文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
硫族化合物随机存储器驱动电路设计
姓名:徐杰猛
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:胡作启
20070602
华中科技大学硕士学位论文
摘要
硫族化合物随机存储器 CRAM 由于具有高读写速度、多擦写次数、非易失性、
高密度、小尺寸、低功耗和低成本等优点,被认为是最有可能取代目前市场主流产
品闪存等存储器的一种新型存储器,并将在计算机、移动通讯等领域被广泛应用。
本课题的目的是设计一种能实现 CRAM 的读、擦、写三种操作的电流脉冲驱动
电路,用它控制 4Mb 的 CRAM 的存储元 GST 从晶态到非晶态的相互转化,并能够
实现驱动电路对存储阵列的寻址,以及模拟 CRAM 的读擦写操作。本论文首先从
CRAM 的基本工作原理入手,根据 CRAM 的功能和性能要求,建立 CRAM 系统的
驱动电路的工作模块,包括脉宽调制单元 PWM、读擦写电流源模块、相态识别器、
二级译码器等,然后通过具体的电路设计实现各工作模块,并从理论和仿真上分析
各电路模块的性能,最后对整个 CRAM 系统驱动电路进行整体仿真和分析,验证系
统的电路性能。通过 Multisim 软件仿真结果显示,读擦写脉冲幅度分别为、
和 ,对应的脉宽分别为 40ns、50ns 和 30ns,擦写电流大小分别为 150µA 和 75µA,
在高阻态时,CRAM 读出电流为 5µA。系统采用 µm 的 CMOS 工艺,工作电压
为 3V,驱动存储容量为 4Mb,8 个 IO 输入输出口,信息存取速率最高为 80Mb/s。
对系统外部给予端口的时序信号能够有完整的读擦写及寻址操作,并可产生良好的
IO 信号输出。从而,证明整个 CRAM 的外围驱动电路的可行性。

关键词: CRAM 非易失性存储器驱动电路 GST

I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
With the advantage of high read and write speed, more erase and write times,
nonvolatile store, high density, small power and low cost, CRAM (Chalcogenide Random
Access Memory) was deemed to be a new memory to replace the mainstream memory in
market such as Flash memory, and used puter and munication widely.
The purpose of this study is to design a current pulse driving circuit to achieve the read,
erase and write operation of CRAM. The circuit can control mutual transformation of the
storage element GST from crystalline to amorphous, address storage array, and simulate
the read, erase and write operation. First, this paper starts at the basic work principle of
CRAM. According to the functional and performance requirements, it is presented to
establish the system module of CRAM’ driving circuit, including Pulse-Width Modulation,
read, erase and write current source, phase discriminator, etc. Then it realized the work
module through specific circuit design, analyzed the performance of the circuit module in
the theory and simulation. Finally, the entire CRAM driving circuit is presented