vi o r   o n   d i m e r   l i ne s   ( N)   D im e r  l in e s , N   B a nd ga p   I o n/ I of f   O r de r   of  I o n/ I of f   I o n   8,   11,   14,   17   S ma ll   lo w e s t   ~ 10 1   H ig h e s t   6,   9,   12,   15,   18   M o de r a te   hi gh   ~ 10 6   H ig h   7,   10,   13,   16   hi ghe s t   hi ghe s t   ~ 10 6   lo w       F i gur e   8   s h o ws   h o w   t h e   v a l ue   o f   c a r b o n - to - c a r b o n   di s t a nc e   i . e . ,   a   i s   t a ke n   c a n   b e   o b s e r ve by   s e e i ng   t h e   f i gur e .   I t   i s   t h e   e l e m e n t   us e i n   c a l c u l a t i n t h e   w i dt h   o f   t h e   gr a phe n e   n a n o   r i bb o n   [ 25] .   T h e   t h r e s h o l d   v o l t a ge   o f   t h e   gn r   c a n   be   c a l c u l a t e by   us i ng :           F i gur e   8.   s t r uc t ur e   f o r   t h e   c a r b o n - to - c a r b o n   d i s t a n c e       Vt = b g/3e       b g   i s   t h e   b a n ga p,     e   i s   t h e   uni t   e l e c t r o n   c h a r ge ,   1. 6ร— 10 - 19   C     b g= 2|ฮด |ฮ” E       ฮด   i s   t h e   i n t e r l a y e r   d i s t a n c e ,     ฮ” E   i s   t h e   e n e r g y   ga b e t we e n   s u b   b a n d s ,       ฮ” E = ฯ€ h V f / W d       v f   i s   t h e   f e r m i   v e l o c i t y ,     h   i s   t h e   p l a n k โ€™ s   c o n s t a n t   w i t h   v a l ue   o f   6. 5821x 10 - 16   e Vs ,     W d   i s   t h e   w i dt h   o f   t h e   GN R     2 . 3   T e r n a r l ogic   B i n a r y   l o g i c   i s   a   t wo   v a l ue s   l o g i c   w i t h   e i t h e r   o r   1.   B i n a r y   l o g i c   a s   b a s e   2.   M u l t i   v a l ue l o g i c   i s   a   lo g i c   w i t h   t h r e e   o r   m o r e   l o g i c s .   A s   s h o wn   i n   T a bl e   3   T e r n a r y   l o g i c   i s   a l s o   a   m u l t i   v a l ue l o g i c .   T e r n a r y   l o g i c   a s   b a s e   3.   T e r n a r y   l o g i c   a s   0,   1,   a n 2.   T h e   v o l t a ge   v a l ue s   o f   t h e   t e r n a r y   l o g i c s   a r e   0   V,   0 . 45   V ,   a n 0. 9   V.   F o r   0   a ppl i e v o l t a ge   l o g i c   i s   0.   F o r   0 . 45   V   a ppl i e v o l t a ge   l o g i c   i s   1.   F o r   0 . 9   V   a ppl i e v o l t a ge   l o g i c   2.       T a bl e   3.   T e r n a r y   l o g i c   v a l ue s   V o lt a g e   v a lu e   L o g ic   v a lu e   0 V   0   0.45 V   1   0.9 V   2   a a 2a a/2 a a =0.1 42 nm Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776   ๏ฒ     Optimiz e ult r a - lo w   po w e r   and  r e duc e de lay  GN R   T e r nar y   SR A M   โ€ฆ   ( R av ikis hor e   Gaddik oppula )   1049   2 . 4   GNRF E T   t e r n a r h alf   ad d e r   T h e   pr o p o s e d   h a l f   a d d e r   i s   c o n s t r uc t e a s   f a l l o w s .   F r o m   F i gur e   h e r e   we   h a v e   t a ke n   A   a n B   a r e   t h e   i n put   de c o de r s   t h r o ugh   whi c h   we   a r e   s e n d in A 0,   A 1,   A v a r i a bl e s   f r o m   t h e   i n put   de c o de r   A   a nd   s i mi l a r ly   w i t h   t h e   i nput   de c o de r   B   t h e   v a r i a bl e s   a r e   B 0,   B 1,   B 2.   