[发明专利]基于三值忆阻器1T1M交叉阵列复位和读写的实现方法

说明书

本发明涉及一种基于三值忆阻器1T1M交叉阵列复位和读写的实现方法。本发明中的阵列单元由一个三值忆阻器M_i串联一个晶体T_i管组成。晶体管的导通电压为4V，记为V_DD，三值忆阻器的三个稳定的阻值分别为R_L、R_M和R_H。本发明设计了对三值忆阻器1T1M交叉阵列的复位和读写的方法，设计思路简洁，原理清晰，并且易于将该方法应用到相关领域中。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，具体地，涉及一种基于三值忆阻器1T1M交叉阵列复位和读写的实现方法。

背景技术

在冯诺伊曼体系结构中，数据的存储和处理是相互独立的，处理器和内存之间的信息传输耗费了大量的时间和功耗。忆阻器因其体积小，功耗低，非易失性的特点，作为存储单元有着天然的优势，且忆阻器有望替代传统CMOS晶体管器件来进行数字逻辑运算，因此基于忆阻器的存储器可以集“计算”与“存储”于一体，实现存算一体化。

目前忆阻器模型的研究主要集中在二值逻辑，而相比二值信号，三值信号携带更多的信息量，可以提高传输信号线与集成电路的信息密度和处理信息的时间和空间利用率。三值忆阻器具有三种不同的阻值状态，可以分别表示三种逻辑值，这为构建三值逻辑电路创造了有利条件。此外三值忆阻器还可作为存储单元应用于非易失性存储器中，大量的忆阻器可以在一个微观的空间中相互连接，组成忆阻器交叉阵列结构。该结构融合了忆阻器的天然存储优势和交叉阵列大规模并行处理和计算的特点，将具有显著的存算一体化优势。因此，研究基于三值忆阻器的忆阻器交叉阵列具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明设计了三值忆阻器1T1M交叉阵列的复位和读写方法。

该发明的阵列单元如图1所示，是由一个三值忆阻器M_i串联一个晶体T_i管组成。晶体管的导通电压为4V，记为V_DD，三值忆阻器的三个稳定的阻值分别为R_L、R_M和R_H。当忆阻器两端的电压v≥1.2V时，忆阻器的阻值被置为R_L。当1V≤v1.2V时，若此时忆阻器阻值为R_H则会迅速降至R_M，否则会保持原有的状态不变。当-1Vv1V时，忆阻器会继续保持原有的状态。当-1.2Vv≤-1V时，若此时忆阻器的阻值小于R_M则会增加到R_M，否则不发生变化。当v≤-1.2V时，忆阻器阻值被置为R_H。三值忆阻器的负极都连有一个双向开关，用于选通读电路或写电路。当选通“Write”端时，三值忆阻器将直接与地相连，这时向忆阻器施加适当的电压就可改变忆阻器的阻值。当选通“Read”端时，三值忆阻器会串联一个电阻R_i，施加相应的电压后，通过测量R_i上的分压来判断三值忆阻器的阻值。电压源V₁-V₄用于向忆阻器施加相应的操作电压，晶体管的导通与否则通过电压源V_dd1-V_dd4控制。

与现有技术相比，本发明设计了对三值忆阻器1T1M交叉阵列的复位和读写的方法，设计思路简洁，原理清晰，并且易于将该方法应用到相关领域中。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面将现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1是本发明用于说明的三值忆阻器1T1M交叉阵列的电路结构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提出的模型作进一步的说明。