一种基于OTS的动态存储结构及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于OTS的动态存储结构及其操作方法，该动态存储结构包括多个呈阵列分布的存储单元，各存储单元包括OTS选通管和存储电容；在每个存储单元中，OTS选通管的第一端与存储电容的第一端相连，OTS选通管的第二端与存储电容的第二端为对应存储单元的输入端和输出端；其中，OTS选通管具有高阻态与低阻态两种状态，当OTS选通管两端电压超过阈值电压V

【技术实现步骤摘要】
一种基于OTS的动态存储结构及其操作方法


[0001]本专利技术属于存储器
，更具体地，涉及一种基于OTS的动态存储结构及其操作方法。

技术介绍

[0002]目前计算机的主流结构为冯诺依曼结构，这种结构中计算功能和存储功能是分离的，计算功能主要由CPU完成，而存储功能主要依靠存储结构实现。随着技术的发展，用户对于产品的尺寸要求越来越高，在保证性能的情况下希望存储芯片越小越好，因此内存的存储密度也是我们十分关心的一个指标。目前主流的内存是DRAM(动态随机存储器)，DRAM采取1T1C结构，即由1个晶体管和1个存储单元串联组成，由于晶体管作为三端口器件，其外围控制电路需要造成较大的面积消耗，且三端口器件不宜实现三维堆叠，存在天然的存储密度低的劣势。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于OTS的动态存储结构及其操作方法，其目的在于提高存储结构的存储密度。
[0004]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于OTS的动态存储结构，其特征在于，包括多个呈阵列分布的存储单元，各存储单元包括OTS选通管和存储电容；
[0005]在每个存储单元中，所述OTS选通管的第一端与存储电容的第一端相连，所述OTS选通管的第二端与所述存储电容的第二端为对应存储单元的输入端和输出端；
[0006]其中，所述OTS选通管具有高阻态与低阻态两种状态，当OTS选通管两端电压超过阈值电压V
th
时，OTS选通管由高阻态切换到低阻态，当处于低阻态的OTS选通管两端电压低于保持电压V
hold
时，OTS选通管由低阻态切换到高阻态。
[0007]优选地，还包括，数据写入模块，所述数据写入模块包括操作电压驱动电路和选择单元，所述选择单元用于根据写入数据的类型接通操作电压驱动电路与存储单元，
[0008]当预写入两种不同的数值时，选择单元根据预写入数据的种类控制操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in
或反向操作电压V
in
，施加正向操作电压V
in
和施加反向操作电压V
in
分别表示写入两种不同的数值，其中，操作电压V
in
幅值大于V
th
。
[0009]优选地，操作电压V
in
包括操作电压V
in1
和操作电压V
in2
，其中，V
in1
幅值范围在V
th
与V
th
+V
hold
之间，V
in2
幅值大于V
th
+V
hold
：
[0010]当预写入第一种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in1
；
[0011]当预写入第二种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的反向操作电压V
in1
；
[0012]当预写入第三种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正
向操作电压V
in2
；
[0013]当预写入第四种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的反向操作电压V
in2
。
[0014]优选地，还包括，数据读取模块，所述数据读取模块包括读电压驱动电路和电流检测电路；
[0015]所述读电压驱动电路用于向所述存储单元的输入端施加读电压V
read
，所述读电压V
read
的取值满足：存储不同数值的存储单元，在施加读电压V
read
后，其中一种数值的存储单元中的OTS选通管呈高阻态，另一种数值的存储单元中的OTS选通管呈低阻态；
[0016]所述电流检测电路用于检测施加读电压之后的存储单元输出端是否输出电流以读取所存储的数值。
[0017]优选地，当写数据时施加操作电压V
in1
，读数据时读取电压V
read
满足V
th
‑
V
in1
+V
hold
<|V
read
|<V
th
+V
in1
‑
V
hold
；
[0018]当写数据时施加操作电压V
in2
，读数据时读取电压V
read
满足V
th
‑
V
hold
<|V
read
|<V
th
+V
hold
。
[0019]按照本专利技术的另一方面，提供了一种基于OTS的动态存储结构的操作方法，其特征在于，所述基于OTS的动态存储结构为权利要求1所述的基于OTS的动态存储结构，所述操作方法包括数据写入操作，所述数据写入操作包括：