F or   t h e   S u m   o pe r a t i o n ,   h e r e   we   im p le m e n t e w i t h   6 -   AN ga t e s   a n 2 -   OR   ga t e ,   i n   t h e   f i r s t   s t e t h e   i n pu t s   whi c h   a r e   c o m i ng  f r o m   t h e   De c o de r s   a r e   f i r s t l g i v e n   to   t h e   3 - L o gi c   A ND   c o m bi na t i o ns ,   t h e   i n p ut s   a r e   ( A 2,   B 0) ,   ( A 1,   B 1) ,   ( A 0,   B 2)   a n i n   s e c o n s t e p,   wh a t e ve r   t h e   o u t pu t s   c o m i n f r o m   A N ga t e s   wi ll   b e c o m e   i n put s   to   t h e   OR   ga t e   a n f i na ll y   t hi s   OR   ga t e   o u t pu i s   g i v e n   a s   t h e   o n e   o f   t h e   i n put   to   T e r n a r y   t y pe   OR   ga t e .   An f o r   t h e   n e x t   3 - A ND   ga t e s   s i mi l a r   pr o c e s s e s   i s   f o l l o we b ut   i n put s   a r e   ( A 1,   B 0) ,   ( A 0 ,   B 1) ,   ( A 2,   B 2) ,   a n w h a t e v e r   t h e   o u t pu t   c o m i ng  f r o m   t hi s   ga t e   i s   g i ve n   to   OR   Ga t e   a n t h e   o u t pu o f   t h e   OR   ga t e   i s   g i ve n   to   T - b u f f e r   a n t h e   o u t pu t   o f   t h e s e   b u f f e r   i s   g i v e n   a s   t h e   s e c o n i nput   to  t h e   T e r n a r y   OR   ga t e .           F i gur e   9.   T e r n a r y   h a lf   a dde r       An f i na ll y ,   w h a t e ve r   t h e   o u t pu t   we   g ot   f o r m   t he   T e r n a r y   O R   ga t e   w i ll   b e   o ur   S UM .   F o r   c a r r y   o pe r a t i o n ,   we   i m p l e m e n t e w i t h   t h e   2 - NO R   ga t e s   a n o n e   T - b u f f e r   ga t e ,   t h e   i n put s   f o r   t h e   f i r s t   NO R   ga t e   a r e   ( A 2,   B 2) ,   a n t h e   o u t pu o f   t hi s   NO R   ga t e   i s   t a ke n   a s   o n e   o f   t h e   i n put ,   to   t h e   s e c o n NO R   ga t e   a n r e m a i n i ng   i nput s   a r e   ( A 0,   B 0) .   T h e   o u t pu t   o f   t hi s   s e c o n NO R   ga t e   i s   g i ve n   t o   T e r n a r y ( T ) - b u f f e r   a n o ut  o f   t hi s     T - b u f f e r   w i ll   b e   o ur   C A R R Y.   An f r o m   t h e   t r u t h   t a bl e ,   T a bl e   de p i c t s   we   ha v e   d i f f e r e n t   c o m bi na t i o ns   o f   i n put s   ( A ,   B )   l i ke     ( 00,   01,   02 )   a n f o r   t h i s   i nput s   we   ha v e   o ut pu t s   l ike  c a r r y ,   S u m   ( 00,   01,   02) .   A n f o r   t h e   n e x t   c o m bi na t i o i nput s   A ,   B   ( 10,   11,   12) ,   we   h a ve   s u m ,   c a r r y   a s   ( 01,   02,   10) .   s i m il a r ly   f o r   t h e   n e x t   c o m bi na t i o n   o f   i nput s   A ,   B   ( 20,   21 ,   22 )   we   g ot  t h e   o u tpu t   l i ke   ( 02,   10 ,   11) .       T a bl e   4.   