K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路及其构建方法转让专利

申请号 : CN201110280840.4

文献号 : CN102324249B

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发明人 : 方振贤刘莹方倩

申请人 : 黑龙江大学

摘要 :

本发明公开一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK及其构建方法。方法具体为:二多转换电路BMVCK由选通信号形成电路、二极管接通控制电路及电源组成,BMVCK有一位K值输出YWRj和k+1位2值输入bj+k、·····bj+2、bj+1、bj,输入信号为K个2-K进制码:(0)2、(1)2、(2)2、·····、(F-1)2、(F)2;该K个2-K进制码(0)2~(F)2依次为采用k+1位2进制码来表示K个正整数0~F,F=K-1=2k+r,k=2,3,4·····,r=0,1,2·······(2k-2),(2k-1);本发明的构建方法简单实用,适合于任意K值,包括10值和16值。

权利要求 :

1.一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路的构建方法,其特征在于:所述的二多转换电路是一种将2值信号转换为K值信号的二多转换电路BMVCK,由选通信号形成电路、二极管接通控制电路和电源三部分组成,二多转换电路BMVCK有一位K值输出YWRj和k+1位

2值输入bj+k、……bj+2、bj+1、bj,输入信号为2-K进制码:(0)2、(1)2、(2)2、……、(F-1)2、(F)2;该K个2-K进制码(0)2~(F)2依次为采用k+1位2进制码来表示K个正整数0~F,k k kF=K-1=2+r,k=2,3,4……,r=0,1,2……(2-2),(2-1);K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK的构建方法为:①对2-K进制码除全0的(0)2外,按数值从小到大的顺序写出F个2-K进制码(1)2~

(F)2,依次表示为bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1bj=000…0001、000…0010、000…0011、000…

0100、000…0101、000…0110、000…0111、000…1000、………、Num;其中Num为2-K进制码k

最大值(F)2,当r=0时,Num=(2)2=100…0000,即最高位是1,其余低位全是0,当r=k k

1时,Num=(2+1)2=100…0001,当r=2时,Num=(2+2)2=100…0010,………,当rk k+1 k k+1

=(2-2)时,Num=(2 -2)2=1111…1110,当r=(2-1)时,Num=(2 -1)2=1111…

1111,即k+1位全是1;

②对上述写出的每个2-K进制码,将bj+kbj+k-1…bj+3bj+2bj+1bj按位考虑,凡是2-K进制码中1的位对应的变量都保留,其余变量删去,由此根据上述写出的2-K进制码从小到大的顺序依次得出F个积项S1~SF为:S1=bj、S2=bj+1、S3=bj+1bj、S4=bj+2、S5=bj+2bj、S6=bj+2bj+1、S7=bj+2bj+1bj、S8=bj+3、……………、SF=S(Num);当r=0时,S(Nurm)=bj+k,当r=1时,S(Num)=bj+kbj,即除最高位bj+k外的其余低位变量和Sr变量相同,其中Sr=S1,以下有同样的特点,当r=k

2时,S(Num)=bj+kbj+1,…………,当r=(2-2)时,S(Num)=bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1,k当r=(2-1)时,S(Num)=bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1bj,此bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1bj有从bj到bj+k全部k+1位变量;

③依次对S1~SF取反,得出F个选通门的逻辑式fj1~fjF为:

当r=0时, 当r=1时, 当r

k

=2时, ……………,当r=(2-2)时, 当

k

r=(2-1)时, 此 即非运算

下有从bj到bj+k全部k+1位变量;上述F个逻辑式fj1~fjF各自为数码(1)2~(F)2派生逻辑式;

④F个选通门的逻辑式fj1~fjF形成F个选通门fj1~fjF,选通信号形成电路由F个选通门fj1~fjF构成;选通门fj1~fjF各自为数码(1)2~(F)2派生选通门;F个选通门具有

1∶0阶梯特性输出,所述的1∶0阶梯特性输出就是:当输入信号为2-K进制码(U)2时,对小于K的任意正整数V>U,任意数码(V)2派生选通门fjv的输出全都是高电平,而数码(U)2派生选通门fjU的输出是低电平,即输出fjF=1,fjF-1=1,……fjU+2=1,fjU+1=1,fjU=0;其中等于1的式的个数为F-U,F-U为选通门fjU的1∶0长度nd,上述等式表明输出fjF依次到fjU+1共nd个输出都为1,紧接着fjU输出为0,简述为输出fjF依次到fjU所呈现的由nd个1到0,称此为1∶0阶梯特性输出;选通门fjF的nd为0,选通门fj(F-1)的nd为

1,选通门fj(F-2)的nd为2,…………选通门fj3的nd为F-3,选通门fj2的nd为F-2,选通门fj1的nd为F-1;

⑤选通信号形成电路输出F个选通信号fj1~fjF,并输送到二极管接通控制电路,二极管接通控制电路中有一列串联二极管,F个选通信号按1∶0阶梯特性输出用开关方式控制VDC和YWRj间接通串联二极管的数量nd,nd=0,1,2,3……(F-2),(F-1),电源VDC经过nd个导通状态的串联二极管连接到YWRj,二极管导通压降为Vd,于是YWRj输出电压VYWRj=VDC-ndVd;

F个nd决定YWRj有F个输出值,此外还有VDC与YWRj间开路得出VYWRj=VSS,所以YWRj输出电压VYWRj总共有F+1=K个,其中VDC为最高电源电压,VSS为最低电源电压,VDC-VSS=FVd+Δ,Δ为K值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;由此完成BMVCK的K个2-K进制码输入产生YWRj的K值输出。

2.根据权利要求1所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路的构建方法形

成的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路,其特征在于:所述的二多转换电路BMVCK由选通信号形成电路和二极管接通控制电路及电源三部分组成,所述的二极管接通控制电路包括F-1个串联二极管Da2~DaF和F个PMOS管Qa1~QaF,形成一个梯形网络:二极管Dai的正极接管Qai-1的漏极,二极管Dai的负极接管Qai的漏极,i=2,3,4,……,F-1,F;二极管导通压降为Vd,管QaF的漏极接电流源Ij的一端,该连接处为BMVCK输出YWRj,Ij的另一端接最低电源电压VSS,电流Ij由YWRj流向VSS;管Qa1~QaF的源极接最高电源电压VDC,管Qa1~QaF的栅极各自接F个选通门输出fj1~fjF,VDC和VSS满足VDC-VSS=FVd+Δ,Δ为K值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;F个选通门按各自逻辑式得出:门fj1是输入为bj的非门,门fj2是输入为bj+1的非门,门fj3是输入为bj+1、bj的与非门,门fj4是输入为bj+2的非门,门fj5是输入为bj+2、bj的与非门,门fj6是输入为bj+2、bj+1的与非门,门fj7是输入为bj+2、bj+1、bj的与非门,门fj8是输入为bj+3的非门,……………,门fjF;当r=0时,门fjF是输入为bj+k的非门,当r=1时,门fjF是输入为bj+k、bj的与非门,当r=2时,门fjF是输入为kbj+k、bj+1的与非门,……………,当r=(2-2)时,门fjF是k个输入为bj+k、bj+k-1、bj+k-2、…k

bj+3、bj+2、bj+1的与非门,当r=(2-1)时,门fjF是k+1个输入为bj+k、bj+k-1、bj+k-2、…bj+3、bj+2、bj+1、bj的与非门;基于F个选通门具有1∶0阶梯特性输出,BMVCK输入输出关系为:①当输入bj+k…bj+1bj为(0)2时,fjF=fjF-1=……=fj2=fj1=1,F个PMOS管Qa1~QaF截止,得出YWRj输出电压VYWRj=VSS,②当输入bj+k…bj+1bj为(1)2时,fjF=fjF-1=……=fj3=fj2=1,fj1=0,管Qa1导通,F-1个管Qa2~QaF截止,VDC经F-1个导通状态的串联二极管Da2~DaF接通YWRj,得出VYWRj=VDC-(F-1)Vd,③当输入bj+k…bj+1bj为(U)2时,U=2~(F-1),则fjF=fjF-1=……=fjU+2=fjU+1=1,fjU=0,管QaU导通,nd个管QaU+1~QaF截止,VDC经nd个导通状态的串联二极管接通YWRj,得出VYWRj=VDC-ndVd,nd=(F-U)=(F-2)~1,④当输入bj+k…bj+1bj为(F)2时,fjF=0,管QaF导通,VDC直接连通YWRj,得出VYWRj=VDC;YWRj输出电压VYWRj总共有K个:VSS,VDC-(F-1)Vd,VDC-(F-2)Vd,…………,VDC-2Vd,VDC-Vd,VDC,由此完成‘由BMVCK的K个2-K进制码输入产生YWRj的K值输出’的功能。

3.根据权利要求2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路,其特征在于:

