相變存儲器驅(qū)動電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種相變存儲器驅(qū)動電路及方法。本發(fā)明的相變存儲器驅(qū)動電路，包括：普通脈沖源、控制開關(guān)、選通器、相變電阻和皮秒脈沖發(fā)生器，所述普通脈沖源、控制開關(guān)相連、皮秒脈沖發(fā)生器、選通器和相變電阻依次相連，所述皮秒脈沖發(fā)生器將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級的置位/復(fù)位電流脈沖。本發(fā)明實施例的相變存儲器驅(qū)動電路及方法通過階躍恢復(fù)二極管構(gòu)成的皮秒脈沖發(fā)生器輸出皮秒級的置位或復(fù)位電流脈沖，在不耗費芯片面積的前提下，大幅度提升相變存儲器的相變速度，使相變速度達(dá)到皮秒量級，大幅降低整個器件的功耗。
【專利說明】相變存儲器驅(qū)動電路及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種相變存儲器驅(qū)動電路及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 相變存儲器作為一種非揮發(fā)性存儲器，用于替代已經(jīng)無法再繼續(xù)集成的閃存。相 變存儲器的每個存儲單元一般包括存儲器和驅(qū)動電路，通過驅(qū)動電路提供的電流脈沖，存 儲器內(nèi)的相變材料從結(jié)晶態(tài)變?yōu)榉蔷B(tài)，反之亦然。存儲器內(nèi)的相變材料可以包括鍺、銻、 碲的合金。驅(qū)動電路通常由二級管或金屬氧化物場效應(yīng)(M0S)晶體管構(gòu)成。存儲器內(nèi)的相 變材料從低阻態(tài)(結(jié)晶態(tài)）向高阻態(tài)(非晶態(tài)）轉(zhuǎn)變時，需要大到足以融化相變材料的電流流 經(jīng)電阻器，而此電流作用時間很短，相變材料在快速冷卻的過程中，從熔化態(tài)變?yōu)榉蔷B(tài)， 使得電阻器呈現(xiàn)高阻態(tài)，這種狀態(tài)轉(zhuǎn)變稱為"復(fù)位"（Reset)操作。為了使存儲器從高阻態(tài) 轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥钁B(tài)，需要一個較低的電流流經(jīng)存儲器內(nèi)的相變材料，加熱相變材料超過其相變 溫度，相變材料逐漸結(jié)晶并呈現(xiàn)低阻態(tài)，這種狀態(tài)轉(zhuǎn)變稱為"置位"（Set)操作。而為了讀 取電阻器的阻值高低，需要施加一個比置位電流還要小得多的電流，通過測量電阻器的電 壓值來確定阻值。因此，相變存儲器主要是由電流通過相變材料產(chǎn)生的焦耳熱來使材料發(fā) 生相變從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。由此帶來的問題就是在集成度逐漸提高的情況下，整個器件 的功耗也會較大，且會出現(xiàn)熱串?dāng)_等不良現(xiàn)象，降低單個相變存儲單元的功耗成了業(yè)界的 主要技術(shù)難題。2012年D. Loke等人發(fā)現(xiàn)了使相變材料皮秒相變的機(jī)制，相變存儲器的相變 速度有望進(jìn)入皮秒時代，但是現(xiàn)有的驅(qū)動電路的相變速度慢，無法有效產(chǎn)生皮秒級的電流 脈沖來實現(xiàn)相變材料的皮秒級相變。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種相變存儲器驅(qū)動電路及方法，旨在解決現(xiàn)有的相變存儲器驅(qū)動 電路的相變速度慢，無法有效產(chǎn)生皮秒級的電流脈沖來實現(xiàn)相變材料的皮秒級相變，導(dǎo)致 相變存儲器的存儲單元功耗大的技術(shù)問題。
[0004] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種相變存儲器驅(qū)動電路，包括：普通脈沖源、控制開 關(guān)、選通器、相變電阻和皮秒脈沖發(fā)生器，所述普通脈沖源、控制開關(guān)相連、皮秒脈沖發(fā)生 器、選通器和相變電阻依次相連，所述皮秒脈沖發(fā)生器將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮 秒級的置位/復(fù)位電流脈沖。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述皮秒脈沖發(fā)生器包括置位皮秒脈沖發(fā)生器和復(fù)位 皮秒脈沖發(fā)生器，所述置位皮秒脈沖發(fā)生器和復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器結(jié)構(gòu)相同，置位皮秒脈 沖發(fā)生器和復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器的器件參數(shù)不同，分別用于產(chǎn)生皮秒級置位/復(fù)位脈沖。