[发明专利]一种四值忆阻器的读写电路

说明书

本发明公开了一种四值忆阻器的读写电路。本发明基于忆阻器具有阻值可连续变化的特性，实现了忆阻器存储2比特信息的功能。相较于传统的存储电路元件，忆阻器具有体积小、功耗低、集成读高、非易失性等优点，而将忆阻器存储的信息量由1比特提高到2比特，基于忆阻器的存储电路的存储密度可以提高一倍。所述读电路使用电压比较器以及译码器来完成信息读取，写电路依据反馈的思想来设计，能准确写入期望的信息。仿真结果表明，提出的读写电路可以准确地对忆阻器进行信息写入及信息读取。

技术领域

本发明涉及非易失性存储领域，特别是涉及一种基于忆阻器的多值读写电路。

背景技术

1971年，华裔科学家蔡少棠教授提出忆阻器的概念，由于该元件的电阻值能随着流经的电荷量的改变而改变，通俗来说，忆阻器能够记住流经它的电荷量，因此，蔡少棠教授将单词memory和resistor合并为memristor，作为忆阻器的英文名。在提出概念之后的三十几年里，学者们对忆阻器的研究进展的十分缓慢。

直到2008年，惠普实验室发现了一种纳米双端电阻开关水平阵列，并在《NATURE》杂志上发表论文，称已制备出世界上首个纳米尺寸的TiO₂忆阻器元件，并且通过实验证实了该器件的开关特性与蔡少棠教授所预测的忆阻器特性相一致，立即引起了众多学者和工程师们的浓厚兴趣。电气和电子工程师协会IEEE在其综述杂志《IEEE Spectrum》上评价忆阻器是“近25年最伟大的电子器件发明”，美国著名期刊《TIMES》杂志也对忆阻器给予了高度评价，称之为“2008年最佳发明之一”。忆阻器的发明可以和晶体管的发明相媲美，是电子信息技术领域发展史上的里程碑。纳米级尺寸的忆阻器使人们相信忆阻器是一种可能延续Moore定律的全新候选技术之一。

由于忆阻器具有体积小、集成度高、功耗低、非易失性等特点，所以更易在一个芯片上封装更多的忆阻器，忆阻器有可能能够取代晶体管从而续写摩尔定律。忆阻器的最重要的特性就是记忆功能，既可以使用逻辑状态表示忆阻器的阻值，又可以用忆阻器阻值的连续变化的特性来进行多值存储，所以忆阻器将成为理想的新型存储材料。

当前，关于忆阻器的高密度非易失性存储器的研究主要在忆阻器仅存储1个比特信息的基础上展开。关于忆阻器多值存储的研究还比较少，值得更多的人来投入到忆阻器多值存储的研究领域上来。

发明内容