是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;?本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0061] 本發(fā)明及上述附圖中的術(shù)語"第一"、"第二"等(如果存在)是用于區(qū)別類似的對 象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以 互換,以便這里描述的本發(fā)明的實施例例如能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順 序?qū)嵤?。此外,術(shù)語"包括"和"具有"以及他們的任何變形,意圖在于覆蓋不排他的包含, 例如,包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那 些步驟或單元,而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其 它步驟或單元。
[0062] 在介紹本發(fā)明的技術(shù)方案之前,首先介紹以憶阻器為代表的阻變器件的一些特 性,圖1為雙極性憶阻器的伏安特性曲線示意圖,從圖1可以看出,當(dāng)加在憶阻器兩端的正 向電壓大于等于第一閾值電壓Vtl時,憶阻器的阻值逐漸降低,當(dāng)加在憶阻器的負(fù)向電壓 小于等于第二閾值電壓Vt2時,憶阻器阻值逐漸升高。
[0063] 其中,第一閾值電壓Vtl與第二閾值電壓Vt2是憶阻器的固有屬性,當(dāng)阻變元件M 兩端的電壓降處于第二閾值電壓Vt2與第一閾值電壓Vtl之間時,阻變元件M的阻值不發(fā) 生改變;當(dāng)阻變元件M兩端的電壓降大于第一閾值電壓Vtl時,阻變元件M的阻值減??;當(dāng) 阻變元件M兩端的電壓降小于第二閾值電壓Vt2時,阻變元件M的阻值增大。不同的阻變 元件會對應(yīng)不同的第一閾值電壓Vtl或第二閾值電壓Vt2,當(dāng)阻變元件確定后,第一閾值電 壓Vtl和第二閾值電壓Vt2也確定了。
[0064] 基于上述憶阻器的特性,本發(fā)明中通過控制憶阻器兩端的電壓,達(dá)到控制憶阻器 阻值的目的,通過憶阻器的阻值變化來改變所述的憶阻器編程電路的參數(shù),從而改變所述 的憶阻器編程電路的性能。
[0065] 下面以具體地實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。下面這幾個具體的實施 例可以相互結(jié)合,對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。
[0066] 圖2為本發(fā)明技術(shù)方案一提出的可編程邏輯電路的結(jié)構(gòu),為了便于圖示,圖2中的 阻變器件以憶阻器為例標(biāo)出,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,阻變器件還可以是磁隨機(jī)存儲器 (包括自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻存儲器STT-MRAM、磁隧道結(jié)單元MTJ以及自旋閥等)、阻變存儲器、 相變存儲器或者其他類型的可在高阻態(tài)和低阻態(tài)之中阻值連續(xù)可變的阻變器件,如圖2所 示,本發(fā)明實施例提供的可編程所述的憶阻器編程電路包括:阻變元件M、第一電阻R1、脈 沖開關(guān)P、運(yùn)算放大器。
[0067] 其中,運(yùn)算放大器的反相輸入端作為編程電路的輸入端Vi,同時連接阻變元件M 的一端201 ;阻變元件M的另一端202連接脈沖開關(guān)P的一端203,同時連接第一電阻Rl的 一端205 ;第一電阻Rl的另一端206作為編程電路的輸出端Vo,同時連接運(yùn)算放大器的輸 出端;脈沖開關(guān)P的另一端204作為脈沖輸入端pulse ;運(yùn)算放大器的同相輸入端接地。
[0068] 其中,阻變元件M的正極與負(fù)極均可作為阻變元件M的一端201與另一端202,不 過施加同向脈沖后,阻變元件M阻值的變化方向相反。為了便于圖示和說明,圖2中的憶阻 器正極作為一端201。憶阻器負(fù)極作為一端201的結(jié)構(gòu)同樣在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0069] 阻變元件的正極和負(fù)極是指當(dāng)從正極施加足夠大的正向偏置時,能使阻變元件阻 值逐漸降低;當(dāng)從負(fù)極施加足夠大的正向偏置時,能使阻變元件阻值逐漸升高。
[0070] 在這里需指出本實施例中,外部電路連接端所接受的外部激勵必須使阻變元件兩 端的電壓偏置在Vt2與Vtl之間,這樣,在電路工作在正常狀態(tài)下,阻變元件的阻值不會發(fā) 生改變。
[0071] 圖3為本發(fā)明可編程所述的憶阻器編程電路技術(shù)方案二的電路結(jié)構(gòu)示意圖,為了 便于圖示,圖4最終的阻變器件以憶阻器為例標(biāo)出,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,阻變器件還 可以是磁隨機(jī)存儲器(包括自旋轉(zhuǎn)移力矩磁阻存儲器STT-MRAM、磁隧道結(jié)單元MTJ以及自 旋閥等)、阻變存儲器、相變存儲器或者其他類型的可在高阻態(tài)和低阻態(tài)之中阻值連續(xù)可變 的阻變器件,如圖4所示,本發(fā)明技術(shù)方案二提供的可編程所述的憶阻器編程電路包括:阻 變元件M、電路元件X、脈沖開關(guān)P、運(yùn)算放大器。
[0072] 其中,阻變元件M的一端301作為編程電路的輸入端Vi,同時連接脈沖開關(guān)P的一 端305 ;脈沖開關(guān)P的另一端306作為脈沖輸入端pulse ;阻變元件M的另一端302連接運(yùn) 算放大器的反相輸入端,同時連接電路元件X的一端303 ;電路元件X的另一端304作為編 程電路的輸出端Vo,同時連接運(yùn)算放大器的輸出端;運(yùn)算放大器的同相輸入端接地。