所述的二多转换电路BMVCK中取K=10,得出2-10转换电路BMVC10,BMVC10由选通信号形成电路和二极管接通控制电路及电源三部分组成,所述的二极管接通控制电路包括8个串联二极管Da2~Da9和9个PMOS管Qa1~Qa9,形成一个梯形网络:二极管Dai的正极接管Qai-1的漏极,二极管Dai的负极接管Qai的漏极,i=2,3,4,……,8,9,其中管Qa9的漏极接电流源Ij的一端,该连接处为BMVC10输出YWRj,Ij的另一端接最低电源电压VSS,电流Ij由YWRj流向VSS;管Qa1~Qa9的源极接最高电源电压VDC,管Qa1~Qa9的栅极各自接9个选通门输出fj1~fj9,VDC-VSS=9Vd+Δ,二极管导通压降为Vd,Δ为10值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;9个选通门按各自逻辑式得出:门fj1是输入为bj的非门,门fj2是输入为bj+1的非门,门fj3是输入为fj+1、fj的与非门,门fj4是输入为bj+2的非门,门fj5是输入为bj+2、bj的与非门,门fj6是输入为bj+2、bj+1的与非门,门fj7是输入为bj+2、bj+1、bj的与非门,门fj8是输入为bj+3的非门,门fj9是输入为bj+3、bj的与非门;基于9个选通门具有1∶0阶梯特性输出,BMVC10输入输出关系为:①当输入bj+3bj+2bj+1bj为0000时,fj9=fj8=……=fj2=fj1=1,9个PMOS管Qa1~Qa9截止,得出YWRj输出电压VYWRj=VSS,②当输入bj+3bj+2bj+1bj为0001时,fj9=fj8=……=fj3=fj2=1,fj1=0,管Qa1导通,8个管Qa2~Qa9截止,VDC经8个导通状态的串联二极管Da2~Da9接通YWRj,得出VYWRj=VDC-8Vd,③当输入bj+3bj+2bj+1bj为(U)2时,U=

2~8,即(U)2=0010~1000,则fj9=fj8=……=fjU+2=fjU+1=1,fjU=0,管QaU导通,nd个管QaU+1~QaF截止,VDC经nd个导通状态的串联二极管接通YWRj,得出VYWRj=VDC-ndVd,nd=(9-U)=7~1,④当输入bj+3bj+2bj+1bj为1001时,fj9=0,管Qa9导通,输出YWRj直接连通VDC,得出VYWRj=VDC;YWRj输出电压VYWRj总共有10个:VSS,VDC-8Vd,VDC-7Vd,…………VDC-2Vd,VDC-Vd,VDC;由此完成‘由BMVC10的10个2-10进制码输入产生YWRj的10值输出’的功能。

4.根据权利要求2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路,其特征在于:

所述的二多转换电路BMVCK中取K=16,得出2-16转换电路BMVC16,BMVC16由选通信号形成电路和二极管接通控制电路及电源三部分组成,所述的二极管接通控制电路包括14个串联二极管Da2~Da15和15个PMOS管Qa1~Qa15,形成一个梯形网络:二极管Dai的正极接管Qai-1的漏极,二极管Dai的负极接管Qai的漏极,i=2,3,4,……,14,15,其中管Qa15的漏极接电流源Ij的一端,该连接处为BMVC16输出YWRj,Ij的另一端接最低电源电压VSS,电流Ij由YWRj流向VSS;管Qa1~Qa15的源极接最高电源电压VDC,管Qa1~Qa15的栅极各自接15个选通门输出fj1~fj15,VDC-VSS=15Vd+Δ,二极管导通压降为Vd,Δ为16值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;15个选通门按各自逻辑式得出:门fj1是输入为bj的非门,门fj2是输入为bj+1的非门,门fj3是输入为bj+1、bj的与非门,门fj4是输入为bj+2的非门,门fj5是输入为bj+2、bj的与非门,门fj6是输入为bj+2、bj+1的与非门,门fj7是输入为bj+2、bj+1、bj的与非门,门fj8是输入为bj+3的非门,门fj9是输入为bj+3、bj的与非门,门fj10是输入为bj+3、bj+1的与非门,门fj11是输入为bj+3、bj+1、bj的与非门,门fj12是输入为bj+3、bj+2的与非门,门fj13是输入为bj+3、bj+2、bj的与非门,门fj14是输入为bj+3、bj+2、bj+1的与非门,门fj15是输入为bj+3、bj+2、bj+1、bj的与非门;基于15个选通门具有1∶0阶梯特性输出,BMVC16输入输出关系为:①当输入bj+3bj+2bj+1bj为0000时,fj15=fj14=……=fj2=fj1=1,15个PMOS管Qa1~Qa15截止,得出YWRj输出电压VYWRj=VSS,②当输入bj+3bj+2bj+1bj为0001时,fj15=fj14=……=fj3=fj2=1,fj1=0,管Qa1导通,14个管Qa2~Qa15截止,VDC经14个导通状态的串联二极管Da2~Da15接通YWRj,得出VYWRj=VDC-14Vd,③当输入bj+3bj+2bj+1bj为(U)2时,U2=2~

14,即(U)2=0010~1110,则fj15=fj14=……=fjU+2=fjU+1=1,fjU=0,管QaU导通,nd个管QaU+1~Qa15截止,VDC经nd个导通状态的串联二极管接通YWRj,得出VYWRj=VDC-ndVd,nd=(15-U)=13~1,④当输入bj+3bj+2bj+1bj为1111时,fj15=0,管Qa15导通,VDC直接连通YWRj,得出VYWRj=VDC;YWRj输出电压VYWRj总共有16个:VSS,VDC-14Vd,VDC-13Va,………VDC-2Va,VDC-Vd,VDC;由此完成‘由BMVC16的16个2-16进制码输入产生YWRj的16值输出’的功能。

5.根据权利要求2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路,其特征在于:

所述的二多转换电路BMVCK中取VDC=1.5V,VSS=1.5V-FVd-Δ。

6.根据权利要求2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路,其特征在于:

所述的二多转换电路BMVCK中取Δ=0,得出输出YWRj为等阶梯的K值信号,阶梯电压为Vd。

说明书 :

K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路及其构建方法

技术领域

[0001] 本发明属于数字集成电路领域,具体地说是一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路及其构建方法。技术背景
[0002] 随着MOS集成电路技术的飞速发展,集成规模越来越大,集成度越来越高,VLSI(超大规模集成电路)出现一些不足:①首先在VLSI基片上,布线却占用70%以上的
硅片面积;在可编程逻辑器件(如FPGA和CPLD)中也需有大量可编程内部连线(包括可
编程连接开关,如熔丝型开关、反熔丝型开关、浮栅编程元件等),将各逻辑功能块或输入/输出连接起来,完成特定功能的电路,布线(包括编程连接开关)占了材料很大的成本。减少布线成本的比重成为十分重要的问题。②从信息传输方面看,采用多值信号可减少连线数;对每根连线传输数字信息,二值信号是携带信息量最低的一种,多值信号携带信息量大于二值信号。③从信息存储方面看,采用多值信号可提高信息存储密度,特别是利用MOS管栅极电容存储信息(用于动态随机存取存储器DRAM中),因同一电容存储信息量多值比二
值大,多值DRAM比二值DRAM可大大提高信息存储密度。目前多值器件的研制已广泛开展,
2
东芝与Sandisk公司通过70nm的CMOS技术和2bit/单元的多值技术相配合,在146mm 的
芯片上实现了8Gbit的存储容量;东芝与美国SanDisk发表了通过采用43nm工艺和2bit/
单元多值技术实现的16gbitNAND闪存。三星开发的8Gbit产品采用63nm的CMOS技术和
2bit/单元的多值技术。4值存储器的研制成功和商品化是多值研究的重要的一步,但需要控制或改变管的开关阈值Vtn,改变阈值方法是在半导体制造工艺中用多级离子注入技术,或控制浮游栅极存储的电子量等方法控制阈值。尚未发现有多于4值的DRAM的研制成功。
[0003] 半导体存储器可以分为只读存储器ROM和随机存储器RAM。而RAM又分为双极型和MOS型两类。双极型RAM工作速度高,但制造工艺复杂、功耗大、集成度低,主要用于高速工作的场合。MOS型RAM又分为静态随机存取存储器SRAM和动态随机存取存储器
DRAM(Dynamic Random Access Memory)两种。DRAM存储信息的原理是基于MOS管栅极电
容的电荷存储效应。由于栅极存储电容的容量很小(通常至多几皮法),而漏电流又不可能绝对等于零,所以电荷保存的时间有限;为了及时补充漏掉的电荷以避免存储的信号丢失,必须定时给栅极存储电容补充电荷,通常将这种操作称为刷新或再生,DRAM工作时必须辅以必要的刷新控制电路。DRAM是由大的矩形存储单元阵列与用来对阵列读和写的支持性逻辑电路,以及维持存储数据完整性的刷新电路等组成。在DRAM中最简单的可用单管动态存储单元。存储单元是按行、列排成矩阵式结构,用两个译码电
[0004] 路分别译码。X向译码称为行译码,其输出线Xi称为字线,它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Y向译码又称为列译码,其输出线Yj称为位线。一般将DRAM设计为字长Lw位(即一字有Lw位,如1位,4位,8位或N位),对地址译码器译输出Xi和Yj输出有效时,同时被选中一字的Lw个(如1位,4个,8个或N个)存储单元,使这些被选中的存储单
元经读/写控制电路进行读写操作,并且在每次读出数据的同时完成了对存储单元原来所存数据的恢复。DRAM读写控制电路控制数据信息输入输出.外界对存储器的控制信号有读信号RD、写信号WR和片选信号CS等等。DRAM的输入输出数据的位数有1位,2位,4位或N
位。除多位输入输出外,为了提高集成度的同时减少器件引脚的数目,大容量DRAM常常采用1位输入、1位输出和地址分时输入的方式,相应的有输入缓冲器,输出缓冲器和输出锁存器等。
[0005] 现有技术和存在问题:
[0006] 1.在二值DRAM存储矩阵中嵌入K值存储单元(K>4)是困难重重的,二值数据是按存储电容的电荷的有和无来决定的,很容易读出;K值存储单元主要部分是源极跟随器,结构极简单,但K值信号读出和写入要区分出量级,常规放大器对多值信号容易形成严重失真,常规读出放大器方法很难读出和写入多值信号,很难实现可嵌入二值DRAM存储矩阵的8值和任意K值DRAM的存储单元电路,尚未发现有多于4值的DRAM的研制成功,其原
因不在K值存储单元本身;而在于多值信号读出和写入,特别是将K值存储单元嵌入二值
DRAM中,不能按习惯方法单纯考虑结构极简单的K值存储单元,要在保持二值DRAM基本特长不变的前提下,考虑支持K值存储单元嵌入二值DRAM存储矩阵的二值-多值转换电路和
多值-二值转换电路的构建方法,及其与二值DRAM存储矩阵相配合的问题。
[0007] 2.在实现多值电路,包括实现二值-多值转换电路和多值-二值转换电路,已有技术控制MOS管阈值有很大的缺点:①只能控制阈值的幅度,不能实现MOS管阈区间的开启性质,例如要求PMOS管仅当输入在规定的电压范围(区间)内才导通,称此电压范围为带
[0008] 区间,或当输入在带区间内PMOS管截止,类似有当输入在高区间MOS管导通,及当输入在低区间PMOS管导通。多值逻辑门须有多种开启性质的MOS管,才能使多值电路结构最简,然而目前只控制阈值幅度的工艺,使多值电路结构差别很大,结构复杂,影响其实现。②控制阈值的幅度有限(因离子注入浓度是有限的),开启分辨率很低;而且工艺中控制阈值幅度常会改变MOS管的性能,例如阈值电压的降低回导致切断电流的剧增,阈值电压的调整对管的性能和稳定性有影响,稳定的Vtn和Vtp非常重要。对多值记忆,注入浮游栅极的电子量是连续变化的,需极精细地控制,各门槛电压电平尚达不到准稳定状态。因此目前实用的电压型多值电路不大于4值电路,更多值电路应用较困难。③需要增加离子注入额外的工序,只能在半导体制造工艺中控制阈值,既增加工艺复杂性,又不能后由用户来控制阈值,或对阈值用户不可编程。