[0020]向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in
或反向操作电压V
in
，施加正向操作电压V
in
和施加反向操作电压分别表示写入两种不同的数值，其中，操作电压V
in
幅值大于V
th
。
[0021]优选地，操作电压V
in
包括操作电压V
in1
和操作电压V
in2
，其中，V
in1
幅值范围在V
th
与V
th
+V
hold
之间，V
in2
幅值大于V
th
+V
hold
：
[0022]当预写入第一种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in1
；
[0023]当预写入第二种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的反向操作电压V
in1
；
[0024]当预写入第三种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in2
；
[0025]当预写入第四种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的反向操作电压V
in2
。
[0026]优选地，在撤去操作电压V
in
后，定时对存储单元进行刷新，重新写入数据。
[0027]优选地，所述操作方法包括数据读取操作，所述数据读取操作包括：
[0028]向所述存储单元的输入端施加读电压V
read
，所述读电压V
read
的取值满足：存储不同数值的存储单元，在施加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于OTS的动态存储结构，其特征在于，包括多个呈阵列分布的存储单元，各存储单元包括OTS选通管和存储电容；在每个存储单元中，所述OTS选通管的第一端与存储电容的第一端相连，所述OTS选通管的第二端与所述存储电容的第二端为对应存储单元的输入端和输出端；其中，所述OTS选通管具有高阻态与低阻态两种状态，当OTS选通管两端电压超过阈值电压V
th
时，OTS选通管由高阻态切换到低阻态，当处于低阻态的OTS选通管两端电压低于保持电压V
hold
时，OTS选通管由低阻态切换到高阻态。2.如权利要求1所述的动态存储结构，其特征在于，还包括，数据写入模块，所述数据写入模块包括操作电压驱动电路和选择单元，所述选择单元用于根据写入数据的类型接通操作电压驱动电路与存储单元，当预写入两种不同的数值时，选择单元根据预写入数据的种类控制操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in
或反向操作电压V
in
，施加正向操作电压V
in
和施加反向操作电压V
in
分别表示写入两种不同的数值，其中，操作电压V
in
幅值大于V
th
。3.如权利要求2所述的动态存储结构，其特征在于，操作电压V
in
包括操作电压V
in1
和操作电压V
in2
，其中，V
in1
幅值范围在V
th
与V
th
+V
hold
之间，V
in2
幅值大于V
th
+V
hold
：当预写入第一种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in1
；当预写入第二种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的反向操作电压V
in1
；当预写入第三种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的正向操作电压V
in2
；当预写入第四种数值时，操作电压驱动电路向存储单元的两端施加预设时长的反向操作电压V
in2
。4.如权利要求2或3所述的动态存储结构，其特征在于，还包括，数据读取模块，所述数据读取模块包括读电压驱动电路和电流检测电路；所述读电压驱动电路用于向所述存储单元的输入端施加读电压V
read
，所述读电压V
read
的取值满足：存储不同数值的存储单元，在施加读电压V
read
后，其中一种数值的存储单元中的OTS选通管呈高阻态，另一种数值的存储单元中的OTS选通管呈低阻态；所述电流检测电路用于检测施加读电压之后的存储单元输出端是否输出电流以读取所存储的数值。5.如权利要求4所述的动态存储结构，其特征在于：当写数据时施加操作电压V
in1
，读数据时读取电压V
read
满足V
th
‑
V
in1
+V
hold
<|V
read
|<V
th
+V
in1
‑
V
hold
；当写数据时施加操作电压V
in2
，读数据时读取电压V...

【专利技术属性】
技术研发人员：童浩，汪宾浩，缪向水，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：