由铁电电容器控制的可变阻抗电路制造技术

在此披露了一种包括铁电电容器、可变阻抗元件和导电负载的存储器单元。特征在于第一和第二极化状态的该铁电电容器在控制端子和第一开关端子之间连接。该可变阻抗元件在该第一和第二开关端子之间具有由在控制端子上的信号确定的阻抗。该导电负载在第一电力端子和该第一开关端子之间连接。该第二开关端子连接到第二电力端子。在该第一和第二电力端子之间施加电位差时，在该第一开关端子上的电位以由该铁电电容器的极化的状态确定的方式变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由铁电电容器控制的可变阻抗电路
技术介绍
存在其中在电力不总是可用于将存储器编程或维持存储器的环境中需要小数目位的非易失性存储器的数个应用。考虑监控一条线路并如果事件在该线路发生则记录该事件发生的存储器。电力仅在事件发生的时间期间可用。即，唯一电力是在事件信号中的电力。另外，在信号中的电力会是非常小的。在原理上，存储器可以配备有其自己的电源例如电池，以便向该存储器供电并将电路维持在监控状态。然而，这种安排需要改变电池并显著提高了存储器的成本。理想地，存储器应能在延长时期监控该线路，并在不使用独立电源的情况下记录在该线路上的事件。在一些随后时间电力施加到存储器时，该存储器应采取反映在没有向存储器供电的时期期间事件是否已发生的状态。专利技术概沭本专利技术是一种存储器单元，包括特征在于第一和第二极化状态的一个铁电电容器；一个可变阻抗元件，该可变阻抗元件在第一和第二开关端子之间具有由在控制端子上的信号确定的阻抗；以及一个导电负载，该导电负载在第一电力端子和该第一开关端子之间连接。该铁电电容器在该控制端子和该第一开关端子之间连接，并且该第二开关端子连接到第二电力端子。在该第一和第二电力端子之间施加电位差时，在该第一开关端子上的电位以由该铁电电容器的极化的状态确定的方式变化。在本专利技术的一个方面中，响应于在该第一和第二电力端子之间正在施加的电位差，该极化状态从该第一状态切换到该第二状态。该存储器单元包括一个反馈电路，如果该极化状态响应于该已施加电位差从该第一状态切换到该第二状态，则该反馈电路将该极化状态复位到该第一极化状态。该反馈电路包括一个反馈元件，当该电位差施加在该第一和第二电力端子之间时，该反馈元件测量在该第一开关端子和该第一电力端子之间的起动电位。该反馈电路基于该起动电位将该极化状态设定成该第一极化状态。_7]附图简要说明附图说明图1是根据本专利技术的一个实施方案的自主存储器电路的示意图。图2是根据本专利技术的一个编码器的另一个实施方案的示意图。图3展示了具有基极电阻43的NPN晶体管46作为开关。图4是利用了铁电FET51作为开关元件的自主存储器电路的示意图。图5A和5B展示了自主存储器电路系统。图6是利用了基于本专利技术的一个方面的反馈路径的非易失性锁存器的框图。图7展示了当根据一个实施方案的存储器电路加电时，在电源轨上和在图3中所示出的节点49’上的电位。图8是根据本专利技术的非易失性锁存器的一个实施方案的示意图。图9展示了根据本专利技术的锁存器的另一实施方案。图10展示了根据本专利技术的锁存器的另一实施方案。图11展示了根据本专利技术的另一实施方案的单极锁存器。图12展示了根据本专利技术的锁存器的另一实施方案。图13展示了可以在图12中所示出的实施方案中利用的铁电继电器的一个实施方案。本专利技术优选实施方案的详细描述可以参见图1更容易理解本专利技术提供其优点的方式，该图是根据本专利技术的一个实施方案的自主存储器电路的示意图。自主存储器电路20包括铁电电容器21和具有电流致动控制输入端25的开关23。导电负载22在电源轨和开关23之间连接。铁电电容器21具有可以通过跨铁电电容器21施加电压来切换的剩余极化强度。即，在缺少跨电容器的电压的情况下，该电容器的电介质被电气地极化。该电介质具有对应于正在向上或向下极化的电介质的两个状态。如果电压跨铁电电容器施加，则在该铁电电容器中产生了电场。如果场方向与剩余极化强度的方向相同，则小电流在连接铁电电容器的两块极板的电路中流动。另一方面，如果已施加电场在与剩余极化强度相反的方向上，则剩余极化强度将改变方向以便符合新的场方向，并且大电流将在外部电路中流动。可以通过调整铁电电容器的组成、面积和厚度来调整电流和电流在其流动的电压的量值。当电流进入控制输入端25时，开关23从高阻抗状态改变成低阻抗状态。在电路20中，假设输入线到开关23的电位独立于开关的状态保持在接地或接近接地。为简化以下讨论，将假设电源轨是正极的，并且当跨铁电电容器21的极板施加正轨电位时设定“向上”剩余极化强度状态。然而，可以利用其中输入端指代电力并且输出端指代接地的其他实施方案。第一，假设铁电电容器21以向上状态极化。当电力接通时，开关23初始地在关断状态中；因此，在节点26的电位将提高到V。因此，施加到铁电电容器21的场将也在向上方向上，并且铁电电容器21将不倒转状态。因此，极小电流将流入开关23的输入端，开关23将保持断开，并且自主存储器电路20的输出端将迅速达到V的电位。接下来，假设铁电电容器21以向下状态极化。当电力接通时，跨铁电电容器21的已施加电场将与铁电电容器21的剩余极化强度的方向相反，并且铁电电容器21将倒转状态以便匹配已施加电场。在此情况下，大电流将流入开关23的控制输入端，并且开关23将进入导电状态。