CN101620884B - 使用相变器件的高密度内容寻址存储器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用相变器件的高密度内容寻址存储器。一种在存储器元件中存储存储的字的内容寻址存储器阵列。每个存储器元件存储至少两个互补的二进制位中的一个作为至少两个互补电阻中的一个。每个存储器元件被电耦合至存取器件。内容寻址存储器阵列的一个方面是使用偏置电路使存取器件在搜索操作期间偏置。在搜索操作期间，接收包含位串的搜索字。每个存取器件被偏置至在搜索字中的对应搜索位的互补电阻值。如果存储在存储器元件中的位与由存取器件中的电阻表示的位互补，则指示出搜索字与存储的字之间的匹配。

Description

使用相变器件的高密度内容寻址存储器
技术领域
本发明涉及内容寻址存储器，更具体地，涉及利用相变材料和存取器件的高密度内容寻址存储器。
背景技术
内容寻址存储器(CAM)是一种在高速搜索应用中使用的计算机存储器。大多数CAM器件利用静态随机存取存储器(SRAM)作为数据存储器件(利用晶体管存储记忆)，并且利用额外的晶体管和互补晶体管进行匹配操作。典型地，在这些CAM器件中，为了在存储器阵列中使独立的存储器单元操作且对其编程，搜索线存取元件和字线存取元件是必需的。搜索线存取元件和字线存取元件通常包括强功率大驱动场效应晶体管(FET)。
在CAM器件中还可使用相变材料来存储信息。相变材料可以被变换成不同的相或状态，其中每个相表示不同的数据值。通常，每个相呈现不同的电特性。典型地，非晶相和结晶相是用于二进制数据存储的两个相(1相和0相)，这是因为它们具有可检测出的电阻差异。具体地，非晶相具有比结晶相高的电阻。
硫族化物是常用作相变材料的族群。它们典型地包含硫族(周期表16/VIA族)和更高电正性的元素。在形成相变存储器单元时，硒(Se)和碲(Te)是在用于产生硫族化物的族群中的两种最常用的半导体。这种材料的实例为Ge2Sb2Te5(GST)、SbTe和In2Se3。然而，一些相变材料不利用硫族，例如GeSb。由此，在相变材料单元中可以使用多种材料，只要其可以保持分离的非晶相和结晶相即可。
相变CAM器件和标准CAM器件中的两个问题是存储器器件中单独的存储器单元的大尺寸(需要互补存取存储器和互补存储器元件)和存储器器件中执行搜索操作所需的大功率(需要使用大的强功率驱动FET进行字线充电)。由此，希望设计一种用于减小单独的存储器单元的尺寸和消除字线充电的方法。
发明内容
本发明的一个方面是一种用于操作内容寻址存储器阵列的方法。所述内容寻址存储器阵列包括多个存储器单元，所述多个存储器单元被设置为存储信息的位(bit)的集合作为存储的字。每个存储器单元包括存储器元件，所述存储器元件被以串联电路的形式电耦合至存取晶体管。所述存储器元件被配置为存储二进制数据作为至少两个互补电阻中的一个。
该方法包括接收搜索字且按照逐位依次的顺序在所述内容寻址存储器阵列内确定位置，在该位置中所述存储的字数据与所述搜索字数据匹配。该方法还包括使每个存储的字的每个存储器元件的存取晶体管偏置。所述存取晶体管的有效电阻是所述搜索字的对应位的互补电阻。该方法还包括对每个存储的字测量流过所述存储器单元的集体电流。另外，该方法包括如果所述集体电流在预定的值范围内则指示出用于每个存储的字的搜索匹配。
