[发明专利]一种基于忆阻器的异或门电路及设计制作方法

权利要求书

1.一种基于忆阻器的异或门电路，所述忆阻器的异或门电路选用4个阈值自适应忆阻器搭建，其特征在于：所述4个阈值自适应忆阻器中两个忆阻器R_in1,R_in2作为输入忆阻器，一个忆阻器作为输出忆阻器R_out，一个忆阻器作为辅助忆阻器R_aid，作为输入忆阻器的两个忆阻器R_in1,R_in2串联后再与输出忆阻器R_out串联，所述输出忆阻器R_out两端并联1个辅助忆阻器R_aid，所述两个忆阻器R_in1,R_in2的阻值为逻辑门的输入值，所述输出忆阻器R_out的阻值为逻辑门的输出值；

设R_out的高电阻阻值为R_off，低电阻阻值为R_on，且有R_off＞＞R_on，R_aid的高电阻阻值为10R_off，低电阻阻值为0.01R_on，i_{on_in}为输入忆阻器的阈值电流，所述i_{on_aid}为辅助忆阻器R_aid的阈值电流，所述i_{on_out}为输出忆阻器R_out的阈值电流，

针对输出电阻R_out，在输入组合1中，i_out＜i_{on_out}，在输入组合2、3中，i_out＞i_{on_out}，则有：

针对辅助电阻R_aid，在输入组合2、3中，i_aid＜i_{on_aid}，在输入组合4中，i_aid＞i_{on_aid}，则有：

针对输入电阻，在输入组合2、3中，当输出电阻降为低阻值时，i_in＜i_{on_in}，则有：

综上，确定外加电压V₀后，通过上述式子确定辅助忆阻器R_aid的阈值电流i_{on_aid}，以及输入忆阻器R_in的阈值电流i_{on_in}，其中输入组合1、2、3和4分别为(0,0)、(0,1)、(1,0)和(1,1)。

2.一种基于忆阻器的异或门电路设计制作方法，设R_out的高电阻阻值为R_off，低电阻阻值为R_on，且有R_off＞＞R_on，R_aid的高电阻阻值为10R_off，低电阻阻值为0.01R_on，i_{on_in}为输入电阻的阈值电流，所述i_{on_aid}为辅助忆阻器R_aid的阈值电流，所述i_{on_out}为输出忆阻器R_out的阈值电流；

针对输出电阻R_out，在输入组合1中，i_out＜i_{on_out}，在输入组合2、3中，i_out＞i_{on_out}，则有：

针对辅助电阻R_aid，在输入组合2、3中，i_aid＜i_{on_aid}，在输入组合4中，i_aid＞i_{on_aid}，则有：

针对输入电阻，在输入组合2、3中，当输出电阻降为低阻值时，i_in＜i_{on_in}，则有：

综上，确定外加电压V₀后，通过上述式子确定辅助忆阻器R_aid的阈值电流i_{on_aid}，以及输入忆阻器R_in的阈值电流i_{on_in}，其中输入组合1、2、3和4分别为(0,0)、(0,1)、(1,0)和(1,1)，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤1：选用4个阈值自适应忆阻器搭建电路；

步骤2：依照电路图，将两个忆阻器R_in1,R_in2作为输入忆阻器串联，再与输出忆阻器R_out串联，在R_out两端并联1个辅助忆阻器R_aid；

步骤201：在R_out两端并联1个辅助忆阻器R_aid；

步骤202：辅助忆阻器R_aid具有阈值电流i_{on_aid}，其取值范围是：

步骤203：输入忆阻器R_in1,R_in2具有阈值电流i_{on_in}，其取值范围是：

步骤204：输出忆阻器R_out具有阈值电流i_{on_out}，其取值范围是：

步骤3：逻辑门的输入值为R_in1,R_in2的阻值，逻辑门的输出值为R_out的阻值；

其中高阻值代表逻辑0，低阻值代表逻辑1；

给R_in1,R_in2写入逻辑门的输入值，给R_out,R_aid写入高阻值逻辑0；

步骤4：给电路加上电压V0，经过逻辑操作，逻辑门的输出值存储在R_out中。