发明内容

[0009] 本发明目的是公开一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路及其构建方法。上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0010] 1.本发明的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路的构建方法是这样执行的:所述的二多转换电路是一种将2值信号转换为K值信号的二多转换电路BMVCK,BMVCK
由选通信号形成电路和二极管接通控制电路及电源三部分组成,BMVCK有一位K值输出YWRj和k+1位2值输入bj+k、……bj+2、bj+1、bj,输入信号为2-K进制码:(0)2、(1)2、(2)2、……、(F-1)2、(F)2;该K个2-K进制码(0)2~(F)2依次为采用k+1位2进制码来表示K个正整
k k k
数0~F,F=K-1=2+r,k=2,3,4……,r=0,1,2………(2-2),(2-1);所述的K值
存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK的构建方法为:
[0011] ①对2-K进制码除全0的(0)2外,按数值从小到大的顺序写出F个2-K进制码(1)2~(F)2,依次表示为bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1bj=000…0001、000…0010、000…0011、
000…0100、000…0101、000…0110、000…0111、000…1000、…………、Num;其中Num为k
2-K进制码最大值(F)2,当r=0时,Num=(2)2=100…0000,即最高位是1,其余低位
k k
全是0,当r=1时,Num=(2+1)2=100…0001,当r=2时,Num=(2+2)2=100…
k k+1 k
0010,………,当r=(2-2)时,Num=(2 -2)2=1111…1110,当r=(2-1)时,Num=
k+1
(2 -1)2=1111…1111,即k+1位全是1;
[0012] ②对上述写出的每个2-K进制码,将bj+kbj+k-1…bj+3bj+2bj+1bj按位考虑,凡是2-K进制码中1的位对应的变量都保留,其余变量删去,由此根据上述写出的2-K进制码从小到大的顺序依次得出F个积项S1~SF为:
[0013] S1=bj、S2=bj+1、S3=bj+1bj、S4=bj+2、S5=bj+2bj、S6=bj+2bj+1、S7=bj+2bj+1bj、S8=bj+3、……………、SF=S(Num);当r=0时,S(Num)=bj+k,当r=1时,S(Num)=bj+kbj,即除最高位bj+k外的其余低位变量和Sr变量相同,其中Sr=S1,以下有同样的特点,当r=k2时,S(Num)=bj+kbj+1,…………,当r=(2-2)时,S(Num)=bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1,k
当r=(2-1)时,S(Num)=bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1bj,此bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1bj有从bj到bj+k全部k+1位变量(简述为k+1位变量全有);
[0014] ③依次对S1~SF取反,得出F个选通门的逻辑式fj1~fjF为:
[0015]当r=0时, 当r=1时, 当r=2
k
时, ……………,当r=(2-2)时, 当r
=(2k-1)时, 此 即非运算
下有从bj到bj+k全部k+1位变量(简述为非运算下的k+1位变量全有);上述F个逻辑式
fj1~fjF各自为数码(1)2~(F)2派生逻辑式);
[0016] ④F个选通门的逻辑式fj1~fjF形成F个选通门fj1~fjF,选通信号形成电路由F个选通门fj1~fjF构成;选通门fj1~fjF各自为数码(1)2~(F)2派生选通门;F个选通门具有1∶0阶梯特性输出,所述的1∶0阶梯特性输出就是:当输入信号为2-K进制码(U)2时,对小于K的任意正整数V>U,任意数码(V)2派生选通门fjv的输出全都是高电平,而数码(U)2派生选通门fjU的输出是低电平,即输出fjF=1,fjF-1=1,……fjU+2=1,fjU+1=
1,fjU=0;其中等于1的式的个数为F-U,F-U为选通门fjU的1∶0长度nd,上述等式表明输出fjF依次到fjU+1共nd个输出都为1,紧接着fjU输出为0,简述为输出fjF依次到fjU所呈现的由nd个1到0,称此为1∶0阶梯特性输出(即上述输出fjF依次到fjU所呈现的由nd
个1到0即为1∶0阶梯特性输出;注:只考虑输出依次为nd个1到第1个输出为0);选
通门fjF的nd为0,选通门fj(F-1)的nd为1,选通门fj(F-2)的nd为2,…………选通门fj3的nd为F-3,选通门fj2的nd为F-2,选通门fj1的nd为F-1;
[0017] ⑤选通信号形成电路输出F个选通信号fj1~fjF,并输送到二极管接通控制电路,二极管接通控制电路中有一列串联二极管,F个选通信号按1∶0阶梯特性输出用开关方式控制VDC和YWRj间接通串联二极管的数量nd,nd=0,1,2,3……(F-2),(F-1),电源VDC经过nd个导通状态的串联二极管连接到YWRj,二极管导通压降为Vd,于是YWRj输出电压VYWRj=VDC-ndVd;F个nd决定YWRj有F个输出值,此外还有VDC与YWRj间开路得出VYWRj=VSS,所以YwRj输出电压VYWRj总共有F+1=K个,其中VDC为最高电源电压,VSS为最低电源电压,VDC-VSS=FVd+Δ,Δ为K值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;由此完成BMVCK的K个2-K进制码
输入产生YWRj的K值输出;
[0018] 当输入信号有输入约束条件时二多转换电路BMVCK的构建方法仍成立。
[0019] 注:所述的开关方式对PMOS管为低电平导通,高电平截止;对NMOS管为高电平导通,低电平截止。
[0020] 2.根据上述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路的构建方法形成的本发明的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK是这样实现的:所述的二多转换
电路BMVCK由选通信号形成电路和二极管接通控制电路及电源三部分组成,所述的二极管接通控制电路包括F-1个串联二极管Da2~DaF和F个PMOS管Qa1~QaF,形成一个梯形网
络:二极管Dai的正极接管Qai-1的漏极,二极管Dai的负极接管Qai的漏极,i=2,3,4,……,F-1,F;二极管导通压降为Vd,管QaF的漏极接电流源Ij的一端,该连接处为BMVCK输出YWRj,Ij的另一端接最低电源电压VSS,电流Ij由YWRj流向VSS;管Qa1~QaF的源极接最高电源电压VDC,管Qa1~QaF的栅极各自接F个选通门输出fj1~fjF,VDC和VSS满足VDC-VSS=FVd+Δ,Δ为K值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;F个选通门按各自逻辑式得出:门fj1是输入为bj的非门,门fj2是输入为bj+1的非门,门fj3是输入为bj+1、bj的与非门,门fj4是输入为bj+2的非门,门fj5是输入为bj+2、bj的与非门,门fj6是输入为bj+2、bj+1的与非门,门fj7是输入为bj+2、bj+1、bj的与非门,门fj8是输入为bj+3的非门,……………,门fjF;当r=0时,门fjF是输入为bj+k的非门,当r=1时,门fjF是输入为bj+k、bj的与非门,当r=2时,门k
fjF是输入为bj+k、bj+1的与非门,……………,当r=(2-2)时,门fjF是k个输入为bj+k、k
bj+k-1、bj+k-2、…bj+3、bj+2、bj+1的与非门,当r=(2-1)时,门fjF是k+1个输入为bj+k、bj+k-1、bj+k-2、…bj+3、bj+2、bj+1、bj的与非门;基于F个选通门具有1∶0阶梯特性输出,BMVCK输入输出关系为:①当输入bj+k…bj+1bj为(0)2时,fjF=fjF-1=……=fj2=fj1=1,F个PMOS管Qa1~QaF截止,得出YWRj输出电压VYWRj=VSS,②当输入fj+k…bj+1bj为(1)2时,fjF=fjF-1=……=fj3=fj2=1,fj1=0,管Qa1导通,F-1个管Qa2~QaF截止,VDC经F-1个导通状态的串联二极管Da2~DaF接通YWRj,得出VYWRj=VDC-(F-1)Vd,③当输入bj+k…bj+1bj为(U)2时,U=2~(F-1),则fjF=fjF-1=……=fjU+2=fjU+1=1,fjU=0,管QaU导通,nd个管QaU+1~QaF截止,VDC经nd个导通状态的串联二极管接通YWRj,得出VYWRj=VDC-ndVd,nd=(F-U)=(F-2)~1,④当输入bj+k…bj+1bj为(F)2时,fjF=0,管QaF
