微分负阻NDR特性电路的研究与设计

发布时间：2023-03-18 15:39

　　新型电子器件共振隧穿二极管(Resonant tunneling diode,RTD),由于其高频高速、低功耗等优点受到了广泛的关注,其独特的I-V特性曲线,使得它在电路设计时有非常的优势。利用它的负微分电阻特性(Negative differential resistance,NDR),RTD在振荡器、逻辑电路、无线通信和神经网络等领域的有诸多的应用。本文首先对RTD建模进行了研究,分析了各个参数对模型特性曲线的影响。针对RTD其在负阻区内局部呈现的滞回特性,本文利用RTD的NDR负阻特性,其负阻区工作不稳定的特点,进而构建了具有滞回特性的RTD开关单元电路。对电路的高低阻态特征、呈现的滞回特性、阈值电压等性质进行了分析,通过数学公式推导,得出了影响其滞回曲线特性变化的参数,并进行了仿真验证。与RTD局部呈现的滞回特性相比,RTD开关单元电路的滞回曲线范围更大,使得其在逻辑电路设计中能够更方便的使用,并且可以控制的阈值电压使得应用更加灵活。其次本文进一步改进了原来的NDR负阻网络结构,利用对称结构搭建了双向的NDR负阻网络,基于此设计了基于NDR负阻特性的忆阻器。通过利用不同的NDR...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状及发展动态分析
    1.3 论文的研究内容
第2章 共振隧穿器件RTD的负阻特性研究与建模
    2.1 RTD概述
        2.1.1 共振隧穿二极管RTD结构
        2.1.2 共振隧穿二极管RTD工作原理
        2.1.3 共振隧穿二极管RTD电路中的应用
    2.2 共振隧穿二极管的等效模型
第3章 具有滞回特性的RTD开关电路
    3.1 具有滞回特性的RTD开关电路设计
        3.1.1 RTD的MOBILE电路工作原理
        3.1.2 具备滞回特性的RTD开关单元电路
    3.2 开关单元电路滞回特性分析
    3.3 MOS-NDR网络参数对滞回特性开关电路的影响
    3.4 改进型RTD滞回开关电路
        3.4.1 RTD+HEMT并联的三端结构
        3.4.2 改进型RTD滞回开关电路结构及其特性
    3.5 本章小结
第4章 基于NDR特性的忆阻器设计
    4.1 忆阻器概述
        4.1.1 忆阻器电路特性
        4.1.2 忆阻器模型的构建
        4.1.3 共振隧穿二极管RTD与忆阻器的相似性分析
    4.2 基于RTD的MOS-NDR忆阻器模型设计
    4.3 Λ-MOS-NDR型结构忆阻器
    4.4 基于RTD的R-HBT-NDR型结构忆阻器
    4.5 忆阻器实验测试
    4.6 本章小结
第5章 NDR逻辑单元设计方法在忆阻器电路中的研究和应用
    5.1 RTD基本逻辑运算单元
        5.1.1 基于RTD的与运算单元
        5.1.2 基于RTD的或运算单元
        5.1.3 基于RTD的非运算单元
    5.2 忆阻器的基本逻辑运算单元
        5.2.1 基于忆阻器的逻辑非运算单元
        5.2.2 基于忆阻器的逻辑或运算单元
        5.2.3 基于忆阻器的逻辑与运算单元
    5.3 基于忆阻器的改进型逻辑单元设计方法
        5.3.1 memR_th忆阻器与RTD导通/翻转操作分析
        5.3.2 改进型运算单元的设计
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结与展望
致谢
参考文献
附录: 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目



本文编号：3763403