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述皮秒脈沖發(fā)生器包括耦合電路和階躍恢復(fù)二極 管脈沖整形電路，所述耦合電路用于調(diào)節(jié)普通脈沖源和階躍恢復(fù)二極管整形電路的阻抗匹 配，并且控制階躍恢復(fù)二極管的中儲存電荷的量，所述階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路用于 將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級的置位/復(fù)位電流脈沖。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述耦合電路包括第一電阻、第二電阻和電導(dǎo)，所述第 一電阻R1 -端接地，另一端與第二電阻相連，所述電導(dǎo)一端與階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電 路相連，另一端與第二電阻相連，所述階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路包括第一階躍恢復(fù)二 極管和第二階躍恢復(fù)二極管，所述第一階躍恢復(fù)二極管正向端接地，反向端與第二階躍恢 復(fù)二極管的反向端相連，所述第二階躍恢復(fù)二極管的正向端與選通器相連。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述皮秒脈沖發(fā)生器還包括串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整 形電路，所述串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路對由階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路得到的皮 秒脈沖進(jìn)行再次整形。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路包括第三電阻和 第三階躍恢復(fù)二極管，所述第三電阻一端接地，另一端分別連接第二階躍恢復(fù)二極管的正 向端、第三階躍恢復(fù)二極管的正向端，所述第三階躍恢復(fù)二極管的反向端與選通器相連。 [0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述皮秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的皮秒級置位/復(fù)位電流脈 沖幅值和持續(xù)時間由相變電阻決定，所述皮秒級置位/復(fù)位電流脈沖幅值為2-5V，所述皮 秒級置位/復(fù)位電流脈沖持續(xù)時間為200?1000pS。
[0011] 本發(fā)明的另一技術(shù)方案為：一種相變存儲器驅(qū)動方法，包括：
[0012] 步驟a :通過控制開關(guān)選擇置位操作或復(fù)位操作；
[0013] 步驟b :普通脈沖源產(chǎn)生微秒級的方波信號；
[0014] 步驟c :通過皮秒脈沖發(fā)生器將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級的置位/復(fù) 位電流脈沖。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述步驟c包括：通過皮秒脈沖發(fā)生器的耦合電路使 普通脈沖源的輸出阻抗與階躍恢復(fù)二極管的輸入阻抗相耦合；皮秒脈沖發(fā)生器的階躍恢復(fù) 二極管脈沖整形電路將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級的置位/復(fù)位電流脈沖。
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括：所述步驟c后還包括：通過皮秒脈沖發(fā)生器的串聯(lián)階 躍恢復(fù)二極管再整形電路對由階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路得到的皮秒脈沖進(jìn)行再次整 形。
[0017] 本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果：本發(fā)明實施例的相變存儲器驅(qū)動電 路及方法通過階躍恢復(fù)二極管構(gòu)成的皮秒脈沖發(fā)生器輸出皮秒級的置位或復(fù)位電流脈沖， 在不耗費芯片面積的前提下，大幅度提升相變存儲器的相變速度，使相變速度達(dá)到皮秒量 級，大幅降低整個器件的功耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 附圖1是本發(fā)明實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 附圖2是本發(fā)明第一實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的皮秒脈沖發(fā)生器的電路原 理圖；