T r u t h   t a bl e   o f   h a l f   a dde r   I nput  a   I nput  b   c a r r y   s um   0   0   0   0   0   1   0   1   0   2   0   2   1   0   0   1   1   1   0   2   1   2   1   0   2   0   0   2   2   1   1   0   2   2   1   1       T a bl e   de p i c t s   t h a t   f o r   t h e   s u m   a n c a r r y   o ut pu ts ,   we   h a v e   e qua t i o n s   f r o m   t h e   t r u t h   t a bl e   a n t h e   e qua t i o ns   a r e   r e pr e s e n t e i n   t h e   f o r m   o f   i n put   A   a nd  B   we   h a ve   ( 8) .   Dec ode r Dec oder T T T Sum car ry A B A0 A1 A2 B0 B1 B2 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            ๏ฒ                     I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   3 De c e m be r   20 2 5 :   1044 - 1055   1050   S u m   1*   ( A 0B A 1B A 2 B 2)   +   2 *   ( A 0 B A 1 B A 2 B 0)   ( 8a )     C a r r y   ( A 1B A 2 B A 2B 2) * 1   ( 8b )       T a bl e   5.   T h e   s i m u l a t e a n c a l c u l a t e de l a y   a n p o we r   a v o l a ge   0. V   G N R   V o lt a g e   D e la y   ( ps )   P o w e r   ( nW )   H a l f  a dd e r   0.9   3.0603E - 11   7.4307E + 09       3.   S I M UL AT I ON  AN AL YSI S   AN RE S UL T S   Cas e   1:   T h e   pr o p o s e C M OS  DR G   7T   S R A M   i s   s a m e   a s   t h e   c o n v e n t i o n a l   6T   S R A M   i n   pe r f o r mi ng  t h e   o pe r a t i o n s   [ 18] .   T h e   c i r c u i t   a s   t w i nv e r t e r s   c o n n e c t e b a c k - to - b a c k,   2   NM OS  t r a n s i s to r s   a n d   7 t h   NM OS   t r a n s i s to r   i s   c o nn e c t e to   t h e   gr o un pa r o f   t h e   b a c k - to - b a c c o nn e c t e i nv e r t e r   uni t .   S e v e n   NM OS  tr a n s i s t o r   i n   t h e   c i r c u i t   i s   ut i li z e to   de c r e a s e   t h e   l e a k a ge   c ur r e n t s   i n   C M OS  S R A M   u ni t .   F i gur e   10  de s c r i be s   DR NM OS  i s   c o n ne c t e i n   l e a ka ge   pa t h   f r o m   s upp ly   v o l t a ge   to  g r o un d.   DR t r a n s i s to r   i s   ke pt   i n   l o l e a ka ge   pa t h ,   whe r e   t h e   pa t h   b e c o m e s   i d l e   dur i ng  r e a a n d   wr i t e   o pe r a t i o n   i n   o r de r   to   ke e do wn   t h e   l e a ka ge   f o r   t h e   f a ll   do wn   o f   t h e   po we r .   A dd i t i o na l ly ,   a dde tr a n s i s t o r s   i s   i n   o n ,   wh e n   t h e   s e g m e n t   i s   i n   us e   a n r e m a i ns   o f f   w he n   s e g m e n t   i s   n o i n   us e .   W h e n   t h e   DR t r a n s i s t o r   i s   w o r ki n i t   o pe r a t e s   s a m e   a s   6T   S R A M   a n wh e n   i t   i s   n o t   w o r ki n DR tr a n s i s t o r   l e a k a ge   pa t h   g o e s   to  gr o un d.   I t   a l s o   m a ke s   t h e   n o de s   to  gr o un whi c h   a s   s t h a wr i t i ng  t h e   da t a   1   b e c o m e s   qu i c k.   W h e n   DR i s   o n ,   i t   i s   b a c k   to  z e r s t a t e .   W h e n   DR i s   i n   o f f   s t a t e   da t a   r e m a i ns   s a m e   w i t h o ut  a ny   l o s s .   T a bl e   de pi c t s   t h a w h e n   t w t r a n s i s to r s   a r e   i n   o f f   s t a t e   whi c h   a r e   c o n n e c t e i n   s e r i e s   l e a ka ge   c ur r e n t   r e duc t i o n   i s   e a s y .   