基于CMOS忆阻器混合电路的逻辑门设计及其应用
发布时间：2021-07-19 09:52
随着人工智能时代的到来,大规模集成电路也进入高速发展阶段,然而晶体管特征尺寸的不断缩小,集成电路的尺寸和计算性能即将达到极限。因此新型电子元器件的发展变得至关重要。忆阻器是一种有记忆功能的非线性电阻,具有面积尺寸小、结构简单、易于集成、功耗低、与CMOS工艺具有良好兼容性等特性。因此,忆阻器成为替代晶体管的理想器件之一。逻辑门电路是数字电路中最基本的逻辑元件,因此,设计基于CMOS忆阻器混合电路（MeMOS）单元的逻辑门具有重要的理论意义和实践价值。本文在国内外研究基础上,首先详细介绍忆阻器的模型、工作原理和Ⅰ-Ⅴ特性曲线。然后根据忆阻器的阻变特性和电阻开关效应,提出一种基于MeMOS单元电路逻辑门设计方法。通过对该方法的电路理论分析及实验仿真进一步验证了该设计方法的正确性与合理性。接着本文设计了基于MeMOS单元的一系列基本逻辑门和复合逻辑门,并与传统的逻辑门进行比较。在此基础上,本文对逻辑电路级联和多输入扩展情况进行分析,设计基于香农表达式的算法来对任意输入组合逻辑函数进行电路表达。本文还设计基于MeMOS单元的新一位全加器,通过Hspice仿真软件验证其正确性,并将它与其它基线实...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１忆阻器模型概览??
单元电路瞬态分析??ｒａｎｓｉｅｎｔ?Ａｎａｌｙｓｉｓ）也叫做暂态分析，一般用于分生的过渡状态，比如分析ＲＬＣ电路在接通、断改变时，电路的电压电流从先前的稳态过渡到电路都存在暂态过程。暂态过程开始的瞬间可这些现象将会损坏电气设备或元件。因此进行程，其意义在于验证设计的电路中是否存在上这对逻辑门电路的设计具有理论性指导意义。??况下，ＭｅＭＯＳ单元电路的瞬态分析类似于标准经典的Ｓｈ〇Ｃｋｌｅｙｌ５４］模型，其中漏电流４表示＇ｌｍ（Ｗ／Ｌ）＆ｖ＾ＫＴ＼?（ＦＧＳ?＜?ＰＴＨ?：亚阈４?４｛（Ｌ?－心）心－〇．５〇，?（４?＜?Ｌ?ｋ?：０．５Ｋ（ＶＧＳ－ＶＴＨｆ，?（心?ＷＧＳ?－心：因子，ＦＴＨ为阈值电压，灰为沟道宽度，Ｌ为
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【参考文献】：
期刊论文
[1]双极性忆阻器模型参数对蕴含逻辑门的影响[J]. 张波,蔡理,冯朝文,王森,杨晓阔,张明亮,秦涛,刘小强,崔焕卿. 微纳电子技术. 2016(04)
[2]类脑智能研究的回顾与展望[J]. 曾毅,刘成林,谭铁牛. 计算机学报. 2016(01)
[3]纳米级尺寸参数对钛氧化物忆阻器的特性影响[J]. 郭羽泉,段书凯,王丽丹. 物理学报. 2015(10)
[4]对称三材料双栅应变硅金属氧化物半导体场效应晶体管二维解析模型[J]. 辛艳辉,刘红侠,王树龙,范小娇. 物理学报. 2014(14)
[5]忆阻器实现逻辑门的方法研究[J]. 朱平平,甘朝晖,蒋旻. 微电子学与计算机. 2012(12)
[6]纳米级工艺对微处理器设计的挑战[J]. 胡伟武,李国杰. 中国集成电路. 2008(07)
[7]硅基集成电路的发展及其面临的挑战[J]. 方志鸣. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2004(11)
博士论文
[1]基于忆阻器的自治容错技术研究[D]. 黄达.国防科学技术大学 2014
硕士论文
[1]CMOS忆阻器混合逻辑门及其在数字电路设计中的应用[D]. 胡智鹏.湖南大学 2016
[2]基于忆阻器的加法器设计及其仿真分析[D]. 邓辉.华中科技大学 2016
[3]基于忆阻器的非易失性存储器研究[D]. 胡小方.西南大学 2012
[4]基于忆阻器的加法器和乘法器高效设计与模拟[D]. 张娜.国防科学技术大学 2011
本文编号：3290483
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１忆阻器模型概览??
单元电路瞬态分析??ｒａｎｓｉｅｎｔ?Ａｎａｌｙｓｉｓ）也叫做暂态分析，一般用于分生的过渡状态，比如分析ＲＬＣ电路在接通、断改变时，电路的电压电流从先前的稳态过渡到电路都存在暂态过程。暂态过程开始的瞬间可这些现象将会损坏电气设备或元件。因此进行程，其意义在于验证设计的电路中是否存在上这对逻辑门电路的设计具有理论性指导意义。??况下，ＭｅＭＯＳ单元电路的瞬态分析类似于标准经典的Ｓｈ〇Ｃｋｌｅｙｌ５４］模型，其中漏电流４表示＇ｌｍ（Ｗ／Ｌ）＆ｖ＾ＫＴ＼?（ＦＧＳ?＜?ＰＴＨ?：亚阈４?４｛（Ｌ?－心）心－〇．５〇，?（４?＜?Ｌ?ｋ?：０．５Ｋ（ＶＧＳ－ＶＴＨｆ，?（心?ＷＧＳ?－心：因子，ＦＴＨ为阈值电压，灰为沟道宽度，Ｌ为
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【参考文献】：
期刊论文
[1]双极性忆阻器模型参数对蕴含逻辑门的影响[J]. 张波,蔡理,冯朝文,王森,杨晓阔,张明亮,秦涛,刘小强,崔焕卿. 微纳电子技术. 2016(04)
[2]类脑智能研究的回顾与展望[J]. 曾毅,刘成林,谭铁牛. 计算机学报. 2016(01)
[3]纳米级尺寸参数对钛氧化物忆阻器的特性影响[J]. 郭羽泉,段书凯,王丽丹. 物理学报. 2015(10)
[4]对称三材料双栅应变硅金属氧化物半导体场效应晶体管二维解析模型[J]. 辛艳辉,刘红侠,王树龙,范小娇. 物理学报. 2014(14)
[5]忆阻器实现逻辑门的方法研究[J]. 朱平平,甘朝晖,蒋旻. 微电子学与计算机. 2012(12)
[6]纳米级工艺对微处理器设计的挑战[J]. 胡伟武,李国杰. 中国集成电路. 2008(07)
[7]硅基集成电路的发展及其面临的挑战[J]. 方志鸣. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2004(11)
博士论文
[1]基于忆阻器的自治容错技术研究[D]. 黄达.国防科学技术大学 2014
硕士论文
[1]CMOS忆阻器混合逻辑门及其在数字电路设计中的应用[D]. 胡智鹏.湖南大学 2016
[2]基于忆阻器的加法器设计及其仿真分析[D]. 邓辉.华中科技大学 2016
[3]基于忆阻器的非易失性存储器研究[D]. 胡小方.西南大学 2012
[4]基于忆阻器的加法器和乘法器高效设计与模拟[D]. 张娜.国防科学技术大学 2011
本文编号：3290483
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