[0020] 附圖3是本發(fā)明第一實施例的相變存儲器驅(qū)動電路皮秒脈沖發(fā)生器的仿真輸出 波形圖；
[0021] 附圖4是本發(fā)明第二實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的皮秒脈沖發(fā)生器的電路原 理圖；
[0022] 附圖5是本發(fā)明第二實施例的相變存儲器驅(qū)動電路皮秒脈沖發(fā)生器的仿真輸出 波形圖；
[0023] 附圖6是本發(fā)明第一實施例的相變存儲器驅(qū)動方法的流程圖；
[0024] 附圖7是本發(fā)明第二實施例的相變存儲器驅(qū)動方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0025] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0026] 請參閱圖1，為本發(fā)明實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施 例的相變存儲器驅(qū)動電路包括普通脈沖源、控制開關(guān)、皮秒脈沖發(fā)生器、選通器和相變電 阻。普通脈沖源、控制開關(guān)相連、皮秒脈沖發(fā)生器、選通器和相變電阻依次相連，普通脈沖源 和相變電阻一端分別接地。在本發(fā)明實施方式中，皮秒脈沖發(fā)生器包括置位皮秒脈沖發(fā)生 器和復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器，置位皮秒脈沖發(fā)生器和復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器結(jié)構(gòu)相同，置位皮 秒脈沖發(fā)生器和復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器的器件參數(shù)不同，分別用于產(chǎn)生皮秒級置位/復(fù)位脈 沖。
[0027] 請一并參閱圖2,為本發(fā)明第一實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的皮秒脈沖發(fā)生器 的電路原理圖。皮秒脈沖發(fā)生器包括耦合電路和階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路。耦合電路 用于調(diào)節(jié)普通脈沖源和階躍恢復(fù)二極管整形電路的阻抗匹配問題，并且控制階躍恢復(fù)二極 管的中儲存電荷的量。階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路用于將普通脈沖源產(chǎn)生的持續(xù)時間較 長(大于1ns)，幅值較大(大于5V)的脈沖整形成符合要求的皮秒級（200?1000pS)、幅值 較?。?-5V)的置位/復(fù)位電流脈沖。
[0028] 稱合電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和電導(dǎo)L1。第一電阻R1 -端接地，另一 端與第二電阻R2相連。電導(dǎo)L 一端與階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路相連，另一端與第二電 阻R2相連。
[0029] 階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路包括第一階躍恢復(fù)二極管D1和第二階躍恢復(fù)二極 管D2。第一階躍恢復(fù)二極管D1正向端接地，反向端與第二階躍恢復(fù)二極管D2的反向端相 連，第二階躍恢復(fù)二極管D2的正向端與選通器相連。
[0030] 在本發(fā)明實施例的皮秒脈沖發(fā)生器的耦合電路中，第一電阻R1、第二電阻R2和電 導(dǎo)L1的參數(shù)由普通脈沖源和其后的階躍恢復(fù)二極管決定，而階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電 路中第一階躍恢復(fù)二極管D1和第二階躍恢復(fù)二極管D2的參數(shù)由相變電阻的最小相變脈沖 的持續(xù)時間和幅值決定。
[0031] 本發(fā)明第一實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的工作原理為：當(dāng)需要進(jìn)行置位操作 時，控制開關(guān)播到置位端，普通脈沖源的微秒級的方波信號經(jīng)過置位皮秒脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)變 為皮秒級的置位電流脈沖，耦合電路使得普通脈沖源數(shù)千歐姆的輸出阻抗與階躍恢復(fù)二極 管十幾歐姆的輸入阻抗相耦合，實現(xiàn)功率的最大傳輸，而階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路將 普通的方波信號整形成需要的皮秒脈沖信號。在本發(fā)明實施例中，普通脈沖源的方波信號 為12. 2Mhz，可以理解，普通脈沖源也可以選擇其他頻率的方波信號。 Tm If?
