基于單電子晶體管結(jié)構(gòu)電路設(shè)計和三值電路設(shè)計.pdf

1、隨著半導(dǎo)體集成電路集成度的不斷提高，傳統(tǒng)微電子器件的應(yīng)用和發(fā)展受到了前所未有的挑戰(zhàn)，而單電子晶體管具有在納米尺度出現(xiàn)的典型的量子效應(yīng)，在功耗和工作速度等方面相對于傳統(tǒng)的微電子器件具有明顯的優(yōu)勢。很有可能成為一種新型的數(shù)字電路集成器件。因此，電子晶體管及其相應(yīng)數(shù)字電路的研究已成為目前器件研究領(lǐng)域的熱點之一。
　　 本文在分析單電子晶體管工作原理的基礎(chǔ)上，首先介紹了當前基于單電子晶體管的二值數(shù)字電路設(shè)計，重點闡述了互補型反相器、MO

2、S/SET反相器和電阻/電流反相器設(shè)計原理，在此基礎(chǔ)上，提出了R-SET結(jié)構(gòu)反相器。然后，以R-SET結(jié)構(gòu)反相器為基礎(chǔ)，設(shè)計了基于該結(jié)構(gòu)的或非門和一位數(shù)值比較器，并提出了基于該結(jié)構(gòu)的相關(guān)觸發(fā)器的設(shè)計方法及具體電路。其次，本文在深入分析單電子晶體管結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的基于單電子晶體管的非對稱結(jié)構(gòu)，利用該非對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計了非對稱結(jié)構(gòu)的或非門和與非門電路，并提出了非對稱結(jié)構(gòu)的通用與非.或非結(jié)構(gòu)，利用或非門所具有的完備性，更進一步設(shè)

3、計了基于非對稱結(jié)構(gòu)的組合電路，同時也實現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)電路的觸發(fā)器電路設(shè)計。另外，以D觸發(fā)器為例，對非對稱結(jié)構(gòu)、R-SET結(jié)構(gòu)和互補型SET這三種結(jié)構(gòu)的性能進行比較，并通過仿真得出R-SET結(jié)構(gòu)和非對稱結(jié)構(gòu)的D觸發(fā)器的性能特點和優(yōu)勢。最后，本文在二值結(jié)構(gòu)電路研究的基礎(chǔ)上，提出了基于單電子晶體管的三值文字電路、三值與門、三值或門電路的三值格代數(shù)完備性電路，并設(shè)計了該完備性電路的基本三值T門電路和電平觸發(fā)的三值觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，同時也設(shè)計了基于單電子晶