T h e r e   i s   t h e   s t a c k i n c o n s e que n c e   whi c h   m e a ns   t h e   r e v e r s e   bi a s i n g   o f   t h e   s t a c ke t r a n s i s t or s .   T a bl e   s h o ws   a dd i t i o n a ll y ,   a dde tr a n s i s t o r s   c a n   b e   s h a r e w i t h   o t h e r   S R A M   c e l l s .   Ga t e gr o un de tr a n s i s t o r   a s   a   g oo d   i m pa c t   o n   h o l d i ng  t h e   da t a   a n g oo d   p o we r   u t i l i z a t i o n ,   de l a y   t h o ugh   t h e   e x t r a   a r e a   i s   ut i l i z e f o r   t h e   ga t e d   gr o un t r a n s i s to r .   H o we v e r ,   i t   o c c upi e s   a dd i t i o n a l   a r e a   b e c a us e   o f   ga t i n g,   da t a   c a n   b e   h o l a c c ur a t e l y .   DR G   t r a n s i s to r   i s   c o n n e c t e to  r o w   s t a t i c   r a n do m   m e mo r y   uni t .   De c o de r   i s   us e to  h a v e   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   a n d   s i z i n g.   T a bl e   de pi c t s   t h a t   b y   t h e   a dd i t i o n   o f   e x t r a   NM OS   t r a n s i s t or   di s c h a r ge   c ur r e n t   i n   t h e   c i r c u i t   a r e   mi n im i z e w hi c h   r e s u l t e i n   t he   l o we r   po we r   u t i l iza t i o n .   T h o ugh   t h e   a r e a   i s   i nc r e a s e i t   a s   s h o wn   t h e   b e t t e r   r e s u l t s   i n   t e r m s   o f   po we r   a n de l a y .           F i gur e   10.   DR 7T   S R A M   c i r c u i t       S i m u l a t i o ns   a r e   pe r f o r m e i n   H - S p i c e   too l   un d e r   32   nm   t e c hn o l o g y .   F i gur e s   10 - 14  s h o ws   t h e   W a ve f o r m s   o f   t h e   DR 7T   S R A M   a t   0. 7   V ,   0 . a n 0. V,   w i t h   x - a xi s   v o l t a ge   a n y - a xi s   a s   po we r .     T h e   f o l l o w i ng  r e s u l t s   a r e   d i f f e r e n t i a t e f o r   c o n v e nt i o n a l   6T   S R A M   a n e nh a nc e t h a t   t h e   pr o p o s e DR 7T   S R AM   a s   be tt e r   r e s u l t s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776   ๏ฒ     Optimiz e ult r a - lo w   po w e r   and  r e duc e de lay  GN R   T e r nar y   SR A M   โ€ฆ   ( R av ikis hor e   Gaddik oppula )   1051       F i gur e   1 1 7T   0. V   S R A M   W a v e f o r m           F i gur e   1 2 7T   0. V   S R A M   W a v e f o r m           F i gur e   1 3 7T   0. V   S R A M   W a v e f o r m       T a bl e   6.   S i m u l a t e r e s u l t s   o f   t h e   DR 7T   S R A M   D e s ig n a na l y s is   V o lt a g e   ( V )   D e la y   ( ns )   P o w e r   ( ยตW )   S R A M - 32   nm DR G   0.7   0.44   2.5   S R A M - 32   nm DR G   0.8   0.43   3.42   S R A M - 32   nm DR G   0.9   0.41   4.8           F i gur e   14 7T   S R A M   s t a t i c   a n a ly s i s   0,7 0,8 0,9 0 , 7 0 , 8 0 , 9 2 , 5 3 , 4 2 4 , 8 0 , 4 4 0 , 4 3 0 , 4 1 V o lt a g e ( V ) Po we r  ( ยต W ) D e la y  ( n s ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            ๏ฒ                     I S S N :   2252 - 8776   I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l Vo l .   