本发明的另一个方面是一种内容寻址存储器阵列。所述内容寻址存储器阵列包括多个存储器单元，所述多个存储器单元被组合以存储存储的字。每个存储器单元包括存储器元件，所述存储器元件被以串联电路的形式电耦合至存取晶体管。所述存储器元件被配置为存储二进制数据作为至少两个互补电阻中的一个。所述内容寻址存储器阵列包括接收单元，所述接收单元被配置为接收搜索字且按照逐位依次的顺序在所述内容寻址存储器阵列内确定位置，在该位置中所述存储的字数据与所述搜索字数据匹配。该内容寻址存储器阵列还包括偏置单元，所述偏置单元被配置为使每个存储器单元的存取晶体管偏置，以便所述存取晶体管的有效电阻是所述搜索字的对应位的互补电阻。另外，所述内容寻址存储器阵列包括匹配单元。所述匹配单元被配置为对每个存储的字测量流过所述存储器单元的集体电流。所述匹配单元还被配置为如果所述集体电流在预定的值范围内则指示出用于每个存储的字的搜索匹配。
本发明的再一方面是一种存储器器件。所述存储器器件包括可设定到存储的电阻的存储器元件。所述存储的电阻是与至少两个互补的二进制值中的一个相关联的至少两个互补电阻中的一个。所述存储器器件还包括存取晶体管，所述存取晶体管包括共用终端，所述共用终端控制第一终端与第二终端之间的电流。所述第一终端被电耦合至所述存储器元件。所述存储器器件还包括偏置电路。所述偏置电路被电耦合至所述共用终端，并且被配置为使所述存取晶体管偏置至有效电阻，所述有效电阻是与搜索位相关联的电阻的互补电阻。
附图说明
本发明的主题被特别地指出且在该说明书的最后在权利要求书中明确地要求保护。通过结合附图给出的以下详细的说明，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见，在附图中：
图1示例出本发明所预期的存储器器件的一个实施例。
图2示例出用于确定匹配线结果的真值表。
图3示例出本发明所预期的存储器系统。
图4示例出本发明所预期的内容寻址存储器阵列。
图5示例出用于操作本发明所预期的存储器阵列的处理流程。
具体实施方式
参考本发明的实施例来描述本发明。在本发明的整篇说明书中，参考附图1-5。
如下面详细描述的，本发明的一方面是一种包括多个存储器单元的内容寻址存储器阵列。每个单独的存储器单元包括存储器元件，该存储器元件被电耦合至串联电路中的存取晶体管。多个存取晶体管被电耦合至单条匹配线。这些存取晶体管控制成对的位线和匹配线之间的电流。每条位线和每条匹配线被电耦合至多个存储器单元。该存储器单元设计有利地免除了在每个存储器单元中包括互补存取晶体管和存储器元件结构的需要。结果，与常规CAM存储器单元相比，被每个存储器单元占据的实际区域(realestate)减小，并且降低了存储器单元的功率消耗。
在本发明的一个实施例中，存储器单元的存储器元件包括能够存储至少两个互补电阻中的一个的相变材料。这样的相变材料的实例为锗-锑-碲(GST)。在相变存储器元件的一个实例中，存储器元件被编程为以下两种状态中的一种：结晶态或非晶态。结晶态表示存储的“0”值，而非晶态表示存储的“1”值。在结晶态中，存储器元件呈现相对低的电阻。另一方面，在非晶态中，存储器元件具有相对高的电阻。并且，本领域技术人员将认识到，可将各种电阻器用于存储器元件，相变材料的实例仅仅是示例性的。
在相变存储器中，改变存储器元件的状态需要将材料加热至熔点，然后将该材料冷却至可能状态中的一种。流过存储器元件的电流产生欧姆发热，且使得相变材料熔化。存储器元件中的相变材料熔化和逐渐冷却允许相变材料有时间形成结晶态。存储器元件中的相变材料熔化和急剧冷却使相变材料急冷成非晶态。
在图1中，示出了根据本发明的存储器器件102的一个实施例。该存储器器件102包括存储器元件104和存取器件106。上面讨论的存储器元件104可设定为存储的电阻。更具体地，存储的电阻可以为与至少两个互补二进制值中的一个相关联的至少两个互补电阻中的一个。例如，在一位存储器存储中，存储器元件104存储“0”或“1”。“0”和“1”被存储为互补电阻，例如5k欧姆和500k欧姆。在二位存储器存储中，存储器元件104存储“00”、“01”、“10”或“11”。在该实例中，“00”和“11”被存储为互补电阻，而“01”和“10”被存储为互补电阻。在本发明的特定实施例中，存储器元件104是相变器件。在本发明的另一实施例中，存储器元件104包括浮栅晶体管、电阻存储器元件、磁阻随机存取存储器(MRAM)或电荷俘获器件。
