pulse，同时连接第一 N型M0S管Q1的源极、第一 P型M0S管Q2的 源极、第二N型M0S管Q3的栅极、第二P型M0S管Q4的栅极；第二N型M0S管Q3的源极与 第二P型M0S管Q4的源极相连并接地；第二N型M0S管Q3的漏极连接第三二极管D3的负 极；第二P型M0S管Q4的漏极连接第四二极管D4的正极；阻变元件串联组401的另一端 403作为与外部电路连接的第二端口 V2,同时连接第三二极管D3的正极和第四二极管D4 的负极。
[0071] 技术方案二实际上是原始技术方案在可编程模块应用于较高运行电压电路的特 殊情况。阻变元件串联组401中各阻变元件串联时极性的方向相同，因此阻变元件串联组 401的极性与其中每一个阻变元件的极性相同，通过多个阻变元件的分压使在电路正常运 行过程中每个阻变元件两端的电压降都保持在第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl之 间，阻变元件的阻值在这个过程中保持不变。
[0072] 其中，阻变元件串联组的等效阈值电压的计算式如下：
【主权项】
1. 一种可编程模块，其特征在于，包括阻变元件M、电阻RU第一 N型MOS管Ql、第一 P 型MOS管Q2、第二N型MOS管Q3和第二P型MOS管Q4 ; 所述阻变元件M的一端（201)作为与外部电路连接的第一端口 VI，阻变元件M的另一 端（202)作为与外部电路连接的第二端口 V2 ; 所述第一 N型MOS管Ql的漏极和所述第一 P型MOS管Q2的漏极均连接至所述阻变元 件M的一端（201)，所述第一 N型MOS管Ql的源极和所述第一 P型MOS管Q2的源极连接后 与所述电阻Rl的一端连接，所述第一 N型MOS管Ql的栅极与所述第一 P型MOS管Q2的栅 极连接后与所述电阻Rl的另一端连接； 所述电阻Rl的一端作为脉冲输入端pulse，所述电阻Rl另一端接地； 所述第二N型MOS管Q3的漏极与所述第二P型MOS管Q4的漏极均连接至所述阻变元 件M的另一端（202)，所述第二N型MOS管Q3的源极与所述第二P型MOS管Q4的源极均接 地，所述第二N型MOS管Q3的栅极与所述第二P型MOS管Q4的栅极与所述电阻Rl的一端 连接。
2. 如权利要求1所述的可编程模块，其特征在于，还包括：第一二极管D1、第二二极管 D2、第三二极管D3和第四二极管D4 ; 所述第一二极管Dl的正极和所述第二二极管D2的负极均连接至所述阻变元件M的一 端（201)，所述第一二极管Dl的负极连接至所述第一 N型MOS管Ql的漏极，所述第二二极 管D2的正极连接至第一 P型MOS管Q2的漏极； 所述第三二极管D3的正极和所述第四二极管D4的负极均连接至所述阻变元件M的另 一端（202)，所述第三二极管D3的负极连接至所述第二N型MOS管Q3的漏极，所述第四二 极管D4的正极连接至第二P型MOS管Q4的漏极。
3. 如权利要求1所述的可编程模块，其特征在于，所述阻变元件M为磁随机存储器、阻 变存储器或相变存储器。
4. 如权利要求1-3任一项所述的可编程模块，其特征在于，所述阻变元件M为忆阻器。
5. 如权利要求1所述的可编程模块，其特征在于，正常工作时，脉冲输入端接零电压， 阻变元件M两端的电压偏置在其第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl之间。
6. 如权利要求1所述的可编程模块，其特征在于，在所述脉冲输入端pulse施加正向脉 冲时，所述阻变元件M的阻值增大/减小；在所述脉冲输入端pulse施加负向脉冲时，所述 阻变元件M的阻值减小/增大。
7. 如权利要求1所述的可编程模块，其特征在于，通过在第一端口 Vl和第二端口 V2之 间施加外部激励，使得所述阻变元件M两端的电压偏置在其第二阈值电压Vt2与第一阈值 电压Vtl之间。
8. -种如权利要求1-7任一项所述的可编程模块，其特征在于，将所述阻变元件M替换 为由多个阻变元件串联而成的阻变元件串联组（401)。