[0021] 导通,VDC直接连通YWRj,得出VYWRj=VDC;YWRj输出电压VYWRj总共有K个:VSS,VDC-(F-1)Vd,VDC-(F-2)Vd,…………,VDC-2Vd,VDC-Vd,VDC,由此完成‘由BMVCK的K个2-K进制码输入产生YWRj的K值输出’的功能。
[0022] 本发明K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路及其构建方法还有这样一些技术特征:
[0023] (1)根据上述2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK,在所述的二多转换电路BMVCK中取K=10,得出2-10转换电路BMVC10,BMVC10由选通信号形成电
路和二极管接通控制电路及电源三部分组成,所述的二极管接通控制电路包括8个串联二极管Da2~Da9和9个PMOS管Qa1~Qa9,形成一个梯形网络:二极管Dai的正极接管Qai-1的漏极,二极管Dai的负极接管Qai的漏极,i=2,3,4,……,8,9,其中管Qa9的漏极接电流源Ij的一端,该连接处为BMVC10输出YWRj,Ij的另一端接最低电源电压VSS,电流IJ由YWRj流向VSS;管Qa1~Qa9的源极接最高电源电压VDC,管Qa1~Qa9的栅极各自接9个选通门输出fj1~fj9,VDC-VSS=9Vd+Δ,二极管导通压降为Vd,Δ为10
[0024] 值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;9个选通门按各自逻辑式得出:门fj1是输入为bj的非门,门fj2是输入为bj+1的非门,门fj3是输入为bj+1、bj的与非门,门fj4是输入为bj+2的非门,门fj5是输入为bj+2、bj的与非门,门fj6是输入为bj+2、bj+1的与非门,门fj7是输入为bj+2、bj+1、bj的与非门,门fj8是输入为bj+3的非门,门bj9是输入为bj+3、bj的与非门;基于9个选通门具有1∶0阶梯特性输出,BMVC10输入输出关系为:①当输入bj+3bj+2bj+1bj为0000时,fj9=fj8=……=fj2=fj1=1,9个PMOS管Qa1~Qa9截止,得出YWRj输出电压VYWRj=VSS,②当输入bj+3bj+2bj+1bj为0001时,fj9=fj8=……=fj3=fj2=1,fj1=0,管Qa1导通,8个管Qa2~Qa9截止,VDC经8个导通状态的串联二极管Da2~Da9接通YWRj,得出VYWRj=VDC-8Vd,③当输入bj+3bj+2bj+1bj为(U)2时,U=2~8,即(U)2=0010~1000,则fj9=fj8=……=fjU+2=fjU+1=1,fjU=0,管QaU导通,nd个管QaU+1~QaF截止,VDC经nd个导通状态的串联二极管接通YWRj,得出VYWRj=VDC-ndVd,nd=(9-U)=7~1,④当输入bj+3bj+2bj+1bj为1001时,bj9=0,管Qa9导通,输出YWRj直接连通VDC,得出VYWRj=VDC;YWRj输出电压VYWRj总共有10个:VSS,VDC-8Vd,VDC-7Vd,…………VDC-2Vd,VDC-Vd,VDC;由此完成‘由BMVC10的10个
2-10进制码输入产生YWRj的10值输出’的功能。
[0025] (2)根据上2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK,在所述的二多转换电路BMVCK中取K=16,得出2-16转换电路BMVC16,BMVC16由选通信号形成电
路和二极管接通控制电路及电源三部分组成,所述的二极管接通控制电路包括14个串联
二极管Da2~Da15和15个PMOS管Qa1~Qa15,形成一个梯形网络:二极管Dai的正极接管Qai-1的漏极,二极管Dai的负极接管Qai的漏极,i=2,3,4,……,14,15,其中管Qa15的漏极接电流源Ij的一端,该连接处为BMVC16输出YWRj,Ij的另一端接最低电源电压VSS,电流Ij由YWRj流向VSS;管Qa1~Qa15的源极接最高电源电压VDC,管Qa1~Qa15的栅极各自接15个选通门输出fj1~fj15,VDC-VSS=15Vd+Δ,二极管导通压降为Vd,Δ为16值存储单元电路特性要求补偿的偏移量;15个选通门按各自逻辑式得出:门fj1是输入为bj的非门,门fj2是输入为bj+1的非门,门fj3是输入为bj+1、bj的与非门,门fj4是输入为
[0026] bj+2的非门,门fj5是输入为bj+2、bj的与非门,门fj6是输入为bj+2、bj+1的与非门,门fj7是输入为bj+2、bj+1、bj的与非门,门fj8是输入为bj+3的非门,门fj9是输入为bj+3、bj的与非门,门fj10是输入为bj+3、bj+1的与非门,门fj11是输入为bj+3、bj+1、bj的与非门,门fj12是输入为bj+3、bj+2的与非门,门fj13是输入为bj+3、bj+2、bj的与非门,门fj14是输入为bj+3、bj+2、bj+1的与非门,门fj15是输入为bj+3、bj+2、bj+1、bj的与非门;基于15个选通门具有1∶0阶梯特性输出,BMVC16输入输出关系为:①当输入bj+3bj+2bj+1bj为0000时,fj15=fj14=……=fj2=fj1=1,15个PMOS管Qa1~Qa15截止,得出YWRj输出电压VYWRj=VSS,②当输入bj+3bj+2bj+1bj为0001时,fj15=fj14=……=fj3=fj2=1,fj1=0,管Qa1导通,14个管Qa2~Qa15截止,VDC经14个导通状态的串联二极管Da2~Da15接通YWRj,得出VYWRj=VDC-14Vd,③当输入bj+3bj+2bj+1bj为(U)2时,U2=2~14,即(U)2=0010~1110,则fj15=fj14=……=fjU+2=fjU+1=1,fjU=0,管QaU导通,nd个管QaU+1~Qa15截止,VDC经nd个导通状态的串联二极管接通YWRj,
[0027] 得出VYWRj=VDC-ndVd,nd=(15-U)=13~1,④当输入bj+3bj+2bj+1bj为1111时,fj15=0,管Qa15导通,VDC直接连通YWRj,得出VYWRj=VDC;YWRj输出电压VYWRj总共有16个:VSS,VDC-14Vd,VDC-13Vd,………VDC-2Vd,VDC-Vd,VDC;由此完成‘由BMVC16的16个2-16进制码输入产生YWRj的16值输出’的功能。
[0028] (3)根据上述2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK,在二多转换电路BMVCK中取VDC=1.5V,VSS=1.5V-FVd-Δ。
[0029] (4)根据上述2所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路BMVCK,在二多转换电路BMVCK中取取Δ=0,得出输出YWRj为等阶梯的K值信号,阶梯电压为Vd。
[0030] (5)根据上述(1)所述的2-10多转换电路BMVC10,在2-10转换电路BMVC10中取二极管Da2~Da9为硅二极管Da2~Da9,VDC=1.5V,VSS=-5.5V,其中1.5V为常规二值数字电路采用的直流电源电压(注:2-10转换电路BMVC10示如图24和实施例2)。
[0031] (6)根据上述1所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路的构建方法,输入信号的输入约束条件为‘输入信号只出现K个2-K进制码按小到大的顺序的前Ks个’;
该K个2-K进制码的前Ks个为:(0)2、(1)2、(2)2、……、(Fs-1)2、(Fs)2,其中Fs=Ks-1,满足Ks<K。
[0032] (7)根据上述(6)所述的一种K值存储单元嵌入DRAM的二多转换电路的构建方法,当要求构建二多转换电路BMVCKs时,Ks<K,Fs=Ks-1<F,则按小到大的顺序在上述(6)步骤中,从步骤①已列出的F个2-K进制码中选取前Fs个、从步骤②已得出的F个积项
中选取前Fs个、从步骤③已得出的F个选通门的逻辑式中选取前Fs个,分别作
[0033] 为BMVCKs的构建方法中写出的Fs个2-Ks进制码(1)2~(Fs)2、Fs个积项S1~SFs、Fs个选通门的逻辑式fj1~fjFs;Fs个逻辑式fj1~fjFs形成Fs个选通门fj1~fjFs,选通门fj1~fjFs构成BMVCKs的选通信号形成电路,该选通信号形成电路输出Fs个选通信号fj1~fjFs,输送到BMVCKs的二极管接通控制电路,由此完成BMVCKs的Ks个2-Ks进制码输入产生YWRj的Ks值输出。
[0034] K值存储单元电路主要部分是NMOS管源极跟随器,电路极简单,为了在二值DRAM中嵌入K值存储单元,需要有二多转换电路BMVCK,本发明的BMVCK及其构建方法简单实用,适合于任意K值,包括10值和16值。利用BMVCK嵌入K值存储单元的DRAM通过读写控制电路除完成K值存储信息的读和写功能之外,还可完成K值存储信息的刷新,既保持二值
DRAM原有特点,又嵌入K值存储单元。主要用于FPGA、CPLD、半或全制定ASIC和存储器等VLSI及其它数字IC技术领域。

