阻變存儲(chǔ)器讀寫(xiě)電路設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、由于憶阻器具有體積小、集成度高、功耗低、非易失性等特點(diǎn)，所以，在憶阻器的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，阻變存儲(chǔ)最具前景。從而，對(duì)憶阻器的讀寫(xiě)操作進(jìn)行研究成為了憶阻器研究的基礎(chǔ)課題。本文圍繞憶阻器的讀寫(xiě)電路這一課題進(jìn)行了相關(guān)研究，開(kāi)展了如下工作:
　　第一章為緒論，介紹了本文的研究背景與意義，并概述了國(guó)內(nèi)外對(duì)憶阻器及其讀寫(xiě)電路的研究現(xiàn)狀，同時(shí)也簡(jiǎn)要地介紹了本文的研究?jī)?nèi)容及論文的組織結(jié)構(gòu)。
　　第二章對(duì)憶阻器的基本特性進(jìn)行了分析研究，包括憶阻

2、器的定義以及物理實(shí)現(xiàn)、憶阻器的電路學(xué)特性、憶阻器的阻變模型和憶阻器的分類方式，主要研究了惠普實(shí)驗(yàn)窒給出的邊界遷移模型，以及憶阻器荷控模型和磁控模型的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程。
　　第三章對(duì)Zha窗函數(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一個(gè)新的憶阻器簡(jiǎn)單閾值模型。首先，對(duì)惠普模型進(jìn)行了介紹，包括線性模型和窗函數(shù)模型。著重介紹了窗函數(shù)模型，并給出了幾種典型窗函數(shù)的優(yōu)劣比較。其次，介紹了兩種典型的閾值模型—TEAM模型、Yakopcic模型。接著，對(duì)Zha窗函數(shù)表

3、達(dá)式進(jìn)行了一些參數(shù)改進(jìn)，減小了計(jì)算復(fù)雜度，并在改進(jìn)的Zha窗函數(shù)基礎(chǔ)上添加了閾值函數(shù)，形成了一個(gè)簡(jiǎn)單閾值模型，應(yīng)用在了本文的仿真中。最后，介紹了本文所采用的憶阻器SPICE模型，并給出了相應(yīng)的代碼實(shí)現(xiàn)。
　　第四章提出了一種二值憶阻器讀寫(xiě)電路。在惠普線性模型的基礎(chǔ)之上，對(duì)二值憶阻器的讀寫(xiě)操作進(jìn)行了研究。首先，介紹了憶阻器讀寫(xiě)的三個(gè)基本性質(zhì)，并給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果。接著，對(duì)二值憶阻器的邏輯狀態(tài)進(jìn)行了定義，并對(duì)二值憶阻器讀寫(xiě)操作所需的

4、時(shí)間進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，給出了二值憶阻器讀寫(xiě)操作所需滿足的關(guān)于脈沖波形寬度的限制。最后，研究了二值憶阻器的幾種典型的讀寫(xiě)電路，包括經(jīng)典的二值憶阻器讀寫(xiě)電路和基于反饋的二值憶阻器讀寫(xiě)電路，并在簡(jiǎn)單閾值模型的基礎(chǔ)之上提出了一種新的二值憶阻器讀寫(xiě)電路，該電路具有阻值寫(xiě)入準(zhǔn)確、讀取操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。仿真結(jié)果表明，該電路能夠進(jìn)行正確的二值憶阻器讀寫(xiě)操作。
　　第五章對(duì)四值憶阻器的讀寫(xiě)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過(guò)阻值劃分的方式將二值憶阻器轉(zhuǎn)變?yōu)樗闹祽?/p>

5、阻器，運(yùn)用4個(gè)電壓比較器和74HC148優(yōu)先編碼器搭建了四值憶阻器的讀取電路，并根據(jù)74HC148芯片的輸出電平規(guī)定了四值憶阻器4個(gè)區(qū)域各自對(duì)應(yīng)的2比特信息。對(duì)此讀取電路選取了4個(gè)代表不同比特信息的阻值進(jìn)行了讀取仿真，仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)值一致。最后，基于反饋的思想，設(shè)計(jì)了一種新的憶阻器阻值寫(xiě)入電路。該電路不需要通過(guò)施加特定寬度的脈沖波形來(lái)進(jìn)行寫(xiě)入操作，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電路參數(shù)即可使憶阻器的最終阻值趨于理想值。通過(guò)設(shè)定不同的電路器件參數(shù)對(duì)該寫(xiě)入