[发明专利]使用自旋电子器件的弛张振荡器

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请根据35 U.S.C.§119要求2009年5月28日提交的10-2009-0046953号韩国专利申请的优先权，将其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及使用自旋电子器件实现弛张振荡器的技术。

背景技术

弛张振荡器使用诸如施密特触发器(Schmitt trigger)或窗口比较器的具有两个阈值电压的基于晶体管的器件实现，从而实现振荡。

如图1a与1b所示，施密特触发器具有取决于输出状态的两个不同的阈值电压V_LT与V_HT。在所述附图中，υ_I是υ_O的函数，+V_sat是正(+)方向的饱和电压，且-V_sat是负(-)方向的饱和电压。

此外，如图2a与2b所示，施密特触发器可以由单独的晶体管TR构成。这时，必须满足条件R_C1＞R_C2，且两个阈值电压V_LT与V_HT用于驱动该触发器。

用于通过电容器的充电和放电产生周期性波形的电路称为弛张振荡器。如图3所示，传统的弛张振荡器是使用施密特触发器ST的方波发生器。在此，假设施密特触发器ST的输出υ_O是-V_sat，即负(-)方向上的饱和电压，则电容器C以时间常数为RC的指数方式充电达到+V_sat，即达到正(+)方向上的饱和电压。当υ_c达到施密特触发器ST的阈值电压V_HT时，υ_O切换到-V_sat，则电容器C以时间常数为RC的指数方式放电。此外，当υ_c达到施密特触发器ST的阈值电压V_LT时，υ_O切换到+V_sat。如上所述，由于电容器C的重复充电和放电，施密特触发器ST的输出端产生周期性方波。

传统的弛张振荡器的问题在于其制造中使用大量诸如晶体管的电子器件，从而造成其制造成本高、尺寸大且功耗高。

此外，使用自旋电子器件的传统的振荡器利用了当施加高于临界电流1.5～2倍的电流并施加磁场时在GHz频带中的振荡的特性，在该临界电流处发生反向磁化。这时，存在自旋电子器件因施加的高电流而容易损坏，并且无论施加多高的电流输出都处于pW级的低水平的问题。

此外，还存在一个问题，即主要在巨磁电阻(Giant Magnetoresistive：GMR)自旋电子器件中观察到振荡特性，而不能在具有相对差的耐久性的磁性隧道结(Magnetic Tunnel Junction：MTJ)自旋电子器件中观察到振荡特性。

此外，从耐久性的角度来看，使用自旋电子器件的传统振荡器难以付诸实用。

发明内容

因此，本发明是考虑到现有技术中出现的上述问题作出的，且本发明的一个目的是提供使用自旋电子器件的弛张振荡器，其不使用用于传统弛张振荡器的晶体管，从而减少了弛张振荡器的部件的数目并简化了弛张振荡器的电路，因此减少了弛张振荡器的制造成本与功耗，并使弛张振荡器的体积最小化。

此外，本发明的另一目的是提供使用自旋电子器件的弛张振荡器，其能够在从很少的几Hz到GHz区域的宽的频率范围内进行调频。

此外，本发明的另一目的是提供使用自旋电子器件的弛张振荡器，其能够使用反向磁化实现高输出。

为了实现上述目的，本发明提供了使用自旋电子器件的弛张振荡器，其包括：电源单元，其配置用于施加电能；自旋电子器件，其配置为被电源单元所施加的电能驱动，并具有取决于磁场强度的可变电压值；以及电容器，其与自旋电子器件并联，所述电容器配置为当承受自旋电子器件的阈值电压范围中的最小电压值时放电，并当承受阈值电压范围中的最大电压值时充电。

在此，电源单元可以是施加电压作为电能的电压源。

弛张振荡器还可包括电阻元件，该电阻元件串联于电压源与自旋电子器件之间，并配置用于将由电压源施加的电压变换到适合自旋电子器件的驱动的驱动电压值。

弛张振荡器还可包括电磁铁，该电磁铁通过对自旋电子器件施加磁场以改变自旋电子器件的电压值。

自旋电子器件可以是自身产生磁场的自偏磁器件。

电源单元可以是施加电流作为电源的电流源。

附图说明