[发明专利]基于忆阻器的传感器

说明书

一种传感器，包括：多个传感器元件，其被布置成阵列。每个传感器元件是忆阻的，并且具有与对于待感测种类的暴露有关的电阻特性。所述传感器元件被布置为可连接的，使得至少一个传感器元件与至少一个其他传感器元件并联连接。通过使用适当的连接部，可以读取传感器元件的阵列。

技术领域

本发明涉及包括例如用于感测化学品种类的忆阻传感器元件的阵列的传感器。

背景技术

已经提出使用单个忆阻器(对于“存储器-电阻器”的简称)作为气体传感器。通过从同一传感器或从不同的独立传感器进行多次测量，可以统计地减少测量误差。然而，通过从单个传感器进行多次测量不能确定测量的可靠性。从多个传感器进行冗余样品测量可以确保可靠性。

已经提出忆阻器的阵列作为数字存储器架构。然而，当充当传感器时读取这种阵列中的单个忆阻器元件的电阻是有问题的，因为忆阻元件典型地是双向导体(与传统的半导体存储器结构不同)。这种导电性质意味着存在“潜行路径”(即非预期的通过阵列的导电途径)，这可能导致错误地感测阵列中的所选择的忆阻元件的电阻。当器件用作存储器时，仅必须在可以具有极大地不同的电阻值以表示1和0的忆阻器的两个二进制状态之间进行区分；因此，潜行路径的存在较不成问题(尽管它可能仍然是问题，并且可能导致所存储的信息的最终降级)。然而，对于化学品感测测量，人们可能需要感测电阻值的连续态，并且因此，感测裕量因存在潜行路径而严重降级。潜行路径还限制最大阵列大小，因为在存在潜行路径时，随着阵列大小增加，读取裕量严重降级。

已经鉴于上述问题而设计本发明。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供一种传感器，包括：

多个传感器元件，其被布置成阵列，

其中，每个传感器元件是忆阻的，并且具有与对于待感测种类的暴露有关的电阻特性，并且

其中，所述传感器元件被布置为可连接的，使得至少一个传感器元件与至少一个其他传感器元件并联连接。

本发明的另一方面提供一种读取传感器的方法，其中，所述传感器包括被布置成阵列的多个传感器元件；并且每个传感器元件是忆阻的，并且具有与对于待感测种类的暴露有关的电阻特性，

其中，所述方法包括：连接所述传感器元件，使得至少一个传感器元件与至少一个其他传感器元件并联连接，

在从属权利要求中限定本发明的其他方面。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的实施例的交叉开关阵列中的忆阻传感器元件的放大示意图；

图2示出用于不同气体浓度的本发明的实施例中使用的忆阻传感器元件的IV特性的图线；

图3是根据本发明的实施例的包括二维忆阻元件阵列的传感器的简化电路图；

图4是图3电路的示意性等效图；

图5是根据本发明另一实施例的包括二维忆阻元件阵列的传感器的简化电路图；

图6是根据本发明另一实施例的包括一维忆阻元件阵列的传感器的简化电路图；以及

图7是根据本发明的实施例的包括多个一维忆阻元件阵列的传感器的简化电路图，每个阵列用于感测不同的种类。

具体实施方式

忆阻器在本领域中据知为电阻随流过器件的电流而改变的器件。电阻具有最小值R_ON(开门电阻)和最大值R_OFF(关门电阻)。电阻可以通过施加适当的电压或电流得以切换，并且是非易失性的(电阻值是“被记住的”)，使得忆阻器可以用作存储器元件。