附图说明

[0035] 图1.为本发明的第一种K值存储单元嵌入2值DRAM存储矩阵的电路图;
[0036] 图2.为本发明有关的第一种K值存储单元Mij的电路图;
[0037] 图3.为本发明有关的第二种K值存储单元Mij的电路图;
[0038] 图4.为本发明的一种二多转换电路BMVCK的电路图;
[0039] 图5.为已有的一种多输出精密镜像恒流源电路图和符号图;
[0040] 图6.为本发明有关的一种PMOS管带通-带阻变阈电路和符号图;
[0041] 图7.为本发明有关的第一种PMOS管高通-低通变阈电路和符号图;
[0042] 图8.为本发明有关的第二种PMOS管高通-低通变阈电路和符号图;
[0043] 图9.为本发明有关的一种8-2值转换电路MBVC8的电路图;
[0044] 图10.为图24所示的2-10转换电路BMVC10在输入bj+3bj+2bj+1bj为0000~1111时,bj+3、bj+2、bj+1、bj、fj9、fj8、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj先后上下分立的波形图;
[0045] 图11.为图24所示的2-10转换电路BMVC10在输入bj+3bj+2bj+1bj为0000~1111时,YWRj、fj9、fj8、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj1先后上下分立的波形图;
[0046] 图12.为10值存储单元电路嵌入2值DRAM存储矩阵的BMVC10和MBVC10在Xi、Yj为高电平和输入bj+3bj+2bj+1bj为0000~1001时,bj+3、bj+2、bj+1、bj、YWRj、YRDj、mj+3、mj+2、mj+1、mj先后上下分立的波形图;
[0047] 图13.为图22所示的8值存储单元嵌入2值DRAM存储矩阵的电路在Xi、Yj为高电平和输入bj+2bj+1bj为000~111时,bj+2、bj+1、bj、YWRj、YRDj、mj+2、mj+1、mj先后上下分立的波形图;
[0048] 图14.为本发明的一种2-8值转换电路BMVC8在输入bj+2bj+1bj为000~111时,bj+2、bj+1、bj、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj先后上下分立的波形图;
[0049] 图15.为本发明的一种2-8值转换电路BMVC8在Xi、Yj为高电平和输入bj+2bj+1bj为000~111时,YWRj、DMCij、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj1先后上下分立的波形图;
[0050] 图16.为图9所示的8-2值转换电路MBVC8在Xi、Yj为高电平和输入bj+2bj+1bj为000~111时,DMij、YRDj、thj4、thj5、tbj0、tbj1、tbj2、tbj3、thj6先后上下分立的波形图;
[0051] 图17.为图9所示的8-2值转换电路MBVC8在Xi和Yj为高电平和输入bj+2bj+1bj为000~111时,mj+2、mj+1、mj、thj4、thj5、tbj0、tbj1、tbj2、tbj3、thj6先后上下分立的波形图;
[0052] 图18.为图6所示的带通-带阻变阈电路中参考电压Vref1和Vref0依次取4组值:2.2V和3.85V、2.2V和3.3V、2.2V和2.2V、3.3V和2.2V,管Q5漏极的输出依次为tbj0、tbj1、tbj2、tbj3,输入Vx为三角形波bin时的输入输出波形图;
[0053] 图19.为图6所示的带通-带阻变阈电路中参考电压Vrefl和Vref0依次取4组值:2.2V和3.85V、2.2V和3.3V、2.2V和2.2V、3.3V和2.2V,管Q5栅极的输出依次为t/bj0、t/bj1、t/bj2、t/bj3,输入Vx为三角形波bin时的输入输出波形图;
[0054] 图20.为图7所示的高通-低通变阈电路中参考电压Vrefl依次为3.85V、2.2V,图8所示的高通-低通变阈电路中Vref0依次为1.65V和3.3V,4种参考电压下管Q5漏极的输
出依次为t/hj4、t/hj5、thj5、thj6,输入Vx为三角形波bin时的输入输出波形图;
[0055] 图21.为图7所示的高通-低通变阈电路中参考电压Vrefl依次为3.85V、2.2V,图8所示的高通-低通变阈电路中Vref0依次为1.65V和3.3V,4种参考电压下管Q5栅极的输
出依次为thj4、thj5、t/hj5、t/hj6,输入Vx为三角形波bin时的输入输出波形图;
[0056] 图22.为本发明的一种8值存储单元嵌入2值DRAM存储矩阵的电路图;
[0057] 图23.为本发明的一种2-16转换电路BMVC16的电路图;
[0058] 图24.为本发明的一种2-10转换电路BMVC10的电路图;