存取器件包括共用终端108，该共用终端108控制第一终端110与第二终端112之间的电流。存取器件106的第一终端110被电耦合至存储器元件104。在本发明的特定实施例中，存取器件106是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。预期其他存取器件可替代该存取器件106，例如双极结型晶体管(BJT)，而不脱离本发明的精神和范围。
如所示出的，存储器元件104也被电耦合至位线114。本领域技术人员将理解，位线114可以既用于将存储器元件104编程为所希望的状态，也用于读取存储器元件104的状态。例如，在编程期间，大电流经过位线114且流入存储器元件104，从而通过欧姆发热使相变材料熔化。在存储器搜索或读取操作期间，小电流经过位线114且流入存储器元件104，该小电流不足以使相变材料熔化，但却足以检测出存储器元件104两端之间的电压降。
存取器件106的第二终端112被电耦合至匹配线116。在编程期间，匹配线116用于吸收(或源)经过存储器元件104的相对大的电流，从而使相变材料熔化。在存储器搜索操作期间，匹配线116使电流经过存储器元件104而流到匹配电路118。如下面将更详细讨论的，匹配电路118被配置为仅当存取器件106的有效电阻与存储器元件104的存储的电阻彼此互补时才指示出搜索匹配。
存取器件106的共用终端108被电耦合至搜索线120。在存储器编程期间，搜索线120用于使存取晶体管导通，以允许大量电流流过存储器元件104且改变存储器元件104的状态。在存储器搜索期间，通过电耦合至搜索线120的偏置电路122来控制搜索线120。偏置电路被配置为使存取器件106偏置为有效电阻，该有效电阻是与搜索位相关联的电阻的互补电阻。
在搜索操作期间，从外部信源，例如，中央处理器(CPU)或外部存储器控制器，接收搜索字。搜索字是包含将在存储器阵列中搜索的二进制值的位串。搜索字中的每个搜索位对应于以逐位依次的顺序在存储器器件102中的存储的位。偏置电路122将存取器件106偏置为有效电阻，该有效电阻是与搜索位相关联的电阻的互补电阻。例如，如果搜索位为“1”(RESET电阻或相变存储器中的非晶态)，则存取器件106的有效电阻被设定为“0”。如果搜索位为“0”(SET电阻或相变存储器中的结晶态)，则存取器件106的有效电阻被设定为“1”。然后，匹配电路118测量从位线114到匹配线116施加的搜索电流。搜索电流经过存储器元件104和存取器件106，由此，可以测量出存储器元件104和存取器件106的集体电阻。本领域技术人员将认识到，可将各种技术和电路用于电阻测量，例如但不限于，电流测量电路和电流控制振荡器。
翻到图2，其示出了用于本发明的一个实施例的匹配电阻202的表。该表示例出存取晶体管电阻204、存储器元件电阻206和匹配线值208。注意到，在存储器元件中，电阻“0”和“1”被存储为任意电阻值。例如，5k欧姆可以表示“0”，而500k欧姆可以表示“1”。
如所示例的，如果存取晶体管电阻204是存储器元件电阻206的互补值，则认为匹配线值208是匹配的。如果存取晶体管电阻204和存储器元件电阻206都等于“1”或“0”，则认为匹配线值208是不匹配的。
