基于Verilog-A语言的自旋轨道力矩存储及积分电路设计

发布时间：2020-03-29 06:11

【摘要】：近年来,信息技术发展日新月异。互联网时代的浪潮还未远去,大数据、人工智能和物联网的新一代信息革命已经蓄势待发了,这带来了对计算技术和存储技术越来越高的要求。磁性随机存储器因为其具有的非易失性、高存储密度、低功耗、高稳定性且与CMOS工艺完全兼容等突出的优点,成为了存储器领域下一代主流存储器的有力争夺者。三星、英特尔等国际存储器领域领先的公司都十分关注这一领域的研究。目前在磁存储器领域,自旋轨道力矩磁性随机存储器是一个非常有潜力的研究方向。基于自旋轨道力矩的磁性随机存储器,相比于上一代的自旋转移力矩磁性随机存储器,具有抗干扰更强,写入速度更快,写入功耗更小等优点。本文对基于自旋轨道力矩的磁隧道结的物理模型进行了研究和分析,得到了其电阻特性和翻转条件,在此基础上使用Verilog-A语言建立了基于自旋轨道力矩的磁隧道结的电路行为模型并进行了测试和验证。在保证了模型合理性的前提下,设计了以预充式灵敏放大器为核心的读写电路,完成了一位的磁性随机存储器单元,进行了读写测试,为磁性随机存储器的电路设计提供了参考。另一方面,基于自旋轨道力矩控制磁畴壁移动实现了具有积分功能的模拟器件。首先在理论方面,对积分器原理进行了推导。基于实验数据,使用Verilog-A模型建立了模拟器件的算法级模型,并进行了测试。结果表明,当畴壁移动速度与电流严格成正比时,这种器件的积分功能成立。这为自旋轨道力矩在模拟电路领域的应用打开了新的思路。
【图文】：

储器才被应用于计算机理机制被发现后，美国国(Magnetic resistance, MR的电流输出，即使磁场度很高，，克服了传统薄倍。第一代磁性存储器y Memory)。agnetic Tunnel Junction, M磁存储器的中间层是绝它的电阻会大很多[12]，于高了读取设备对信号变

TT-MRAM 断电后并不会改变 MTJ 自非易失性也是几乎所有下一代存储器常有希望追上 SRAM(静态随机存储性极强。因为上述这些足以与传统半有希望最成熟的新一代存储器之一。 具有很强的比较优势，但是现代社会越来越高的，STT-MRAM 目前仍然的临界电流密度仍然比较大，导致的型化导致电阻变化率会出现降低，在 中，读写电流路径相同，因此会造成很多方向，发现利用自旋轨道耦合(S流产生自旋轨道力矩(Spin-orbit TorT 的 MRAM 是一个 3 端器件，它将读M的一个热门研究方向，很有希望成
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP333

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本文编号：2605578