具体实施方式

[0059] 本发明具体的内容说明如下:
[0060] (一)本发明目的是在保持二值DRAM原有特点的前提下嵌入K值存储单元,K≥4。K值存储单元嵌入DRAM的存储矩阵示如图1(图22为8值存储单元嵌入DRAM的存储矩
阵),K值存储单元电路主要部分是NMOS管源极跟随器,电路极简单,随K值增大源极跟随器改动不大;重要的是:为实现二值DRAM中嵌入K值存储单元(取代2值存储单元),要有
二多转换电路BMVCK支持,还要有多二转换电路MBVCK支持(实施例5已描述了8-2转换
电路MBVC8,参照图9所示的MBVC8,用类似方法去构成MBVCK),因此基于本发明方法很容易实现K值存储单元嵌入DRAM的存储矩阵;K为2的幂或非2的幂,BMVCK习惯用K为2的幂
k+1 k k
(即K=2 ,如K=8,16,32等),但非2的幂的K(K=2+r+1,r≠2-1)也是实际需要
3
的,例如K=2+2=10,十进制数(2-10进制码,即BCD码)是人最常用的,十进制数的数
据量常常很大,诸如人工输入输出数据,测量仪表输出和显示数据等都是十进制数,需要存储大量十进制数,因此嵌入10值存储单元是非常实际和必要的,在DRAM的存储矩阵中可以大部分或全部分嵌入10值存储单元;参看图1,当行选择线Xi是高电平,从存储矩阵中选中该行所有的存储单元电路(打开传输门TG1和TG2);当列选择线Yj是高电平,从上述选中
的一行中再选出Yj列的Lw位存储单元电路,字长Lw≥k+1,使这些被选中的单元经读/写
控制电路,与数据输入/输出端接通;最好选取Lw是k+1的整数倍n(满足存储2-K进制数
的数据的要求),即Lw=n(k+1),则按二进制数最低位开始,每k+1位为一组,共n组,按图
1所示,每组接有一个K值存储单元电路,选中Xi行Yj列共有n个K值存储单元电路,每一
写位线有一个BMVCK,每一读位线有一个MBVCK,每一列有n个BMVCK和n个MBVCK(对所有
行);如果Lw不是k+1的整数倍n,Lw=n(k+1)+s,s≤k(每列存储有n个2-K进制数的数
s-1
据,余下s个非2-K进制数的数据),记Ks=2 <K,除嵌入n个K值存储单元电路外,余
下的s位用一个Ks值存储单元和二多转换电路BMVCKs及多二转换电路MBVCKs支持(注:Ks
值存储单元和K值存储单元结构基本相同,主要部分都是NMOS管源极跟随器),其中BMVCKs可按照下述(二)中可叠加的特点①所述的方法快速构成;显然,s位也可保持用原s个2
值存储单元。Xi为高电平时除Yi为高电平的一列在读数据时兼刷新,其余Yi为低电平的列也在读数据时刷新;对Xj为高电平和Yi为低电平的列则全进行刷新;通过读写控制电路除完成K值存储信息的读和写功能之外,还可完成K值存储信息的刷新功能,保持二值DRAM
原有特点,K值存储单元电路结构极简单,用于存储量非常大的DRAM。
[0061] (二)本发明的二多转换电路及其构建方法十分方便和实用,输入2-K进制码中Kk+1
可为2的整数幂(K=2 ,如K=16,得出2-16进制码,即4位二进制码)或非2的整数
k
幂(K=2+r+1,如K=10,得出2-10进制码,即BCD码),电路结构具有可叠加的特点;①
如果已构建出二多转换电路BMVCK,但K大于实际需求值K1,K-K1=me,则只要将BMVCK中删去me个二极管DaF-me+1~DaF(用一导线短路DaF-me+1~DaF),删去me个管QaF-me+1~QaF和删去me个选通门fjF-me+1~fjF,就可得出实际需求的BMVCK1;②反之,如果已构建出二多转换电路BMVCK,但K小于实际需求值K2,K2-K=md,则只要将BMVCK中增加md个二极管DaF+1~DaF+md,增加md个管QaF+1~QaF+md和增加md个选通门输出fjF+1~fjF+md,就可得出实际需求的BMVCK2;
例如,已构建出BMVC16(图23),但实际需求BMVC10,16-10=6,只要将BMVC16中删去6个二极管Da10~Da15(用一导线短路Da10~Da15),删去6个管Qa10~Qa15和删去6个选通门输出fj10~fj15,就可得出实际需求的BMVC10(图24),反之(已构建BMVC10,实际需求BMVC16),实现也十分方便。为保持二值DRAM原有特点,最好选取VDC=1.5V(或VDC=1.8V),VSS=
1.5V-FVd-Δ(或VSS=1.8V-FVd-Δ),其中1.5(或1.8V)为常规二值DRAM采用的直流电源
电压,显然取VDC为其它电压也可行,如VDC=3.0V等,而Δ稍大点并不影响结果。注:根据MOS管的特点,PMOS管的衬底接最高电源电压VDC,NMOS管的衬底接最低电源电压VSS,为简便,DRAM的存储矩阵等电路中略去衬底不画。
[0062] (三)考虑F个积项S1~SF是2-K进制码中按1的位对应的变量写出,其余变量删去,本发明的二多转换电路BMVCK的构建方法在熟练后,步骤①可进一步简化书写形式,基于常用十进制数书写形式只写有效位,如012常书写为12(高位0略去),类似方式简化
①中2-K进制码为只写有效位:(1)2=1,(2)2=10,(3)2=11,(4)2=100,(5)2=101,(6)2=110,(7)2=111,(8)2=1000,(9)2=1001,…………(高位0略去),其中变量
bj+kbj+k-1bj+k-2…bj+3bj+2bj+1bj从最低位(最右)开始计算(按1的位对应的变量写出,其余变量删去)。另外,方法很熟练后还可略去②F个积项S1~SF,直接写出F个逻辑式fj1~
fjF,甚至还可直接画出F个选通门fj1~fjF。
[0063] 实施例1:F个选通门具有1∶0阶梯特性输出的数学证明:
[0064] 当输入2-K进制码为(U)2时,(1)设U<F,对任意输入2-K进制码(V)2>(U)2,将2-K进制码(V)2和(U)2进行按位比较,如果(V)2任一位都不大于(U)2相同位,则与(V)2>(U)2矛盾,所以2-K进制码(V)2只少有1位bj+L之值大于(U)2的相同位bj+L之值,即
(V)2的bj+L=1,(U)2的bj+L=0;(V)2的bj+L=1表明数码(V)2派生选通门输入必含有变量bj+L;现在输入2-K进制码为(U)2,即输入2-K进制码中bj+L为0,也就是(V)2派生选通门的输入bj+L为低电平,而(V)2派生选通门只有与非门和非门二种形式,所以该(V)2派生选通门输出必为高电平;对所有2-K进制码(V)2>(U)2,所有(V)2派生选通门fjv的输出
全都是高电平(即fjv=1);而输入2-K进制码为(U)2,显然数(U)2派生选通门fjU的所有
输入全是高电平,fjU输出必是低电平(即fjU=0),得出fjF=1,fjF-1=1,………=fjU+3=1,fjU+2=1,fjU+1=1,fjU=0;选通门fjU的nd=F-U;(2)设U=F,输入2-K进制码为(F)2,则fjF=0,即选通门fjF的nd=0。F个选通门具有1∶0阶梯特性输出是二多转换
电路及其构建方法和电路实现的基础,利用式fjF=fjF-1=………=fjU+3=fjU+2=fjU+1=
1和fjU=0证明BMVCK功能的实现;注:①因为已规定输入K个2-K进制码是(0)2~(F)2,
所以输入2-K进制码的上限是(F)2,下限是(0)2;②当输入2-K进制码为(0)2时,fjF=fjF-1=………=fj3=fj2=fj1=1,而fj0不存在,不存在的输出fj0可取随意值,不妨取fj0=
0,于是有fjF=fjF-1=…………=fj3=fj2=fj1=1,fj0=0;当输入2-K进制码为(F)2时,fjF=0。
[0065] 当输入信号有输入约束条件时仍成立(因不存在的信号可取随意值,不妨按所需的要求选取=0和1之一)。特别是输入信号的输入约束条件为:输入信号只出现K个2-K进制码的前Ks个;该K个2-K进制码的前Ks个为:(0)2、(1)2、(2)2、……、(Fs-1)2、(Fs)2,其中Fs=Ks-1,Ks<K;注:基于常用十进制数书写形式只写有效位(高位0略去),类似
方式2-K进制码也可只写有效位,则K个2-K进制码的前Ks个实为Ks个2-Ks进制码(如
同尖塔形的上部仍是尖塔形,表明电路结构具有可叠加的特点)。
[0066] 实施例2:2-10值转换电路BMVC10实现功能的证明。
[0067] 利用9个选通门具有1∶0阶梯特性输出证明BMVC10实现的功能,BMVCK中取K=10,得出2-10值转换电路BMVC10,示如图24,BMVC10满足实现的功能:①当bj+3bj+2bj+1bj=
1001时,fj9=0,fj9低电平送到PMOS管Qa9栅极,管Qa9导通,VDC直接连通YWRj,YWRj输出电压VYWRj=VDC(逻辑9);②当bj+3bj+2bj+1bj=1000时,fj9=1和fj8=0,fj9高电平送到管Qa9栅极,管Qa9截止,fj8低电平送到管Qa8栅极,管Qa8导通,VDC经过1个二极管Da9接通YWRj,VYWRj=VDC-Vd(逻辑8);③当bj+3bj+2bj+1bj=0111时,fj9=fj8=1和fj7=0,fj9、fj8高电平各自送到管Qa9、Qa8栅极,2个管Qa9、Qa8截止,fj7低电平送到管Qa7栅极,管Qa7导通,VDC经过2个二极管Da9和Da8接通YWRj,VYWRj=VDC-2Vd(逻辑7);④当bj+3bj+2bj+1bj=0110时,fj9=fj8=fj7=1和fj6=0,fj9~fj7高电平各自送到管Qa9~Qa7栅极,3个管Qa9~Qa7截止,fj6低电平送到管Qa6栅极,管Qa6导通,VDC经过3个二极管Da9~Da7接通YWRj,VYWRj=VDC-3Vd(逻辑6);………,⑤当bj+3bj+2bj+1bj=0010时,fj9=fj8=fj7=fj6=fj5=fj4=fj3=1和fj2=0,fj9~fj3高电平各自送到管Qa9~Qa3栅极,7个管Qa9~Qa3截止,fj2低电平送到管Qa2栅极,管Qa2导通,VDC经过7个二极管Da9~Da3接通YWRj,VYWRj=VDC-7Vd(逻辑2);⑥当bj+3bj+2bj+1bj=0001时,fj9=fj8=fj7=fj6=fj5=fj4=fj3=fj2=1和fj2=0,fj9~fj2高电平各自送到管Qa9~Qa2栅极,8个管Qa9~Qa2截止,fj1送低电平到管Qa1栅极,管Qa1导通,VDC经过8个二极管Da9~Da2接通YWRj,VYWRj=VDC-8Vd(逻辑1);⑦当bj+3bj+2bj+1bj=0000时,fj9=fj8=fj7=fj6=fj5=fj4=fj3=fj2=fj1=1,fj9~fj1高电平各自送到管Qa9~Qa1栅极,9个管Qa9~Qa1全都截止,VYWRj与VDC断开,VYWRj=VSS(逻辑0);示如图10~12中的YWRj,二进制数码0000~1001对应十进制数码为0~9,当输