在搜索操作期间，通过测量流过存储器元件和存取晶体管的搜索电流，匹配电路118(参见图1)确定“匹配”或“不匹配”。如果搜索电流在预定值范围内，由匹配电路返回“匹配”结果；否则，返回“不匹配”结果。
例如，考虑存取晶体管电阻204和存储器元件电阻206都等于“0”的情况。在这种情况下，由匹配电路检测到的电流将过高，且将落到匹配值范围之外。如果存取晶体管电阻204与存储器元件电阻206互补，则匹配线值208将为落在匹配值范围内的中间值。如果存取晶体管电阻204和存储器元件电阻206都等于“1”，匹配电路指示不匹配。在这种情况下，由匹配电路检测到的电流将过低，也将落到匹配值范围之外。使用以上实例，存在仅仅三种可能的理论测量电阻：10k欧姆、505k欧姆和1000k欧姆。可产生以505k欧姆为中心的匹配值范围，从而仅仅当匹配线值208在该范围内时，才指示匹配。
在本发明的可选实施例中，单个存储器元件可存储多个位。在二位存储中，单个存储器元件可存储“00”、“01”、“10”或“11”。再次重申，当搜索位和存储的位互补时，指示匹配。例如，如果搜索位为“01”，则为了匹配，存储器元件中的存储的位必须是“10”。
翻回图1，存储器器件102的编程操作包括接收来自CPU的存储的字。存储字包含将要存储在存储器阵列中的位串。存储字的每个存储位都存储在单个存储器元件104中。通过施加足以在存储器元件中存储存储位的预定信号，偏置电路122使存取器件106偏置。例如，在相变存储器中，为了存储“1”(RESET或非晶态)，利用通过存储器元件104的相对高的电流信号，对存取器件106的共用终端108加以脉冲。导致突变下降沿的快速功率切断使得存储器元件104中的相变材料淬火而被设定为非晶态。为了存储“0”(SET或结晶态)，使存取器件106的共用终端108处的电流信号的幅度缓慢减小。这导致缓变下降沿，使得存储器元件104中的相变材料缓慢冷却且设定为结晶态。再次地，注意到，本领域技术人员将理解，单个存储器元件104可存储多个位。
图3示出本发明所预期的存储器系统示意图的一个实施例。该系统包括存储器阵列302、接收单元304、偏置单元306、匹配单元308和中央处理器(CPU)310。在本发明的一个特定实施例中，存储器器件312包括接收单元304、偏置单元306、内容寻址存储器阵列302和匹配单元308。在本发明的其他实施例中，可以独立封装接收单元304、偏置单元306和匹配单元308。在另外的其他实施例中，可以在计算机可读介质中作为一组计算机可执行指令实现存储器系统的这些单元。
存储器阵列302包括多个存储器单元，所述多个存储器单元被组合以存储存储的字。如上所述，每个存储器单元包括存储器元件，该存储器元件被电耦合至串联电路中的存取晶体管。存储器元件被配置为存储二进制数据作为至少两个互补电阻中的一个。
接收单元304接收来自CPU 310的信息。作为其功能的一部分，接收单元304确定CPU 310所要求的操作是编程操作还是搜索操作。特别地，接收单元304被配置为接收在存储器阵列302的存储的字中的用于搜索的搜索字，其中搜索字的位位置对应于以逐位依次顺序存储的字的位位置。接收单元304将信息传递到偏置单元306。
偏置单元306使存储器阵列302中的存取晶体管偏置，以执行编程操作或搜索操作(如上所述)。在搜索操作期间，偏置单元被配置为使每个存储器单元的存取晶体管偏置，以便存取晶体管的有效电阻是搜索字的对应位的互补电阻。并且，在搜索操作期间，匹配单元308被配置为对每个存储的字测量经过存储器单元的集体电流，且如果该集体电流在预定值范围内，指示对于每个存储的字的搜索匹配。匹配单元308为CPU 310指示搜索匹配和匹配位置。
