/减小，且输入电压Vi、输出电压Vo和阻变元件M的阻值关系 满足式（4)。
[0123] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于运算放大器的忆阻器编程电路，其特征在于，包括：阻变元件M、第一电阻 Rl、脉冲开关P和运算放大器； 所述运算放大器的反相输入端作为所述忆阻器编程电路的输入端Vi，所述运算放大器 的同相输入端接地，所述运算放大器的输出端作为所述忆阻器编程电路的输出端Vo; 所述脉冲开关P的一端通过所述阻变元件M连接至所述运算放大器的反相输入端，所 述脉冲开关P的另一端作为所述忆阻器编程电路的脉冲输入端pulse; 所述第一电阻Rl连接在所述脉冲开关P的一端与所述运算放大器的输出端之间。2. 如权利要求1所述的忆阻器编程电路，其特征在于，工作时，所述脉冲输入端pulse 接零电压，所述阻变元件M两端的电压降处于第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl之间， 通过给所述脉冲输入端pulse施加正向脉冲，使得所述阻变元件M的阻值正向改变；通过给 所述脉冲输入端pulse施加负向脉冲，使得所述阻变元件M的阻值反向改变。3. -种基于运算放大器的忆阻器编程电路，其特征在于，包括：阻变元件M、电路元件 X、脉冲开关P和运算放大器； 所述阻变元件M的一端作为所述忆阻器编程电路的输入端Vi，所述阻变元件M的另一 端连接至所述运算放大器的反相输入端； 所述运算放大器的正相输入端接地，所述运算放大器的输出端作为所述忆阻器编程电 路的输出端Vo; 所述脉冲开关P的一端连接至所述阻变元件M的一端，所述脉冲开关P的另一端作为 所述忆阻器编程电路的脉冲输入端pulse; 所述电路元件X连接在所述运算放大器的反相输入端与输出端之间。4. 如权利要求3所述的忆阻器编程电路，其特征在于，工作时，所述脉冲输入端pulse 接零电压，所述阻变元件M两端的电压降处于第二阈值电压Vt2与第一阈值电压Vtl之间； 通过给脉冲输入端施加正向脉冲使得所述阻变元件M的阻值改变；通过给所述脉冲输入端 施加负向脉冲使得所述阻变元件M的阻值反向改变。5. 如权利要求3所述的忆阻器编程电路，其特征在于，所述电路元件X为使运算放大器 出现深度负反馈的电路元件或子电路。6. 如权利要求5所述的忆阻器编程电路，其特征在于，所述电路元件X为电阻或电容。7. 如权利要求1-6任一项所述的忆阻器编程电路，其特征在于，所述阻变元件M为忆阻 器；所述忆阻器的正极是指从正极施加大于第一阈值电压Vtl的偏置会使忆阻器从高阻状 态转变为低阻状态；所述忆阻器的负极是指从负极施加小于第二阈值电压Vt2的偏置会使 忆阻器从低阻状态转变为高阻状态。8. -种基于权利要求1或3所述的忆阻器编程电路的操作方法，其特征在于，包括下述 步骤： 511 :通过在所述输入端Vi施加工作电压，同时使得所述脉冲输入端pulse接零电压， 且脉冲开关P关断，使得所述的忆阻器编程电路正常工作，输出端口Vo正常输出； 所述工作电压是指使得所述阻变元件M两端的电压降在第二阻阈值电压Vt2与第一阈 值电压Vtl之间的电压； 512 :通过给脉冲输入端pulse施加正向脉冲使得脉冲开关P导通，电流由脉冲输入端 pulse经脉冲开关P流经阻变元件M后，再利用运算放大器深度负反馈的虚地特性流经到 地；改变了所述阻变元件M的阻值，从而改变了所述的忆阻器编程电路的参数； 其中，当电流由阻变元件M的正极流向负极，则阻变元件M的阻值逐渐降低；当电流由 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； S13 :通过给脉冲输入端pulse施加负向脉冲使得脉冲开关P导通，电流由地利用运算 放大器深度负反馈的虚地特性流经阻变元件M，再流经脉冲开关P到脉冲输入端pulse;反 向改变了阻变元件M的阻值，从而反向改变所述的忆阻器编程电路的参数； 其中，当电流由阻变元件M的正极流向负极时，阻变元件M的阻值逐渐降低；当电流由 阻变元件M的负极流向正极时，阻变元件M的阻值逐渐升高。9. 一种反相放大器，其特征在于，包括第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第 一二极管Dll、第二二极管D12、N型MOS管Qll、P型MOS管Q12、阻变元件M和运算放大器； 所述第一电阻Rll的一端作为所述反相放大器的输入端Vi;所述第一电阻Rll的另一 端连接所述阻变元件M的一端，所述阻变元件M的另一端连接至所述运算放大器的反相输 入端； 所述运算放大器的正相输入端接地，所述运算放大器的输出端作为所述反相放大器的 输出端Vo; 所述第二电阻R12连接在所述运算放大器的反相输入端与输出端Vo之间； 所述N型MOS管Ql1的栅极和所述P型MOS管Q12的栅极均接地，所述N型MOS管Ql1 的源极和所述P型MOS管Q12的源极连接后作为所述反相放大器的脉冲输入端pulse，所 述N型MOS管Qll的漏极连接至所述第一二极管Dll的负极，所述P型MOS管Q12的漏极 连接至所述第二二极管D12的正极； 所述第一二极管Dll的正极和所述第二二极管D12的负极均连接至所述第一电阻Rll 的另一端； 所述第三电阻R13连接在脉冲输入端pulse与地之间。