Рис. 4. Общая характеристика I–V устройства блокирования Кулона как ступенеподобная зависимость поведения с неявным резестивным эффектом, который характеризует наклон между ступенями.
Одна цель UDM состоит в том, чтобы создать метод для быстрого использования устройства с характеризованным поведением в моделировании схем, не тратя время на кодирование модели устройства или изменение симулятора. Входным, требованием для получения параметров UDM, является файл, содержащий набор точек с данными тока и напряжения, то есть, точек вдоль кривой I–V. Файл данных подается на инструмент извлечения параметра UDM. Извлеченные параметры затем используются во время моделирования, чтобы настроить UDM под нужное устройство. UDM может, таким образом, быть использованным для моделирования устройств, характеризуемых также теоретически или экспериментально, позволяя описывать кривую I–V рядом точек данных.
Рис. 5 показывает потоки на выходе устройства, используя UDM для обоих из этих подходов. Верхняя часть рис. 5 показывает теоретически созданный поток проекта, тогда как нижняя часть рисунка изображает экспериментально созданный поток. Кривая I–V на рис. 5 теоретически созданного потока была получена, используя тренажер Пардес Хакли – IV [31], в то время как I–V, показанный в экспериментально созданном потоке, был воссоздан от молекулярного ТД в [32]. Ключевой аспект в том, что интерфейс инструмента извлечения параметра UDM – кривая I–V.
Правая часть рисунка показывает, что схема может содержать различные устройства, смоделированные UDM или посредствам теоретических или экспериментальных данных. Схема, показанная на рис. 5, создана для шлюза XOR [33]. Мы используем этот пример просто, чтобы показать потоки создания UDM, как характеристик отдельного устройства на рисунке не привели бы к функциональному шлюзу.
В дополнение к неклассическому поведению много наноэлектронных устройств показывают гистерезисные особенности I–V. Гистерезис в терминах наноустройств обычно характеризует способность устройства переключиться между устойчивыми поведениями. Такие устройства могут в конечном счете обеспечить средства для памяти и программируемой логики [3], [34]. Моделирование гистерезиса с UDM требует набора данных для каждого устойчивого состояния I–V так же как ряда определений переключений. Определение переключения - действие (например, прикладной уклон), которое вызывает необходимость переключения между устойчивыми состояниями. Моделируя устройство с двумя устойчивыми состояниями, UDM первоначально сошлется на один набор параметров и затем переключится на дополнительный набор параметров, когда выполнится условие переключения. Тренажеры, которые поддерживают коммутацию обоих списков SPICE-уровня и языка описания аппаратных аналоговых средств (аналог HDL) блоки легко подключаются к моделированию гистерезисных устройств так же как обычных моделей устройства. Таким образом, мы используем модель UDM, поддерживаемую Верилог–А с симулятором схемы спектра от Каденса [35], для моделирования схем, содержащие гистерезисные устройства как перекрестные схемы в Секции IV-C.
Простым примером использования UDM в моделировании схем, является замок, состоящий из двух ТД s как показано на рис. 6 (a) [36], [37]. В схеме один ТД работает как устройство загрузки, в то время как другие управляют им, взависимости от напряжения наклона CLK. Из-за ПДС и ОДС областей ТД, у схем реально имеется три устойчивых состояния. Изменяемое напряжение наклона CLK и входной поток заставляют схему устанавливаться либо в верхнем либо в нижнем устойчивом состоянии. Процесс, по средствам которого пара ТД переключается в одно из этих двух состояний, известен как моно- би-стабильный переход (МБП)4.Как видно из рис. 6 (b), схема запирает входное напряжение после низкого пульсирования наклона вниз. Так как схема управляется входным потоком, сопротивление на входе должно выбираться тщательно, для получения желаемых результатов. Другое полезное свойство замка ТД можно увидеть из моделирования каскада замков как на рис. 6 (c). Рис. 6 (d) показывает форму волны на выходе такого каскадного замка ТД, который демонстрирует выгоду, так как выходные уровни данных устанавливаются ближе к устойчивым состояниям после каждого уровня каскада.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.