基于憶阻邏輯電路及其交叉陣列的設(shè)計.pdf

1、隨著晶體管尺寸的不斷減小，集成電路的體積和計算性能越來越逼近極限，CMOS的發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)。憶阻器，作為一種新型納米電子器件，具備讀寫速度快、功耗低、非易失性、尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，是替代CMOS的理想材料之一。邏輯運(yùn)算是計算機(jī)最基本的功能，因此，設(shè)計基于憶阻器的邏輯電路具有重要的理論意義和實(shí)踐價值。
　　本文首先簡述了憶阻器的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，對憶阻的工作機(jī)理進(jìn)行了簡單的介紹，分析并仿真了HP實(shí)驗(yàn)室TiO2模型以及電壓閾值模型—VT

2、EAM模型，采用VTEAM模型對互補(bǔ)阻變開關(guān)CRS進(jìn)行建模與仿真，分析了CRS的相關(guān)特性；然后根據(jù)憶阻的開關(guān)效應(yīng)和阻變特性，提出了基于單個憶阻的邏輯門電路，其中主要包括實(shí)質(zhì)蘊(yùn)含操作、與非門、或非門、非門和同或門；為了解決單個憶阻交叉陣列中存在的漏電流問題，本文接著提出了基于CRS的邏輯電路，主要詳細(xì)地分析了實(shí)質(zhì)蘊(yùn)含操作和與非門電路。最后，本文提出了基于單個憶阻和CRS的交叉陣列，并在交叉陣列中實(shí)現(xiàn)了基于單個憶阻和CRS的邏輯運(yùn)算，針對目

3、前沒有很好的CRS讀寫電路這一問題，本文提出了一種新型的CRS讀寫電路，該電路能在不破壞CRS的初始狀態(tài)下有效地讀取CRS的狀態(tài)。
　　本論文的研究成果包括了基于憶阻邏輯電路設(shè)計的各方面工作：憶阻的模型介紹，CRS的建模，憶阻開關(guān)效應(yīng)的介紹，基于單個憶阻的邏輯門電路，單個憶阻交叉陣列中漏電流問題的分析，基于CRS的邏輯門電路，單個憶阻邏輯操作的交叉陣列設(shè)計，CRS邏輯操作的交叉陣列設(shè)計，CRS單元讀寫電路的設(shè)計。這些研究成果為憶阻