摘要：SRAM（Static Random Access Memory），即静态随机存取存储器，是一种能够读取和写入数据的内存（RAM）。它使用由晶体管组成的触发器来存储数据，只要有电源供应，数据就可以稳定地保存。与动态随机存取存储器（DRAM）不同，SRAM 不需

1. 什么是SRAM?

SRAM（Static Random Access Memory），即静态随机存取存储器，是一种能够读取和写入数据的内存（RAM）。它使用由晶体管组成的触发器来存储数据，只要有电源供应，数据就可以稳定地保存。与动态随机存取存储器（DRAM）不同，SRAM 不需要周期性地刷新来保持数据。

2. SRAM结构

SRAM也有不同的种类，但最基本的结构如下所示的6晶体管单元(6T).

静态随机存取存储器（SRAM）由两个CMOS逆变器和两个MOS晶体管组成，用于读取和写入数据。每个CMOS1中使用两个晶体管，因此总共有6个MOSFET。6个MOSFET的组合构成了数据保持不需要刷新的“触发器电路”。

SRAM由两个逆变器电路组合而成，因此具有两种稳定状态。

稳定状态A：左侧0、右侧1

左侧逻辑值为0，右侧逻辑值为1的状态稳定。

稳定状态B：左侧1、右侧0

与稳定状态A相反。左侧逻辑值是1，侧逻辑值是0。

3. SRAM工作原理

SRAM有三种状态

a. 待机：电路处于无操作状态

b. 读取：读取数据

c. 写入：写入数据

待机工作原理如下

如图所示，待机是“保持左、右逻辑值(1, 0)的状态”。使字线(WL)电压降为低电平Low，那么M5和M6的MOSFET处于OFF状态，CMOS逆变器保持(1, 0).

对于左边的CMOS，PMOS的栅极连接低电平0， M2开启连接到VDD并保持漏端=1

对于右边的CMOS，NMOS的栅极连接高电平1，M3开启连接到GND并保持漏端=0

读取工作原理如下

读取是“读取存储在SRAM中的逻辑值(0, 1)的动作”。读取时，将字线(WL)电位设为高电平High，将MOSFET设为ON状态后，在位线电位上下读取左右的(1, 0)。

如图所示，假设处于左侧保持 1、右侧保持 0 的状态。读取原理如下：将字线(WL)电位设为高电平(High)，那么与 CMOS 反相器连接的 M5、M6 的 MOSFET 处于ON状态。字线 BL、BL与 CMOS 反相器连接。BL、BL的电位发生变化。左侧的 BL 与逻辑值 1 连接，电位上升。右侧的BL与逻辑值 0 连接，电位下降。读取 BL、BL的电位变化。通过读出放大器读取位线的电位（电压）变化，判断为 1 或 0。

SRAM 通过读取与逻辑值 1、0 对应的位线电位变化来判断状态。

写入工作原理如下

写入是 “向 SRAM 写入逻辑值（0 或 1）的操作”。

以向左侧写入 1、向右侧写入 0 的情况为例，解释写入原理。将字线 WL 设为高电平，M5、M6 的 MOSFET 导通，左右两侧的 CMOS 反相器与 BL、BL连接。设 BL 为高电平、BL为低电平。左侧的 CMOS 与电位为高的 BL 连接，记录 “1”；右侧与电位为低的BL连接，记录 “0”。

相反，如果要向左侧写入 1、向右侧写入 0，则设 BL 为低电平、BL为高电平即可。

Reference:

1. Semiconductor Devices Physics and Technology.

2. CMOS VLSI Design.

3. Semiconductor journal.

来源：卡比獸papa