10. -种反相放大器，其特征在于，包括第一电阻R21、第二电阻R22、第三电阻R23、阻 变元件M、运算放大器、第一二极管D21、第二二极管D22、N型MOS管Q21和P型MOS管Q22 ; 所述第一电阻R21的一端作为所述反相放大器的输入端Vi，所述第一电阻R21的另一 端连接所述运算放大器的反相输入端； 所述运算放大器的正相输入端接地，所述运算放大器的输出端作为所述反相放大器的 输出端Vo; 所述阻变元件M的一端连接至所述运算放大器的反相输入端，所述阻变元件M的另一 端通过所述第三电阻R23连接至所述运算放大器的输出端； 所述P型MOS管Q22的栅极和所述N型MOS管Q21的栅极均接地，所述P型MOS管Q22 的源极和所述N型MOS管Q21的源极连接后作为所述反相放大器脉冲输入端pulse，所述P 型MOS管Q22的漏极连接至所述第二二极管D22的正极，所述N型MOS管Q21的漏极连接 至所述第一二极管D21的负极； 所述第二二极管D22的负极和所述第一二极管D21的正极均连接至所述阻变元件M的 另一端； 所述第二电阻R22连接在所述P型MOS管Q22的源极与地之间。11. 一种积分电路，其特征在于，包括第一电阻R31、第二电阻R32、电容C31、第一二极 管D31、第二二极管D32、N型MOS管Q31、P型MOS管Q32、阻变元件M和运算放大器； 所述第一电阻R31的一端作为所述积分电路的输入端Vi;所述第一电阻R31的另一端 连接所述阻变元件M的一端； 所述阻变元件M的另一端连接至所述运算放大器的反相输入端； 所述运算放大器的正相输入端接地，所述运算放大器的输出端作为所述积分电路的输 出端Vo; 所述电容C31连接在所述运算放大器的反相输入端与输出端Vo之间； 所述N型MOS管Q31的栅极和所述P型MOS管Q32的栅极均接地，所述N型MOS管Q31 的源极和所述P型MOS管Q32的源极连接后作为所述积分电路的脉冲输入端pulse，所述N 型MOS管Q31的漏极连接至所述第一二极管D31的负极，所述P型MOS管Q32的漏极连接 至所述第二二极管D32的正极； 所述第一二极管D31的正极和所述第二二极管D32的负极均连接至所述第一电阻R31 的另一端； 所述第二电阻R32连接在所述N型MOS管Q31的源极与地之间。12.-种微分电路，其特征在于，包括第一电阻R41、第二电阻R42、电容C41、阻变元件M、运算放大器、第一二极管D41、第二二极管D42、N型MOS管Q41和P型MOS管Q42 ; 所述电容C41的一端作为所述微分电路的输入端Vi，所述电容C41的另一端连接所述 运算放大器的反相输入端； 所述运算放大器的同相输入端接地，所述运算放大器的输出端作为所述微分电路的输 出端Vo; 所述阻变元件M的一端连接至所述运算放大器的反相输入端，所述阻变元件M的另一 端通过所述第二电阻R42连接至所述运算放大器的输出端； P型MOS管Q42的栅极和N型MOS管Q41的栅极均接地，P型MOS管Q42的源极和N型MOS管Q41的源极连接后作为所述微分电路的脉冲输入端pulse，P型MOS管Q42的漏极连 接至第二二极管D42的正极，N型MOS管Q41的漏极连接至第一二极管D41的负极； 所述第一二极管D41的正极和所述第二二极管D42的负极均连接至所述阻变元件M的 另一端； 所述第一电阻R41连接在所述Q41的源极与地之间。
【专利摘要】本发明公开了一种基于运算放大器的忆阻器编程电路及其操作方法，编程电路包括：阻变元件、运算放大器、脉冲开关、第一电阻；运算放大器的反相输入端作为编程电路的输入端，同时连接阻变元件的一端；阻变元件的另一端连接脉冲开关的一端，同时连接第一电阻的一端；第一电阻的另一端作为编程电路的输出端，同时连接运算放大器的输出端；脉冲开关的另一端作为脉冲输入端；运算放大器的同相输入端接地。本发明利用阻变元件的阈值电压性质，通过改变阻变元件的阻值来改变电路的性能，可应用于多种现有所述的阻变元件编程电路之中，并且使用器件数较少，操作简单，节省功耗和时间，提高电路工作效率。
【IPC分类】G11C13/00
【公开号】CN104916312
【申请号】CN201510297341
【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9月16日
【申请日】2015年6月3日