- 學位論文
嵌入式非揮發性類比記憶體陣列之寫入速度改善及於生物分子感測之應用
Design of an embedded, analog nonvolatile memory array with improved programming speed and its application in biological molecule sensors
摘要
因為一般電子產品的記憶體需先將資料從數位轉成類比，再將類比轉成數位，需耗費面積和時間，若能直接儲存類比資料，則可節省面積和時間。由於目前CMOS製程的類比記憶體儲存時間較長，因此本篇論文為改善類比記憶體的寫入時間並且維持在八位元以上的解析度，並將記憶體單元擴充成陣列的方式，以儲存更多的電流值，另外，由於生物分子感測器的輸入端，會因為電極或表面材料的不穩定，造成錯誤的讀出訊號，因此透過類比記憶體，可校正電極或表面材料的不穩定，讓輸出準確的感測出輸入訊號。 本篇論文一開始先介紹記憶體的抹除、寫入原理，接著透過測試元件，找出製程參數，使得可以在HSPICE模擬熱載子注入的情形。藉由電流比較器控制記憶體單元開始寫入與停止，當欲儲存的電流等於目標電流，即完成儲存。由於記憶體的寫入時間越快越好，因此加上正向放大器，以減少寫入時間，而生醫晶片的學習結果需解析度為八位元才能有效儲存，因此類比記憶體的解析度須達八位元，且寫入時間越快越好。 因為有多筆的類比電流值需要儲存，因此將類比記憶體單元擴充成陣列的形式，再加上邏輯閘控制訊號，根據需儲存資料的多寡，選擇記憶體的數量，以儲存這些類比資料。由於0.35微米製程的MOS跨壓最多能承受5V，但因為使用傅勒-諾德翰穿隧需要到8V，因此透過電壓準位平移器，將5V提升到8V，並且讓電晶體的跨壓均小於或等於5V。 為了讓類比記憶體單元亦可儲存電壓值，因此在第五章類比記憶體的應用部分，使用電壓比較器，控制記憶體單元寫入與停止，此時記憶體寫入的值為電壓值，因此可成功的將電壓值儲存下來，此為類比記憶體應用的部分，而在第六章結論與未來方向中，對於前面提過的電路，使用一些方法以改善電路特性，做出總結，並提出未來的研究方向
參考文獻
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