节点26将降至小于V的中间状态。具体电位将取决于开关的详情。该中间状态将保持直到铁电电容器21结束切换到其向上状态。在这点上将不再有电荷流出铁电电容器21，并且开关23将再次进入非导电状态。因此，在节点26上的电位将回增到V。因此，在电力接通之后，自主存储器电路20将在铁电电容器21切换状态所需要的时期具有取决于铁电电容器21的极化状态的暂时输出。如果当电力接通并且不切换时铁电电容器21向上，则输出端将几乎立即达到高。如果当电力接通并且切换时铁电电容器21向下，则输出端将在暂时时期达到中间状态并然后将达到高。在该暂时时期之后，输出端将一直为高，并且铁电电容器21将在向上极化状态。现在参见图2，该图是根据本专利技术的自主存储器电路的另一实施方案的示意图。因为开关33在电压信号上而不是在电流信号上切换，并且已添加电容器34以便提供电荷到电流转换，所以自主存储器电路30不同于自主存储器电路20。如果当施加电力时铁电电容器21在向上状态，则因为极少电流由电容器34接收，因此铁电电容器21将保持在向上状态，并且开关33将不变得导电。如果当施加电力时铁电电容器21在向下状态，则铁电电容器21将开始随着电力增加倒转其极化。极化的改变导致在电容器34上释放并存储的电荷，由此将在输入端的电位上升到开关33。如果正确挑选电容器34，则在线路25上电位的提高将足以导致开关33导电，由此降低在节点26上的电位。只要铁电电容器21正在改变状态，则节点26将保持在接地和V之间的中间电位。一旦铁电电容器21完全改变状态，则将没有额外电荷在电容器34上存储。在电容器34上的电荷然后将以由在开关33中的漏泄电流确定的速率漏泄。在这点上，开关33将再次变得非导电，并且节点26将升高到V。因此，自主存储器电路30以类似于以上讨论的自主存储器电路20的方式表现。即，在加电期间，可以监控输出信号以便确定加电之前铁电电容器21的状态。在加电已完成之后，输出将变高，并且铁电电容器21将在向上状态。根据本专利技术的自主存储器电路的上述实施方案利用开关在加电更改铁电电容器的状态。然而，可以利用放大器或其他可变电阻装置。现在参见图3和4，图3和4是其中模拟装置代替以上所讨论的开关使用的根据本专利技术的一个方面的自主存储器电路的两个实施方案的示意图。在图3中所示出的自主存储器电路40利用了具有基极电阻43的NPN晶体管46作为开关。导电负载是电阻器44。在加电时，电容器42将从铁电电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电路,包括 特征在于第一和第二极化状态的一个铁电电容器； 一个可变阻抗元件，所述可变阻抗元件在第一和第二开关端子之间具有由在控制端子上的信号确定的开关阻抗，所述铁电电容器在所述控制端子和所述第一开关端子之间连接， 其中在所述第一和第二开关端子之间施加电位差时，以由所述铁电电容器的所述极化状态确定的方式变化的电流在所述第一开关端子和所述第二开关端子之间流动。2.根据权利要求1所述的电路，进一步包括在所述控制端子和所述第二开关端子之间的一个电荷电压转换器。3.根据权利要求1所述的电路，进一步包括在一个第一电力端子和所述第一开关端子之间连接的一个导电负载，所述第二开关端子连接到一个第二电力端子。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述导电负载具有由所述控制端子上的所述信号确定的阻抗。5.根据权利要求1所述的电路，其中所述可变阻抗元件选自下组，该组的构成为双极晶体管、铁电FET、FET、放大器、铁电继电器、铁磁继电器和静电MEM开关。6.根据权利要求1所述的电路，其中所述开关阻抗作为在所述控制端子上的电位的函数而改变，并且其中所述电路包括连接到所述控制端子的一个电荷电压转换器。7.根据权利要求6所述的电路,其中所述电荷电压转换器包括具有铁电介电材料的一个电容器。8.根据权利要求3所述的电路，其中所述极化状态响应于所述第一和第二电力端子之间正在施加的电位差从所述第一状态切换到所述第二状态，并且其中所述电路进一步包括一个反馈电路，如果所述极化状态响应于所述已施加电位差从所述第一状态切换到所述第二状态，则所述反馈电路将所述极化状态复位到所述第一极化状态。9.根据权利要求8所述的电路，其中所述反馈电路包括一个反馈元件，当所述电位差施加在所述第一和第二电力端子之间时，所述反馈元件测量在所述第一开关端子和所述第一电力端子之间的起动电位，并基于所述起动电位将所述极化状态设定成所述第一极化状态。10.根据权利要求8所述的电路，其中所述可变阻抗元件包括一个第一类型的双极装置，并且所述反馈元件包括一个相反类型的阻抗装置。11.根据权利要求10所述的电路，其中所述双极装置包括一个双极晶体管。12.根据权利要求10所述的电路，其中所述双极装置包括一个MOSFET。13.根据权利要求8所述的电路，其中所述反馈电路包括特征在于第一电容的一个第一铁电继电器。14.根据权利要求8所述的电路，其中所述反馈电路包括一个器件，该器件选择下组，该组的构成为双极晶体管、铁电FET、FET、放大器、铁电继电器、铁磁继电器和静电MEM开关。15.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·塔特·埃文斯，
申请(专利权)人：拉迪安特技术公司，
类型：
国别省市：