入bj+3bj+2bj+1bj=0000~1001时,YWRj输出电压VYWRj有10个逻辑电平v(0)~v(9),各自表示逻辑0~9,其中v(0)=VSS,v(k)=VDC-(9-k)Vd,k=1~9。
[0068] 实施例3:2-8转换电路BMVC8实现功能的证明。
[0069] 利用7个选通门具有1∶0阶梯特性输出证明BMVC8实现的功能,BMVCK中取K=8,得出2-8转换电路BMVC8;根据前述BMVCK电路构建具有可叠加的特点,BMVC8可由BMVC10图24得出,将图24中的二极管Da9和Da8短路(短路则Da9和Da8不起作用,即删去),断开
管Qa9和Qa8(断开则Qa9和Qa8不起作用,即删去),删去选通门fj9和fj8;BMVC8有三位输入bj+2bj+1bj,①当bj+2bj+1bj=111时,fj7=0,fj7低电平送到PMOS管Qa7栅极,管Qa7导通,YWRj输出电压VYWRj=VDC(逻辑7);②当bj+2bj+1bj=110时,fj7=1和fj6=0,fj7高电平送到管Qa7栅极,管Qa7截止,fj6低电平送到管Qa6栅极,管Qa6导通,VDC经过1个二极管Da7接通YWRj,VYWRj=VDC-Vd(逻辑6);③当bj+2bj+1bj=101时,fj7=fj6=1和fj5=0,fj7、fj6高电平各自送到管Qa7、Qa6栅极,2个管Qa7、Qa6截止,fj5低电平送到管Qa5栅极,管Qa5导通,VDC经过2个二极管Da7、Da6接通YWRj,VYWRj=VDC-2Vd(逻辑5);………④当bj+2bj+1bj=010时,fj7=fj6=fj5=fj4=fj3=1和fj2=0,fj7~fj3低电平各自送到管Qa7~Qa3栅极,5个管
Qa7~Qa3截止,fj2低电平各自送到管Qa2栅极,管Qa2导通,VDC经过5个二极管Da7~Da3接通YWRj,VYWRj=VDC-5Vd(逻辑2);⑤当bj+2bj+1bj=001时,fj7=fj6=fj5=fj4=fj3=fj2=1和fj2=0,fj7~fj2高电平各自送到管Qa7~Qa2栅极,6个管Qa7~Qa2截止,fj1低电平送到管Qa1栅极,管Qa1导通,VDC经过6个二极管Da7~Da2接通YWRj,VYWRj=VDC-6Vd(逻辑
1);⑥当bj+2bj+1bj=000时,fj7=fj6=fj5=fj4=fj3=fj2=fj1=1,fj7~fj1高电平各自送到管Qa7~Qa1栅极,7个管Qa7~Qa1全都截止,VDC与VYWRj断开,VYWRj=VSS(逻辑0),示如图13和图15中的YWRj;当输入bj+2bj+1bj=000~111时,YWRj输出电压VYWRj有8个逻辑电平V(0)~V(7),各自表示逻辑0~7,其中v(0)=VSS,v(k)=VDC-(7-k)Vd,k=1~
7。
[0070] 利用F个选通门具有1∶0阶梯特性输出可证明BMVC16实现的功能,按上述同样方法分析图23所示的BMVC16,二进制数码0000~1111对应十进制数码为0~15,当输入
bj+3bj+2bj+1bj=0000~1111时,YWRj输出电压VYWRj有16个逻辑电平v(0)~v(15),各自表示逻辑0~15,其中v(0)=VSS,v(k)=VDC-(15-k)Vd,k=1~15。所用二极管为硅二极
管(也可用其它二极管),为降低功耗和提高性能,恒流源Ij电流取较小值。
[0071] 实施例4:对图24所示电路BMVC10的Pspice计算机模拟波形图10~12的说明。
[0072] 2-10转换电路BMVC10示如图24,其Pspice计算机模拟波形示如图10~12。图10为BMVC10在输入bj+3bj+2bj+1bj为0000~1111时,bj+3、bj+2、bj+1、bj、fj9、fj8、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj先后上下分立的波形图;图11为BMVC10在输入bj+3bj+2bj+1bj为0000~1111时,YWRj、fj9、fj8、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj1先后上下分立的波形图,由图10看出,当输入bj+3bj+2bj+1bj为0000~1111时(上面4个),得出9个选通门输出为fj9~fj1(下上面9
个),由图11看出,在fj9~fj1作用下(下上面9个),得出BMVC10输出YWRj有10值(0~
9)(上面第1个),满足BMVC10规定的功能;图12为10值存储单元电路嵌入2值DRAM存储
矩阵的BMVC10和MBVC10在Xi、Yj为高电平和输入bj+3bj+2bj+1bj为0000~1001时,bj+3、bj+2、bj+1、bj、YWRj、YRDj、mj+3、mj+2、mj+1、mj先后上下分立的波形图;由图12看出,当BMVC10的输入bj+3bj+2bj+1bj=0000~1001(上面4个波形)时,BMVC10输出YWRj为10值信号(第5个波
形),该10值信号经10值存储单元得出的YRDj(第6个波形),YRDj输入到MBVC10,最后MBVC10输出mj+3mj+2mj+1mj=0000~1001(下面4个波形),MBVC10的4位2值输出mj+3mj+2mj+1mj波形与BMVC10的4位2值输入bj+3bj+2bj+1bj波形相同;BMVC10中可取二极管Da2~Da9为硅二极管Da2~Da9,VDC=1.5V,VSS=-5.5V,VD=0V。注:Xi和Yi的高电平和低电平各自为近VDC和0;因TG1和TG2是传输10值信号,其控制信号幅度要和10值信号幅度一致,所以由Xi产生另一个同相的幅度增加的行选择线X0i,X0i的高电平和低电平各自为VDC和VSS;当行选择线Xi是高电平时,对应X0i也是高电平,为简便,附图均按Xi为高低电平来说明。
[0073] 实施例5:实现8-2转换电路MBVC8功能的说明。
[0074] 参看图5,考虑管GB0mj~GB3mj的栅极经带通-带阻变阈电路接输入YRDj,管GH4mj~GH6mj的栅极经高通-低通变阈电路接输入YRDj,其中管GH4mj在YRDj输入仅为逻辑4~7时导通,管GH5mj在YRDj输入仅为逻辑6、7时导通,管GH6mj在YRDj输入仅为逻辑7时导通,管GB0mj在YRDj输入仅为逻辑2、3时导通,管GB0nj在YRDj输入仅为逻辑2、3时导通,管GB1mj在YRDj输入仅为逻辑电平1时导通,管GB2mj在YRDj输入仅为逻辑电平3时导通,管GB3mj在YRDj输入仅为逻辑电平5时导通,还考虑输出mj+2接管GH4mj的漏极,输出mj+1接GH5mj和GB0mj的漏极,输出mj接GB1mj、GB2mj、GB3mj和GH6mj的漏极,所有管的源极都接VDC,只要其中有一管导通,即该管漏极和源极导通,该管漏极输出就是高电平,所以MBVC8的输入输出关系为:(1)当YRDj输入为逻辑7时,管GH4mj、GH5mj、GH6mj导通,输出mj+2mj+1mj=111;(2)当YRDj输入为逻辑6时,管GH4mj、GH5mj导通,其它管截止,输出mj+2mj+1mj=110;(3)当YRDj输入为逻辑5时,管GH4mj、GB3mj导通,其它管截止,输出mj+2mj+1mj=101;(4)当YRDj输入为逻辑4时,管GH4mj导通,其它管截止,输出mj+2mj+1mj=100;(5)当YRDj输入为逻辑3时,管GB0mj、GB2mj导通,其它管截止,输出mj+2mj+1mj=011;(6)当YRDj输入为逻辑2时,管GB0mj导通,其它管截止,输出mj+2mj+1mj=010;(7)当YRDj输入为逻辑1时,管GB1mj导通,其它管截止,输出mj+2mj+1mj=001;(8)当YRDj输入为逻辑0时,所有管都截止,输出mj+2mj+1mj=000;表示YRDj输入逻辑0~7时,得出对应的二值输出000~111;注:MBVC8中取VDC=1.8V,VSS=-3.5V,VD=0V。类似方法实现K-2转换电路MBVCK。
[0075] 实施例6:对Pspice计算机模拟波形图13~17的说明。
[0076] 图9为8-2转换电路MBVC8,在实施例3中已描述2-8转换电路BMVC8构成(将图24中的二极管Da9和Da8短路,即用一导线取代Da9和Da8,删去Da9和Da8,删去选通门fj9和fj8);图22为8值存储单元嵌入2值DRAM存储矩阵的电路图,结合图9和图22说明,VDC=
1.8V,VSS=-3.5V,VD=0V;图13为Xi和Yj为高电平时,bj+2、bj+1、bj、YWRj、YRDj、mj+2、mj+1、mj按顺序先后上下分立的波形图,由图13看出,当BMVC8的输入bj+2bj+1bj=000~111(上面3个波形)时,BMVC8输出YWRj为8值信号(第4个波形),该8值信号经8值存储单元
得出的YRDj(第5个波形),YRDj输入到MBVC8,最后MBVC8输出mj+2mj+1mj=000~111(下面
3个波形),MBVC8的3位2值输出mj+2mj+1mj波形与BMVC8的3位2值输入bj+2bj+1bj波形相
同;注:Xi和Yi的高电平和低电平各自为近VDC和0;因TG1和TG2是传输8值信号,所以由Xi产生另一个同相的幅度增加的行选择线X0i,X0i的高电平和低电平各自为VDC和VSS当行选择线Xi是高电平时,对应X0i也是高电平,附图均按Xi为高低电平来说明;
[0077] 图14为2-8转换电路BMVC8在Xi和Yj为高电平时,bj+2、bj+1、bj、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj先后上下分立的波形图;当BMVC8的输入bj+2bj+1bj=000~111(上面3个波形)时,BMVC8中生成7个门fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj的输出波形(下面7个波形);图15为2-8转换电路BMVC8在Xi和Yj为高电平时,YWRj、DMCij、fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj1先后上下分立的波形图,管Qa7~Qa1在fj7~fj1(下面7个波形)的作用下,YWRj输出有8个逻辑电
平v(0)~v(7),各自对应逻辑0~7(上面第1个波形),YWRj传输到FS的输入DMCij,DMcij有相同的8个逻辑电平(上面第2个波形);图16为8-2转换电路MBVC8(图9)在Xi和Yj