[0073] 其中,阻變元件M的正極與負(fù)極均可作為阻變元件M的一端301與另一端302,不 過施加同向脈沖后,阻變元件M阻值的變化方向相反。為了便于圖示和說明,圖3中的憶阻 器正極與脈沖輸出端相連。
[0074] 阻變元件的正極和負(fù)極是指當(dāng)從正極施加足夠大的正向偏置時,能使阻變元件阻 值逐漸降低;當(dāng)從負(fù)極施加足夠大的正向偏置時,能使阻變元件阻值逐漸升高。
[0075] 在這里需指出本實施例中,外部電路連接端所接受的外部激勵必須使阻變元件兩 端的電壓偏置在Vt2與Vtl之間,這樣,在電路工作在正常狀態(tài)下,阻變元件的阻值不會發(fā) 生改變。
[0076] 圖4所示為本發(fā)明可編程所述的憶阻器編程電路原始技術(shù)方案的操作流程,圖3 中所示的方法可應(yīng)用于使用圖2編程單元的任意一種所述的憶阻器編程電路,對于可編程 單元的描述,請參考圖2及相應(yīng)的實施例的描述,在此不再贅述,本實施例的流程如下:
[0077] SI 1 :通過在所述編程電路的輸入端口 Vi施加工作電壓,且在脈沖輸入端pulse接 零電壓,脈沖開關(guān)P關(guān)斷,使得所述的憶阻器編程電路正常工作,輸出端口 Vo正常輸出;
[0078] 所述工作電壓是指使得所述阻變元件M兩端的電壓降在第二阻閾值電壓Vt2與第 一閾值電壓Vtl之間的電壓;
[0079] S12 :通過給脈沖輸入端pulse施加正向脈沖使得脈沖開關(guān)P導(dǎo)通,電流由脈沖輸 入端pulse經(jīng)脈沖開關(guān)P流經(jīng)阻變元件M后應(yīng)用運(yùn)算放大器深度負(fù)反饋的虛地性質(zhì)到地; 改變了所述阻變元件M的阻值,從而改變了所述的憶阻器編程電路的參數(shù);
[0080] 其中,當(dāng)電流由阻變元件M的正極流向負(fù)極,則阻變元件M的阻值逐漸降低;當(dāng)電 流由阻變元件M的負(fù)極流向正極,則阻變元件M的阻值逐漸升高;
[0081] S13 :通過給脈沖輸入端pulse施加負(fù)向脈沖使得脈沖開關(guān)P導(dǎo)通,電流由地應(yīng) 用運(yùn)算放大器深度負(fù)反饋的虛地性質(zhì)流經(jīng)阻變元件M,再流經(jīng)脈沖開關(guān)P到脈沖輸入端 pulse ;反向改變了阻變元件M的阻值,從而反向改變所述的憶阻器編程電路的參數(shù);
[0082] 其中,當(dāng)電流由阻變元件M的正極流向負(fù)極時,阻變元件M的阻值逐漸降低;當(dāng)電 流由阻變元件M的負(fù)極流向正極時,阻變元件M的阻值逐漸升高。
[0083] 基于本發(fā)明中的電路結(jié)構(gòu)與操作方法,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞 動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0084] 下面以具體地實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。下面這幾個具體的實施 例可以相互結(jié)合,對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。
[0085] 圖5為本發(fā)明應(yīng)用實施例一第一可編程反向放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖,包括:第 一電阻R11、第二電阻R12、第三電阻R13、第一二極管D11、第二二極管D12、N型MOS管Q11、 P型MOS管Q12、阻變元件M和運(yùn)算放大器。
[0086] 其中,第一電阻Rll的一端501作為可編程反相放大器的輸入端Vi ;第一電阻Rll 的另一端502連接阻變元件M的一端503,同時連接第一二極管Dll的正極和第二二極管 D12的負(fù)極;第一二極管Dll的負(fù)極連接N型MOS管Qll的漏極;第二二極管D12的正極連 接P型MOS管Q12的漏極;第三電阻R13的一端508作為脈沖輸入端pulse,同時連接N型 MOS管Qll的源極和P型MOS管Q12的源極;第三電阻R13的另一端507接地,同時連接N 型MOS管Qll的柵極和P型MOS管Q12的柵極;阻變元件M的另一端504連接運(yùn)算放大器 的反相輸入端,同時連接第二電阻R12的一端505 ;第二電阻R12的另一端506作為可編程 反相放大器的輸出端Vo,同時連接運(yùn)算放大器的輸出端;運(yùn)算放大器的同相輸入端接地。
[0087] 其中,第三電阻R13、第一二極管D11、第二二極管D12、N型MOS管Q11、P型MOS管 Q12組成脈沖開關(guān)P。當(dāng)脈沖輸入端pulse接零電壓時,第一二極管Dll、第二二極管D12、 N型MOS管QlUP型MOS管Q12均關(guān)斷;當(dāng)脈沖輸入端pulse輸入正向脈沖時,第二二極管 D12、P型MOS管Q12導(dǎo)通,第一二極管DlUN型MOS管Qll關(guān)斷,電流由脈沖輸入端pulse 流經(jīng)P型MOS管Q12、第二二極管D12、阻變元件M,最后通過運(yùn)算放大器虛地到地;當(dāng)脈沖 輸入端pulse輸入負(fù)向脈沖時,第一二極管Dll、N型MOS管Qll導(dǎo)通,第二二極管D12、P 型MOS管Q12關(guān)斷,電流由運(yùn)算放大器接地端流經(jīng)阻變元件M、第一二極管DlUN型MOS管 Qll到脈沖輸入端pulse。其中,第三電阻R13的作用是為N型MOS管QlUP型MOS管Q12 的源極和柵極提供一個電壓差。本專利應(yīng)用實施例中的脈沖開關(guān)P均為上述電路,其工作 原理在下文中不再贅述。
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