现在翻到图4，示例出内容寻址存储器阵列402的一个实施例。例如，所示例的是示出4个存储器单元的两个接两个(two-by-two)的内容寻址存储器阵列。该内容寻址存储器阵列402包括多个电耦合至存取晶体管106的存储器元件104。存储器元件104被电耦合至位线406，从而多个存储器元件104被电耦合至单条位线406。存取晶体管106被电耦合至搜索线404和匹配线408。多个存取晶体管106被电耦合至单条搜索线404和单条匹配线408。
在本发明的该特定实施例中，编程操作和搜索操作包括激活位线406a和搜索线404a。在内容寻址存储器阵列402的编程操作期间，接收两个二位长的存储字(要被存储的字)。指定单独的存储器元件104a、104b来存储第一个二位长的存储字的两个位，并且指定存储器元件104c和104d来存储第二个二位长的存储字的两个位。为了在目标存储器元件104a中存储特定的存储位，电耦合至目标存储器元件104a的位线406a被设定为电源电压。所有的匹配线408a和408b都被设定为地电压。如果存储位等于“1”(RESET或非晶态)，则在电耦合至与目标存储器元件104a相关联的目标存取晶体管106a的搜索线404a处施加信号，其使存储器元件104a中的相变材料快速熔化和冷却。如果存储位等于“0”(SET或结晶态)，则控制搜索线404a以使熔化的相变元件逐渐冷却。另一搜索线404b被设定为地电压。执行该处理，直到在内容寻址存储器阵列402中对存储字中的所有存储位都进行了编程。
在存储器阵列404的搜索操作期间，接收搜索字，其中搜索字的位位置对应于以逐位依次的顺序存储的字的位位置。所有的位线406都被设定为电源电压，而所有的匹配线408都被连接到匹配电路118。偏置电路122将搜索线404设定为相对高的电压或相对低的电压，以便存取晶体管106的有效电阻与搜索字中的搜索位互补。
例如，假定存储器元件106a和106b分别形成存储的字的第一个位和第二个位。还假定5k欧姆表示“0”，而500k欧姆表示“1”。如果搜索字中的第一个位是“1”，则将电耦合至目标存取晶体管106a的搜索线404a设定为相对高的电压，以便目标存取晶体管106a的有效电阻被控制为等于“0”，或者说5k欧姆。如果搜索字中的第一个位是“0”，则将电耦合至目标存取晶体管106a的搜索线404a设定为相对低的电压。这使得对应的存取晶体管106a的有效电阻等于“1”，或者说500k欧姆。如果电耦合的存储器元件104a的电阻与存取晶体管106a的有效电阻互补，则发生位匹配。
当搜索搜索字时，搜索整个位串，并且，如所示例的，多个存储器元件104a和104b以及存取晶体管106a和106b被电耦合(并联)至单条匹配线408a和位线406a。仅当存储的字中的每个位与搜索字中的每个位都匹配时，发生匹配。如果匹配线的净电阻等于R0(k+1)/n，其中R0为SET电阻(“0”或结晶态电阻)，k为SET-RESET比率(SET与RESET态之间的电阻比率)，n为搜索字中的位数，则匹配电路指示匹配。例如，假定SET电阻为5k欧姆，而RESET电阻为500k欧姆，并且每个字的位数为二。仅当跨过位线406a和匹配线408a的净电阻等于252.5k欧姆时，发生匹配。也就是，与存取晶体管106a串联的存储器元件104a并联与存取晶体管106b串联的存储器元件104b的总电阻。然而，实际上，每次执行搜索操作时，都很难重复诸如252.5k欧姆的精确数。由此，使用以该值为中心的数值范围来替代精确数。