为高电平时,DMij、YRDj、thj4、thj5、tbj0、tbj1、tbj2、tbj3、thj6先后上下分立的波形图,DMCij经FS形成波形相接近的8值射极输出DMij(上面第1个波形),DMij经导通的TG2向外输出YRDj,YRDj波形与DMij波形相同(上面第2个波形);MBVC8在YRDj作用下生成4个带通阈信号tbj0、tbj1、tbj2、tbj3(下面倒数第2~5个波形),生成3个高通阈信号thj4、thj5、thj6(正数第
3、4个波形和下面倒数第1个波形);图17为8-2转换电路MBVC8在Xi和Yj为高电平时,
mj+2、mj+1、mj、thj4、thj5、tbj0、tbj1、tbj2、tbj3、thj6先后上下分立的波形图,在阈信号thj4、thj5、tbj0、thb1、tbj2、tbj3、thj6作用下(下面倒数第1~7个波形),得出MBVC8输出mj+2、mj+1、mj的波形(上面第1~3个波形);可以看出,MBVC8输出mj+2、mj+1、mj的波形和上述BMVC8输入bj+2、bj+1、bj的波形相同,BMVC8将3位2值输入转换为8值信号YWRj,存入8值存储单元,
8值存储单元产生YRDj,MBVC8又将8值信号YRDj转换为3位2值信号输出;注:MBVC8中VDC=1.8V,VSS=-3.5V,VD=0V。
[0078] 实施例7:PMOS管带通-带阻和高通-低通变阈电路功能的说明:
[0079] 参看图6所示的PMOS管带通-带阻变阈电路,Vex1=Vrefl-VDC+Vtn1+|Vtp2|,Vex0=Vref0-VDC-Vtn3-|Vtp4|,由图得出:①当Vex1>Vx-VDC>Vex0时,QB1导通(∵管Q1、Q2支路和管Q3、Q4支路全截止),否则,QB1截止,带区间为(Vex0,Vex1);接有带通-带阻变阈电路的PMOS管QB1称为带通式变阈PMOS管,tb=(Vex0,Vex1),称tb为带通阈;②当Vex1>Vx-VDC>Vex0时,QR0截止(∵Q1、Q2支路和Q3、Q4支路有一支路导通),否则,QR0导通;接有带通-带阻变阈电路的PMOS管QR0称为带阻式变阈PMOS管,t/b=(Vex0,Vex1),称t/b为带阻阈,带通阈tb和带阻阈t/b由符号‘b’和‘/b’区分。
[0080] 参看图7所示的第一种PMOS管高通-低通变阈电路,仅当Vx-VDC>Vex1(高区间)时,QH1导通(∵管Q1、Q2支路导通),QL0截止;接有高通-低通变阈电路的PMOS管QH1称为高通式变阈PMOS管,th=(Vex1),th称为高通阈;接有高通-低通变阈电路的PMOS管QL0称为低通式变阈PMOS管,t/h=(<Vex1),t/h称为低通阈;高通阈th和低通阈t/h由符号‘h’和‘/h’区分。参看图8所示的第二种PMOS管高通-低通变阈电路,仅当Vx-VDC≤Vex0(低区间)时,QL0导通(∵管Q3、Q4支路导通),QH1截止;类似上述方式,接有高通-低通变阈电路的PMOS管QH1和QL0各自称为高通式和低通式变阈PMOS管,th=(>Vex0),t/h=
(<Vex0),th和t/h各自称为高通阈和低通阈。
[0081] 上述带通阈,带阻阈,高通阈和低通阈包括电压范围和开启性质二个属性,在MOS管栅极标以符号tb,t/b,th或t/h来表示其属性。为简化书写,MOS管栅极的阈控制信号用阈信号tb,阈信号t/b,阈信号th或阈信号t/h来表示,即上述符号前加‘阈信号’。图6~8中的R1可用恒流源I1代替(电流I1由VDC流向管Q1和Q3的漏极)。注:上述带通
阈,带阻阈,高通阈和低通阈中直流电源VDC=5.5V,VSS=0V,VD=4.0V,VDC-VSS=5.5V,常规PMOS管的衬底接电源电压VDC(最高电位),NMOS管的衬底接地(最低高电位);一般Vx
是相对地(0V)的输入电压,若取VDC=1.8V,VSS=-3.5V,VD=0V,VDC-VSS=5.3V,则PMOS管的衬底接电源电压VDC(最高电位),NMOS管的衬底接VSS(最低高电位),参考电压范围改为在VDC和VSS间取值。注:PMOS管QPMOS的导通和截止取决于QPMOS栅极相对源极电位差(负值),考虑QPMOS源极接VDC,QPMOS栅极接输入Vx,则由Vx-VDC决定QPMOS的导通和截止;当Vx变化时,着重观察Vx相对VDC之差值Vx-VDC。
[0082] 实施例8:对图6,7,8的Pspice计算机模拟波形图18~21的说明。
[0083] PMOS管带通-带阻变阈电路图6在参考电压Vrefl和Vref0依次取4组值:2.2V和3.85V、2.2V和3.3V、2.2V和2.2V、3.3V和2.2V,输入Vx为三角形波bin时,阈信号tbj0、tbj1、tbj2、tbj3的Pspice计算机模拟波形示如图18上部4个曲线;阈信号t/bj0、t/bj1、t/bj2、t/bj3的Pspice计算机模拟波形示如图19上部4个曲线,图18和图19最下边的曲线
是三角形波bin。所有曲线顶(最大值)接近VDC。以相对VDC的降幅Vx-VDC刚到Vtp为准查
看负脉冲和正脉冲,Vtp为PMOS管QR0和QB1的阈值。图18上部4个曲线中低于VDC的负脉
冲均处在三角形波bin线性上升区或线性下降区内,表明QB1在带区间内(Vex1>Vx-VDC>Vex0)导通;图19上部4个曲线中接近VDC的正脉冲均处在三角形波bin线性上升区或线性
下降区内,表明QR0在带区间内截止,满足的带通、带阻功能。注:图6、7、8中VDC=5.5V,VSS=0V,VD=4.0V。
[0084] 在图18和图19中,当阈信号tbj0、tbj1、tbj2、tbj3的t时刻值相对VDC的降幅低于阈值|Vtp|,则该时刻相应的PMOS管QB1导通;当阈信号t/bj0、t/bj1、t/bj2、t/bj3的t时刻值相对VDC的降幅-VDC低于Vtp,则该时刻相应的PMOS管QR0导通;当输入Vx为三
角形波bin时,管QR0和QB1刚导通时刻的输入差Vx-VDC瞬时值就分别是Vex0和Vex1,由
图18和图19可依次查出各参考电压下的Vex0和Vex1实测值为:-2.95V和-2.0V、-3.45V
和-2.0V、-4.45V和-2.0V、-4.45V和-0.85V。在各参考电压下按Vex0和Vex1值计算公式
Vex1=Vref1-VDC+Vtn1+|Vtp2|和Vex0=Vref0-VDC-Vtn3-|Vtp4|计算理论值,计算得出Vex0和Vex1理论值依次为:-2.8V和-2.15V、-3.35V和-2.15V、-4.45V和-2.15V、-4.45V和-1.05V。理论值和实测值接近,有微小差别(0.2V内)。
[0085] 在图7中Vrefl依次为3.85V、2.2V,在图8中Vref0依次为1.65V和3.3V,4种参考电压下管Q5漏极依次形成阈信号t/hj4、t/hj5和thj6、thj7,管Q5栅极依次形成阈信号thj4、thj5和t/hj6、t/hj7,当输入Vx为三角形波bin时,Pspice计算机模拟阈信号t/hj4、t/hj5、thj6、thj7波形示如图20上部4个曲线;Pspice计算机模拟阈信号thj4、thj5、t/hj6、t/hj7波形示如图21上部4个曲线;图20和图21最下边的曲线是三角形波bin,所有曲线顶(最大值)接近VDC。图20第3、4个曲线和图21第1、2个曲线中低于VDC的负脉冲均处在三角
形波bin高区间(覆盖三角形波脉冲顶全部分);图20第1、2个曲线和图21第3、4个曲
线中低于VDC的负脉冲均处在三角形波bin低区间(覆盖三角形波脉冲底全部分),表明各
自控制PMOS管在高区间和低区间导通;满足的高通、低通功能。
[0086] 在图20和图21中,当阈信号thj4、thj5、thj6、thj7的t时刻值相对VDC的降幅低于阈值|Vtp|,则该时刻相应的PMOS管QH1导通;当阈信号t/hj4、t/hj5、t/hj6、t/hj7的t时刻值相对VDC的降幅Vx-VDC低于Vtp,则该时刻相应的PMOS管QL0导通;Vtp为PMOS管QL0和QH1的阈值。当输入Vx为三角形波bin时,管QL0和QH1刚导通时刻的输入差Vx-VDC瞬时值就分别是Vex0和Vex1,由图20和图21可依次查出各参考电压下的Vex1实测值为:-0.32V
和-2.02V,Vex0实测值为:-5.0V和-3.42V。在各参考电压下按Vex0和Vex1值计算公式Vex1=Vrefl-VDC+Vtn1+|Vtp2|和Vex0=Vref0-VDC-Vtn3-|Vtp4|计算理论值,计算得出Vex1理论值依次为:-0.5V和-2.15V,Vex0理论值依次为:-5.0V和-3.35V。计算表明,理论值和实测值接近,二者有微小差别(0.2V内)。注:PMOS管QPMOS的导通和截止取决于QPMOS栅极相对源极电
位差(负值),考虑QPMOS源极接VDC,QPMOS栅极接输入Vx,则由Vx-VDC决定QPMOS的导通和截止;
当Vx变化时,着重观察Vx相对VDC之差值Vx-VDC。
[0087] 实施例9:存储单元电路图2和图3的说明。
[0088] 存储单元电路图2和图3有K值信息接收,存储和发送三个功能:①当行选择线Xi为高电平时,传输门TG1导通,K值信号YWRj传输到源极跟随器FS的输入DMCij,也即存入电容Cj,具有信息接收功能;②当Xi为低电平时,TG1截止,电容Cj与外界为直流开路,Cj存储的K值信号DMCij保持不变,具有信息存储功能;③Cj存储的K值信号DMCij,经FS形成K值信号DMij,当下时刻再次出现Xi为高电平时,传输门TG2导通,K值信号DMij经导通的TG2向外输出,具有信息发送功能。注:Xi和Yi的高电平和低电平各自为近VDC和0;因TG1和TG2是传输K值信号,TG1和TG2控制信号幅度要和K值信号幅度一致,所以由行选择线Xi产生另一个同相的幅度增加的行选择线X0i,X0i的高电平和低电平各自为近VDC和VSS。
[0089] 实施例10:其它说明。
[0090] 图5为已有的一种多输出精密镜像电流源(恒流源)电路图和符号图,为降低功耗和提高性能等,恒流源Ij电流取较小值(如图24的Ij),相应二极管(硅二极管)导通电
流取较小值(如88μA);门fj7~fj1和逻辑式fj7~fj1通常是同一功能的2个表达形式,
fj7~fj1就是逻辑式fj7~fj1的输出,也即门fj7、fj6、fj5、fj4、fj3、fj2、fj1的输出,用fj7~fj1前加‘门’和‘式’来区分门和逻辑式2个形式(其前加英文字母和加中文字母有同样区分效果,但后者易懂)。