[0032] 階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路中的階躍恢復(fù)二極管參數(shù)由公式ts S γ確定， ts為二極管的階越時間，τπι為少數(shù)載流子壽命，IF為二極管正向電流，IR為反向電流。 根據(jù)普通脈沖源及相變電阻的最小相變脈沖參數(shù)，這里階躍恢復(fù)二極管的少數(shù)載流子壽命 τ m為15ns，階越時間ts為50ps。
[0033] 請參閱圖3,圖3是本發(fā)明第一實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的皮秒脈沖發(fā)生器 的仿真輸出波形圖° 用 spice(Simulation program with integrated circuit emphasis, 電路級模擬程序）根據(jù)以上情況進(jìn)行仿真，輸出的皮秒置位脈沖幅值為2. 4V，持續(xù)時間為 500ps。
[0034] 而當(dāng)要進(jìn)行復(fù)位操作時，相應(yīng)的復(fù)位脈沖也可以通過同樣的方法產(chǎn)生，只是各個 電子元件的參數(shù)有所變化，普通脈沖源不變，其中階躍恢復(fù)二極管的少數(shù)載流子壽命τ m 為10ns，階越時間ts為70ps。
[0035] 用spice仿真后得出皮秒復(fù)位脈沖幅值為4. 2V，持續(xù)時間為335ps。
[0036] 請一并參閱圖4,為本發(fā)明第二實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的皮秒脈沖發(fā)生器 的電路原理圖。皮秒脈沖發(fā)生器包括耦合電路、階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路和串聯(lián)階躍 恢復(fù)二極管再整形電路。耦合電路用于調(diào)節(jié)普通脈沖源和階躍恢復(fù)二極管整形電路的阻抗 匹配問題，并且控制階躍恢復(fù)二極管的中儲存電荷的量。階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路用 于將普通脈沖源產(chǎn)生的持續(xù)時間較長(大于1ns)，幅值較大(大于5V)的脈沖整形成符合要 求的皮秒級（200?1000pS)、幅值較小（2-5V)的置位/復(fù)位電流脈沖。串聯(lián)階躍恢復(fù)二極 管再整形電路對由階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路得到的皮秒脈沖進(jìn)行再次的整形，使得所 得的皮秒脈沖相較于第一實施例中的皮秒脈沖持續(xù)時間更短，相應(yīng)的相變電阻所需要的最 小相變脈沖也比第一實施例中的持續(xù)時間短。
[0037] 稱合電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和電導(dǎo)L1。第一電阻R1 -端接地，另一 端與第二電阻R2相連。電導(dǎo)L 一端與階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路相連，另一端與第二電 阻R2相連。
[0038] 階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路包括第一階躍恢復(fù)二極管D1、第二階躍恢復(fù)二極管 D2。第一階躍恢復(fù)二極管D1正向端接地，反向端與第二階躍恢復(fù)二極管D2的反向端相連， 第二階躍恢復(fù)二極管D2的正向端與串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路相連。
[0039] 串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路包括第三電阻R3和第三階躍恢復(fù)二極管D3,第 三電阻R3-端接地，另一端分別連接第二階躍恢復(fù)二極管D2的正向端、第三階躍恢復(fù)二極 管D3的正向端，第三階躍恢復(fù)二極管D3的反向端與選通器相連。
[0040] 在本發(fā)明實施例的皮秒脈沖發(fā)生器的耦合電路中，第一電阻R1、第二電阻R2和電 導(dǎo)L1的參數(shù)由普通脈沖源和其后的階躍恢復(fù)二極管決定，而階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電 路中第一階躍恢復(fù)二極管D1、第二階躍恢復(fù)二極管D2、第三電阻R3和第三階躍恢復(fù)二極管 D3的參數(shù)由相變電阻的最小相變脈沖的持續(xù)時間和幅值決定。
[0041] 本發(fā)明第二實施例的相變存儲器驅(qū)動電路的工作原理為與第一實施例相同，在置 位皮秒脈沖發(fā)生器內(nèi)，采用少數(shù)載流子壽命τ m為15ns，階越時間ts為50ps的階躍恢復(fù)二 極管。
[0042] 同樣的，對于復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器，電路采用相同的結(jié)構(gòu)，只是其階躍恢復(fù)二極管 的參數(shù)變?yōu)椋荷贁?shù)載流子壽命τ m為l〇ns，階越時間ts為70ps。
[0043] 請一并參閱圖5,圖5是本發(fā)明第二實施例的相變存儲器驅(qū)動電路皮秒脈沖發(fā)生 器的仿真輸出波形圖。用spice進(jìn)行仿真，置位脈沖幅值為2. 4V，持續(xù)時間420ps ;復(fù)位脈 沖幅值4. 2V，持續(xù)時間250ps。
[0044] 請參閱圖6,是本發(fā)明第一實施例的相變存儲器驅(qū)動方法的流程圖。本發(fā)明第一實 施例的相變存儲器驅(qū)動方法包括：
