低功耗SRAM历来是非易失性存储器应用的明显解决方案，主要是由于在外部电源丢失时可靠地维护系统数据所需的非常低的供电电流。该参数通常标识为数据保留电流(I(CCDR))。

设计中的电池组件选择通常归结为所需的系统数据保留时间和所需锂电池的物理尺寸之间的权衡。本讨论没有将物理电池尺寸作为设计的约束，因此评估了两个类似尺寸的20mm硬币电池。

图1显示了三种不同内存组件的环境数据保留电流消耗情况。不同样品的存储密度差异很大，测量电流的电压依赖性也不同。尽管如此，这三种内存组件似乎都满足了在备用电池条件下扩展数据保存的基本低电流要求。

该图清楚地表明，Vendor X 256kb样品具有比分析的其他SRAM样品更高的静态电流和更明显的电压加速斜率。

在图2中，一个BR2032初级(不可充电)锂硬币电池(标称容量为190mAh)在指示的温度范围内承受各种负载条件。从图表中可以看出，在+25°C下，任何列出的负载下的电池电压都是~3.4V。

参考Vendor X 256kb电流特性(图1)，我们可以确定该特定SRAM在施加3.4V时需要约1.2µA的电池电流。考虑到BR2032电池容量等级，预计环境数据保留时间将超过19年。然而，使用大多数电池都有一个历史性的缺点:当电池耗尽时，必须更换。

在图2中还观察到在降低温度下电池性能的可检测变化。由于施加了各种负载，在+25°C时最初观察到测量电压的偏离。随着负载电流要求的增加，这种偏差更加明显。这种电池效率的损失是由于电化学反应随着温度的降低而减慢。

为了理解图2中的电池行为，我们再次转向图1“Vendor X 256kb”I(CCDR)特性。然后，我们可以估计该SRAM为单元提供3毫欧等效负载。

在图3中，一个ML2020R二次(可充电)锂硬币电池(30mAh标称容量)在指定的温度范围内承受各种负载条件。从图表中可以看出，在+25°C下，任何负载下的充电电池电压都是~2.8V。

使用相同的Vendor X 256kb I/V特性，ML2020R单元的标称偏置降低可使用户所需的SRAM电流立即降低35%。估计的环境数据保留时间为5.4年，或使用BR2032的28%，尽管所述容量仅为大型原始电池的15%。

考虑到ML2020R可以完全耗尽并充电15次，这意味着使用这些特定组件的系统的现场预期寿命超过80年。此寿命预期假定系统每5年至少通电一次~3天。

为了进行比较，并再次使用图1 Vendor X 256kb I(CCDR)特性，我们可以估计SRAM为该单元提供4.5毫欧等效负载，这仅仅是由于应用偏置的减少。

此外，正如在BR2032电池上观察到的(图2)，ML2020R在降低温度下具有类似但不太明显的电池性能变化。在施加到另一个电池的相同负载下，ML2020R测量电压的偏差最初是在-15°C时观察到的。随着负载电流要求的增加，这种情况再次更加明显。

图4图表是将相同的偏差应用于图1中所示的三个样本的结果，但现在组件外壳温度为-40°C。

给定相同的供应商X 256kb，温度的降低提高了片上晶体管阈值，足以切断存储芯片内的任何寄生泄漏路径。这有效地增加了SRAM负载，如果使用BR2032则大于11毫欧，如果使用ML2020R则大于20毫欧。

结论

对于备用电源负载计算，低功耗CMOS存储器的有效电阻与温度成反比。图5使用所分析的电池样品所施加的典型偏置说明了这种关系。

当比较SRAM的有效电阻(图5)和电池的电流输送能力(图2和3)时，很明显，在此温度范围内，SRAM负载电阻的最坏情况远高于任何电化学效率损失的区域。

任何一种电池都可以有效地运行，至少超过5年的连续电池备份，使用任何采样的存储组件。