1 4 ,   N o.   3 De c e m be r   20 2 5 :   1044 - 1055   1052   Cas e   2: - F i g ur e s   14 - 17  de p i c t s   t h a t   t h e   pr o p o s e GN R   DR 7T   S R AM   i s   t h e   s a m e   a s   t h e   c o nv e n t i o n a l   6T   a n 7T   S R A M   i n   pe r f o r m i ng  t h e   o pe r a t i o ns ,   F i g ur e   18   de pi c t s   S R AM   v o l t a ge   wi t h   v o l t a ge   un de r   X - a xi s   v o l t a ge   a n Y - a xi s   p o we r .           F i gur e   15 .   7T   0. 7   S R A M   W a v e f o r m           F i gur e   16 .   7T   0. 8   V   S R A M   W a v e f o r m           F i gur e   17.   7T   0. 9   V   S R A M   W a v e f o r m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   I n f   &   C o m m u n   T e c hn o l     I S S N:   2252 - 8776   ๏ฒ     Optimiz e ult r a - lo w   po w e r   and  r e duc e de lay  GN R   T e r nar y   SR A M   โ€ฆ   ( R av ikis hor e   Gaddik oppula )   1053   T a bl e   7 .   S i m u l a t e r e s u l t s   o f   t h e   t e r n a r y   DR 7T   S R AM   i n   32   nm   t e c hn o l o g y   G N R F E T  S R A M   V o lt a g e  ( V )   D e la y  ( ns )   P O W E R  ( ยตW )   7T   0.7   3.77   0.28   7T   0.8   2.55   0.34   7T   0.9   1.25   0.53           F i gur e   18.   0. 9   V   S R A M   W a v e f o r m       Cas e   3: - P o we r   de l a y   pr o duc f r o m   F i gur e s   18   a nd   19  x - a xi s   de p i c t s   v o l t a ge   a n Y - a xi s   o f   po we r   d e l a y   i t   i s   o b s e r v e t h a t   GN R   po we r   de l a y   pr o duc t   i s   r e duc e d   wh e n   c o m p a r e to  wi t h   t h e   c o n ve n t i o na l   t e c hn o l o gi e s .   T h e   f i na l   o ut pu t   v a l ue s   o f   t h e   DR 7T   S R AM   un de r   d i s t i n c t   v o l t a ge .   T h e   t a bl e   s h o ws   t h e   po we r ,   de l a y   v a l ue s   a t   di s t i n c t   a pp l i e v o l t a ge s   a n pr o v e n   t h a t   t h e   pr o p o s e DR 7 T   S R A M   a s   b e t t e r   p owe r   a n d   de l a y   t h a n   c o nv e n t i o n a l   6T   S R A M .   F i na ll y ,   P DP  i m pr o v e m e n t s   we r e   n o t e a v a r i o us   v o l t a ge s   a nd   i n t e gr a t i o n   o f   GN R   c h a r a c t e r i s t i c s   a t   t h e   n a n o s c a l e   wa s   imp r o v e d   i n   c o n duc t i vi t y   a n de c r e a s e l e a ka ge .       T a bl e   8 .   P o we r   de l a y   pr o duc t   f o r   C M OS  6T , 7 T   A ND   GN R   7T   P D P   C M O S  6T   C M O S  7T   G N R  7 T   0.7V   1.30548E + 17   1.1E + 15   1.0556E + 15   0.8V   3.17645E + 17   1.4706E + 15   8.67E + 14   0.9V   5.55035E + 17   1.968E + 15   6.625E + 14           F i gur e   19 .   P o we r   de l a y   pr o duc f o r   C M OS  6T ,   7 T   A ND   GN R   7T   0 . 7   V 0 . 8   V 0 . 9   V 0.7 0.8 0.9 3.77 2.55 1.25 0.28 0.34 0.53 V O L T A G E  ( V ) DE L A Y  ( n s ) PO W E R  ( ยต W ) 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% CMO S  6T CMO S  7T G N R  7T P ow e r d e la p r odu c t( J ) 0.7V 0.8V 0.9V Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.