[0045] 步驟100 :通過控制開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的操作；
[0046] 在步驟100中，通過控制開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的操作包括選擇置位操作或復(fù)位操作。
[0047] 步驟110 :普通脈沖源產(chǎn)生微秒級的方波信號；
[0048] 在步驟110中，普通脈沖源的方波信號為12. 2Mhz，可以理解，普通脈沖源也可以 選擇其他頻率的方波信號。
[0049] 步驟120 :通過耦合電路使普通脈沖源的輸出阻抗與階躍恢復(fù)二極管的輸入阻抗 相奉禹合；
[0050] 在步驟120中，普通脈沖源的輸出阻抗為數(shù)千歐姆，階躍恢復(fù)二極管的輸入阻抗 為數(shù)十歐姆。耦合電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和電導(dǎo)L1。第一電阻R1-端接地， 另一端與第二電阻R2相連。電導(dǎo)L 一端與階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路相連，另一端與第 二電阻R2相連。
[0051] 步驟130 :階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級 的置位/復(fù)位電流脈沖。
[0052] 在步驟130中，普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖持續(xù)時間大于1ns，幅值大于5V，階躍恢 復(fù)二極管脈沖整形電路整形后的置位/復(fù)位電流脈沖持續(xù)時間為200?1000pS，幅值為 2-5V。階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路包括第一階躍恢復(fù)二極管D1和第二階躍恢復(fù)二極管 D2。第一階躍恢復(fù)二極管D1正向端接地，反向端與第二階躍恢復(fù)二極管D2的反向端相連， 第二階躍恢復(fù)二極管D2的正向端與選通器相連。
[0053] 請參閱圖7,是本發(fā)明第二實施例的相變存儲器驅(qū)動方法的流程圖。本發(fā)明第一實 施例的相變存儲器驅(qū)動方法包括：
[0054] 步驟200 :通過控制開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的操作；
[0055] 在步驟200中，通過控制開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的操作包括選擇置位操作或復(fù)位操作。
[0056] 步驟210 :普通脈沖源產(chǎn)生微秒級的方波信號；
[0057] 在步驟210中，普通脈沖源的方波信號為12. 2Mhz，可以理解，普通脈沖源也可以 選擇其他頻率的方波信號。
[0058] 步驟220 :通過耦合電路使普通脈沖源的輸出阻抗與階躍恢復(fù)二極管的輸入阻抗 相奉禹合；
[0059] 在步驟220中，普通脈沖源的輸出阻抗為數(shù)千歐姆，階躍恢復(fù)二極管的輸入阻抗 為數(shù)十歐姆。耦合電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和電導(dǎo)L1。第一電阻R1-端接地， 另一端與第二電阻R2相連。電導(dǎo)L 一端與階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路相連，另一端與第 二電阻R2相連。
[0060] 步驟230 :階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級 的置位/復(fù)位電流脈沖；
[0061] 在步驟230中，普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖持續(xù)時間大于1ns，幅值大于5V，階躍恢 復(fù)二極管脈沖整形電路整形后的置位/復(fù)位電流脈沖持續(xù)時間為200?1000pS，幅值為 2-5V。階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路包括第一階躍恢復(fù)二極管D1、第二階躍恢復(fù)二極管 D2。第一階躍恢復(fù)二極管D1正向端接地，反向端與第二階躍恢復(fù)二極管D2的反向端相連， 第二階躍恢復(fù)二極管D2的正向端與串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路相連。
[0062] 步驟240 :串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路對由階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路得 到的皮秒脈沖進(jìn)行再次整形。
[0063] 在步驟240中，串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路包括第三電阻R3和第三階躍恢復(fù) 二極管D3,第三電阻R3-端接地，另一端分別連接第二階躍恢復(fù)二極管D2的正向端、第三 階躍恢復(fù)二極管D3的正向端，第三階躍恢復(fù)二極管D3的反向端與選通器相連。
[0064] 本發(fā)明實施例的相變存儲器驅(qū)動電路及方法通過階躍恢復(fù)二極管構(gòu)成的皮秒脈 沖發(fā)生器輸出皮秒級的置位或復(fù)位電流脈沖，在不耗費芯片面積的前提下，大幅度提升相 變存儲器的相變速度，使相變速度達(dá)到皮秒量級，大幅降低整個器件的功耗。
