固定的电阻，并可以应用多个忆阻器同极性串联来解决电路运行电压较高时可能 出现错误的情况。因此，本发明提出的一种基于忆阻器的通用编程模块可以用来代替几乎 所有已有模拟电路中的电阻，使已有电路具有可编程性，并且使用操作步骤简单，响应速度 快，节省时间，提高电路工作效率。
【附图说明】
[0026] 图1为忆阻器的伏安特性曲线示意图；
[0027] 图2为本发明可编程模块原始技术方案的电路结构示意图；
[0028] 图3为本发明可编程模块的操作流程示意图；
[0029] 图4为本发明可编程模块技术方案二的电路结构示意图；
[0030] 图5为本发明可编程模块的功能验证电路的结构示意图；
[0031] 图6为本发明可编程模块的功能验证电路中阻变元件M的阻值变化示意图；
[0032] 图7为本发明可编程模块的功能验证电路中阻变元件M两端电压降的变化示意 图。
【具体实施方式】
[0033] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0034] 本发明提供了一种对忆阻器阻值进行可编程操作的模块，并发展其在传统模拟电 路中的应用。本发明提供的一种可编程模块具有两个外部电路相连端口 VI和V2, 一个脉 冲输入端口 pulse和两个接地端。其中包括阻变元件M、电阻R1、第一 N型M0S管Q1、第一 P型M0S管Q2、第二N型M0S管Q3、第二P型M0S管Q4、第一二极管D1、第二二极管D2、第 三二极管D3、第四二极管D4。其连接关系为：阻变元件M的一端201作为与外部电路连接 的第一端口 VI，同时连接第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极；第一二极管D1的 负极连接第一 N型M0S管Q1的漏极；第二二极管D2的正极连接第一 P型M0S管Q2的漏 极；第一 N型M0S管Q1的栅极连接第一 P型M0S管Q2的栅极并接地，同时连接电阻R1的 一端203 ;电阻R1的另一端204作为脉冲输入端pulse，同时连接第一 N型M0S管Q1的源 极、第一 P型MOS管Q2的源极、第二N型MOS管Q3的栅极、第二P型MOS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M的另一端202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。下面简称该方案为本发明的原始技术方案。
[0035] 其中，电路中二极管Dl、D2、D3和D4的作用是解决M0S管Ql、Q2、Q3和Q4在电路 正常运行电压较高时可能出现的关断不彻底的情况。
[0036] 此外，本发明中的第一 P型M0S管Q2与第二P型M0S管Q4的基底均接高电平。
[0037] 阻变元件M的一种固有性质是具有第一阈值电压Vtl与第二阈值电压Vt2,当阻变 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之间时，阻变元件M的阻 值不发生改变；当阻变元件M两端的电压降大于第一阈值电压Vtl时，阻变元件M的阻值减 小；当阻变元件M两端的电压降小于第二阈值电压Vt2时，阻变元件M的阻值增大。不同的 阻变元件会对应不同的第一阈值电压Vt 1或第二阈值电压Vt2，当阻变元件确定后，第一阈 值电压Vtl和第二阈值电压Vt2也确定了。
[0038] 本发明实施例还提供了一种可编程模块的操作方法，包括下述步骤：
[0039] S11 :将可编程模块与外部电路通过两个外部电路连接端口相连，给第一端口 VI 和第二端口 V2施加工作电压，脉冲输入端pulse接零来使电路正常工作。
[0040] S12 :通过给脉冲输入端pulse施加正向脉冲来使Q2、D2、Q3和D3导通，阻变元件 M的阻值增大/减小。
[0041] S13 :通过给脉冲输入端pulse施加负向脉冲来使Q4、D4、D1和Q1导通，阻变元件 M的阻值减小/增大。
[0042] 在所述技术方案的电路连接中，阻变元件M的正极与负极均可作为阻变元件M的 一端201与另一端202,不过施加同向脉冲后，阻变元件M阻值的变化方向相反。
[0043] 在本发明实施例中，作为上述原始技术方案应用于较高电压电路的一种特殊情 况，将原始技术方案中的阻变元件M替换为若干阻变元件串联起来的阻变元件串联组401， 阻变元件串联组401的一端402作为电路的第一外部连接端口 VI，阻变元件串联组401的 另一端403作为电路的第二外部连接端口 V2,其余连接关系不变。
[0044] 其中，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的极性与其中每个单个阻变元件的极性都相同。
[0045] 其中，技术方案二的操作步骤与原始技术方案的操作步骤相同。
[0046] 在所述技术方案的电路连接中，阻变元件串联组401的正极与负极均可作为阻变 元件串联组401的一端402与另一端403,不过施加同向脉冲后，阻变元件串联组阻值的变 化方向相反。
[0047] 在本发明的两种技术方案中，所述阻变元件为忆阻器，所述忆阻器的两端分别为 正极与负极。所述的正极是指从正极施加大于阈值电压的偏置，会使阻变元件从高阻状态 转变为低阻状态；所述的负极是指从负极极施加小于阈值电压的偏置，会使阻变元件从低 阻状态转变为高阻状态。脉冲输入端输入的正向脉冲电压与负向脉冲电压使忆阻器两端的 电压超过其阈值电压的偏置，从而改变忆阻器的阻值。
[0048] 本发明提出的一种基于忆阻器的通用编程模块可以用来代替现有模拟电路中的 电阻，既不改变已有电路的功能，又应用了忆阻器的阻值可编程性，通过简单的正负脉冲对 忆阻器的阻值进行可编程控制，从而使电路参数具有了可编程性。此外，应用MOS管与二 极管搭建的脉冲输入电路与忆阻器一端接地的电路使编程模块在正常工作时可以等效为 一个阻值固定的电阻，并可以应用多个忆阻器同极性串联来解决电路运行电压较高时可能 出现错误的情况。因此，本发明提出的一种基于忆阻器的通用编程模块可以用来代替几乎 所有已有模拟电路中的电阻，使已有电路具有可编程性，并且使用操作步骤简单，响应速度 快，节省时间，提高电路工作效率。
[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050] 本发明及上述附图中的术语"第一"、"第二"等（如果存在）是用于区别类似的对 象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以 互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺 序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含， 例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那 些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其 它步骤或单元。
[0051] 在介绍本发明的技术方案之前，首先介绍以忆阻器为代表的阻变器件的一些特 性，图1为双极性忆阻器的伏安特性曲线示意图，从图1可以看出，当加在忆阻器两端的正 向电压大于等于第一阈值电压vtl时，忆阻器的阻值逐渐降低，当加在忆