图5示例出用于存储器阵列的搜索操作的本发明的一个实施例。存储器阵列的搜索操作允许对存储器阵列执行字搜索。可以在软件、固件、硬件或它们的一些组合中实施图5中示出的操作。程序代码可以存储在存储介质中、装载在计算机中和/或由计算机执行，其中，当将程序代码装载在计算机中且由计算机执行时，计算机成为用于实施本发明的装置。存储介质的实例包括固态存储器(RAM或ROM)、软磁盘、CD-ROM、硬盘驱动器、通用串行总线(USB)闪速驱动器或任何其他计算机可读的存储介质。
搜索操作的处理流程始于接收操作502。在该操作期间，接收来自诸如中央处理器(CPU)或外部存储器控制器的外部信源的搜索字。搜索字包括n位的位串。该n位的位串包含n个搜索位。在完成接收操作502之后，控制转到偏置操作504。
在偏置操作504中，将对应的存储的字的存取晶体管设定为与n个搜索位的位值互补的电阻。预期在本发明的等效实施例中，将对应的存储的字的存取晶体管设定为不与位值互补，且将存储的字存储作为互补的值。在完成偏置操作504之后，控制转到测量操作506。
在测量操作506中，电流从位线经过存储的字中的存储器元件和存取晶体管流到匹配线。在单条匹配线上测量经过存取晶体管和存储器元件的集体电流。在完成测量操作506之后，控制转到确定操作508。
在确定操作508中，使匹配线的净电流与数值范围比较。如果净电流在该数值范围内，则存在匹配，接着控制转到指示操作510。如果净电流不在该数值范围内，则搜索操作结束。
在指示操作510中，指示搜索字与存储的字之间的匹配，并且将存储的字的位置传送回外部信源。在指示了存储的字的位置之后，处理流程结束。
已经对内容寻址存储器器件的优选实施例(其旨在示例而非限制)进行了描述，注意，根据以上教导，本领域技术人员可以进行修改和变化。因此，应理解，可以在所公开的特定实施例中进行修改，这些修改落在由所附权利要求书概括出的本发明的范围和精神内。利用专利法所要求的细节和特质，已经由此描述了本发明的各方面，在所附权利要求书中阐述了由专利证要求和希望保护的内容。

Claims (18)

1.一种用于操作内容寻址存储器阵列的方法，所述内容寻址存储器阵列包括多个存储器单元，所述多个存储器单元被设置为存储信息的位的集合作为存储的字，每个存储器单元包括存储器元件(104a)，所述存储器元件被以串联电路的形式电耦合至存取晶体管(106a)，多个存储器元件被电耦合至单条位线(406a)，多个存取晶体管被电耦合至单条搜索线(404a)和单条匹配线(408a)，所述存储器元件被配置为存储二进制数据作为至少两个互补电阻中的一个，所述方法包括以下步骤：
通过所述内容寻址存储器阵列接收用于搜索的搜索字；
通过电耦合到存取晶体管的搜索线使每个存储的字的每个存储器元件的所述存取晶体管偏置，以便所述存取晶体管的有效电阻值是所述搜索字的对应位的互补电阻值；
对每个存储的字测量所述存储器单元的总电阻值；以及
如果所述总电阻值在预定的值范围内，则指示出用于每个存储的字的搜索匹配。
2.根据权利要求1的方法，其中所述存储器元件包括电阻存储器元件和电荷俘获器件中的一种。
3.根据权利要求1的方法，还包括如果所述总电阻值在所述预定的值范围内则指示出至少一个存储的字的存储器位置。
4.根据权利要求1的方法，其中所述存取晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
5.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤：
接收在所述内容寻址存储器阵列中用于存储的存储字，所述存储字中的每个位被存储到单独的存储器单元；以及
通过在所述搜索线中施加预定信号，在所述内容寻址存储器阵列中存储所述存储的字，以便电流脉冲将所述存储器元件编程为具有所希望的电阻值，其中所述电流脉冲经过所希望的用于存储所述存储字的存储器单元的所述存取晶体管。
6.一种内容寻址存储器阵列，包括：