9. 如权利要求8所述的可编程模块，其特征在于，所述阻变元件串联组（401)中各个阻 变元件串联时极性方向相同，所述阻变元件串联组（401)的极性与其中每一个阻变元件的 极性相同，通过多个阻变元件的分压使在电路正常运行过程中每个阻变元件两端的电压降 都保持在第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl之间，阻变元件的阻值在这个过程中保持 不变。
10. -种可编程模块的操作方法，其特征在于，包括下述步骤： 51 :通过在第一端口 Vl和第二端口 V2同时施加工作电压，且脉冲输入端pulse接零电 压，使得电路正常工作； 其中，分别与所述第一端口 Vl与所述第二端口 V2连接的外部电路正常工作时，所述阻 变元件M两端的电压在第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl之间，且所述阻变元件M的 阻值在这一过程中不发生改变； 当脉冲输入端pulse接零电压时，所述可编程模块中的第一 N型MOS管Q1、第一 P型 MOS管Q2、第二N型MOS管Q3和第二P型MOS管Q4均断开； 52 :通过给脉冲输入端pulse施加正向脉冲使得第一 P型MOS管Q2、和第二N型MOS管 Q3导通，阻变元件M的阻值增大/减小： 当脉冲输入端pulse被施加正向脉冲时，第一 P型MOS管Q2和第二N型MOS管Q3均 导通，第一 N型MOS管Ql和第二P型MOS管Q4均断开，阻变元件M中的电流方向是由脉冲 输入端pulse经第一 P型MOS管Q2和第二N型MOS管Q3后到地； 在此过程中，阻变元件M两端的电压在第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl范围之 外，阻变元件M的阻值发生改变，若电流由阻变元件M的正极流向负极，则阻变元件M的阻 值逐渐降低；若电流由阻变元件M的负极流向正极，则阻变元件M的阻值逐渐升高； 53 :通过给脉冲输入端pulse施加负向脉冲来使第二P型MOS管Q4和第一 N型MOS管 Ql导通，阻变元件M的阻值减小/增大： 当脉冲输入端pulse被施加正向脉冲时，第一 P型MOS管Q2和第二N型MOS管Q3和 第三二极管D3均断开，第一 N型MOS管Ql和第二P型MOS管Q4均导通，阻变元件M中的 电流方向是由地经第二P型MOS管Q4和第一 N型MOS管Ql后到脉冲输入端pulse ; 在此过程中，阻变元件M两端的电压在第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl范围之 外，阻变元件M的阻值发生改变，若电流由阻变元件M的正极流向负极，则阻变元件M的阻 值逐渐降低；若电流由阻变元件M的负极流向正极，则阻变元件M的阻值逐渐升高。
【专利摘要】本发明公开了一种基于忆阻器的通用编程模块及其操作方法，可编程模块包括阻变元件、电阻R1、第一N型MOS管、第一P型MOS管、第二N型MOS管和第二P型MOS管；第一N型MOS管的漏极和第一P型MOS管的漏极均连接至阻变元件的一端，第一N型MOS管的源极和第一P型MOS管的源极连接后与电阻R1的一端连接，第一N型MOS管的栅极与第一P型MOS管的栅极连接后与电阻R1的另一端连接；第二N型MOS管的漏极与第二P型MOS管的漏极均连接至阻变元件的另一端，第二N型MOS管的源极与第二P型MOS管的源极均接地，第二N型MOS管的栅极与第二P型MOS管的栅极与电阻R1的一端连接。本发明通过改变阻变元件的阻值来改变电路的性能，并且操作简单，响应速度快，节省时间，提高电路工作效率。
【IPC分类】H03K19-00, G11C13-00
【公开号】CN104851456
【申请号】CN201510197740
【发明人】缪向水, 孙康, 李祎, 周亚雄
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月24日