微分负阻型忆阻数字电路的研究与设计

发布时间：2023-09-16 08:57

　　随着微电子技术的迅速发展,提高集成电路(IC,Integrated circuit)的集成度已经成为一个亟需解决的难题。有效解决这个问题的方法有两个,一是在工艺上减小单个器件的尺寸,二是研发功能优异且尺寸小的新型器件。由于器件尺寸减小会引发一系列功能问题,因此,在近几十年,国内外学者致力于研发各种新型负阻器件,并将其应用于数字或模拟电路,提高了电路时间和空间上的利用率。本文首先介绍了研究较为热门的负阻器件共振隧穿二极管RTD(RTD,Resonant Tunneling Diode),包括其结构、I-V特性、微分负阻NDR特性(NDR,Negative Differential Resistance)等,详细阐述了RTD的几种等效模型及工作原理。RTD由于其独有的负阻特性而广受关注,其在负阻区还具有滞回特性,文章对该特性进行了分析,并设计了基于负阻特性的滞回单元电路,该滞回电路的输出特性曲线与新型器件忆阻器的滞回环曲线有类似之处。因此本文在第三章比较了RTD和忆阻器的类似性,简单介绍了忆阻器的电路特性及输出特性,分析了RTD和忆阻器交叉应用的可行性。在上述理论基础之上,本论文利用RTD...

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【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
    2.1 RTD概述
        2.1.1 共振隧穿二极管RTD的结构
        2.1.2 共振隧穿二极管RTD的I-V特性
    2.2 共振隧穿二极管RTD的等效模型及分析
        2.2.1 MOS-HBT-NDR等效网络及工作过程分析
        2.2.2 Λ-MOS-NDR等效网络及工作过程分析
        2.2.3 R-HBT-NDR等效网络及工作过程分析
    2.3 本章小结
第3章 基于NDR特性的滞回单元分析与研究
    3.1 RTD的滞回分析
    3.2 忆阻器简介
        3.2.1 忆阻器的电路特性
        3.2.2 HP实验室的忆阻器模型
    3.3 忆阻器件与负阻器件交叉结合研究的可行性分析
    3.4 基于NDR特性的单向滞回单元设计
    3.5 本章小节
第4章 R-HBT-based负阻型忆阻器的设计与实现
    4.1 基于NDR特性的双向滞回单元的设计
    4.2 改进型R-HBT-based忆阻器设计
    4.3 R-HBT-based负阻型忆阻器的可控性分析
        4.3.1 mem_TH忆阻器
        4.3.2 R-HBT-based负阻型忆阻器的可控性分析
    4.4 R-HBT-based负阻型忆阻器模型硬件实验测试
    4.5 本章小结
第5章 R-HBT-based负阻型忆阻器模型在数字逻辑电路中的设计与应用
    5.1 基于R-HBT-based负阻型忆阻器模型的在二值逻辑设计
        5.1.1 传统MRL系列忆阻器二值逻辑电路
        5.1.2 基于R-HBT-based负阻型忆阻器模型的二值逻辑电路
    5.2 忆阻器在多值逻辑电路中的应用
        5.2.1 多值逻辑的研究意义
        5.2.2 基于改进型R-HBT-based忆阻器的三值CMOS门电路设计
    5.3 应用1-of-2数据选择器的二输入端三值D型锁存器
    5.4 本章小结
第六章 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：3846708