多个存储器单元，其被组合以存储存储的字，每个存储器单元包括存储器元件(104a)，所述存储器元件被以串联电路的形式电耦合至存取晶体管(106a)，多个存储器元件被电耦合至单条位线(406a)，多个存取晶体管被电耦合至单条搜索线(404a)和单条匹配线(408a)，所述存储器元件被配置为存储二进制数据作为至少两个互补电阻中的一个；
接收单元(304)，其被配置为通过所述内容寻址存储器阵列接收用于搜索的搜索字；
偏置单元(306)，其被配置为通过电耦合到存取晶体管的搜索线使每个存储器单元的所述存取晶体管偏置，以便所述存取晶体管的有效电阻值是所述搜索字的对应位的互补电阻值；以及
匹配单元(308)，其被配置为对每个存储的字测量所述存储器单元的总电阻值，并且如果所述总电阻值在预定的值范围内，则指示出用于每个存储的字的搜索匹配。
7.根据权利要求6的内容寻址存储器阵列，其中所述存储器元件包括电阻存储器元件和电荷俘获器件中的一种。
8.根据权利要求7的内容寻址存储器阵列，其中所述匹配单元进一步被配置为如果所述总电阻值在所述预定的值范围内则指示出至少一个存储的字的存储器位置。
9.根据权利要求6的内容寻址存储器阵列，其中所述存取晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
10.根据权利要求6的内容寻址存储器阵列，其中所述接收单元进一步被配置为接收在所述内容寻址存储器阵列中用于存储的存储字，所述存储字中的每个位被存储到单独的存储器单元。
11.根据权利要求10的内容寻址存储器阵列，其中所述偏置单元进一步被配置为在所述搜索线中施加电压脉冲，以便电流脉冲将所述存储器元件编程为具有所希望的电阻值，其中所述电流脉冲经过所希望的用于存储所述存储字的存储器单元的所述存取晶体管。
12.一种内容寻址存储器器件，包括：
可设定到存储的电阻值的存储器元件(104a)，所述存储的电阻值是与至少两个互补的二进制值中的一个相关联的至少两个互补电阻值中的一个；
存取晶体管(106a)，其包括共用终端，所述共用终端控制第一终端与第二终端之间的电流，所述第一终端被电耦合至所述存储器元件；以及
偏置电路，其被电耦合至所述共用终端，并且被配置为通过电耦合到存取晶体管的搜索线使所述存取晶体管偏置至有效电阻值，所述有效电阻值是与搜索位相关联的电阻值的互补电阻值；
其中多个存储器元件被电耦合至单条位线(406a)，多个存取晶体管被电耦合至单条搜索线(404a)和单条匹配线(408a)。
13.根据权利要求12的内容寻址存储器器件，还包括匹配电路，其被电耦合至所述第二终端，并且所述匹配电路被配置为仅当所述存取晶体管的有效电阻值与所述存储器元件的所述存储的电阻值彼此互补时指示出搜索匹配。
14.根据权利要求13的内容寻址存储器器件，其中所述匹配电路进一步被配置为测量流过所述存储器元件和存取晶体管的搜索电流是否在预定的值范围内。
15.根据权利要求13的内容寻址存储器器件，其中所述匹配电路进一步被配置为仅当所述存取晶体管的所述有效电阻值与所述存储器元件的所述存储的电阻值彼此互补时指示出所述存储器元件的位置。
16.根据权利要求12的内容寻址存储器器件，其中所述存储器元件包括电阻存储器元件和电荷俘获器件中的一种。
17.根据权利要求12的内容寻址存储器器件，其中所述存取晶体管包括金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
18.根据权利要求12的内容寻址存储器器件，其中所述存取晶体管包括双极结型晶体管BJT。
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