一种共振隧穿二极管三值逻辑电路设计方法-山东大学学报(工学版).PDF

　第４３卷　第３期 山　东　大　学　学　报　（工　学　版） ２０１３年６月　 　 　　 Ｖｏｌ．４３　 Ｎｏ．３　　　　ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＳＣＩＥＮＣＥ） Ｊｕｎ．２０１３　 　文章编号：１６７２３９６１（２０１３）０３００９４０５　　　ＤＯＩ：１０６０４０／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２３９６１３２０１２０３９ 一种共振隧穿二极管三值逻辑电路设计方法 １ ２ 韦一 ，沈继忠 （１．中国计量学院光学与电子科技学院，浙江 杭州３１００１８； ２．浙江大学信息与电子工程学系，浙江 杭州３１００２７） 摘要：通过对多值单稳态—多稳态转换逻辑单元的分析，发现开关信号理论可以准确地解释其工作原理。在此基 础上，提出了三值共振隧穿二极管电路一般结构，用于实现任意三值逻辑函数。相应的电路设计方法可归为求取 开关函数的最简表达式，并用异质结场效应晶体管实现，从而避免电路中共振隧穿二极管参数的调整，简化整个 设计过程。模拟仿真表明所设计的电路具有正确的逻辑功能。 关键词：纳米电子器件；共振隧穿二极管；三值逻辑；电路设计；开关信号理论 中图分类号：ＴＮ４０２　　　文献标志码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｏｆｔｅｒｎａｒｙｌｏｇｉｃｃｉｒｃｕｉｔｏｎｒｅｓｏｎａｎｔｔｕｎｎｅｌｉｎｇｄｉｏｄｅ １ ２ ＷＥＩＹｉ，ＳＨＥＮＪｉｚｈｏｎｇ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＪｉｌｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ； ２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗｏｐｅｒａｔｏｒｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｗｉｔｃｈｓｉｇｎａｌｔｈｅｏｒｙｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｅｒｎａｒｙ ｍｏｎｏｓｔａｂｌｅｔｏｍｕｌｔｉｓｔａｂｌｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｌｏｇｉｃｅｌｅｍｅｎｔ．ＡｎｏｖｅｌｔｅｒｎａｒｙＲＴＤｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅａｌｓｏｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｍａｋｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｓｔｒａｉｇｈｔｆｏｒｗａｒｄｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｓｗｉｔｃｈｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔｃｏｕｌｄａｌｓｏａｖｏｉｄｍｏｄｉｆｙｉｎｇｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＲＴＤｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ． Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｖａｌｉｄａｔｅｄｍｏｄｅｌｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅ；ｒｅｓｏｎａｎｔｔｕｎｎｅｌｉｎｇｄｉｏｄｅ（ＲＴＤ）；ｔｅｒｎａｒｙｌｏｇｉｃ；ｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎ；ｓｗｉｔｃｈｓｉｇｎａｌｔｈｅｏｒｙ 目和芯片面积，并降低系统功耗，有助于提高电路的 ０　引言 整体性能［１４１７］。