[0065] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種相變存儲器驅(qū)動電路，包括：普通脈沖源、控制開關(guān)、選通器和相變電阻，其特 征在于，還包括皮秒脈沖發(fā)生器，所述普通脈沖源、控制開關(guān)相連、皮秒脈沖發(fā)生器、選通器 和相變電阻依次相連，所述皮秒脈沖發(fā)生器將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級的置位 /復(fù)位電流脈沖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變存儲器驅(qū)動電路，其特征在于，所述皮秒脈沖發(fā)生器包 括置位皮秒脈沖發(fā)生器和復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器，所述置位皮秒脈沖發(fā)生器和復(fù)位皮秒脈沖 發(fā)生器結(jié)構(gòu)相同，置位皮秒脈沖發(fā)生器和復(fù)位皮秒脈沖發(fā)生器的器件參數(shù)不同，分別用于 產(chǎn)生皮秒級置位/復(fù)位脈沖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變存儲器驅(qū)動電路，其特征在于，所述皮秒脈沖發(fā)生器 包括耦合電路和階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路，所述耦合電路用于調(diào)節(jié)普通脈沖源和階躍 恢復(fù)二極管整形電路的阻抗匹配，并且控制階躍恢復(fù)二極管的中儲存電荷的量，所述階躍 恢復(fù)二極管脈沖整形電路用于將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級的置位/復(fù)位電流 脈沖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變存儲器驅(qū)動電路，其特征在于，所述耦合電路包括第一 電阻、第二電阻和電導(dǎo)，所述第一電阻R1 -端接地，另一端與第二電阻相連，所述電導(dǎo)一端 與階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路相連，另一端與第二電阻相連，所述階躍恢復(fù)二極管脈沖 整形電路包括第一階躍恢復(fù)二極管和第二階躍恢復(fù)二極管，所述第一階躍恢復(fù)二極管正向 端接地，反向端與第二階躍恢復(fù)二極管的反向端相連，所述第二階躍恢復(fù)二極管的正向端 與選通器相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的相變存儲器驅(qū)動電路，其特征在于，所述皮秒脈沖發(fā)生器還 包括串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路，所述串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路對由階躍恢復(fù) 二極管脈沖整形電路得到的皮秒脈沖進(jìn)行再次整形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變存儲器驅(qū)動電路，其特征在于，所述串聯(lián)階躍恢復(fù)二極 管再整形電路包括第三電阻和第三階躍恢復(fù)二極管，所述第三電阻一端接地，另一端分別 連接第二階躍恢復(fù)二極管的正向端、第三階躍恢復(fù)二極管的正向端，所述第三階躍恢復(fù)二 極管的反向端與選通器相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變存儲器驅(qū)動電路，其特征在于，所述皮秒脈沖發(fā)生器產(chǎn) 生的皮秒級置位/復(fù)位電流脈沖幅值和持續(xù)時間由相變電阻決定，所述皮秒級置位/復(fù)位 電流脈沖幅值為2-5V，所述皮秒級置位/復(fù)位電流脈沖持續(xù)時間為200?lOOOpS。
8. -種相變存儲器驅(qū)動方法，其特征在于，包括： 步驟a :通過控制開關(guān)選擇置位操作或復(fù)位操作； 步驟b :普通脈沖源產(chǎn)生微秒級的方波信號； 步驟c :通過皮秒脈沖發(fā)生器將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級的置位/復(fù)位電 流脈沖。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的相變存儲器驅(qū)動方法，其特征在于，所述步驟c包括：通過皮 秒脈沖發(fā)生器的耦合電路使普通脈沖源的輸出阻抗與階躍恢復(fù)二極管的輸入阻抗相耦合； 皮秒脈沖發(fā)生器的階躍恢復(fù)二極管脈沖整形電路將普通脈沖源產(chǎn)生的脈沖整形成皮秒級 的置位/復(fù)位電流脈沖。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的相變存儲器驅(qū)動方法，其特征在于，所述步驟c后還包 括：通過皮秒脈沖發(fā)生器的串聯(lián)階躍恢復(fù)二極管再整形電路對由階躍恢復(fù)二極管脈沖整形 電路得到的皮秒脈沖進(jìn)行再次整形。
【文檔編號】G11C13/00GK104157305SQ201310174829
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】程國勝, 王龍, 孔濤, 衛(wèi)芬芬, 黃榮, 張 杰 申請人:中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所